[发明专利]固体氧化物燃料电池制造方法、固体氧化物燃料电池和包括其的电池模块

说明书

本发明涉及用于制造固体氧化物燃料电池的方法、固体氧化物燃料电池和包括其的电池模块。

技术领域

本申请要求于2015年8月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0120160号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本说明书涉及用于制造固体氧化物燃料电池的方法、固体氧化物燃料电池和包括其的电池模块。

背景技术

随着近期对现有能源资源(例如石油和煤炭)用尽的预测，对能够取代这些的替代能源的兴趣一直在增长。作为这样的替代能源之一，燃料电池具有高效、不放出污染物(例如NOx和SOx)以及具有足够使用的燃料的优势而受到注意。

燃料电池是将燃料和氧化剂的化学反应能量转化为电能的发电系统，并且氢、甲醇和烃(例如丁烷)用作燃料，并且氧通常用作氧化剂。

燃料电池包括聚合物电解质膜型燃料电池(PEMFC)、直接甲醇型燃料电池(DMFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、碱型燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物型燃料电池(SOFC)等。

图1是示意性地表示固体氧化物型燃料电池的发电原理的图，并且固体氧化物型燃料电池由电解质层和在该电解质层的两个表面上形成的燃料电极(阳极)和空气电极(阴极)形成。当参照示出固体氧化物型燃料电池的发电原理的图1时，空气在空气电极中被电化学地还原以产生氧离子，并且所产生的氧离子经由电解质层转移到燃料电极。在燃料电极中，注入燃料例如氢、甲醇和丁烷，并且所述燃料在与氧离子结合并被电化学地氧化以产生水的同时释放电子。通过这样的反应，电子迁移到外部电路。

发明内容

技术问题

本说明书旨在提供用于制造固体氧化物燃料电池的方法、固体氧化物燃料电池和包括其的电池模块。

技术方案

本说明书的一个实施方案提供了用于制造固体氧化物燃料电池的方法，包括使用包含氧离子传导性无机颗粒和NiO的燃料电极浆料制备燃料电极生片，或使用包含氧离子传导性无机颗粒和NiO的固体制备丸粒；使扩散板与丸粒或燃料电极生片的一个表面接触；通过烧结使扩散板接触的燃料电极生片或丸粒来制备燃料电极；使扩散板与经烧结的燃料电极相分离；并且在经烧结的燃料电极的与扩散板相分离的表面上连续地形成电解质层和空气电极。

本说明书的另一实施方案提供了固体氧化物燃料电池，其连续地设置有包含氧离子传导性无机物质和NiO的燃料电极、电解质层和空气电极，其中基于100重量份的与接触电解质层的燃料电极的表面相对的表面上的NiO的量，接触电解质层的燃料电极的表面上的NiO的量为70重量份或更少。

本说明书的又一实施方案提供了包括固体氧化物燃料电池作为单元电池的电池模块。

有益效果

根据本说明书的燃料电极可以具有增大的与电解质层的结合性能。

根据本说明书的固体氧化物燃料电池具有在燃料电极与电解质层之间具有低的界面电阻的优点。

根据本说明书的固体氧化物燃料电池具有在燃料电极与电解质层的界面处具有许多反应位点的优点。

附图说明

图1是示出固体氧化物燃料电池(SOFC)的发电原理的示意图。

图2示出了根据本说明书的一个实施方案的固体氧化物燃料电池的结构。

图3是实施例的燃料电极表面的SEM图像。

图4是比较例的燃料电极表面的SEM图像。

图5是示出在实施例和比较例中还原程度根据温度变化的图。

附图标记