고체 산화물 연료전지(SOFC)에서 크롬 피독 방지

 

알보코트 열처리는 알루미나이징(내열코팅)과 보로나이징(내마모코팅) 전문업체로서, 고온 부식(산화, 황화, 탄화, 메탈더스팅, 용융염)과 마모 환경에서 고온 손상을 방지하여 소모성 부품의 수명을 증가시키며, 고객님의 생산성 향상과 원가 절감에 기여하고 있습니다. 궁금하신 사항이 있으시면, 언제든 연락 주십시요. 환영합니다. 010-2308-5150 wangshikshin@gmail.com

 

고체 연료전지 스택의 공기극(Interconnet)는 스택 내에서 전기 그리고 물리적으로 한 개의 연료전지의 양극을 이웃한 연료전지의 음극에 연결합니다. 고체 연료전지에 사용되는 공기극 재료는 전기적인 통전, 내 산화성, 가스의 확산 방지 및 연료전지 재료와 접촉하는데 화학적인 안정성을 갖어야 하며, 형성된 산화물이 표면에서 떨어지지 않아야 합니다. 공기극 재질은 세라믹이나 금속계 중의 하나일 수 있지만, 금속계가 소재료비 나 제조비가 더 낮고, 낮은 공정온도 그리고 가공성이 쉽습니다.

 

최근에, 재료나 제조 기술의 발전에 의하여 고체 연료 전지의 공정온도를 650 ~ 800℃로 낮추는 것이 가능해졌으며, 이는 900 ~ 1,000℃ 고온에서 사용되는 기존의 세라믹 공기극 재질를 금속 합금으로 교체되어 적용되고 있습니다.

 

크로미아 형성 페라이트계 스테인레스 강이 가장 많이 사용되며, 그 이유는 전도성의 산화물층을 갖으며, 다른 셀 부품과의 좋은 열 평창계수 매칭 그리고 낮은 비용 때문입니다.

 

그러나, 셀 음극 면에서 휘발성의 크롬 산화물이나 산-수산화물의 형성은 셀 성능에 심각한 결함을 만듭니다. 공기극 표면에서 크롬 원소의 증발은 전도성 보호 코팅을 적용함으로서 줄일 수 있습니다.

 

스테인레스강에 적용된 알루미나이징 코팅은 표면에 알루미늄을 침투확산시켜 Fe-Al 합금층을 만들어 내부를 완전히 보호함으로서, 크롬의 피독을 방지할 수 있습니다. 또한, 메탄가스(CH4)로 인한 스테인레스강의 고온 탄화 부식을 방지하여 부품의 수명을 증가시킬 수 있습니다.