다공성 이온 전도성 세리아 막 코팅으로 삼상 계면이 확장된 미세구조의 전극부 및 그의 제조방법

Abstract

본 발명은, 연료전지, 센서, 그리고 고체상 장치의 전극 성능을 개선하기 위하여, 이온 전도성 세라믹 막을 전극 및 전해질 주변에 코팅시켜, 전자 전도 재료와 이온 전도 재료가 서로 독립적으로 존재하면서, 전기화학반응자리로서 전극/전해질/기체가 만나는 삼상 계면(triple phase boundary)을 추가적으로 크게 확장시킨 새로운 형태의 복합 전극부 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 고체 산화물 연료 전지(Solid Oxide Fuel Cell) 또는 센서의 전극(electrode) 주위에 연속적인 다공성 산소 이온 전도성 세라믹 세리아 막을 졸-겔 법으로 코팅하여, 전자 전도 재료와 이온 전도 재료가 서로 독립적으로 존재하면서, 삼상 계면이 크게 확장된 새로운 형태의 미세구조를 갖게 함으로써, 전극 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 고가의 장비나 출발 물질을 필요로 하지 않고, 미세구조 제어가 용이하며, 저온 공정으로 전극/전해질 계면 저항을 효과적으로 줄이고, 삼상 계면의 면적은 증가, 전극 저항은 감소시켜 SOFC, 센서, 및 고체상 장치 등의 전극 성능을 향상시킬 수 있다.이온 전도성 세라믹 세리아 막, 졸-겔 법, 삼상 계면, 코팅, 다공성, 고체산화물연료전지, 전극