| 초록 |
SOFC(Solid Oxidation Fuel Cell)의 분리판 소재로서 기존에 사용되던 세라믹소재를 대신하여 가격적이 저렴하고 가공하기가 용이한 금속계 분리판(STS4XX)에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 STS4XX 계열의 경우 Cr-rich 합금이기 때문에 800℃에서 SOFC 운전 중에 H2O와 반응하여 Cr2(OH)2(g), CrO2(OH)(g) 등이 휘발하는데 수소분위기인 anode에서 환원이 일어나 운전효율을 떨어뜨린다. 본 연구에서는 STS4XX에 무전해도금법으로 Co를 2μm도금한 후 Cr 휘발량 및 전기전도도를 측정하여 실제 분리판에 적용가능한지 알아보고자 한다. 시편으로는 Ferrite계 stainless인 STS444와 STS446M을 사용하였으며 비교재로서 Crofer22APU를 같이 평가하였다. 코팅하지 않은 시편은 800℃에서 약 400시간 산화시킨 결과 약 30~50mΩcm2의 ASR값을 나타냈으며, 이는 표면에 Cr2O3가 형성되어 전기전도도를 낮추었기 때문이다. 무전해도금으로 Co를 2μm도금한 시편의 경우 약 400시간이 경과한 후 10mΩcm2이하의 ASR값을 보였는데 이는 도금 층 내부에 Co3O4와 함께 (Co,Mn,Fe)3O4 형태의 Spinel형 구조가 형성되어 전기전도도에 좋은 영향을 준 것이다. 또한 Co 코팅 층이 표면으로의 Cr diffusion을 억제하여 Cr-poisoning을 10ng/cm2/h 로 감소시켰고 이는 표면에 Cr2O3의 형성을 방지하였기 때문이다. |
