Electrochemical Performance of the Solid Oxide Fuel Cell with Different Thicknesses of BSCF-based Cathode
BSCF계 혼합전도성 공기극의 두께에 따른 고체산화물 연료전지의 전기화학적 특성

Jaewon Jeong, Chung-Yul Yoo, Jong Hoon Joo, Ji Haeng Yu
2013 Transactions of the Korean hydrogen and new energy society  
>> In order to reduce the costs and to improve the durability of solid oxide fuel cell (SOFC), the operating temperature should be decreased while the power density is maintained as much as possible. However, lowering the operating temperature increases the cathode interfacial polarization resistances dramatically, limiting the performance of low-temperature SOFC at especially purely electronic conducting cathode. To improve cathode performance at low temperature, the number of reaction sites
more » ... r the oxygen reduction should be increased by using a mixed ionic and electronic conducting (MIEC) material. In this study, anode-supported fuel cells with two different thicknesses of the MIEC cathode were fabricated and tested at various operating temperatures. The anode supported cell with 32.5㎛-thick BSCFZn-LSCF cathode layer showed much lower polarization resistance than that with 3.2㎛ thick cahtode and higher power density especially at low temperature. The effects of cathode layer thickness on the electrochemical performance are discussed with analysis of impedance spectra. 1. 서 론 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell) 는 연 료기체가 소유하고 있는 화학에너지를 전기화학반응 에 의해 직접 전기에너지로 변환시키는 에너지 변환 장치로 다른 연료전지에 비해 효율이 높고, 별도의 연료개질장치 없이 천연가스 및 바이오매스와 같은 다양한 연료의 사용이 가능하며, 복합 발전이 가능하 다는 장점이 있다. 그러나 높은 작동 온도로 인하여 금속 연결재 및 구성 요소의 제작비용이 높고, 세라 믹 재료간의 반응 문제로 인한 화학적 안정성, 금속 분리판으로부터 Cr 휘발로 인한 장기적인 성능 저하 등이 해결되어야 할 과제이다. E. Brito, Teruhisa Horita, Harumi Yokokawa, "Effect of strontium concentration on sulfur poisoning of LSCF cathodes", Solid State Ionics, Vol. 225, 157-160, 2012.
doi:10.7316/khnes.2013.24.2.186 fatcat:jxmfjkggbralbgo2gdfc52iu34