IT-SOFC용 SUS430 separator의 (La, Sr)CrO3 산화방지 코팅막의 제조

초록

평판형 SOFC에서 사용되는 금속분리판은 가혹한 분위기에서 전류를 전달해야하기 때문에 고온 내산화성이 뛰어난 고가의 합금 또는 LaCrO3계 세라믹 소재가 사용되어 왔으나 스택제조비용의 절감을 위해서는 저렴한 ferritic 스테인리스 스틸계 금속분리판의 적용이 요구되고 있다. 한편 ferritic 스테인리스 스틸 접속자를 SOFC 공기극에 사용할 경우 600℃이상의 고온에서 표면 산화층 (Cr2O3)의 생성으로 스택의 저항이 증가할 뿐 아니라 CrO3 증기가 전해질/cathode 계면에 침적되어 cathode 전극의 전압강하 현상이 야기되는바 전도성 세라믹 코팅제의 개발을 통한 스테인리스 스틸계 분리판의 내산화성 향상이 시급한 실정이다. 한편 내산화 코팅막은 치밀하고 산소확산계수가 낮으며 전해질소재와 열팽창 mismatch가 작은 전도성 세라믹 소재가 요구된다. 본 연구에서는 졸겔법을 이용하여 치밀한 perovskite type (La, Sr)CrO3 (LSC) 내산화 코팅막을 제조하고자 하였고, SUS430의 고온 산화거동에 미치는 코팅층의 영향에 대하여 조사하였다. 우선, ethylene glycol, nitric acid, distilled water로부터 LSC코팅을 위한 전구체 용액을 준비하였고, LSC 코팅막은 상기 전구체 용액을 이용하여 SUS430 기판상에 dip코팅법을 이용하여 제조하였다. XRD 분석결과 LSC층의 존재가 SUS430의 고온 산화를 크게 억제하는 효과가 있음을 알 수 있었다.