Efficient Utilization of Methane Fuel in Solid Oxide Fuel Cell and Development of Methane Reforming Catalyst-Current Collector with Carbon Resistance

Abstract

SOFC는 고온 작동 특성 덕분에 메테인을 별도의 개질 없이 사용할 수 있어 시스템이 단순화되고 비용 절감 효과가 크다. 그러나 Ni cermet 기반 연료극 지지형 SOFC는 메테인 사용 시 탄소 침적에 취약해 전극의 활성 표면적이 감소하고 셀 안정성이 저하될 수 있다. 본 연구는 스팀 메테인 개질 방식에서 최적 구동 조건을 찾아 SOFC의 성능과 안정성을 유지하는 것이 목표이다. 전기화학 및 표면 분석을 통해 전극 비활성화 메커니즘을 분석하고, 온도, 구동 전압, 연료/증기 비율 등의 조건 간 상호작용을 이해하여 최적 조건을 도출하고자 한다. 본 연구의 차별점은 가스 분석을 통해 셀 구동 중 탄소 침적 경향을 확인하는 독자적인 방식을 제시하는 것이다. 또한, 메테인 개질 촉매와 전류 이동을 돕는 집전체를 결합한 촉매-집전체 개념을 도입하여 메테인 연료 사용의 효율성을 높이는 연구를 수행한다.