制造固体氧化物燃料电池的燃料电极支撑体的方法和固体氧化物燃料电池的燃料电极支撑体的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请要求于2013年9月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0115512号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并到本文中。
[0002]本申请涉及制造固体氧化物燃料电池的阳极支撑体的方法以及固体氧化物燃料电池的阳极支撑体。
【背景技术】
[0003]燃料电池是通过电化学反应将燃料和空气的化学能直接转换成电和热的设备。与相关技术中采用燃料燃烧、蒸汽发生、涡轮驱动和发电机驱动过程的发电技术不同，燃料电池没有燃烧过程或驱动设备，并且因此燃料电池是具有高效率且不会造成环境问题的新概念的发电技术。这种燃料电池的优点在于:因为几乎不排放例如SOx和NOx的空气污染物并且较少地产生二氧化碳，所以实现了无污染发电、低噪声且无振动。
[0004]燃料电池的实例包括多种类型，例如，磷酸燃料电池(PAFC)、碱性燃料电池(AFC)、聚合物电解质燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)和固体氧化物燃料电池(S0FC)，并且在这些燃料电池中，固体氧化物燃料电池(S0FC)由于基于低活化极化的低过电压和小的不可逆损耗而具有高的发电效率。此外，由于除氢之外，还可以使用碳或烃基燃料，所以燃料选择的宽度宽，并且由于电极中的反应速度高，所以不需要昂贵的贵金属作为电极催化剂。此外，伴随着发电而散发的热具有非常高的温度，并且因此其效用值高。在固体氧化物燃料电池中产生的热可以用于重整燃料，并且可以用作工业能量源或者用于对蒸汽供给和发电进行冷却的能量源。
[0005]根据支撑体的相对厚度，固体氧化物燃料电池可以分为阳极支撑体型、阴极支撑体型和电解质支撑体型等。阳极支撑体型S0FC的优点在于:因为阳极的电导率高，所以即使阳极支撑体型S0FC变为厚的支撑体型，电流电阻也不大。
[0006]因此，需要开发用于改善阳极支撑体型固体氧化物燃料电池的性能以及燃料电池的耐久性的技术。
【发明内容】
[0007][技术问题]
[0008]本申请要解决的问题是提供一种阳极支撑体及其制造方法，其中固体氧化物燃料电池的阳极支撑体与电解质之间的界面性质得到改善以增加在阳极处发生氢的氧化反应的实质面积，并且因此改善了燃料电池的性能，并且防止了界面的分层现象以改善电池的耐久性。
[0009]此外，本申请要解决的另一问题是提供一种包括上述阳极支撑体的固体氧化物燃料电池及其制造方法。
[0010]本申请要解决的问题不限于上述技术问题，并且本领域的技术人员可以根据下面的描述来清楚地理解其他未提及的技术问题。
[0011][技术方案]
[0012]本申请的一个示例性实施方案提供了一种制造固体氧化物燃料电池的阳极支撑体的方法，该方法包括:通过使用喷射方法(blast method)来对包含金属和具有氧离子传导性的无机氧化物的阳极支撑体的至少一个表面进行表面处理。
[0013]本申请的另一示例性实施方案提供了一种制造固体氧化物燃料电池的方法，该方法包括:通过使用上述制造方法来制备阳极支撑体；以及在阳极支撑体的经表面处理的表面上施加具有离子传导性的无机氧化物以形成电解质。
[0014]本申请的又一示例性实施方案提供了一种通过上述制造方法制造的固体氧化物燃料电池的阳极支撑体。
[0015]本申请的再一个示例性实施方案提供了一种固体氧化物燃料电池的阳极支撑体，该阳极支撑体包含:金属以及具有氧离子传导性的无机氧化物，其中在阳极支撑体的至少一个表面上设置有宽度为0.5微米以上且10微米以下的凹凸结构，并且凹凸结构的最高点与最低点之间的高度差为阳极支撑体的总厚度的0.1%以上且50%以下。
[0016]本申请的又一示例性实施方案提供了一种制造固体氧化物燃料电池的方法，该方法包括:制备阳极支撑体；以及在阳极支撑体的经表面处理的表面上施加具有离子传导性的无机氧化物以形成电解质。
[0017]本申请的另外的示例性实施方案提供了一种固体氧化物燃料电池，该固体氧化物燃料电池包括:阳极支撑体;设置成面对阳极支撑体的阴极；以及设置在阳极支撑体与阴极之间的电解质。
[0018][有益效果]
[0019]在根据本申请的示例性实施方案的固体氧化物燃料电池的阳极支撑体中，可以通过改善电解质之间的界面性质来改善燃料电池的性能。此外，优点在于:可以防止阳极支撑体与电解质之间的界面的分层现象，并且由此减慢了燃料电池的效率的下降速度并改善了电池的耐久性。
【附图说明】
[0020]图1示出了通过借助于电子显微镜(SEM)来对在实施例1的阳极支撑体上施加有电解质的外形(form)的截面图进行测量而获得的图像。
[0021]图2示出了通过借助于电子显微镜(SEM)来对在比较例1的阳极支撑体上施加有电解质的外形的截面图进行测量而获得的图像。
[0022]图3示出了通过使用光学轮廓仪来对实施例1的阳极支撑体的表面粗糙度进行测量而获得的数据。
【具体实施方式】
[0023]除附图之外，通过参考下文详细描述的实施方案，本申请的优点和特征以及用于获得这些优点和特征的方法将明显。然而，本申请不限于下文将要公开的示例性实施方案，而是可以以各种不同的方式来实现本申请。因此，提供本文中所提出的示例性实施方案以使本申请的内容彻底且完全公开，并且将本发明的精神充分地传递给本领域的技术人员，并且本申请仅通过所附权利要求的范围来限定。为了描述清楚，附图中所示的组成元件的尺寸和相对尺寸可能被放大。
[0024]除非另有限定，否则在本说明书中使用的包括技术术语和科学术语的所有术语的含义与本申请所属的技术领域的普通技术人员一般所理解的术语的含义相同。此外，除非在本发明中明确限定，否则在通常使用的字典中限定的术语不应解释成具有理想或过于形式化的含义。
[0025]在下文中，将详细描述本申请。
[0026]本申请的示例性实施方案提供了一种制造固体氧化物燃料电池的阳极支撑体的方法，该方法包括:通过使用喷射(blast)方法来对包含金属和具有氧离子传导性的无机氧化物的阳极支撑体的至少一个表面进行表面处理。
[0027]至少一个表面可以意指与电解质接触的表面，并且可以是该表面的一部分或整个该表面。
[0028]经表面处理的表面可以是与电解质接触的部分。
[0029]阳极支撑体用于电化学氧化燃料以及传输电子。
[0030]制造阳极支撑体的方法还可以包括将在包含具有氧离子传导性的无机氧化物和金属氧化物的阳极支撑体中的金属氧化物还原成金属。
[0031]可以通过使用本领域公知的一般方法来使金属氧化物还原，并且可以在还原性气体(具体为氢气气氛)下在具体550°C以上且950°C以下的温度下使金属氧化物还原。
[0032]喷射方法可以是喷砂方法或喷射陶瓷珠方法。
[0033]砂或陶瓷珠的直径可以为0.5毫米以上且10毫米以下。仅在直径为0.5毫米以上时，可以对阳极支撑体进行表面处理，并且仅在直径为10毫米以下时，可以防止在直径大的情况中阳极支撑体的强度明显变弱的问题。
[0034]陶瓷珠的种类可以是选自以