SOFC용 유리-세라믹섬유 복합기밀제의 고운 기체누설 거동 (High Temperature Gas Leak Behavior of Glass-Ceramic Fiber Composite Seals for SOFC Applications)

서지정보

· 발행기관 : 한국세라믹학회
· 수록지 정보 : 한국세라믹학회지 / 42권 / 12호 / 842 ~ 864페이지
· 저자명 : 이재춘, 박성, 김주선, 이해원, 이종호, 권혁천, 권영필, 장진식

초록

유리와 알루미노실리케이트 세라믹 단섬유로 이루어진 복합체를 고체산화물연료전지의 기밀재로 제조하여 유리, 기밀재 조성, 가스압 변화에 따른 750~800C 에서의 기체누설률을 분석하였다. 측정결과, 파이렉스 유리로 제조된 기밀재의 누설률은 기체압이 10 kPa 에서 50 kPa로 증가할 때, 약 0.0005 sccm/cm 에서 0.004 sccm/cm 로 증가하였다. 소다라임실리카 유리로 제조된 기밀재의 누설률은 파이렉스 또는 SiO2-BaO-B2O3 계 유리에 비해 약 2배 높은 누설률을 나타내었다. 이러한 고온 기체누설률 값의 차이는 유리 종류별 고온 점도 차이에 기인한 것으로 판단하였다. 유리 부피백분율이 55%인 기밀재의 누설률은 75%인 시편에 비해 약 7배 높은 약 0.007 sccm/cm로 나타났으며 50회의 열싸이클 시험에서 기체누설률은 약 0.0025~0.003 sccm/cm를 나타내었다. 단기 열싸이클시험을 통해 복합기밀재의 열싸이클 안정성과 기밀성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

영어초록

Glass composites containing ceramic fiber have been developed for solid oxide fuel cell (SOFC) seals. Effect of glass and seal compositions, and gas pressure on the leak rates of composite seals was investigated. Seal performance of two commercial glasses was compared with that of SiO2-BaO-B2O3 glass synthesized in this work. The leak rate for seals made of pyrex increases from ~0.0005 to ~0.004 sccm/cm as the gas pressure increases from 10 to 50 kPa. The soda lime silicate glass seal shows the leak rate two times higher than the one made of pyrex or SiO2-BaO-B2O3 glass. The viscosity of glass at the seal test temperature is presumed to affect the leak rate of the glass seal. The leak rate of the composite seals with 55 vol% glass was ~0.007 sccm/cm and seven times higher than the one with 75 vol% glass. It has been found that during 50 thermal cycles between 450C to 700C leak rates remained almost constant, ranging from 0.0025 to 0.003 sccm/cm. The results showed an excellent thermal cycle stability as well as sealability of the glass matrix ceramic fiber composite seals.

참고자료

· 없음