Solid oxide cells
(SOFC · SOEC)

1. Overview

고체산화물 연료전지(SOFC)와 고체산화물 수전해셀(SOEC)은 수소 에너지 전환의 핵심 기술입니다. SOFC는 연료의 화학 에너지를 전기로 직접 변환하는 전기화학 소자로, 각종 연료전지 중 가장 높은 작동 온도에서 구동되며 고효율, 연료 다변화, 고품질 열 공급, 모듈화 등 고유한 장점을 가집니다. SOEC는 SOFC의 역방향 모드로 작동하여 재생에너지 전력으로 그린 수소 또는 유용한 화학물질을 생산하며, 현존하는 수전해 기술 중 최고 수준의 에너지 효율을 달성할 수 있습니다. 수전해를 비롯하여 CO2 단독 전해 및 H2O와의 공전해(co-electrolysis)를 통해 탄소 중립 화학 산업으로의 전환을 가속화하는 원천 기술로서, KIST SSEMS 연구팀은 소재·전극·셀·스택 전 단계에 걸쳐 세계 최고 수준의 SOFC·SOEC 연구를 수행하고 있습니다. 

SOFC is an electrochemical energy conversion device that produces electricity from chemical energy of fuels.
Among various types of fuel cells, SOFC operates at the highest temperature and offers unique advantages including high efficiency, fuel flexibility, high-quality heat and modularity.

SOEC operates in reverse mode of SOFC. It is an electrochemical energy conversion device that produces H2 or useful chemicals from electricity. Electricity harnessed from renewable sources produces green H2 or chemicals to achieve net-zero CO2 emission. SOEC can produce H2 with highest efficiency deemed to show near 100% electrical efficiency. Also CO2 can be reduced directly (CO2 electrolysis) or coupled with H2O (co-electrolysis). CO2 electrolysis techniques diversify chemical portfolio that can be acheived with SOEC techniques.

Features

• Air electrode / Solid Electrolyte / Fuel electrode

• Thin electrolyte (≤10㎛)

• Porous electrode support / dense electrolyte support / metal support

• Fuel flexibility and highest energy efficiency

• Relatively poor reliability and high cost

2. Research Activities I: Fabrication of SOFC Single Cell

3. Research Activities II: Development of SOFC Stack