연료 전지에 있어서,전해질층;상기 전해질층의 일 측에 형성되는 베이스 전극; 및상기 전해질층을 사이에 두고 상기 베이스 전극과 이격되도록, 상기 전해질층의 타 측에 형성되는 촉매 전극을 포함하며,상기 촉매 전극은,상기 전해질층의 일부를 덮도록 형성되는 제1 전극부; 및상기 제1 전극부와 서로 맞닿는 전극부 계면을 형성하도록, 상기 제1 전극부의 표면 중 상대적으로 열역학적으로 불안정한 영역의 적어도 일부에 결합되어 상기 제1 전극부의 표면의 일부를 덮는 제2 전극부를 포함하고,상기 제2 전극부는 산소 분자의 흡착을 촉진하고, 상기 산소 분자가 해리된 산소 흡착 원자의 확산을 촉진하고, 상기 제1 전극부의 전자 구조를 변형시켜 상기 산소 흡착 원자가 산소 이온이 되는 것을 촉진하고, 상기 산소 흡착 원자가 환원된 산소 이온의 상기 전해질층으로의 흡수 또는 결합을 촉진하고, 상기 제1 전극부를 상기 전해질층에 고정시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지.

제1항에 있어서,상기 제1 전극부는 백금(Pt)을 포함하고,상기 제2 전극부는 세륨(Ce) 산화물을 포함하고,상기 전극부 계면은 백금과 세륨 산화물 간의 백금-세리아 계면인 것을 특징으로 하는 연료 전지.

제1항에 있어서,상기 제1 전극부는 상기 전해질층의 표면으로부터 돌출되는 형상을 갖는 복수 개의 전극 기둥을 포함하고,상기 제2 전극부는 상기 전극 기둥의 상부면 및 측면의 일부를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지.

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제1항에 있어서,상기 제2 전극부는 상기 제1 전극부의 표면 상에 2 내지 5 nm의 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지.

제1항에 있어서,상기 전해질층은 이트리아 안정화 지르코니아(yittria stabilized zirconia, YSZ)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지.

제1항에 있어서,상기 베이스 전극을 상기 전해질층의 반대편에서 지지하도록 형성되는 지지층을 더 포함하고,상기 전해질층은,상기 베이스 전극 및 촉매 전극에 각각 접하도록 형성되고, 사마리아 도핑된 세리아(samaria-doped ceria, SDC)를 포함하는 제1 전해질; 및상기 베이스 전극 및 촉매 전극과 각각 이격되도록 상기 제1 전해질 내부에 위치되고, 이트리아 안정화 지르코니아(yittria stabilized zirconia, YSZ)를 포함하는 제2 전해질을 포함하는 연료 전지.

연료 전지의 제조 방법에 있어서,베이스 전극 및 전해질층을 형성하는 단계; 및상기 전해질층을 사이에 두고 상기 베이스 전극과 이격되도록 상기 전해질층에 촉매 전극을 형성하는 단계를 포함하며,상기 촉매 전극을 형성하는 단계는,상기 전해질층의 일부를 덮도록 제1 전극부를 형성하는 단계; 및상기 제1 전극부와 서로 맞닿는 전극부 계면을 형성하도록, 상기 제1 전극부의 표면 중 상대적으로 열역학적으로 불안정한 영역의 적어도 일부에 결합되어 상기 제1 전극부의 표면의 일부를 덮는 제2 전극부를 형성하는 단계를 포함하고,상기 제2 전극부는 산소 분자의 흡착을 촉진하고, 상기 산소 분자가 해리된 산소 흡착 원자의 확산을 촉진하고, 상기 제1 전극부의 전자 구조를 변형시켜 상기 산소 흡착 원자가 산소 이온이 되는 것을 촉진하고, 상기 산소 흡착 원자가 환원된 산소 이온의 상기 전해질층으로의 흡수 또는 결합을 촉진하고, 상기 제1 전극부를 상기 전해질층에 고정시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지의 제조 방법.

제9항에 있어서,상기 제2 전극부를 형성하는 단계는, 원자층 증착법에 의해 상기 제1 전극부의 표면에 상기 제2 전극부를 구성하는 재료를 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지의 제조 방법.

제10항에 있어서,상기 제2 전극부의 두께 및 상기 전극부 계면의 면적은, 상기 원자층 증착법에 의한 증착을 반복하는 횟수에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 연료 전지의 제조 방법.

전해질층을 포함하는 지지 부재 상에 위치되어 전기화학 반응을 촉진하도록 형성되는 촉매 전극에 있어서,상기 지지 부재의 일부를 덮도록 형성되는 제1 전극부; 및상기 제1 전극부와 서로 맞닿는 전극부 계면을 형성하도록, 상기 제1 전극부의 표면 중 상대적으로 열역학적으로 불안정한 영역의 적어도 일부에 결합되어 상기 제1 전극부의 표면의 일부를 덮는 제2 전극부를 포함하고,상기 제2 전극부는 산소 분자의 흡착을 촉진하고, 상기 산소 분자가 해리된 산소 흡착 원자의 확산을 촉진하고, 상기 제1 전극부의 전자 구조를 변형시켜 상기 산소 흡착 원자가 산소 이온이 되는 것을 촉진하고, 상기 산소 흡착 원자가 환원된 산소 이온의 상기 전해질층으로의 흡수 또는 결합을 촉진하고, 상기 제1 전극부를 상기 전해질층에 고정시키는 것을 특징으로 하는 촉매 전극.

제12항에 있어서,상기 제1 전극부는 백금(Pt)을 포함하고,상기 제2 전극부는 세륨(Ce) 산화물을 포함하고,상기 전극부 계면은 백금과 세륨 산화물 간의 백금-세리아 계면인 것을 특징으로 하는 촉매 전극.

제12항에 있어서,상기 제1 전극부는 전해질층의 표면으로부터 돌출되는 형상을 갖는 복수 개의 전극 기둥을 포함하고,상기 제2 전극부는 상기 전극 기둥의 상부면 및 측면의 일부를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 전극.

제12항에 있어서,상기 제2 전극부는 원자층 증착법에 의해 상기 제2 전극부를 구성하는 재료가 상기 제1 전극부의 표면에 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 전극.