KR100291539B1 - Single-pole micro fuel cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액체연료를 사용하는 직접메탄올 연료전지의 스택을 단극형으로 구성하여 연료전지의 소형화를 도모한 단극형 마이크로 연료전지의 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a monolithic micro fuel cell in which a stack of a direct methanol fuel cell using a liquid fuel is formed in a single pole shape to reduce the size of the fuel cell.
본 발명의 단극형 마이크로 연료전지는 탄소 폼등의 다공성 물질로 이루어지고 상부면에는 다수개의 공기유통공이 구비된 외부케이스와, 고체고분자 전해질 분리막을 중심으로 그 외측으로 공기극과 연료극이 적층되고 다시 그 외측으로 전류집전체가 적층되어 이루어진 단위전지 다수개가 상기 외부케이스 내부의 동일평면상에 배열된 단위전지 집합체와, 외부케이스내의 단위전지 집합체의 연료극 전류집전체측에 형성되어 각 단위전지에 연료를 공급하는 연료저장실 및 각 단위전지 사이를 전기적으로 분리시키는 비전도성 분리판으로 구성되며, 이때 단위전지 집합체는 서로 대칭적으로 마주보는 전극에 인접하는 극을 직렬로 연결하여 전체 단위전지가 직렬로 연결되는 구조로 이루어져 있다.The unipolar type micro fuel cell of the present invention comprises an outer case made of a porous material such as carbon foam and having a plurality of air flow holes on its upper surface, an air electrode and a fuel electrode stacked on the outer side of the solid polymer electrolyte separation membrane, A plurality of unit cells having a plurality of unit cells stacked on the same side of the outer case and arranged in the same plane on the inner side of the outer case; And a non-conductive separator plate for electrically separating the unit cells from each other. In this case, the unit cell assemblies are symmetrically connected to each other in such a manner that the adjacent electrodes are serially connected to each other so that all unit cells are connected in series Structure.
본 발명은 직접메탄올 연료전지의 전지 스택이 하나의 전해질 및 분리판위에 여러개의 단일 극을 배치시키는 구성으로 이루어짐에 따라 연료전지의 콤팩트화를 이룰 수 있기 때문에 휴대용 및 이동용 초소형의 연료전지를 구현할 수 있는 효과가 있다.Since the cell stack of the direct methanol fuel cell has a structure in which a plurality of single poles are disposed on one electrolyte and a separator plate, the fuel cell can be made compact, so that a portable and portable micro fuel cell can be realized There is an effect.
Description
본 발명은 메탄올등의 액체연료를 사용하는 연료전지의 구조개선에 관한 것으로, 보다 자세하게는 연료전지의 스택 구성을 종래의 바이폴라(bipolar) 형태가 아닌 단극형(monopolar) 형태로 구성하여 연료전지의 부피를 최소화함으로써 초소형의 휴대용 전원으로 이용될 수 있도록 한 단극형 마이크로 연료전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fuel cell using a liquid fuel such as methanol. More particularly, the present invention relates to a fuel cell stack having a stack structure of a monopolar type, not a bipolar type, To a mono-pole micro fuel cell which can be used as a miniature portable power source by minimizing the volume.
일반적으로 수소를 연료로 사용하는 기체형 연료전지는 에너지 밀도가 크다는 장점을 지니고 있으나, 수소가스의 취급에 상당한 주의를 요하고 연료가스인 수소가스를 생산하기 위하여 메탄이나 알콜등을 처리하기 위한 연료개질 장치등의 부대 설비를 필요로 하는 문제점이 지적되고 있다.Generally, a gaseous fuel cell using hydrogen as a fuel has a merit of having a large energy density. However, in order to produce hydrogen gas, which is a fuel gas, a fuel It is pointed out that an additional facility such as a reforming device is required.
이에 반해서 액체를 연료로 사용하는 액체형 연료전지는 기체형에 비해 에너지 밀도는 낮으나 연료의 취급이 상대적으로 용이하고 운전온도가 낮으며 특히 연료개질 장치를 필요로 하지 않는다는 특성에 기인하여 소형, 범용 이동용 전원으로 적합한 시스템으로 알려지고 있다.On the other hand, liquid fuel cells using liquid fuel have a lower energy density than gaseous fuel, but are relatively easy to handle and operate at a lower temperature. Particularly, due to the fact that a fuel reforming device is not required, It is known as a suitable system for power supply.
액체형 연료전지가 지니고 있는 상기의 장점에 기인하여 액체형 연료전지의 대표적인 형태인 직접 메탄올 연료전지(DMFC)에 대한 많은 연구가 수행되어 오고 있는 바, 최근 미국 Los Alamas 국립연구소에서는 고체 고분자막을 전해질로 이용하여 단위전지의 성능이 0.5V에서 670mA/cm2인 고성능의 DMFC의 개발을 발표하였고, Jet Propulsion Laboratory에서는 0.6V에서 180mA/cm2의 스택 개발을 발표함으로써 액상연료인 메탄올을 직접 발전용 연료로 이용한 연료전지의 실용화 가능성을 입증하기에 이르렀다.Due to the above advantages of liquid fuel cells, many researches have been conducted on direct methanol fuel cells (DMFC), which is a representative type of liquid fuel cells. Recently, Los Alamas National Laboratory of USA has used solid polymer membranes as electrolytes the performance of the unit cells was announced the development of the high performance of DMFC 670mA / cm 2 at 0.5V, Jet Propulsion Laboratory of the liquid fuel in the fuel for a direct methanol power generation by the stack presentation development of 180mA / cm 2 at 0.6V And has proved the possibility of practical use of the fuel cell.
직접 메탄올 연료전지는 메탄올의 산화반응이 일어나는 연료극 반응과 산소의 환원반응이 일어나는 공기극 반응으로부터 얻어지는 기전력의 힘이 발전의 근간을 이루며, 이때 연료극과 공기극에서 일어나는 반응은 다음과 같다.The direct methanol fuel cell is based on the power of the electromotive force obtained from the anode reaction in which the oxidation reaction of methanol occurs and the reduction reaction of oxygen occurs in the direct methanol fuel cell, and the reactions occurring in the fuel electrode and the air electrode are as follows.
연료극 : CH3OH + H2O → CO2+ H++ 6e_Ea= 0.04V Anode: CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + H + + 6e _ E a = 0.04V
공기극 : 3/2O2+ 6H++ 6e → 3H2O Ec= 1.23VAir electrode: 3 / 2O2+ 6H++6e → 3H2O Ec= 1.23V
전체반응 : CH30H + 3/2O2→ CO2+ 3H2O Ecell=1.19VTotal reaction: CH 3 OH + 3 / 2O 2 --CO 2 + 3H 2 OE cell = 1.19 V
상기와 같은 반응식에 근거를 두고 종래에는 도1과 같은 구성으로 연료전지를 구성하여 이동용 및 휴대용 전원으로 응용하기 위한 연구가 주류를 이루고 있다. 도1은 일반적인 바이폴라형 연료전지의 개략구조도로서, 도시된 바와같이 바이폴라형 연료전지는 이온교환막(Ion exchange membrane)으로서의 전해질층(Electrolyte layer)(1)을 중심으로 그 양외측에 양극(2)과 음극(3)이 위치하고, 이들 양극(2)과 음극(3)의 바같쪽으로 전류집전체(Current collector)(4a)(4b)가 적층되어 이루어진 단위전지(unit cell)로 구성되어 있다.Based on the above-described reaction formula, a fuel cell has been conventionally constructed as shown in FIG. 1, and researches for application as a portable power source and a portable power source have become mainstream. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic structural view of a general bipolar fuel cell. As shown in FIG. 1, a bipolar fuel cell includes an anode 2 as a center of an electrolyte layer 1 as an ion exchange membrane, And a current collector 4a and a current collector 4b are stacked on the anode 3 and the cathode 3. The unit cell is formed by stacking a current collector 4a and a current collector 4b on the anode 3 and the cathode 3,
이와같은 종래의 바이폴라형 연료전지에서는 양극(2)과 전류집전체(4a) 사이로 액체연료로서의 메탄올등이 공급됨과 아울러 음극(2)과 전류집전체(4b) 사이로 공기(air)가 공급되어 통과하는 과정에서 상기의 공기극과 연료극 반응이 일어나서 전기가 얻어지게 된다.In such a conventional bipolar fuel cell, methanol or the like as a liquid fuel is supplied between the anode 2 and the current collector 4a, and air is supplied between the cathode 2 and the current collector 4b, A reaction occurs between the air electrode and the fuel electrode, and electricity is obtained.
그러나, 상기 종래의 바이폴라형 연료전지의 구조에서는 외부로부터 공기를 공급하기 위한 송풍기 및 액체 알콜등의 연료를 공급하기 위한 펌프등의 부대장비를 필요로 하여 연료전지의 전체적인 부피증가를 피할 수 없기 때문에 초소형의 휴대용 연료전지를 구성하는 데 문제점이 있다.However, in the structure of the conventional bipolar fuel cell, an additional device such as a blower for supplying air from the outside and a pump for supplying fuel such as liquid alcohol is required, so that the overall volume increase of the fuel cell can not be avoided There is a problem in constructing a miniature portable fuel cell.
따라서, 본 발명은 종래 바이폴라형 연료전지에서 지적되고 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극의 적층형태를 종래의 바이폴라(Bipolar) 형태에서 모노폴라(Monopolar) 형태로 전환하여 하나의 전해질 및 분리판 위에 여러개의 단일 극을 배치시키는 구성을 통해서 연료전지의 부피를 최소화함으로써 휴대용 및 이동용 초소형 연료전지를 구현할 수 있도록 한 단극형 마이크로 연료전지를 제공함에 목적을 두고 있다.Accordingly, the present invention is directed to a bipolar fuel cell of the prior art and solves the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a fuel cell in which a stack of electrodes is converted from a conventional bipolar type to a monopolar type, The present invention provides a mono-pole micro fuel cell capable of realizing a portable and portable micro fuel cell by minimizing the volume of the fuel cell through a configuration in which a plurality of single poles are disposed on the single pole.
즉, 본 발명의 단극형 마이크로 연료전지는 연료전지의 스택을 구성함에 있어 종래의 +극과 -극을 직렬로 연결하는 바이폴라 형태가 아닌 +극은 +극끼리 한 평면위에 위치시키고, -극은 -극끼리 한 평면위에 위치시켜 연료전지의 부피를 최소화시킬 수 있도록 한 데에 기술적 특징이 있다.That is, in the unipolar type micro fuel cell of the present invention, in constructing the stack of the fuel cell, the positive pole instead of the conventional bipolar pole which connects the positive pole and the negative pole in series is placed on one plane with the positive pole, - There is a technical feature in that the pole can be placed on one plane to minimize the volume of the fuel cell.
도1은 바이폴라형 연료전지의 개략 구조도.1 is a schematic structural view of a bipolar fuel cell;
도2는 본 발명의 일실시예 단극형 직접메탄올 연료전지의 일부절결 사시도.2 is a partially cut-away perspective view of a monomolecular direct methanol fuel cell according to an embodiment of the present invention.
도3은 도2의 A-A선 단면도.3 is a sectional view taken along the line A-A in Fig.
도4는 도2에 도시된 연료전지에 대핸 평면도.4 is a plan view of the fuel cell shown in Fig. 2;
도5는 도2의 단극형 직접메탄올 연료전지의 전류집전 결선도.5 is a current collector wiring diagram of the monomolecular direct methanol fuel cell of FIG. 2;
도6은 본 발명의 다른 실시예 단극형 직접메탄올 연료전지의 일부절결 사시도.6 is a partially cutaway perspective view of another embodiment of a monomolecular direct methanol fuel cell of the present invention.
도7은 도6의 A-A선 단면도.7 is a sectional view taken along the line A-A in Fig.
(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))(Explanation of reference numerals to main parts of the drawings)
10. 외부케이스 11. 전해질 분리막10. External case 11. Electrolyte membrane
12. 공기극 13. 연료극12. Air electrode 13. Anode
14. 공기극 전류집전체 15. 연료극 전류집전체14. Air electrode current collector 15. Anode current collector
16. 단위전지 17. 단위전지 집합체16. Unit cell 17. Unit cell aggregate
18. 연료저장실 19. 분리판18. Fuel storage chamber 19. Separator plate
20. 공기유통공 21. 공기 충진실20. Air distribution ball 21. Air filling room
본 발명의 상기 목적은, 다공성 물질로 이루어지고 상부면에는 다수개의 공기유통공이 구비된 외부케이스와, 고체고분자 전해질 분리막을 중심으로 그 외측으로 공기극과 연료극이 적층되고 다시 그 외측으로 전류집전체가 적층되어 이루어진 단위전지 다수개가 상기 외부케이스 내부의 동일평면상에 배열된 단위전지 집합체와, 외부케이스내의 단위전지 집합체의 일측에 형성되어 각 단위전지에 연료를 공급하는 연료저장실 및 각 단위전지 사이를 전기적으로 분리시키는 비전도성 분리판으로 이루어진 구조에 의해서 달성된다.The above object of the present invention can be achieved by an air-fuel separator comprising an outer case made of a porous material and having a plurality of air flow holes on its upper surface, an air electrode and a fuel electrode stacked on the outer side of the solid polymer electrolyte separation membrane, A plurality of stacked unit cells arranged on the same plane within the outer case, a fuel storage chamber formed in one side of the unit cell stack in the outer case and supplying fuel to each unit cell, And a nonconductive separator for separating the electrodes electrically.
상기 본 발명 단극형 마이크로 연료전지의 목적과 기술적 구성 및 그에따른 작용효과에 대한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.The objective and technical structure of the unipolar micro fuel cell according to the present invention and the detailed operation and effect thereof will be clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
먼저, 도2는 본 발명의 일실시예에 의한 단극형 직접메탄올 연료전지의 일부절결 사시도이고, 도3은 도2의 A-A선 단면도이며, 도4는 도2의 연료전지에 대한 평면도이다.2 is a partially cut-away perspective view of a unipolar direct methanol fuel cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2, and FIG. 4 is a plan view of the fuel cell of FIG.
도시된 바와같이, 본 발명의 단극형 마이크로 연료전지는, 다공성 물질로 이루어진 외부케이스(10)와, 고체고분자 전해질 분리막(11)을 중심으로 그 양 외측으로 공기극(12)과 연료극(13)이 적층되고 다시 그 외측으로 전류집전체(14)(15)가 적층되어 이루어진 단위전지(16) 다수개가 상기 외부케이스(10) 내부의 동일평면상에 배열된 단위전지 집합체(17)와, 외부케이스(10)내의 단위전지 집합체(17)의 일측에 형성되어 각 단위전지(16)에 연료를 공급하는 연료저장실(18)과, 각 단위전지(16) 사이를 전기적으로 분리시키는 비전도성 분리판(19)으로 이루어 진다.As shown in the figure, the unipolar type micro fuel cell of the present invention comprises an outer case 10 made of a porous material, and an air electrode 12 and a fuel electrode 13 formed on both sides of the solid polymer electrolyte membrane 11, A plurality of unit cells 16 stacked and laminated with current collectors 14 and 15 on the outer side thereof are arranged on the same plane within the outer case 10; A fuel storage chamber 18 formed at one side of the unit cell assembly 17 in the fuel cell stack 10 to supply fuel to each unit cell 16 and a nonconductive separator plate 19).
이때, 상기 외부케이스(10)는 다공성 탄소 폼이나 발포성 플라스틱 재질로서 상부케이스(10a)와 하부케이스(10b)로 이루어지며, 특히 상부케이스(10a)에는 공기가 드나들 수 있도록 하는 공기유통공(20)이 형성된다. 한편, 상부케이스(10a)는 다공성 재질로 구성되어 있음에 따라 달리 공기유통공(20)을 형성하지 않더라도 그 내부로 공기의 유통이 이루어지게 된다.At this time, the outer case 10 is made of a porous carbon foam or a foam plastic material and includes an upper case 10a and a lower case 10b. In particular, the upper case 10a is provided with an air flow hole 20 are formed. Meanwhile, since the upper case 10a is made of a porous material, air can be circulated into the upper case 10a even if the air circulation hole 20 is not formed.
한편, 상기 단위전지(16)를 이루는 고체고분자 전해질 분리막(11)은 나피온(Nafion) 115, 117 또는 미세 다공성 플라스틱(기공크기 15-700nm)에 고분자 전해질(Nafion)액을 함침시켜 얻어지며, 공기극(12)은 고체고분자 전해질 분리막(11)을 통과하여온 수소이온과 공기중의 산소 또는 순수한 산소와 반응하여 공기극 반응이 일어나도록 하는 Pt/C의 촉매로 구성되고, 연료극(13)은 물과 메탄올의 혼합연료가 촉매의 존재하에 메탄올 산화반응이 일어나는 Pt+Ru/C 물질로 구성된다.The solid polymer electrolyte separation membrane 11 constituting the unit cell 16 is obtained by impregnating Nafion 115 or 117 or a microporous plastic (pore size: 15-700 nm) with a solution of a polymer electrolyte (Nafion) The air electrode 12 is composed of a Pt / C catalyst that reacts with hydrogen ions that have passed through the solid polymer electrolyte separation membrane 11 and oxygen or pure oxygen in the air to cause a cathode reaction, The mixed fuel of methanol consists of a Pt + Ru / C material in which the methanol oxidation reaction takes place in the presence of the catalyst.
그리고, 공기극 전류집전체(14)와 연료극 전류집전체(15)는 Ni나 Au등의 메탄올 피독성이 없는 귀금속 망으로 구성하는 것이 바람직하다.The cathode current collector 14 and the anode current collector 15 are preferably made of a noble metal nontoxic to methanol, such as Ni or Au.
상부케이스(10a) 안쪽의 단위전지 집합체(17) 윗쪽공간에는 공기 충진실(21)이 형성되어 공기유통공(20)을 통해서 유입된 외부공기가 공기충진실(21)을 경유하여 그 아랫쪽에 위치하는 단위전지(16)의 공기극(12)으로 공급되도록 함으로써 공기극 반응이 일어나도록 하고 있다.An air filling chamber 21 is formed in the upper space of the unit cell assembly 17 inside the upper case 10a so that external air introduced through the air communication hole 20 passes through the air filling chamber 21, Is supplied to the air electrode (12) of the unit cell (16) positioned therein, so that a cathode reaction occurs.
또한, 하부케이스(10b) 안쪽의 단위전지 집합체(17) 아랫쪽에 위치하는 연료저장실(18)은 스폰지류나 다공성 SiC 복합재료등과 같은 비전도성 다공성 물질로 구성되어 이에 액체연료(메탄올+물)의 함침이 이루어지게 된다. 이와같이 연료저장실(18)에 함침된 액체연료는 모세관 현상에 의하여 그 윗쪽에 위치하는 각 단위전지(16)의 연료극(13)으로 공급되어 연료극 반응이 이루어 지도록 한다.The fuel storage chamber 18 located below the unit cell aggregate 17 inside the lower case 10b is made of a nonconductive porous material such as a sponge or a porous SiC composite material so that a liquid fuel (methanol + water) Impregnation is carried out. The liquid fuel thus impregnated into the fuel storage chamber 18 is supplied to the fuel electrode 13 of each unit cell 16 located above the liquid fuel by the capillary phenomenon so that the fuel electrode reaction is performed.
한편, 비전도성 분리판(19)은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌등과 같은 전기적 부도체를 일정한 크기 및 두께로 절단한 것으로서, 단위전지의 공기극(12)과 연료극(13)간의 절연과 각 단위전지(16)간의 절연 및 단위전지(16)의 지지체 역할을 동시에 수행한다.On the other hand, the nonconductive separator 19 is formed by cutting an electrically nonconductive material such as polyethylene or polypropylene into a predetermined size and thickness. The nonconductive separator 19 separates the unit cells 16 from the air electrode 12 and the fuel electrode 13, And serves as a supporter of the unit cell 16 at the same time.
다음, 도5는 도2의 단극형 직접메탄올 연료전지의 전류집전 결선도로서, 도시된 바와같이 서로 대칭적으로 마주보는 공기극(12)의 극 및 연료극(13)의 극에 인접하는 극을 직렬로 연결하여 전체 단위전지를 직렬로 연결하여 전류를 집전하고 최초 단위전지의 공기극(12)과 마지막 단위전지의 연료극(13)에 부하(22)를 연결하여 최종적으로 전류 및 전압을 측정할 수 있도록 구성된다.Next, FIG. 5 is a current collection and connection diagram of the monomolecular direct methanol fuel cell of FIG. 2. As shown in FIG. 5, the pole of the air electrode 12 symmetrically opposing to each other and the pole adjacent to the pole of the fuel electrode 13 are connected in series And the current is collected by connecting all unit cells in series to connect the load (22) to the anode electrode (12) of the first unit cell and the fuel electrode (13) of the last unit cell to finally measure the current and voltage do.
이때, 각 단위전지간의 연결은 각 단위전지의 전류집전체(14)(15)에 금, 닉켈 또는 컴퓨터 구성에 사용되는 가는 도선을 용접하여 회로를 연결한다.At this time, the connections between the unit cells are made by welding gold wires, nickel wires, or thin wires used in computer configurations to the current collectors 14 and 15 of the unit cells.
도6 및 도7은 본 발명의 다른 실시예 단극형 직접메탄올 연료전지의 구조를 보인 것으로, 도6은 전체구조를 보인 일부절결 사시도이고, 도7은 도6의 A-A선 단면도이다. 도면중 도2의 실시예 연료전지와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하였다.FIGS. 6 and 7 show the structure of a monomolecular direct methanol fuel cell according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partially cut-away perspective view showing the entire structure, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those of the fuel cell of the embodiment shown in FIG.
도시된 바와같이, 본 실시예의 단극형 마이크로 연료전지는 앞서 살펴본 바 도2의 실시예 연료전지에 비해 중앙에 연료저장실(18')이 형성되고 그 연료저장실(18')을 중심으로 그 상부 및 하부에 상부 단위전지 집합체(17a)와 하부 단위전지 집합체(17b)가 대칭적으로 설치되어 있다는 점에서 차이를 보이고 있다.As shown in the figure, the unipolar micro fuel cell of the present embodiment has a fuel storage chamber 18 'formed at the center as compared with the fuel cell of the embodiment of FIG. 2, and the fuel storage chamber 18' And the upper unit cell aggregate 17a and the lower unit cell aggregate 17b are symmetrically installed in the lower portion.
즉, 본 실시예의 연료전지는 단극형 전지를 2층으로 적층시킨 2층 단극형 마이크로 연료전지로서 각 단위전지(16)의 연료극 전류집전체(15)는 연료저장실(18')에 인접한 상태로 위치하여 연료극(13)에 액체연료의 공급이 이루어지도록 함으로써 연료극 반응이 이루어지도록 하고, 공기극 전류집전체(14)는 외부케이스(10)의 공기충진실(21)측에 위치하여 공기유통공(20)을 통해 유입된 공기가 공기충진실(21)을 경유하여 공기극(12)으로 공급되도록 함으로써 공기극 반응이 이루어지도록 하고 있다. 도면중 미설명 부호 23은 연료저장실(18')에 연료를 주입하기 위한 연료주입구이다.That is, the fuel cell of the present embodiment is a two-layer unipolar micro fuel cell in which monopolar cells are stacked in two layers, in which the anode current collector 15 of each unit cell 16 is adjacent to the fuel storage chamber 18 ' And the air electrode current collector 14 is positioned on the side of the air filling chamber 21 of the outer case 10 so as to be connected to the air flow hole 20 is supplied to the air electrode 12 via the air filling chamber 21 so that the air electrode reaction is performed. In the drawing, reference numeral 23 denotes a fuel inlet for injecting fuel into the fuel storage chamber 18 '.
상기 외부케이스(10)는 앞선 실시예 연료전지의 외부케이스와 동일하게 경량 다공성 물질인 탄소 폼, 다공성 탄소 복합재료 또는 발포 폴리우레탄등으로 이루어져 반응공기의 입출입이 용이하도록 구성된다.The outer case 10 is made of a carbon foam, a porous carbon composite material, or a foamed polyurethane, which is a lightweight porous material, like the outer case of the fuel cell of the previous embodiment, and is configured to facilitate the entry and exit of the reaction air.
이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명의 단극형 마이크로 연료전지는 전지의 스택 구성을 단극형으로 하여 단일체로 이루어진 연료전지 케이스의 내부에 단위전지 집합체를 동일평면상에 배치하고 케이스 내부에 마련된 연료저장실로부터 액체연료의 공급이 이루어지도록 하는 한편 다공성의 외부케이스를 통해서 외부의 공기가 유입되도록 함으로써 별도의 공기공급을 위한 송풍기나 연료공급용 펌프등의 부대장비를 필요로 하지 않기 때문에 연료전지 자체의 부피를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.As described above, the unipolar micro fuel cell of the present invention has a stack structure of a single cell, and the unit cell assemblies are arranged on the same plane inside a single unit fuel cell case, It is possible to supply the liquid fuel while allowing outside air to be introduced through the porous outer case, so that no additional equipment such as a blower for supplying air or a fuel supply pump is required, There is an advantage to be minimized.
즉, 본 발명에 의하면 직접메탄올 연료전지의 전지 스택이 하나의 전해질 및 분리판위에 여러개의 단일 극을 배치시키는 구성으로 이루어짐에 따라 연료전지의 콤팩트화를 이룰 수 있기 때문에 휴대용 및 이동용 초소형의 연료전지를 구현할 수 있는 효과가 있다.That is, according to the present invention, since the cell stack of the direct methanol fuel cell has a configuration in which a plurality of single poles are disposed on one electrolyte and a separator, the fuel cell can be made compact, Can be implemented.
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|---|---|---|---|---|
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| KR100773532B1 (en) * | 2006-11-22 | 2007-11-05 | 삼성에스디아이 주식회사 | Monopolar type membrane and electrodes assembly providing sensing element |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6332470A (en) * | 1986-07-28 | 1988-02-12 | Jiro Kobayashi | Apparatus for removing root and skin of onion |
| JPH10134829A (en) * | 1996-10-30 | 1998-05-22 | Fujikura Ltd | Solid electrolyte fuel cell, solid electrolyte fuel cell assembly, manufacture of solid electrolyte fuel cell, and manufacture of solid electrolyte fuel cell assembly unit |
-
1998
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6332470A (en) * | 1986-07-28 | 1988-02-12 | Jiro Kobayashi | Apparatus for removing root and skin of onion |
| JPH10134829A (en) * | 1996-10-30 | 1998-05-22 | Fujikura Ltd | Solid electrolyte fuel cell, solid electrolyte fuel cell assembly, manufacture of solid electrolyte fuel cell, and manufacture of solid electrolyte fuel cell assembly unit |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100580964B1 (en) * | 2003-12-30 | 2006-05-17 | 주식회사 엘지화학 | Fuel battery |
| KR20150057380A (en) | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 한국타이어 주식회사 | Separator, manufacturing method thereof and fuel cell including the separator |
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