KR100517936B1 - Fuel cell system having crystallization device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 결정화촉진장치가 구비된 연료전지 시스템의 발전성능향상장치는 수용액 상태의 BH4 -와 공기의 전기화학적인 반응에 의해 발전이 이루어지는 발전기의 양극에 수용액 상태의 BH4 - 를 공급하기 위한 연료공급라인과 반응하고난 후의 연료를 회수하기 위한 연료회수라인이 연결되어 있고, 공기가 공급이되는 발전기의 음극에는 공기공급라인과 공기배출라인이 연결되어 있으며, 상기 연료공급라인에는 연료를 펌핑하기 위한 연료펌프가 설치되어 있고, 공기공급라인에는 에어 컴프레서가 설치되어 있는 연료전지 시스템에서, 상기 연료회수라인에 연료회수라인의 내부로 흐르는 연료의 NaBO2결정화를 촉진하기 위한 열전소자를 설치하고, 그 열전소자의 후위에 결정화된 NaBO2결정들을 필터링하기 위한 필터를 설치하여, 발전시 연료회수라인을 통하여 재공급되어지는 연료중에 포함된 NaBO2결정이 열정소자에 의해 결정화가 촉진된 상태에서 필터에 의해 필터링되도록 함으로써, NaBO2결정이 겔화되어 발생될 수 있는 관로막힘이나 발전기의 성능열화가 방지되어 진다.An apparatus for improving the power generation performance of a fuel cell system having a crystallization accelerator of the present invention is for supplying BH 4 - in aqueous solution to the anode of a generator in which power is generated by electrochemical reaction of BH 4 - in aqueous solution and air. A fuel recovery line for recovering fuel after reacting with the fuel supply line is connected, and an air supply line and an air discharge line are connected to the cathode of the generator to which air is supplied, and the fuel supply line is pumped with fuel. In a fuel cell system in which a fuel pump is installed and an air compressor is installed in an air supply line, a thermoelectric element is installed in the fuel recovery line to promote NaBO 2 crystallization of fuel flowing into the fuel recovery line. , by installing a filter for filtering NaBO 2 crystals crystallize in the rear of the thermoelectric module, when the power generation fuel recovery By ensuring that the NaBO 2 crystals are filtered by the filter in the crystallization is promoted state by the passion element contained in the fuel which is re-supplied through the, NaBO 2 determined by the performance deterioration of the pipeline clogging or generator that may be incurred by gel Prevented.
Description
본 발명은 외부로 부터 공급되는 연료와 공기의 전기화학반응을 통하여 전기를 생성하는 연료전지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응후에 회수되는 연료의 BO2 결정화를 촉진하여 필터링함으로써 결정상태의 BO2에 의한 관로막힘이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 결정화촉진장치가 구비된 연료전지 시스템의 발전성능향상장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system for generating electricity through an electrochemical reaction of fuel and air supplied from the outside, and more particularly, to promote BO 2 crystallization of the fuel recovered after the reaction, and to filter the BO in a crystalline state. The present invention relates to an apparatus for improving the power generation performance of a fuel cell system having a crystallization promoting device capable of preventing the blockage of pipelines caused by 2 .
일반적으로, 연료전지 시스템(fuel cell system)은 연료가 가지고 있는 에너지를 직접 전기적 에너지로 변환하는 장치로서, 이러한 연료전지 시스템의 발전기는 통상 고분자 전해질 막을 중심으로 양쪽에 양극(anode)과 음극(cathode)이 부착되어 있고, 양극(산화전극 또는 연료극)에서는 연료인 수소의 전기화학적 산화가, 그리고 음극(환원전극 또는 공기극)에서는 산화제인 산소의 전기화학적 환원이 일어나며 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기에너지가 발생된다.In general, a fuel cell system is a device that directly converts the energy contained in the fuel into electrical energy, and the generator of such a fuel cell system usually has an anode and a cathode on both sides of a polymer electrolyte membrane. ), Electrochemical oxidation of hydrogen as a fuel at the anode (anode or anode), and electrochemical reduction of oxygen as oxidant at the cathode (reduction electrode or cathode). Energy is generated.
이와 같은 연료전지에 공급되는 수소는 LNG, LPG, CH3OH, 가솔린 등의 탄화수소계(CH계열) 연료를 개질기에서 탈황공정→개질반응→수소정제공정을 거쳐 수소(H2)만을 정제하여 가스형태로 사용하는 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)와, 고체상태의 BH4 - 를 수용액 상태로 만들어 직접 연료로 사용하는 BFC(Boron Fuel Cell) 등이 소개되고 있다.Hydrogen supplied to such a fuel cell is purified by purifying only hydrogen (H 2 ) from a hydrocarbon-based (CH-based) fuel such as LNG, LPG, CH 3 OH, and gasoline through a desulfurization process → reforming reaction → hydrogen purification process. PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) used in the form, and BFC (Boron Fuel Cell) which directly uses BH 4 - in the form of an aqueous solution and uses it as a fuel are introduced.
종래 BFC의 개략적인 구성이 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.A schematic configuration of a conventional BFC is illustrated in FIG. 1, which will be briefly described as follows.
도시된 바와 같이, 연료전지(1)의 전체 구성은 전기를 발생하는 발전기(10)의 일측에 수용액 상태의 BH4 - 를 저장하기 위한 연료탱크(2)가 구비되어 있는데, 그 연료탱크(2)와 발전기(10)의 양극에는 연료공급라인(3)과 연료회수라인(4)으로 연결되어 있으며, 그 연료공급라인(3)에는 연료를 펌핑하기 위한 연료펌프(5)가 설치되어 있다.As shown, the overall configuration of the fuel cell 1 is provided with a fuel tank 2 for storing BH 4 − in an aqueous state on one side of the generator 10 generating electricity, the fuel tank 2 And the anode of the generator 10 are connected to the fuel supply line 3 and the fuel recovery line 4, and the fuel supply line 3 is provided with a fuel pump 5 for pumping fuel.
그리고, 상기 발전기(10)의 음극에는 공기공급라인(6)과 공기배출라인(7)이 설치되어 있는데, 그 공기공급라인(6)에는 공급되는 공기를 펌핑하기 위한 에어 컴프레서(8)가 설치되어 있다.In addition, an air supply line 6 and an air discharge line 7 are installed at the cathode of the generator 10, and an air compressor 8 for pumping the supplied air is installed at the air supply line 6. It is.
상기와 같이 구성되어 있는 종래 연료전지는 기기의 동작 스위치가 온되면 연료펌프(5)에서 연료탱크(2)에 저장되어 있는 수용액 상태의 BH4 - 를 펌핑하여 연료공급라인(3)을 통하여 발전기(10)의 양극(연료극)에 공급함과 동시에 에어컴프레서(8)를 동작시켜서 공기공급라인(6)을 통하여 발전기(10)의 음극(공기극)으로 공기가 공급되도록 한다.In the conventional fuel cell configured as described above, when the operation switch of the device is turned on, the fuel pump 5 pumps BH 4 − in an aqueous state stored in the fuel tank 2 to generate a generator through the fuel supply line 3. The air compressor 8 is operated at the same time as supplying to the anode (fuel electrode) of 10 so that air is supplied to the cathode (air electrode) of the generator 10 through the air supply line 6.
상기와 같이 발전기(10)에 공급되는 수용액 상태의 BH4 - 와 공기는 발전기(10)에서 고분자전해질막을 사이에 두고 흐르며 양극에서는 수소의 전기화학적 산화가 진행되고, 음극에서는 산소의 전기화학적 환원이 일어나며, 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기가 발생되는데, 이때 발생되는 전기를 집전판(미도시)에서 집전하여 에너지원으로 사용하게 된다.As described above, the BH 4 − and the air in the aqueous state supplied to the generator 10 flow through the polymer electrolyte membrane in the generator 10, and electrochemical oxidation of hydrogen proceeds at the anode, and electrochemical reduction of oxygen at the cathode. In this case, electricity is generated due to the movement of the generated electrons, and the generated electricity is collected at a current collector plate (not shown) and used as an energy source.
이때의 반응식은 The reaction formula at this time
BH4 - + 2O2 →2H2O + BO2 - 이다. BH 4 - + 2O 2 → 2H 2 O + BO 2 - to be.
그러나, 상기와 같은 종래의 연료전지에서 반응중에 생성되는 BO2 -는 결정화가 진행되면서 장기간 공정이 진행되면 겔(gel)화되어 반응후의 연료를 재사용하는 경우에 연료공급라인(3)과 연료회수라인(4)의 관로를 막아서 시스템의 성능저하를 유발시키는 문제점이 있었다.However, in the conventional fuel cell as described above, the BO 2 − generated during the reaction is gelled after a long period of time as the crystallization progresses and the fuel supply line 3 and the fuel recovery are used when the fuel after the reaction is reused. There was a problem of causing the performance degradation of the system by blocking the line of the line (4).
상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 반응후의 연료중에 포함되어 있는 BO2 - 의 결정화를 촉진시켜서 필터링을 함으로써 BO2 - 에 의해 관로막힘이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 적합한 결정화촉진장치가 구비된 연료전지 시스템의 발전성능향상장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is that the BO 2 − contained in the fuel after the reaction. By promoting the crystallization of the filter by BO 2 - The present invention provides an apparatus for improving the power generation performance of a fuel cell system equipped with a crystallization promoting device suitable for preventing the blockage of the pipes.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 In order to achieve the object of the present invention as described above
수용액 상태의 BH4 -와 공기의 전기화학적인 반응에 의해 발전이 이루어지는 발전기의 양극에 수용액 상태의 BH4 - 를 공급하기 위한 연료공급라인과 반응하고난 후의 연료를 회수하기 위한 연료회수라인이 연결되어 있고, 공기가 공급이되는 발전기의 음극에는 공기공급라인과 공기배출라인이 연결되어 있으며, 상기 연료공급라인에는 연료를 펌핑하기 위한 연료펌프가 설치되어 있고, 공기공급라인에는 에어 컴프레서가 설치되어 있는 연료전지 시스템에 있어서,BH 4 - in aqueous solution and a fuel supply line for supplying aqueous BH 4 - in aqueous solution to the anode of the generator, which is generated by electrochemical reaction of air, and a fuel recovery line for recovering fuel after reacting The cathode of the generator to which air is supplied is connected to an air supply line and an air discharge line, and a fuel pump for pumping fuel is installed in the fuel supply line, and an air compressor is installed in the air supply line. In a fuel cell system,
상기 발전기와 연료탱크 사이에 설치되어 연료회수라인을 통하여 연료탱크로 회수되는 연료의 BO2 -결정화를 촉진시키기 위한 BO2 -결정화촉진수단과, 그 BO2 -결정화촉진수단의 후위에 설치되어 결정화된 BO2 -를 필터링하여 제거하기 위한 필터를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 결정화촉진장치가 구비된 연료전지 시스템의 발전성능향상장치가 제공된다.BO 2 for promoting the crystallization-crystallization promoting means and the BO 2 - the generator and is provided between the fuel tank BO 2 of the fuel returned to the fuel tank via the fuel return line is installed in the rear of the crystallization promoting means crystallization the BO 2 - is a promoting crystallization, characterized in that constituted by a filter for removing filter device is improved power generation performance of a fuel cell system provided with the apparatus.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 결정화촉진장치가 구비된 연료전지 시스템의 발전성능향상장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the power generation performance improving apparatus of the fuel cell system equipped with the crystallization promoting apparatus of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to embodiments of the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전성능향상장치가 구비된 연료전지 시스템을 보인 개략구성도로서, 연료전지 시스템을 이루는 기본적인 구조는 종래와 동일하다.Figure 2 is a schematic configuration diagram showing a fuel cell system having a power generation performance improving apparatus according to an embodiment of the present invention, the basic structure of the fuel cell system is the same as in the prior art.
즉, 연료전지 시스템(100)은 수용액 상태의 BH4와 공기의 전기화학반응에 의해 발전이 이루어지는 발전기(Generator)(101)와 일정거리를 두고 발전기(101)의 양극(anode)에 공급되는 수용액 상태의 BH4를 저장하는 연료탱크(Fuel Tank)(102)가 설치되어 있는데, 그 연료탱크(102)의 하부와 발전기(101)의 양극(anode) 입구부는 연료를 공급할 수 있도록 연료공급라인(103)으로 연결되어 있고, 양극(anode)의 출구부와 연료탱크(102)의 상부는 반응후의 연료가 회수될 수 있도록 연료회수라인(104)으로 연결되어 있으며, 그 연료공급라인(103)에는 연료를 펌핑하기 위한 연료펌프(105)가 설치되어 있다.That is, the fuel cell system 100 is an aqueous solution supplied to the anode of the generator 101 at a predetermined distance from the generator 101, which generates power by electrochemical reaction of BH 4 and air in an aqueous state. A fuel tank 102 for storing BH 4 in a state is installed, and a lower portion of the fuel tank 102 and an anode inlet portion of the generator 101 allow fuel to be supplied. 103, the outlet of the anode and the upper portion of the fuel tank 102 are connected to the fuel recovery line 104 to recover the fuel after the reaction, the fuel supply line 103 A fuel pump 105 for pumping fuel is provided.
그리고, 상기 발전기(101)의 음극(cathode) 입구부에는 공기가 공급되어질 수 있도록 공기공급라인(106)이 설치되어 있고, 음극(cathode)의 출구부에는 반응하고난 후의 공기가 배출되어질 수 있도록 공기배출라인(107)이 설치되어 있으며, 상기 공기공급라인(106)에는 에어 컴프레서(108)가 설치되어 있다.The cathode inlet of the generator 101 is provided with an air supply line 106 so that air can be supplied, and the outlet of the cathode can react with the outlet after the reaction. An air discharge line 107 is installed, and an air compressor 108 is installed in the air supply line 106.
또한, 상기 발전기(101)와 연료탱크(102)의 사이에는 연료회수라인(104)으로 회수되는 연료에서 석출되는 BO2 -의 결정화를 촉진시키기 위한 BO2 -결정화촉진수단으로 연료회수라인(104)을 냉각하기 위한 열전소자(thermoelectric element)(110)가 설치되어 있고, 그 열전소자(110)의 후위에는 열전소자(110)에 의해 결정화가 촉진된 BO2 -결정들을 필터링하기 위한 필터(filter)(111)가 설치되어 있다.In addition, between the generator 101 and the fuel tank 102, the fuel recovery line 104 as a BO 2 - crystallization promoting means for promoting the crystallization of the BO 2 - precipitated in the fuel recovered in the fuel recovery line 104 ) a, and the thermal element (thermoelectric element) 110 for cooling is provided, the crystallization is the BO 2 promoted by the thermal element (110) on top and then of the thermal element (110) filters (filter for filtering decision 111 is installed.
상기 발전기(101)는 여러개의 단일셀을 연속적으로 적층(stack)한 형태 또는 단일셀(single cell) 형태가 가능한데, 도 3을 참고하여 단일셀구조를 설명하면, 전해질 막(131)의 양측에 가스를 확산시키기 위한 양극(132)과 음극(133)이 접합되어 이루어진 막-전극 접합체(MEA:membrane-electrode assembly)(134)와, 그 막-전극 접합체(134)의 양측에 밀착되도록 조립되어 양극(132)과 음극(133)에서 연료가스 및 산소함유가스의 유로(135)를 형성하는 분리판(separator)(136)과, 그 분리판(136)의 양측에 배치되어 양극(132)과 음극(133)의 집전극이 되는 집전판(137)으로 구성되어 있다.The generator 101 may be formed by stacking a plurality of single cells or stacking a single cell. Referring to FIG. 3, a single cell structure may be described in both sides of the electrolyte membrane 131. A membrane-electrode assembly (MEA) formed by bonding the anode 132 and the cathode 133 for diffusing the gas to the two sides of the membrane-electrode assembly 134 A separator 136 forming a flow path 135 of fuel gas and oxygen-containing gas at the anode 132 and the cathode 133, and disposed on both sides of the separator 136, The collector plate 137 serving as the collector electrode of the cathode 133 is constituted.
상기 막-전극 접합체(134)의 전해질 막(131)은 고분자재료로 이루어진 이온교환막으로서 대표적으로 상품화된 전해질막(131)으로는 듀폰사의 Nafion막이 있으며 수소이온의 전달체 역할을 하는 동시에 산소와 수소의 접촉을 막는 역할을 하게 되고, 양극(132)과 음극(133)은 백금(Pt) 촉매층을 지지하는 지지체로서 다공성 탄소지(carbon paper) 혹은 탄소천(carbon cloth)이 전해질 막(131)의 양측에 접합된 구조로 되어 있다. The electrolyte membrane 131 of the membrane-electrode assembly 134 is an ion exchange membrane made of a polymer material, and the commercially available electrolyte membrane 131 includes a Nafion membrane of DuPont, which serves as a carrier for hydrogen ions, The anode 132 and the cathode 133 serve as a support for supporting the platinum (Pt) catalyst layer, and porous carbon paper or carbon cloth is formed on both sides of the electrolyte membrane 131. It is a bonded structure.
상기 분리판(136)은 치밀질의 카본 플레이트로 이루어지고, 내측에는 복수개의 유로홈(미도시)이 형성되어 유체가 흐르도록 되어 있다.The separating plate 136 is made of a dense carbon plate, and a plurality of flow path grooves (not shown) are formed inside the fluid to flow therethrough.
상기 집전판(137)은 전기전도성이 우수하고, 내식성이 우수하며, 수소취성이 발생되지 않는 것이 바람직 할 것이며, 구체적으로는 티타늄, 스테인레스, 동 등 상기 요구성능이 만족되는 것이라면 어느 것이라도 좋다.It is preferable that the current collector plate 137 is excellent in electrical conductivity, excellent in corrosion resistance, and does not generate hydrogen embrittlement. Specifically, any one of the current collector plate 137 may be satisfied as long as the required performance is satisfied.
상기와 같이 구성된 본 발명의 연료전지 시스템에서는 기기의 동작스위치가 온(On)되면 연료펌프(105)에 전원이 인가되어 연료펌프(105)를 동작시킴에 따라 연료탱크(102)에 저장되어 있는 수용액 상태의 BH4를 펌핑하여 연료공급라인(103)을 통하여 발전기(101)의 양극(132)으로 공급되어 진다.In the fuel cell system according to the present invention configured as described above, when the operation switch of the device is turned on, power is applied to the fuel pump 105 to operate the fuel pump 105, which is stored in the fuel tank 102. BH 4 in the aqueous state is pumped and supplied to the anode 132 of the generator 101 through the fuel supply line 103.
그리고, 상기 에어컴프레서(112)에서는 공기공급라인(109)을 통하여 발전기(101)의 음극(133)에 공기를 공급하게 되어지며, 상기와 같이 발전기(101)의 내부로 공급되어진 수용액 상태의 BH4는 전해질 막(131)을 사이에 두고 양극(132)의 외측면에 형성된 유로(135)를 따라 흐르며 확산이 되고, 공기는 음극(133)의 외측면에 형성된 유로(135)를 따라 흐르며 확산이 되며, 양극(132)에서는 전기화학적인 산화가 진행되며 음극(133)에서는 전기화학적인 환원이 진행되어 전자의 이동으로 전기가 발생이되는데, 그때 발생되는 전기를 집전판(137)에서 집전하여 전원으로 이용하게 된다.In the air compressor 112, air is supplied to the cathode 133 of the generator 101 through the air supply line 109, and the BH in the aqueous state supplied into the generator 101 as described above. 4 flows along the flow path 135 formed on the outer surface of the anode 132 with the electrolyte membrane 131 interposed therebetween, and air flows along the flow path 135 formed on the outer surface of the cathode 133. The anode 132 is electrochemically oxidized and the cathode 133 is electrochemically reduced to generate electricity by the movement of electrons. The electricity generated at that time is collected at the current collector plate 137. It is used as a power source.
상기 발전기(101)에서의 발생되는 반응의 반응식은The reaction formula of the reaction generated in the generator 101 is
Anode : BH4 - + 8OH- →BO2 - + 6H2O + 8e- E0 = 1.24 V Anode: BH 4 - + 8OH - → BO 2 - + 6H 2 O + 8e - E 0 = 1.24 V
Cathode : 2O2 + 4H2O + 8e- →BOH- E0 = 0.4 V Cathode: 2O 2 + 4H 2 O + 8e - → BOH - E 0 = 0.4 V
Total : BH4 - + 2O2 →2H2O + BO2 - E0 = 1.64 V이다. Total: BH 4 - + 2O 2 → 2H 2 O + BO 2 - E 0 = 1.64 V.
상기와 같이 연료로 사용되는 수용액 상태의 BH4 -에는 안정된 용액으로 만들기 위하여 일정양의 Na을 혼합하는데 그에 따른 부반응으로,As above, BH 4 - in aqueous solution used as fuel is mixed with a certain amount of Na to make a stable solution.
Anode : 2H2O + NaBH4 + 4H2 의 반응이 진행된다.Anode: 2H 2 O + NaBH 4 + 4H 2 The reaction proceeds.
그리고, 발전기(101)에서 반응하고난 후의 연료는 연료회수라인(104)을 통하여 다시 연료탱크(102)로 재공급되는데, 이때 열전소자(110)의 흡열부에 의해 연료회수라인(104)이 냉각되어 BO2 -의 결정화가 촉진되고, 그와 같이 결정화가 촉진된 BO2 -를 필터(111)에서 필터링함으로써 발전기(101)로 BO2 -결정이 유입되는 것이 방지되어 진다.Then, the fuel after the reaction in the generator 101 is supplied back to the fuel tank 102 through the fuel recovery line 104, wherein the fuel recovery line 104 by the heat absorbing portion of the thermoelectric element 110 By cooling, the crystallization of BO 2 − is promoted, and the BO 2 − crystals are prevented from flowing into the generator 101 by filtering BO 2 − that has been promoted crystallization in the filter 111.
즉, 도 4의 온도에 따른 연료의 NaBO2 석출량을 비교한 그래프에서 알 수 있듯이, 연료는 온도가 낮을 수록 NaBO2의 석출량이 많아지고, 온도가 높을수록 NaBO2의 석출량이 작아지므로, 열전소자(110)의 흡열부에 의해 연료회수라인(104)으로 회수되는 연료의 결정화를 촉진시킨 후, 필터(111)를 이용하여 결정화된 NaBO2를 필터링함으로써, NaBO2에 의한 관로막힘이나 발전기(101)의 성능열화를 방지하게 된다.That is, as can be seen from a comparison of NaBO 2 precipitation amount of the fuel graph according to the temperature of 4, the fuel is, the lower the temperature increases the amount of precipitation of NaBO 2, the higher the temperature the lesser the amount of precipitation of NaBO 2, thermal After promoting the crystallization of the fuel recovered in the fuel recovery line 104 by the endothermic portion of the element 110, and then filtering NaBO 2 crystallized using the filter 111, the blockage of the pipeline by NaBO 2 or generator ( The deterioration of the performance of 101) is prevented.
참고로, 열전소자(thermoelectric element)는 2종류의 금속끝을 접속시켜 여기에 전류를 흘려보내면 전류방향에 따라 한쪽단자는 흡열하고, 다른쪽은 단자는 발열을 일으키는 펠티에효과를 이용한 소자로서, 2종류의 금속대신 전기전도방식이 다른 비스무트(Bi)·텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면 효율성이 높은 흡열/발열 작용을 하는 펠티에 소자를 얻을 수 있다.For reference, a thermoelectric element is a device using a Peltier effect in which two types of metal ends are connected and a current flows therein so that one terminal absorbs heat and the other terminal generates heat. By using semiconductors such as bismuth (Bi) and tellurium (Te), which have different electrical conduction methods instead of metals, a Peltier device capable of efficient endothermic / heat generation can be obtained.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 기본적인 구조는 상술한 일실시예와 동일하고, 다만, 본 실시예에서는 상기 열전소자(110)의 발열부에 의해 연료공급라인(103)으로 공급되는 연료가 가열되도록 하여, 발전기(101)에 공급되는 연료의 반응이 촉진되어 발전성능이 향상되어지도록 되어 있다.5 is a schematic structural view showing another embodiment of the present invention, and as shown therein, the basic structure is the same as the above-described embodiment, except that in the present embodiment, the heat generating unit of the thermoelectric element 110 is used. The fuel supplied to the fuel supply line 103 is heated, so that the reaction of the fuel supplied to the generator 101 is promoted, and the power generation performance is improved.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 결정화촉진장치가 구비된 연료전지 시스템의 발전성능향상장치는 연료회수라인에 내부로 흐르는 연료의 NaBO2결정화를 촉진하기 위한 열전소자를 설치하고, 그 열전소자의 후위에 결정화된 NaBO2결정들을 필터링하기 위한 필터를 설치하여, 발전시 연료회수라인을 통하여 재공급되어지는 연료중에 포함된 NaBO2결정이 열정소자에 의해 결정화가 촉진된 상태에서 필터에 의해 필터링되도록 함으로써, NaBO2결정이 겔화되어 발생될 수 있는 관로막힘이나 발전기의 성능열화를 방지하게 되어 전체 연료전지 시스템의 성능이 향상되어지는 효과가 있다.As described in detail above, the power generation performance improving apparatus of the fuel cell system equipped with the crystallization promoting apparatus of the present invention is provided with a thermoelectric element for promoting NaBO 2 crystallization of fuel flowing in the fuel recovery line, and the thermoelectric element A filter for filtering the crystallized NaBO 2 crystals is installed at the rear of the filter, so that the NaBO 2 crystals contained in the fuel being re-supplied through the fuel recovery line during generation are filtered by the filter while the crystallization is promoted by the passion element. By doing so, the NaBO 2 crystals are prevented from clogging pipelines and the performance degradation of the generator, which can be generated by gelation, thereby improving the performance of the entire fuel cell system.
도 1은 종래 연료전지의 구조를 보인 개략구성도.1 is a schematic configuration diagram showing a structure of a conventional fuel cell.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전성능향상장치가 구비된 연료전지 시스템을 보인 개략구성도.Figure 2 is a schematic diagram showing a fuel cell system provided with a power generation performance improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 단위셀구조를 보인 단면도.3 is a cross-sectional view showing a unit cell structure according to the present invention.
도 4는 본 발명에서 온도에 따른 NaBO2의 석출량 그래프.Figure 4 is a graph of precipitation of NaBO 2 with temperature in the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략구성도.Figure 5 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
101 : 발전기 102 : 연료탱크101: generator 102: fuel tank
103 : 연료공급라인 104 : 연료회수라인103: fuel supply line 104: fuel recovery line
105 : 연료펌프 106 : 공기공급라인105: fuel pump 106: air supply line
107 : 공기배출라인 108 : 에어 컴프레서107: air discharge line 108: air compressor
110 : 열전소자 111 : 필터110: thermoelectric element 111: filter
132 : 양극 133 : 음극132: anode 133: cathode
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