KR100590010B1 - 연료 전지 시스템 및 그 스택 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 연료 전지 시스템은, 전기 발생부의 두께를 저감시키는 것으로서, 수소나 액체를 함유한 연료를 공급하는 연료 공급부, 산소를 함유한 공기를 공급하는 공기 공급부, 및 상기 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택을 포함하며, 상기 스택은 MEA와 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터로 이루어지는 전기 발생부를 포함하고, 상기 전기 발생부는 동일 평면상에 복수로 구비되어 연속적으로 배치된다.
연료 전지, 세퍼레이터, 전기 발생부, 스택, 동일평면

Description

연료 전지 시스템 및 그 스택 {FUEL CELL SYSTEM AND STACK OF THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 조립 상태 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 조립 상태 단면도이다.
본 발명은 전기 발생부의 두께를 저감시키는 연료 전지 시스템 및 그 스택에 관한 것이다.
이 연료 전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라, 인산형 연료 전지, 용융탄산염형 연료 전지, 고체 산화물형 연료 전지, 고분자 전해질형 또는 알칼리형 연료 전지 등으로 분류된다. 이들 각각의 연료 전지는 근본적으로 같은 원리에 의해 작 동되지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 및 전해질 등이 서로 다르다.
이들 중 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 편의상 PEMFC라 한다)는 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지며, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.
상기와 같은 PEMFC는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 개질기(reformer), 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 스택은 연료 전지의 본체를 형성하며, 연료 펌프는 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기는 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 그 수소 가스를 스택으로 공급한다. 따라서, 이 PEMFC는 연료 펌프의 작동으로 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급하고, 이 개질기에서 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시킨다. 그리고 상기한 수소 가스를 스택으로 공급하고, 별도의 펌프 등을 통해 공기를 스택으로 공급한다. 그러면 스택에서는 상기 수소 가스와 공기 중에 함유된 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시킨다.
상기와 같은 연료 전지 시스템에 사용되는 스택은 전극-전해질 합성체(Membrane Electrode Assembly, 이하 MEA라 한다)와 이를 사이에 두고 그 양측에 구비되는 세퍼레이터에 의하여 이루어지는 단위 전기 발생부를 복수로 적층하여 형성된다.
따라서, 이러한 스택은 요구의 출력을 얻기 위하여 단위 전기 발생부를 다수 로 적층하는 경우, 그 두께가 지나치게 두꺼워지고 이로 인하여 얇은 두께의 연료 전지를 요구하는 곳에 효과적으로 사용되지 못하는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 전기 발생부의 두께를 저감시키는 연료 전지 시스템 및 그 스택을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 수소나 액체를 함유한 연료를 공급하는 연료 공급부, 산소를 함유한 공기를 공급하는 공기 공급부, 및 상기 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택을 포함하며, 상기 스택은 MEA와 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터로 이루어지는 전기 발생부를 포함하고, 상기 전기 발생부는 동일 평면상에 복수로 구비되어 연속적으로 배치된다.
상기 연료 공급부는 개질기를 포함할 수 있다.
상기 전기 발생부는 각각 일체로 형성되는 제1 세퍼레이터와 제2 세퍼레이터 사이에 다수의 MEA를 배치하여 형성된다. 즉 하나의 제1 세퍼레이터와 이에 대응하는 하나의 제2 세퍼레이터 사이에 다수의 MEA가 배치되어, 다수의 전기 발생부를 형성한다.
상기 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부의 복층 구조로 형성될 수 있다. 이 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부가 대칭 구조를 형성하도록 제1 세퍼레이터를 사이에 두고 그 양면에 제2 세퍼레이터를 각각 배치하여 형성된다.
상기 제1 세퍼레이터는 양면에 구비되는 MEA로 연료 또는 공기를 공급하는 구조로 형성되고, 상기 제2 세퍼레이터는 상기 제1 세퍼레이터의 양면에 각각 대응하여 일면에 구비되는 MEA로 공기 또는 연료를 공급하는 구조로 형성된다.
상기 제1 세퍼레이터는 중공부를 형성하는 바디, 이 바디의 양 측면에 구비되는 유입구와 유출구, 바디의 다른 양 평면에 구비되어 연료 또는 공기를 MEA로 공급하는 제1 통로 및 제2 통로를 포함한다.
상기 제1 통로 및 제2 통로는 다수의 전기 발생부에 대응하도록 각각 구획 형성되고, 메쉬 부재 또는 스펀지 부재를 구비할 수도 있다. 이 스펀지 부재는 바디 내부를 채우는 구조로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 스택은, 연료 전지 시스템의 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키도록 MEA와 이 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터로 이루어지는 전기 발생부를 포함하며, 상기 전기 발생부는 동일 평면상에 복수로 구비되어 연속적으로 배치된다.
상기 전기 발생부는 각각 일체로 형성되는 제1 세퍼레이터와 제2 세퍼레이터 사이에 다수의 MEA를 배치하여 형성된다. 즉 하나의 제1 세퍼레이터와 이에 대응하는 하나의 제2 세퍼레이터 사이에 다수의 MEA가 배치되어, 다수의 전기 발생부를 형성한다.
상기 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부의 복층 구조로 형성된다. 이 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부가 대칭 구조를 형성하도록 제1 세퍼레이터를 사이에 두고 그 양면에 제2 세퍼레이터를 각각 배치하여 형성된다.
상기 제1 세퍼레이터는 양면에 구비되는 MEA로 연료 또는 공기를 공급하는 구조로 형성되고, 상기 제2 세퍼레이터는 상기 제1 세퍼레이터의 양면에 각각 대응하여 일면에 구비되는 MEA로 공기 또는 연료를 공급하는 구조로 형성된다.
상기 제1 세퍼레이터는 중공부를 형성하는 바디, 이 바디의 양 측면에 구비되는 유입구와 유출구, 바디의 다른 양 평면에 구비되어 연료 또는 공기를 MEA로 공급하는 제1 통로 및 제2 통로를 포함한다.
상기 제1 통로 및 제2 통로는 다수의 전기 발생부에 대응하도록 각각 구획 형성된다. 이 제1 통로 및 제2 통로에는 메쉬 부재 또는 스펀지 부재를 구비할 수도 있다. 이 스펀지 부재는 바디 내부를 채우는 구조로 구비되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템을 도시한 개략도이다.
이 도면을 참조하여 연료 전지 시스템을 설명하면, 본 실시예에 따른 연료 전지 시스템은 수소가 함유된 연료를 공급하는 연료 공급부(1)와 개질기(3), 산소가 함유된 공기를 공급하는 공기 공급부(5), 및 연료 공급부(1)와 공기 공급부(5) 로부터 각각 공급되는 수소 및 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택(7)을 포함하고 있다.
상기 연료 공급부(1)는 연료 탱크(9)와 펌프(11)를 구비하여, 연료 탱크(9) 내의 메탄올, 에탄올, 또는 천연 가스와 같은 액상 연료를 펌프(11)의 구동에 의하여 개질기(3)로 공급하고, 이 개질기(3)를 통하여 개질된 수소 가스를 스택(7) 내부로 공급하도록 형성된다.
이 연료 전지 시스템은 액상의 연료를 직접 스택(7)으로 공급하여 전기를 생산하는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell : 이하 DMFC라 한다) 방식을 채용할 수도 있다. 이와 같은 DMFC는 도 1에 도시된 PEMFC와 달리 개질기(3)를 필요로 하지 않는다. 편의상 이하에서는 PEMFC를 채용한 연료 전지 시스템을 예로 들어 설명한다.
공기 공급부(5)는 펌프(13)를 구비하여 산소가 포함된 외부의 공기를 스택(7) 내부로 공급하도록 형성된다.
도 2는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 분해 사시도이다.
이 도면들을 참조하면, 본 실시예에 적용되는 스택(7)은 연료 공급부(1)와 개질기(3)를 통해 수소 가스를 공급받고, 공기 공급부(5)로부터 산소가 포함된 공기를 공급받아, 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키고 그 부산물로써 열과 물을 발생시키도록 구성되어 있다.
이 스택(7)은 개질기(3)를 통해 개질된 수소 가스와 외부 공기의 산화/환원 반응을 유도하여 전기 에너지를 발생시키도록 복수의 전기 발생부(19)들로 이루어져 있다. 이 전기 발생부(19)들 각각은 전기를 발생시키는 최소 단위이며, 수소 가스와 공기 중의 산소를 산화/환원 반응시키는 MEA(21)와 이 MEA(21)의 일면에서 수소 가스를 공급하는 제1 세퍼레이터(23)와 다른 일면에서 산소가 함유된 공기를 공급하는 제2 세퍼레이터(25)로 구성되어 있다. 물론, 이 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)는 상기와 달리 공기와 수소를 바꾸어서 각각 공급할 수도 있다. 이 경우 MEA(21)는 그에 상응하도록 배치된다.
이 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)와 MEA(21)를 포함하여 형성되는 전기 발생부(19)는 동일 평면상에 복수로 구비되어 연속적으로 배치된다. 즉 이 전기 발생부(19)는 MEA(21)를 사이에 두고, 이 MEA(21)의 양면에 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)를 배치하여 형성되며, 이 구조를 복수로 형성하여 본 실시예와 같은 스택(7)을 형성하게 된다.
이와 같이 전기 발생부(19)가 동일 평면상에서 연속적으로 배치되는 구조는 전기 발생부(19)의 적층 구조에 비하여, 동일 개수의 전기 발생부(19)를 구비하더라도 전기 발생부(19)의 두께, 즉 스택(7) 전체의 두께를 저감시키게 된다. 이와 같이 두께가 얇아진 스택(7)을 구비하는 연료 전지는 얇은 전지를 요구하는 기기에 효과적으로 사용될 수 있다.
이 전기 발생부(19)들은 각각 독립적으로 형성되어 동일 평면상에 연속적으로 연결하여 스택(미도시)을 형성할 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 다수의 전기 발생부(19)를 형성할 수 있는 크기를 가지는 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)를 각 각 일체로 형성하고 이 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25) 사이에 다수의 MEA(21)를 독립적으로 배치함으로써 동일 평면상에서 일체화된 연속 구조의 스택(7)을 형성할 수도 있다.
또한, 이 스택(7)은 동일 평면상에 구비되는 다수의 MEA(21)를 사이에 두고, 그 양면에 배치되는 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)에 의하여 형성되는 다수의 전기 발생부(19)를 단층 구조로 형성할 수도 있고, 본 실시예에서와 같이 복층 구조로 형성할 수도 있다.
이 복층 구조는 복수의 전기 발생부(19)를 동일 평면에 형성한 상태를 적어도 2층 구조로 형성함으로써 스택(7)의 면적이 지나치게 넓어지게 되는 경우 스택(7)의 두께의 증대를 최소화하는 범위 내에서 허용될 수도 있다.
이 전기 발생부(19)가 단층 구조인 경우, 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)는 동일 구조로 형성될 수도 있으나, 전기 발생부(19)가 복층 구조인 경우 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)는 동일 구조 또는 서로 다른 구조로 형성될 수 있다. 전기 발생부(19)가 복층이면서 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)가 동일 구조로 형성되는 경우는 통상의 스택 최외곽에 구비되는 앤들 플레이트에 해당하는 구조를 적용하면 되므로 이에 대한 상세 설명을 생략하고, 전기 발생부(19)가 복층이면서 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)가 서로 다른 구조로 형성되는 것에 대하여 설명한다.
본 실시예의 스택(7)은 전기 발생부(19)를 동일 평면상에 복수(4개)로 구비하면서 이에 더하여 이러한 전기 발생부(19) 층을 복층(2층)으로 구비한 것을 예시하고 있다. 즉 이 전기 발생부(19)는 제1층 전기 발생부(19a)와 제2층 전기 발생부 (19b)로 되고, 이를 위하여 제1 세퍼레이터(23)를 사이에 두고 그 양면에 제2 세퍼레이터(25)를 각각 배치된다. 이로 인하여 제1층 전기 발생부(19a)와 제2층 전기 발생부(19b)는 대칭 구조(도 4는 상하 대칭 구조를 도시한다)를 형성하게 된다.
따라서 제1 세퍼레이터(23)는 스택(7)의 중심에 배치됨에 따라 그 양면에 구비되는 MEA(21)로 연료(또는 공기)를 공급하는 구조를 형성하고, 제2 세퍼레이터(25)는 제1 세퍼레이터(23)의 양면에 각각 대응하여 일면에 구비되는 MEA(21)로 공기(또는 연료)를 공급하는 구조를 형성한다.
도 4는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 조립 상태 단면도이다.
이 도면을 참조하여 스택(7)을 형성하는 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)를 설명하면, 이 제1 세퍼레이터(23)는 중공부를 형성하는 바디(23a), 이 바디(23a)의 양 측면에 구비되는 유입구(23b)와 유출구(23c), 바디(23a)의 다른 양 평면에 구비되어 연료 또는 공기를 MEA(21)로 공급하는 제1 통로(23d) 및 제2 통로(23e)를 포함하여 형성된다.
상기 바디(23a)는 제1 세퍼레이터(23)의 외곽을 형성하면서 중공부를 구비하여 공급되는 연료(또는 공기)를 일시 저장하는 챔버 작용을 하고, 또한 그 양면에 MEA(21) 및 제2 세퍼레이터(25)를 구비할 수 있게 된다. 유입구(23b) 및 유출구(23c)는 스택(7)의 내부로, 즉 바디(23a)의 내부로 연료(또는 공기)를 공급하거나 미반응 연료(또는 공기)를 배출시킨다. 제1 통로(23d) 및 제2 통로(23e)는 제1 세퍼레이터(23)의 양면에 구비되는 MEA(21)로 반응 연료(또는 공기)를 공급한다.
또한, 제1 통로(23d) 및 제2 통로(23e)는 다수의 전기 발생부(19)에 대응하도록 각각 구획 형성(4개로 구획된 것 예시)되는 것이 바람직하다. 이 제1 통로(23d) 및 제2 통로(23e)에는 각각의 MEA(21)가 배치되므로 이들을 각각 지지할 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 그 일례로써 도 3은 제1 통로(23d) 및 제2 통로(23e)에 메쉬 부재(27)를 구비한 것을 예시한다. 이 메쉬 부재(27)는 제1, 제2 통로(23d, 23e)를 통하여 MEA(21)로 연료(또는 공기)를 효과적으로 공급하면서 MEA(21)를 보다 안정적으로 지지한다.
이와 같이 구성되는 제1 세퍼레이터(23)의 양면에는 다수의 MEA(21)를 개재한 상태로 제2 세퍼레이터(25)가 각각 배치된다. 이 제2 세퍼레이터(25)는 MEA(21)의 다른 일면으로 공기(또는 연료)를 공급할 수 있도록 제3 통로(25a)를 구비하고 있다. 이 제2 세퍼레이터(25)도 유입구(25b)와 유출구(25c)를 구비하여, 제3 통로(25a) 내부로 공기(또는 연료)를 공급하거나 미반응 공기를 배출시킨다.
상기 MEA(21)를 개재하는 제1, 2 세퍼레이터(23, 25)는 볼트(29) 및 너트(31)로 체결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 조립 상태 단면도이다. 도 5의 실시예는 도 4의 실시예의 전체적으로 구성 및 작용이 유사하므로 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서 설명한다.
이 도면을 참조하여, 제1 세퍼레이터(23)를 설명하면, 제1 세퍼레이터(23)는 상기 실시예에 비하여 바디(23)에 유출구(23)를 구비하지 않아 액체 연료가 미반응 상태로 유출되는 것을 방지하고, 제1, 제2 통로(23d, 23e)에 메쉬 부재(27) 대신에 스펀지 부재(33)를 구비하고 있다. 또한 이 스펀지 부재(33)는 압축성을 가지므로 바디(23) 내부에 채워져 구비되는 것이 바람직하다. 이 스펀지 부재(33)는 액체의 연료가 바디(23) 내부로 공급될 때 이 바디(23) 내부의 연료를 모세관 현상을 이용하여 MEA(21)로 공급할 수 있게 한다.
한편, 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25) 및 MEA(21)를 설명하면, 이 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)는 MEA(21)를 사이에 두고 그 양면에 밀착 배치되며, MEA(21)의 양면에 각각 수소와 공기가 공급된다. MEA(21)의 애노드 전극 측에는 수소가 공급되고, MEA(21)의 캐소드 전극 측에는 산소가 공급된다. 본 실시예에서는 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25)로 공급되는 연료 및 산소에 의하여 MEA(21)의 배치 방향이 결정된다. 이하에서는 제1 세퍼레이터(23)에 연료가 공급되고 제2 세퍼레이터(25)로 공기가 공급되는 것을 예로 설명한다.
제1 세퍼레이터(23)의 제1, 제2 통로(23d, 23e)로 수소가 공급되고, 제2 세퍼레이터(23)의 제3 통로(25b)로 산소가 공급된다.
이 제1, 제2 세퍼레이터(23, 25) 사이에 개재되는 MEA(21)는 소정의 면적을 가지고 산화/환원 반응이 일어나는 활성 영역을 구비하며, 이 활성 영역의 양면에 애노드 전극과 캐소드 전극을 구비하고, 두 전극 사이에 전해질막을 구비하는 구조로 이루어져 있다.
상기 MEA(21)의 일면을 형성하는 애노드 전극은 제1 세퍼레이터(23)와 MEA(21) 사이에 형성되는 제1, 제2 통로(23d, 23e)를 통하여 수소 가스를 공급받는 부분으로써, 기체 확산층(Gas Diffusion Layer: GDL)을 통하여 수소 가스를 촉매층으로 공급하고, 이 촉매층에서 수소 가스를 산화 반응시켜, 변환된 전자를 외부로 인출하여 이 전자의 흐름으로 전류를 발생시키고, 수소 이온을 전해질막을 통하여 캐소드 전극으로 이동시킨다.
이 애노드 전극에서 발생된 수소 이온이 전해질막을 통하여 이동되어 오는 캐소드 전극은 제2 세퍼레이터(25)와 MEA(21) 사이에 형성되는 제3 통로(25b)를 통해 산소가 함유된 공기를 공급받는 부분으로써, 이 또한 기체 확산층을 통하여 공기를 촉매층으로 공급하고, 이 촉매층에서 산소를 환원 반응시켜, 산소 이온을 상기 수소 이온과 함께 물로 변환시킨다.
또한, 전해질막은 소정의 두께(예, 50∼200㎛)를 가지는 고체 폴리머 전해질로 형성되어, 애노드 전극의 촉매층에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극의 촉매층으로 이동시켜, 캐소드 전극의 산소 이온과 결합되어 물을 생성시키는 이온 교환을 가능하게 한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 및 그 스택에 의하면, MEA를 사이에 두고 그 양면에 배치되는 제1 세퍼레이터와 제2 세퍼레이터에 의 하여 형성되는 전기 발생부를 동일 평면상에 다수로 형성함으로써, 다수의 전기 발생부를 구비하면서도 스택의 두께를 저감키는 효과가 있으며, 이로 인하여 면적이 다소 넓어지더라도 두께가 얇은 전지를 요구하는 곳에 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 수소나 액체를 함유한 연료를 공급하는 연료 공급부;
    산소를 함유한 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
    상기 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택을 포함하며,
    상기 스택은 전극-전해질 합성체(MEA)와 이 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터로 이루어지는 전기 발생부를 포함하고,
    상기 전기 발생부는 동일 평면상에 복수로 구비되어 연속적으로 배치되는 연료 전지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 공급부는 개질기를 포함하는 연료 전지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 발생부는 각각 일체로 형성되는 제1 세퍼레이터와 제2 세퍼레이터 사이에 다수의 MEA를 배치하여 형성되는 연료 전지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부의 복층 구조로 형성되는 연료 전지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부가 대칭 구조로 형성되는 연료 전지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 발생부는 제1 세퍼레이터를 사이에 두고 그 양면에 제2 세퍼레이터를 각각 배치하여 형성되는 연료 전지 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 세퍼레이터는 양면에 구비되는 MEA로 연료 또는 공기를 공급하는 구조로 형성되고, 상기 제2 세퍼레이터는 상기 제1 세퍼레이터의 양면에 각각 대응하여 일면에 구비되는 MEA로 공기 또는 연료를 공급하는 구조로 형성되는 연료 전지 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 세퍼레이터는 중공부를 형성하는 바디, 이 바디의 양 측면에 구비되는 유입구와 유출구, 바디의 다른 양 평면에 구비되어 연료 또는 공기를 MEA로 공급하는 제1 통로 및 제2 통로를 포함하는 연료 전지 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 통로 및 제2 통로는 다수의 전기 발생부에 대응하도록 각각 구획 형성되는 연료 전지 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 통로 및 제2 통로에는 메쉬 부재를 구비하는 연료 전지 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 통로 및 제2 통로에는 바디 내부에 채워지는 스펀지 부재를 구비하는 연료 전지 시스템.
  12. 연료 전지 시스템의 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키도록 전극-전해질 합성체(MEA)와 이 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터로 이루어지는 전기 발생부를 포함하며,
    상기 전기 발생부는 동일 평면상에 복수로 구비되어 연속적으로 배치되는 연료 전지 시스템의 스택.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전기 발생부는 각각 일체로 형성되는 제1 세퍼레이터와 제2 세퍼레이터 사이에 다수의 MEA를 배치하여 형성되는 연료 전지 시스템의 스택.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부의 복층 구조로 형성되는 연료 전지 시스템의 스택.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전기 발생부는 제1층 전기 발생부와 제2층 전기 발생부가 대칭 구조로 형성되도록 제1 세퍼레이터를 사이에 두고 그 양면에 제2 세퍼레이터를 각각 배치하여 형성되는 연료 전지 시스템의 스택.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 세퍼레이터는 중공부를 형성하는 바디, 이 바디의 양 측면에 구비되는 유입구와 유출구, 바디의 다른 양 평면에 구비되어 연료 또는 공기를 MEA로 공급하는 제1 통로 및 제2 통로를 포함하는 연료 전지 시스템의 스택.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 통로 및 제2 통로는 다수의 전기 발생부에 대응하도록 각각 구획 형성되는 연료 전지 시스템의 스택.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 통로 및 제2 통로에는 메쉬 부재를 구비하는 연료 전지 시스템의 스택.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 세퍼레이터는 중공부를 형성하는 바디, 이 바디의 일 측면에 구비되는 유입구, 바디의 다른 양 평면에 구비되어 연료 또는 공기를 MEA로 공급하는 제1 통로 및 제2 통로를 포함하는 연료 전지 시스템의 스택.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 통로 및 제2 통로에는 스펀지 부재를 구비하는 연료 전지 시스템의 스택.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 스펀지 부재는 바디 내부에 채워지는 연료 전지 시스템의 스택.
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