KR100744940B1 - A micro reformer and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
제 1도는 종래의 기술에 따른 연료 개질 기에서 커버를 제거하여 도시한 평면도.1 is a plan view showing the cover removed from the fuel reformer according to the prior art.
제 2도는 종래의 기술에 따른 연료 개질 기에서 촉매 필터 부분의 에칭 깊이를 도시한 도면으로서,2 is a view showing the etching depth of the catalytic filter portion in the fuel reformer according to the prior art,
a)도는 도 1의 A-A선을 따른 단면도, b)도는 도a)의 "B" 방향 측면도. a) is a sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, b) is a side view in the direction "B" of FIG.
제 3도는 종래의 기술에 따른 연료 개질 기에서 사용되는 마스크를 도시한 구성도.3 is a block diagram showing a mask used in a fuel reformer according to the prior art.
제 4도는 본 발명에 따른 연료 개질 기에서 커버를 제거하여 도시한 기판 평면도.4 is a plan view of the substrate with the cover removed from the fuel reformer according to the present invention.
제 5도는 본 발명에 따른 연료 개질 기에서 촉매 필터 부분의 에칭 깊이를 도시한 도면으로서,5 is a view showing the etching depth of the catalytic filter portion in the fuel reformer according to the present invention,
a)도는 도 1의 A-A선을 따른 단면도, b)도는 도a)의 "B" 방향 측면도. a) is a sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, b) is a side view in the direction "B" of FIG.
제 6도의 a) 내지 e)도는 본 발명에 따른 연료 개질 기의 제조 방법을 단계적으로 도시한 공정 순서도.A) to e) of FIG. 6 are process flow diagrams showing step by step a method of manufacturing a fuel reformer according to the present invention.
제 7도는 본 발명에 따른 연료 개질 기에서 사용되는 보상 패턴을 도시한 구성도.7 is a block diagram showing a compensation pattern used in the fuel reformer according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1.... 본 발명에 따른 연료 개질 기 10.... 기판1 .... Fuel reformer according to the
20... 채널 22.... 채널 격벽20 ...
30.... 촉매필터 32.... 촉매필터 기둥 30 ....
50.... 본 발명의 마스크 50a.... 보상 패턴50 .... mask of the
52.... 보상 패턴 성벽모양 62.... SiO2 층52 .... Compensation pattern Wall wall 62 .... SiO 2 layer
200.... 종래의 개질 기 210.... 기판200 ...
220.... 마이크로 채널 230.... 촉매220 ....
234.... 촉매필터 234a... 촉매필터 기둥234 ....
238.... 종래의 마스크 240.... 잔류 부분238 ....
C.... 촉매필터 사이 간격 d.... 채널 영역 기둥 간격C .... Spacing between catalyst filters d .... Channel area Column spacing
본 발명은 연료 전지에 사용되는 개질 기에 관한 것으로, 보다 상세히는 촉매를 내부에 충전하기 위한 촉매필터의 에칭 깊이를 정확하게 확보하여 촉매 충전시 내부 압력의 증가를 방지하여 고 효율의 개질 효과를 얻을 수 있으며, 연료 전지의 소형화를 이룰 수 있도록 개선된 연료 개질 기 및 그 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reformer used in a fuel cell, and more particularly, to accurately secure an etching depth of a catalyst filter for filling a catalyst therein, thereby preventing an increase in internal pressure during catalyst filling, thereby obtaining a high efficiency reforming effect. The present invention relates to an improved fuel reformer and a method of fabricating the same for achieving miniaturization of a fuel cell.
이러한 소형 연료전지를 구현할 수 있는 방식으로서는 연료 극에 메탄올을 직접 공급하는 직접메탄올(Direct Methanol) 방식과, 메탄올로부터 수소를 추출하여 연료 극에 주입하는 RHFC(Reformed Hydrogen Fuel Cell) 방식이 있으며, RHFC 방식은 PEM(Polymer Electrode Membrane) 방식과 같이 수소를 연료로 사용하고 있다. 따라서 고 출력 화, 단위 체적당 구현 가능한 전력용량, 그리고 물 이외의 반응물이 없는 점에서 장점이 있으나 시스템에 개질 기(Reformer)가 추가되어야 하므로 소형화에 불리한 단점 또한 지니고 있다.The small fuel cell can be implemented by direct methanol, which directly supplies methanol to the fuel electrode, and reformed hydrogen fuel cell (RHFC), which extracts hydrogen from methanol and injects the fuel into the fuel electrode. As the PEM (Polymer Electrode Membrane) method, hydrogen is used as fuel. Therefore, it has advantages in high output, power capacity that can be realized per unit volume, and no reactants other than water, but it also has disadvantages in miniaturization because a reformer must be added to the system.
이와 같이 연료 전지가 높은 전원 출력밀도를 얻기 위해서는 연료 기체를 수소가스 등의 기체 연료로 만들어주기 위한 개질 기(Reformer)가 필수적으로 사용된다. 이러한 개질 기는 메탄올 수용액을 기화시키는 증발 부와, 250℃ 내지 290℃ 의 온도에서 촉매반응을 통해 연료인 메탄올을 수소로 전환시키는 개질 부들을 포함하고 있다. As such, in order to obtain a high power output density of the fuel cell, a reformer for making the fuel gas into a gaseous fuel such as hydrogen gas is essential. Such a reformer includes an evaporation unit for vaporizing an aqueous methanol solution, and a reforming unit for converting methanol, which is a fuel, into hydrogen through a catalytic reaction at a temperature of 250 ° C. to 290 ° C.
이와 같은 개질 기는 개질 부에서는 흡열 반응이 진행되며, 그 부분의 온도를 250℃ 내지 290℃ 사이로 유지시켜주어야 반응효율이 양호하게 이루어진다.This reformer is an endothermic reaction proceeds in the reforming unit, the reaction efficiency is good to maintain the temperature of the portion between 250 ℃ to 290 ℃.
종래의 개질 기는 개질 부를 이루는 마이크로 채널 내에 개질 촉매가 코팅된 것으로서, 이와 같은 코팅된 촉매를 통하여 메탄올 등의 연료 기체가 수소와 이산화탄소로 개질 된다. Conventional reformer is a reforming catalyst is coated in the micro-channel constituting the reforming portion, the fuel gas such as methanol is reformed into hydrogen and carbon dioxide through the coated catalyst.
그렇지만 상기와 같은 종래의 개질 기들은 연료 기체를 개질시키는 과정에서 비효율적인 문제점을 갖는다. 그 이유는 연료 기체가 제한된 면적의 촉매 코팅층과 반응하게 되고, 그에 따라서 연료 기체의 수소로의 전환율이 낮아지기 때문이다.However, such conventional reformers have an inefficient problem in the process of reforming fuel gas. This is because the fuel gas reacts with the catalyst coating layer of a limited area, thereby lowering the conversion rate of the fuel gas to hydrogen.
이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 2006년 2월 16자의 대한민국특허출원 제2006-15112호로 개질 부의 유로 내에 촉매를 충전하는 방식을 제안한 바 있다. 이와 같이 개질 부의 유로 내에 촉매를 충전하게 되면 반응 표면적이 증가 되어 메탄올의 수소 전환율이 크게 증가 된다. 또한 개질 부의 구동 온도를 195~210℃로 상당히 낮출 수 있다는 장점이 있다.In order to solve such a problem, the applicant has proposed a method of filling a catalyst into a channel of a reforming unit with Korean Patent Application No. 2006-15112 issued on February 16, 2006. As such, when the catalyst is filled in the flow path of the reforming unit, the reaction surface area is increased, and the hydrogen conversion rate of methanol is greatly increased. In addition, there is an advantage that the drive temperature of the reforming unit can be significantly lowered to 195 ~ 210 ℃.
이러한 촉매 충전 방식의 종래의 개질 기(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정크기의 기판(210)을 구비하고, 상기 기판(210)상에 형성된 마이크로 채널(220)을 형성하며 상기 채널(220) 내에 촉매(230)를 유지하기 위해 형성된 촉매필터(234)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the
또한 상기 채널(220) 내에 충전된 입자형 촉매(230) 및 상기 채널(220)을 덮는 커버(미 도시)를 포함하여 상기 마이크로 채널(220) 내의 촉매(230)를 연료 기체가 통과하여 개질을 이루도록 된 것이다.In addition, the fuel gas passes through the
이와 같은 종래의 개질 기(200)는 개질 부를 이루는 마이크로 채널(220)의 폭(W)이 대략 500㎛이고, 깊이는 300㎛의 크기를 갖는다. 그리고, 상기 마이크로 채널(220)의 입구 측과 출구 측에 형성된 촉매필터(234)들은 각각 100㎛X100㎛의 기둥(234a) 형태를 갖고, 기둥(234a) 사이의 간격(C)은 2 내지 10㎛ 정도이다.The
그리고 이와 같은 종래의 개질 기(200)는 도 3에 도시된 바와 같은 500㎛의 마이크로 채널 폭(W)을 사이에 형성하고, 100㎛X100㎛ 크기의 기둥(234a) 및 그 사이의 간격(C)이 2 내지 10㎛를 유지하는 촉매필터(234)를 형성하기 위한 마스크(238)를 기판(210) 표면에 형성한 다음 에칭으로 채널(220)과 촉매필터(234)들을 형성하는 것이다.And the
따라서 이와 같은 종래의 구조에서는 상기 마스크(238)를 제외한 부분을 에칭하여 채널(220)과 촉매필터(234)를 형성하게 되며, 이와 같은 과정에서 상기 마이크로 채널(220)의 폭(W)과 촉매필터(234)의 기둥(234a) 사이의 간격(C)과는 대략 50:1의 비율로 차이가 많기 때문에, 촉매필터(234)의 기둥(234a) 사이 부분에서 원하는 에칭 깊이를 얻을 수 없는 것이다.Therefore, in the conventional structure, the
즉, 마이크로 채널(220)의 500㎛ 폭(W) 지점에서 300㎛의 깊이를 에칭으로 제거하는 경우, 촉매필터(234)의 2 내지 10㎛ 간격(C)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 150㎛의 깊이만이 에칭으로 제거되고 에칭으로 제거되지 못한 잔류 부분(240)을 남기는 것이다. That is, when the depth of 300 μm is removed by etching at the 500 μm wide (W) point of the
이는 촉매필터(234)의 기둥(234a) 사이의 좁은 간격(C)으로는 에칭액의 활발한 식각 작용이 이루어지지 못하여 채널(220) 부분에서와 같이 단위 시간당 원하는 깊이의 에칭을 이루지 못하는 문제점을 갖는 것이었다.This was a problem that the active etching of the etching solution could not be achieved at a narrow interval C between the
따라서 이와 같은 종래의 연료 개질 기(200)는 에칭이 원활하게 이루어지지 못한 촉매필터(234) 부분을 재차 에칭하여 깊이(C)를 확보하고자 하면, 개질 부를 이루는 마이크로 채널(220) 부분이 과도하게 에칭되어 원하는 깊이 이상으로 식각되는 문제점을 갖는 것이었다.Therefore, in the
따라서 종래에는 이와 같이 촉매필터(234)의 기둥(234a) 사이 간격(C) 부분에서 원하는 300㎛의 깊이를 확보하지 못함으로써 연료 기체의 유로를 크게 축소시키는 문제점을 일으킨다.Therefore, in the related art, it is not possible to secure a desired depth of 300 μm in the interval C between the
즉, 마이크로 채널(220) 내에 촉매(230)를 충전하여 개질 기(200)를 완성한 다음, 연료 기체를 개질시키면 촉매필터(234) 부분에서 그 유로가 크게 축소된 것이기 때문에 연료 기체 및 개질 가스의 원활한 통과를 방해하여 개질 기(200) 내부에서 불필요한 압력 상승이 초래된다. 따라서 이와 같은 종래의 구조에서는 원활한 개질 작용을 방해하여 효율적인 개질 효과를 얻을 수 없고, 그에 따라서 이와 같은 종래의 연료 개질 기(200)를 장착한 연료 전지의 성능을 저하시키는 문제점을 갖는 것이었다. That is, when the
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 촉매필터의 에칭 깊이를 정확하게 확보하여 촉매 충전시 내부 압력의 증가를 방지하여 연료 기체 및 개질 기체의 원활한 흐름을 보장하여 고 효율의 개질 효과를 얻을 수 있도록 개선된 연료 개질 기 및 그 제작 방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above conventional problems, the purpose is to ensure the etch depth of the catalyst filter accurately to prevent the increase of the internal pressure during the catalyst filling to ensure a smooth flow of fuel gas and reforming gas high efficiency It is to provide an improved fuel reformer and its manufacturing method to obtain a reforming effect of.
그리고 본 발명의 다른 목적은 연료 전지에 장착되는 경우, 연료전지의 소형화를 이루면서 원활한 개질 기체의 공급에 의한 연료 전지의 전원 출력 밀도를 향상시킬 수 있도록 개선된 연료 개질 기 및 그 제작 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an improved fuel reformer and a method for manufacturing the same, when the fuel cell is mounted on a fuel cell to improve the power output density of the fuel cell by supplying a reformed gas while miniaturizing the fuel cell. have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연료 전지용 개질 기에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention provides a reformer for a fuel cell,
일정크기의 기판; Substrate of constant size;
상기 기판상에 형성된 채널; A channel formed on the substrate;
상기 채널 내에 촉매를 유지하기 위해 형성된 촉매필터;A catalyst filter formed to hold a catalyst in the channel;
상기 채널 내에 충전된 입자형 촉매; 및A particulate catalyst charged in the channel; And
상기 채널을 덮는 커버;를 포함하고, 상기 촉매필터 사이의 깊이는 상기 채널의 깊이에 일치하는 것임을 특징으로 하는 연료 개질 기를 제공한다.And a cover covering the channel, wherein the depth between the catalyst filters is coincident with the depth of the channel.
그리고 본 발명은, 연료 전지용 개질 기의 제조방법에 있어서,In addition, the present invention provides a method of manufacturing a reformer for a fuel cell,
일정 크기의 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate of a predetermined size;
상기 기판의 채널 영역에 촉매필터의 사이 간격에 해당하는 크기의 간격을 갖는 보상 패턴의 마스크를 형성하는 단계;Forming a mask of a compensation pattern having an interval having a size corresponding to an interval between catalyst filters in a channel region of the substrate;
상기 기판을 에칭하는 단계;Etching the substrate;
상기 기판에 SiO2를 증착하는 단계; 및Depositing SiO 2 on the substrate; And
상기 기판의 SiO2를 에칭하여 상기 채널 부분의 기판을 제거하고 채널을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 개질 기의 제조 방법을 제공한다.And etching the SiO 2 of the substrate to remove the substrate in the channel portion and to form a channel.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 보상 패턴은 성벽 모양의 폭 크기가 촉매필터의 기둥 두께보다 얇은 것이고, 그 사이 간격은 상기 촉매필터의 사이 간격에 동일하여 상기 촉매필터의 에칭 부하(etching load)와 동일한 부하를 상기 채널에 부여하는 것임을 특징으로 하는 연료 개질 기의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention preferably the compensation pattern is the width of the wall shape is thinner than the thickness of the pillar of the catalyst filter, the interval between them is equal to the interval between the catalyst filter and the etching load (etching load) of the catalyst filter It provides a method for producing a fuel reformer, characterized in that the same load is applied to the channel.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 보상 패턴은 바둑판 형태로 형성된 것임을 특징으로 하는 연료 개질 기의 제조 방법을 제공한다.And the present invention preferably provides a method for producing a fuel reformer, characterized in that the compensation pattern is formed in the form of a checkerboard.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 보상 패턴은 그 폭이 22㎛의 크기로 형성된 것임을 특징으로 하는 연료 개질 기의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention preferably provides a method for producing a fuel reformer, characterized in that the compensation pattern is formed in a width of 22㎛.
이하, 본 발명에 따른 연료 개질 기 및 그 제작 방법에 관하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a fuel reformer and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 연료 개질 기(1)는 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)상에 채널(20)과 촉매필터(30)를 형성하되, 상기 촉매필터(30) 사이의 깊이는 상기 채널(20)의 깊이에 일치하는 구조이다.As shown in FIG. 4, the fuel reformer 1 according to the present invention forms a
그리고 이와 같은 본 발명의 연료 개질 기(1)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 촉매필터(30)를 형성하는 기둥(32)이 100㎛X100㎛의 크기를 갖고, 그 사이의 간격(C)이 2 내지 10㎛로 유지됨과 동시에, 그 사이 간격(C)의 깊이는 상기 채널(20)의 깊이에 일치하는 300㎛의 깊이로 유지되는 것이다.In the fuel reformer 1 of the present invention, as shown in FIG. 5, the
그리고 본 발명의 연료 개질 기(1)는 상기 채널(20)을 형성하는 격벽(22)이 적어도 상기 촉매 필터(32)의 기둥(32)보다 두꺼운 크기를 갖는다.In addition, the fuel reformer 1 of the present invention has a size at which the
따라서 본 발명의 연료 개질 기(1)는 연료 기체나 개질 기체들이 촉매필터(30)를 통과하는 과정에서 종래에 비하여 흐름 저항이 매우 작아지게 되어 원활한 통과가 이루어지고, 연료 개질 기(1) 내부의 압력 상승을 효과적으로 방지하는 것이다.Therefore, the fuel reformer 1 of the present invention has a very small flow resistance as compared with the conventional process in the course of passing the fuel gas or the reforming gas through the
따라서 고효율의 개질 효과를 얻을 수 있고, 연료 전지의 소형화를 이루며, 전원 출력 밀도를 높일 수 있는 것이다.Therefore, a high efficiency reforming effect can be obtained, the fuel cell can be miniaturized, and the power output density can be increased.
상기와 같은 본 발명에 따른 연료 개질 기(1)의 제조방법은 아래와 같다.The method of manufacturing the fuel reformer 1 according to the present invention as described above is as follows.
먼저 일정 크기의 기판(10)을 제공하는 단계가 이루어지고, 도 6a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)의 채널(20) 영역에 촉매필터(30)의 사이 간격(C)에 해당하는 크기의 에칭 간격(d)을 갖는 보상 패턴(50a)의 마스크(50)를 형성하는 단계가 이루어진다.First, a step of providing a
상기에서 마스크(50)의 보상 패턴(50a)은 도 7에 도시된 바와 같이, 폭 22㎛의 크기를 갖는 성벽 모양(52) 사이의 간격(d)을 상기 채널(20) 영역에서도 유지하여 상기 촉매필터(30)와 같은 에칭 부하(etching load)를 부여할 수 있도록 하기 위한 것이다. 따라서 상기 보상 패턴(50a)은 성벽 모양(52) 사이의 에칭 간격(d)이 2 내지 10㎛로 마치 바둑판 형상으로 형성된 구조를 갖는다. As shown in FIG. 7, the
이와 같은 경우 상기 보상 패턴(50a)에 형성된 성벽 모양(52)의 크기는 촉매필터(30)의 기둥(32) 크기에 비하여 매우 작은 것이다.In this case, the size of the
즉 상기 보상 패턴(50a)의 성벽 모양(52) 폭 크기는 22㎛를 갖는 반면, 촉매필터(30)부분의 기둥(32) 크기는 100㎛X100㎛의 크기를 갖는다.That is, the width of the
그리고 상기 보상 패턴(50a)은 에칭 간격(d)이 2 내지 10㎛로 촉매필터(30) 사이의 간격(C)에 일치하는 크기로 형성된다.The
상기와 같이 본 발명은 기판(10)의 일 측면에 보상 패턴(50a)을 형성하고자 하는 경우, 기판(10) 상에 개선된 보상패턴(50a)를 가지고 포토(Photo) 공정을 통해 포토리소그래프 처리(Photolithography)를 한다.As described above, when the
그 다음, 도 6b)에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)을 에칭하는 단계가 이루어진다.Next, as shown in FIG. 6B), the step of etching the
이와 같은 경우, 상기 기판(10)을 ICP(Inductively-Coupled Plasma) 공정을 실행하여 건식 식각 처리를 한다.In this case, the
이와 같은 ICP 건식 식각 처리 공정 후, 제작된 모양은 도 6c)에 도시된 바와 같이, 채널(20) 형성 영역에 다수의 바둑판 형태의 성벽 모양(52)들이 서 있고, 그 사이 간격(d), 즉 2 내지 10㎛의 사이 간격(d) 부분에는 깊이 300㎛로 식각 처리된 형태이다. 이와 같은 경우, 상기 촉매필터(30) 측의 기둥(32) 사이 간격(C) 깊이는 상기 채널(20) 측의 성벽 모양(52) 사이 깊이와 동일한 형태로 300㎛를 유지하게 된다. After the ICP dry etching process, as shown in Figure 6c), as shown in Figure 6c, a plurality of checkered wall-shaped
그 이유는 채널(20) 부분에 형성된 성벽 모양(52) 사이 간격(d)이 2 내지 10㎛로서 상기 촉매필터(30)의 기둥 사이 간격(C)과 동일한 크기로 형성되고, 그에 따라서 촉매필터(30) 기둥(32) 사이 간격(C)의 에칭 부하(etching load)와 동일한 부하를 채널(20) 영역에 부여할 수 있기 때문이다. 즉 종래에는 초기 채널 영역 및 격벽 대비 50:1의 부하 작용(loading effect)의 차이가 나지만 현재 공정법으로는 8:1 까지 낮추어 에칭 깊이를 맞출 수 있다.The reason is that the distance d between the
그리고, 다음으로는 도 6d)에 도시된 바와 같이 상기 채널(20) 측의 성벽 모양(52)들에 대해서 SiO2 층(62)을 열 산화공정(Thermal Oxidation)으로 성장시키는 단계가 이루어진다.Next, as shown in FIG. 6D), the SiO 2 layer 62 is grown by thermal oxidation on the wall shapes 52 on the
이와 같은 경우, 상기 SiO2 층(62)의 성장 두께는 대략 1~2㎛ 내외이며, 상기 채널(20) 측의 성벽 모양(52)을 포함한 촉매 필터(30)의 기둥(32) 표면에 SiO2 층(62)이 성장되어 형성된다.In this case, the SiO 2 The growth thickness of the layer 62 is approximately 1 to 2 μm, and SiO 2 is formed on the surface of the
그 다음 본 발명은 상기 기판(10)의 SiO2를 에칭하여 상기 채널(20) 영역에 형성된 보상 패턴(50a)의 하부 기판을 제거하고 채널(20)을 형성하는 단계를 포함한다.Next, the present invention includes etching the SiO 2 of the
이 단계에서 열 산화공정(Thermal Oxidation)을 통하여 상기 채널(20) 영역의 성벽 모양(52)에 SiO2 층(62)을 성장시킨 경우, 이러한 SiO2층(62)은 NH4 + HF, 또는 HF등의 용액을 이용하여 습식 에칭(Wet Etching)으로 제거할 수 있다.In this step, SiO 2 is formed on the
이와 같은 경우, 상기 기판(10)의 채널(20) 영역의 각각의 성벽 모양(52)들은 그 하단 부분이 국소적으로 성벽 모양(52)의 상부 측보다 많이 에칭되어 기판(10)으로부터 분리 제거된다.In this case, each of the wall shapes 52 in the
이와 같은 경우, 상기 채널(20) 영역의 성벽 모양(52)은 22㎛ 폭 크기를 갖는 반면, 촉매필터(30)부분의 기둥(32) 크기는 100㎛X100㎛의 크기를 갖는다.In this case, the
따라서 상기 채널(20) 영역의 성벽 모양(52)들은 그 하단이 습식 에칭액에 의해서 식각되고 기판(10)으로부터 리프트 오프(Lift-Off) 방식으로 분리되어 기판(10)으로부터 들뜨게 되지만, 촉매필터(30) 부분은 기둥(32)의 두께가 상대적으 로 두꺼운 것이기 때문에, 촉매필터(30)의 기둥(32) 하단 부분이 부분적으로 식각 되어도 기판(10)으로부터 분리되지 않고 형태를 유지한다.Therefore, the
따라서 결과적으로 기판(10)에는 도 6e)에 도시된 바와 같이, 500㎛의 폭(W)과 300㎛ 깊이의 채널(20)을 형성하는 것이다. As a result, as shown in FIG. 6E, the
상기와 같이 본 발명에 의하면, 기판의 채널(20)과 촉매필터(30)를 형성하는 공정에서, 상기 채널(20) 부분과 촉매필터(30) 부분의 에칭 공정상의 부하를 동일하게 유지시킴으로써 채널(20) 부분과 촉매필터(30)의 사이 간격(C) 부분에서 동일한 에칭 깊이를 얻을 수 있는 것이다.According to the present invention as described above, in the process of forming the
이와 같은 본 발명의 공정을 통하여 얻은 연료 개질 기(1)는 도 5a),b)에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 채널(20) 부분의 깊이가 촉매필터(30)의 사이 간격(C)의 깊이와 일치하게 되어 채널(20) 내에 촉매를 충전한 다음, 개질 작용을 실행하는 경우 상기 채널(20) 내부의 과도한 압력 증가를 방지하는 것이다.In the fuel reformer 1 obtained through the process of the present invention, as shown in FIGS. 5A and 5B, the depth of the
따라서 본 발명은 채널(20) 내에 충전된 촉매의 외부 유출을 효과적으로 방지하면서, 소형의 구조를 갖고 고효율의 개질 효과를 얻을 수 있는 것이다.Accordingly, the present invention is effective in preventing the outflow of the catalyst charged in the
상기와 같이 본 발명에 의하면 촉매필터의 에칭 깊이를 기판의 채널 깊이에 맞추어 정확하게 확보할 수 있음으로써 채널의 내부에 촉매 충전시 내부 가스 압력 의 상승을 방지하여 연료 기체 및 개질 기체의 원활한 흐름을 보장하며, 그에 따라 고효율의 개질 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the etching depth of the catalyst filter can be precisely secured according to the channel depth of the substrate, thereby preventing the internal gas pressure from increasing when the catalyst is filled in the channel, thereby ensuring a smooth flow of the fuel gas and the reforming gas. As a result, a high-efficiency reforming effect can be obtained.
그리고 본 발명은 연료전지에 장착되어 사용되는 경우, 개질 기의 소형 구조를 이룰 수 있기 때문에, 더불어서 연료전지의 소형화를 이룰 수 있고, 그에 따라서 연료 전지 측으로 원활하게 개질 기체를 공급하여 연료 전지의 전원 출력 밀도를 크게 향상시킬 수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있는 것이다.In addition, since the present invention can achieve a compact structure of the reformer when it is mounted and used in a fuel cell, the fuel cell can be miniaturized, and accordingly, the reformed gas can be smoothly supplied to the fuel cell to supply power to the fuel cell. The improved effect can be obtained to greatly improve the power density.
상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 이는 단지 예시적으로 본 발명을 설명하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 이와 같은 특정 구조로 제한하려는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it has been described by way of example only to illustrate the invention, and is not intended to limit the invention to this particular structure. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Nevertheless, it will be clearly understood that all such modifications and variations are included within the scope of the present invention.
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KR1020060053381A KR100744940B1 (en) | 2006-06-14 | 2006-06-14 | A micro reformer and its manufacturing method |
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2006
- 2006-06-14 KR KR1020060053381A patent/KR100744940B1/en not_active IP Right Cessation
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