KR100796111B1 - 선택 조정식 직접 및 간접 내부개질 반응을 하는 내부개질연료전지 조립체 - Google Patents

Abstract

본원의 1개 이상의 연료전지를 가진 연료전지 조립체는, 연료 공급물을 개질하는 1개 이상의 직접 내부개질 통로와 1개 이상의 간접 내부개질 통로를 구비한다. 상기 시스템에는 부가로, 각각의 1개 이상의 간접 내부개질 통로와 1개 이상의 직접 개질 통로로의 제1 및 제2연료 공급부의 결합을 선택적으로 조정식 제어할 수 있는 커플링 조립체가 제공된다.

연료전지, 내부개질, 전해질, 양극, 음극, 산화제, 탄화수소, 과열기.

Description

선택 조정식 직접 및 간접 내부개질 반응을 하는 내부개질 연료전지 조립체{INTERNAL REFORMING FUEL CELL ASSEMBLY WITH SELECTIVELY ADJUSTABLE DIRECT AND INDIRECT INTERNAL REFORMING}

본 발명은 연료전지에 관한 것으로서, 특히, 연료전지 조립체 내부에 온도 분포를 향상하는 방식에 공급 연료의 내부개질 반응을 이용한 고온 연료전지 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 조립체에 전지(cell)를 배열한 스택(stack) 연료전지를 사용하여 유용한 파워를 생성한다. 또한, 일반적으로, 연료전지 조립체용 연료 공급물로서는 메탄과 같은 수소함유 연료를 이용하고, 이러한 연료를 개질(改質)하여, 조립체를 통해 흐르는 수소함유 연료처리 가스를 생성한다.

예를 들면, 내부개질 용융 탄소 연료전지 조립체와 같은 고온 내부개질 연료전지 조립체에서는, 연료 공급물이 조립체의 내부에서 개질되어 연료처리가스를 생성한다. 다음, 이러한 가스는 조립체의 연료전지의 양극실을 통해 전달된다. 가스가 양극실을 통해 지나감으로서, 연료처리 가스가 연료전지 조립체의 음극실에 전달된 산화제 처리가스와 전기화학적 반응을 한다. 전기화학적 반응은 양극실과 음극실을 분리하고 그 사이에 전기적 전하 이온을 전달하는 전해질에 의해 발생한 다. 그리고, 조립체에서 필요한 량의 전기 에너지의 발전 또는 출력을 한다.

내부개질 고온 연료전지 조립체는 고가의 복잡한 외부개질 장비가 필요하지 않은 잇점이 있다. 또한, 흡열반응(예, 열 흡수 또는 열 필요)을 하는 개질 반응이 사용되어 조립체를 냉각하는데 유용하다는 잇점이 있다.

내부개질 연료전지 조립체에서의 연료공급물의 개질은 수증기 개질 촉매를 사용하여 실현된다. 촉매는 탄화수소 연료공급물의 통로에 있는 조립체 내부에 배치되어, 연료공급물을 개질하여 연료처리가스를 생성한다. 직접식과 간접식의 2개 형태의 내부개질이 사용되어져 왔다. 각각은 조립체의 연료전지의 양극실에 대해 특별한 상관 관계로 개질 촉매를 배치하는 것에 기본하는 것이다.

직접 내부개질에서는, 개질 촉매가 탄화수소 연료를 연료전지의 양전극으로 직접 전달하는 연료전지 양극실의 양극 통로에, 예를 들면 양전극과 직접 소통하는 양극 통로에 위치하게 된다. 이러한 사실은 상기 전극에 개질반응으로 발생된 수소함유 연료가스를 직접 제공하는 잇점이 있다. 그런데, 이러한 형태의 배열에서, 개질 촉매는 탄화수소 연료가 직접 통과하는 양극 통로에 있음으로, 상기 촉매가 양전극과 양극 통로에 의해 조립체 연료전지의 전해질에 노출된다. 이러한 시간을 초과한 노출은 촉매 성능을 감성(degrade)시킨다.

간접 내부개질에서는, 개질 촉매가 양전극과 직접 소통하는 양극 통로와 격리되거나 제거된 연료전지 조립체 내의 실(chamber) 또는 통로에 배치된다. 다음, 개질된 공정가스가 전기화학적 반응을 위해 양극 통로로 보내진다. 간접 내부개질의 잇점은, 개질 촉매가 분리된 통로에 위치함으로, 촉매가 연료전지 전해질에 의 한 촉매 파괴 또는 감성으로부터 양호한 보호를 받게 되는 것이다.

미국특허 4,182,795호는 고온 연료전지가 양전극으로 연료공급가스를 직접 통과시키는 양극 통로와 분리된 통로를 경유한 간접 내부개질을 이용하는 시스템과 방법을 개시하였다. 상기 시스템과 방법에서, 분리된 통로내의 유체 흐름은 필요한 전체 냉각량에 기본한 양극 통로에서의 유체 흐름과 무관하게 설정된다. 또한, 2개 유로와 외부 연결부 및 밸브의 분리 덕트가 사용되어, 개질된 가스가 양전극으로 전해진다.

미국특허 4,365,007호는 직접 내부개질을 이용하는 연료전지 시스템과 방법을 개시한 것이다. 상기 경우에는, 개질 촉매가 연료전지 양극으로 연료공급가스가 직접 통과하는 양극 통로와 투과성 경계벽을 통해 소통하는 통로에 배치된다. 투과성 경계벽은 연료전지의 전해질로부터 촉매를 부분적으로 격리시키는 작용을 하며, 상기 시스템은 부가로 촉매 함유 통로와 양극 통로와의 사이에 압력차에 따라서 개질된 가스를 양전극에 제공하고 전해질 수증기가 촉매에 도달하는 것을 방지한다. 이러한 시스템의 가격은 복잡한 양극 전류 수집기가 특별한 재료의 투과성 경계벽에 더하여 격리된 양극 통로를 제공할 필요가 있음으로 고가이게 된다. 또한, 압력차를 이용하여 투과성 경계벽을 통하는 양극 통로로의 개질된 연료가스의 일정한 전달을 실현하기가 곤란하다.

미국특허 4,567,117호는 간접 또는 직접 내부개질의 어느 하나를 사용하는 연료전지용으로 사용될 수 있는 기술을 개시한 것이다. 상기 경우에는, 개질용으로 이용된 촉매가 연료전지에 균일한 온도 분포성을 향상하게 맞추어지게 된다. 특히, 상기 촉매는 격리 통로 또는 양극 통로의 어느 하나를 형성하는 양극 전류 수집기 부분에 직접 적용되고, 연료전지의 고온 구역에 더 많은 가스를 개질하도록 적극적 배분되어 온도의 불균일성을 감소시킨다. '795호와 '007호에서 상기 논의된 직접방식 내부개질과 간접방식 내부개질의 제약은, 상기 특허의 기술이 직접 또는 간접 내부개질 연료전지에 적용 여부에 따르는 것과 마찬가지로 적용된다.

미국특허 4,788,110호는 양극 전류 수집기가 전류 수집기에 의해 형성된 양극 통로에서 부분적으로 차폐된 촉매 함유 통로를 형성하는 직접 내부개질 연료전지에 유용한 기술을 개시한 것이다. 이러한 구조에서는, 촉매를 부분적으로 차폐하는 작업이 거의 개질 공정에 관여할 수 없게 만들어서, 그 효율을 저하시킨다.

미국특허 5,175,062호는 스택 길이를 따라서 간격지게 배치된 개질 유닛을 가진 간접 내부개질 연료전지 스택을 개시한 것이다. 상기 개질 유닛 각각은 유닛 모서리에 연료공급구를 가진 U형상 촉매 함유 실 또는 통로를 함유한다. 개질 유닛에서 나온 개질된 가스는 전기화학적 반응을 위해 스택 연료전지의 양전극과 소통하는 양극 통로에 전달하는 매니폴드를 지나가게 된다. 이러한 시스템에서는, 필요한 연료공급관의 크기로 인하여, 상당히 높은 연료가스 압력 강하가 일어나며, 시스템의 가격이 높아지게 된다.

미국특허 5,348,814호는 스택 길이를 따라서 배분된 개질 유닛을 가진 간접 내부개질 연료전지 스택을 개시한 것이다. 이러한 스택에서, 매니폴딩은 내재하는 것이다. 각각의 개질 유닛을 형성하는데 스택에 사용된 양쪽 극성 평판의 복잡함으로 인해서, 스택 가격이 매우 높아진다.

미국특허 5,660,941호는 촉매 부재가 격리된 개질 실에 사용되는 다양한 구조의 간접식 내부개질 연료전지 스택을 개시한 것이다. 평판형 촉매 부재와, 양극 전류 수집기의 피크 영역 위에 삽입되는 망 형상 부재 지지 촉매 펠렛을 기술한 것이다.

미국특허 4,877,693호는 간접 및 직접 내부개질을 이용하는 연료전지 스택을 개시한 것이다. 간접 내부개질은 연료전지 스택 길이를 따라서 배분된 촉매-함유 통로를 사용하여 실시된다. 이러한 통로는 스택의 연료전지 양전극으로 연료공급가스를 직접 전달하는 양극 통로와 격리된 것이다. 직접 개질은 양극 통로에 배치된 촉매에 의해 실시된다. 이러한 경우에는, 새로운 공급가스가 촉매-함유 통로를 통해 지나가게 되어, 부분적으로 개질된다. 다음, 부분적으로 개질된 가스는, 개질이 더 진행되고 개질된 가스가 전기화학적 반응을 받는 양극 통로를 통해 지나가게 된다. 매니폴드를 사용하여 양극 통로에, 격리된 촉매-함유 통로에서 나온 부분적으로 개질된 가스를 결합한다.

근래, 직접 및 간접 내부개질을 이용하는 연료전지 스택이, 미국 특허출원 10/269,481호에 개재되었다. 상기 스택에서는, 촉매-함유 격리된 통로가 스택의 길이를 따라서 배분되고 U형상 유로를 가진 개질 유닛을 형성한 것이다. 촉매-함유 양극 통로를 가진 양극실의 유입구와 개질 유닛의 배출구는 공통 매니폴드와 소통하여, 개질 유닛에서 나온 부분적으로 개질된 공급가스가 양극 통로로 지나가게 된다. 이러한 시스템에서는, 연료공급 전달부가 공통 매니폴드에 배치되어 시스템에 대한 누설을 완화시킨다.

본 발명의 목적은 직접 및 간접 개질 반응을 하는 연료전지 조립체를 제공하는 것이고, 조립체의 수명을 넘는 연료전지 조립체에서의 변화를 양호하게 채택한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 직접 및 간접 개질을 하는 연료전지 조립체를 제공하는 것이고, 다른 합성물의 연료를 사용하였을 때에 소망 온도 분포와 성능을 양호하게 실현할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 직접 및 간접 개질 반응을 하는 연료전지 조립체를 제공하는 것이고, 촉매 감성의 면에서 소망 온도의 배분과 성능을 양호하게 실현할 수 있는 것이다.

본 발명의 원리에 따라, 상기 및 그외 다른 목적들이, 1개 이상의 연료전지를 가지고 그리고 연료공급물을 개질하기 위해 1개 이상의 직접 내부 형성 통로와 1개 이상의 간접 내부개질 통로를 갖춘 연료전지 조립체와; 각각의 1개 이상의 간접 내부개질 통로와 1개 이상의 직접 내부개질 통로에 대한, 제1 및 제2연료공급부의 결합동작을 선택적으로 조정식 제어하는 커플링 조립체를 포함하는 연료전지 시스템으로 실현된다. 이하에 기재된 본 발명의 실시예에서, 커플링 조립체는 제1 및 제2연료공급부가 각각 간접 내부개질 통로와 합성 조립체로 향하게 한다. 상기 합성 조립체는 또한 간접 내부개질 통로에서 나온 출력을 수용한다. 이때, 합성 조립체의 합성된 출력은 연료전지 조립체의 직접 내부개질 통로에 공급된다.

도관 연결부는 제1 및 제2도관으로 제1 및 제2연료공급부를 각각 유도하고, 상기 도관은 간접 개질 통로와 합성 조립체에 공급된다. 제1 및 제2도관에 있는 밸브는 제1 및 제2연료공급부가 선택적 조정을 하게 한다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따르는 직접 및 간접 내부개질 반응을 하는 연료전지 시스템을 설명하는 도면이다.

도2는 본 발명의 제2실시예에 따르는 직접 및 간접 내부개질 반응을 하는 연료전지 시스템을 설명하는 도면이다.

도3은 미국 특허출원 10/269,481호에서와 같이 직접 및 간접 내부개질 반응을 하는 연료전지 시스템을 설명하는 도면이다.

도4는 도1에 도시된 본 발명의 연료전지 시스템을 실험 측정한 스택 온도를 나타낸 도면이다.

도5는 도3에 도시된 미국 특허출원 10/269,481호의 연료전지 시스템을 실험 측정한 스택 온도를 나타낸 도면이다.

도6은 도3에 도시된 미국 특허출원 10/269,481호의 연료전지 시스템과 대비하여, 도1의 본 발명의 연료전지 시스템의 스택 온도의 분포에서 측정 향상치를 나타낸 도면이다.

도7은 온도의 함수로서 각종 연료의 연산된 개질 효율을 나타낸 도면이다.

도3은 본원에 참고문헌으로 기재된 미국 특허출원 10/269,481호에 기술된 타입의 연료전지 시스템(101)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도3에서, 상기 시스 템(101)은 양극실(103), 음극실(104) 및 그 사이에 위치한 전해질(105)을 각각 구비한 1개 이상의 연료전지(102)를 함유한 연료전지 조립체(101A)를 포함한다. 도면에서는 오직 1개의 연료전지(102)만을 나타내었지만, 일반적으로, 연료전지 조립체(101A)는 서로 상호간의 상관관계로 배열된 다수의 전지(102)를 구비하여, 연료전지 스택을 형성한다.

연료전지(102)의 양극실(103)은 양전극(103A)과 양극 통로(103B)를 갖는다. 양극 통로는 개질 촉매를 함유하며, 양전극(103A)과 직접적인 소통 상태로 있다. 따라서, 상기 양극 통로는, 탄화수소 함유 연료 공급물과 직접 내부개질 반응을 하고, 그리고 양전극에 직접 개질된 수소 함유 연료처리 가스를 적용하게 한다.

또한, 연료전지 조립체(101A)는, 양극 통로(103B)에서 제거되거나 격리되고 그리고 새로운 탄화수소 공급 연료와 간접 내부개질 반응을 하는 촉매를 함유한 조립체(101A)에서, 추가 통로(106)를 구비한다. 다시, 도면에서는 1개 통로 만을 나타내었지만, 조립체(101A)는 일반적으로 연료전지 조립체의 길이를 따라서 분포되어 있는 다수의 통로(106)를 구비하고 그리고 상기 통로는 흔히, 조립체의 연료전지와 열 소통하는 각각의 개질 유닛에 의해 형성된다.

도3의 시스템에서, 새로운 공급 연료(111)는, 연료전지(102)의 음극실(104)의 배출구에서 나온 산화제 배기가스도 수용하는 과열기(107)를 통해 지나간다. 다음, 새로운 공급 연료가 과열기(107)를 통해 지나감으로서 가열되고, 그리고 가열된 새로운 공급 연료는, 가열된 새로운 공급 연료의 일부가 개질되어 수소-함유 연료처리 가스를 생성하는 간접 내부개질 통로(106)를 지나가게 된다. 이때, 남아 있는 새로운 공급 연료와 수소-함유 연료처리 가스의 혼합물은, 나머지 새로운 공급 연료의 추가부분이 수소-함유 연료처리 가스로 변환되는 직접 내부개질 양극 통로(103B)와 결합한다.

양극통로를 통해 지나가면서, 수소-함유 연료 처리 가스는, 전해질(105)과 양전극과 음전극(103A, 104A)을 경유하여 연료전지의 음극실(104)에 있는 산화제 처리가스에 의한 전기화학적 변환을 받는다. 그 결과, 필요한 량의 전기출력을 발전 한다.

또한, 도시한 바와 같이, 비사용된 수소함유 연료처리 가스를 함유한, 양극 통로에서 나온 양극 배기가스는, 공기로 도시한 새로운 산화제 공급가스를 수용한 혼합 유닛에 공급된다. 혼합기(108)에서 혼합된 후에, 혼합 합성된 스트림은, 연료전지(102)가 필요로 하는 온도까지 스트림에 있는 산화제 공급 가스의 온도를 상승시키도록 양극 배기가스를 연소하는 산화기(109)로 공급된다.

따라서, 새로운 공급 연료의 간접 및 직접 내부개질 양쪽을 사용하는 도3의 시스템은, 촉매가 전해질에 거의 노출되지 않기 때문에 촉매 감성의 효과를 줄일 수 있다. 또한, 양호하게, 필요한 온도로 운영하기 위해 연료전지 내에서 필요한 온도분포를 실현할 수 있다. 그런데, 상기 결과는 새로운 공급 연료의 합성을 성취할 수 있는 것이기는 하지만, 상기 합성물에서의 변화가 성능을 저하시킬 수도 있는 것이다. 또한, 촉매 감성이 전지와 스택의 사용 수명 이상에서 발생하여, 성능이 다시 저하될 것이다.

따라서, 연료전지 시스템(101)을 새로운 이종 합성물의 공급연료와 촉매 감 성물에 양호하게 채택할 수 있게, 도3의 시스템은, 간접 내부개질 통로(106)와 직접 내부개질 양극 통로(103B)에 연료 공급량 이상의 대형 제어 측정량을 제공하도록 본 발명의 기본원리에 따라 개조되어진 것이다. 도1은 추가 제어 측정량을 가진 본 발명의 제1실시예를 나타낸 도면이다.

도1에서는, 도3에 도시된 성분과 유사 성분에 대해서는 유사 표식으로 나타내었다. 특히, 도1에서는 본 발명에 의거, 도3의 시스템이, 간접 내부개질 통로(106)와 직접 내부개질 양극 통로(103B)에 대한 새로운 연료 공급물(111)의 제1 및 제2부분(111A, 111B)의 흐름을 선택식 조절로 제어하는 커플링 조립체(201)를 구비하도록 개조되어진 것이다. 특히, 조립체(201)는 새로운 공급 연료(111)의 제1 및 제2부분(111A, 111B)이 각각 제1 및 제2도관 또는 라인(202A, 202B)으로 분할되어 활용할 수 있게 제조된 도관 연결부(202)를 구비한다. 제1도관(202A)은 간접 내부개질 통로(106)로 유도되고 그리고 제2도관은 커플링 조립체(121)의 부품으로도 있는 콤바이너(combiner)(203)로 유도된다.

콤바이너(203)는, 도관(202B)에 의해 전달된 새로운 공급 연료의 제2부분(111B)을 가진 간접 내부개질 통로(106)를 떠나는 부분적으로 개질된 가스와 나머지 새로운 공급 연료가스를 합성한다. 다음, 이러한 합성 스트림은 부가적인 개질 및 전기화학적 반응을 하기 위해 직접 내부개질 양극 통로(103B)로 보내진다. 상기 조립체(201)는 도관(202A, 202B)에 추가 밸브(204, 205)를 가지어서, 새로운 공급연료의 제1 및 제2부분(111A, 111B)의 조정을 한다.

예상할 수 있는 바와 같이, 밸브(204, 205)는 각각의 새로운 연료 공급부를 독립적으로 조정할 수 있게 하며, 상기 연료 공급부는 이종의 새로운 공급 연료 합성용으로 조립체(101A)에 필요한 온도 분포를 위한 양호한 조절을 허용한다. 따라서, 예를 들어, 밸브(205)를 제어하여, 조립체(101A) 내의 온도를 보다 적합하게 분포시킬 수가 있다. 특히, 만일 새로운 연료 공급물(111)의 합성물이 밸브(205) 개방에 의해 간접 내부개질 통로(106)에서 과도하게 개질되어 지면, 새로운 연료 공급부분(111B)이 증가되어, 적절한 량의 연료 공급물이 간접 통로(106)에서 개질되어지도록 새로운 연료 공급부분(111A)이 감소된다. 또한, 연료전지 조립체(101A)의 운영시간이 증가하고 그리고 직접 내부개질 통로(103B) 내의 촉매가 감성되어, 밸브(204)가 더 많이 개방되어 더 많은 새로운 공급 연료가 통로(103B) 내의 촉매의 감성에 이르도록 간접 내부개질 통로(106)에서 개질된다.

본 발명의 실시예인 도1에서 예상할 수 있는 바와 같이, 커플링 조립체(201)는 연료가 과열기(107)를 통해 지나간 후에 새로운 연료 공급물과 반응한다. 도2에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 커플링 조립체(201)는 과열기(107)에 선행하여 위치되게 배치된다.

도2에 도시된 바와 같이, 도관 연결부(202)는 과열기(107)에 입장하기 전에 새로운 공급 연료(111)를 수용하고 그리고 제1 및 제2도관 또는 라인(202A, 202B)에 이용할 수 있는 새로운 공급 연료(111)의 제1 및 제2부분(111A, 111B)을 갖는다. 이러한 경우에, 제1도관(202A)은 과열기(107)로 유도되고, 과열기(107)로부터 간접 내부개질 통로(106)로 유도된다. 또한, 제2도관(202B)은 과열기를 통과하는 통로가 없는 콤바이너(203)로 유도된다.

이러한 실시예에서는, 새로운 공급연료(111B)의 제2부분이, 간접 내부개질 통로(106)에서 나온 스트림과 합성될 때에 연료전지 조립체 온도보다 더 낮은 냉 온도로 있다. 이러한 사실은 조립체를 추가로 냉각하게 한다.

도4와 도5에는 도1의 본 발명의 연료전지 조립체와 등가의 작동지점에 있는 미국 특허출원 10/269,481호의 연료전지 조립체의 실험적으로 측정된 온도를 나타낸 도면이다. 미국 특허출원 10/269,481호의 도5에 측정치는 연료 유입면 근방에 온도가 650℃에 가깝다. 본 발명의 조립체에서는 연료 유입면 온도가 도4에 도시된 바와 같이 620℃ 밑으로 감소된다.

미국 특허출원 10/269,481호에 조립체와 대비하여 향상된 도1의 본 발명의 조립체의 온도 분포를 도6에 도시하였다. 여기서는, 본 발명의 조립체의 연료 유입구역의 순 냉각작용을 명확하게 볼 수 있다. 상기 실험은 주어진 조립체 설계에서 변경 연료를 본 발명의 조립체를 이용하여 예상된 온도 분포의 향상을 모의 실험한 것이다.

도7은 온도 함수로서 연료의 변화에 따른 연산된 등가의 개질 효율을 나타낸 도면이다. 일반적으로, 연료전지 시스템은 40~80% 사이에 간접 내부개질 효율로 최적한 온도 분포에 맞추어 설계된다. 도7에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 구조는 연료전지 조립체의 운영온도를 550~650℃에서 이상적 연료(ideal fuel)인 메탄으로 한 것이다. 프로판, 부탄 및 헥산과 같은 다른 연료용으로, 메탄용으로 설계된 조립체의 간접 내부개질은 100%에 가깝게 된다. 이러한 구조는 상기 조립체의 연료 유입면을 너무 뜨겁게 작용하게 하고 그리고 조립체에서 높은 온도 기울기 를 되게 한다. 도1의 본 발명의 조립체에서, 유효한 간접 내부개질은 개방된 밸브(204, 205)의 적절한 선택 위치에서 폐쇄된 밸브(205)가 갖는 100%에서 40% 또는 그 보다 작게 지속적으로 조정된다. 이러한 것은 복합 연료에서의 운영이 안전한 적용용으로 바람직하게 되는 곳에서 상당한 잇점을 제공한다.

상술된 배열과 방법은 단지 본 발명을 설명할 목적으로 많은 특정한 실시예를 설명한 것으로 이해할 수 있으며, 본 발명은 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자가 본 발명의 기본원리에 따른 다양하게 변경 및 개조 할 수 있는 것이며, 본 발명은 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (10)

1개 이상의 연료전지를 가지고, 연료공급물을 개질시키기 위해 1개 이상의 직접 내부개질 통로와 1개 이상의 간접 내부개질 통로를 갖춘 연료전지 조립체와;

제1연료공급부를 1개 이상의 간접 내부개질 통로에 결합하고 그리고 제2연료공급부를 1개 이상의 직접 내부개질 통로에 결합하는 커플링 조립체를 포함하고;

상기 커플링 조립체는 상기 제1연료공급부를 선택 조정식으로 제어하고 그리고 상기 제2연료공급부를 선택 조정식으로 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제1항에 있어서, 상기 연료전지 시스템은 부가로 공급연료를 가열하는 히터를 포함하고;

상기 커플링 조립체는, 상기 히터에서 나온 가열된 공급연료를 수용하고, 그리고 상기 가열된 공급연료를 제1 및 제2연료공급부로 분할된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제1항에 있어서, 상기 연료전지 시스템은 부가로 히터를 포함하고, 그리고;

상기 커플링 조립체는, 공급 연료를 수용하고, 제1 및 제2연료공급부로 상기 공급연료를 분할하고, 그리고 상기 1개 이상의 간접 내부개질 통로에 결합되는 제1연료공급부 앞에 있는 상기 히터를 관통하는 상기 제1연료공급부를 보유하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제1항에 있어서, 상기 커플링 조립체는 합성 스트림을 형성하도록 1개 이상의 간접 내부개질 통로에서 나온 스트림과 상기 제2연료공급부를 합성하여, 1개 이상의 직접 내부개질 통로에 상기 합성 스트림을 결합하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제4항에 있어서, 상기 커플링 조립체는: 연료공급부를 수용하여 상기 연료공급부를 제1 및 제2연료공급부로 분할하는 연결점과; 콤바이너와; 상기 제1 및 제2연료공급부를 1개 이상의 간접 내부개질 통로로 전달하는 제1도관과; 상기 제2연료공급부를 상기 콤바이너로 전달하는 제2도관과; 상기 콤바이너에 결합된 1개 이상의 간접 내부개질 통로에서 나오는 스트림 및; 1개 이상의 직접 내부개질 통로에 결합된 상기 콤바이너의 합성 스트림을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제5항에 있어서, 상기 커플링 조립체는 부가로: 제1연료공급부를 조정하는 제1도관에 있는 제1밸브와; 제2연료공급부를 조정하기 위해 상기 제2도관에 있는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제6항에 있어서, 상기 연료전지 시스템은 부가로, 연결 지점에 선행하고 그리고 상기 연결 지점에 상기 연료공급부가 수용되기에 앞서 연료공급부를 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제7항에 있어서, 상기 히터는 1개 이상의 연료전지에서 나온 음극 배기가스를 가진 상기 연료공급부를 가열하고;

상기 연료전지 시스템은 부가로, 산화제 공급물을 1개 이상의 연료전지에서 나온 양극 배기가스와 혼합시키는 혼합기와; 상기 혼합기에서 나온 스트림을 수용하는 산화기를 포함하고, 상기 산화기 출력은 1개 이상의 연료전지용 음극 유입가스로서 역활을 하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제6항에 있어서, 상기 연료전지 시스템은 부가로, 연결 지점을 따르며, 상기 제1연료공급부가 1개 이상의 간접 내부개질 통로로 운반되기 전에 제1연료공급부를 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

제9항에 있어서, 상기 히터는 1개 이상의 연료전지에서 나온 음극 배기가스를 가진 연료공급부를 가열하고, 그리고;

상기 연료전지 시스템은 부가로, 산화제 공급물을 1개 이상의 연료전지에서 나온 양극 배기가스와 혼합시키는 혼합기와; 상기 혼합기에서 나온 스트림을 수용하는 산화기를 포함하고, 상기 산화기 출력은 1개 이상의 연료전지용 음극 유입가스로서 역활을 하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.

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