KR100872427B1 - Fueltank turnover displayer of fuel cell and method thereof - Google Patents

Fueltank turnover displayer of fuel cell and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100872427B1
KR100872427B1 KR1020020038021A KR20020038021A KR100872427B1 KR 100872427 B1 KR100872427 B1 KR 100872427B1 KR 1020020038021 A KR1020020038021 A KR 1020020038021A KR 20020038021 A KR20020038021 A KR 20020038021A KR 100872427 B1 KR100872427 B1 KR 100872427B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
fuel cell
concentration
detector
weight
Prior art date
Application number
KR1020020038021A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040003351A (en
Inventor
조태희
박명석
최홍
김철환
이명호
황용준
고승태
허성근
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020020038021A priority Critical patent/KR100872427B1/en
Publication of KR20040003351A publication Critical patent/KR20040003351A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100872427B1 publication Critical patent/KR100872427B1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

본 발명은 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치 및 그 알림방법에 관한 것으로, 본 발명은 전해질막과, 이 전해질막의 양측에 설치하는 연료극과 공기극으로 이루어져 연료극에는 수소를 가지는 연료를 공급하는 반면 공기극에는 산소를 가지는 공기를 공급하여 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 전기를 발생하도록 하는 연료전지스택과; 연료전지스택의 연료극에 연료를 순환 공급할 수 있도록 폐루프 형상으로 연결하는 연료공급관과, 연료공급관의 중간에 착탈 가능하게 설치하여 수용액 상태의 수소화붕소(BH4)를 채워 병렬로 연결하는 적어도 한 개 이상의 연료통과, 연료통의 출구측에 설치하여 연료를 펌핑하는 연료펌프와, 연료통의 무게를 검출하는 연료통무게 검출기와, 연료통 주변에 설치하여 연료의 농도를 검출하는 연료농도 검출기로 된 연료공급부와; 연료전지스택의 공기극에 연결하여 공기를 공급하는 공기공급부;를 포함함으로써, 연료의 농도가 항상 적정농도를 유지하도록 하고 이를 통해 연료전지 시스템의 효율저하와 각종 전기제품의 신뢰성 저하를 미연에 방지할 수 있다.The present invention relates to a fuel cell replacement time notification device for a fuel cell and a notification method thereof. The present invention comprises an electrolyte membrane, a fuel electrode and an air electrode provided on both sides of the electrolyte membrane to supply fuel having hydrogen to the fuel electrode, A fuel cell stack for supplying air having oxygen to generate electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen; At least one fuel supply pipe connecting in a closed loop shape to supply fuel to the anode of the fuel cell stack, and at least one connected in parallel by filling a boron hydride (BH 4 ) in an aqueous state by being detachably installed in the middle of the fuel supply pipe. A fuel supply unit including the fuel cell as described above, a fuel pump installed at an outlet side of the fuel cell to pump fuel, a fuel cylinder weight detector for detecting the weight of the fuel cylinder, and a fuel concentration detector disposed around the fuel cylinder to detect the concentration of the fuel; Air supply unit for supplying air by connecting to the cathode of the fuel cell stack; to ensure that the concentration of the fuel always maintains the proper concentration, thereby preventing the degradation of the efficiency of the fuel cell system and the reliability of various electrical products in advance. Can be.

Description

연료전지의 연료통 교체시기 알림장치 및 그 알림방법{FUELTANK TURNOVER DISPLAYER OF FUEL CELL AND METHOD THEREOF}FUELTANK TURNOVER DISPLAYER OF FUEL CELL AND METHOD THEREOF}

도 1은 종래 연료전지의 일례를 보인 계통도.1 is a system diagram showing an example of a conventional fuel cell.

도 2는 본 발명 연료전지의 일례를 보인 계통도.2 is a system diagram showing an example of the fuel cell of the present invention;

도 3은 본 발명 연료전지의 연료농도 검출부를 보인 개략도.3 is a schematic view showing a fuel concentration detection unit of the fuel cell of the present invention.

도 4는 본 발명 연료전지의 연료농도 검출과정과 연료통 교체시기 알림과정을 보인 블록도.Figure 4 is a block diagram showing a fuel concentration detection process and the fuel tank replacement time notification process of the fuel cell of the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

21 : 연료공급관 22 : 연료통21: fuel supply pipe 22: fuel container

23 : 연료펌프 100 : 연료통 교체시기 알림부23: fuel pump 100: fuel container replacement time notification unit

110 : 연료통무게 검출기 120 : 연료농도 검출기110: fuel tank detector 120: fuel concentration detector

130 : 표시기130: indicator

본 발명은 연료전지를 이용하여 전기에너지를 얻는 에너지 발생시스템에 관한 것으로, 특히 B화합물(BH4)을 연료로 하는 연료전지 시스템(BFC; Boron Fuel Cell)에서 연료의 교체시기를 용이하게 알려줄 수 있는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치 및 그 알림방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy generation system for obtaining electrical energy using a fuel cell, and in particular, it is possible to easily inform the replacement time of fuel in a fuel cell system (BFC; Boron Fuel Cell) using B compound (BH 4 ) as a fuel. The present invention relates to a fuel cell replacement time notification device and a notification method thereof.

인류가 사용하고 있는 에너지 중 대부분은 화석 연료에서 얻고 있다. 그러나 이러한 화석 연료의 사용은 대기오염 및 산성비, 지구 온난화 등의 환경에 심각한 악영향을 미치고 있으며, 에너지 효율도 낮은 등의 문제점이 있었다.Most of the energy humans are using comes from fossil fuels. However, the use of such fossil fuel has a serious adverse effect on the environment, such as air pollution, acid rain, global warming, and has a problem such as low energy efficiency.

연료전지는 이러한 화석 연료의 대안으로 제시하는 것으로 통상의 전지(2차 전지)와는 달리 음극(anode)에 연료(수소가스나 탄화수소)를, 양극(cathode)에 산소를 외부로부터 공급하여 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행되어 전기와 열을 발생하는 전지계로서 실제로는 발전장치라고 볼 수 있다.The fuel cell is proposed as an alternative to such fossil fuels. Unlike conventional cells (secondary cells), the fuel cell is supplied with fuel (hydrogen gas or hydrocarbon) to the anode and oxygen to the cathode from the outside to electrolyze water. It is a battery system that generates electricity and heat by undergoing an electrochemical reaction by a reverse reaction, and can be regarded as a power generating device.

연료전지에 의한 발전 방법은 연료의 연소(산화)반응을 거치지 않고 수소와 산소의 전기화학적 반응을 거쳐 반응 전후의 에너지 차를 전기에너지로 직접 변환하는 방법이다.The power generation method using a fuel cell is a method of directly converting an energy difference before and after the reaction into electrical energy through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen without undergoing combustion (oxidation) reaction of the fuel.

연료전지를 전해질의 유형에 따라 분류하면, 200℃ 부근에서 작동하는 인산형 연료전지, 60 ~ 110℃에서 작동하는 알칼리 전해질형 연료전지, 상온 ~ 80 ℃에 서 작동하는 고분자 전해질 연료전지, 약 500 ~ 700℃의 고온에서 작동하는 용융탄산염 전해질형 연료전지, 그리고 1000℃ 이상의 고온에서 작동하는 고체 산화물 연료전지 등이 있다.If the fuel cell is classified according to the type of electrolyte, the phosphoric acid fuel cell operating at around 200 ° C, the alkaline electrolyte fuel cell operating at 60 to 110 ° C, the polymer electrolyte fuel cell operating at room temperature to 80 ° C, about 500 Molten carbonate electrolyte fuel cells operating at a high temperature of ~ 700 ℃, and solid oxide fuel cells operating at a high temperature of 1000 ℃ or more.

이러한 연료전지는 도 1에서와 같이 통상 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 전기에너지를 생성하도록 연료극(13)과 공기극(14)을 구비하는 연료전지스택(10)과, 수소를 포함한 수용액 상태의 수소화붕소((BH4),실제로는 수소화붕소나트륨(NaBH4))을 상기한 연료극(13)에 공급하는 연료공급부(20)와, 산소를 포함한 공기를 상기한 공기극(14)에 공급하는 공기공급부(30)와, 연료전지스택(10)에서 생성하는 전기에너지를 부하에 공급하는 전기에너지 출력부(미도시)를 포함하고 있다.Such a fuel cell has a fuel cell stack 10 having an anode 13 and an anode 14 so as to generate electrical energy by electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, as shown in FIG. 1, and an aqueous solution containing hydrogen. A fuel supply unit 20 for supplying boron hydride ((BH 4 ), and in fact, sodium borohydride (NaBH 4 )) to the anode 13, and air for supplying air containing oxygen to the cathode 14. And a supply unit 30 and an electrical energy output unit (not shown) for supplying electrical energy generated by the fuel cell stack 10 to the load.

연료공급부(20)는 연료를 연료극(13)에 순환 공급할 수 있도록 연료전지스택(10)의 연료극(13)에 폐루프 형상으로 연결하는 연료공급관(21)과, 연료공급관(21)의 중간에 착탈 가능하게 연결하여 일정량의 수소화붕소나트륨을 채운 연료통(22)과, 연료통(22)과 연료전지스택(10)의 연료극(13) 사이의 연료공급관(21)에 설치하여 연료를 연료전지스택의 연료극(13)으로 펌핑 공급하는 연료펌프(23)로 이루어져 있다.The fuel supply unit 20 includes a fuel supply pipe 21 for connecting the fuel electrode stack 13 to the fuel electrode stack 13 of the fuel cell stack 10 so as to circulate and supply fuel to the fuel electrode 13, and a fuel supply pipe 21 between the fuel supply pipe 21 and the fuel supply pipe 21. Removably connected fuel cell 22 filled with a predetermined amount of sodium borohydride, and fuel supply pipe 21 between the fuel cell 22 and the fuel electrode 13 of the fuel cell stack 10 are installed in the fuel cell stack. It consists of a fuel pump 23 which pumps and supplies the fuel electrode 13.

도면중 미설명 부호인 11은 싱글셀, 12는 전해질막, 15 및 16은 분리판, 17 및 18은 집전판, 31은 공기공급관, 32는 공기펌프이다.In the drawings, reference numeral 11 denotes a single cell, 12 electrolyte membrane, 15 and 16 separator plates, 17 and 18 current collector plates, 31 an air supply pipe, and 32 an air pump.

상기와 같은 종래 연료전지에 연료를 공급할 때 전기에너지가 발생하는 과정 은 다음과 같다.The process of generating electrical energy when supplying fuel to the conventional fuel cell as described above is as follows.

즉, 제어부의 지령에 따라 연료펌프(23)가 구동하여 연료통(22)에서 연료인 수용액 상태의 BH4를 펌핑한 후 연료전지스택(10)의 연료극(13)에 공급하고 이 연료는 공기극(14)으로 공급받는 산소와 전기 화학적으로 반응하여 물을 생성함과 아울러 두 전극 사이에서 전류를 발생한다.That is, the fuel pump 23 is driven according to the command of the controller to pump the BH 4 in the aqueous solution state, which is the fuel, in the fuel container 22 and then supply the fuel to the anode 13 of the fuel cell stack 10. 14) it reacts with the oxygen supplied electrochemically to generate water and generates current between the two electrodes.

이를 보다 상세히 살펴 보면, 연료극(13)측에서는 연료에서 전기화학적 산화반응인Looking at this in more detail, the anode 13 side is the electrochemical oxidation reaction in the fuel

BH4 - + 8OH- →BO2 - + 6H2O + 8e-이 발생하여 전해질막(12)에서는 산화/환원 반응에 의해 생긴 이온을 전달하고, BH 4 - + 8OH - → BO 2 - + 6H 2 O + 8e - occurs and the electrolyte membrane 12 transfers ions generated by the oxidation / reduction reaction,

공기극(14)에서는 공급한 공기(산소)의 전기화학적 환원반응인In the cathode 14, an electrochemical reduction reaction of the supplied air (oxygen) is performed.

2O2 + 4H2O + 8e- →8OH- 이 발생한다.2O 2 + 4H 2 O + 8e - → 8OH - this occurs.

이에 따라 연료극(13)과 공기극(14)의 사이에 기전력이 발생하고, 이 기전력을 다수개의 싱글셀(11)을 적층한 연료전지스택(10)의 양단에 설치한 집전판(17,18)을 통하여 출력하며, 집전판(17,18)에서 출력하는 전류는 부하로 공급하는 것이었다.Accordingly, electromotive force is generated between the fuel electrode 13 and the air electrode 14, and the electromotive force is collected at both ends of the fuel cell stack 10 in which a plurality of single cells 11 are stacked. The current output from the current collector plates 17 and 18 was supplied to the load.

그러나, 상기와 같은 종래 연료전지에 있어서는, 반응을 지속함에 따라 연료의 농도가 묽어 지지면서 연료전지의 성능이 저하하므로 적절한 시점에서 연료통(22)을 교체하여야 함에도 불구하고 연료통(22)의 교체시기를 알려주는 장치 가 없어 연료전지를 효율적으로 사용하지 못할 뿐만 아니라 필요한 때에 필요한 만큼의 전압을 생산하지 못할 수도 있어 각종 전기 제품을 사용하는데도 불편이 있었다.However, in the conventional fuel cell as described above, the fuel cell 22 deteriorates as the concentration of the fuel decreases as the reaction continues, so the fuel cell 22 needs to be replaced at an appropriate time. There is no inconvenience in using various electrical products because there is no device to inform you that you can not use the fuel cell efficiently and produce the required voltage when needed.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 연료전지가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 반응중에 연료의 농도를 감지하여 연료통의 교체시기를 알려줄 수 있는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치 및 그 알림방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.An object of the present invention has been made in view of the problems of the conventional fuel cell as described above, the fuel cell replacement time notification device and the notification method that can detect the concentration of the fuel during the reaction to inform the replacement time of the fuel container. It is an object of the present invention to provide.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 전해질막과, 이 전해질막의 양측에 설치하는 연료극과 공기극으로 이루어져 연료극에는 수소를 가지는 연료를 공급하는 반면 공기극에는 산소를 가지는 공기를 공급하여 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 전기를 발생하도록 하는 연료전지스택과; 연료전지스택의 연료극에 연료를 순환 공급할 수 있도록 폐루프 형상으로 연결하는 연료공급관과, 연료공급관의 중간에 착탈 가능하게 설치하여 수용액 상태의 수소화붕소(BH4)를 채워 병렬로 연결하는 적어도 한 개 이상의 연료통과, 연료통의 출구측에 설치하여 연료를 펌핑하는 연료펌프와, 연료통의 무게를 검출하는 연료통무게 검출기와, 연료통 주변에 설치하여 연료의 농도를 검출하는 연료농도 검출기로 된 연료공급부와; 연료전지스택의 공기극에 연결하여 공기를 공급하는 공기공급부;를 포함한 연료전지의 연료통 교체시기 알림 장치를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, an electrolyte membrane, a fuel electrode and an air electrode provided on both sides of the electrolyte membrane are supplied with a fuel having hydrogen to the fuel electrode while supplying air having oxygen to the cathode to the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen A fuel cell stack configured to generate electricity; At least one fuel supply pipe connecting in a closed loop shape to supply fuel to the anode of the fuel cell stack, and at least one connected in parallel by filling a boron hydride (BH 4 ) in an aqueous state by being detachably installed in the middle of the fuel supply pipe. A fuel supply unit including the fuel cell as described above, a fuel pump installed at an outlet side of the fuel cell to pump fuel, a fuel cylinder weight detector for detecting the weight of the fuel cylinder, and a fuel concentration detector disposed around the fuel cylinder to detect the concentration of the fuel; It is connected to the air electrode of the fuel cell stack provides an air supply unit for supplying air; provides a fuel cell replacement time notification device including a fuel cell.

또, 연료통을 설치할 때 연료통무게와 연료농도를 검출하는 단계와, 연료통 설치시 검출한 연료통무게와 연료농도를 이용하여 최초사용가능전력량을 산출하는 단계와, 연료 사용시 지속적으로 연료통무게와 연료농도를 검출하여 사용전력량을 산출하는 단계와, 최초사용가능전력량과 사용전력량을 비교하는 단계와, 사용전력량이 최초사용가능전력량을 초과하는 순간 연료통을 교체하라고 알리는 단계로 수행함을 특징으로 하는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치를 제공한다.In addition, the step of detecting the fuel container weight and fuel concentration when installing the fuel container, calculating the initial available power amount using the fuel container weight and fuel concentration detected when the fuel container is installed, and continuously the fuel container weight and fuel concentration when using the fuel Detecting and calculating the amount of used power; comparing the initial available power with the used power; and informing the replacement of the fuel cell at the moment when the used power exceeds the initial available power. Provide notification of replacement time.

이하, 본 발명에 의한 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치 및 그 알림방법을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a fuel cell replacement time notification device for a fuel cell and a notification method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

도 2는 본 발명 연료전지의 일례를 보인 계통도이고, 도 3은 본 발명 연료전지의 연료농도 검출부를 보인 개략도이며, 도 4는 본 발명 연료전지의 연료농도 검출과정과 연료통 교체시기 알림과정을 보인 블록도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing an example of the fuel cell of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing a fuel concentration detection unit of the fuel cell of the present invention, Figure 4 shows the fuel concentration detection process and the fuel tank replacement time notification process of the fuel cell of the present invention. It is a block diagram.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 연료전지는 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 전기에너지를 생성하도록 연료극(13)과 공기극(14)을 구비하는 연료전지스택(10)과, 수소를 포함한 수소화붕소나트륨(NaBH4)을 상기한 연료극(13)에 공급하고 이 연료의 교체시기 표시기능을 구비하는 연료공급부(20)와, 산소를 포함한 공기를 상기한 공기극(14)에 공급하는 공기공급부(30)와, 연료전지스택(10)에서 생성하는 전기에너지를 부하에 공급하는 전기에너지 출력부(미도시)를 포함한다.As shown in the drawing, a fuel cell according to the present invention includes a fuel cell stack 10 including a fuel electrode 13 and an air electrode 14 to generate electrical energy by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and hydrogenation including hydrogen. A fuel supply unit 20 for supplying sodium boron (NaBH 4 ) to the fuel electrode 13 and having a replacement time display function of the fuel, and an air supply unit for supplying air containing oxygen to the air electrode 14 ( 30 and an electrical energy output unit (not shown) for supplying electrical load generated by the fuel cell stack 10 to the load.

연료공급부(20)는 연료를 연료극(13)에 순환 공급할 수 있도록 연료전지스택(10)의 연료극(13)에 폐루프 형상으로 연결하는 연료공급관(21)과, 연료공급관(21)의 중간에 착탈 가능하게 연결하여 일정량의 수소화붕소나트륨을 채운 연료통(22)과, 연료통(22)과 연료전지스택(10) 사이의 연료공급관(21)에 설치하여 연료를 연료전지스택(10)으로 펌핑 공급하는 연료펌프(23)와, 연료통(22)의 교체시기를 산출하여 외부로 알려주는 연료통 교체시기 알림부(100)로 이루어진다.The fuel supply unit 20 includes a fuel supply pipe 21 for connecting the fuel electrode stack 13 to the fuel electrode stack 13 of the fuel cell stack 10 so as to circulate and supply fuel to the fuel electrode 13, and a fuel supply pipe 21 between the fuel supply pipe 21 and the fuel supply pipe 21. It is detachably connected to the fuel tank 22 filled with a predetermined amount of sodium borohydride, and is installed in the fuel supply pipe 21 between the fuel tank 22 and the fuel cell stack 10 to supply fuel to the fuel cell stack 10. Comprising the fuel pump 23 and the fuel container 22 to calculate the replacement time of the fuel tank replacement time notification unit 100 to inform the outside.

연료통 교체시기 알림부(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 연료통(22)의 설치시 그 연료통(22)의 무게를 검출하는 연료통무게 검출기(110)와, 연료통(22) 주변에 설치하여 연료의 농도를 검출하는 연료농도 검출기(120)와, 연료통무게 검출기(110)와 연료농도 검출기(120)에 함께 연결하여 연료통무게와 연료농도의 변화를 통해 연료통의 교체시기를 외부로 알려주는 표시기(130)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the fuel cell replacement time notification unit 100 is installed around the fuel cell weight detector 110 and the fuel cell 22 to detect the weight of the fuel cell 22 when the fuel cell 22 is installed. Fuel concentration detector 120 for detecting the concentration of the fuel, the fuel weight detector 110 and the fuel concentration detector 120 is connected to the indicator to inform the outside of the fuel tank replacement time through the change in fuel weight and fuel concentration ( 130).

연료통무게 검출기(110)는 연료통(22)을 설치할 때와 연료를 사용할 때 연료통(22)의 무게를 자동으로 검출할 수 있도록 연료통(22)을 설치하는 위치의 바닥면에 고정 설치하는 것이 바람직하다. 이 연료통무게 검출기(110)는 연료통(22)을 복수 개 구비하는 경우 각각의 연료통(22)에 대해 독립적으로 설치한다.The fuel container weight detector 110 is preferably fixedly installed at the bottom of the position where the fuel container 22 is installed so as to automatically detect the weight of the fuel container 22 when the fuel container 22 is installed and when the fuel is used. . When the fuel container weight detector 110 is provided with a plurality of fuel container 22, it is installed independently with respect to each fuel container 22.

연료농도 검출기(120)는 연료의 전기전도도를 측정하여 수소화붕소나트륨의 농도를 산출하도록 연료통 내부에 설치하는 전기전도도 센서로 이루어진다. 이 연료농도 검출기(120) 역시 연료통(22)을 복수 개 구비하는 경우 각각의 연료통(22)에 독립적으로 설치하는 것이 바람직하다.The fuel concentration detector 120 includes an electrical conductivity sensor installed inside the fuel container to measure the electrical conductivity of the fuel to calculate the concentration of sodium borohydride. When the fuel concentration detector 120 also includes a plurality of fuel tanks 22, it is preferable that the fuel concentration detector 120 be installed independently in each fuel tank 22.

표시기(130)는 연료통(22)의 교체시기를 음향 또는 색상을 이용하여 외부로 알려주는 표시부는 물론 상기한 연료통무게 검출기(110)와 연료농도 검출기(110)의 검출값을 설정값과 비교하여 연료통의 교체시기 또는 연료통의 잔량시간을 산출할 수 있는 판단부를 포함한다.The display 130 compares the detection value of the fuel weight detector 110 and the fuel concentration detector 110 with a setting value as well as a display unit which notifies the outside of the fuel tank 22 by using sound or color. It includes a determination unit for calculating the replacement time of the fuel container or the remaining time of the fuel container.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.

도면중 미설명 부호인 11은 싱글셀, 12는 전해질막, 15 및 16은 분리판, 17 및 18은 집전판, 31은 공기공급관, 32는 공기펌프이다.In the drawings, reference numeral 11 denotes a single cell, 12 electrolyte membrane, 15 and 16 separator plates, 17 and 18 current collector plates, 31 an air supply pipe, and 32 an air pump.

상기와 같은 본 발명 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.The fuel cell replacement time notification device of the present invention as described above has the following effects.

즉, 연료극(13)으로는 수소를 포함한 수소화붕소나트륨(NaBH4)을 공급하는 동시에 공기극(14)으로는 산소를 포함한 공기를 공급하여 전해질막(12)과 반응하면서 이온을 형성한다. 이온은 전기화학반응을 일으켜 물을 형성하는 과정에서 연료극(13)에서 전자가 생성하여 공기극(14)으로 이동하면서 결국 전기를 발생시킨다That is, sodium borohydride (NaBH 4 ) containing hydrogen is supplied to the fuel electrode 13, and air containing oxygen is supplied to the cathode 14 to react with the electrolyte membrane 12 to form ions. In the process of forming water by forming an electrochemical reaction, ions generate electrons at the anode 13 and move to the cathode 14 to eventually generate electricity.

이를 보다 상세히 살펴 보면, 연료극(13)측에서는 전기화학적 산화반응인Looking at this in more detail, on the anode 13 side is an electrochemical oxidation reaction

BH4 - + 8OH- → BO2 - + 6H2O + 8e-이 발생하여 전해질막(12)에서는 산화/환원 반응에 의해 생긴 이온을 전달하고, BH 4 - + 8OH - → BO 2 - + 6H 2 O + 8e - occurs and the electrolyte membrane 12 transfers ions generated by the oxidation / reduction reaction,

공기극(14)에서는 공급한 공기(산소)의 전기화학적 환원반응인In the cathode 14, an electrochemical reduction reaction of the supplied air (oxygen) is performed.

2O2 + 4H2O + 8e- → 8OH- 이 발생한다.2O 2 + 4H 2 O + 8e - → 8OH - this occurs.

이러한 반응을 지속하는 과정 중에 연료는 연료통(22)과 연료전지스택(10)을 순환하면서 연료인 수소화붕소나트륨(NaBH4)의 농도가 점차 낮아져 연료전지의 효율 은 물론 각종 전기제품의 신뢰성도 저하한다. 그리고 이를 사용자가 인식하지 못하여 그대로 방치하는 경우에는 연료전지의 파손으로까지 이어질 우려가 있다.During this reaction, the fuel circulates through the fuel container 22 and the fuel cell stack 10, and the concentration of sodium borohydride (NaBH 4 ), which is a fuel, gradually decreases, thereby reducing the efficiency of the fuel cell and the reliability of various electric appliances. do. And if the user does not recognize it and leave it as it is, there is a risk of lead to damage to the fuel cell.

따라서, 적정한 시점에서 연료통(22)을 교체하여 새로운 연료를 지속적으로 공급하여야 하는데, 본 발명은 다음과 같은 단계를 밟아가면서 연료통(22)의 교체시기를 산출하고 이를 사용자에게 알려준다.Therefore, the fuel tank 22 must be replaced at a suitable time to supply new fuel continuously. The present invention calculates the replacement time of the fuel tank 22 and informs the user of the fuel tank 22 by following the following steps.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이 연료통(22)을 장착할 때 그 설치면에 구비한 연료통무게 검출기(110)가 연료통(22)의 최초 무게를 검출함과 아울러 그 연료통(22)에 설치한 연료농도 검출기(120)가 연료통(22) 내부의 연료에 대한 최초농도를 검출하고 이를 미리 저장한 기준값을 이용하여 최초사용가능전력량을 산출한다.That is, as shown in FIG. 4, when the fuel cell 22 is mounted, the fuel cell weight detector 110 provided on the mounting surface detects the initial weight of the fuel cell 22 and is installed in the fuel cell 22. The fuel concentration detector 120 detects an initial concentration of the fuel in the fuel container 22 and calculates an initial usable power amount using a reference value stored in advance.

이후, 연료를 사용하는 중에 지속적으로 연료통(22)의 무게와 연료농도를 검출하면서 이를 미리 저장한 기준값과 대비하여 사용전력량을 산출한다.Thereafter, while the fuel is in use, the weight and fuel concentration of the fuel container 22 are continuously detected, and the amount of power used is calculated in comparison with the previously stored reference value.

이후, 사용전력량이 최초사용가능전력량을 초과하는 순간 표시기(130)의 판단부에서는 연료통(22)을 교체하여야 하는 시점이라고 판단하여 표시기(130)의 표시부를 통해 음향이나 색상으로 알려준다. 이때, 판단부에서는 최초사용가능전력량과 사용전력량을 비교하여 현재사용가능전력량을 산출할 수도 있고 이를 표시부를 통해 남은 시간으로 표시할 수도 있다.Thereafter, the determination unit of the display unit 130 determines that it is time to replace the fuel container 22 at the moment when the amount of power used exceeds the first available power amount, and informs the user by sound or color through the display unit of the display unit 130. In this case, the determination unit may calculate the current available power amount by comparing the initial available power amount and the used power amount or may display this as the remaining time through the display unit.

그러면 사용자는 사용중인 연료통(22)을 잠그고 떼어낸 후 새로운 연료통(22)으로 교체한 후 연료전지를 재기동한다.Then, the user locks and removes the fuel cell 22 in use, replaces it with a new fuel cell 22, and restarts the fuel cell.

이렇게 하여, 연료의 교체시기를 알려줌에 따라 연료의 농도저하 또는 과농 도로 인한 시스템의 효율 저하를 미연에 막고 사용중인 각종 전기제품의 신뢰성을 유지할 수 있다.In this way, it is possible to prevent the deterioration of the efficiency of the system due to the reduced concentration or excessive concentration of the fuel by informing the replacement time of the fuel, and to maintain the reliability of the various electrical products in use.

본 발명에 의한 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치 및 그 알림방법은, 연료통의 최초무게와 사용중의 무게 그리고 연료의 최초농도와 사용중의 농도를 지속적으로 검출하여 연료통의 교체시기를 알려주도록 함으로써, 연료의 농도가 항상 적정농도를 유지하도록 하고 이를 통해 연료전지 시스템의 효율저하와 각종 전기제품의 신뢰성 저하를 미연에 방지할 수 있다.The fuel cell replacement time notification device and the method for notifying the fuel cell according to the present invention continuously detect the initial weight of the fuel cell, the weight in use, the initial concentration of the fuel, and the concentration in use, thereby informing the fuel cell replacement time. The concentration of is always maintained at an appropriate concentration, thereby preventing the degradation of the fuel cell system efficiency and the reliability of various electrical appliances in advance.

본 발명은 상술한 실시례로서만 국한되는 것은 아니고 본 발명의 사상 및 범위내에서 다양한 변형이 가능한 것이다.The present invention is not limited only to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the spirit and scope of the present invention.

Claims (7)

전해질막과, 이 전해질막의 양측에 설치하는 연료극과 공기극으로 이루어져 연료극에는 수소를 가지는 연료를 공급하는 반면 공기극에는 산소를 가지는 공기를 공급하여 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 전기를 발생하도록 하는 연료전지스택과;The fuel cell is composed of an electrolyte membrane, a fuel electrode and an air electrode provided on both sides of the electrolyte membrane, and supplies a fuel having hydrogen to the fuel electrode, while supplying air having oxygen to the cathode, thereby generating electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. A stack; 연료전지스택의 연료극에 연료를 순환 공급할 수 있도록 폐루프 형상으로 연결하는 연료공급관과, 연료공급관의 중간에 착탈 가능하게 설치하여 수용액 상태의 수소화붕소(BH4)를 채워 병렬로 연결하는 적어도 한 개 이상의 연료통과, 연료통의 출구측에 설치하여 연료를 펌핑하는 연료펌프와, 연료통의 무게를 검출하는 연료통무게 검출기와, 연료통 주변에 설치하여 연료의 농도를 검출하는 연료농도 검출기로 된 연료공급부와;At least one fuel supply pipe connecting in a closed loop shape to supply fuel to the anode of the fuel cell stack, and at least one connected in parallel by filling a boron hydride (BH 4 ) in an aqueous state by being detachably installed in the middle of the fuel supply pipe. A fuel supply unit including the fuel cell as described above, a fuel pump installed at an outlet side of the fuel cell to pump fuel, a fuel cylinder weight detector for detecting the weight of the fuel cylinder, and a fuel concentration detector disposed around the fuel cylinder to detect the concentration of the fuel; 연료전지스택의 공기극에 연결하여 공기를 공급하는 공기공급부;를 포함한 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치.An air supply unit for supplying fuel to the fuel cell including a fuel cell stack; 제1항에 있어서,The method of claim 1, 연료통무게 검출기는 연료통 설치위치에 고정 설치하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치.Fuel cell replacement time notification device of the fuel cell, characterized in that the fuel tank weight detector is fixed to the fuel tank installation position. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 연료농도 검출기는 연료의 전기전도도를 검출하고 이를 통해 연료의 농도를 산출하는 전기전도도 센서인 것을 특징으로 하는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치.The fuel concentration detector is an electrical conductivity sensor for detecting the electrical conductivity of the fuel and calculates the concentration of the fuel therethrough. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 연료농도 검출기는 검출부를 연료통 내부에 설치하는 것을 특징하는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치.The fuel concentration detector of the fuel cell replacement time of the fuel cell, characterized in that the detector is installed inside the fuel container. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 연료공급부는 연료통무게 검출기와 연료농도 검출기와 함께 연결하여 교체시기임을 알리거나 또는 추후 사용가능한 전력량을 시간으로 알리는 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치.The fuel supply unit is connected to the fuel tank detector and the fuel concentration detector to notify the replacement time or a display unit for notifying the amount of power available in the future further comprises a display unit for fuel cell replacement time of the fuel cell. 연료통을 설치할 때 연료통무게와 연료농도를 검출하는 단계와,Detecting fuel weight and fuel concentration when installing the fuel container, 연료통 설치시 검출한 연료통무게와 연료농도를 이용하여 최초사용가능전력량을 산출하는 단계와,Calculating the first usable power using the fuel tank weight and fuel concentration detected when the fuel tank is installed; 연료 사용시 지속적으로 연료통무게와 연료농도를 검출하여 사용전력량을 산출하는 단계와,Calculating fuel consumption by continuously detecting fuel weight and fuel concentration when using fuel; 최초사용가능전력량과 사용전력량을 비교하는 단계와,Comparing the initial available power with the amount of power used; 사용전력량이 최초사용가능전력량을 초과하는 순간 연료통을 교체하라고 알리는 단계로 수행함을 특징으로 하는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치.A fuel cell replacement time notification device for a fuel cell, characterized in that the step of informing the fuel cell to be replaced as soon as the power consumption exceeds the first available power. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 최초사용가능전력량과 사용전력량을 비교하는 단계 다음에 이를 바탕으로 현재사용가능전력량을 시간으로 산출하여 알려주는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 연료통 교체시기 알림장치.Comparing the fuel consumption time of the fuel cell, characterized in that for performing the step of comparing the first available power and the amount of power used next to calculate the current available power based on this time.
KR1020020038021A 2002-07-02 2002-07-02 Fueltank turnover displayer of fuel cell and method thereof KR100872427B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020038021A KR100872427B1 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Fueltank turnover displayer of fuel cell and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020038021A KR100872427B1 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Fueltank turnover displayer of fuel cell and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040003351A KR20040003351A (en) 2004-01-13
KR100872427B1 true KR100872427B1 (en) 2008-12-08

Family

ID=37314366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020038021A KR100872427B1 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Fueltank turnover displayer of fuel cell and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100872427B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040003350A (en) * 2002-07-02 2004-01-13 엘지전자 주식회사 Fueltank turnover displayer of fuel cell
KR20230024540A (en) * 2021-08-12 2023-02-21 충남대학교산학협력단 Failure diagnosis system of agricultural machinery powered by hydrogen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012565A (en) * 1993-10-20 1995-05-16 문정환 Liquefied Chemical Auto Feeder
KR20040003350A (en) * 2002-07-02 2004-01-13 엘지전자 주식회사 Fueltank turnover displayer of fuel cell
KR100448692B1 (en) * 2002-03-12 2004-09-16 주식회사 엘지이아이 Fuel feed system for fuel cell

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012565A (en) * 1993-10-20 1995-05-16 문정환 Liquefied Chemical Auto Feeder
KR100448692B1 (en) * 2002-03-12 2004-09-16 주식회사 엘지이아이 Fuel feed system for fuel cell
KR20040003350A (en) * 2002-07-02 2004-01-13 엘지전자 주식회사 Fueltank turnover displayer of fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040003351A (en) 2004-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100856016B1 (en) A method for retaining a power generation-suspended state of a fuel cell power generation system, a computer-readable medium recorded with a program for retaining a power generation-suspended state of a fuel cell power generation system, and a fuel cell power generation system
JP5051273B2 (en) Fuel cell system and control method thereof
US8728677B2 (en) Fuel cell system and fuel cell degradation judgment method
US20060127721A1 (en) Fuel cell control and data reporting
WO2004093212A2 (en) Dual power source switching control
JP5511481B2 (en) Power supply system and power supply operation method
CN109072459A (en) Alkaline water electrolytic device and its driving method
US20200119421A1 (en) Eco-friendly energy storage system for frequency regulation
KR102608784B1 (en) Real-time risk detection electrolyser system
WO2021054255A1 (en) Hydrogen generation system control method, and hydrogen generation system
KR20140116441A (en) Regenerative Fuel Cells
US8647784B2 (en) Fuel cell stack start method preventing cathode deterioration
US20110076524A1 (en) Fuel Cell Power System and Operating Method Thereof
KR101418422B1 (en) System for independent start-up of fuel cell for ship
KR100872427B1 (en) Fueltank turnover displayer of fuel cell and method thereof
KR101223555B1 (en) Fuel cell system and driving method for the same
JP2007299747A (en) Power interruption procedure used for fuel cell
JP2007179886A (en) Fuel cell system for coping with emergency
KR100675690B1 (en) Methanol supply apparatus for fuel cell
KR20040003350A (en) Fueltank turnover displayer of fuel cell
CN100384005C (en) Nourrice tank changing time announcement device and method for fuel cell
JP2012248522A (en) Fuel cell system
KR100539752B1 (en) Humidity control device for fuel cell
KR20230143203A (en) Renewable Energy Linked Renewable Fuel Cell System
KR101023141B1 (en) Fuel Cell System and Operating Method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121128

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131122

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee