KR100999196B1 - 열전소자를 이용한 연료전지용 냉각모듈과 분리판 및 이를 포함하는 연료전지와 그 온도제어 방법 - Google Patents
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Abstract
이를 위해, 본 발명은 음극 분리판; 양극 분리판; 상기 음극 분리판 및 양극 분리판 사이에 구비되며, 냉각수가 흐르는 냉각수 채널이 형성된 냉각 채널부 및 상기 냉각 채널부의 서로 대향하는 양면 각각에 하나 이상 구비된 열전소자를 포함하여 구성되는 냉각모듈;을 포함하는 연료전지용 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 시스템의 온도제어 방법을 제공한다.
본 발명의 연료전지용 분리판은 연료전지의 초기 구동 시, 상기 냉각모듈의 열전소자에 전기를 공급하여 연료전지를 가온하고, 연료전지의 정상 구동 시, 상기 냉각모듈의 열전소자의 온도구배에 의해 잉여 전력을 생산하는 것이다.
Description
도 2는 본 발명의 연료전지용 냉각모듈을 나타내는 단면사시도.
도 3은 본 발명의 연료전지용 분리판이 스택의 일구성으로 체결된 일 실시예를 나타내는 단면사시도.
도 4는 본 발명의 연료전지용 분리판이 스택의 일구성으로 체결된 또 다른 실시예를 나타내는 단면사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 연료전지용 냉각채널에 있어서, 연료전지 시동 시의 열의 이동 방향을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 연료전지용 냉각채널에 있어서, 연료전지 정상운전 중 열의 이동 방향을 개략적으로 나타낸 단면도.
20b : 캐소드 30a, 30b : 기체확산층
50 : 냉각수 채널 70 : 열전소자
80 : 냉각 채널부 90 : 냉각모듈
100 : 막전극 접합체 101a : 음극 분리판
101b : 양극 분리판 120a : 수소유로
120b : 공기유로
Claims (9)
- 연료전지 스택의 서로 인접하는 음극 분리판과 양극 분리판 사이에 설치되기 위한 냉각모듈로서,
냉각수 채널이 형성된 냉각 채널부;및
상기 냉각 채널부의 대향하는 양면에 각기 배치되는 열전소자;를 포함하며,
상기 열전소자의 일면은 상기 냉각채널부에 접하고 그 반대면은 상기 양극 분리판과 상기 음극 분리판 중 하나에 접하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 냉각모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 냉각모듈은 평판형이고,
상기 냉각 채널부의 대향하는 양면에 각기 배치되는 상기 열전소자는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 냉각모듈. - 음극 분리판;
상기 음극 분리판에 인접하는 양극 분리판; 및
상기 음극 분리판 및 상기 양극 분리판 사이에 설치되며, 냉각수가 흐르는 냉각수 채널이 형성된 냉각 채널부 및 상기 냉각채널부의 대향하는 양면에 각기 적어도 하나 이상 배치된 열전소자를 포함하는 냉각모듈;
을 포함하며,
상기 열전소자의 일면은 상기 냉각채널부에 접하고 그 반대면은 상기 양극 분리판과 상기 음극 분리판 중 하나에 접하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. - 제 3항에 있어서,
상기 냉각모듈은 평판형 모듈이고,
상기 음극 분리판 및 상기 양극 분리판에는 상기 냉각모듈이 배치되는 부분과 전기 전도를 위한 부분이 구비되어 상기 냉각모듈에 의한 냉각과는 별도로 전기 전도가 가능한 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. - 제 3 항에 있어서,
상기 열전소자에 전기회로가 연결되어, 연료전지의 초기 구동 시, 상기 열전소자의 양면에 전위차를 걸어 주어 상기 연료전지의 단위셀을 가온하고, 상기 연료전지의 정상 구동 시, 상기 열전소자 양면의 온도구배에 의한 전력을 회수하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. - 음극 분리판과 양극 분리판이 일체화 된 음양극 분리판; 및
상기 음양극 분리판의 내부에 위치하는 냉각모듈;을
포함하며,
상기 냉각모듈은 냉각수 채널이 형성된 냉각채널부 및 상기 냉각채널부의 대향하는 양면에 각기 적어도 하나 이상 배치된 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. - 음극 분리판;
상기 음극 분리판에 인접하는 양극 분리판; 및
상기 음극 분리판 및 상기 양극 분리판 사이에 설치되며, 냉각수가 흐르는 냉각수 채널이 형성된 냉각 채널부 및 상기 냉각채널부의 대향하는 양면에 각기 적어도 하나 이상 배치된 열전소자를 포함하는 냉각모듈;을 포함하는 연료전지용 분리판을 포함하는 연료전지의 온도 제어 방법에 있어서,
상기 냉각모듈의 상기 열전소자의 양면에 전위차를 걸어주는 전기 공급 단계;
상기 공급된 전기에 의해 상기 열전소자의 연료전지 단위셀을 향하는 방향의 면에서는 발열, 그 반대면인 냉각채널부에 접하는 면에서는 흡열이 발생하는 발열 및 흡열 발생 단계; 및
상기 열전소자의 발열에 의한 열이 상기 단위셀에 공급되어, 상기 단위셀을 정상 운전 온도로 가온하는 단위셀 가온 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 온도제어 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 단위셀의 전기화학반응에 의해 발생되는 열이 열전소자에 공급되어, 상기 열전소자의 단위셀을 향하는 일 면의 온도를 높이고, 상기 냉각채널에 흐르는 냉각수에 의해 상기 열전소자의 냉각채널부에 접하는 일 면의 온도를 낮추는 열전소자 온도구배 단계;
상기 열전소자의 온도구배에 의해 전위차가 발생되는 전기 발생 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 온도제어 방법. - 막전극접합체, 상기 막전극 접합체 양측에 배치된 기체확산층 및 제 5항 또는 제 6항의 연료전지용 분리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
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KR1020100086613A KR100999196B1 (ko) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | 열전소자를 이용한 연료전지용 냉각모듈과 분리판 및 이를 포함하는 연료전지와 그 온도제어 방법 |
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KR20240027219A (ko) | 2022-08-23 | 2024-03-04 | 한국수력원자력 주식회사 | 연료전지 분리판모듈 및 그 운용방법 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100545825B1 (ko) | 1998-12-30 | 2006-03-31 | 한국전력공사 | 연료전지용 분리판 |
JP2009004342A (ja) | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Minoru Yagi | 光源装置 |
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