KR101018075B1 - 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조 - Google Patents

선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조 Download PDF

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Abstract

선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조가 개시된다. 본 발명에 따른 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조는 표면에 촉매층이 형성되고, 상기 촉매층 외벽에 형성된 가스확산층으로 구성된 고분자 전해질막과 상기 고분자 전해질막의 양면에 형성되어 산화제가 주입되는 캐쏘드와 연료가 주입되는 애노드로 구성된 고분자 전해질막 연료전지 스택에 있어서, 상기 캐쏘드 측의 산화제 유로 일측에 부착된 선택적 투과막을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 연료전지 스택 내부에 축척된 물만 배출하여 연료 및 산화제의 불필요한 손실을 방지하고, 연료전지의 효율이 높아지도록 하는 효과가 있다.
고분자 전해질막 연료전지, 연료전지 스택, 선택적 투과막

Description

선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조{THE STRUCTRUE OF PEM FUEL CELL STACK USING SELECTIVELY PERMEABLE MEMBRANE}
본 발명은 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고분자 전해질막 연료전지 스택 내에 발생되는 물을 배출시키도록, 고분자 전해질막 연료전지 스택에 선택적 투과막을 부착한 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조에 관한 것이다.
수요량에 비해 생산량이 현저히 줄어든 석유 에너지는 심각한 자연 환경 문제를 일으킬 뿐 아니라 매장량이 유한하기 때문에 최근에는 대체에너지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 수소에너지를 사용하는 연료전지는 현재의 내연 기관에 비하여 열효율이 높을 뿐 아니라 생성물 또한 청정하여 환경 친화적인 우수한 대체에너지로 각광 받고 있다.
연료전지는 전기화학적 반응을 수행하여 전력을 생성한다. 전형적인 연료전지 반응물은 수소 또는 탄화수소와 같은 연료와, 공기와 같은 산화제이다.
구체적으로, 연료전지는 전형적으로 3개의 기본 요소인 애노드(Anode), 캐쏘드(Cathode) 및 전해질(Electrolyte)을 포함한다. 애노드 및 캐쏘드는 다공성이며 통상 전기촉매를 포함하며, 연료는 다공성 애노드를 통해 이동하고, 산화제는 다공성 캐쏘드를 통해 이동한다. 다공성 애노드를 통해 이동하는 연료는 고압 연료 탱크에 저장된 수소나 탄화수소 등이다.
한편, 도 1은 종래의 고분자 전해질막 연료전지 스택(1)의 단면도이다.
고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC) 스택은 수소이온을 선택적으로 수송하는 고분자 전해질막(10) 및 고분자 전해질막의 양면에 형성된 한 쌍의 전극, 즉 캐쏘드(20)와 애노드(30)를 포함하여 구성된다.
상기 전극은, 백금족 금속촉매를 담지한 카본분말을 주성분으로 하여, 고분자 전해질막(10)의 표면에 형성되는 촉매층(11) 및 촉매층(11)의 바깥면에 형성된, 통풍성과 전자도전성을 더불어 가진 가스확산층(12)으로 이루어진다.
산화제는 캐쏘드(20)측의 산화제 유입구(21)로 유입되어 산화제 유로(22)를 경유하여, 산화제 배출구(23)로 배출된다. 또한, 연료는 애노드(30)측의 연료 유입구(31)로 유입되어 연료 유로(32)를 경유하여, 연료 배출구(33)로 배출된다.
한편, 애노드(30)측의 연료 유입구(31)로 유입되는 연료는 수소인데, 애노드(30)측에서는 H 2 → 2H + + 2e - 와 같은 반응을 통하여, 공급된 수소분자가 수소원자와 전자로 이온화되고, 이온화된 2H + , 2e - 는 캐쏘드(20) 측으로 이동하여, 캐쏘드(20)측의 산화제 유입구(21)로 유입된 산화제와 반응하여 아래와 같은 [반응식 1]에 의해 물을 형성한다.
1/2 O 2 + 2H + + 2e - → H 2 0
결국, 캐쏘드(20)는 외부 회로로부터 전자를 받아들이고, 전자는 산소와 재결합하여 캐쏘드(20)에는 다량의 물이 형성된다. 또한, 캐쏘드(20) 측에 형성된 다량의 물이 삼투현상에 의해 전해질을 통과하여 애노드(30)로 공급되어 애노드(30) 측에도 물이 생성된다.
반응 초기에는 수소의 분압이 높고, 물의 분압이 낮지만, 연료전지 구동시간이 길어질수록 물의 분압은 높아지고, 수소의 분압은 낮아진다. 따라서, 생성된 물에 의해 플러딩(flooding) 현상이 생겨서, 반응해야 할 부분이 물로 뒤덮여서 반응 면적이 줄어들어 연료전지의 성능이 저하되는 문제점이 발생한다.
즉, 플러딩에 의해 물이 막히거나 수소의 분압이 낮아 반응이 어려워지면 생성된 물이 역반응에 의해 카본과 결합하여 수소를 재생산해내게 되고, 아래의 [반응식 2]과 같은 반응에 의해 카본의 손실이 발생함으로서 비가역적 손실이 발생한다는 문제점이 있다.
C + 2H 2 0 → C0 2 + 4H + + 4e -
한편, PEMFC는 운영 방법에 따라 오픈모드(Open Mode)와 데드앤드모드(Dead-End Mode)로 나눌 수 있으며, 대부분의 연구가 오픈모드에서 운전되는 연료전지를 대상으로 이루어지고 있다.
오픈모드를 사용하는 연료전지에서는, 가스확산층(12)으로 흡수되지 못한 미반응 연료는 연료전지 밖으로 물과 함께 배출되어 연료가 불필요하게 소모되는 문제점이 있다.
반면, 데드앤드모드로 운전되는 연료전지는 별도의 블로워(blower) 없이 압력으로만 연료를 공급하며, 연료의 이용율이 극대화될 수 있다. 또한, 반응 이후 생성된 수분이 항상 채널 내부에 존재하기 때문에 별도의 연료 공급 장치, 재순환 장치가 필요 없으며 가습 장치 또한 작아질 수 있는 장점이 있다. 또한 압력 손실이 적어 연료전지 채널 내부에 균일하게 압력이 가해지므로 오픈모드 보다 항상 출력이 높게 나온다는 장점이 있다.
그러나, 이러한 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서는, 연료전지의 애노드로부터 배출되는 연료의 유로 및/또는 연료전지의 캐쏘드로부터 배출되는 산화제의 유로가 패쇄된 상태에서 연료전지가 작동하기 때문에, 시간의 경과에 따라 연료 및 산화제의 유로에 모이는 물의 양이 증가한다.
따라서, 이러한 문제를 해결하고자 종래의 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서는, 퍼징(purging)을 통하여 물을 연료전지 외부로 배출하는 방식을 사용해왔다. 이와같이 데드앤드모드에서 퍼징을 이용하여 물을 배출하는 기술은 아래의 [문헌1], [문헌2]에 잘 나타나 있다.
[문헌1] 일본 특허공개공보, 출원번호 2004-536436호
[문헌2] 국제특허출원, 국제출원번호 PCT/JP2007/072916호
도 2는 종래의 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서 퍼징 시간에 대한 연료전지의 전압을 나타낸 그래프이고, 도 3은 시간에 대한 전압 및 압력을 나타낸 그래프이다.
도 2에서는 연료전지에서 출력되는 전류를 40A로 할 때, 연료전지에서 출력되는 전압값이 연료전지가 가동될수록 감소하는 것을 알수 있다. 즉, 가동시간이 늘어날수록 연료전지 내부에 물이 생성되어 연료전지의 성능이 저하되어, 출력 전압값이 작아진다. 따라서, 일정한 주기로 퍼지 밸브를 개방하여 물을 배출시켜서 원래의 전압값을 회복하도록 하고 있다.
도 3은 전류밀도 1.8 A/cm2 로 운전시, 한 주기 내에서의 시간에 따른 압력 및 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.
퍼지밸브가 개방되는 순간(퍼지시간 0 일때) 전압이 급격히 회복되고, 퍼지밸브가 폐쇄된 후에는 물이 생성되면서 전압은 일정한 기울기로 떨어지게 된다. 하지만 곧 전압이 떨어지는 속도가 줄어들게 되며, 어느 지점부터는 다시 전압이 급격히 떨어진다. 이는 초반에는 채널 안에 생성되어 있는 물이 빠져나가면서 전압이 급격히 회복이 되지만, 퍼지밸브가 닫히게 되면 물이 생성되면서 다시 전압이 떨어지기 때문이다.
하지만 퍼지밸브가 개방되면, 흐르던 유체의 속도에 의한 동압의 속도가 0이 될 때, 정압은 1.5 bar 로 전환되어 연료의 반응 압력이 높아져 전압이 회복되는 것을 볼 수 있다. 따라서, 떨어졌던 압력이 상승하면서 전압을 높여주려는 영향에 의해 전체적인 전압이 떨어지는 기울기는 작아지게 된다. 하지만 압력이 모두 회복된 이후에는 다시 물에 의한 영향만을 받게 되어 전압이 급격하게 떨어지는 모습을 볼 수 있다.
도 4는 종래의 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서 전류에 대한 퍼징시간을 나타낸 그래프이고, 도 5는 전류밀도에 대한 1회 퍼징평균시간을 압력에 따라 나타낸 그래프이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 연료전지로부터 출력되는 전류값을 높일수록, 퍼징 시간이 짧아지는 것을 나타낸다. 예컨데, 40A의 전류를 얻고자 할 때는 45분 마다 퍼징을 해주어야 하지만, 45A의 전류를 얻고자 할 때는 10분 마다 퍼징을 해야한다.
같은 압력조건에서는 전류밀도가 증가함에 따라 가스확산층(12)을 막게 되는 수분량이 증가하여 수분을 배출해 주어야 하는 주기가 감소하는 것을 알 수 있다.
도 5에서 알 수 있듯이, 같은 전류밀도에서는 운전 압력이 높아질수록 출력값은 증가하지만 주기는 짧아진다. 이 역시 압력이 높아져 출력이 증가하면 생성되는 물이 많아져서 배출해주어야 하는 수분도 많아지고, 그 결과 더 많이 퍼징을 해야함을 의미한다.
한편, 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서 퍼징을 통하여 물을 배출하는 경우, 물의 배출외에 연료도 함께 배출되어 연료가 불필요하게 소모되며, 퍼징시 전압값이 크게 변하게 되어 전압안정성이 떨어지는 문제가 있다. 결과적으로, 데드앤드모드를 사용하는 연료전지의 경우 퍼징으로 인해 연료전지의 효율이 떨어지게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고분자 전해질막 연료전지 스택의 캐쏘드 및/또는 애노드 측에 선택적 투과막을 부착하여 연료전지 스택의 내부에 축척된 물만 배출하여 연료 및 산화제의 불필요한 손실을 막고, 연료전지의 효율을 높이는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 표면에 촉매층이 형성되고, 상기 촉매층 외벽에 형성된 가스확산층으로 구성된 고분자 전해질막과 상기 고분자 전해질막의 양면에 형성되어 산화제가 주입되는 캐쏘드와 연료가 주입되는 애노드로 구성된 고분자 전해질막 연료전지 스택에 있어서, 상기 캐쏘드 측의 산화제 유로 일측에 부착된 선택적 투과막을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조가 제공된다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 표면에 촉매층이 형성되고, 상기 촉매층 외벽에 형성된 가스확산층으로 구성된 고분자 전해질막과 상기 고분자 전해질막의 양면에 형성되어 산화제가 주입되는 캐쏘드와 연료가 주입되는 애노드로 구성된 고분자 전해질막 연료전지 스택에 있어서, 상기 애노드 측의 연료 유로 일측에 부착된 선택적 투과막을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조가 제공된다.
상기 한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 표면에 촉매층이 형성되고, 상기 촉매층 외벽에 형성된 가스확산층으로 구성된 고분자 전해질막과 상기 고분자 전해질막의 양면에 형성되어 산화제가 주입되는 캐쏘드와 연료가 주입되는 애노드로 구성된 고분자 전해질막 연료전지 스택에 있어서, 상기 캐쏘드 측의 산화제 유로 일측 및 상기 애노드 측의 연료 유로 일측에 각각 부착된 선택적 투과막을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조가 제공된다.
바람직하기로는, 상기 선택적 투과막의 표면에 부착되어 물의 증발을 유도하는 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조가 제공된다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 고분자 전해질막 연료전지 스택의 산화제 유로 및/또는 연료 유로 일측에 선택적 투과막을 부착하여, 연료전지 스택 내부에 축척된 물만 배출하여 연료 및 산화제의 불필요한 손실을 방지하고, 연료전지의 효율이 높아지도록 하는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조를 나타낸 것으로 캐쏘드측에 선택적 투과막이 부착된 것을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라서, 도면에 도시된 바와 같이, 연료전지 스택(1)의 캐쏘드(20) 측에 선택적 투과막(SELECTIVELY PERMEABLE MEMBRANE)(40a)이 부착되어 있다. 연료전지가 구동되면, 시간이 지남에 따라, 캐쏘드(20)에 다량의 물이 발생하여 연료전지 전체의 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 선택적 투과막(40a)을 캐쏘드(20) 측의 산화제 유로(22) 일측에 부착하여 연료전지 스택(1) 내부에 발생한 물을 외부로 배출하는 것이다.
선택적 투과막(40a)이 산화제 유로(22)의 일측에 부착됨에 따라, 선택적 투과막(40a)과 산화제 유로(22)가 접하는 접선면에서 물의 응축이 일어난다. 한편, 선택적 투과막(40a)과 산화제 유로(22)의 접선면에서 응축된 물은 습도가 높은 반면, 연료전지 스택(1) 외부는 습도가 낮기 때문에, 연료전지 스택(1) 내부의 응축된 물이 대기 방향으로 배출되는 것이다.
선택적 투과막(40a)은 물은 통과하고 기체는 통과하지 못하게 하는 것으로서, 나피온이나 전열 교환기로 사용될 수 있는 어떤 물질도 상관없다.
선택적 투과막(40a)을 캐쏘드(20) 측의 산화제 유로(22) 일측에 부착하여, 캐쏘드(20) 측에 있는 물을 지속적으로 배출시킴으로서, 연료전지 스택(1) 내에서 물의 분압이 높아지고, 연료의 분압은 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따라 물이 보다 많이 배출되도록 하기 위해서, 선택적 투과막(40a)의 표면에 물의 증발을 유도하는 핀(50a)을 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조를 나타낸 것으로 애노드측에 선택적 투과막이 부착된 것을 나타내는 단면도이다.
연료전지가 구동됨에 따라, 캐쏘드(20) 측에서 발생한 다량의 물이 삼투 현상에 의해, 고분자 전해질막(10)을 경유하여, 애노드(30) 측으로 이동하게 된다. 결국, 애노드(30) 측에도 캐쏘드(20) 측에 비하여는 적은 양이지만, 물이 생성되기 때문에, 애노드(30) 측에서 생성된 물도 연료전지 스택(1)의 외부로 배출해야할 필요가 있다.
따라서, 선택적 투과막(40b)을 애노드(30) 측의 연료 유로(32) 일측에 부착하여 연료전지 스택(1) 내부에 발생한 물을 외부로 배출하는 것이다.
선택적 투과막(40a)이 연료 유로(32)의 일측에 부착됨에 따라, 선택적 투과막(40b)과 연료 유로(22)가 접하는 접선면에서 물의 응축이 일어난다. 한편, 선택적 투과막(40b)과 연료 유로(32)의 접선면에서 응축된 물은 습도가 높은 반면, 연료전지 스택(1) 외부는 습도가 낮기 때문에, 연료전지 스택(1) 내부의 응축된 물이 대기 방향으로 배출되는 것이다.
상기 도 6에서와 마찬가지로, 물이 보다 많이 배출되도록 하기 위해서, 선택적 투과막(40b)의 표면에 물의 증발을 유도하는 핀(50b)을 더 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조를 나타낸 것으로 캐쏘드 및 애노드 측에 선택적 투과막이 부착된 것을 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 선택적 투과막(40a, 40b)이 캐쏘드(20) 측의 산화제 유로(22) 및 애노드(30) 측의 연료 유로(32) 일측에 각각 부착되어 있다. 상기 도 6 및 도 7에서 살펴본바와 같이, 선택적 투과막(40a)과 산화제 유로(22)가 접하는 접선면 및 선택적 투과막(40b)과 연료 유로(32)가 접하는 접선면에서 물의 응축이 일어난다. 한편, 상기 응축된 물이 습도가 낮은 연료전지 스택(1)의 외부로 배출된다.
또한, 선택적 투과막(40a, 40b)의 표면에 물의 증발을 유도하는 핀(50a, 50b)을 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 연료전지 스택(1) 내부의 산화제 유로(22) 및/또는 연료 유로(32)에 선택적 투과막(40a, 40b)를 부착하고, 선택적 투과막(40a, 40b)의 표면에 핀(50a, 50b)을 더 포함하여, 연료전지 스택(1) 내부에 발생되는 물을 별도의 부가 장치 없이도, 외부로 배출할 수 있기 때문에 연료전지를 보다 효율적으로 구동하게 할 수 있다.
또한, 오픈모드에서 가스확산층(12)으로 흡수되지 못한 미반응 연료는 연료전지 밖으로 물과 함께 배출되는 문제가 있었으나, 본발명에 따르면, 선택적 투과막(40a, 40b)을 통하여 연료는 배출되지 않고, 물만 배출되기 때문에 연료전지의 성능이 개선된다.
특히, 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서, 연료전지의 애노드(30)로부터 배출되는 연료 유로(32) 및/또는 연료전지의 캐쏘드(20)로부터 배출되는 산화제 유 로(22)가 패쇄된 상태에서 작동하기 때문에, 시간의 경과에 따라 연료 및 산화제의 유로에 모이는 물의 양이 증가하는 문제가 있었으나, 본발명에 따라, 연료 유로(32) 및 산화제 유로(22)에 발생한 물이 선택적 투과막(40a, 40b)을 통하여 배출되므로 연료전지의 성능이 극대화 될 수 있다. 또한, 종래와는 달리, 선택적 투과막(40a, 40b)을 통하여 연료전지 스택(1) 내부의 물이 자연 배출됨에 따라, 퍼지 밸브를 통하여 퍼지를 시키는 주기를 늘여 연료전지의 성능을 개선하고, 바람직하게는 퍼지밸브가 없이도 연료전지가 구동될 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래의 고분자 전해질막 연료전지 스택의 단면도이다.
도 2는 종래의 데드앤드모드를 사용하는 고분자 전해질막 연료전지에서 퍼징 시간에 대한 연료전지의 전압을 나타낸 그래프이다.
도 3은 종래의 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서 시간에 대한 전압 및 압력을 나타낸 그래프이다.
도 4는 종래의 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서 전류에 대한 퍼징 시간을 나타낸 그래프이다.
도 5는 종래의 데드앤드모드를 사용하는 연료전지에서 전류밀도에 대한 1회 퍼징평균시간을 압력에 따라 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조를 나타낸 것으로 캐쏘드 측에 선택적 투과막이 부착된 것을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조를 나타낸 것으로 애노드 측에 선택적 투과막이 부착된 것을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조를 나타낸 것으로 캐쏘드 및 애노드 측에 선택적 투과막이 부착된 것을 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 연료전지 스택, 10: 고분자 전해질막
11: 촉매층, 12: 가스확산층
20: 캐쏘드, 21: 산화제 유입구
22: 산화제 유로, 23: 산화제 배출구
30: 애노드, 31: 연료 유입구
32: 연료 유로, 33: 연료 배출구
40a, 40b: 선택적 투과막, 50a, 50b: 핀

Claims (4)

  1. 표면에 촉매층이 형성되고, 상기 촉매층 외벽에 형성된 가스확산층으로 구성된 고분자 전해질막과 상기 고분자 전해질막의 양면에 형성되어 산화제가 주입되는 캐쏘드와 연료가 주입되는 애노드로 구성된 고분자 전해질막 연료전지 스택에 있어서,
    상기 캐쏘드 측의 산화제 유로 일측에 부착되어, 상기 유로와의 접선면에서 응축되는 물을 배출시키는 선택적 투과막; 및
    상기 연료전지 스택의 외부로 노출된 선택적 투과막의 표면에 부착되어 물의 증발을 유도하는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조.
  2. 표면에 촉매층이 형성되고, 상기 촉매층 외벽에 형성된 가스확산층으로 구성된 고분자 전해질막과 상기 고분자 전해질막의 양면에 형성되어 산화제가 주입되는 캐쏘드와 연료가 주입되는 애노드로 구성된 고분자 전해질막 연료전지 스택에 있어서,
    상기 애노드 측의 연료 유로 일측에 부착되어, 상기 유로와의 접선면에서 응축되는 물을 배출시키는 선택적 투과막; 및
    상기 연료전지 스택의 외부로 노출된 상기 선택적 투과막의 표면에 부착되어 물의 증발을 유도하는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조.
  3. 표면에 촉매층이 형성되고, 상기 촉매층 외벽에 형성된 가스확산층으로 구성된 고분자 전해질막과 상기 고분자 전해질막의 양면에 형성되어 산화제가 주입되는 캐쏘드와 연료가 주입되는 애노드로 구성된 고분자 전해질막 연료전지 스택에 있어서,
    상기 캐쏘드 측의 산화제 유로 일측 및 상기 애노드 측의 연료 유로 일측에 각각 부착되어, 상기 유로와의 접선면에서 응축되는 물을 배출시키는 선택적 투과막; 및
    상기 연료전지 스택의 외부로 노출된 상기 선택적 투과막의 표면에 부착되어 물의 증발을 유도하는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 투과막을 이용한 고분자 전해질막 연료전지 스택의 구조.
  4. 삭제
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