KR101081593B1 - 수소 발생 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 및 금속 하이드라이드를 포함하는 수소 발생 장치용 금속 복합전극 및 이를 이용하는 수소 발생 장치를 제공한다. 본 발명의 수소 발생 장치용 금속 복합전극은 수소 발생량 및 발생 시간을 증가시킬 수 있다.
수소, 발생, 금속 전극, 금속 보로하이드라이드, 마이크로 연료전지, 고분자 전해질형 연료전지

Description

수소 발생 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템{Hydrogen generating apparatus and fuel cell system having the same}
본 발명은 수소 발생 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
연료전지(Fuel cell)란 순수한 수소 또는 메탄올이나 천연가스 등 탄화수소 계열의 연료 중에 포함되어 있는 수소와 공기 중의 산소를 전기화학 반응에 의해 직접 전기에너지로 변환시키는 장치이다.
도 1은 연료전지의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 연료전지(10)의 연료극(11)은 애노드(anode)이고, 공기극(13)은 캐소드(cathode)이다. 연료극(11)은 수소(H2)를 공급받아 수소 이온(H+)과 전자(e-)로 분해된다. 상기 수소 이온은 막(membrane)(12)을 거쳐 공기극(13)으로 이동한다. 상기 막(12)은 전해질층에 해당한다. 전자는 외부 회로(14)를 거쳐 전류를 발생시킨다. 그리고 공기극(13)에서 수소 이온과 전자, 그리고 공기 중의 산소가 결합하여 물이 된다. 상기 전해질 막을 사이에 두고 연료극(11)과 공기극(13)이 위치하여 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly; MEA)를 구성한다. 상술한 연료전지(10)에서의 화학 반응식은 하기 반응식 1과 같다.
연료극(11) : H2 → 2H+ + 2e-
공기극(13) : 1/2 O2 + 2H+ + 2e- → H20
전반응 : H2 + 1/2 O2 → H20
즉, 연료극(11)에서 분리된 전자가 외부 회로를 거쳐 전류를 발생시킴으로써 전지의 기능을 수행하게 된다. 이러한 연료전지(10)는 SOx와 NOx 등의 환경 유해물질을 거의 배출하지 않고 이산화탄소의 발생도 적어 무공해 발전이며, 저소음, 무진동 등의 장점이 있다.
고성능의 연료전지를 얻기 위해서는 연료로 수소를 이용하는 것이 가장 바람직하다. 특히, 휴대폰이나 노트북 등과 같은 휴대용 전자기기에는 마이크로 연료전지 (Micro-Fuel Cell; MFC)를 전원으로 적용하여 이용하는 것이 좋다. 이러한 마이 크로 연료전지로는 비교적 저온에서 작동하고 출력밀도가 큰 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC)가 매우 적합하여 이에 대한 개발이 활발히 추진되고 있다. 상기 연료전지의 상용화를 위해서는 수소를 저장하고 공급하는 기술이 선결되어야 할 중요한 기술적 문제이다.
상기 마이크로 연료전지에 높은 수소 부피/무게 비를 가지는 수소 저장 물질을 직접 이용할 경우, 수소 발생 효율이 매우 낮다. 따라서 이를 위한 재료나 기술 개발이 더 필요한 상황이다. 다른 방법으로는 수소를 압축하여 마이크로 연료전지에 공급하는 방법이 있으나, 수소를 압축하여 저장할 수 있는 재료나 기술이 확보되어 있지 않아 직접 이용하기에는 그 실현가능성이 매우 희박하다 할 수 있다.
위에서 언급한 방법들의 문제점을 극복하기 위하여, 마이크로 연료전지의 앞부분에 연료 프로세서(Fuel Processor)를 설치하는 방법이 연구되고 있다. 상기 연료 프로세서는 메탄올, 에탄올 등과 같은 연료를 개질하여 수소를 발생시키는 장치이다. 그러나 이러한 연료 프로세서 시스템은 높은 개질 온도가 요구되며, 시스템이 복잡해지고 추가 전력이 소모되는 문제점이 있다. 또한 개질 가스는 순수 수소 이외에 약 25%의 불순물(CO2, CO 등)을 포함하는 문제점이 있다.
따라서, 상기 연료 프로세서를 이용하여 수소를 발생시키는 방법의 문제점을 극복하고 효율적으로 수소를 발생시킬 수 있는 수소 발생 장치에 대한 필요성이 증가하고 있다.
본 발명의 목적은 순수한 수소를 생산할 수 있는 수소 발생 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 수소 발생 장치를 이용한 연료전지 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 본 발명은 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어진 수소 발생 장치용 금속 복합전극을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속은 마그네슘 또는 알루미늄일 수도있다.
상기 금속 하이드라이드는 마그네슘 하이드라이드, 칼슘 하이드라이드, 리튬 하이드라이드, 리튬 보로하이드라이드, 나트륨 보로하이드라이드, 칼륨 보로하이드라이드, 암모늄 보로하이드라이드, 테트라메틸 암모늄 보로하이드라이드, 마그네슘 보로하이드라이드, 칼슘 보로하이드라이드, 나트륨알루미늄 하이드라이드, 리튬알루미늄 하이드라이드, 칼륨알루미늄 하이드라이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 본 발명은 전해질 용액을 담고 있는 전해조; 상기 전해조 내부에 위치하며 상기 전해질 용액에 담겨 있고 전자를 발생시키는, 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어진 제1 금속 복합전극; 및 상기 전해조 내부에 위치 하며 상기 전해질 용액에 담겨 있고, 상기 전자를 받아 수소를 발생시키는 제2 금속 전극을 포함하여 이루어진 수소 발생 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수소 발생 장치는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 수소 발생 장치는 연료전지에 결합되어 수소를 공급할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 금속 전극은 상기 전해조 내에 각각 복수개가 설치될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 언급한 수소 발생 장치; 및 상기 수소 발생 장치에서 생성된 수소를 공급받고, 상기 수소의 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 직류 전류를 생산하는 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly; MEA)를 포함하는 연료전지 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 금속 및 금속하이드라이드로 이루어진 수소 발생 장치용 금속 복합전극을 이용하여 수소의 발생량 및 발생 시간을 증가시킬 수 있다.
수소 발생을 위한 장치로 금속 전극체를 이용하는 방법이 있다. 구체적으로 전해질 수용액, 상기 용액 속에 위치하는 마그네슘이나 알루미늄을 희생 산화전극(sacrificial anode), 그리고 상기 용액 속에 위치하는 스테인리스 스틸(Stainless Steel) 등을 환원전극(cathode)으로 하여 물을 전기분해(auto- electrolysis)함으로써 수소를 생산한다.
상기 희생 산화전극은 활성 전극으로서 금속 전극(예를 들면, Mg)과 물(H20)의 이온화 에너지의 차이 때문에 금속(Mg) 전극이 물 속에 전자(e-)를 내 놓으며 금속 이온(Mg2 +)으로 산화된다. 이 때 생성되는 전자는 전선(25)을 통해 제2 전극(24)으로 이동하게 된다.
상기 환원전극(24)은 비활성 전극이다. 상기 환원전극에서는 물이 산화전극(23)으로부터 이동되어 온 전자를 받아 수소로 분해된다.
상술한 화학 반응식을 마그네슘을 예로 들어서 나타내면 하기 반응식 2와 같다.
산화전극: Mg → Mg2 + + 2e-
환원전극: 2H20 + 2e- → H2 + 2(OH)-
전체반응: Mg + 2H20 → Mg(OH)2 + H2
상기 금속 전극체를 이용하여 물을 전기분해하는 방법은 물의 이용률이 낮아서 수소 발생 효율 역시 낮은 문제점이 발생할 수 있다. 상기 금속 전극체를 이용한 일반적인 수소 발생 시스템에서 물의 이용률은 첨가된 전체 물의 양의 약 20%를 넘지 못하고 있다. 또한 이러한 시스템에서는 물 2몰로부터 수소 분자 1몰이 생산되므로 수소 생산 효율이 낮다는 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 개략적인 단면도이다. 본 발명의 수소 발생 장치(20)는 전해조(21), 제1 금속 복합전극(23) 및 제2 금속 전극(24)을 포함하여 이루어진다.
상기 전해조(21)는 내부에 전해질(electrolyte) 용액(22)을 담고 있다. 또한, 상기 전해조(21)는 그 내부에 제1 금속 복합전극(23) 및 제2 금속 전극(24)을 포함하고 있다. 상기 제1 금속 복합전극(23) 및 제2 금속 전극(24)은 전체 또는 그 일부가 전해질 용액 내에 담길 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예의 제1 금속 복합전극은 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어진다.
상기 제1 금속 복합전극을 이루는 금속은 마그네슘 이외에 알루미늄(Al), 아연(Zn) 등의 알칼리 금속 계열의 원소, 철(Fe) 등 상대적으로 이온화 경향이 큰 금속으로 이루어질 수 있다. 이 중 마그네슘 또는 알루미늄이 바람직하다. 그리고 제2 금속 전극(24)은 스테인리스 스틸 이외에 백금(Pt), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 철(Fe) 등으로 제1 금속 전극(23)을 이루는 금속과 비교할 때 상대적으로 이온화 경향이 작은 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 금속 복합전극 중 금속 하이드라이드는 마그네슘 하이드라이드(MgH2), 칼슘 하이드라이드(CaH2), 리튬 하이드라이드(LiH), 리튬 보로하이드라이 드(LiBH4), 나트륨 보로하이드라이드(NaBH4), 칼륨 보로하이드라이드(KBH4), 암모늄 보로하이드라이드(NH4BH4), 테트라메틸 암모늄 보로하이드라이드((CH3)4NH4BH4)), 마그네슘 보로하이드라이드(Mg(BH4)2), 칼슘 보로하이드라이드(Ca(BH4)2), 나트륨알루미늄 하이드라이드(NaAlH4), 리튬알루미늄 하이드라이드(LiAlH4), 칼륨알루미늄 하이드라이드(KAlH4) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 상기 금속하이드라이드는 환원제로서 작용, 물과 반응하여 수소를 생산한다. 마그네슘 하이드라이드를 예로 들어서 반응식을 나타내면, 하기 반응식 3과 같다.
MgH2 + 2H2O → Mg(OH)2 + 2H2
다른 예로, 나트륨 보로하이드라이드와 물과의 반응을 나타내면 하기 반응식 4와 같다.
NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2
본 발명의 한 측면에 따른 수소 발생 장치는, 제1 금속 복합전극 및 제2 금 속 전극이 전해질 용액에 담겨 연결된 형태이다. 그리고 상기 제1 금속 복합전극에서는 마그네슘의 산화반응 이외에 금속 하이드라이드가 환원제로 작용하여 수소를 생산한다. 이러한 본 발명의 수소 발생 장치는 물의 전기분해(auto-electrolysis) 반응(전기화학 반응)과 금속 하이드라이드의 화학적 가수분해반응에 의해 수소를 발생시킬 수 있다. 이러한 금속 하이드라이드의 화학적 가수분해반응은, 금속(마그네슘 또는 알루미늄 등)을 소모하면서 진행되는 물의 전기분해반응에 비례하여 증가하게 된다. 따라서 본 발명의 수소 발생 장치용 금속 복합전극을 이용하면 수소 생산량이 증가한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어진 금속 복합전극을 이용하면 수소 분자 1몰을 생산하기 위하여 소비되어야 하는 물의 양이 감소하므로 물의 이용량이 증가하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 금속 복합전극을 이용하면 수소 발생 반응 시스템 내의 총에너지 밀도가 증가하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합전극은 금속과 금속 하이드라이드로 이루어짐으로써, 수소의 생산량을 증가시킬 수 있다. 여기서, 금속 하이드라이드는 부도체이다. 금속 하이드라이드가 수소 발생 장치에서 물의 전기분해 반응에 대해 반응을 하기 위해서는 전도성을 가져야 한다. 금속 하이드라이드에 전도성을 부여하는 방법으로 다음과 같은 세가지 방법을 수행할 수 있다.
첫째, 금속 하이드라이드 분말과 전도성 폴리머 페이스트를 혼합한 혼합체를 금속 박판에 도포함으로써 부도체인 금속 하이드라이드에 전도성을 부여할 수 있다.
즉, 전도성 폴리머 페이스트에 의해서 부도체인 금속 하이드라이드에 전도성을 부여할 수 있기 때문에 금속과 금속 하이드라이드 및 전도성 폴리머 페이스트가 혼합되어 제조되는 복합전극은 전도성을 띌 수 있다.
둘째, 금속 분말과 금속 하이드라이드 분말을 혼합한 후, 열가압하여 전도성을 띄는 복합전극을 제조할 수 있다.
셋째, 금속 표면에 금속 하이드라이드를 형성하고, 금속 표면의 일부가 노출되도록 한 후, 금속 하이드라이드에 금속을 스퍼터링하여 증착시킨다. 상기와 같은 공정으로 금속이 스퍼터링에 의해 증착되어 금속 하이드라이드에 전도성을 부여할 수 있다.
본 발명의 전해질 용액은 전도성 증가를 위해 무기염을 더 포함할 수 있다. 상기 무기염은 본 발명의 금속 복합전극의 반응이 진행되면서 생성되는 금속수산화물이나 보레이트염과 같은 반응 부산물을 부분적으로 또는 완전히 용해시킬 수 있다. 상기 무기염은 (보로)하이드라이드의 가수분해 반응을 촉진하므로 수소 발생을 위한 초기 구동시간(Induction Time)이 단축될 수 있는 장점도 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 무기염은 염화리튬, 염화칼륨, 염화나트륨, 염화칼슘, 질산칼륨, 질산나트륨, 황산칼륨, 황산나트륨 및 이의 혼합물 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 다른 측면에서, 본 발명은 앞서 기술한 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어진 금속 복합전극을 포함하는 수소 발생 장치를 제공할 수 있다. 구체적으로, 전해질 용액을 담고 있는 전해조; 상기 전해조 내부에 위치하며 상기 전해 질 용액에 담겨 있고 전자를 발생시키는, 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어지는 제1 금속 복합전극; 및 상기 전해조 내부에 위치하며 상기 전해질 용액에 담겨 있고, 상기 전자를 받아 수소를 발생시키는 환원전극인 제2 금속 전극을 포함하여 이루어진 수소 발생 장치를 제공할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 수소 발생 장치는 상기 제1 금속 복합전극(23)과 상기 제2 전극(24) 사이에 위치하는 스위치(26)를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치가 온(on) 되는 경우에 제1 전극(23)에서 발생한 전자를 제2 전극(24)으로 이동시키고, 오프(off)되는 경우에 제1 전극(23)에서 발생한 전자가 제2 전극(24)으로 이동하지 못하도록 한다. 본 발명의 수소 발생 장치의 경우, 수소 발생을 위한 초기 구동시간이 매우 짧고 수소 발생량이 증가하므로 on/off 스위치의 응답시간은 빠를 것이다.
본 발명의 실시예에서 상기 제1 금속 복합전극(23) 및/또는 제2 금속 전극(24)은 각각 2개 이상씩 복수개가 상기 전해조(21) 내에 설치될 수도 있다. 상기 제1 금속 복합전극(23) 및/또는 제2 금속 전극(24)의 개수가 증가하는 경우 동일 시간 동안 수소 발생량은 증가하게 되며, 보다 짧은 시간 내에 원하는 수소를 발생시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 수소 발생 장치는 연료전지에 결합되어 수소를 공급할 수 있다. 상기 연료전지에는 제한이 없으나, 특히 마이크로 연료전지에 적합한 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC)가 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 고효율의 수소 발생 장치는 연료 전지에 수소를 공급 하여 상기 수소의 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 직류 전류를 생산하는 막전극접합체(MEA)를 포함하는 연료전지 시스템에도 이용될 수 있다.
보다 구체적으로, 수소 발생 장치에서 배출되는 수소가 연료전지의 애노드로 공급되고, 연료전지의 캐소드에서는 공기가 공급되어 애노드와 캐소드 사이의 MEA에서 전류가 발생된다. 발생된 전류는 커런트 컬렉터(current collector) 에 수집되고 연료전지에 전류와 전압이 발생되게 된다. 발생된 연료전지의 전력은 휴대용 전자장치에 공급되어 전자장치를 구동하는 동력원으로 사용되게 된다.
이 때, 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어진 복합전극을 포함하는 수소 발생 장치는 연료전지와 결합과 분리가 용이할 수 있다. 즉, 수소 발생 장치와 연료전지의 애노드가 원터치형 튜브로 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 금속 및 금속 하이드라이드로 이루어진 복합전극을 포함하는 수소 발생 장치와 연료전지를 결합하여 휴대용 전자장치에 장착시킬 수 있다.
또한, 수소 발생 장치와 연료전지가 원터치 튜브로 결합하거나 분리되기 때문에, 분리된 수소 발생 장치와 연료전지는 연료 파이프로 연결하여 휴대용 전자장치에 이용될 수 있다.
상기와 같이 수소 발생 장치와 연료전지가 원터치 튜브로 결합하거나 분리될 수 있기 때문에, 전자장치에 연료전지를 영구적으로 보존하면서 수소 발생 장치만 분리하여 교체할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 하기의 제조예를 통하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기 제조예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
제조예 1
MgH2분말(입경0.1mm이하), Mg분말(입경0.1mm이하) 및 유동성 있는 전도성 폴리머 페이스트(Polymer paste)를 적당한 비율(MgH2:Mg:전도성polymer = 0.1%이상:0.1%이상:나머지vol%)로 혼합한다. Mg 금속 박판(예,0.1mm두께 by 50cm by 36cm)에 MgH2분말, Mg분말 및 전도성 폴리머 페이스트가 혼합된 반고형의 혼합체를 얇게 도포한다(예,0.3mm두께). 또 하나의 Mg금속 박판(예,0.1mm두께)을 혼합체에 부착하고, 박판의 고정을 위해서 플라스틱 클립(Clip)을 이용해서 고정한다. Mg박판 사이의 반고형체에서의 효과적인 수소 발생을 위해서, 적당한 간격(예, 좌우상하 5mm)으로 홀을 펀칭하여, 물이 통과되도록 한다.
제조예 2
0.5mm두께 Mg 금속박판을 적당한 크기(시료 50cm by 36cm by 0.5mm)로 절단한다. MgH2와 Mg혼합 분말의 좀 더 많은 충진을 위해서, 적당한 간격(예, 1mm간격)의 금속봉 (예, 2mm지름 by 5mm높이)이 돌출된 몰드( 60cm by 40cm )로 적당한 깊이(예, 0.3mm)의 분말 위치를 만든다. 몰드의 돌출된 금속봉 위치에 해당하는 구멍 만 분말이 통과하도록 한 채(sieve)에 MgH2-Mg 혼합 분말을 투입한다. 금속봉 몰드로 충진하고 필요하면 분말을 좀더 넣은 후 충진한다. Mg 금속박판을 위에 덮고, 섭씨100~140도 정도로 열가압하여 수소 전극(Mg-MgH&Mg-Mg)을 제조했다.
제조예 3
Mg금속박판을 적당한 크기로 준비하고,(예, 50cm by 36cm by 0.3mm) 이소프로판올 알코올(IPA-Isopropanol Alcohol)로 이물질을 세척한다. Polyimemde 내열 테이프를 적당한 간격(예 2mm폭 2mm간격)으로 Mg금속박판 양면에 부착한다. 미리 MgH2 Slip을 준비한다. Slip의 제조방법은 다음과 같다. 성형첨가제 PVB 30~45wt%, Alcohol 30wt%, MgH2 을 혼합 후 알코올을 닥터블래이딩하기 적당한 농도-예,3cps-로 섭씨 100도에서 10분 동안 건조했다. 이 slip을 상기에서 준비된 테입처리된 금속박판위에, 0.1mm두께로 닥터블레이딩한다. Slip의 견고한 흡착을 위해서, 섭씨100도~110도 정도의 열풍에서 20~30분 건조한다. 뒷면도 상술한 바와 같이 같은 공정을 수행한다. 테잎을 벗겨내어 Mg plated의 표면이 노출되게 한다. Mg을 스퍼터링(Sputtering)하여 두께가 1 ~20 um이 되도록 양면에 증착시킨다.
상기 금속 복합전극을 이용하여 수소 발생량이 40 cc/min인 수소 발생 장치를 구성하여 발생하는 수소의 양을 유량 측정계(MFM, Mass Flow Meter)로 측정하였더니 수소 발생량 및 수소 발생 지속 시간이 모두 증가하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분양의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
도 1은 일반적인 연료전지의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 발생장치의 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 연료전지 11 : 연료극
12 : 막(membrane) 13 : 공기극
14 : 외부회로
20 : 수소 발생 장치 21 : 전해조
22 : 전해질 용액 23 : 제1 금속 복합전극
24 : 제2 금속 전극 25 : 전선
26 : 스위치

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전해질 용액을 담고 있는 전해조;
    상기 전해조 내부에 위치하며 상기 전해질 용액에 담겨 있고 전자를 발생시키는 제1 금속 복합전극;
    상기 전해조 내부에 위치하며 상기 전해질 용액에 담겨 있고, 상기 전자를 받아 수소를 발생시키는 제2 금속 전극; 및
    상기 제1 금속 복합전극과 상기 제2 금속 전극 사이에 위치하는 스위치를 포함하되,
    상기 제1 금속 복합전극은,
    금속; 및
    전도성이 부여된 금속 하이드라이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소 발생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 금속 복합전극은,
    마그네슘 또는 알루미늄인 상기 금속; 및
    전도성이 부여된 상기 금속 하이드라이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소 발생 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 금속 하이드라이드는 마그네슘 하이드라이드, 칼슘 하이드라이드, 리튬 하이드라이드, 리튬 보로하이드라이드, 나트륨 보로하이드라이드, 칼륨 보로하이드라이드, 암모늄 보로하이드라이드, 테트라메틸 암모늄 보로하이드라이드, 마그네슘 보로하이드라이드, 칼슘 보로하이드라이드, 나트륨알루미늄 하이드라이드, 리튬알루미늄 하이드라이드, 칼륨알루미늄 하이드라이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수소 발생 장치.
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 수소 발생 장치는 연료전지에 결합되어 수소를 공급하는 것인 수소 발생 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 금속 복합전극 및 제2 금속 전극은 상기 전해조 내에 각각 복수개가 설치되는 수소 발생 장치.
  10. 제4항, 제5항, 제6항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 따른 수소 발생 장치; 및
    상기 수소 발생 장치에서 생성된 수소를 공급받고, 상기 수소의 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 직류 전류를 생산하는 막전극접합체(MEA);
    를 포함하는 연료전지.
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