KR101107633B1 - 수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치와 수소 공급 방법 및 수소 이용 장치 - Google Patents

수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치와 수소 공급 방법 및 수소 이용 장치 Download PDF

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Abstract

열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 용기로서, 상기 저장 용기의 벽면에는 발생된 수소가 배출될 수 있는 수소 배출 통로가 형성된 수소 발생 용기가 하나 이상 장착되는 탱크이고, 상기 탱크 내부에는 복수 개의 분할된 구획이 형성되며, 상기 분할된 각각의 구획에 상기 수소 발생 용기가 장착되는 것이며, 상기 수소 발생 용기로부터 배출되는 수소를 저장하고 외부로 공급하는 수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치와 수소 공급 방법 및 수소 이용 장치를 제공한다.

Description

수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치와 수소 공급 방법 및 수소 이용 장치{Hydrogen supply tank, hydrogen supply apparatus and method for supplying hydrogen and hydrogen usage apparatus using the same}
본 명세서의 기술은 수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치와 수소 공급 방법 및 수소 이용 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 박스 타입의 저압 수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치와 수소 공급 방법 및 수소 이용 장치에 관한 것이다. 상기 수소 공급 장치 및 수소 공급 방법은 연료전지와 수소연소장치의 수소 공급 장치로서 적용될 수 있고, 이는 특히 자동차에 유용하게 적용될 수 있다.
화석 에너지의 고갈 및 환경 오염 문제로 인하여 신재생 대체 에너지에 대한 요구가 크며, 그러한 대체 에너지의 하나로서 수소가 주목받고 있다.
연료전지와 수소연소장치는 수소를 반응 가스로 사용하고 있는데, 연료전지와 수소연소장치를 예컨대 자동차 등에 응용하기 위하여 수소의 안정적이고 지속적인 공급, 저장 기술이 필요하다.
수소를 이용하는 장치에 수소를 공급하기 위하여 별도로 설치된 수소 공급소로부터 수소가 필요할 때마다 수소를 공급받는 방식을 사용할 수 있다.
또는, 수소를 발생시키는 물질을 수소 이용 장치에 탑재한 후 해당 물질의 반응을 통하여 수소를 발생시키고 이를 수소 이용 장치에 공급하는 방식을 사용할 수 있다.
별도의 고체나 액체 촉매 없이 초기에 열을 가하면 자체 발열하여 탈수소화가 가능한 물질로부터 수소를 효율적으로 발생시키고, 저압 및 경량화된 방식으로 수소를 저장하고 수소 이용 장치로 공급할 수 있는 수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치 및 방법, 이를 이용하는 수소 이용 장치를 제공하고자 한다.
또한, 수소 공급 탱크의 내부에 분할 구획을 설치함으로써 수소 공급 탱크에 높은 압력이 걸리는 경우에도 해당 압력에 견딜 수 있도록 하는 수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치 및 방법, 이를 이용하는 수소 이용 장치를 제공하고자 한다.
또한, 수소 공급 탱크의 배선 및 콘트롤러 설치로 인한 중량 증가를 최소화할 수 있는 수소 공급 탱크, 이를 이용하는 수소 공급 장치 및 방법, 이를 이용하는 수소 이용 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 구현예들에서는, 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 용기로서, 상기 저장 용기의 벽면에는 발생된 수소가 배출될 수 있는 수소 배출 통로가 형성된 수소 발생 용기를 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 용기는 원통형 케이스이고, 원통형 케이스의 일측 원형 벽면에 수소가 배출될 수 있는 관통 공이 형성되어 있고, 상기 원통형 케이스 측면으로 라인 형상의 수소 배출 통로가 형성된 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 발생 물질은 관통 구멍이 형성된 펠렛 형태이다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 발생 용기는 상기 수소 발생 물질에 열을 공급하는 가열 수단을 더 포함한다.
예시적인 구현예에서, 상기 가열 수단은 전원으로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 것이다.
예시적인 구현예에서, 상기 가열 수단은 수소 발생 용기로부터 분리 가능한 것이다.
예시적인 구현예에서, 상기 가열 수단은 외부 전원으로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 히팅 로드이고, 상기 히팅 로드는 펠렛 형태의 수소 발생 물질의 관통 구멍을 따라서 존재하는 것이다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 발생 용기의 부피는 7 cc 내지 20 cc이다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 발생 용기는 엔지니어링 플라스틱, SUS 합금 또는 두랄루민 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 것이다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 발생 물질은 아민 보란계 물질이다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 발생 물질은 암모니아 보란이다.
본 발명의 구현예들에서는, 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 용기로서, 상기 저장 용기의 벽면에는 발생된 수소가 배출될 수 있는 수소 배출 통로가 형성된 수소 발생 용기가 하나 이상 장착되는 탱크이고, 상기 탱크 내부에는 복수 개의 분할된 구획이 형성되며, 상기 분할된 각각의 구획에 상기 수소 발생 용기가 장착되는 것이며, 상기 수소 발생 용기로부터 배출되는 수소를 저장하고 외부로 공급하는 수소 공급 탱크를 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 탱크의 분할된 구획은 내부에 설치된 분리 판에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 분리판은 구획을 분할하는 목적으로 사용될 뿐만 아니라 탱크 내의 내압 능력을 향상하는데 크게 기여할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 탱크의 분할된 구획은 격자 형태로 분할된 구획이 며, 상기 분할된 구획의 적어도 하나에는 상기 탱크로부터 외부로 수소를 배출하기 위하여 상기 수소 발생 용기가 장착되지 않는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 탱크는 복수개의 탱크가 직렬로 연결되는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 분할 구획이 형성된 탱크는 박스 형태인 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 공급 탱크의 외측에는 회로 기판이 설치되며, 상기 회로 기판은 기판 상에 상기 수소 발생 물질에 열을 제공하는 가열 수단에 연결된 전선이 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 구현예들에서는, 상기 수소 공급 탱크, 상기 수소 공급 탱크에 장착된 수소 발생 용기의 수소 발생 물질에 열을 제공하는 가열 수단에 전력을 공급하여 열을 발생시킬 수 있는 전원, 및 상기 전원으로부터의 전력 공급을 제어하는 콘트롤러를 포함하는 수소 공급 장치를 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 공급 탱크는 복수 개의 탱크가 직렬 연결되어 하나의 수소 공급 탱크 패키지를 이루는 것이고, 상기 하나의 패키지에 대하여 하나의 콘트롤러를 포함하는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 콘트롤러는 회로 기판에 연결되는 것이고, 상기 회로 기판은 기판상에 상기 수소 발생 물질에 열을 제공하는 가열 수단과 연결된 전선이 배치되는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 공급 탱크는 복수 개의 탱크가 직렬 연결되어 하나의 수소 공급 탱크 패키지를 이루는 것이고, 상기 하나의 패키지에 대하여 하나의 콘트롤러를 포함하며, 상기 하나의 콘트롤러가 상기 패키지 내 각 수소 공급 탱크의 외측에 장착된 상기 회로 기판에 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 구현예들에서는, 상기 수소 공급 탱크 또는 수소 공급 장치를 포함하는 수소 이용 장치를 제공한다.
본 발명의 구현예들에서는, 상기 수소 발생 용기 내부의 수소 발생 물질에 열을 가하여 수소를 발생시키는 단계, 상기 수소 발생 용기로부터 발생된 수소를 배출시키는 단계 및 상기 배출된 수소를 상기 수소 발생 용기를 장착하기 위하여 분할 구획된 탱크에 저장한 후 수소 이용 장치로 공급하는 단계를 포함하는 수소 공급 방법을 제공한다.
본 발명의 구현예들에 따르면, 수소 발생, 저장 및 공급의 모든 측면을 고효율화할 수 있고, 수소 공급 탱크를 저압 및 경량화로 유지할 수 있다. 또한, 수소 발생 물질로부터 수소 발생 시의 발열 반응의 제어 및 운전 제어가 용이하다.
또한, 분할된 구역을 가지도록 탱크 내부를 설계함으로써 경량의 소재의 약점일 수 있는 내압능력을 향상시킬 수 있도록 하였다. 또한, 각 수소 탱크의 외측에 회로 기판을 설치하여 배선으로 인한 중량 증가의 문제점을 해결할 수 있고, 직렬로 배치된 수소 공급 탱크의 패키지를 제어하는 하나의 콘트롤러를 이용함으로써 콘트롤러의 설치를 최소화할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 수소 발생 용기를 나타내는 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 펠렛 형상의 수소 발생 물질을 나타내는 개략도이다.
도 1c는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 히팅 로드를 나타내는 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 수소 공급 탱크의 하부 구조를 나타내는 개략도이고, 도 2b는 도 2a에 나타난 수소 공급 탱크의 하부 구조 단면을 나타내는 개략도이다.
도 2c는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 수소 공급 탱크의 상부 구조를 나타내는 개략도이고, 도 2d는 도 2c에 나타난 수소 공급 탱크의 상부 구조 단면을 나타내는 개략도이다.
도 2e는 본 발명의 예시적인 구현예에서 수소 발생 용기가 수소 공급 탱크의 하부 하우징에 장착된 것을 보여주는 개략도이다.
도 2f는 본 발명의 예시적인 구현예에서 각 수소 발생 용기의 히팅 로드에 전원을 공급하기 위한 회로 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 구현예들에 있어서, 복수 개의 수소 공급 탱크가 일정 간격 이격하여 직렬 배치된 모습을 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 구현예들에 있어서, 수소 공급 탱크를 포함하는 수소 공급 장치 구성 개념을 보여주는 개략도이다.
이하, 본 발명의 구현예들을 설명한다.
본 명세서에서 수소 공급 장치란 수소 발생 용기 또는 수소 공급 탱크를 포함한다.
본 명세서에서 수소 이용 장치란 수소를 공급받아 전력을 생산하는 연료전지와 같은 전력 생산 장치나 해당 전력 생산 장치로부터 동력의 전부 또는 일부를 제공받아 구동되는 자동차 또는 수소연소에너지를 이용한 수소엔진 등과 같이 수소를 이용하는 제반 장치를 포함한다.
열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 이용하면 최초 열을 가하여 수소를 발생시키고 이후 추가 열을 가하지 않더라도 해당 물질들이 자체 발열에 의하여 수소를 계속 발생시킬 수 있다.
예컨대, 아민 보란계 화합물들을 이용하여 초기 열을 가하여 열 분해 반응을 유도하고 나면 이후에는 발열 반응에 의하여 더 이상의 열을 제공하지 않더라도 지속적으로 탈수소화를 할 수 있다.
참고로, 열분해를 이용하는 수소 발생 방법은 고체 촉매나 액체 촉매를 이용하는 방법과 대비될 수 있다. 고체 촉매나 액체 촉매를 이용하는 방법은 열 분해에 의한 수소 발생에 요구되는 열 에너지원의 공급을 최소화하며 수소 발생 속도를 높이고자 하는 것이다. 고체 촉매 방법은 아민 보란을 고체 촉매에 담지시켜 용매에 녹이거나 물을 용매로 사용하여 아민 보란의 가수 분해를 통해 수소를 발생시킨다. 액체 촉매(산, 염기, 유기산, 이온성 액체) 방법의 경우에는 아민 보란의 탈수소화 또는 용매와의 동시 탈수소화를 통하여 수소를 발생시킨다.
위와 같은 촉매나 용매를 이용하지 않고도 아민 보란과 같은 수소 발생 물질로부터 열분해를 통하여 수소 발생을 하되 열 분해에 요구되는 열 에너지 원의 공급을 최소화하도록 수소 발생, 저장 및 공급 시스템을 설계하도록 하여야 한다.
촉매나 용매의 사용을 배제하고 수소 발생 물질의 열분해를 통한 수소 발생을 유도할 경우 수소 발생, 저장 및 공급 시스템의 구성에 많은 고려가 필요하다.
예컨대, 수소 발생 물질의 열분해를 통한 수소 발생 시 발생된 수소를 저장하는 용기는 고압(예컨대 20 기압 초과)이 되기 쉬운데, 고압 용기는 그 특성 상 전체 시스템을 무겁고 크게 만들게 된다. 더욱이, 고압 용기를 가벼운 중량으로 제작한다는 것은 기술적인 한계가 분명하며 실제로 구현하는 것은 극히 어렵다.
본 발명자들은, 수소 이용 장치의 실질적 응용과 상업화의 관점에서 수소 발생, 저장 및 공급 용기 내지 장치의 저압화, 경량화, 축소화, 내압화(고압에 견디도록 설계하는 것)에 주목한다.
또한, 용기의 저압화, 경량화, 축소화, 내압화 등의 문제뿐만 아니라 수소를 저장하고 공급하는 용기가 다양한 형태로 변형 가능한 것도 중요한 고려 사항이 된다. 예컨대 자동차로의 응용을 생각하면 자동차 내의 제한된 공간을 활용할 수 있도록 적절히 배치할 수 있고 사이즈의 축소화가 가능하며 일정 량 이상의 수소 발생 용량을 담보하는 것이 중요하다.
뿐만 아니라, 발열 반응에 의하여 수소가 발생하는 물질을 이용하여 수소를 발생시키고 저장하고 공급하는 시스템을 구성함에 있어서는 발열 반응에 의한 연쇄 반응 가능성에 대한 고려가 필요하다. 해당 수소 발생 물질을 수용하는 단위 용기들이 서로 지나치게 인접하게 되면 하나의 용기 에서의 발열 반응에 의하여 다른 용기에서의 수소 발생 반응이 시작되며, 이는 수소 발생 반응의 제어와 나아가 수소 이용 장치의 운전 제어를 어렵게 만들 뿐만 아니라 저압, 경량화, 축소화된 시스템 구성도 어렵게 만드는 요인이 된다.
본 발명은 이상과 같은 고려 사항을 기반으로 연구와 검토를 거듭하여 안출되었다.
본 발명의 구현예들에서는 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 수소 발생 용기를 기본 단위로 하고, 이를 수소 공급 탱크의 내부에 장착하도록 한다.
상기 수소 발생 물질에 초기에 가열 수단을 통하여 열(예를 들어 90℃이상)을 가하면 해당 물질로부터 탈수소화 발열 반응이 일어나게 되고, 해당 발열 반응으로부터의 열에 의하여, 가열 수단에 의한 초기 가열 외에 더 이상의 열을 제공하지 않더라도 계속 탈수소화 반응이 지속하여 발생 가능한 모든 수소를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예들에서는 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질에 열을 가하여 수소를 발생시킨 후 상기 수소 발생 용기로부터 배출된 수소를 탱크에 저장한 후 수소 이용 장치로 공급하도록 한다.
이에 따라, 외부로부터 가열 수단을 경유하여 제공되는 에너지, 예컨대 전원으로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 저항체를 수소 발생 물질의 가열 수단으로 이용하는 경우에는 외부로부터 제공하는 전력을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라(예컨대 70V 전원을 가열 수단인 저항체에 연결하는 경우 약 2분 이하로 전원을 가동하는 것에 의하여 발생 가능한 수소를 모두 발생시킬 수 있다), 수소 공급 장치를 저압, 경량화, 축소화할 수 있다.
상기 수소 발생 물질의 비제한적인 예시로서, 아민 보란계 화합물들이 있으며 예컨대, 암모니아 보란(NH3BH3)이 바람직하다. 상기 암모니아 보란은 예컨대 수소 함량 19.6%의 것을 사용할 수 있다.
상기 수소 발생 물질은 수소 발생 용기 내의 저장의 측면에서 고체인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 고체 수소 발생 물질은 펠렛 형태로 형성될 수 있다. 상기 펠렛은 관통 구멍을 가지는 것이며, 상기 관통 구멍을 따라서 상기 열을 제공하는 가열 수단 예컨대 히팅 로드가 지나가도록 할 수 있다. 여기서 상기 가열 수단은 수소 발생 용기로부터 분리 가능하도록 할 수 있다.
상기 수소 발생 물질을 원하는 형태로 제작하기 위하여 몰드를 미리 제작하고 이에 고체 수소 발생 물질을 넣은 후 몰딩하여 해당 형태의 수소 발생 물질을 성형할 수 있다.
본 발명의 구현예들에서는 수소 발생 물질을 펠렛으로 하고 이를 한정된 공간에 수용하는 수소 발생 용기를 사용함으로써 고체의 수소 발생 물질이 분해되어 기체가 되는 과정에서 자체발생열이 효과적으로 수소 발생 물질 전체로 전달되도록 할 수 있다.
본 발명의 예시적인 구현예에서, 수소 발생 용기는, 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 용기로서, 상기 저장 용기의 벽면에는 발생된 수소가 배출될 수 있는 수소 배출 통로가 형성되어 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 용기는 원통형 케이스이고, 원통형 케이스의 일측 원형 벽면에 수소가 배출될 수 있는 관통 공이 형성되어 있고, 상기 원통형 케이스 측면으로 라인 형상의 수소 배출 통로가 형성된 것이 바람직하다. 상기 수소 배출 통로는 수소 발생 과정에서 비산되는 물질을 용기 내에 존재하도록 그 배출 통로의 사이즈와 패턴을 조정할 수 있다.
본 발명의 구현예들에서, 수소 발생 용기의 재질은 한정되지 않지만, 가격이나 열전도율, 견고성 등이 특히 고려되어야 한다. 열전도율이 낮은 재질로 수소 발생 용기를 구성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 각 수소 발생 용기를 복수 개 수소 공급 탱크에 배열 시 인접한 수소 발생 용기들 사이에서 발생한 열로 인하여 가열 수단에 의한 별도의 열 제공 없이도 발열 반응하게 되는 것을 방지하기 위함이다. 수소 발생 용기의 재질의 비제한적인 예시로서, 엔지니어링 플라스틱이나 SUS 합금 또는 두랄루민 등이 있으며, 특히 두랄루민이 바람직하다. 참고로, 엔지니어링 플라스틱의 비제한적 예시로서 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등이 있다. SUS 합금의 비제한적 예시로서, SUS 304, SUS 316 합금 등이 있다.
상기 수소 발생 용기는 수소 공급 탱크에 장착되고 상기 용기로부터 배출된 수소는 수소 공급 탱크에 저장된 후 외부 수소 이용 장치로 공급될 수 있다.
본 발명의 구현예들에서는, 상기 수소 공급 탱크는, 탱크 내부에 상기 수소 발생 용기가 하나 이상 장착된 탱크로서, 상기 탱크에는 복수 개의 분할된 구획이 형성되어 있으며, 상기 분할된 각각의 구획에 상기 수소 발생 용기가 장착되는 것으로서, 상기 수소 발생 용기로부터 배출되는 수소를 저장하고 외부로 공급한다. 상기 탱크에는 상기 수소를 외부로 공급하기 위한 통로가 구비될 수 있다.
이러한 분할 구역의 설계는 수소 공급 탱크 내에서 복수 개의 수소 발생 용기의 장착을 용이하도록 하는 역할을 한다. 즉, 미리 수소 공급 탱크 내의 공간을 적절히 구획하여 수소 발생 용기가 일정한 간격으로 이격 배치됨으로써 최대한 장착될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 적절한 이격에 의하여, 어느 하나의 수소 발생 용기에서의 수소 발생 시의 발열에 의하여 다른 수소 발생 용기에서 가열 수단에 의한 열 제공이 없는 경우에도 수소가 발생하는 것을 방지하도록 할 수 있으며, 수소 발생 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 탱크의 분할된 구역의 설계는 상기한 바와 같이 수소 발생 용기를 적절히 배열시킬 수 있을 뿐만 아니라, 탱크가 견딜 수 있는 압력의 증가를 가져오고(즉, 내압화), 이를 통해 동일 중량의 탱크에서 향상된 수소 저장 용량을 구현할 수 있다. 참고로, 일반적으로 박스 형상의 탱크는 고압에 사용하기가 어렵지만, 탱크 내부의 분할 구획 설치 특히 격자 방식으로 분할 구획을 설계함으로써 박스 형상으로 탱크를 만드는 경우에도 고압에 견딜 수 있도록 하기가 용이하다.
예시적인 구현예에서, 상기 탱크의 분할된 구획은 내부에 설치된 분리 판에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 분리판은 탱크의 하우징과 연결되어 있는 것이 바람직하며, 이에 따라 탱크가 견딜 수 있는 압력을 더 증가시킬 수 있다.
이러한 구조는 경량의 소재로 탱크를 제조할 경우 경량의 소재가 가지는 내압의 한계를 극복할 수 있도록 한다.
예시적인 구현예에서, 상기 탱크의 분할된 구획은 격자 형태로 분할된 구획이며, 상기 분할된 구획의 각각에 하나의 수소 발생 용기가 장착되도록 할 수 있다. 상기 분할된 구획의 적어도 하나에는 상기 탱크로부터 외부로 수소를 배출하기 위하여 상기 수소 발생 용기가 장착되지 않는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 바람직하게는, 수소 발생 용기는 수소 공급 탱크의 각 분할된 구획에 장착되는데, 해당 수소 발생 용기는 각 구획에 부착 및 탈착 가능하도록 장착될 수 있다. 개별 수소 발생 용기 내의 수소 발생 물질로부터 수소를 모두 발생시킨 후 그 수소 발생 용기를 수소 공급 탱크로부터 탈착한 뒤, 해당 수소 발생 용기에 새로운 수소 발생 물질을 충진하거나 혹은 사용된 수소 발생 물질을 재생한 후 다시 충진한 다음 그 수소 발생 용기를 수소 공급 탱크에 다시 부착하도록 할 수 있다. 이상과 같이 부착 및 탈착 가능하도록 하는 구성에 의하여 수소 발생 용기의 장착을 자유로이 할 수 있게 된다.
일실시예에서, 수소 공급 탱크에는 격자 형상의 분할 구획이 예컨대 가로 5개 세로 5개의 25개가 형성될 수 있고, 가운데 구획은 수소 발생 용기가 장착되지 않으며, 탱크로부터 외부로 수소가 배출될 수 있는 수소 배출 통로의 역할을 수행하도록 할 수 있다.
저장하고자 하는 수소 용량에 비례하여 분할 구획수와 이에 따른 수소 발생 용기 수를 증가시킬 수 있는 것이다. 참고로, 수소 공급 탱크의 용량을 1.5 ~ 2 L로 하는 경우 30cc 수소 발생 용기 9 내지 49개, 바람직하게는 25개를 구비하도록 할 수 있다.
각 구획 내에 장착된 수소 발생 용기 간의 이격 거리는 서로 0.5cm 초과 2cm 이하의 간격인 것이 바람직하다. 어느 수소 발생 용기 2개를 서로 0.5cm 이하로 인접하게 하는 것은 연쇄 반응의 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 수소 발생 용기의 상호 이격 거리가 2cm 초과의 경우에는 수소 공급 탱크 사이즈를 크게 만들 수 있다.
일실시예에서, 수소 공급 탱크의 부피는 그 사용용도에 따라 2L 내지 70L인 것이 바람직하다. 구체적인 용량은 응용 분야에 따라서 상이할 수 있다. 참고로, 자동차에 응용되는 경우에는 예컨대 70L로 구성할 수 있다.
또한, 일실시예에서, 수소 공급 탱크에 저장된 수소 압력은 20 기압 이하의 저압인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 탱크는, 둘 이상의 탱크가 직렬로 연결됨으로써 수소 저장과 공급 효율을 높일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 둘 이상의 탱크는 일정 간격 이격하여 직렬로 연결되는 것이다.
예시적인 구현예에서, 상기 둘 이상의 직렬 연결된 탱크는, 수소 이송 튜브로 상호 연결되는 것이 바람직하다.
수소 공급 탱크는 경량 재질의 물질로 제조되는 것이 바람직하며, 그 비제한적인 예시로서, 엔지니어링 플라스틱, SUS 합금 또는 두랄루민 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 두랄루민이 바람직하다.
본 발명의 구현예들에서는, 수소 공급 탱크에 최소한의 열(또는 전력)을 가하여 수소를 발생시키면 반응열에 의하여 탈수소화의 자체 반응이 진행된다. 따라서 탱크의 압력을 측정하고 이를 바탕으로 일정 압력에 도달하면 에너지 공급(또는 전력 공급)을 제어하도록 하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 구현예들에 따른 수소 발생 장치는, 수소 발생 용기가 장착된 수소 공급 탱크와, 상기 수소 공급 탱크에 장착된 수소 발생 용기의 수소 발생 물질에 열을 제공하는 가열 수단에 전력을 공급하여 열을 발생시킬 수 있는 전원 및 상기 전원으로부터의 전력 공급을 제어하는 콘트롤러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 콘트롤러는 상기 수소 공급 탱크에 외장되는 형태인 것이 바람직하다. 상기 콘트롤러가 상기 수소 공급 탱크에 내장되는 경우 스파크 발생 우려가 있다. 참고로, 상기 콘트롤러는 예컨대 반도체 칩 형태의 것을 사용할 수 있다. 이러한 콘트롤러는 공지되어 있으며, 수소 이용 장치 예컨대 차량에 부착하여 사용할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 콘트롤러는 회로 기판에 연결되는 것이고, 상기 회로 기판에는 상기 수소 발생 물질에 열을 발생시킬 수 있는 가열 수단과 연결되는 전선이 기판 상에 배치되어 있다. 상기 회로 기판은 각 수소 공급 탱크의 외측에 설치될 수 있다. 이와 같이, 회로 기판을 각 수소 공급 탱크에 설치하는 것에 의하여 수소 공급 탱크의 수많은 배선으로 인한 복잡화 및 중량 증가를 방지하고 경량화를 이룰 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 공급 탱크는 복수 개의 탱크가 직렬 연결되어 수소 공급 탱크 패키지를 이루는 것이고, 상기 패키지에 대하여 하나의 콘트롤러를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 복수 개의 탱크를 직렬로 연결하여 하나의 패키지를 구성하고 이에 하나의 콘트롤러를 사용함으로써, 콘트롤러 숫자를 최소화하고 이에 따라 전체 시스템을 경량화 할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 수소 공급 탱크는 복수 개의 탱크가 직렬 연결되어 하나의 수소 공급 탱크 패키지를 이루는 것이고, 상기 하나의 패키지에 대하여 하나의 콘트롤러를 포함하며, 상기 하나의 콘트롤러가 상기 패키지 내 각 수소 공급 탱크의 외측에 장착된 상기 회로 기판에 각각 연결되는 것이 바람직하다.
수소 공급 탱크에는 탱크 내 압력 측정을 위한 압력 게이지나 압력 센서 등의 압력 측정 장치가 연결될 수 있다. 예컨대, 수소 공급 탱크에 압력 게이지나 센서가 직접 장착될 수 있다.
수소 공급 탱크에는 안전 밸브(safety valve)가 연결될 수 있다. 수소 공급 탱크의 압력이 일정 압력을 넘으면 안전 밸브를 열어서 수소 공급 탱크의 수소를 배출하도록 할 수 있다.
수소 공급 탱크에는 수소 공급 탱크로부터 배출되는 가스 중에 존재하는 고체 물질을 필터링하는 필터 장치 또는 상기 수소 공급 탱크로부터 배출되는 가스 중에 존재하는 수소 발생 반응의 기체 부산물을 포획하는 트랩 장치 중 하나 이상의 장치가 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 수소 공급 탱크로부터 배출되는 가스는 상기 필터 장치를 거친 후 상기 트랩 장치를 지날 수 있으며, 상기 트랩 장치를 지난 후 상기 필터 장치를 지날 수 있다.
수소 공급 탱크로부터 수소가 수소 이용 장치로 공급되기 전 수소의 배출을 조절하기 위한 조절 장치(regulator)가 더 구비될 수 있다.
수소 공급 탱크 등을 포함한 수소 공급 장치를 다음과 같이 구성할 수 있다.
즉, 수소 공급 장치는 수소 공급 탱크에 연결된 압력 측정 장치, 수소 공급 탱크에 연결된 밸브, 상기 밸브를 통과하여 배출되는 수소 포함 물질 중 고체 물질을 필터링하는 필터 장치, 수소 공급 탱크로부터 배출되는 수소 포함 물질 중 수소 발생 반응의 기체 부산물을 포획하는 트랩 장치를 포함할 수 있다. 상기 트랩 장치 내부에는 극성 물질을 용해시킬 수 있는 용매를 사용할 수 있고, 예컨대 물을 사용할 수 있다. 상기 수소 이용 장치로 수소를 배출하기 전 수소의 배출을 조절하는 조절 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따른 수소 이용 장치는 이상의 수소 공급 탱크나 수소 공급 장치로부터 수소를 공급 받아 이용하도록 하는 것으로서 수소를 공급 받아 연소를 시키거나 전력을 생산하는 장치이거나 상기 전력 생산 장치로부터 전력을 공급받아 구동되는 장치 등일 수 있다.
상기 수소 이용 장치는 연료전지 예컨대 고분자 전해질 연료전지일 수 있다. 또한, 상기 수소 이용 장치는 상기 연료전지로부터 전력을 공급 받는 자동차일 수 있다.
본 발명의 구현예들에서 수소 공급 탱크 내지 수소 공급 장치는 저압 및 경량화로 유지될 수 있고 발열 반응의 제어 및 저압 운전 제어가 용이하므로 특히 연료전지 자동차에 탑재하는 것이 유용하다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 구현예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 구현예에서의 수소 발생 용기를 보여주는 개략도이다.
도 1a를 참조하면, 수소 발생 용기(10)는 수소 발생 물질(5)(도 1b 참조)을 수용하는 용기로서, 상기 용기(10)는 원기둥 형상의 본체(11)와 상기 본체(11)의 측면에 형성된 라인 형상의 수소 배출 통로(12) 및 상기 본체의 일측 원형 면에 형성된 수소 배출을 위한 관통공(15)이 형성되어 있다.
상기 수소 발생 용기(10)는 상기 관통공(15)이 형성된 반대측이 오픈되어 있고, 해당 오픈 부위로 수소 발생 물질(5)(도 1b 참조)이 수용 또는 배출될 수 있다. 도 1a는 수소 발생 용기의 형상을 원기둥 형상으로 나타내지만 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 형상은 수소 발생 물질의 형태 및 수소 공급 탱크의 형상에 따라서 다양하게 디자인될 수 있다.
상기 수소 발생 용기(10)의 오픈 부위로 가열 수단 예컨대 외부 전원으로부터 전력을 공급 받아 열을 발생시키는 히팅 로드(40)가 장입될 수 있다. 상기 히팅 로드(40)에는 전원에 연결되도록 전선(41)이 구비될 수 있다(도 1c 참조).
상기 수소 발생 용기(10)에 수용되는 수소 발생 물질(5)은 관통 구멍이 형성된 고체 펠렛 형태일 수 있다(도 1b 참조).
앞서 언급한 바와 같은 히팅 로드(도 1c 참조)는 펠렛 형태의 수소 발생 물질의 관통 구멍을 따라서 내부 저장 용기에서 존재할 수 있다.
수소 발생 용기(10)의 부피는 후술하는 수소 공급 탱크의 부피에 따라서 달라지지만, 7cc 내지 20cc인 것이 경량, 축소화된 수소 공급 시스템을 제조할 수 있고, 후술하는 바와 같이 20 기압 이하의 저압 수소 공급 탱크를 형성할 수 있으므로 바람직하다.
앞서 언급한 바와 같이, 수소 발생 용기는 경량 재질로 제조되는 것이 바람직하며, 비제한적인 예시로서, 엔지니어링 플라스틱이나 SUS 합금 또는 두랄루민 등으로 제작할 수 있고, 특히 튼튼하고 가볍다는 점 등에서 두랄루민이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 수소 공급 탱크를 보여주는 개략도이다. 구체적으로, 도 2a는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 수소 공급 탱크의 하부 하우징을 나타내는 개략도이고, 도 2b는 도 2a의 하부 하우징 단면을 나타내는 개략도이다. 도 2c는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 수소 공급 탱크의 상부 하우징을 나타내는 개략도이고, 도 2d는 도 2c의 상부 하우징 단면을 나타내는 개략도이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 수소 공급 탱크의 하부 하우징(120)은 수소 발생 용기(10)가 장착될 수 있는 분할 구획을 가진다. 상기 분할 구획은 구획을 분리하기 위한 분리판(20)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 분리판(20)은 탱크의 하부 하우징(120)에 설치될 수 있으며, 바람직하게는 하부 하우징에 일체화되어 있다.
도 2a는 가로 5개 및 세로 5개의 총 25개의 분할 구획이 형성된 것을 보여준다. 그 중 가운데 위치하는 분할 구획에는 수소 발생 용기가 장착되지 않는다. 해당 구획은 발생된 수소의 배출 통로 역할을 할 수 있다.
도 2c 및 2d를 참조하면, 수소 공급 탱크의 상부 하우징(130)은 상기한 하부 하우징(120)과 대응될 수 있는 분할 구획을 가진다. 해당 분할 구획에 의하여 형성된 공간에 수소 발생 용기(10)가 위치하게 된다. 상기 분할 구획 역시 구획을 분리하기 위한 분리판(20)에 의하여 형성될 수 있으며, 상기 분리판(20)은 상부 하우징(130)에 설치될 수 있으며, 바람직하게는 상부 하우징에 일체화되어 있다.
도 2c는 도 2a와 마찬가지로 가로 5개 및 세로 5개의 총 25개의 분할 구획이 형성된 것을 보여준다. 그 중 가운데 위치하는 분할 구획에는 수소 발생 용기가 장착되지 않는 공간으로서 수소의 배출 통로 역할을 할 수 있다. 해당 분할 구획은 발생된 수소의 배출 통로 역할을 할 수 있다.
도 2d에 도시한 바와 같이, 수소 발생 용기(10)가 장착되는 경우 수소 발생 용기 내에 장입된 히팅 로드(40)에 연결된 전선(41)(도 1c 참조)이 수소 공급 탱크의 하부 하우징(120)으로부터 빠져 나와 외부의 콘트롤러로 연결될 수 있다.
도 2e는 본 발명의 예시적인 구현예에서, 수소 발생 용기 24개가 수소 공급 탱크 하부 하우징 내에 장착된 모습을 나타내는 개략도이다.
한편, 상기 전선(41)을 각 히팅 로드 별도 각각 수소 발생 용기로부터 빼내고, 이를 다시 수소 공급 탱크로로부터 외부로 빼내어 전원에 연결하는 경우 무수히 많은 전선에 의한 공간 부족 문제 및 전선 정리의 어려움이 발생하게 되므로, 상기 수소 공급 탱크의 외측에 회로 기판을 설치하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 회로 기판은 각각의 히팅 로드와 전원을 연결하는 전선을 기판상에 일괄 형성한 것이다.
도 2f는 본 발명의 예시적인 구현예에서 각 수소 발생 용기의 히팅 로드에 전원을 공급하기 위한 회로 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 회로(50)는 각각의 수소 발생 용기 중의 히팅 로드와 연결될 전선을 배치하는 것이다. 이러한 회로(50)는 기판 상에 형성되어 회로 기판을 구성한다. 회로를 기판 위에 형성하는 방법 자체는 잘 알려져 있다.
상기 회로 기판은 콘트롤러로 연결될 수 있고, 상기 콘트롤러에 의한 신호에 따라서 각 회로로 전원이 배분되고 이에 따라 각 수소 공급 용기의 히팅 로드로 전원이 배분되어 공급되도록 할 수 있다.
참고로, 수소 발생 시의 발열에 의한 온도 상승(예컨대 약 150도)이 주변 고체 수소 발생물질의 수소 발생 반응을 진행할 수 없도록 각 수소 발생 용기는 적절한 간격을 두어야 한다.
수소 발생 용기간 간격은 구획 분할 디자인에 영향을 주는데, 해당 간격은 제한되지 않지만, 0.5cm 초과 2cm 이하의 간격인 것이 바람직하다. 0.5cm 이하인 경우 인접하는 수소 발생 용기에서 가열 수단에 의한 가열 제공이 없이도 연쇄 반응이 발생하기 시작할 우려가 있다. 2cm 초과의 경우에는 탱크 사이즈가 증가할 수 있다.
수소 공급 탱크(100)의 부피는 그 용도에 따라 2L 내지 70L 인 것이 경량, 축소화의 관점에서 바람직하다. 또한, 수소 공급 탱크(100)는 내부 압력이 20 기압 이하의 저압이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 예시적인 구현예들에 있어서, 복수 개의 수소 공급 탱크가 직렬 배치되어 하나의 패키지를 이룬 모습을 보여주는 개략도이다. 도 3은 3개를 하나의 패키지로 보여주지만 반드시 하나의 패키지 중 수소 공급 탱크 개수가 3개로 한정되는 것은 아니라는 점이 이해될 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구현예들에 따른 수소 공급 탱크(150)는 복수 개가 직렬 연결된다. 상기 직렬로 연결된 탱크와 탱크간에는 수소를 이송하는 튜브(300)가 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이 수소 공급 탱크 복수개를 직렬 연결 시 압력조정 및 적정 규모의 수소공급장치 구성에 효과적으로 이용할 수 있게 된다.
이와 같이 각 수소 공급 탱크(150)를 연결하는 경우 특히 앞서 설명한 바와 같이 회로 기판이 각 수소 공급 탱크(150)에 각각 구비되는 것이 전선의 문제를 해결할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 이와 같이 복수 개의 탱크가 직렬 연결되어 수소 공급 탱크 패키지를 이루는 경우, 상기 패키지에 대하여 하나의 콘트롤러를 사용함으로써,콘트롤러 숫자를 최소화하고 이에 따라 전체 시스템을 경량화 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 구현예들에 있어서, 수소 공급 탱크를 포함하는 수소 공급 장치 구성 개념을 보여주는 개략도이다.
도 4를 참조하면, 수소 공급 탱크(H)에는 압력 측정 장치(G)가 연결되어 수소 공급 탱크의 압력을 측정하고, 또한 수소 공급 탱크에는 안전 밸브(S)가 장착되어 있다. 상기 압력 측정 장치(G)는 콘트롤러(C)에 연결되고 콘트롤러(C)는 측정된 압력을 기반으로 하여 수소 공급 탱크의 가열 수단과 연결된 전원(P)에서의 전력 공급을 제어하도록 한다.
수소 공급 탱크로부터 발생된 수소 포함 물질은 필터 장치(F)를 통과하면서 해당 수소 포함 물질 중 고체 물질을 필터링하게 된다. 상기 필터링 장치(F)를 거친 수소 포함 물질 중 수소 발생 반응의 기체 부산물은 트랩 장치(T)를 거치면서 포획된다. 상기 트랩 장치(T) 내부에는 극성 물질을 용해시킬 수 있는 용매(예컨대 물)를 사용할 수 있다. 상기 트랩 장치(T)를 지난 수소는 조절 장치(R)을 거쳐서 수소 이용 장치로 배출될 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 구현예들에 따른 수소 공급 방식에서는, 열 제공에 의하여 발열 및 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 이용하여 고효율 및 저압, 경량화, 내압화, 다양화된 방식으로 수소를 저장하고 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 발열 반응의 제어 및 저압 운전 제어가 용이하게 된다.
해당 수소 공급 장치 내지 방법은 연료전지 자동차에 탑재 되어 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하지만, 이하의 실시예들에 기재된 내용에 본 발명이 한정되지 않는다. 예컨대, 실시예들에 기재된 수소 발생 용기와 탱크의 규격, 재질, 배열 등은 예시로서 기재하는 것임이 당업자에게 이해될 것이다.
[실시예 1]
도 1에 도시한 바와 같이 수소 발생 용기를 구성하였다.
위와 같이 구성한 해당 수소 발생 용기 24개를 도 2와 같은 25개의 분할 구획을 가지는 수소 공급 탱크에 장착하였다. 수소 발생 용기 이격 거리는 1cm로 하였다. 수소 공급 탱크는 전체 가로 세로 길이가 각각 180cm가 되도록 하였다.
상기 수소 발생 용기의 부피는 각각 9 cc이었고 두랄루민으로 제작하였다. 상기 수소 공급 탱크의 부피는 1.7L이었고 두랄루민으로 제작하였다.
수소 공급 탱크 내 회로 기판을 장착하고 상기 회로 기판에 24개의 히팅 로드를 장착하였다(도 2e 참조). 상기 히팅 로드는 125 옴 저항선을 사용하였으며, 회로 기판에 공급되는 전원으로는 70V 전원을 사용하였다.
본 실시예 1에서의 테스트를 위하여, 상기 수소 발생 용기 24개에는 평균 4.62 g의 암모니아 보란을 충진하였다.
전원 공급 제어에 있어서, 125옴 저항선에 70V 전원을 사용한 경우 1분 30초 동안만 히팅 로드에 전력을 공급하였으며, 발생 가능한 모든 수소가 발생하였다. 이웃하는 수소 발생 용기에서의 반응열에 의한 연쇄 반응은 없었다. 장착된 수소 발생 용기에서는 평균 4.2 L의 수소가 발생하였고, 전체 탱크에서의 압력은 2 기압 이하로 유지되었다. 이는 암모니아 보란으로부터 8.12 wt%의 수소가 발생된 결과이다.
다음 표 1에 전체 수소 발생 용기 24개 중 임의의 4개의 수소 발생 용기에 대한 각 암모니아 보란(AB)의 양과 수소 발생량 등의 정보를 기재하였다.
AB (g) AB (gmol) 수소 발생량(L) H2/AB (wt%)
1 5.07 0.165 3.842 6.766
2 5.24 0.170 5.498 9.368
3 4.14 0.134 3.990 8.605
4 4.02 0.130 3.478 7.725
평균 4.618 0.150 4.202 8.116
이상에서 본 발명의 비제한적이고 예시적인 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상은 첨부 도면이나 상기 설명 내용에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하며, 또한, 이러한 형태의 변형은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 할 것이다.
5: 수소 발생 물질 10: 수소 발생 용기
11: 용기 본체 12: 라인 형상 수소 배출 통로
15: 관통 공 20: 분리판
40: 히팅 로드 41: 전선
120: 수소 공급 탱크의 하부 하우징
110: 수소 공급 탱크의 상부 하우징
300: 수소 이송 튜브
C: 콘트롤러 F: 필터링 장치
G: 압력 측정 장치 H: 수소 공급 탱크
P: 전원 R: 조절 장치
S: 안전 밸브 T: 트랩 장치

Claims (41)

  1. 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 용기로서, 상기 용기의 벽면에는 발생된 수소가 배출될 수 있는 수소 배출 통로가 형성된 수소 발생 용기가 하나 이상 장착되는 탱크이고,
    상기 탱크 내부에는 복수 개의 분할된 구획이 분리판에 의하여 형성되며,
    상기 분할된 각각의 구획에 상기 수소 발생 용기가 장착되어 상기 수소 발생 용기는 상호 이격 되는 것이며,
    상기 수소 발생 용기로부터 배출되는 수소를 저장하고 외부로 공급하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탱크의 분할된 구획은 격자 형태로 분할된 구획이며, 상기 분할된 구획의 적어도 하나에는 상기 탱크로부터 외부로 수소를 배출하기 위하여 상기 수소 발생 용기가 장착되지 않는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탱크는 복수개의 탱크가 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 직렬 연결된 탱크는, 수소 이송 튜브로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 공급 탱크의 외측에 회로 기판이 설치되고, 상기 회로 기판에는 상기 수소 발생 물질에 열을 가하는 가열 수단과 연결된 전선이 배치되는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 탱크는 박스 타입의 탱크이며, 격자 형태의 분할된 구획이 형성된 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 용기는 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 원통형 용기이고,
    상기 원통형 용기의 일측 원형 벽면에 수소가 배출될 수 있는 관통 공이 형성되어 있고,
    상기 원통형 용기의 측면으로 라인 형상의 수소 배출 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 물질은 관통 구멍이 형성된 펠렛 형태인 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 용기는 상기 수소 발생 물질에 열을 제공할 수 있는 가열 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가열 수단은 전원으로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 가열 수단은 수소 발생 용기로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 용기 부피는 7cc 내지 20cc인 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 용기는 엔지니어링 플라스틱, SUS 합금 또는 두랄루민 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 물질은 아민 보란계 물질인 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 물질은 암모니아 보란인 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 발생 용기는 상기 수소 공급 탱크에 부착 및 탈착 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  18. 제 1 항에 있어서,
    어느 하나의 수소 발생 용기에서의 수소 발생 시의 발열에 의하여 다른 수소 발생 용기에서 가열 수단에 의한 열 제공이 없는 경우에도 수소가 발생하는 것을 방지하도록 복수 개의 수소 발생 용기가 일정 간격 이격되는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  19. 제 18 항에 있어서,
    수소 발생 용기는 서로 0.5cm 초과 2cm 이하의 간격으로 이격하여 배열되는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  20. 제 1 항에 있어서,
    수소 공급 탱크의 부피는 2L 내지 70L인 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 공급 탱크에 저장된 수소 압력이 20 기압 이하인 수소 공급 탱크.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 공급 탱크는 엔지니어링 플라스틱, SUS 합금 또는 두랄루민 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 공급 탱크에는 압력 측정 장치가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 공급 탱크에 안전 밸브가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  25. 제 1 항에 있어서,
    수소 공급 탱크에는 상기 수소 공급 탱크로부터 배출되는 가스 중에 존재하는 고체 물질을 필터링하는 필터 장치 또는 상기 수소 공급 탱크로부터 배출되는 가스 중에 존재하는 수소 발생 반응의 기체 부산물을 포획하는 트랩 장치 중 하나 이상의 장치가 연결되는 것을 특징으로 하는 수소 공급 탱크.
  26. 제 1 항에 따른 수소 공급 탱크;
    상기 수소 공급 탱크에 장착된 수소 발생 용기의 수소 발생 물질에 열을 제공하는 가열 수단에 전력을 공급하여 열을 발생시킬 수 있는 전원; 및
    상기 전원으로부터의 전력 공급을 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 수소 공급 탱크는 복수 개의 탱크가 직렬 연결되어 하나의 수소 공급 탱크 패키지를 이루는 것이고, 상기 하나의 패키지에 대하여 하나의 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 수소 공급 탱크의 외측에 설치되는 회로 기판에 연결되는 것이고, 상기 회로 기판에는 상기 가열 수단과 연결된 전선이 배치되는 것을 특징으로 하는 수소 공급 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 수소 공급 탱크에 연결된 압력 측정 장치를 더 포함하고,
    상기 압력 측정 장치의 압력이 일정 압력에 이르면 전원으로부터 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    수소 공급 탱크에 연결된 밸브;
    상기 밸브를 통과하여 배출되는 수소 포함 물질 중 고체 물질을 필터링하는 필터 장치;
    상기 필터링 장치를 통과하여 배출되는 수소 포함 물질 중 수소 발생 반응의 기체 부산물을 포획하는 트랩 장치; 및
    상기 트랩 장치를 통과하여 배출되는 수소의 배출을 조절하는 조절 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 장치.
  31. 제 1 항에 따른 수소 공급 탱크를 포함하는 수소 이용 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 수소 이용 장치는 상기 수소 공급 탱크로부터 수소를 공급 받는 연료 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 이용 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 수소 이용 장치는 상기 연료전지로부터 동력의 전부 또는 일부를 전달 받아 구동되는 자동차인 수소 이용 장치.
  34. 제 26 항에 따른 수소 공급 장치를 포함하는 수소 이용 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 수소 이용 장치는 상기 수소 공급 탱크로부터 수소를 공급 받는 연료 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 이용 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 수소 이용 장치는 상기 연료전지로부터 동력의 전부 또는 일부를 전달 받아 구동되는 자동차인 수소 이용 장치.
  37. 열을 가하면 발열하면서 탈수소화가 가능한 수소 발생 물질을 수용할 수 있는 용기로서, 상기 용기의 벽면에는 발생된 수소가 배출될 수 있는 수소 배출 통로가 형성된 수소 발생 용기 내부의 수소 발생 물질에 열을 가하여 수소를 발생시키는 단계;
    상기 수소 발생 용기로부터 발생된 수소를 배출시키는 단계; 및
    상기 수소 발생 용기를 상호 이격시켜 장착하기 위하여 분리판으로 분할 구획된 탱크에 상기 배출된 수소를 저장한 후 수소 이용 장치로 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    초기 열을 가한 후 수소가 발생하기 시작하면 가열을 중지하고 수소 발생 물질의 반응열에 의하여 수소를 발생시키는 것을 특징으로 하는 수소 공급 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    탱크에 저장된 수소 압력을 측정하여 수소 압력이 일정 압력을 넘으면 수소 발생 물질에 대한 가열을 중지하는 것을 특징으로 하는 수소 공급 방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    저장된 수소 압력이 일정 압력을 넘으면 탱크 밸브를 열어 수소를 배출시키는 것을 특징으로 하는 수소 공급 방법.
  41. 제 37 항에 있어서,
    탱크 내 압력이 20 기압 이하가 유지되도록 하는 수소 공급 방법.
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