KR101147234B1 - 연료 전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 열원에 의한 개질 촉매 반응을 통해 상기 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기; 상기 수소 가스와 산소의 산화 반응을 통해 열 에너지를 발생시키면서 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키고, 이 수소 가스를 상기 전기 발생부로 공급하는 적어도 하나의 일산화탄소 정화기; 상기 연료를 상기 개질기로 공급하는 연료 공급원; 상기 산소를 상기 일산화탄소 정화기 및 전기 발생부로 각각 공급하는 산소 공급원; 및 시스템의 초기 기동시, 상기 일산화탄소 정화기의 기설정된 반응 개시 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 산소량 보다 많은 양의 산소를 상기 일산화탄소 정화기로 공급하도록 상기 산소 공급원을 제어하는 컨트롤유니트를 포함한다.
Figure R1020040083451
연료전지, 전기발생부, 스택, 개질기, 일산화탄소정화기, 연료공급원, 산소공급원, 컨트롤유니트, 공기량, 조절, 열에너지

Description

연료 전지 시스템 {FUEL CELL SYSTEM}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 스택의 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도이다.
본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일산화탄소 정화기의 구동 제어 구조를 개선한 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 메탄올과 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와, 산소 또는 산소를 포함한 공기의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.
상기 연료 전지는 메탄올 또는 에탄올 등을 개질하여 만들어진 수소를 연료로 사용하여 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 갖는다.
이와 같은 연료 전지는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 연료 처리장치, 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 이 중에서 상기 연료 처리장치는 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키는 개질기와, 이 수소 가스와 산소의 산화 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 정화기 예컨대, 통상적으로 널리 알려진 PROX 반응기로 구성된다.
이러한 종래의 연료 전지 시스템에 있어 상기한 일산화탄소 정화기는 시스템의 초기 기동시, 별도 구비된 히팅부재 예컨대, 열선을 통해 예컨대, 150～200℃ 열원을 발생시키고, 개질기로부터 발생되는 수소 가스와 이 수소 가스의 공급량에 대한 공기 공급량의 비례 정수가 1～3에 해당하는 공기를 공급받아 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시킨다.
그런데 종래의 연료 전지 시스템은 초기 기동시, 일산화탄소 정화기의 기설정된 반응 개시 온도를 유지시키기 위해 히팅부재를 구비하고 있는 바, 이 히팅부재를 가동시키기 위해 스택에서 생산되는 전력을 소모하게 된다. 따라서 종래의 연료 전지 시스템은 스택에서 생산되는 전력의 소모량(기생전력)이 증가하게 되고, 일산화탄소 정화기를 가열하는데 따른 기동 시간이 길어지게 되어 전체 시스템의 성능 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안한 것으로서, 그 목적은 일산화탄소 정화기의 초기 기동 시간을 단축시키고, 전체 시스템의 기생전력을 줄일 수 있는 연료 전지 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 열원에 의한 개질 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기; 및 상기 수소 가스와 산소의 산화 반응을 통해 열 에너지를 발생시키면서 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 정화기를 포함하며,
시스템의 초기 기동시, 상기 일산화탄소 정화기로 공급되는 산소의 양을 조절하여 상기 일산화탄소 정화기로부터 기설정된 반응 개시 온도 범위를 초과하는 열 에너지를 발생시키는 구조로 되어 있다.
본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 일산화탄소 정화기는 상기 수소 가스와 산소의 선택적 산화(Preferential CO Oxidation: PROX) 촉매 반응을 일으키는 구조로 이루어진다.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 산소 공급원은 시스템의 초기 기동시, 상기 일산화탄소 정화기의 기설정된 반응 개시 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 산소량 보다 많은 양의 산소를 상기 일산화탄소 정화기로 공급하도록 구성된다.
아울러 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 열원에 의한 개질 촉매 반응을 통해 상기 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기; 상기 수소 가스와 산소의 산화 반응을 통 해 열 에너지를 발생시키면서 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키고, 이 수소 가스를 상기 전기 발생부로 공급하는 적어도 하나의 일산화탄소 정화기; 상기 연료를 상기 개질기로 공급하는 연료 공급원; 상기 산소를 상기 일산화탄소 정화기 및 전기 발생부로 각각 공급하는 산소 공급원; 및 시스템의 초기 기동시, 상기 일산화탄소 정화기의 기설정된 반응 개시 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 산소량 보다 많은 양의 산소를 상기 일산화탄소 정화기로 공급하도록 상기 산소 공급원을 제어하는 컨트롤유니트를 포함한다.
본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 산소 공급원은 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 일산화탄소 정화기 및 전기 발생부로 각각 공급하는 적어도 하나의 공기 펌프를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 컨트롤유니트는 상기 공기 펌프에 연결 설치되어 이 공기 펌프의 펌핑 압력을 제어하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 컨트롤유니트는 상기 공기 펌프와 일산화탄소 정화기의 공기 공급 경로 상에 설치되어 상기 공기의 유량을 제어하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 컨트롤유니트는 상기 일산화탄소 정화기로 공급되는 공기의 양을 조절하여 수소 가스 공급량에 대한 공기 공급량의 비례정수를 조절할 수 있다. 이 경우 상기 비례정수는 3～20을 만족하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 연료 공급원은, 상기 연료를 저장하는 연료 탱크; 및 상기 연료 탱크에 연결 설치되어 상기 연료를 배출시키는 연료 펌프를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 상기 열원을 발생시키고, 이 열원을 상기 개질기에 제공하는 버너를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 전기 발생부를 복수로 구비하여 이들 전기 발생부의 집합체 구조에 의한 스택을 형성할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시한 스택의 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.
이 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)을 설명하면, 이 연료 전지 시스템(100)은, 수소를 함유한 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스와 산화제 가스를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrode Membrane Fuel Cell; PEMFC) 방식을 채용한다.
이러한 연료 전지 시스템(100)에 있어 전기를 발생시키기 위한 연료라 함은 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스 등과 같이 액상 또는 기체 상태로 이루어진 연료를 의미한다. 그러나 본 실시예에서는 편의상 액상으로 이루어진 연료로부터 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스와 산화제 가스의 반응에 의하여 전기 에너지를 발생시키는 예를 설명한다.
그리고 본 시스템(100)은 수소 가스와 반응하는 산화제 가스로서 별도의 저장수단에 저장된 산소 가스를 사용할 수 있으며, 산소를 함유하고 있는 공기를 그대로 사용할 수도 있다. 그러나 이하에서는 후자의 예를 설명한다.
본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은, 기본적으로 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부(11)와, 열원에 의한 개질 촉매 반응을 통해 전술한 바 있는 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기(20)와, 상기 열원을 발생시키고 이 열원을 개질기(20)에 제공하는 버너(30)와, 상기 수소 가스와 산소의 산화 반응을 통해 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 정화기(40)와, 상기 연료를 개질기(20)로 공급하는 연료 공급원(50)과, 산소를 일산화탄소 정화기(40)와 전기 발생부(11)로 각각 공급하는 산소 공급원(70)을 포함하여 구성된다.
상기 전기 발생부(11)는 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode assembly: MEA)(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(separator)(당업계에서는 '바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)'라고도 한다.)(16)를 배치하여 전기를 발생시키는 최소 단위의 연료 전지로 구성된다. 따라서 본 발명에 의한 연료 전지 시스템(100)은 상기와 같이 구성되는 전기 발생부(11)를 복수로 구비하고 이들 전기 발생부(11)를 연속 배치함으로써, 본 실시예에 의한 전기 발생부(11)의 집합체 구조인 스택(stack)(10)을 형성할 수 있다. 이러한 스택(10)은 통상적인 PEMFC 방식의 스택 구성으로 이루어질 수 있으므로, 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략하기로 한다.
본 발명에 적용되는 개질기(20)는 열원에 의한 개질 촉매 반응 예컨대, 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응을 통해 상기한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 통상적인 개질기의 구조로 이루어진다. 이 때 상기 개질기(20)는 위의 개질 촉매 반응을 촉진시키기 위한 통상적인 촉매를 충전 형성하고 있는 원통형 타입의 반응기를 구비할 수 있으며, 소정 플레이트의 평면 상에 채널을 형성하고 이 채널의 내표면에 촉매층을 형성하는 기판 타입의 반응기를 구비할 수도 있다.
상기한 열원을 개질기(20)에 제공하는 버너(30)는 개질기(20)와 연결 설치되는 것으로, 공기와 함께 연료, 예컨대, 메탄올, 에탄올과 같은 액상의 연료 또는 메탄 가스, 프로판 가스와 같은 기체 상태의 연료를 착화 연소시켜 기설정된 온도 범위의 열원을 발생시키는 통상적인 구조의 버너를 구비할 수 있다. 대안으로서 본 발명에 적용되는 버너(30)는 상기한 연료와 공기의 산화 촉매 반응을 통해 기설정된 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 통상적인 구조의 버너를 구비할 수도 있다.
본 발명에 있어 상기 개질기(20)로부터 발생되는 수소 가스 중의 일산화탄소를 정화시키기 위한 일산화탄소 정화기(40)는 상기한 수소 가스와, 공기 중에 함유 된 산소의 선택적 산화(Preferential CO Oxidation: PROX) 촉매 반응을 통해 소정의 열 에너지를 발생시키고, 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 구조로 이루어진다. 이 때 상기한 일산화탄소 정화기(40)는 산소 공급원(70)으로부터 공급되는 산소의 양에 따라 서로 다른 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 고유한 특성을 갖고 있다. 이러한 일산화탄소 정화기(40)는 위의 산화 촉매 반응을 촉진시키기 위한 통상적인 촉매를 충전 형성하고 있는 원통형 타입의 반응기를 구비할 수 있으며, 소정 플레이트의 평면 상에 채널을 형성하고 이 채널의 내표면에 촉매층을 형성하는 기판 타입의 반응기를 구비할 수도 있다.
전술한 바 있는 개질기(20)로 연료를 공급하는 연료 공급원(50)은 연료를 저장하는 연료 탱크(51)와, 이 연료 탱크(51)에 연결 설치되어 상기 연료를 배출시키는 연료 펌프(53)를 포함하고 있다. 그리고 상기 산소 공급원(70)은 소정의 펌핑력으로 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 일산화탄소 정화기(40)와 전기 발생부(11)로 공급하는 각각의 제1,2 공기 펌프(71, 72)를 포함하고 있다.
상기와 같이 구성되는 연료 전지 시스템(100)에 있어, 본 발명에 따른 컨트롤유니트(80)가 제공되는 바, 이 컨트롤유니트(80)는 상기 제2 공기 펌프(72)의 펌핑 압력을 제어하여 일산화탄소 정화기(40)로 공급되는 공기의 양을 조절하는 기능을 하게 된다.
구체적으로, 상기 컨트롤유니트(80)는 제2 공기 펌프(72)에 연결 설치되어 이 제2 공기 펌프(72)의 구동을 제어하는 통상적인 마이컴(81)을 구비하고 있다. 이러한 마이컴(81)은 본 시스템(100)의 초기 기동시, 일산화탄소 정화기(40)로 공 급되는 공기의 양을 조절하여 이 일산화탄소 정화기(40)로부터 기설정된 반응 개시 온도 범위 예컨대, 150～200℃를 초과하는 열 에너지를 발생시키는 기능을 하게 된다. 즉, 상기 마이컴(81)은 시스템(100)의 초기 기동시, 일산화탄소 정화기(40)의 기설정된 반응 개시 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 공기량 보다 많은 양의 공기를 상기 일산화탄소 정화기(40)로 공급할 수 있도록 제2 공기 펌프(72)의 구동을 제어한다.
이에 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은, 종래의 연료 전지 시스템에 있어 초기 기동시 일산화탄소 정화기로 공급되는 수소 가스량에 대한 공기 공급량의 비례 정수가 1～3 임을 감안할 때, 초기 기동시 컨트롤유니트(80)를 통해 제2 공기 펌프(72)의 펌핑 압력을 제어하여 상기 비례 정수가 3～20에 해당하는 공기량을 일산화탄소 정화기(40)로 공급할 수 있다. 여기서 상기 비례 정수에 상응하는 공기량은 일산화탄소 정화기(40)를 별도로 가열할 필요 없이 수소 가스와 공기의 산화 반응을 통해 기설정된 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 정도의 양에 해당한다.
따라서 본 시스템(100)은, 상기와 같이 산소의 양에 따라 서로 다른 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 일산화탄소 정화기(40)의 고유한 특성을 이용하여, 초기 기동시 외부의 가열 없이 일산화탄소 정화기(40)로부터 상기 기설정된 반응 개시 온도 범위의 열 에너지를 발생시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 시스템(100)의 초기 기동시, 버너(30)를 가동시켜 연료 예컨대, 메탄 가스 또는 프로판 가스 등의 연료와 공기의 착화 연소 방식 또는 이 연료와 공기의 산화 촉매 반응 방식으로 열원을 발생시키고, 이 열원을 개질기(20)로 공급한다.
이어서, 연료 펌프(53)를 가동시켜 연료 탱크(51)에 저장된 연료를 상기 개질기(20)로 공급한다. 그러면 개질기(20)에서는 상기한 열원을 흡열하여 촉매에 의한 개질 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 수소 가스를 발생시킨다. 이 때 개질기(20)는 상기한 개질 촉매 반응을 완전히 행하는 것이 곤란하여 부(副) 생성물로서 일산화탄소가 미량 함유된 수소 가스를 발생시키게 된다.
다음, 상기한 수소 가스를 일산화탄소 정화기(40)로 공급하고, 제2 공기 펌프(72)를 가동시켜 공기를 일산화탄소 정화기(40)로 공급한다. 이 때 상기 제2 공기 펌프(72)는 컨트롤유니트(80)에 의해 그 펌핑 압력이 제어되어 수소 가스량에 대한 공기 공급량의 비례 정수가 3～20에 해당하는 공기의 양을 일산화탄소 정화기(40)로 공급한다. 그러면, 상기 일산화탄소 정화기(40)는, 산소의 양에 따라 서로 다른 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 고유한 특성을 가지고 있기 때문에, 수소 가스와 공기 중에 함유된 산소의 산화 반응을 통해 이 수소 가스와 공기를 연소시키면서 신속하게 기설정된 반응 개시 온도 범위 예컨대, 150～200℃를 초과하는 열 에너지를 발생시키게 된다. 이 때 수소 가스와 공기는 상기한 온도 범위의 열에 의해 거의 완전 연소된 상태에 있다.
이와 같은 과정을 거친 본 시스템(100)의 정상 운전 모드시, 연료 펌프(53) 의 가동에 의하여 연료 탱크(51)에 저장된 연료를 개질기(20)로 공급한다. 그러면 개질기(20)에서는 언급한 바 있듯이 버너(30)로부터 발생하는 열원을 흡열하여 촉매에 의한 개질 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 미량의 수소 가스를 함유하고 있는 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스를 일산화탄소 정화기(40)로 공급한다.
이어서, 컨트롤유니트(80)는 제2 공기 펌프(72)의 펌핑 압력을 제어하여 종래와 같이 수소 가스량에 대한 공기 공급량의 비례 정수가 1～3에 해당하는 공기의 양을 일산화탄소 정화기(40)로 공급한다. 그러면 일산화탄소 정화기(40)는 수소 가스와 공기 중에 함유된 산소의 산화 반응을 통해 기설정된 반응 개시 온도 범위 예컨대, 150～200℃를 만족하는 열 에너지를 발생시키면서 이 수소 가스 중에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시킨다.
다음, 상기한 수소 가스를 스택(10)의 전기 발생부(11)로 공급하고, 이와 동시에 제1 공기 펌프(71)를 가동시켜 공기를 상기 전기 발생부(11)로 공급한다. 그러면 상기 전기 발생부(11)에서는 수소 가스 중의 수소와 공기 중에 함유된 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키게 된다.
따라서 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은 이와 같은 정상 운전 모드시의 반복적인 동작에 의하여 기설정된 출력량의 전기 에너지를 소정 로드 예컨대, 노트북, PDA와 같은 휴대용 전자기기 또는 이동통신 단말기기로 출력시킬 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도이다. 도 1에서 설명된 부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가 진 동일부재이다.
도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 연료 전지 시스템(200)은 전기 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 제2 공기 펌프(72)와 일산화탄소 정화기(40)를 실질적으로 연결하는 배관 형태의 공기 공급 경로(91) 상에 설치되어 제2 공기 펌프(72)의 가동에 의해 일산화탄소 정화기(40)로 공급되는 공기의 유량을 제어하는 컨트롤유니트(80A)를 구비할 수 있다.
상기 컨트롤유니트(80A)는 별도로 구비된 마이컴(81A)에 의해 제어되어 제2 공기 펌프(72)의 가동에 의해 상기 공기 공급 경로(91)로 유통되는 공기의 유량을 실질적으로 조절할 수 있는 유량 조절 밸브(82) 예컨대, 스로틀 밸브(throttle valve)를 포함한다. 이러한 유량 조절 밸브(82)는 통상적인 스로틀 밸브의 구성으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략하기로 한다.
따라서 본 실시예에 의한 컨트롤유니트(80A)는 마이컴(81A)을 통해 유량 조절 밸브(82)를 제어하여, 제2 공기 펌프(72)의 가동에 의해 일산화탄소 정화기(40)로 공급되는 공기의 양을 선택적으로 조절할 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 연료 전지 시스템(200)의 나머지 구성 및 작용은 전기 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 의하면, 초기 기동시 수소 가스와 공기 의 산화 반응을 통해 일산화탄소 정화기의 반응 개시 온도를 유지시킬 수 있으므로, 일산화탄소 정화기의 기동 시간을 단축시킬 수 있고, 기생전력의 소모를 줄일 수 있어 전체 시스템의 성능 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 종래와 같은 히팅부재가 필요 없게 되어 일산화탄소 정화기의 구조를 단순화시킬 수 있으므로, 그 만큼 전체 시스템의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부;
    열원에 의한 개질 촉매 반응을 통해 상기 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기;
    상기 수소 가스와 산소의 산화 반응을 통해 열 에너지를 발생시키면서 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키고, 이 수소 가스를 상기 전기 발생부로 공급하는 적어도 하나의 일산화탄소 정화기;
    상기 연료를 상기 개질기로 공급하는 연료 공급원;
    상기 산소를 상기 일산화탄소 정화기 및 전기 발생부로 각각 공급하는 산소 공급원; 및
    시스템의 초기 기동시, 상기 일산화탄소 정화기의 기설정된 반응 개시 온도 범위의 열 에너지를 발생시키는 산소량 보다 많은 양의 산소를 상기 일산화탄소 정화기로 공급하도록 상기 산소 공급원을 제어하는 컨트롤유니트
    를 포함하고,
    상기 산소 공급원은 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 일산화탄소 정화기 및 전기 발생부로 각각 공급하는 적어도 하나의 공기 펌프를 포함하며, 상기 컨트롤유니트는 상기 공기 펌프와 상기 일산화탄소 정화기의 공기 공급 경로 상에 설치된 유량 조절 밸브를 포함하는 연료 전지 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤유니트는 상기 일산화탄소 정화기로 공급되는 공기의 양을 조절하여 수소 가스 공급량에 대한 공기 공급량의 비례정수를 조절하는 연료 전지 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 비례정수가 3～20을 만족하는 연료 전지 시스템.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 연료 공급원은,
    상기 연료를 저장하는 연료 탱크; 및
    상기 연료 탱크에 연결 설치되어 상기 연료를 배출시키는 연료 펌프를 포함하는 연료 전지 시스템.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 상기 열원을 발생시키고, 이 열원을 상기 개질기에 제공하는 버너를 포함하는 연료 전지 시스템.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기 발생부를 복수로 구비하여 이들 전기 발생부의 집합체 구조에 의한 스택을 형성하는 연료 전지 시스템.
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