KR101168201B1 - 금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛 - Google Patents

금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상호 간단하게 연결하여 손쉽게 유닛을 구성할 수 있도록 된 새로운 구조의 금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛에 따르면, 각 금속연료전지의 셀바디(10) 하측 전후면에 배출구(13)가 각각 형성되며, 상기 배출구(13)에는 연장부(14)와 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 각각 형성되어, 상기 연장부(14)를 다른 셀바디(10)의 연결부(15)에 결합하여 여러개의 금속연료전지셀(C)을 손쉽게 상호 구조적으로 연결, 고정할 수 있으며, 금속연료전지셀(C)이 차지하는 공간을 최소화하여 금속연료전지유닛을 콤팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 연장부(14)와 연결부(15)에 의해 각 셀바디(10)의 배출구(13)를 연결하는 배수통로(18)를 형성하므로, 각 셀바디(10)의 각각 별도의 배출관(64)을 연결할 필요가 없어서, 구조가 간단하고 설치 및 유지보수가 간편한 장점이 있다.
연료전지, 셀, 유닛, 공기전극, 마그네슘, 배출

Description

금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛{metal fuel cell and the metal fuel unit using it}
본 발명은 상호 간단하게 연결하여 손쉽게 유닛을 구성할 수 있도록 된 새로운 구조의 금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 금속전극체를 이용하여 전기를 생산하는 금속연료전지셀은, 도 1에 도시한 바와 같이, 내부에 전해액이 주입되는 셀바디(10)와, 상기 셀바디(10)의 내부에 설치되는 금속전극체(20)와, 상기 셀바디(10)의 둘레면에 구비되는 공기전극(40)으로 이루어진다.
이때, 상기 셀바디(10)는 둘레면에 다수개의 통공(11)이 형성된 통형상으로 이루어지며, 상기 전해액은 염화나트륨(NaCl) 수용액이 주로 사용된다. 그리고, 상기 금속전극체(20)는 마그네슘과 알루미늄, 아연 등을 섞어 소결, 제련 또는 액상프레싱하여 제작되며, 상기 전해액에 잠기도록 셀바디(10)의 내부에 고정설치된 것으로, 상기 전해액 중의 수산기와 반응하여 산화물로 산화되며, 이 과정에서 전자 와 수소가 발생되어 전자가 발생되는 음극으로 작용한다. 또한, 상기 공기전극(40)은 전도체인 카본시트(41)와, 상기 카본시트(41)의 외측면에 구비되어 카본시트(41)를 지지할 수 있도록 된 스테인레스 재질의 금속망체(42)로 이루어져, 상기 셀바디(10)의 외측둘레면을 감싸도록 결합되어 통공(11)을 막음아 전해액이 누출되지 않도록 함과 동시에 내측면이 상기 전해액에 접촉되어 상기 금속전극체(20)에 의해 발생된 전자를 전달받는 양극의 기능을 한다. 이때, 상기 금속망체(42)는 매우 얇은 와이어를 촘촘하게 엮어 상기 카본시트(41)를 지지함과 동시에, 카본시트(41)의 전기전도성을 개선하는 기능을 한다.
그리고, 상기 금속전극체(20)에는 도시안된 음극단자가 연결되고 상기 공기전극(40)에는 도시안된 양극단자가 연결된다.
따라서, 상기 음극단자와 양극단자를 상호 전기적으로 연결하면, 상기 금속전극체(20)에서는 전자와 수소가 발행되며, 이와같이 발생된 전자는 금속전극체(20)와 공기전극(40)을 연결하는 외부회로를 따라 상기 공기전극(40)으로 전달되어, 전해액중의 수소 및 산소와 결합하여 물을 생성하는 환원반응을 일으키므로, 이러한 전기화학반응이 지속적으로 반복되어 전기를 생산할 수 있다. 그리고, 필요에 따라, 여러개의 금속연료전지셀의 음극단자와 양극단자를 직렬 또는 병렬로 연결하여 금속연료전지유닛을 구성하므로써, 전류 또는 전압을 높일 수 있도록 한다.
그런데, 이러한 금속연료전지셀은 지속적으로 전력을 사용할 경우, 상기 마그네슘과 전해액의 반응에 의해 전기가 통하지 않는 수산화마그네슘이 생성되는데, 이러한 수산화마그네슘이 전해액의 내부에 잔존함에 따라 전해액의 전기화학반응 효율이 떨어져 발전효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명자는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 이러한 문제점을 해결한 금속연료전지셀과, 이러한 금속연료전지셀을 이용한 금속연료전지유닛을 개발하여 특허출원한 바 있다(특허출원번호 10-2009-0001436호, 특허출원번호 10-2009-0002596호).
이에따르면, 상기 금속연료전지셀(C)은 셀바디(10)의 둘레면에는 전해액이 공급되는 전해액공급포트(12)와 전해액이 배출되는 배출구(13)가 형성되며, 상기 전해액공급포트(12)에는 저장탱크(61)에 저장된 전해액을 공급하는 전해액공급장치(60)가 연결되고, 상기 배출구(13)는 배출관(64)에 의해 상기 저장탱크(61)에 연결된다. 그리고, 복수개의 금속연료전지셀(C)을 지지프레임(70)에 고정설치한 상태에서, 각 금속연료전지셀(C)의 음극단자(30)와 양극단자(50)를 직렬 또는 병렬로 연결하고, 각 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 전해액공급포트(12)에 전해액공급장치(60)를 연결하므로써 금속연료전지유닛을 구성할 수 있다. 이때, 상기 금속연료전지셀(C)과 전해액공급장치(60)는 지지프레임(70)에 고정된다.
이러한 금속연료전지셀(C)은, 상기 전해액공급장치(60)에 의해 셀바디(10)로 공급된 전해액이 상기 배출구(13)를 통해 저장탱크(61)로 배출되어 전해액에 포함된 수산화마그네슘이 제거된 후, 전해액공급장치(60)에 의해 셀바디(10)로 재차 공급되어 지속적으로 순환되므로써, 수산화마그네슘에 의해 전기화학반응 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
그런데, 이러한 금속연료전지셀(C)은 각각 별도로 나뉘어져 구성되므로, 이러한 금속연료전지셀(C)을 하나의 유닛으로 묶기 위해서는 도 3에 도시한 바와 같이, 각각의 금속연료전지셀(C)을 지지프레임(70)에 각각 별도로 고정하여야 할 뿐 아니라, 각 금속연료전지셀(C)의 배출구(13)에 각각의 배출관(64)을 연결하여야 하므로, 구조가 복잡하고 설치 및 유지보수가 번거로운 문제점이 있었다. 또한, 각각의 금속연료전지셀(C)이 지지프레임(70)에 각기 별도로 고정됨에 따라 금속연료전지셀(C)이 차지하는 공간이 커져서 금속연료전지유닛 전체의 사이즈가 커지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 금속연료전지 셀바디의 배출구에 각기 별도의 배출관을 연결할 필요가 없으며, 상호 간편하게 연결하여 손쉽게 유닛을 구성할 수 있도록 된 새로운 구조의 금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전해액공급장치(60)가 연결되는 전해액공급포트(12)와 셀바디(10)의 내부로 주입된 전해액이 배출되는 배출구(13)가 둘레부에 형성된 셀바디(10)와, 상기 셀바디(10)의 내부에 설치되는 금속전극체(20)와, 상기 셀바디(10)의 둘레면에 구비되는 공기전극(40)을 포함하는 금속연료전지셀에 있어서, 상기 배출구(13)는 상기 셀바디(10)의 하측 전후면에 각각 형성되며, 일측의 배출구(13)에는 연장부(14)가 형성되고 타측의 배출구(13)에는 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 형성된 것을 특징으로 하는 금속연료전지셀이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 셀바디(10)의 일측에는 고장바(17)가 삽입고정되는 고정공(16)이 전후면을 관통도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속연료전지셀이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 셀바디(10)는 사각 통형상으로 구성되며 상단이 개방되는 셀바디본체(10a)와, 상기 셀바디본체(10a) 상단의 개구부에 결합되는 커버(10b)로 구성되며, 상기 금속전극체(30)는 상기 커버(10b)의 하단에 고정된 것을 특징으로 하는 금속연료전지셀이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전해액공급장치(60)가 연결되는 전해액공급포트(12)와 셀바디(10)의 내부로 주입된 전해액이 배출되는 배출구(13)가 둘레부에 형성된 셀바디(10)와, 상기 셀바디(10)의 내부에 설치되는 금속전극체(20)와, 상기 셀바디(10)의 둘레면에 구비되는 공기전극(40)을 포함하여 구성되며, 상호 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수개의 금속연료전지셀(C)과; 상기 금속연료전지셀(C)에 연결되어 전해액을 공급하는 전해액공급장치(60)를 갖는 금속연료전지유닛에 있어서,
상기 배출구(13)는 상기 셀바디(10)의 하측 전후면에 각각 형성되며, 일측의 배출구(13)에는 연장부(14)가 형성되고 타측의 배출구(13)에는 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 형성되어, 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 연장부(14)와 연결부(15)를 상호 연결하여 복수개의 금속연료전지셀(C)을 상호 구조적으로 연결, 고정함과 동시에, 각 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 배출구(13)를 상호 연결하는 배수통로(18)를 형성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 금속연료전지유닛이 제공된다.
본 발명에 따른 금속연료전지셀 및 이를 이용한 금속연료전지유닛에 따르면, 각 금속연료전지의 셀바디(10) 하측 전후면에 배출구(13)가 각각 형성되며, 상기 배출구(13)에는 연장부(14)와 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 각각 형성되어, 상기 연장부(14)를 다른 셀바디(10)의 연결부(15)에 결합하여 여러개의 금속연료전지셀(C)을 손쉽게 상호 구조적으로 연결, 고정할 수 있으며, 금속연료전지셀(C)이 차지하는 공간을 최소화하여 금속연료전지유닛을 콤팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 연장부(14)와 연결부(15)에 의해 각 셀바디(10)의 배출구(13)를 연결하는 배수통로(18)를 형성하므로, 각 셀바디(10)의 각각 별도의 배출관(64)을 연결할 필요가 없어서, 구조가 간단하고 설치 및 유지보수가 간편한 장점이 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 4내지 도 10에 의하면, 본 발명에 따른 금속연료전지셀은, 내부에 전해액이 주입되는 셀바디(10)와, 상기 셀바디(10)의 내부에 설치되는 금속전극체(20)와, 상기 셀바디(10)의 둘레면에 구비되는 공기전극(40)으로 구성되며, 상기 셀바디(10)의 둘레부에는 전해액공급장치(60)가 연결되는 전해액공급포트(12)와 셀바디(10)의 내부로 주입된 전해액이 배출되는 배출구(13)가 형성되어, 각 금속연료전 지셀(C)에 구비된 음극단자(30)와 양극단자(50)를 상호 직렬 또는 병렬로 연결하고, 상기 전해액공급포트(12)에 전해액공급장치(60)를 연결하여 연료전지유닛을 구성할 수 있도록 구성되는 것은 종래와 동일하다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 배출구(13)는 상기 셀바디(10)의 하측 전후면에 각각 형성되며, 상기 배출구(13) 중에서 일측의 배출구(13)에는 연장부(14)가 형성되고 타측의 배출구(13)에는 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 형성되어, 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 연장부(14)와 연결부(15)를 상호 연결하여 복수개의 금속연료전지셀(C)을 상호 구조적으로 연결, 고정함과 동시에, 각 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 배출구(13)를 상호 연결하는 배수통로(18)를 형성할 수 있도록 구성된다.
이를 자세히 설명하면, 상기 셀바디(10)는 상단이 개방되며 두께가 얇은 사각 박스형태로 구성되며 전후면에 통공(11)이 형성된 셀바디본체(10a)와, 상기 셀바디본체(10a) 상단의 개구부에 결합되어 개구부를 밀폐하는 커버(10b)로 구성되며, 상기 셀바디(10)의 양측에는 고장바(17)가 삽입고정되는 고정공(16)이 전후면을 관통하도록 형성된다.
그리고, 상기 전해액공급포트(12)는 상기 셀바디(10)의 측면 상단에 형성되된다.
또한, 상기 배출구(13)는 직사각형태로 구성되며, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 셀바디(10)의 전면 하단 양측에 형성된 한쌍의 전면배출구(13a)와, 셀바디(10)의 후면 하단 양측에 형성되는 한쌍의 후면배출구(13b)를 갖도록 구성된 다. 이때, 상기 연장부(14)는 상기 전면배출구(13a)에서 전방으로 연장된 단관형태로 구성되며 둘레부에는 패킹(14a)이 구비된다. 또한, 상기 연결부(15)는 상기 후면배출구(13b)에서 후방으로 연장되어 상기 연장부(14)의 외부에 수밀하게 끼움결합되는 단관형태로 구성된다. 따라서, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 연장부(14)와 연결부(15)가 상호 결합되도록 복수개의 셀바디(10)를 상호 연결하면, 상기 연장부(14)와 연결부(15)에 의해 각 셀바디(10)의 배출구(13)가 상호 기밀하게 연결되므로써 셀바디(10)에 주입된 전해액이 배출되는 배수통로(18)를 형성한다. 이때, 상기 배수통로(18)의 일단에는 배수통로(18)의 단부를 폐쇄하는 단부캡(65)이 결합되고, 타단에는 후술하는 전해액공급장치(60)의 저장탱크(61)에 연결되는 배출관(64)이 결합되며, 상기 배수통로(18)에는 밸브(64a)가 구비되어 상기 배출관(64)을 통해 저장탱크(61)로 배출되는 전해액의 양을 조절할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 금속전극체(20)는 상기 셀바디본체(10a)의 내부공간에 대응되는 사각 판형상으로 구성되며, 볼트(21)로 상기 커버(10b)의 하단에 고정되어 커버(10b)를 셀바디본체(10a)의 상단에 결합하면 금속전극체(20)가 셀바디(10) 내부에 삽입되어 고정된다. 또한, 상기 커버(10b)의 일측에는 상기 금속전극체(20)에 연결되는 음극단자(30)가 구비된다.
그리고, 상기 공기전극(40)은 얇은 사각시트형상으로 구성되어 상기 통공(11)을 밀폐하도록 셀바디(10)의 내측 전후면에 고정되며, 전후면을 관통하는 미세한 통기공이 다수개 형성되어 상기 통기공을 통해 셀바디(10)의 내부에 주입된 전해액에 공기가 공급되도록 한다. 또한, 상기 셀바디(10)의 외측면에는 금속전극 체(20)에 연결되는 양극단자(50)가 연결된다.
그리고, 상기 전해액공급장치(60)는 상기 배출관(64)을 통해 배출된 전해액이 저장되는 저장탱크(61)와, 상기 저장탱크(61)에 연결된 펌프(62)와, 상기 펌프(62)와 전해액공급포트(12)를 연결하는 연결관(63)으로 구성되어, 상기 배출관(64)을 통해 배출된 전해액은 상기 저장탱크(61)로 배출되어 저장되며, 이때, 전해액에 포함된 수산화마그네슘은 비중에 의해 하측으로 가라앉아 분리된다. 그리고, 이와같이 수산화마그네슘이 제거된 전해액은 상기 펌프(62)에 의해 상기 연결관(63)과 전해액공급포트(12)를 통해 셀바디(10)의 내부로 주입된다.
설명하지 않은 도면번호 19는 상기 전해액공급포트(12)의 상부에 위치되도록 셀바디(10)의 일측에 형성된 보조배출구를 도시한 것으로, 상기 보조배출구(19)는 보조배출관(66)을 통해 상기 저장탱크(61)에 연결되어, 상기 전해액공급포트(12)를 통해 과도한 양의 전해액이 공급되면 전해액이 보조배출구(19)를 통해 저장탱크(61)로 배수되므로써, 셀바디(10) 내부의 전해액이 일정한 수위를 유지한다.
또한, 설명하지 않은 도면번호 10c는 상기 상호 연결되는 금속연료전지셀(c)의 셀바디(10)의 사이에 끼워져 셀바디(10)를 지지하는 스페이서를 도시한 것이다.
따라서, 도 8내지 도 10에 도시한 바와 같이, 다수개의 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 연장부(14)와 연결부(15)를 상호 연결하고 각 셀바디(10)에 형성된 고정공(16)을 한꺼번에 관통하도록 고장바(17)를 끼워 각 금속연료전지 셀(C)을 상호 고정한 후, 각 금속연료전지셀(C)의 전해액공급포트(12)에 전해액공급장치(60)를 연결하고 상기 배수통로(18)에 배출관(64)을 연결하므로써, 금속연료전지유닛을 구성할 수 있으며, 각 금속연료전지셀(C)에 구비된 음극단자(30)와 양극단자(50)를 상호 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기를 생산할 수 있다.
또한, 필요에 따라, 상기 금속연료전지셀(C)과 전해액공급장치(60) 및 배출관(64)을 소정의 지지프레임에 고정설치하는 것도 가능하다.
이와같이 구성된 금속연료전지셀과 이를 이용한 금속연료전지유닛은, 상기 셀바디(10)의 하측 전후면에는 배출구(13)가 각각 형성되며 상기 배출구(13)에는 각각 연장부(14)와 연결부(15)가 형성되어, 상기 연장부(14)와 연결부(15)가 상호 연결되도록 복수개의 금속연료전지셀(C)을 상호 연결하면, 각 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 배출구(13)를 상호 연결하는 배수통로(18)가 형성된다. 따라서, 각 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)가 상기 연장부(14)와 연결부(15)에 의해 상호 연결, 고정되므로, 각 금속연료전지셀(C)을 지지하기 위한 별도의 지지프레임 없이도 복수개의 금속연료전지셀(C)을 상호 고정하여 금속연료전지유닛을 구성할 수 있어서, 금속연료전지유닛의 구성이 더욱 간단해지고, 금속연료전지유닛의 설치 및 유지보수가 용이한 장점이 있다.
특히, 각 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 배출구(13)는 상기 연장부(14)와 연결부(15)가 연결되어 형성된 배수통로(18)에 의해 상호 연결되므로, 상기 배수통로(18)에만 배출관(64)을 연결하므로써 다수개의 셀바디(10)에서 배출된 전해액을 저장탱크(61)로 배출할 수 있다. 따라서, 각 금속연료전지셀(C)의 배출구(13)에 각각 별도의 배출관(64)을 연결하여야 하는 종래의 금속연료전지셀 또는 금속연료전지유닛에 비해, 배출관(64)의 구조가 간단해지므로, 금속연료전지유닛의 설치 및 유지보수가 더욱 용이해지는 장점이 있다.
또한, 상기 셀바디(10)의 일측에는 고장바(17)가 삽입고정되는 고정공(16)이 전후면을 관통도록 형성되므로, 상기 연장부(14)와 연결부(15)를 결합하여 다수개의 금속연료전지셀(C)을 상호 연결한 후, 상기 고정공(16)에 고장바(17)를 끼워 조이므로써, 각 금속연료전지셀(C)을 상호 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다. 특히, 이와같이 금속연료전지셀(C)을 상호 고정할 수 있어서, 금속연료전지셀(C)을 고정하기 위한 별도의 지지프레임을 사용할 필요가 없으므로, 금속연료전지유닛의 구조가 더욱 간단해질 뿐 아니라, 금속연료전지셀(C)과 전해액공급장치(60)를 각기 별도의 위치에 설치할 수 있어서, 금속연료전지셀(C)과 전해액공급장치(60)의 설치자유도를 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 별도의 지지프레임에 상기 금속연료전지셀(C)과 전해액공급장치(60) 및 배출관(64)을 고정설치 할 경우에도, 상기 금속연료전지셀(C)이 차지하는 공간을 최소화하여 금속연료전지유닛 전체의 사이즈를 콤팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 셀바디(10)는 사각 통형상으로 구성되며 상단이 개방되는 셀바디본체(10a)와, 상기 셀바디본체(10a) 상단의 배출구(13)에 탈착가능하게 결합되는 커버(10b)로 구성되며, 상기 금속전극체(30)는 상기 커버(10b)의 하단에 고정되므로, 상기 금속전극체(30)의 수명이 다되면, 상기 금속전극체(30)가 고정된 커 버(10b)를 교체하므로써 금속전극체(30)를 손쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다.
본 실시예의 경우, 상기 공기전극(40)에 다수개의 통기공이 형성되어, 상기 통기공을 통해 셀바디(10)의 내부에 주입된 전해액에 공기가 공급되도록 하는 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 상기 셀바디(10)의 일측에 공기공급포트를 형성하고, 상기 공기공급포트에 별도의 공기공급장치를 연결하여, 셀바디(10)의 내부에 강제로 공기를 주입하도록 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 배수통로(18)에 상기 저장탱크(61)에 연결되는 배출관(64)을 연결하여 각 셀바디(10)에서 배출된 전해액이 상기 전해액 공급장치의 저장탱크(61)로 순환되도록 하는 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 상기 배출관(64)을 상기 저장탱크(61)와 다른 별도의 탱크로 배출하여 후가공을 통해 전해액과 함께 배출된 수산화마그네슘을 제거한 후 상기 저장탱크(61)로 공급하도록 하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 셀바디(10)의 내부에 전해액의 수위를 감지하는 수위감지센서를 구비하고, 상기 밸브(64a)를 수위감지센서에 의해 개폐되는 전자제어식 솔레노이드밸브로 구성하여, 금속연료전지셀(C) 내부의 전해액 수위가 상승되면 자동으로 밸브(64a)가 개방되어 금속연료전지셀(C) 내부의 전해액을 배출하도록 하므로써, 금속연료전지셀(C) 내부의 전해액의 수위를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
또한, 배출구(13)는 직사각형태로 구성되며, 상기 셀바디(10)의 전면 하단 양측에 형성된 한쌍으로 형성된 것을 예시하였으나, 상기 배출구(13)의 형상과 크 기 및 개수는 자유롭게 조절될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 것으로, 상기 배출관(64)의 중간부에는 상측으로 연장되도록 절곡된 절곡부(64b)가 형성되어, 상기 금속연료전지셀(C) 내부의 전해액 수위가 상기 배출관(64)의 절곡부(64b)의 높이와 같은 높이를 유지하도록 구성된다.
그리고, 상기 저장탱크(61)는 상면이 개방된 하부케이스(61a)와, 상기 하부케이스(61a)의 개구부를 막도록 설치되는 필터체(61b)와, 상기 하부케이스(61a)의 상면에 결합되는 커버(61c)를 포함하며, 상기 하부케이스(61a)의 측면에는 상기 배출관(64)이 연결되고, 상기 커버(61a)의 상면에는 상기 연결관(63)이 연결된다. 이때, 상기 하부케이스(61a)의 내부에는 복수개의 수직격벽(61d)이 구비된다. 따라서, 상기 배출구(13)를 통해 배출된 전해액은 상기 연결관(63)을 통해 상기 필터체(61b)의 하부로 공급되어 천천히 이동하면서 전해액에 포함된 수산화마그네슘이 침전되도록 하고, 수산화마그네슘이 제거된 전해액은 상기 필터(61b)를 통과한 후 상기 연결관(63)을 통해 금속연료전지셀(C)로 공급된다.
이러한 경우, 상기 금속연료전지셀(C) 내부의 전해액 수위가 상승될 경우, 상기 배출관(64)을 통해 저장탱크(61)로 배출되어 수위가 항상 일정한 높이를 유지할 수 있을 뿐 아니라, 상기 보조배출구(19)와 보조배출관(66) 및 밸브(64a)의 구성을 생략할 수 있어서 구조가 더욱 간단해지는 장점이 있다. 또한, 저장탱크(61)로 공급된 전해액은 일차 수산화마그네슘이 침전되도록 한 후 필터(61b)를 통해 상 부로 이송되므로, 수산화마그네슘을 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
이때, 상기 연결관(63)의 중간부에 별도의 보조저장탱크를 연결하여, 상기 저장탱크(61)에서 수산화마그네슘이 제거된 전해액을 임시로 저장하도록 하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예의 경우, 저장탱크(61)는 전해액에 포함된 수산화마그네슘을 제거하는 것을 예시하였으나, 마그네슘이외의 다른 금속을 이용하는 연료전지의 경우, 해당 금속에서 발생되는 다양한 종류의 침전물을 분리하도록 하는 것도 가능하다.
도 1은 일반적인 금속연료전지셀을 도시한 참고도,
도 2는 종래의 금속연료전지셀을 도시한 측단면도,
도 3은 종래의 금속연료전지셀을 연결하여 구성된 금속연료전지유닛을 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 금속연료전지셀을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 금속연료전지셀을 도시한 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 금속연료전지셀과 전해액공급장치의 연결관계를 도시한 정단면 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 금속연료전지셀을 도시한 측단면도,
도 8은 본 발명에 따른 금속연료전지셀을 연결하여 구성된 연료전지셀을 도시한 측단면 구성도,
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 금속연료전지유닛을 도시한 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 금속연료전지유닛의 다른 실시예를 도시한 구성도
도 12는 본 발명에 따른 금속연료전지유닛의 저장탱크를 도시한 참고도이다.

Claims (4)

  1. 전해액공급장치(60)가 연결되는 전해액공급포트(12)와 셀바디(10)의 내부로 주입된 전해액이 배출되는 배출구(13)가 둘레부에 형성된 셀바디(10)와, 상기 셀바디(10)의 내부에 설치되는 금속전극체(20)와, 상기 셀바디(10)의 둘레면에 구비되는 공기전극(40)을 포함하는 금속연료전지셀에 있어서, 상기 배출구(13)는 상기 셀바디(10)의 하측 전후면에 각각 형성되며, 일측의 배출구(13)에는 연장부(14)가 형성되고 타측의 배출구(13)에는 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 형성되되,
    상기 셀바디(10)의 일측에는 고장바(17)가 삽입고정되는 고정공(16)이 전후면을 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속연료전지셀.
  2. 삭제
  3. 전해액공급장치(60)가 연결되는 전해액공급포트(12)와 셀바디(10)의 내부로 주입된 전해액이 배출되는 배출구(13)가 둘레부에 형성된 셀바디(10)와, 상기 셀바디(10)의 내부에 설치되는 금속전극체(20)와, 상기 셀바디(10)의 둘레면에 구비되는 공기전극(40)을 포함하는 금속연료전지셀에 있어서, 상기 배출구(13)는 상기 셀바디(10)의 하측 전후면에 각각 형성되며, 일측의 배출구(13)에는 연장부(14)가 형성되고 타측의 배출구(13)에는 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 형성되되,
    상기 셀바디(10)는 사각 통형상으로 구성되며 상단이 개방되는 셀바디본체(10a)와, 상기 셀바디본체(10a) 상단의 개구부에 결합되는 커버(10b)로 구성되며, 상기 금속전극체(20)는 상기 커버(10b)의 하단에 고정된 것을 특징으로 하는 금속연료전지셀.
  4. 전해액공급장치(60)가 연결되는 전해액공급포트(12)와 셀바디(10)의 내부로 주입된 전해액이 배출되는 배출구(13)가 둘레부에 형성된 셀바디(10)와, 상기 셀바디(10)의 내부에 설치되는 금속전극체(20)와, 상기 셀바디(10)의 둘레면에 구비되는 공기전극(40)을 포함하여 구성되며, 상호 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수개의 금속연료전지셀(C)과; 상기 금속연료전지셀(C)에 연결되어 전해액을 공급하는 전해액공급장치(60)를 갖는 금속연료전지유닛에 있어서,
    상기 배출구(13)는 상기 셀바디(10)의 하측 전후면에 각각 형성되며, 일측의 배출구(13)에는 연장부(14)가 형성되고 타측의 배출구(13)에는 상기 연장부(14)가 수밀하게 결합되는 연결부(15)가 형성되어, 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 연장부(14)와 연결부(15)를 상호 연결하여 복수개의 금속연료전지셀(C)를 상호 구조적으로 연결, 고정함과 동시에, 각 금속연료전지셀(C)의 셀바디(10)에 형성된 배출구(13)를 상호 연결하는 배수통로(18)를 형성할 수 있도록 구비되되,
    상기 셀바디(10)의 일측에는 고장바(17)가 삽입고정되는 고정공(16)이 전후면을 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속연료전지유닛.
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