KR101181850B1 - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 다수의 전기 발생부에 의한 집합체 구조로 이루어진 스택과, 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 연료 공급원과, 산소를 상기 전기 발생부로 공급하는 산소 공급원과, 상기 전기 발생부에 냉각매체를 제공하는 냉매 공급원을 포함하며,A fuel cell system according to the present invention includes a stack having an aggregate structure by a plurality of electricity generating units, a fuel supply source for supplying fuel to the electricity generating unit, an oxygen supply source for supplying oxygen to the electricity generating unit, and the electricity generation A refrigerant supply source for providing a cooling medium to the unit,
상기 스택은 서로 이웃하는 상기 전기 발생부 사이에 구비되어 상기 냉각매체를 통과시키는 쿨링 통로를 형성하며, 상기 냉매 공급원이 상기 전기 발생부의 연료 주입부 및 산소 주입부 측에 배치되도록 구성된다.The stack is provided between the electricity generating units adjacent to each other to form a cooling passage through which the cooling medium passes, and the coolant supply source is arranged on the fuel injection unit and the oxygen injection unit side of the electricity generation unit.
연료전지, 퓨얼셀, 스택, 전기발생부, 세퍼레이터, 수소통로, 산소통로, 공동유통로, 공기공급원, 냉매공급원, 산소공급원, 주입부, 배출부, 온도편차, 온도분포Fuel Cell, Fuel Cell, Stack, Electricity Generator, Separator, Hydrogen Path, Oxygen Path, Common Flow Path, Air Supply Source, Refrigerant Supply Source, Oxygen Supply Source, Injection Section, Discharge Section, Temperature Deviation, Temperature Distribution
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 스택의 구성을 도시한 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the configuration of a stack for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 결합 단면 구성도이다.3 is a cross-sectional view of the coupling cross-sectional view of FIG.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating an overall configuration of a fuel cell system according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지용 스택의 구성을 도시한 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view showing the configuration of a stack for a fuel cell according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 결합 단면 구성도이다.6 is a cross-sectional view of the coupling cross-sectional view of FIG.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료 전지용 스택의 구성을 도시한 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view showing the configuration of a stack for a fuel cell according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료 전지용 스택의 냉각 구조를 개선한 연료 전지 시스템 및 그 스택에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 메탄올, 에탄올, 천연 가스와 같은 탄화수소 계열의 연료 내에 함유되어 있는 수소와, 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 발전 시스템이다.As is known, a fuel cell is a power generation system that generates electrical energy through an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen contained in a hydrocarbon-based fuel such as methanol, ethanol and natural gas.
상기와 같은 연료 전지는 전기 에너지를 실질적으로 발생시키는 스택(stack)을 구비하는 바, 이 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 당업계에서 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)로 칭하는 세퍼레이터(Separator)로 이루어지는 단위의 셀을 수 개 내지 수십 개로 연속 배치한 구조로 이루어진다. 이러한 스택에는 수소와 산소를 막-전극 어셈블리로 주입시키기 위한 각각의 주입부와, 막-전극 어셈블리에서 반응하고 남은 수소와 산소를 배출시키기 위한 각각의 배출부를 형성하고 있다.Such a fuel cell has a stack that substantially generates electrical energy. The stack includes a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator called bipolar plate in the art. It consists of a structure in which a unit cell consisting of a plurality of separators is arranged continuously. The stack is formed with respective inlets for injecting hydrogen and oxygen into the membrane-electrode assembly, and respective outlets for discharging the remaining hydrogen and oxygen after reacting in the membrane-electrode assembly.
그리고 이와 같이 구성되는 연료 전지용 스택은 전기 에너지를 발생시키는 도중, 막-전극 어셈블리에 대한 수소와 산소의 환원 반응을 통해 소정의 열 에너지를 발생시킨다.The fuel cell stack configured as described above generates predetermined thermal energy through a reduction reaction of hydrogen and oxygen to the membrane-electrode assembly while generating electrical energy.
그런데, 종래의 연료 전지용 스택은 수소와 산소의 농도차, 압력차 또는 수소 이용률 등에 의하여 이 스택의 배출부 측에 비해 주입부 측에서 막-전극 어셈블리에 대한 수소와 산소의 산화/환원 반응이 활발하게 이루어지게 되는 바, 전체 스택에 대해 주입부 및 배출부 측에서 온도 편차가 발생하게 된다. 따라서 이러한 스택의 불균일한 온도 분포는 전체 스택의 성능 저하를 유발하게 된다.However, in the conventional fuel cell stack, the oxidation / reduction reaction of hydrogen and oxygen to the membrane-electrode assembly is more active at the injection side than at the discharge side of the stack due to the concentration difference, pressure difference, or hydrogen utilization rate of hydrogen and oxygen. In this case, a temperature deviation occurs at the inlet and outlet sides of the entire stack. Thus, the non-uniform temperature distribution of such a stack will cause degradation of the overall stack performance.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 스택의 주입부에 대한 냉각 매체와 열 에너지의 열교환량을 극대화시키는 구조의 연료 전지 시스템을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a fuel cell system having a structure that maximizes the heat exchange amount of a cooling medium and thermal energy to an injection portion of a stack.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)를 중심에 두고 그 양측에 배치되는 세퍼레이터를 포함하여 구성되고, 상기 막-전극 어셈블리의 일면에 밀착되는 상기 일측 세퍼레이터의 일면에 산소와 냉각매체의 유통로가 다수개 배열 형성되는 전기 발생부와, 상기 유통로로 산소와 냉각매체를 공급하는 공기 공급원과, 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 연료 공급원을 포함하며,In order to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention includes a separator disposed at both sides of a membrane-electrode assembly (MEA) and centering the membrane-electrode assembly. An electricity generation unit in which a plurality of flow passages of oxygen and a cooling medium are arranged on one surface of the one side separator in close contact with one surface, an air supply source for supplying oxygen and a cooling medium to the flow passage, and supplying fuel to the electricity generation unit Including a fuel source,
상기 전기 발생부는, 상기 막-전극 어셈블리의 다른 일면에 밀착되는 상기 다른 일측 세퍼레이터의 일면에 상기 연료를 유통시키는 연료 통로를 형성하고, 상기 각각의 세퍼레이터는, 상기 유통로의 주입부 측에 형성되어 상기 연료를 상기 연료 통로로 주입시키기 위한 매니폴드 타입의 연료 주입부를 구비하며, 상기 공기 공급원이, 상기 연료 주입부 및 상기 유통로의 주입부 측에 배치되도록 구성된다.The electricity generating unit forms a fuel passage for distributing the fuel on one surface of the other side separator in close contact with the other surface of the membrane-electrode assembly, and each separator is formed at an injection portion side of the distribution passage. And a fuel injection portion of a manifold type for injecting the fuel into the fuel passage, wherein the air supply source is arranged on the fuel injection portion and the injection portion of the flow passage.
본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 산소와 냉각매체로서 상기 공기 공급원으로부터 공급되는 공기를 사용하는 것이 바람직하다.The fuel cell system according to the present invention preferably uses air supplied from the air supply as the oxygen and the cooling medium.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 각각의 세퍼레이터는 상기 연료 통로와 연통되어 이 연료 통로를 거친 연료를 배출시키는 연료 배출부를 형성할 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 전기 발생부의 상측에 상기 연료 주입부를 형성하고, 하측에 상기 연료 배출부를 형성할 수 있다.Further, in the fuel cell system according to the present invention, each separator may communicate with the fuel passage to form a fuel discharge portion for discharging the fuel passing through the fuel passage. In this case, in the fuel cell system according to the present invention, the fuel injection unit may be formed above the electricity generating unit, and the fuel discharge unit may be formed below.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 유통로는 상기 막-전극 어셈블리에 접하는 상기 세퍼레이터의 접면에 채널 형태로 형성될 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the flow path may be formed in a channel form on the contact surface of the separator in contact with the membrane-electrode assembly.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 유통로는 상기 세퍼레이터의 일측단에서 반대쪽 측단을 따라 형성되며, 상기 일측단에 공기를 주입시키기 위한 공기 주입부를 형성하고, 상기 반대쪽 측단에 상기 공기를 배출시키기 위한 공기 배출부를 형성할 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 전기 발생부의 상측에 상기 공기 주입부를 형성하고, 하측에 상기 공기 배출부를 형성할 수 있다.In addition, in the fuel cell system according to the present invention, the flow passage is formed along the opposite side end from one side end of the separator, and forms an air inlet for injecting air to the one end, and the air is provided on the opposite side end It is possible to form an air outlet for discharging. In this case, the fuel cell system according to the present invention may form the air inlet on the upper side of the electricity generating unit and the air outlet on the lower side.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 공기 공급원이 상기 전기 발생부의 상측에 배치되도록 구성될 수 있다. 이러한 상기 공기 공급원은 공기를 상기 유통로로 공급하기 위한 팬을 포함할 수 있다.In addition, the fuel cell system according to the present invention may be configured such that the air supply source is disposed above the electricity generating unit. The air source may include a fan for supplying air to the flow path.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 전기 발생부를 복수로 구비하여 이들 전기 발생부의 집합체 구조에 의한 스택을 형성할 수 있다.In addition, the fuel cell system according to the present invention may be provided with a plurality of the electric generators to form a stack having an aggregate structure of these electric generators.
아울러 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 다수의 전기 발생부에 의한 집합체 구조로 이루어진 스택과, 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 연료 공급원과, 산소를 상기 전기 발생부로 공급하는 산소 공급원과, 상기 전기 발생부에 냉각매체를 제공하는 냉매 공급원을 포함하며,In addition, the fuel cell system according to the present invention for achieving the above object, the stack having an aggregate structure by a plurality of electricity generating unit, a fuel supply source for supplying fuel to the electricity generating unit, and oxygen to the electricity generating unit An oxygen supply source for supplying and a refrigerant supply source for providing a cooling medium to the electricity generation unit,
상기 스택은 서로 이웃하는 상기 전기 발생부 사이에 구비되어 상기 냉각매 체를 통과시키는 쿨링 통로를 형성하며, 상기 냉매 공급원이 상기 전기 발생부의 연료 주입부 및 산소 주입부 측에 배치되도록 구성된다.The stack is provided between the electricity generating units adjacent to each other to form a cooling passage through which the cooling medium passes, and the refrigerant supply source is arranged on the fuel injecting portion and the oxygen injecting portion of the electricity generating portion.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 전기 발생부는 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)를 중심에 두고 그 양면에 밀착 배치되는 세퍼레이터(Separator)를 포함하여 구성되며, 상기 세퍼레이터는 상기 연료를 상기 막-전극 어셈블리의 일면에 제공하는 상기 연료 주입부를 형성하고, 산소를 상기 막-전극 어셈블리의 다른 일면에 제공하는 상기 산소 주입부를 형성할 수 있다.In addition, in the fuel cell system according to the present invention, the electricity generating unit comprises a separator (Separator) in close contact with both sides of the membrane-electrode assembly (MEA) in the center, the separator is The fuel injection unit for providing fuel to one surface of the membrane-electrode assembly may be formed, and the oxygen injection unit for providing oxygen to the other surface of the membrane-electrode assembly may be formed.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 세퍼레이터는, 상기 막-전극 어셈블리의 일면에 밀착되는 밀착면에 상기 연료 주입부와 연통하는 연료 통로를 형성하고, 상기 막-전극 어셈블리의 다른 일면에 밀착되는 밀착면에 상기 산소 주입부와 연통하는 산소 통로를 형성할 수 있다. 이 경우 상기 세퍼레이터는 상기 연료 통로를 거친 연료를 배출시키는 연료 배출부와, 상기 산소 통로를 거친 산소를 배출시키는 산소 배출부를 형성할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the separator forms a fuel passage communicating with the fuel injection portion on a close contact surface in close contact with one surface of the membrane electrode assembly, and on the other surface of the membrane electrode assembly. An oxygen passage communicating with the oxygen injection unit may be formed on the close contact surface. In this case, the separator may form a fuel discharge part for discharging the fuel having passed through the fuel passage and an oxygen discharge part for discharging the oxygen having passed through the oxygen passage.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 전기 발생부의 상측에 상기 연료 주입부 및 산소 주입부를 형성하고, 하측에 상기 연료 배출부 및 산소 배출부를 형성할 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 냉매 공급원이 상기 전기 발생부의 상측에 배치되도록 구성된다.In the fuel cell system according to the present invention, the fuel injection unit and the oxygen injection unit may be formed above the electricity generation unit, and the fuel discharge unit and the oxygen discharge unit may be formed below. In this case, the fuel cell system according to the present invention is configured such that the refrigerant supply source is disposed above the electricity generating unit.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 쿨링 통로는 상기 세퍼레이터의 일면과 이 세퍼레이터에 대향 밀착되는 이웃하는 세퍼레이터의 접면 에 채널 형태로 형성되어 두 채널이 합쳐져 하나의 구멍을 이루는 것이 바람직하다.In the fuel cell system according to the present invention, it is preferable that the cooling passage is formed in a channel form on one surface of the separator and a contact surface of a neighboring separator that is in close contact with the separator so that the two channels are combined to form one hole.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 서로 이웃하는 상기 전기 발생부 사이에 개재되는 쿨링 플레이트를 포함하며, 상기 쿨링 플레이트에 상기 쿨링 통로를 형성할 수도 있다.In addition, the fuel cell system according to the present invention may include a cooling plate interposed between the electricity generating units adjacent to each other, and may form the cooling passage in the cooling plate.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 냉매 공급원은 냉각용 공기를 상기 쿨링 통로로 공급하기 위한 팬을 포함할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the refrigerant supply source may include a fan for supplying cooling air to the cooling passage.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 연료 공급원은 상기 연료를 상기 연료 주입부로 공급하기 위한 연료 펌프를 포함할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the fuel supply source may include a fuel pump for supplying the fuel to the fuel injection portion.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 산소 공급원은 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 산소 주입부로 공급하는 공기 펌프를 포함할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the oxygen supply source may include an air pump for sucking air and supplying the air to the oxygen injection unit.
또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 연료로서 수소 가스를 사용하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the fuel cell system which concerns on this invention uses hydrogen gas as said fuel.
그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 액상으로 이루어진 연료를 사용할 수도 있다.And the fuel cell system which concerns on this invention can also use the fuel which consists of the said liquid phase.
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. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
이 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)을 설명하면, 이 연료 전지 시스템(100)은, 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.The
이러한 연료 전지 시스템(100)에 있어 전기를 발생시키기 위한 연료라 함은 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스 등과 같이 수소를 함유한 기체 또는 액상의 연료 이 외에, 상기 연료의 개질에 의하여 발생되는 수소 가스를 통칭한다. 그러나 본 실시예에서 설명하는 이하의 연료는 편의상 액상으로 이루어진 연료를 의미한다.In the
그리고 본 시스템(100)은 수소 가스와 반응하는 산화제 가스로서 별도의 저장수단에 저장된 산소 가스를 사용할 수 있으며, 산소를 함유하고 있는 공기를 사용할 수도 있다. 그러나 이하에서는 후자의 예를 설명한다.The
본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은, 기본적으로, 수소와 산소의 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 복수의 전기 발생부(11)와, 전술한 바 있는 연료로부터 수소 가스를 발생시키고 이 수소 가스를 전기 발생부(11)로 공급하는 연료 공급원(30)과, 전기 발생부(11)로 공기를 공급하는 공기 공급원(50)을 포함한다.The
상기 전기 발생부(11)는 연료 공급원(30)과 공기 공급원(50)에 연결 설치되 어 이 연료 공급원(30)으로부터 수소 가스를 공급받고, 공기 공급원(50)으로부터 공기를 공급받아 상기 수소 가스 중의 수소와 공기 중의 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 최소 단위의 연료 전지(fuel cell)를 구성한다. 따라서 본 실시예에서는 위와 같은 최소 단위의 전기 발생부(11)를 복수로 구비하고, 이들을 연속 배치함으로써 전기 발생부(11)들의 집합체 구조에 의한 스택(10)을 형성할 수 있다.The
본 실시예에서, 상기 스택(10)은 연료 공급원(30)으로부터 공급되는 수소 가스와, 공기 공급원(50)으로부터 공급되는 공기를 통해 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 수행하면서 상기 공기에 의하여 전기 발생부(11)에서 발생되는 열을 냉각시키는 구조로 되어 있다.In this embodiment, the
상기한 연료 공급원(30)은 액상의 연료를 저장하는 연료 탱크(31)와, 이 연료 탱크(31)에 연결 설치되어 상기 연료 탱크(31)에 저장된 연료를 배출시키는 연료 펌프(33)와, 상기 연료 탱크(33)와 스택(10) 사이에 배치되어 연료 탱크(33)로부터 연료를 공급받아 이 연료로부터 수소 가스를 발생시키고 상기 수소 가스를 전기 발생부(11)로 공급하는 개질기(35)를 포함한다. 이 때 상기 개질기(35)는 파이프 라인을 통하여 뒤에서 더욱 설명하는 전기 발생부(11)의 연료 주입부(13b)와 연결 설치될 수 있다.The
이 연료 공급원(30)에 있어 개질기(35)는 열 에너지에 의한 개질 촉매 반응 예컨대, 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응을 통해 상기한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 것이 바람직하다. 그리고 상기 개질기(35)는 예 컨대 수성가스 전환 방법, 선택적 산화 방법 등과 같은 촉매 반응 또는 분리막을 이용한 수소의 정제 등과 같은 방법으로 상기 수소 가스 중에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 것이 바람직하다. 이러한 개질기(35)는 통상적인 PEMFC 방식의 개질기 구성으로 이루어질 수 있으므로, 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략하기로 한다.In this
그리고 상기 공기 공급원(50)은 스택(10)과 연결 설치되며, 소정의 회전력으로 공기를 흡입하여 이 공기를 전기 발생부(11)로 공급하는 적어도 하나의 팬(51)을 구비한다. 이 때 상기 팬(51)은 스택(10) 전체를 감싸는 하우징(도 3의 17)에 설치되어 스택(10) 전체로 공기를 분출시키는 것이 바람직하다.The
여기서 본 발명에 따른 상기 시스템(100)은 공기 공급원(50) 이외에 별도로 스택(10)을 냉각시키기 위한 구성이 갖추어지지 않았는데, 이는 공기 공급원(50)을 통해 공급되는 공기가 일부는 전기 발생부(11)의 전기 화학 반응에 소요되고 일부는 스택 냉각용으로 소요되기 때문이다. 이러한 작용은 전기 발생부(11)를 이루는 세퍼레이터에 유통로(도 2의 14a)가 형성됨으로써 가능한데 이에 대해서는 후술하도록 한다.Here, the
따라서 연료 공급원(30)을 통해 수소 가스를 전기 발생부(11)로 공급하고, 공기 공급원(50)을 통해 공기를 상기 전기 발생부(11)로 공급하게 되면, 전기 발생부(11)로부터 발생되는 열이 상기 공기에 의하여 냉각되게 되고, 이와 동시에 상기 전기 발생부(10)에서는 수소 가스 중의 수소와 공기 중에 함유된 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지, 물 그리고 열을 발생시킨다.
Therefore, when hydrogen gas is supplied to the
물론, 본 발명의 연료 전지 시스템(100)이 액상의 연료를 직접 스택으로 공급하여 전기를 생산하는 DMFC 방식으로 구성되는 경우, 상기한 PEMFC 방식과 달리 개질기가 배제된 구성을 이루게 된다. 이하에서는 본 발명을 PEMFC 방식으로 개질기(35)가 적용된 연료 전지 시스템을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Of course, when the
한편, 상기한 구조의 연료 전지 시스템(100)에서 수소 가스 및 공기를 공급받아 전기를 발생시키고, 이때 발생되는 열을 공급되는 공기로 냉각시키는 스택(10)에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, with reference to the accompanying drawings, a
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 스택의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합 단면 구성도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of a stack for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIG.
도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 스택(10)은 언급한 바 있듯이 다수의 전기 발생부(11)를 연속적으로 밀착 배치하여 이루어지는 바, 상기한 각각의 전기 발생부(11)는 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)(이하, "MEA" 라고 한다.)(12)와, 상기 MEA(12)를 중심에 두고 이의 양면에 밀착 배치되는 세퍼레이터(Separator)(당업계에서는 '바이폴라 플레이트'라고도 한다.)(15)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the
MEA(12)는 수소와 산소의 전기 화학 반응을 일으키는 소정 면적의 활성 영역을 가지면서 일면에 애노드 전극, 다른 일면에 캐소드 전극을 구비하고, 두 전극 사이에 전해질막을 구비하는 구조로 이루어져 있다. 여기서 상기 애노드 전극은 개질기(35)로부터 공급되는 수소 가스를 산화 반응시켜 수소를 수소 이온(프로톤)과 전자로 변환시키는 기능을 하게 된다. 캐소드 전극은 팬(51)의 가동에 의해 공급되는 공기 중의 산소와 상기 애노드 전극으로부터 이동된 수소 이온을 환원 반응시켜, 소정 온도의 열과 수분을 발생시키는 기능을 하게 된다. 그리고 전해질막은 애노드 전극에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극으로 이동시키는 이온 교환의 기능을 하게 된다.The
이 MEA(12)를 사이에 두고 이의 양면에 밀착 배치되는 상기 세퍼레이터(15)는 MEA(12)의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 기능을 가지며, MEA(12)의 산화/환원 반응에 필요한 수소 가스와 공기를 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극에 공급하는 통로의 기능도 가진다.The
이를 위해 언급한 바와 같이 세퍼레이터(15)의 일측 표면에는 MEA(12)의 산화/환원 반응에 필요한 수소 가스를 공급하는 연료 통로(13a)(이하에서는 편의상 '수소 통로'라고 한다.)를 형성한다.As mentioned above, a
그리고 상기 세퍼레이터(15)의 반대쪽 표면에는 MEA(12)의 산화/환원 반응에 필요한 공기와 더불어 스택(10)의 구동에 의해 전기를 발생하는 과정에서 상기 각 전기 발생부(11)에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉각용 공기가 공급되는 유통로(14a)를 형성한다.The heat generated by each of the
실질적으로 상기 세퍼레이터(15)는 공기가 공급되도록 유통로(14a)가 형성된 세퍼레이터(14)와 이웃하는 다른 하나의 전기 발생부(11)로 수소 가스가 공급되도록 수소 통로(13a)가 형성된 세퍼레이터(13)가 서로 접하여 합체됨으로써 구성되므로, 이해의 편의를 돕기 위해 이하 설명에서는 상호 접하여 하나의 세퍼레이터를 이루는 두 개의 세퍼레이터 중 수소가 공급되는 세퍼레이터를 제1 세퍼레이터(13)라 칭하고 공기가 공급되는 세퍼레이터를 제2 세퍼레이터(14)라 칭한다.Substantially, the
이를 위해 도면에서는 상기 제1 세퍼레이터(13)와 제2 세퍼레이터(14)의 일면에 각각 수소 통로(13a)와 유통로(14a)가 형성되고, 수소 통로(13a)와 유통로(14a)가 형성되지 않은 면이 상호 밀착되어 하나의 세퍼레이터(15)를 이룬 상태를 잘 예시하고 있다.To this end, in the drawing, a
여기서 상기한 수소 통로(13a)는, 제1 세퍼레이터(13)가 MEA(12)의 애노드 전극 면에 밀착되어 형성되는 바, 제1 세퍼레이터(13)의 밀착면에 임의의 간격을 두고 직선 상태로 배치되고 이의 양단을 교호적으로 연결하여 이루어지는 사행(蛇行: meander)의 채널 형태로 형성되고 있다.Here, the
따라서 각 세퍼레이터(13, 14)와 MEA(12)를 포함하는 다수의 전기 발생부(11)를 연속적으로 밀착 배치하여 스택(10)을 구성함에 있어서, 유통로(14a)가 형성된 제2세퍼레이터(14)가 바로 MEA(12)에 접하게 되어 공기 공급원(50)으로부터 공급되는 공기가 상기 유통로(14a)를 지나면서 전기 발생부(11)를 냉각시킴과 더불어 MEA(12)의 캐소드 전극으로 공급되게 된다. 그리고 연료 공급원(30)의 개질기(35)로부터 발생되는 수소 가스가 제1 세퍼레이터(13)의 수소 통로(13a)를 통해 MEA(12)의 애노드 전극으로 공급되게 된다.Therefore, in order to form the
상기 제2 세퍼레이터(14)의 유통로(14a)에 대해 그 실시예를 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.An embodiment of the
상기 유통로(14a)는 MEA(12)에 접하는 제2 세퍼레이터(14)의 접면에 채널 형 태로 일정 간격을 두고 형성되며, 제2 세퍼레이터(14)의 일측단에서 반대쪽 측단을 향해 직선 형태로 관통 형성된 구조로 되어 있다.The
이러한 유통로(14a)는 MEA(12)와 접하면서 양 끝단이 스택(10) 외측으로 연통된다. 따라서 유통로(14a)의 일측 선단에는 공기 공급원(50)으로부터 공급되는 공기를 상기 유통로(14a)로 주입시키기 위한 공기 주입부(14b)를 형성하고, 다른 일측 선단에는 상기 공기를 배출시키기 위한 공기 배출부(14c)를 형성하고 있다. 이 때 상기 공기 주입부(14b)는 제2 세퍼레이터(14)의 상측에 형성되고, 상기 공기 배출부(14c)는 제2 세퍼레이터(14)의 하측에 형성되는 것이 바람직하다.This
이에 따라 공기 공급원(50)으로부터 공급되는 공기는 상기 공기 주입부(14b)를 통해 유통로(14a)를 따라 유동하면서 일부가 MEA(12)의 환원반응에 참여하게 되고, 나머지는 상기 공기 배출부(14c)를 통해 빠져나가면서 전기 발생부(11)에서 발생된 열을 스택(10) 외부로 방열시키게 되는 것이다.Accordingly, the air supplied from the
한편, 상기 제1,2 세퍼레이터(13, 14)에는 제1 세퍼레이터(13)의 수소 통로(13a)로 수소 가스를 주입시키기 위한 매니폴드 타입의 연료 주입부(13b)를 형성하고, 이 수소 통로(13a)를 통과하면서MEA(12)에 대하여 반응하고 남은 수소 가스를 배출시키기 위한 연료 배출부(13c)를 형성하고 있다. 이 때 상기 제1 세퍼레이터(13)에 형성되는 연료 주입부(13b)는 상기 수소 통로(13a)와 연통하도록 구비되고, 상기 제2 세퍼레이터(14)에 형성되는 연료 주입부(13b)는 상기 수소 통로(13a)와 연통되지 않으면서 제1 세퍼레이터(13)의 연료 주입부(13b)와 연통되도록 구비된다. 그리고 상기 제1 세퍼레이터(13)에 형성되는 연료 배출부(13c)는 상기 수소 통 로(13a)와 연통하도록 구비되고, 상기 제2 세퍼레이터(14)에 형성되는 연료 배출부(13c)는 수소 통로(13a)와 연통되지 않으면서 제1 세퍼레이터(13)의 연료 배출부(13c)와 연통되도록 구비된다.On the other hand, the first and
본 실시예에서, 상기 연료 주입부(13b)는 제2 세퍼레이터(14)의 공기 주입부(14b) 측에 형성되며, 상기 연료 배출부(13c)는 제2 세퍼레이터(14)의 공기 배출부(14c) 측에 형성된다. 즉, 상기 연료 주입부(13b)는 제2 세퍼레이터(14)의 공기 주입부(14b)와 마찬가지로 각 세퍼레이터(13, 14)의 상측에 형성되고, 상기 연료 배출부(13c)는 제2 세퍼레이터(14)의 공기 배출부(14c)와 마찬가지로 각 세퍼레이터(13, 14)의 하측에 형성된다.In the present embodiment, the
상기와 같이 구성되는 연료 전지 시스템(100)의 작용시, 각각의 전기 발생부(11)에서는 수소와 산소의 환원 반응에 의하여 열을 발생시키게 되는 바, 이 열은 수소 가스와 공기가 각 전기 발생부(11)의 연료 주입부(13b) 및 공기 주입부(14b)를 통하여 각 세퍼레이터(13, 14)의 수소 통로(13a) 및 유통로(14a)로 공급되는 과정에서 이들 수소 가스와 산소의 농도차 또는 압력차 또는 수소 이용률 등에 의하여 스택(10)의 위치에 따라 온도가 달라지게 된다. 구체적으로, 스택(10)의 연료 배출부(13c) 및 공기 배출부(14c) 측에 비해 연료 주입부(13b) 및 공기 주입부(14b) 측에서 MEA(12)에 대한 수소와 산소의 산화/환원 반응이 활발하게 이루어지기 때문에, 각각의 주입부(13b, 14b) 및 배출부(13c, 14c) 측에서 온도 편차가 발생하게 된다. 이러한 스택(10)의 불균일한 온도 분포는 각 전기 발생부(11)의 MEA 성능을 저하시키고, 이로 인해 각각의 전기 발생부(11)에서는 일정하지 않은 전압 을 출력시키게 된다.In the operation of the
이에 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은 상기와 같은 스택(10)의 온도 편차를 줄이기 위해 도 3에 도시한 바와 같이, 스택(10)의 연료 주입부(13b) 및 공기 주입부(14b) 측에 공기 공급원(50)이 배치되는 구조로 이루어진다.Therefore, the
구체적으로, 상기 공기 공급원(50)을 구성하는 팬(51)은 스택(10)의 상측, 즉 제1,2 세퍼레이터(13, 14)의 연료 주입부(13b) 및 공기 주입부(14b) 측에 배치된다.Specifically, the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)의 작용을 살펴 보면, 개질기(35)로부터 발생되는 수소 가스를 수소 통로(13a)를 통하여 MEA(12)의 애노드 전극으로 공급한다. 이 과정을 거치는 동안, 팬(51)을 가동시켜 공기를 유통로(14a)를 통해 MEA(12)의 캐소드 전극으로 공급한다. 그러면 스택(10)의 전기 발생부(11)에서는 MEA(12)에 대한 수소와 산소의 환원 반응에 의해 열을 발생시킨다.Looking at the operation of the
이러는 과정에서, 유통로(14a)를 따라 유동하는 공기 중의 일부는 MEA(12)의 환원반응에 참여하게 되고, 나머지는 공기 배출부(14c)를 통해 빠져나가면서 전기 발생부(11)에서 발생된 열을 스택(10) 외부로 방열시키게 된다.In this process, part of the air flowing along the
이 때 본 실시예에 의한 공기 공급원(50)이 스택(10)의 상측 즉, 연료 주입부(13c) 및 공기 주입부(14c) 측에 배치됨에 따라, 스택(10) 전체에 대해 연료 주입부(13c) 및 공기 주입부(14c) 측에서 발생하는 열 에너지와 공기에 대한 단위 시간당 열 교환량을 극대화시킴으로써 전체적인 스택(10)의 온도 분포를 균일하게 유 지시킬 수 있게 된다.At this time, as the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a fuel cell system according to another exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 연료 전지 시스템(200)은 전기 실시예와 달리, 스택(116)으로 수소 가스와 공기를 공급하여 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키고, 상기 스택(116)으로 별도 공급되는 공기에 의하여 이 스택(116)에서 발생되는 열을 냉각시키는 구조로 되어 있다.Referring to the drawings, the
이를 위해 상기 연료 전지 시스템(200)은 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 연료 전지용 스택(116)과, 액상의 연료로부터 수소 가스를 발생시키고 이 수소 가스를 스택(116)으로 공급하는 연료 공급원(110)과, 상기 수소 가스 중의 수소와 반응하는 산소를 함유하고 있는 공기를 스택(116)으로 공급하는 산소 공급원(112)과, 냉각 공기를 스택(116) 내부로 순환시켜 이 스택(116)에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉매 공급원(114)을 포함하여 구성된다.To this end, the
이 스택(116)은 연료 공급원(110)과 산소 공급원(112)에 연결 설치되어 이 연료 공급원(110)으로부터 상기 수소 가스를 공급받고, 산소 공급원(112)으로부터 공기를 공급받아 상기 수소 가스 중의 수소와 공기 중의 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 구조로 이루어진다.The
상기한 연료 공급원(110)은 전기 실시예에서와 같이, 액상의 연료를 저장하는 연료 탱크(122)와, 소정의 펌핑력으로 연료 탱크(122)에 저장된 연료를 배출시키는 연료 펌프(124)와, 연료 탱크(122)로부터 연료를 공급받아 이 연료로부터 수 소 가스를 발생시키고 상기 수소 가스를 스택(116)으로 공급하는 개질기(118)를 포함한다. 이 때 상기 개질기(118)는 파이프 라인을 통해 뒤에서 더욱 설명하는 전기 발생부(130)의 제1 주입부(139a)와 연결 설치될 수 있다. 이러한 연료 공급원(110)의 구성은 전기 실시예의 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The
본 실시예에서, 상기 산소 공급원(112)은 소정 펌핑력으로 공기를 흡입하고, 이 공기를 스택(116)으로 공급하는 통상적인 구조의 공기 펌프(126)를 포함하고 있다. 이 때 상기 공기 펌프(126)는 파이프 라인을 통해 뒤에서 더욱 설명하는 전기 발생부(130)의 제2 주입부(139b)와 연결 설치될 수 있다.In this embodiment, the
그리고 냉매 공급원(114)은 냉각매체 즉, 자연 상태에서 쉽게 취할 수 있고 구동 중 스택(116) 내부의 온도 보다 낮은 냉각 공기를 스택(116)으로 공급할 수 있는 구조로 이루어진다.In addition, the
이에 상기 냉매 공급원(114)은 소정 회전력으로 공기를 흡입하여 이 공기를 스택(116)으로 공급하는 팬(128)을 포함한다. 이 때 상기 팬(128)은 스택(116) 전체를 감싸는 하우징(도 6의 117)에 설치되어 스택(116) 전체로 공기를 분출시키는 것이 바람직하다.Accordingly, the
본 발명에 있어 상기한 스택(116)을 구성하는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Embodiments constituting the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지용 스택의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합 단면 구성도이다.5 is an exploded perspective view showing the configuration of a stack for a fuel cell according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a combined cross-sectional view of FIG.
도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 스택(116)은 MEA(132)를 중심에 두고 이 의 양면에 세퍼레이터(134)를 밀착 배치하여 전기 에너지를 발생시키는 복수의 전기 발생부(130)를 포함하여, 이들 전기 발생부(130)의 집합체 구조로 이루어진다.Referring to the drawings, the
본 실시예에서 상기 세퍼레이터(134)는 MEA(132)를 사이에 두고 서로 밀착 배치되어, 수소 가스와 공기를 MEA(132)의 애노드 전극 및 캐소드 전극으로 공급하게 된다. 이 때 상기 세퍼레이터(134)는 MEA(132)에 밀착되는 면의 반대쪽 면이 이웃하는 전기 발생부(130)의 세퍼레이터(134)의 MEA(132) 반대쪽 면에 대향 밀착되도록 배치되는 것이 바람직하다.In the present embodiment, the
이러한 상기 각각의 세퍼레이터(134)에는 MEA(132)의 애노드 전극으로 수소 가스를 공급하기 위한 수소 통로(136)와, MEA(132)의 캐소드 전극으로 공기를 공급하기 위한 산소 통로(138)을 형성하고 있다. 이 때 상기 수소 통로(136)는 연료 공급원(110)의 개질기(118)에 연결되고, 상기 산소 통로(138)는 산소 공급원(112)의 공기 펌프(126)와 연결된다.Each of the
그리고 상기 각각의 세퍼레이터(134)에는 수소 통로(136)와 산소 통로(138)로 수소 가스와 공기를 주입시키기 위한 매니폴드 타입의 제1,2 주입부(139a, 139b)와, 각각의 통로(136, 138)를 통과하면서 MEA(132)에 대하여 반응하고 남은 수소 가스와 공기를 배출시키기 위한 매니폴드 타입의 제1,2 배출부(139c, 139d)를 형성하고 있다.Each
상기 제1 주입부(139a)는 산소 통로(138)와 연통되지 않으면서 수소 통로(136)와 연통되도록 구비되고, 상기 제2 주입부(139b)는 수소 통로(136)와 연통되지 않으면서 산소 통로(138)와 연통되도록 구비되며, 상기 제1 배출부(139c)는 산 소 통로(138)와 연통되지 않으면서 수소 통로(136)와 연통되도록 구비되고, 상기 제2 배출부(139d)는 수소 통로(136)와 연통되지 않으면서 산소 통로(138)와 연통되도록 구비된다. 이 때 상기 제1,2 주입부(139a, 139b)는 세퍼레이터(134)의 상측에 형성되고, 상기 제1,2 배출부(139c, 139d)는 세퍼레이터(134)의 하측에 형성되는 것이 바람직하다.The
이와 같이 구성되는 스택(116)의 작용시 전기 발생부(130)에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 냉각 공기를 스택(116) 내부로 순환시키는 바, 이에 상기 스택(116)은 냉매 공급원(114)으로부터 공급되는 냉각 공기를 상기 전기 발생부(130)로 흘려 줄 수 있도록, 서로 이웃하는 전기 발생부(130) 사이에 형성되는 쿨링 통로(141)를 구비한다.The cooling air is circulated into the
본 실시예에서 상기 쿨링 통로(141)는 서로 이웃하는 전기 발생부(130)에 대해 상호 대향 밀착되는 세퍼레이터(134)의 밀착면에 각각 형성되는 채널(141a)에 의하여 형성될 수 있다. 이 때 상기 채널(141a)은 하나의 전기 발생부(130)에 대해 세퍼레이터(134)의 MEA(132)에 밀착되는 면의 반대쪽 면과, 이 세퍼레이터(134)에 대향 밀착되는 이웃하는 전기 발생부(130)의 세퍼레이터(134) 접면에 각각 형성될 수 있다. 따라서 하나의 전기 발생부(130)의 세퍼레이터(134)와, 이 전기 발생부(130)에 이웃하는 다른 하나의 전기 발생부(130)의 세퍼레이터(134)가 서로 마주 보는 형태로 밀착되는 과정에서 상기 채널(141a)이 합체됨으로써 본 실시예에 의한 쿨링 통로(141)를 형성할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the
이와 같은 구조로 이루어지는 본 실시예에 의한 스택(116)에 있어 상기 쿨링 통로(141)는 한 쪽 단부를 통해 냉각 공기를 주입하고, 다른 쪽 단부를 통해 상기 냉각 공기를 배출시키는 구조로 이루어진다. 즉, 상기 쿨링 통로(141)는 서로 밀착되는 세퍼레이터(134)의 어느 한 쪽 가장자리변에 상기 냉각 공기를 주입시키기 위한 다수의 유입구(141b)를 형성하고, 상기 가장자리변에 대응되는 다른쪽 가장자리변에 상기 냉각 공기를 배출시키기 위한 다수의 유출구(141c)를 형성하고 있다. 이 때 상기 유입구(141b)는 세퍼레이터(134)의 제1,2 주입부(139a, 139b) 측에 위치하고, 상기 유출구(141c)는 세퍼레이터(134)의 배출부(139c, 139d) 측에 위치하는 것이 바람직하다.In the
이러한 스택(116)의 상측에, 본 발명에 따른 냉매 공급원(114)이 배치되는 바, 상기 냉매 공급원(114)을 구성하는 팬(128)이 세퍼레이터(134)의 제1,2 주입부(139a, 139b) 측에 위치하도록 구성한다.On the upper side of the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(200)의 작용을 살펴 보면, 스택(116)을 통해 전기를 발생시키는 도중, 전기 발생부(130)에서는 수소와 산소의 환원 반응에 의하여 열이 발생하게 된다. 이 때 상기 스택(116)은 세퍼레이터(134)의 제1,2 주입부(139a, 139b) 측에서 수소와 산소의 산화/환원 반응이 활발하게 이루어지기 때문에, 전체 스택(116)에 대해 세퍼레이터(134)의 제1,2 주입부(139a, 139b) 측과 제1,2 배출부(139c, 139d) 측에서 온도 편차가 발생하게 된다.Looking at the operation of the
이러한 상태에서 냉매 공급원(114)를 통해 쿨링 통로(141)로 냉각 공기를 흘려 주게 되면, 상기 냉각 공기는 쿨링 통로(141)를 통과하면서 상기한 열을 냉각시킨다.
In this state, when cooling air flows into the
이 때 본 실시예에 의한 냉매 공급원(114)이 스택(116)의 상측 즉, 제1,2 주입부(139a, 139b) 측에 배치됨에 따라, 스택(116) 전체에 대해 제1,2 주입부(139a, 139b) 측에서 발생하는 열 에너지와 공기에 대한 단위 시간당 열 교환량을 극대화시킴으로써 언급한 바와 같은 스택(116)의 온도 편차를 줄일 수 있게 된다.At this time, as the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료 전지용 스택의 구성을 도시한 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view showing the configuration of a stack for a fuel cell according to another embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 스택(116A)은 전기 실시예에서와 같은 구조를 기본으로 하면서, 서로 이웃하는 전기 발생부(130A)의 세퍼레이터(134A) 사이에 쿨링 플레이트(143)를 설치하고, 이 쿨링 플레이트(143)에 냉각 공기를 유통시키기 위한 쿨링 통로(145)를 형성하는 구조로 되어 있다.Referring to the drawings, the
이러한 쿨링 플레이트(143)는 상기 전기 발생부(130A)의 전기 발생시 세퍼레이터(134A)로 전달되는 열을 방출시키는 방열판의 기능을 하게 된다. 상기 쿨링 플레이트(143)는 열전도성을 갖는 알루미늄, 구리, 철 소재 등으로 형성될 수 있다.The
본 실시예에 의한 스택(116A)의 나머지 구성 및 작용은 전기 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since the rest of the configuration and operation of the
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스택의 연료 주입부/산소 주입부 측에 공기 공급원 또는 냉매 공급원을 설치하여 스택 내부로 냉각 매체를 유통시키는 구조를 가지므로, 스택의 주입부에 대한 냉각 매체와 열 에너지의 열교환량을 극대화시킬 수 있다. 따라서 스택 전체에 걸쳐 온도 분포를 고르게 유지시킬 수 있게 되는 바, 전체 스택의 냉각 효율 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, since an air source or a refrigerant source is provided on the fuel inlet / oxygen injector side of the stack, the cooling medium is distributed to the inside of the stack. The heat exchange amount of heat energy can be maximized. Thus, it is possible to maintain a uniform temperature distribution throughout the stack, further improving the cooling efficiency and performance of the entire stack.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040104188A KR101181850B1 (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040104188A KR101181850B1 (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Fuel cell system |
Publications (2)
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