KR101223529B1

KR101223529B1 - 열전대를 포함한 연료전지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101223529B1
Application number: KR1020100050782A
Authority: KR
Inventors: 배중면; 신성민; 윤병영; 정지훈
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2013-01-18
Also published as: KR20110131377A

Abstract

본 발명은 열전대를 포함한 연료전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 열전대를 연료극과 전해질층 사이에 복수 개를 어레이 형식으로 제공하여 연료전지의 각각의 셀의 온도를 실시간으로 측정하여 공급 가스를 조절할 수 있는 열전대를 포함한 연료전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

열전대를 포함한 연료전지 및 그 제조방법{A FUEL CELL INCLUDING THERMO-COUPLE AND THE METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

연료전지(Fuel Cell)는 반응물의 산화, 환원에 의한 화학에너지를 전기에너지로 바꾸어주는 발전장치이다. 도 1에는 이러한 연료전지의 일반적인 개념도를 설명하고 있다. 일반적으로 연료전지는 연료극(Anode)(103)과 공기극(Cathod)(105) 및 상기 연료극(103)과 공기극(105) 사이에 위치하는 전해질(electrolyte)(104) 매트릭스 또는 멤브레인으로 구성된다.

이러한 연료전지는 연료극(103)으로 연료가스(110)(통상 수소)가 주입되어 산화되고, 공기극(105)으로 공기가 공급되어 연료극(103)과 공기극(105) 사이에 위치하는 전해질(104) 매트릭스 혹은 멤브레인을 통하여 이온이 이동되어 외부회로(106)를 경유하는 방식으로 작동된다.

즉, 제1 금속판(101)에 형성된 채널(channel)을 따라 수소(110)가 흘러가면서 연료극(103)과 반응하게 된다. 수소는 연료극(103)에서 이온화하여 전자와 수소이온으로 분해되고, 여기서 발생한 전자는 전해질(104)을 통과하지 못하고 외부 회로(106)를 따라 이동하면서 외부에서 일을 수행한다.

반면 수소 이온은 전해질을 통해 이동하게 된다. 공기극(105)에서는 외부 회로를 돌아온 전자와 전해질을 통과한 수소 이온 그리고 산소가 만나 물이 생성되게 된다.

연료전지 스택(Stack; 단위 cell을 여러 장 쌓은 형상)은 단위전지가 여러 개 적층된 것을 말하며, 높은 용량의 전기를 생산하기 위해 대면적으로 제작된다. 이러한 스택의 경우는 열관리가 대단히 중요하다. 스택의 균일한 열분포는 전지의 수명과 성능에 밀접한 영향을 미치기 때문이다.

일반적으로 연료전지의 작동온도는 연료전지의 외부 온도를 의미하게 된다. 다만, 연료전지 내부에서 일어나는 전체적인 반응은 발열 반응으로써 셀 내부온도는 주변온도보다 높게 형성된다.

채널을 따라 수소와 산소가 흘러가는 과정에서의 반응은 필연적으로 채널이 끝나는 부분에 가까워서는 수소와 산소의 분압을 떨어뜨리게 된다. 이에 따라 채널의 형상에 따라 국소부위 별로 반응성은 다른 양상을 띄게 된다. 따라서, 연료극에서의 온도 측정은 적절한 채널 형상 제공 및 가스 공급 방법에 대한 기준을 제시할 수 있게 된다.

현재 일반적으로 이용되는 스택에 수소 또는 산소를 공급하는 방법은 직렬구조이다. 즉, 위층에서 아래층으로 갈수록 (혹은 그 반대) 수소 및 산소의 분압이 떨어져 위쪽의 셀과 아래쪽의 셀은 그 반응성에 있어 큰 차이를 보이게 된다. 도 2는 이러한 직렬구조의 스택에 있어서 층별로 반응 온도를 시뮬레이션한 결과이다.

이렇듯 셀이 여러 장 쌓인 스택은 원하는 온도에서 운전하기 위해서는 냉각이 필수적이다. 이를 위해서 보통 공기극(105) 쪽으로 블로어를 이용하여 공기를 불어주는 방식을 이용하는데, 블로어를 작동하기 위해서는 전력소비가 상당하게 된다.

따라서 연료전지의 효율을 높이기 위해서는 블로어에서 사용되는 전력을 최소한으로 줄이는 작업이 선행되어야 한다. 이를 위해서는 채널의 형상 설계 뿐만아니라 현재의 온도에 따라 연료 가스 공급을 실시간으로 제어해야 하는 필요성이 있다. 즉, 현재의 스택의 온도가 높은 경우에는 연료 가스 공급을 적절하게 제어하여야 한다.

본 발명은 열전대(Thermocouple)를 각 셀 내에 복수 개를 삽입하여 스택 내의 온도 구배를 실시간으로 측정할 수 있는 연료전지를 제공하고, 이를 통해 연료 전지의 운전시에 공급 가스의 조성 및 공급량을 조절하기 위함이다.

특히, 열전대를 셀의 전체적인 면에 고르게 분포시키고, 열전대의 신뢰성을 높이기 위해 열전대를 절연층으로 감싸는 것을 특징으로 한다. 특히 절연층은 전해질과 동일한 물질로 하여 연료극에서 전해질 층으로 이동하는 수소 이온의 흐름에 방해를 하지 않는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.

본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료전지를 제작하는 방법은 전해질층(10)의 상부에 절연층(11)을 형성하는 단계와, 상기 절연층(11)의 상부에 열전대의 측온접점의 기능을 하는 전극(13)을 형성하고, 상기 전극(13)과 통전(通電) 가능하게 리드선(12)을 형성하는 단계와, 상기 절연층(11)과 동일한 물질을 이용하여 상기 전극(13) 및 상기 리드선(12)을 덮도록 상기 절연층(11)을 확장하는 단계와, 상기 절연층(11)의 상부에 연료극(14)을 형성하는 단계와, 상기 전해질층(10)의 하부에 공기극(15)을 형성하는 단계를 포함한다.

이 때, 상기 절연층(11)의 물질은 상기 전해질층(10)의 물질과 동일할 수 있다.

또한, 다른 실시예로서, 연료극(14)의 상부에 절연층(11)을 형성하는 단계와, 상기 절연층(11)의 상부에 열전대의 측온접점의 기능을 하는 전극(13)을 형성하고, 상기 전극(13)과 통전(通電) 가능하게 리드선(12)을 형성하는 단계와, 상기 절연층(11)과 동일한 물질을 이용하여 상기 전극(13) 및 상기 리드선(12)을 덮도록 상기 절연층(11)을 확장하는 단계와, 상기 연료극(14)과 전해질층(10)을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료전지는 전해질층(10), 상기 전해질층(10)의 일면에 제공되는 연료극(14), 및 상기 전해질층(10)의 타면에 제공되는 공기극(15)을 포함하는 열전대를 포함한 연료전지이고, 상기 연료극(14)의 일면에 제공되고, 열전대의 측온접점의 기능을 하는 전극(13)과, 상기 전극(13)으로부터 연장 형성되고, 상기 전극(13)과 통전 가능하게 연결되어, 상기 전극(13)에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 리드선(12)과, 상기 전극(13) 및 상기 리드선(12)이 상기 연료극(14)에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층(11)을 포함한다.

또한, 다른 실시예로서, 상기 공기극(15)의 일면에 제공되고, 열전대의 측온접점의 기능을 하는 전극(13)과, 상기 전극(13)으로부터 연장 형성되고, 상기 전극(13)과 통전 가능하게 연결되어, 상기 전극(13)에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 리드선(12)과, 상기 전극(13) 및 상기 리드선(12)이 상기 공기극(15)에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층(11)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료전지는 복수 개의 전극을 사용할 수 있는데, 이 경우 전해질층(10), 상기 전해질층(10)의 일면에 제공되는 연료극(14), 및 상기 전해질층(10)의 타면에 제공되는 공기극(15)을 포함하는 열전대를 포함한 연료전지에 있어서, 상기 연료극(14)의 일면에 제공되고, 상기 전해질층(10)의 횡방향 또는 종방향을 따라 등간격으로 배열되어 제공되며, 열전대의 측온접점의 기능을 하는 전극(13)들과, 상기 전극(13)으로부터 연장 형성되고, 상기 각각의 전극(13)과 통전 가능하게 연결되어, 상기 각각의 전극(13)에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 복수 개의 리드선(12)과, 상기 전극(13)들 및 상기 리드선(12)들이 상기 연료극(14)에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층(11)을 포함하는,한다.

다른 실시예로서, 전해질층(10), 상기 전해질층(10)의 일면에 제공되는 연료극(14), 및 상기 전해질층(10)의 타면에 제공되는 공기극(15)을 포함하는 열전대를 포함한 연료전지에 있어서, 상기 공기극(15)의 일면에 제공되고, 상기 전해질층(10)의 횡방향 또는 종방향을 따라 등간격으로 배열되어 제공되며, 열전대의 측온접점의 기능을 하는 복수 개의 전극(13)들과, 상기 전극(13)으로부터 연장 형성되고, 상기 각각의 전극(13)과 통전 가능하게 연결되어, 상기 각각의 전극(13)에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 복수 개의 리드선(12)과, 상기 전극(13)들 및 상기 리드선(12)들이 상기 공기극(15)에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층(11)을 포함하는,한다.

이때, 상기 절연층(11)의 물질과 상기 전해질층(10)의 물질이 동일할 수 있다.

본 발명은 열전대(Thermocouple)를 각 셀 내에 복수 개를 삽입하여 스택 내의 온도 구배를 실시간으로 측정할 수 있는 연료전지를 제공하고, 이를 통해 연료 전지의 운전시에 공급 가스의 조성 및 공급량을 조절하는 효과가 있다. .

특히, 열전대를 셀의 전체적인 면에 고르게 분포시키고, 열전대의 신뢰성을 높이기 위해 열전대를 절연층으로 감싸는 것을 특징으로 한다. 특히 절연층은 전해질과 동일한 물질로 하여 연료극에서 전해질 층으로 이동하는 수소 이온의 흐름에 방해를 하지 않는 효과를 제공한다.

도 1은 연료전지의 원리를 설명하는 구성도.
도 2는 연료전지의 스택 간의 온도 구배의 해석 결과.
도 3은 본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료전지의 제조 방법의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료전지의 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료전지의 일부 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료 전지에 대해 설명하기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

일반적으로 열전대는 온도를 측정하기 위한 온도계의 일종이며, 두 종류의 서로 다른 금속선의 한끝을 용접하여 개회로를 만들고 그 접합부의 접속단을 측온접점, 도선 또는 기계와의 접속단을 기준접점(미도시)이라 한다.

열전대의 일반적인 측정방식은 측온접점과 기준접점의 양단 온도차에 따라서 발생하는 전압을 측정하여 측온접점에서의 온도가 얼마인지를 측정하는 원리이다. 온도차가 전기적 신호로 출력되며, 리드물질(리드선)이 사용되어 측정지점에서 떨어진 곳에서의 온도를 측정할 수 있으며 내구성이 뛰어난 장점이 있다.

본 발명에 의한 열전대를 포함한 연료전지는 전해질층(10)과 연료극(14) 사이에 열전대의 일부인 리드선(12)과 측온접점의 기능을 수행하는 전극(13)을 포함한다.

기준접점은 기준온도로 유지되는 것으로서, 연료전지의 외부에 제공되는 것이 바람직하며, 전극(13)과 기준접점 간의 전압을 측정하여 온도를 측정하는 원리이다. 열전대의 구조에 대해서까지 본 특허의 권리범위를 제한하는 것은 아니므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 열전대를 포함하는 연료전지에 대해 설명하기로 한다. 엄밀히 말하면, 열전대의 구조의 일부인 전극(측온접점)과 리드선을 포함하는 연료전지의 셀을 의미하나, 이러한 구조를 포함하는 것이라면 본 특허권의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 3의 (a)는 기판의 기능을 수행하는 전해질층(10)에 절연층(11)을 형성하는 공정이다. 절연층(11)은 PVD(Physical Vapor Deposition)과 CVD(Chemical Vapor Deposition), RF Sputtering 등의 박막증착공정으로 제작될 수 있으나, 이에 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

전해질층(11)으로 사용되는 재료는 CGO, LSGM, YSZ 등의 물질이 될 수 있다.

도 3의 (b) 및 (c)는 형성된 절연층(11)의 상부에는 리드선(12)과 전극(13)을 형성하는 과정이다. 리드선(12)과 전극(13) 중 어느 것이 먼저 형성되어도 가능하다. 리드 선(12)은 앞에서 설명한 바와 같이 전극(13)에서 측정되는 전압(또는 전기적 신호)을 외부의 기기로 전달하는 기능을 수행한다. 따라서 Platinum 등 도체의 성질을 갖는 것이라면 어느 것이라도 가능하다. 이는 전극(13)도 마찬가지이나, Platinum-30% Rhodium인 것이 바람직하다.

리드선(12)과 전극(13) 역시 PVD(Physical Vapor Deposition)과 CVD(Chemical Vapor Deposition), RF Sputtering 등의 박막증착공정으로 제작될 수 있으나, 이에 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

전극(13)은 열전대의 온도(실제로는 온도에 따른 전압)를 측정하는 곳으로서, 도 4 및 도 5는 설명을 위하여 과장하여 표시한 것이다. 실제로는 리드선(12)과 전극(13)은 수십 μm 스케일이 되어 하나의 선과 같이 제작될 수 있다.

도 3의 (d)는 절연층(11)과 동일한 물질을 이용하여 전극(13) 및 리드선(12)을 완전히 덮는 공정이다. 즉, 절연층(11)의 내부에 전극(13)과 리드선(12)이 포함되어 리드선(12)이 외부로 연결되는 부분을 제외하고는 완전히 기밀 상태가 된다.

이렇듯 절연층으로 감싸는 이유는 연료극(14)에서 수소가 이온화되어 전자와 수소 이온으로 분해되는데 이때 발생하는 전자가 온도 측정에 이용되는 기전력에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위함이다. 즉, 열전대의 기전력과 수소의 이온화로 발생하는 전자간의 쇼트(short)를 방지하기 위함이다.

도 3의 (e)는 이러한 절연층(11) 및 전해질층(10)의 상부에 연료극(14)을 형성하는 단계이다.

연료극(14)에서 생성된 연료 가스 이온(예를 들어 수소이온)은 전해질층(10)을 통과하여 공기극(15) 측으로 이동된다. 다만, 절연층(11)이 연료극(14)과 전해질층(10) 사이에 일정 면적을 차지하고 있기 때문에, 수소이온이 절연층(11)을 통과하지 못한다면, 연료전지의 효율은 손실을 입을 수 있다.

공기극(15)은 LSCF의 재료를, 연료극(14)은 Nio/YSZ 또는 Nio/CGO인 것이 일반적이나, 이에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.

따라서 본 발명에서는 전해질층(10)과 절연층(11)을 동일한 물질로 제공하는 것을 또 하나의 기술적 특징으로 하고 있다. 이 경우, 전자는 절연층(11)을 통과하지 못하므로 전자간 쇼트를 일으키지 않으면서 수소이온은 절연층(11)을 통과하여 공기극(15)까지 이동할 수 있게 되어, 연료전지의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 3의 (f)는 전해질층(10)의 다른 면에 공기극(15)을 형성하는 공정을 보여준다.

도 3에서, 연료극(14)과 공기극(15)의 위치가 바뀌어 제공될 수도 있다. 즉, 절연층(11) 위에 공기극(15)이 형성되고, 그 반대의 면에 연료극(14)이 형성되는 것도 가능하다.

본 발명에서 절연층(11)으로 제공되는 열전대의 리드선(12)과 전극(13)은 연료전지 셀의 전압(온도)를 측정하기 위한 것이므로 그 위치에 구애받는 것은 아니다.

이상 설명한 것은 전해질층 지지체형 연료전지에 대한 것이고, 연료극 지지체형 연료전지에 대해서 설명하기로 한다.

연료극 지지체형 연료전지에는 전극(13) 및 리드선(12)이 연료극에 제공되는 것이 바람직하다.

즉, 연료극(14)에 절연층(11)을 형성하고, 이에 전극(13) 및 리드선(12)을 증착한 후, 절연층(11)으로 전극(13) 및 리드선(12)을 완전히 감싸는 것이다. 이에 대하여는 전해질층 지지체형 연료전지에서 설명한 바와 같기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.

연료극 지지체형 연료전지에는 전극(13) 및 리드선(12)이 연료극(14)과 전해질층(10)의 사이에 제공되는 것도 가능하지만, 전해질층(10)이 위치한 반대측면에 제공되는 것도 가능하다.

공기극 지지체형 연료전지의 경우에는 연료극 지지체형 연료전지와 마찬가지로 전극(13) 및 리드선(12)이 공기극(15)에 제공될 수 있다.

도 4는 전해질층(10)에 복수 개의 전극과 리드선에 배열된 모습(연료극(14) 형성 전)을 보여준다. 이처럼 전체적인 영역에 고르게 전극을 배열시키는 경우에는 위치에 따라 온도 구배를 알 수 있게 되어 분압 감소에 따른 온도 구배를 정확히 측정하여 이를 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 도 4에 도시된 전해질층(10)의 일부(AA')를 절개한 단면을 보여준다.

이하, 상기의 방법을 통하여 제작되는 열전대를 포함한 연료 전지에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

열전대를 포함한 연료전지는 전해질층(10), 전해질층(10)의 일면에 제공되는 연료극(14), 및 전해질층(10)의 타면에 제공되는 공기극(15)을 포함한다.

전극(13)은 전해질층(10)과 연료극(14) 사이에 제공될 수도 있으나, 연료극(14)의 상부면에 제공될 수도 있다. 즉, 이때에는 연료극(14)의 상면에 전극(13)이 제공되고, 연료극(14)의 하면에는 전해질층(10)이 제공된다. 이는 리드선(12)도 마찬가지이다.

전극(13)은 열전대의 측온접점의 기능을 수행하고, 리드선(12)은 전극(13)에서 측정된 전기적 신호(전압 등)를 외부로 전달하는 기능을 수행한다.

그리고 이러한 전극(13)과 리드선(12)은 전해질층(10) 및 연료극(14)과 절연층(11)으로 분리되어 있다.

다만, 전극(13) 및 리드선(12)이 공기극(15)의 일면에 제공될 수도 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

절연층(11)을 구성하는 물질과 전해질층(10)을 구성하는 물질은 동일할 수 있다. 절연층(11)은 전자를 통과시키지 않는 물질이면 가능하다.

본 발명은 일정 면적을 차지하는 연료전지의 온도 분포를 측정하기 위해 복수 개의 전극을 사용할 수 있고, 전해질층(10)의 횡방향 또는 종방향을 따라 등간격으로 어레이(array) 형태로 배열시키는 것이 바람직하다.

이 경우, 각 전극에서 외부로 전기적 신호를 전달할 수 있는 리드선(12) 역시 복수 개가 제공되며, 서로 겹치지 않게 제공되는 것이 바람직하다.

리드선(12)으로부터 전달되는 전극(13)에서 측정된 전압은 도면에 도시되지 않았지만, 기준접점의 전압과 비교하여 전극에서의 온도를 측정하게 된다.

또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 온도 제어부 및 공급 가스 조절부가 제공될 수 있다. 다시 말해, 열전대로부터 측정된 연료 전지 스택의 온도가 온도 제어부에서 설정한 온도 구배의 상한을 넘어설 경우에는 공급 가스 조절부가 연동하여 수소 또는 산소 기체의 공급 유량 및 공급 압력을 제어하도록 하여 바람직한 온도 구배가 형성될 수 있도록 유지하는 것이다.

또한, 본 발명은 연료극과 공기극을 제거하고, 유연성을 가진 전해질층(10) 이용하는 경우에는 원하는 면에 부착시켜 2차원적인 온도분포 값을 읽어 들일 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적인 사상을 가지고 있다면 모두 본 발명의 권리범위에 해당된다고 볼 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위에 의해 권리범위가 정해짐을 밝혀둔다.

10 : 전해질층, 11 : 절연층, 12 : 리드선, 13 : 전극, 14 : 연료극, 15 : 공기극

Claims

전해질층의 상부에 절연층을 형성하는 단계와,
상기 절연층의 상부에 상기 절연층의 면적보다 적은 면적을 가지며, 열전대의 측온접점의 기능을 하는 전극을 형성하고, 상기 전극과 통전(通電) 가능하게 리드선을 형성하는 단계와,
상기 절연층과 동일한 물질을 이용하여 상기 전극 및 상기 리드선을 덮도록 상기 절연층을 확장하는 단계와,
상기 절연층의 상부에 연료극을 형성하는 단계와,
상기 전해질층의 하부에 공기극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 절연층을 통하여 수소 이온이 통과하는 것을 특징으로 하는, 열전대를 포함한 연료전지 제조방법.
연료극의 상부에 절연층을 형성하는 단계와,
상기 절연층의 상부에 상기 절연층의 면적보다 적은 면적을 가지며, 열전대의 측온접점의 기능을 하는 전극을 형성하고, 상기 전극과 통전(通電) 가능하게 리드선을 형성하는 단계와,
상기 절연층과 동일한 물질을 이용하여 상기 전극 및 상기 리드선을 덮도록 상기 절연층을 확장하는 단계와,
상기 연료극과 전해질층을 접합하는 단계를 포함하며, 상기 절연층을 통하여 수소 이온이 통과하는 것을 특징으로 하는, 열전대를 포함한 연료전지 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 절연층의 물질은 상기 전해질층의 물질과 동일한,
열전대를 포함한 연료전지 제조방법.
전해질층, 상기 전해질층의 일면에 제공되는 연료극, 및 상기 전해질층의 타면에 제공되는 공기극을 포함하는 열전대를 포함한 연료전지에 있어서,
상기 연료극의 일면에 제공되고, 열전대의 측온접점의 기능을 하며, 상기 연료극의 면적보다 적은 면적을 갖는 전극과,
상기 전극으로부터 연장 형성되고, 상기 전극과 통전 가능하게 연결되어, 상기 전극에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 리드선과,
상기 전극 및 상기 리드선이 상기 연료극에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층을 포함하며, 여기에서 상기 절연층은 상기 연료극으로부터 발생하는 수소이온이 통과하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 열전대를 포함한 연료전지.
전해질층, 상기 전해질층의 일면에 제공되는 연료극, 및 상기 전해질층의 타면에 제공되는 공기극을 포함하는 열전대를 포함한 연료전지에 있어서,
상기 공기극의 일면에 제공되고, 열전대의 측온접점의 기능을 하며, 상기 공기극의 면적보다 적은 면적을 갖는 전극과,
상기 전극으로부터 연장 형성되고, 상기 전극과 통전 가능하게 연결되어, 상기 전극에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 리드선과,
상기 전극 및 상기 리드선이 상기 공기극에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층을 포함하며, 상기 절연층은 상기 연료극으로부터 발생하는 수소이온이 통과하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 열전대를 포함한 연료전지.
전해질층, 상기 전해질층의 일면에 제공되는 연료극, 및 상기 전해질층의 타면에 제공되는 공기극을 포함하는 열전대를 포함한 연료전지에 있어서,
상기 연료극의 일면에 제공되고, 상기 전해질층의 횡방향 또는 종방향을 따라 등간격으로 배열되어 제공되며, 열전대의 측온접점의 기능을 하며, 각각 상기 연료극의 면적보다 적은 면적을 갖는 복수 개의 전극과,
상기 전극으로부터 연장 형성되고, 상기 각각의 전극과 통전 가능하게 연결되어, 상기 각각의 전극에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 복수 개의 리드선과,
상기 전극들 및 상기 리드선들이 상기 연료극에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층을 포함하며,상기 절연층은 상기 연료극으로부터 발생하는 수소이온이 통과하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 열전대를 포함한 연료전지.
전해질층, 상기 전해질층의 일면에 제공되는 연료극, 및 상기 전해질층의 타면에 제공되는 공기극을 포함하는 열전대를 포함한 연료전지에 있어서,
상기 공기극의 일면에 제공되고, 상기 전해질층의 횡방향 또는 종방향을 따라 등간격으로 배열되어 제공되며, 열전대의 측온접점의 기능을 하며, 각각 상기 공기극이 면적보다 적은 면적을 갖는 복수 개의 전극과,
상기 전극으로부터 연장 형성되고, 상기 각각의 전극과 통전 가능하게 연결되어, 상기 각각의 전극에서 측정된 신호를 외부로 전달하는 복수 개의 리드선과,
상기 전극들 및 상기 리드선들이 상기 공기극에 접촉되지 않도록 분리시키는 절연층을 포함하며, 상기 절연층은 상기 연료극으로부터 발생하는 수소이온이 통과하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 열전대를 포함한 연료전지.
청구항 4 내지 청구항 7 중의 어느 하나에 있어서,
상기 절연층의 물질과 상기 전해질층의 물질이 동일한,
열전대를 포함한 연료전지.