KR101300508B1 - 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템은 고체 산화물 연료전지를 감싸되, 상기 고체 산화물 연료전지의 길이 방향 일 측면 또는 양 측면을 외부로 돌출시키는 개구부를 갖고, 일면에는 연료 공급용 홀이 형성된 가열로, 상기 연료 공급용 홀로 공급되는 제1연료가 저장된 제1연료저장수단, 상기 고체 산화물 연료전지 내부로 공급되는 제2연료가 저장된 제2연료저장수단, 상기 제1연료저장수단과 상기 연료 공급용 홀 사이에 배치되되, 상기 제1연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제1연료공급조절수단, 상기 제2연료저장수단과 상기 고체 산화물 연료전지 사이에 배치되되, 상기 제2연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제2연료공급조절수단, 상기 고체 산화물 연료전지에서 출력되는 전류 또는 전압을 측정하는 전자부하기 및 상기 제1연료공급조절수단 및 제2연료공급조절수단을 이용하여 상기 제1연료저장수단 및 제2연료저장수단으로부터 상기 연료 공급용 홀 및 상기 고체 산화물 연료전지 내부로 연료를 공급하도록 제어하고, 상기 전자부하기를 이용하여 상기 고체 산화물 연료전지로부터 출력되는 전류 또는 전압을 측정하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템{System for measuring solid oxide fuel cell performance}
본 발명은 고체 산화물 연료 전지 성능 측정 시스템에 관한 것이다.
현재 에너지원으로 널리 사용되고 있는 석유는 매장량이 한정되어 있고, 시간이 지날수록 고갈되어가고 있어 에너지 문제가 국가적, 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다. 이에, 석유, LNG, LPG 연료 뿐만 아니라 수소 등의 대체 에너지원으로부터 전기 등 에너지를 발생시킬 수 있는 연료 전지에 대한 관심이 고조되고 있다.
연료의 화학 에너지를 전기 화학 반응에 의하여 직접 전기에너지로 변환시키는 연료전지의 다양한 방식 중에서도 이론적인 효율이 높고, 다양한 연료를 개질기 없이 사용 가능한 장점이 있는 고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)가 가스회사 및 전력회사들을 중심으로 가정용 혹은 발전용으로의 상용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한, 고체 산화물 연료 전지(SOFC)는 800℃ 수준의 고온에서 작동 및 성능이 평가되는데 평판형 타입의 고체 산화물 연료 전지의 경우, 지그를 이용하고 실링제를 사용하여 성능을 평가하는 방법이 개발되어 있다.
한편, 종래 평판형 타입의 고체 산화물 연료 전지의 성능 평가 시스템이 특허번호 제2005-0263393호(미국공개특허)에 개시되어 있다.
그러나, 원통형 고체 산화물 연료 전지의 경우, 종래 기술에 개시된 성능 평가 시스템을 적용할 수 없으며, 또한, 용이한 성능 평가를 수행할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 원통형 고체 산화물 연료 전지의 성능을 용이하게 측정할 수 있는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 두 가지의 연료가 혼합되는 것을 방지하기 위한 실링(sealing) 작업이 불필요한 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템은 고체 산화물 연료전지를 감싸되, 상기 고체 산화물 연료전지의 길이 방향 일 측면을 외부로 돌출시키는 제1개구부를 갖고, 일면에는 연료 공급용 홀이 형성된 가열로, 상기 연료 공급용 홀로 공급되는 제1연료가 저장된 제1연료저장수단, 상기 고체 산화물 연료전지 내부로 공급되는 제2연료가 저장된 제2연료저장수단, 상기 제1연료저장수단과 상기 연료 공급용 홀 사이에 배치되되, 상기 제1연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제1연료공급조절수단, 상기 제2연료저장수단과 상기 고체 산화물 연료전지 사이에 배치되되, 상기 제2연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제2연료공급조절수단, 상기 고체 산화물 연료전지에서 출력되는 전류 또는 전압을 측정하는 전자부하기 및 상기 제1연료공급조절수단 및 제2연료공급조절수단을 이용하여 상기 제1연료저장수단 및 제2연료저장수단으로부터 상기 연료 공급용 홀 및 상기 고체 산화물 연료전지 내부로 연료를 공급하도록 제어하고, 상기 전자부하기를 이용하여 상기 고체 산화물 연료전지로부터 출력되는 전류 또는 전압을 측정하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
여기에서, 상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면은 개방되고, 타 측면은 폐쇄된 형태이며, 일단은 상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면을 통하여 내부로 삽입되고, 타단은 상기 제2연료공급조절수단과 연결되는 매니폴드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제2연료공급관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고체 산화물 연료전지 내부로 공급되는 제3연료가 저장된 제3연료저장수단, 상기 제3연료저장수단과 상기 고체 산화물 연료전지 사이에 배치되되, 상기 제3연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제3연료공급조절수단 및 상기 제3연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제3연료공급관을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제3연료는 질소(N2)일 수 있다.
또는, 상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면 및 타 측면은 모두 개방된 형태이고, 상기 가열로는 상기 고체 산화물 연료전지의 타 측면을 외부로 돌출시키기 위한 제2개구부를 더 가지며, 일단은 상기 고체 산화물 연료전지의 양 측면 중 일 측면과 연결되고, 타단은 상기 제2연료공급조절수단과 연결되는 매니폴드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제2연료공급관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면과 상기 매니폴드의 일단을 결합하는 연결부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고체 산화물 연료전지의 타 측면과 인접하여 배치되는 배기관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고체 산화물 연료전지 내부로 공급되는 제3연료가 저장된 제3연료저장수단, 상기 제3연료저장수단과 상기 고체 산화물 연료전지 사이에 배치되되, 상기 제3연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제3연료공급조절수단 및 상기 제3연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제3연료공급관을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제3연료는 질소(N2)일 수 있다.
또한, 상기 제1연료 및 제2연료는 각각 산소(O2) 및 수소(H2)일 수 있다.
또한, 상기 전자부하기를 통해 측정된 전류 또는 전압을 디스플레이하는 표시부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 전자부하기로부터 측정된 전류 또는 전압을 전달받아 상기 표시부로 전달할 수 있다.
또한, 상기 가열로 내벽에 배치되어 상기 가열로 내부의 공기 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도센서를 통해 측정된 가열로 내부의 공기 온도에 따라 상기 가열로의 구동을 제어할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 종류가 다른 연료의 혼합을 방지하기 위한 실링(sealing) 작업이 불필요하므로, 측정 작업 시간 및 작업 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같이, 실링(sealing) 작업이 불필요하므로, 실링(sealing) 불량으로 인한 측정 실패가 발생되지 않아 측정 성공률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고체 산화물 연료 전지 성능 측정 시스템의 구조를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고체 산화물 연료 전지 성능 측정 시스템에서 가열로의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 고체 산화물 연료 전지 성능 측정 시스템의 구조를 나타내는 블럭도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
실시예1
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템(100)은 가열로(110), 매니폴드(manifold)(120), 제1연료저장수단(142), 제2연료저장수단(144), 전자부하기(140) 및 제어부(160)를 포함한다.
본 실시 예에서 가열로(110)는 고체 산화물 연료전지(180)를 감싸되, 고체 산화물 연료전지(180)의 길이 방향으로 일 측면을 외부로 돌출시키는 제1개구부(113)를 가질 수 있다.
또한, 일면에는 연료 공급용 홀(111)을 가질 수 있다.
여기에서, 상기 길이 방향은 고체 산화물 연료전지(180) 내부에서 연료가 이동하는 방향과 평행한 방향을 의미한다. 즉, 도 1에서 고체 산화물 연료전지(180) 내부에 도시된 화살표 방향과 평행한 방향을 의미하는 것이다.
또한, 본 실시 예에 따른 가열로(110)의 구조는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체부(110b)와 덮개부(111a)로 나뉠 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 덮개부(110a)를 열고, 도 1 및 도 2와 같이 고체 산화물 연료전지(180)를 일 측면이 외부로 돌출되도록 배치시킨 다음, 덮개부(110a)를 닫음으로써, 가열로(110)는 고체 산화물 연료전지(180)를 감싸게 되는데, 이때, 몸체부(110b)와 덮개부(110a)에는 각각 도 2와 같이, 서로 대응되는 부분에 홈(115, 114)이 형성되고, 이 홈(115, 114)을 통해 고체 산화물 연료전지(180)의 일 측이 외부로 돌출될 수 있다.
즉, 가열로(110)의 제1개구부(113)는 몸체부(110b)와 덮개부(110a)에 형성된 대응되는 한 쌍의 홈(115, 114)으로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1개구부(113)와 제1개구부(113)를 통과하는 고체 산화물 연료전지(180) 사이에는 도 1과 같이 틈(113)이 형성될 수 있는데, 본 실시 예에서는 상기 틈(113)에 실링(sealing) 작업을 하지 않아도 무방하다.
일반적으로 연료전지의 연료극 및 공기극에 각각 공급되는 수소 및 산소는 고온에서 서로 섞이게 되면, 폭발 등이 일어나는 문제가 있기 때문에 종래의 성능 평가 장치에서는 수소와 산소가 섞이지 않도록 하는 실링(sealing) 작업이 요구되었다.
그러나, 본 실시 예에서는 상술한 바와 같이, 가열로(110)의 제1개구부(113)를 통해 고체 산화물 연료전지(180)의 일 측면 즉, 개방된 측이 가열로(110) 외부로 돌출됨에 따라, 고체 산화물 연료전지(180) 내부로 공급되는 제2연료인 수소(H2)는 도 1과 같이 화살표 방향으로 이동하여 가열로(110) 밖으로 배출된다.
이에 따라, 제1개구부(113)와 고체 산화물 연료전지(180) 사이를 실링(sealing)하지 않아도, 가열로(110) 내부에 공급되는 제1연료인 공기(air)와 고체 산화물 연료전지(180) 내부로 공급되는 제2연료인 수소(H2)가 서로 혼합되지 않는 장점이 있다.
일반적으로 가열로(110)는 일정 수준의 온도 상태를 유지하기 위한 구성으로, 고온 단열재로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 고온 단열재 내부에는 열선이 매립되어 있을 수 있으며, 상기 열선이 가열됨에 따라 가열로(110) 내부의 공기 온도가 상승될 수 있다.
이때, 상기 공기 온도에 대한 목표 온도 설정 및 승온 속도는 제어부(160)에 의해 조절될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 시스템(100)의 가열로(110)의 일면에는 연료 공급용 홀(111)이 형성될 수 있다. 도 1에서는 고체 산화물 연료전지(180)와 평행한 면에 형성되어 있으나, 이는 하나의 실시 예일 뿐, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 예에서 고체 산화물 연료전지(180)는 도 1과 같이, 원통형으로서 길이 방향으로 일 측면은 개방되고, 타 측면은 폐쇄된 형태일 수 있으나, 이는 하나의 실시 예일 뿐 그 형태가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 예에서 고체 산화물 연료전지(180) 내부에는 도 1과 같이, 매니폴드(manifold)(120)가 삽입될 수 있다.
매니폴드(manifold)(120)는 연료를 고체 산화물 연료전지(180) 내부에 공급하기 위한 관 형태의 구성으로서, 도 1과 같이 일단이 고체 산화물 연료전지(180) 내부 깊숙이 삽입 배치될 수 있다.
본 실시 예에서 매니폴드(120)는 금속 또는 세라믹 등으로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
제1연료저장수단(142)은 가열로(110)의 연료 공급용 홀(111)로 공급되는 제1연료가 저장되어 있는 구성이며, 이때, 상기 제1연료는 산소(O2)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 산소(O2)의 함량이 높은 일반 공기(air) 역시 사용 가능하다.
또한, 본 실시 예에서는 제1연료저장수단(142)과 연료 공급용 홀(111)을 연결하는 제1연료공급관(151)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에서는 제1연료저장수단(142)으로부터 제1연료공급관(151)으로 공급되는 제1연료의 양을 조절하기 위한 제1연료공급조절수단(141)을 더 포함할 수 있다.
이때, 제어부(160)는 제1연료공급조절수단(141)으로 제어 신호를 송신하여, 제1연료저장수단(142)에서 제1연료공급관(151)으로 공급되는 제1연료의 양을 조절할 수 있다.
또한, 제2연료저장수단(144)은 고체 산화물 연료전지(180) 내부에 삽입 배치된 매니폴드(120)로 공급되는 제2연료가 저장되어 있는 구성이며, 이때, 상기 제2연료는 수소(H2)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 예에서는 제2연료저장수단(144)과 매니폴드(120)를 연결하는 제2연료공급관(153)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에서는 제2연료저장수단(144)으로부터 제2연료공급관(153)으로 공급되는 제2연료의 양을 조절하기 위한 제2연료공급조절수단(143)을 더 포함할 수 있으며, 이때, 제어부(160)는 제2연료공급조절수단(143)에 제어 신호를 송신하여, 제2연료저장수단(144)으로부터 제2연료공급관(153)으로 공급되는 제2연료의 양을 조절할 수 있다.
즉, 고체 산화물 연료전지(180)의 내부에는 매니폴드(120)를 이용하여 연료를 공급하고, 외부에는 가열로(110) 일면에 형성된 홀(111)을 통하여 연료를 공급하며, 이때 공급되는 연료는 각각 수소(H2) 및 산소(O2)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 고체 산화물 연료전지(180)의 구조에 따라, 내부에는 산소(O2)가, 외부에는 수소(H2)가 공급되는 것 역시 가능하다 할 것이다.
본 실시 예에서 전자부하기(140)는 고체 산화물 연료전지(180)와 전기적으로 연결되어 고체 산화물 연료전지(180)로부터 출력되는 전류 또는 전압을 측정할 수 있는 구성이다.
한편, 전자부하기(140)는 고체 산화물 연료전지(180)로 일정 수준의 전압 또는 전류를 인가할 수 있다.
즉, 본 실시 예에서 제어부(160)는 전자부하기(140)로 하여금 고체 산화물 연료전지(180)로 전압 또는 전류를 인가하도록 제어하고, 또한, 전자부하기(140)에 의해 측정된 고체 산화물 연료전지(180)의 전류 또는 전압을 전자부하기(140)로부터 전달받을 수 있다.
또한, 전자부하기(140)에 의해 측정된 고체 산화물 연료전지(180)의 전류 또는 전압을 디스플레이하기 위한 표시부(170)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(160)는 상술한 바와 같이 전자부하기(140)로부터 측정된 전류 또는 전압을 전달받아 표시부(170)로 전달할 수 있다.
한편, 고체 산화물 연료전지(180) 측정 시 높은 전류를 인가한 것에 비하여 출력 전압이 1V 이하로 낮은 경우, 전류선 혹은 전자부하기(140) 내부 회로에 의한 전압 강하로 측정 가능한 전압의 하한치가 높아지는 것을 막기 위해 고체 산화물 연료전지(180) 이외의 단자 및 회로에서의 전압 강하를 보상해주기 위한 전력 보상 회로를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 성능 측정 시스템(100)은 매니폴드(manifold)(120)로 공급되는 제3연료가 저장된 제3연료저장수단(146)을 더 포함하며, 매니폴드(120)와 제3연료저장수단(146) 사이를 연결하는 제3연료공급관(153)을 더 포함할 수 있다.
또한, 제3연료저장수단(146)으로부터 제3연료공급관(153)으로 공급되는 제3연료의 양을 조절하기 위한 제3연료공급조절수단(145)을 더 포함할 수 있으며, 여기에서, 상기 제3연료는 질소(N2)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 제3연료로 질소(N2)를 이용하는 것은 성능 평가를 위한 승온 속도 및 셀(cell) 환원 과정을 다양하게 실시할 수 있는 장점이 있기 때문이다.
구체적으로, 수소(H2)와 질소(N2)를 다양한 비율로 혼합함으로써, 수소(H2)의 농도를 조절하여 다양한 조건에 대한 성능을 평가할 수 있기 때문이다.
또한, 성능 평가 후, 질소(N2)를 공급하여 수소(H2)의 농도를 떨어뜨림으로써, 온도를 내릴 수 있고, 셀(cell) 파괴 등과 같은 비상 시 질소(N2)를 주입시켜 성능 평가를 중지시킬 수 있기 때문이다.
또한, 본 실시 예에 따른 성능 측정 시스템(100)은 가열로(110) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도센서(112)를 더 포함할 수 있으며, 이때, 온도센서(112)는 가열로(110) 내벽에 위치할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 1에서는 하나의 온도센서(112)를 도시하고 있으나, 두 개 이상의 온도센서(112)를 구비하는 것 역시 가능하다 할 것이다.
제어부(160)는 온도센서(112)로부터 가열로(110) 내부의 온도를 전달받아, 가열로(110) 내부의 온도가 목표 온도보다 낮으면 가열로(110) 내부에 형성된 열선(미도시)들을 이용하여 가열로(110) 내부 온도를 상승시키고, 목표 온도보다 높으면 열선(미도시) 가열을 중지하고, 상술한 바와 같이, 질소(N2)를 주입시켜 온도를 하강시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 따른 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템(100)은 성능 평가 대상인 고체 산화물 연료전지(180)의 연료가 주입되는 측을 가열로(110) 외부로 돌출되도록 가열로(110)에 장착함으로써, 별도의 실링(sealing) 작업을 하지 않아도 두 종류의 연료가 고온의 가열로 안에서 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 실링(sealing) 작업이 불필요하므로, 성능 평가 작업이 용이하고, 평가 시간을 절감할 수 있는 장점이 있다.
실시예2
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 고체 산화물 연료 전지 성능 측정 시스템의 구조를 나타내는 블럭도이다.
여기에서, 상술한 실시예1의 구성과 대응되는 구성에 대한 설명은 생략할 것이며, 또한, 대응되는 구성에 대하여 같은 도면부호를 부가할 것이다.
도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템(200)은 상술한 실시예1과 마찬가지로, 가열로(110), 매니폴드(manifold)(120), 제1연료저장수단(142), 제2연료저장수단(144), 전자부하기(140) 및 제어부(160)를 포함한다.
다만, 본 실시 예가 상술한 실시예1와 다른 점은 가열로(110)가 고체 산화물 연료전지(180)의 양 측면을 모두 노출시키는 구조인 것이다.
구체적으로 도 3과 같이, 본 실시 예에 따른 가열로(110)는 고체 산화물 연료전지(180)의 일 측면 및 타 측면을 각각 외부로 노출시키는 제1개구부(113) 및 제2개구부(114)를 갖는다.
즉, 실시예1에서의 가열로(110)는 일 측에만 개구부가 형성되고, 고체 산화물 연료전지(180)가 일 측만 외부로 돌출된 구조인 반면, 본 실시 예에서의 가열로(110)는 양측에 모두 개구부가 형성되고, 고체 산화물 연료전지(180) 역시 양측 모두 외부로 돌출된 구조인 것이다.
한편, 도 3에서는 고체 산화물 연료전지(180)를 양 측면이 모두 개방된 형태로 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예일 뿐, 실시예1에서와 마찬가지로 일 측면은 개방된 형태이고, 타 측면은 폐쇄된 형태인 고체 산화물 연료전지(180)에도 적용 가능할 것이다.
또한, 매니폴드(manifold)(120)의 배치 구조 역시 실시예1과 본 실시 예는 다소 차이가 있다.
실시예1에서는 상술한 바와 같이, 매니폴드(120)의 일단이 고체 산화물 연료전지(180) 내부 깊숙이 삽입 배치되는 반면, 본 실시 예에서는 도 3과 같이, 일단이 고체 산화물 연료전지(180)의 양 측면 중 일 측면과 연결되는 구조이다.
이때, 매니폴드(120)와 고체 산화물 연료전지(180)의 일 측면은 도 4와 같이, 별도의 연결부재(125)를 이용하여 결합함으로써, 외부의 불순가스가 매니폴드(120) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
여기에서, 연결부재(125)로는 특별히 제한되는 것은 아니나, 매니폴드(120)와 고체 산화물 연료전지(180) 사이에 조금의 틈새도 생기지 않게 밀봉될 수 있도록 탄성력을 갖는 재질을 이용하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 본 실시 예에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 고체 산화물 연료전지(180)의 양 측면 중 매니폴드(120)와 연결되지 않은 측면 즉, 매니폴드(120)를 통해 고체 산화물 연료전지(180) 내부로 주입된 연료가 배출되는 타 측면에 인접하여 배치된 배기관(190)을 더 포함할 수 있다.
이상 본 발명의 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명에 따른 고체 산화물 연료 전지 성능 측정 시스템은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100, 200 : 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템
110 : 가열로 111 : 연료 공급용 홀
112 : 온도센서 삽입용 홀 113 : 개구부
120 : 매니폴드(manifold) 130 : 온도센서
140 : 전자부하기 141 : 제1연료공급조절수단
142 : 제1연료저장수단 143 : 제2연료공급조절수단
144 : 제2연료저장수단 145 : 제3연료공급조절수단
146 : 제3연료저장수단 151 : 제1연료공급관
152 : 제2연료공급관 153 : 제3연료공급관
160 : 제어부 170 : 표시부
180 : 고체 산화물 연료전지

Claims (14)

  1. 고체 산화물 연료전지를 감싸되, 상기 고체 산화물 연료전지의 길이 방향 일 측면을 외부로 돌출시키는 제1개구부를 갖고, 일면에는 연료 공급용 홀이 형성된 가열로;
    상기 연료 공급용 홀로 공급되는 제1연료가 저장된 제1연료저장수단;
    상기 고체 산화물 연료전지 내부로 공급되는 제2연료가 저장된 제2연료저장수단;
    상기 제1연료저장수단과 상기 연료 공급용 홀 사이에 배치되되, 상기 제1연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제1연료공급조절수단;
    상기 제2연료저장수단과 상기 고체 산화물 연료전지 사이에 배치되되, 상기 제2연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제2연료공급조절수단;
    상기 고체 산화물 연료전지에서 출력되는 전류 또는 전압을 측정하는 전자부하기; 및
    상기 제1연료공급조절수단 및 제2연료공급조절수단을 이용하여 상기 제1연료저장수단 및 제2연료저장수단으로부터 상기 연료 공급용 홀 및 상기 고체 산화물 연료전지 내부로 연료를 공급하도록 제어하고, 상기 전자부하기를 이용하여 상기 고체 산화물 연료전지로부터 출력되는 전류 또는 전압을 측정하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면은 개방되고, 타 측면은 폐쇄된 형태이고,
    일단은 상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면을 통하여 내부로 삽입되고, 타단은 상기 제2연료공급조절수단과 연결되는 매니폴드를 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제2연료공급관을 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고체 산화물 연료전지 내부로 공급되는 제3연료가 저장된 제3연료저장수단;
    상기 제3연료저장수단과 상기 고체 산화물 연료전지 사이에 배치되되, 상기 제3연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제3연료공급조절수단; 및
    상기 제3연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제3연료공급관
    을 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제3연료는 질소(N2)인 고체 산화물 연료전지 성능 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면 및 타 측면은 모두 개방된 형태이고,
    상기 가열로는 상기 고체 산화물 연료전지의 타 측면을 외부로 돌출시키는 제2개구부를 더 가지며,
    일단은 상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면과 연결되고, 타단은 상기 제2연료공급조절수단과 연결되는 매니폴드를 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제2연료공급관을 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 고체 산화물 연료전지의 일 측면과 상기 매니폴드의 일단을 결합하는 연결부재를 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 고체 산화물 연료전지의 타 측면과 인접하여 배치되는 배기관을 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 고체 산화물 연료전지 내부로 공급되는 제3연료가 저장된 제3연료저장수단;
    상기 제3연료저장수단과 상기 고체 산화물 연료전지 사이에 배치되되, 상기 제3연료가 공급되는 양을 조절하기 위한 제3연료공급조절수단; 및
    상기 제3연료공급조절수단과 상기 매니폴드 타단을 연결하는 제3연료공급관
    을 더 포함하는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제3연료는 질소(N2)인 고체 산화물 연료전지 성능 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1연료 및 제2연료는 각각 산소(O2) 및 수소(H2)인 고체 산화물 연료전지 성능 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자부하기를 통해 측정된 전류 또는 전압을 디스플레이하는 표시부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 전자부하기로부터 측정된 전류 또는 전압을 전달받아 상기 표시부로 전달하는 고체 산화물 연료전지 성능 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열로 내벽에 배치되어 상기 가열로 내부의 공기 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 온도센서를 통해 측정된 가열로 내부의 공기 온도에 따라 상기 가열로의 구동을 제어하는 고체 산화물 연료전지 성능 측정 시스템.
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