KR101540514B1 - Voltage measuring apparatus for Solid oxide fuel cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전해질 상측에 하나 이상의 공기극을 제공하고, 이동이 가능한 금속 지그 또는 공기공급관을 통해 상기 공기공급관 내측에 위치하는 전압측정라인과 공기극을 접촉시킴으로써 접촉된 공기극의 전압을 신속하게 측정하고, 그로 인해 연료전지 셀의 평가 시간을 보다 단축시킬 수 있는 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a solid oxide fuel cell cell voltage measuring apparatus, and more particularly, to a solid oxide fuel cell cell voltage measuring apparatus which provides at least one air electrode on the upper side of an electrolyte, And an air electrode are brought into contact with each other to quickly measure the voltage of the contacted air electrode, thereby further shortening the evaluation time of the fuel cell cell.
Description
본 발명은 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전해질 상측에 하나 이상의 공기극을 제공하고, 이동이 가능한 금속 지그 또는 공기공급관을 통해 상기 공기공급관 내측에 위치하는 전압측정라인과 공기극을 접촉시킴으로써 접촉된 공기극의 전압을 신속하게 측정하고, 그로 인해 연료전지 셀의 평가 시간을 보다 단축시킬 수 있는 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a solid oxide fuel cell cell voltage measuring apparatus, and more particularly, to a solid oxide fuel cell cell voltage measuring apparatus which provides at least one air electrode on the upper side of an electrolyte, And an air electrode are brought into contact with each other to quickly measure the voltage of the contacted air electrode, thereby further shortening the evaluation time of the fuel cell cell.
일반적으로, 연료 전지는 1세대 전지인 건전지, 2세대 전지인 충전지에 이은 3세대 전지로 불리는 것으로, 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지이다. Generally, a fuel cell is a battery that is called a first-generation battery, a second-generation battery, a rechargeable battery, and a third-generation battery. The fuel cell directly converts chemical energy generated by oxidation of fuel into electrical energy.
이러한 연료 전지의 특징은 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되고 반응생성물이 연속적으로 계의 바깥으로 제거되는 과정에서 반영구적으로 전기를 생산할 수 있고, 기계적 변환에서 발생하는 손실이 없기 때문에 에너지 효율이 매우 높다는 것이다. 또한, 상기 연료 전지는 화석연료, 액체연료, 기체연료 등 다양한 연료를 사용하며, 작동온도에 따라 저온형과 고온형으로도 나눈다.A feature of such a fuel cell is that it can produce electricity semi-permanently during the continuous supply of reactants from the outside and the reaction products are continuously removed from the system, and energy efficiency is very high because there is no loss in mechanical conversion . The fuel cell uses various fuels such as fossil fuel, liquid fuel, and gaseous fuel, and is divided into a low temperature type and a high temperature type according to the operating temperature.
구체적으로, 연료 전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라, 인산형 연료전지, 용융탄산염 연료전지, 고체산화물 연료전지, 인산형 연료전지, 고분자 전해질형 또는 알칼리 연료전지 등으로 분류된다. 이들 각각의 연료전지는 근본적으로 같은 원리에 의해 작동되지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 전해질 등이 서로 다르다.Specifically, the fuel cell is classified into a phosphoric acid type fuel cell, a molten carbonate fuel cell, a solid oxide fuel cell, a phosphoric acid type fuel cell, a polymer electrolyte type or an alkaline fuel cell depending on the type of the electrolyte used. Each of these fuel cells operates basically on the same principle, but the type of fuel used, the operating temperature, the catalyst, and the electrolyte are different.
이 중에서 고체산화물 연료전지는 이온 전도성을 갖는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료 전지로써, 현존하는 연료 전지 중 가장 높은 온도(600 내지 1000℃)에서 작동하며, 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료 전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없으며, 귀금속촉매가 필요 없고 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다는 장점이 있다.Among them, the solid oxide fuel cell uses a solid oxide having an ionic conductivity as an electrolyte. The solid oxide fuel cell operates at the highest temperature (600 to 1000 ° C.) of the existing fuel cells. Since all the components are solid, The structure is simple compared with the fuel cell, there is no problem of electrolyte loss and replenishment and corrosion, and there is an advantage that the noble metal catalyst is not needed and the fuel supply through direct internal reforming is easy.
한편, 이러한 고체산화물 연료전지의 셀의 성능을 측정하기 위해서 일반적으로 하나의 버튼셀 또는 하나의 대면적 셀을 측정하는 방식이 수행되는 실정이다. 그러나, 이러한 측정 방법은 다양한 공기극을 평가하기에는 공기극의 수만큼 연료전지 셀을 제조해야 하므로 시간이 많이 소요된다는 문제점을 가지고 있었다.Meanwhile, in order to measure the performance of a cell of such a solid oxide fuel cell, a method of measuring one button cell or one large area cell is generally performed. However, such a measurement method has a problem that it takes a long time to evaluate the various air poles because the fuel cell must be manufactured by the number of the air electrode.
한편, 종래의 고체산화물 연료전지 측정 장치에 관한 특허를 살펴보면, 미국공개특허 제2013-0029245호는 전압원의 선형 어레이를 따라 전압을 계측하기 위한 측정 디바이스에 관한 것으로, 상기 측정 디바이스는 하나 이상으로 적층된 연료전지 스택의 전압을 상측방향 또는 하측방향으로 이동 가능한 콘택트 프로브를 통해 측정되도록 구성됨으로써, 복수의 연료전지를 한꺼번에 측정할 수 있는 효과를 가진다.On the other hand, according to a conventional patent for a solid oxide fuel cell measuring apparatus, U.S. Patent Publication No. 2013-0029245 relates to a measuring device for measuring a voltage along a linear array of voltage sources, And the voltage of the fuel cell stack is measured through a contact probe movable upward or downward, so that a plurality of fuel cells can be measured at one time.
하지만, 상술한 종래의 고체산화물 연료전지 측정 장치는 하나 이상의 연료전지를 모두 완제품 형태로 생산한 후, 이를 적층(stack)하기 때문에 연료전지가 완성되기 전에 전압을 측정하기란 불가능 하며, 만약 복수의 연료전지 스택 중에서 불량품이 발견되는 경우, 해당 연료전지를 파기하거나 새로 생산해야 하는 번거로움이 발생하게 된다. However, since the above-described conventional solid oxide fuel cell measuring apparatuses produce one or more fuel cells in the form of finished products and then stack them, it is impossible to measure the voltage before the completion of the fuel cell, If defective products are found in the fuel cell stack, it is necessary to destroy the fuel cell or to produce new ones.
이에, 본 발명자는 상술된 고체산화물 연료전지 측정 장치가 가지는 문제점과 종래에 일반적으로 발생하는 문제점들을 해결하기 위해, 하나의 연료극과 전해질을 공유하면서 다양한 특성(예를 들어, 입자 사이즈, 조성 등)을 구비하는 하나 이상의 공기극을 구현함으로써 하나의 셀에서 다양한 공기극를 평가할 수 있고, 그로 인해 공기극 종류에 따른 연료전지 셀의 평가시간을 획기적으로 단축할 수 있는 연료전지 셀 전압 측정 장치를 발명하기에 이르렀다.
In order to solve the problems of the above-mentioned solid oxide fuel cell measuring apparatus and the conventional problems, the inventor of the present invention has found that various characteristics (for example, particle size, composition, etc.) The present invention has been accomplished to provide a fuel cell voltage measuring apparatus capable of evaluating various air electrodes in a single cell, thereby remarkably shortening the evaluation time of the fuel cell according to the type of the air electrode.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전해질층 상측에 프린팅된 하나 이상의 공기극을 이동이 가능한 금속 지그 또는 공기공급관을 통해 전압측정라인과 접촉시킴으로써 공기극의 전압을 신속하게 측정하도록 하는 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method and a device for measuring a voltage of an air electrode by contacting one or more air electrodes printed on an electrolyte layer with a voltage measuring line through a movable metal jig or air supply pipe And to measure the solid oxide fuel cell cell voltage quickly.
구체적으로 본 발명의 목적은, 고체산화물 연료전지 셀 측정에 있어서 종래 한 개의 셀에 한 개의 전극 종류만 측정하던 방식을 탈피하고, 다양한 상태의 공기극 물질을 하나의 셀에서 신속하게 측정할 수 있는 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치를 제공하는 것이다.
Specifically, it is an object of the present invention to provide a solid oxide fuel cell capable of measuring a solid oxide fuel cell, which is capable of measuring a single electrode type in a conventional cell, And to provide an oxide fuel cell cell voltage measuring apparatus.
실시예들 중에서, 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치는 연료극(anode), 전해질(electrolyte) 및 하나 이상의 공기극(cathode)을 그 내부에 수용할 수 있도록 구성되는 금속 지그(Metal jig); 상기 금속 지그의 상측부에 위치하며, 상기 하나 이상의 공기극에 공기를 분사하는 공기공급관; 및 상기 공기공급관 내에 삽입되어 하측방향으로 돌출된 전압측정라인을 포함한다.Among the embodiments, the solid oxide fuel cell voltage measuring apparatus includes a metal jig configured to receive therein an anode, an electrolyte, and at least one cathode; An air supply pipe located at an upper side of the metal jig and injecting air to the at least one air electrode; And a voltage measuring line inserted in the air supply pipe and projecting downward.
상기 전압측정라인은, 일측에서 전류를 방출하고, 상기 공기극으로부터 재방출되는 전류를 타측에서 인가받음으로써, 상기 접촉된 공기극의 전압을 측정할 수 있다.The voltage measuring line may measure a voltage of the contacted air electrode by emitting a current from one side and receiving a re-emitted current from the other side.
상기 금속 지그 및 상기 공기공급관 중 어느 하나 이상의 위치를 조절하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.And a controller for controlling the position of the metal jig and / or the air supply pipe.
상기 제어부는, 상기 금속 지그 및 상기 공기공급관 중 어느 하나 이상의 위치를 X축, Y축 및 Z축 중 어느 하나 이상으로 이동시킬 수 있다.The control unit may move the position of any one of the metal jig and the air supply pipe to any one of X-axis, Y-axis, and Z-axis.
상기 금속 지그에는, 상기 연료극, 전해질 및 하나 이상의 공기극이 순차적으로 위치할 수 있다.In the metal jig, the fuel electrode, the electrolyte, and the at least one air electrode may be sequentially positioned.
상기 금속 지그는, 상기 연료극에 수소가스를 공급할 수 있도록 가스 유로;가 형성될 수 있다.The metal jig may be formed with a gas flow path to supply hydrogen gas to the fuel electrode.
상기 가스 유로는, 상기 금속 지그의 양측면에서 외부 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.The gas flow path may protrude outward from both side surfaces of the metal jig.
상기 가스 유로의 양측 말단부와 접촉함으로써 상기 연료극의 전압을 측정하는 연료극 전압측정라인;을 더 포함할 수 있다.And a fuel electrode voltage measurement line for measuring a voltage of the fuel electrode by making contact with both end portions of the gas flow path.
상기 하나 이상의 공기극은, 상기 전해질 상측에 프린팅(printing)될 수 있다.The one or more air electrodes may be printed above the electrolyte.
상기 공기극의 상측에는, 상기 공기극의 형상과 상응하는 인터커넥터(Interconnector)가 제공될 수 있다.An interconnector corresponding to the shape of the air electrode may be provided on the air electrode.
상기 인터커넥터는, 백금(Pt) 또는 은(Ag) 재질의 집전체(Mesh)로 형성될 수 있다.The interconnect may be formed of a platinum (Pt) or silver (Ag) current collector.
상기 공기공급관은 알루미나(Alumina)를 포함할 수 있다.The air supply pipe may include alumina.
상기 전압측정라인은, 백금(Pt)을 포함할 수 있다.The voltage measurement line may include platinum (Pt).
상기 금속 지그의 테두리와 상응하게 형성되며 중심부가 개방된 금속 부재; 및 상기 금속 지그와 상기 금속 부재 사이에 제공되어 상기 금속 지그가 실링(sealing) 되도록 하는 실링 부재;를 더 포함할 수 있다.
A metal member formed corresponding to a rim of the metal jig and having a center portion opened; And a sealing member provided between the metal jig and the metal member to seal the metal jig.
본 발명에 따르면, 전해질층의 상측에 제공된 하나 이상의 공기극은 하나의 연료극 및 전해질을 공유함으로써, 공기극의 수만큼 연료극 및 전해질을 생산하지 않아도 되기 때문에 원가절감 효과를 가질 수 있으며, 또한 하나 이상의 공기극 각각의 전압을 측정함에 있어서 셀 평가의 시간이 단축되는 효과를 가질 수 있다.According to the present invention, one or more air electrodes provided on the upper side of the electrolyte layer share one fuel electrode and an electrolyte, so that it is not necessary to produce as many fuel electrodes and electrolytes as the number of the air electrodes, The time for evaluating the cell can be shortened.
또한, 본 발명에 따르면, 연료극에 공급되는 수소가스와 하나 이상의 공기극에 공급되는 산소의 공급량을 조절함으로써 항상 일정한 산화, 환원반응 조건을 유지할 수 있기 때문에 고체산화물 연료전지의 전극 평가에 대한 신뢰도가 향상되는 효과를 가질 수 있다.
Further, according to the present invention, it is possible to maintain constant oxidation and reduction reaction conditions by regulating the amount of hydrogen supplied to the fuel electrode and the amount of oxygen supplied to the at least one air electrode, thereby improving the reliability of the electrode evaluation of the solid oxide fuel cell .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치(100)를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 금속 지그(110), 공기공급관(120) 및 전압측정라인(130)이 제어부(160)에 의해 제어되는 상태를 도시한 도면이며, 보다 구체적으로, 도 2(a)는 하나 이상의 공기극(30)과 전압측정라인(130)이 접촉되기 전 상태를 도시한 도면이고, 도 2(b)는 하나 이상의 공기극(30)과 전압측정라인(130)이 접촉된 상태를 도시한 도면이다.1 is an exploded perspective view showing an
2 is a view showing a state in which the
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치(100)를 도시한 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치(100)는 금속 지그(110), 공기공급관(120), 전압측정라인(130), 실링(sealing) 부재(140), 금속 부재(150) 및 제어부(160)를 포함한다.1 is an exploded perspective view showing an
금속 지그(110)는 연료극(anode)(10), 전해질(electrolyte)(20) 및 하나 이상의 공기극(cathode)(30)을 그 내부에 수용하는 역할을 수행할 수 있다.The
여기에서, 연료극(10)은 수소전자가 확산될 수 있는 다공성(porous) 물질에 해당할 수 있으며 재질로는 니켈(Ni) 또는 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)를 포함할 수 있다.Here, the
그리고 전해질(20)은 산소이온의 전도성은 큰 성질을 가질 수 있으며, 재질은 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)를 포함할 수 있다.Also, the
그리고 공기극(30)은 산소가 용이하게 확산될 수 있는 다공성(porous) 물질에 해당할 수 있으며 재질로는 (La)MnO3와 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)의 복합전극일 수 있다.The
여기서, 금속 지그(110)의 내부에는 상술한 연료극(10), 전해질(20) 및 하나 이상의 공기극(30)이 순차적으로 위치하는 것이 바람직함을 유의한다. Note that it is preferable that the above-described
구체적으로, 하나 이상의 공기극(30)은 전해질(20) 상측에 각각 같은 모양 및 크기로 프린팅(printing) 될 수 있다. 여기에서, 프린팅이라 함은, 매우 얇은 절편 형상을 가진 이상의 공기극(30) 이 전해질(20)의 상측면에 부착되는 경우 단차가 거의 발생하지 않기 때문에 인쇄된다는 의미로서 해석될 수 있다.More specifically, one or
한편, 연료극(10), 전해질(20) 및 하나 이상의 공기극(30)을 이용한 수소전자의 공유과정 및 전기생성은 기존의 공지된 기술을 사용하기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, since the known process is used for the sharing process and the electricity generation of the hydrogen electrons using the
일 실시예에서, 하나 이상의 공기극(30)의 상측에는 공기극(30)의 형상과 상응하는 인터커넥터(Interconnector)(40)가 제공될 수 있으며 공기극(30)의 상측에 부착될 수 있다. 이러한 인터커넥터(40)의 재질은 백금(Pt) 또는 은 (Ag) 등과 같은 전자전도성이 우수한 금속형 집전체(Mesh)를 포함할 수 있다.An
이러한 금속 지그(110)는 연료극(10)에 수소가스를 공급할 수 있도록 가스 유로(111)를 더 포함할 수 있다.The
가스 유로(111)는 금속 지그(110)의 양측면에서 외부 방향으로 돌출되어 형성될 수 있는데, 이러한 가스 유로(111)는 연료극(10)에 일정한 유량의 수소가스를 항상 공급하기 위함이다. The
이러한 가스 유로(111)는 후술되는 제어부(160)의 제어에 따라 공급하는 수소가스의 공급량을 조절하도록 구성될 수 있으며, 이는 후술되는 도 2를 통해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.The
일 실시예에서, 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치(100)는 상술한 가스 유로(111)의 전압을 측정하는 역할을 수행할 수 있는 연료극 전압측정라인(미도시)를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the solid oxide fuel cell
이러한 연료극 전압측정라인은 제어부(160)의 제어를 통해 가스 유로(111)의 양측 말단부와 접촉하게 되고, 그에 따라 연료극(10)의 전압이 측정될 수 있다. 이렇게 측정된 연료극(10)의 전압데이터는 제어부(160)로 전송될 수 있다.The fuel electrode voltage measurement line is brought into contact with both end portions of the
한편, 금속 지그(110)는 스테인리스(Sus) 재질에 해당할 수 있으며, 고온의 산화환원반응조건 하에도 변형되거나 또는 변질되지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직함을 유의한다.
It should be noted that the
공기공급관(120)은 디퓨져(diffuser)로서 금속 지그(110)의 상측부에 위치하며, 하나 이상의 공기극(30)에 공기를 분사하는 역할을 수행한다. 이때, 공기공급관(120)은 알루미늄을 산화시켜 녹는점이 높은 알루미나(alumina)를 포함할 수 있다.The
이러한 역할을 수행하는 공기공급관(120)은 후술되는 제어부(160)에 의하여 위치가 이동되거나 또는 공급되는 산소량이 조절될 수 있는데, 이는 후술되는 도 2를 통해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
The
전압측정라인(130)은 상술한 공기공급관(120) 내에 삽입되어 하측방향으로 돌출되어 형성될 수 있으며, 하나 이상의 공기극(30)과 접촉하여 접촉된 공기극(30)의 전압을 측정하는 역할을 수행할 수 있다.The
이러한 전압측정라인(130)은 단일 전선으로 형성되거나 또는 한 쌍의 전선이 프로브(probe)와 같은 형상으로 형성될 수 있는데, 공기극(30)과 접촉한 접압측정라인(130)의 일측에서 전류를 방출하고 공기극(30)에서 재방출되는 전류를 전압측정라인(130)의 타측에서 인가 받음으로써 공기극(30)의 전압이 측정될 수 있다. The
이러한 역할을 수행하는 전압측정라인(130)은 백금(Pt)을 포함할 수 있고 후술되는 제어부(160)의 제어를 통해 방출하는 전류가 제어될 수 있으며 이는 후술되는 도 2를 통해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
The
실링 부재(140)는 후술되는 금속 부재(150) 사이에 제공되며, 금속 지그(110) 내에 공급되는 수소가스가 외부로 유출되지 않도록 실링(sealing)하는 역할을 수행할 수 있으며, 금속 지그(110)의 상측면 테두리를 따라 형성되거나, 또는 금속 지그(110)의 상측면 테두리를 따라 도포될 수 있다.The sealing
따라서, 실링 부재(140)의 재질은 고무(rubber) 또는 접착물질을 포함할 수 있음을 유의한다.
Accordingly, it is noted that the material of the sealing
금속 부재(150)는 금속 지그(110)의 상측을 덮어 내부의 연료극(10), 전해질(20)에 압력을 가하는 역할을 수행할 수 있으며, 금속 지그(110)의 상측 테두리와 상응하게 형성되며 중심부가 개방된 형태를 가질 수 있다.The
이러한 역할을 수행하는 금속 부재(150)는 사각형의 금속 링 형태로 형성될 수 있으며, 상술한 실링 부재(140)에 무게에 의한 압력을 가하여 금속 지그(110)가 보다 용이하게 실링 되도록 할 수 있다.
The
제어부(160)는 금속 지그(110) 또는 공기공급관(120)의 위치를 조절하는 역할과, 가스 유로(111)를 통해 공급되는 수소가스의 공급량 및 전압측정라인(130)과 연료극 전압측정라인(미도시)의 전압측정을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.The
보다 구체적으로, 제어부(160)는 금속 지그(110) 또는 공기공급관(120)의 위치를 X축, Y축, Z축 중 어느 하나 이상으로 이동시킬 수 있으며, 이러한 이동을 통해 전압측정라인(130)의 하측부가 하나 이상의 공기극(30)의 상측에 위치할 수 있으며, 또한 하나 이상의 공기극(30)과 전압측정라인(130)의 하측부가 접촉되거나 또는 분리될 수 있다.More specifically, the
한편, 제어부(160)가 금속 지그(110) 또는 공기공급관(120)의 위치를 이동시킴은 기존의 공지된 기술(예를 들어, 모터를 구동시키는 기술 등)을 사용하기 때문에 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
Since the
도 2는 도 1에 도시된 금속 지그(110), 공기공급관(120) 및 전압측정라인(130)이 제어부(160)에 의해 제어되는 상태를 도시한 도면이며, 보다 구체적으로, 도 2(a)는 하나 이상의 공기극(30)과 전압측정라인(130)이 접촉되기 전 상태를 도시한 도면이고, 도 2(b)는 하나 이상의 공기극(30)과 전압측정라인(130)이 접촉된 상태를 도시한 도면이다.
2 is a view showing a state in which the
도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, 도 1에서 상술한 바와 같이 금속 지그(110) 및 공기공급관(120)의 위치를 X축, Y축 및 Z축 중 어느 하나 이상으로 이동시킬 수 있으며, 전압측정라인(130)과 연결되어 전압측정라인(130)에서 방출되는 전류를 제어할 수 있으며, 또한 가스 유로(111)와 연결되어 가스 유로(111)에서 공급되는 수소가스의 공급량을 제어할 수 있다.Referring to FIGS. 2 (a) and 2 (b), the position of the
그리고, 본 명세서의 도면에서는 도시되지 않았지만, 제어부(160)는 연료극(10)의 전압을 측정하기 위하여 가스 유로(111)와 접촉될 수 있다.Although not shown in the drawings, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치(100)는 연료극(10) 및 전해질(20)을 공유하는 하나 이상의 공기극(30)의 전압을 X축, Y축 및 Z축으로 자유롭게 이동가능한 금속 지그(110) 또는 공기공급관(120)을 통해 단시간에 신속하게 측정할 수 있으며, 수소가스와 산소의 공급량을 조절함으로써 항상 일정한 산화, 환원반응 조건을 유지할 수 있다. 그로 인해, 다양한 공기극을 가지는 연료전지 셀의 평가 시간을 단축시킬 수 있으며, 전극 평가에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
As described above, the apparatus for measuring the solid oxide fuel cell voltage of a solid
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
10 : 연료극 20 : 전해질
30 : 공기극 40 : 인터커넥터
100 : 고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치
110 : 금속 지그 111 : 가스 유로
120 : 공기공급관
130 : 전압측정라인
140 : 실링 부재
150 : 금속 부재
160 : 제어부10: fuel electrode 20: electrolyte
30: air pole 40: interconnect connector
100: Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device
110: metal jig 111: gas flow path
120: air supply pipe
130: Voltage measurement line
140: sealing member
150: metal member
160:
Claims (14)
상기 금속 지그의 상측부에 위치하며, 상기 하나 이상의 공기극에 공기를 분사하는 공기공급관; 및
상기 공기공급관 내에 삽입되어 하측방향으로 돌출된 전압측정라인;을 포함하고,
상기 전압측정라인은 상기 하나 이상의 공기극과 접촉함으로써 접촉된 공기극의 전압을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
A metal jig configured to receive therein an anode, an electrolyte, and at least one cathode;
An air supply pipe located at an upper side of the metal jig and injecting air to the at least one air electrode; And
And a voltage measurement line inserted in the air supply pipe and protruding downward,
Wherein the voltage measurement line is configured to measure a voltage of a contacted air electrode by contacting the at least one air electrode.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 전압측정라인은,
일측에서 전류를 방출하고, 상기 공기극으로부터 재방출되는 전류를 타측에서 인가받음으로써, 상기 접촉된 공기극의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
The voltage measurement line may include:
And the voltage of the contacted air electrode is measured by receiving current from one side and current being re-emitted from the other electrode from the other side.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 금속 지그 및 상기 공기공급관 중 어느 하나 이상의 위치를 조절하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a control unit for controlling a position of at least one of the metal jig and the air supply pipe.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 제어부는,
상기 금속 지그 및 상기 공기공급관 중 어느 하나 이상의 위치를 X축, Y축 및 Z축 중 어느 하나 이상으로 이동시키는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method of claim 3,
Wherein,
And the position of any one or more of the metal jig and the air supply pipe is moved in at least one of the X axis, the Y axis, and the Z axis.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 금속 지그에는,
상기 연료극, 전해질 및 하나 이상의 공기극이 순차적으로 위치하는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
In the metal jig,
Characterized in that the anode, the electrolyte and the at least one cathode are sequentially positioned,
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 금속 지그는,
상기 연료극에 수소가스를 공급할 수 있도록 가스 유로;가 형성되는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
The metal jig
And a gas passage is formed to supply hydrogen gas to the fuel electrode.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 가스 유로는,
상기 금속 지그의 양측면에서 외부 방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 6,
The gas passage
Wherein the metal jig is formed to protrude outward from both side surfaces of the metal jig.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 가스 유로의 양측 말단부와 접촉함으로써 상기 연료극의 전압을 측정하는 연료극 전압측정라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
8. The method of claim 7,
And a fuel electrode voltage measurement line for measuring a voltage of the fuel electrode by making contact with both end portions of the gas flow path.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 하나 이상의 공기극은,
상기 전해질 상측에 프린팅(printing) 되는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one air electrode comprises:
Characterized in that the electrolyte is printed on the upper side of the electrolyte.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 공기극의 상측에는,
상기 공기극의 형상과 상응하는 인터커넥터(Interconnector)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
On the upper side of the air electrode,
And an interconnector corresponding to the shape of the air electrode is provided.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 인터커넥터는,
백금(Pt) 또는 은(Ag) 재질의 집전체(Mesh)로 형성되는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the inter-
Characterized in that it is formed of a current collector made of platinum (Pt) or silver (Ag)
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 공기공급관은 알루미나(Alumina)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the air supply pipe comprises alumina.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 전압측정라인은,
백금(Pt)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
The voltage measurement line may include:
Characterized in that it comprises platinum (Pt).
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
상기 금속 지그의 테두리와 상응하게 형성되며 중심부가 개방된 금속 부재; 및
상기 금속 지그와 상기 금속 부재 사이에 제공되어 상기 금속 지그가 실링(sealing) 되도록 하는 실링 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
고체산화물 연료전지 셀 전압 측정 장치.
The method according to claim 1,
A metal member formed corresponding to a rim of the metal jig and having a center portion opened; And
And a sealing member provided between the metal jig and the metal member to seal the metal jig.
Solid oxide fuel cell cell voltage measuring device.
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---|---|---|---|
KR1020130091293A KR101540514B1 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Voltage measuring apparatus for Solid oxide fuel cell |
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JP2007103357A (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Samsung Sdi Co Ltd | Cell voltage measurement apparatus for fuel cell stack and fuel cell system using this |
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