KR101803190B1 - 연료전지용 채널형 집전체 및 이를 구비하는 고체산화물 연료전지 - Google Patents

연료전지용 채널형 집전체 및 이를 구비하는 고체산화물 연료전지 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 연료전지용 채널형 집전체 및 이를 구비하는 고체산화물 연료전지는 연료극과 공기극을 구비하는 셀부, 셀부의 연료극에 대향되게 구비되는 다공성의 금속 폼 및 금속 폼에 대향되게 구비되는 집전체를 포함하며, 집전체는 연료가스가 공급되는 측에 구비되는 전단부와 전단부에서 후방으로 연장되는 후단부를 구비하고, 전단부에는 반응채널과 차단채널이 교대로 형성되며, 후단부에는 전단부의 반응채널에 연결되게 차단채널이 형성되고 전단부의 차단채널에 연결되게 반응채널이 형성되며, 반응채널은 연료가스가 유동되는 제1 유로를 포함하고, 제1 유로에서 개질반응이 일어나도록 금속 폼과 통하게 형성되며, 차단채널은 연료가스가 유동되는 제2 유로를 포함하고, 제2 유로에서 개질반응이 일어나지 않도록 금속 폼과 통하지 않게 형성될 수 있다.

Description

연료전지용 채널형 집전체 및 이를 구비하는 고체산화물 연료전지 {Channel type fuel cell collector and Solid oxide fuel cells having the same}
본 발명은 연료전지용 채널형 집전체 및 이를 구비하는 고체산화물 연료전지에 관한 것이다.
일반적으로 집전체에 유동하는 연료가 집전체의 일측에 배치된 금속 폼과 접촉하여 개질반응이 일어난다. 이때, 개질된 수소가 바로 셀에서 반응하면서 열을 발생시키고, 대류에 의해서 발열이 후류로 이동하면서 셀의 후단 온도를 상승시켜 셀의 전후단 온도차가 발생하는 문제점이 있었다.
이것은 구성요소의 열 변형을 야기하고 구성요소간 접촉성을 낮추는 결과를 가져와 셀 성능저하의 원인이 되는 문제점이 있다.
따라서, 셀 전후단의 온도차이가 발생하지 않는 장치개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 셀 내부의 개질반응 및 전극반응의 위치를 제어하여, 셀 내부의 온도차를 줄일 수 있는 연료전지용 채널형 집전체 및 이를 구비하는 고체산화물 연료전지를 제공하기 위한 것이다.
일 예에서 본 발명에 따른 연료전지용 채널형 집전체는, 연료가스가 공급되는 측에 구비되며, 반응채널과 차단채널이 교대로 형성되는 전단부 및 전단부에서 후방으로 연장되게 구비되며, 전단부의 반응채널에 연결되게 차단채널이 형성되고, 전단부의 차단채널에 연결되게 반응채널이 형성되는 후단부를 포함하며, 반응채널은 연료가스가 유동되는 제1 유로를 포함하고, 제1 유로에서 개질반응이 일어나도록 상부가 개방되게 형성될 수 있으며, 차단채널은 연료가스가 유동되는 제2 유로를 포함하고, 제2 유로에서 개질반응이 일어나지 않도록 상부가 차단되게 형성될 수 있다.
다른 예에서, 반응채널은 상부가 개방되고 하부가 차단된 "∪"자 형상으로 단면이 형성될 수 있으며, 차단채널은 상부가 차단되고 하부가 개방된 "∩"자 형상으로 단면이 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 전단부의 반응채널의 제1 유로는 대응되게 위치한 후단부의 차단채널의 제2 유로와 통하고, 전단부의 차단채널의 제2 유로는 대응되게 위치한 후단부의 반응채널의 제1 유로와 통하도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에서, 전단부의 길이와 후단부의 길이에 따라 전단부에서 일어나는 개질반응의 양과 후단부에서 일어나는 개질반응의 양이 서로 달라지도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에서, 전단부의 길이와 후단부의 길이는 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역을 기준으로 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, 전단부의 제1 유로의 폭과 후단부의 제1 유로의 폭에 따라 전단부에서 일어나는 개질반응의 양과 후단부에서 일어나는 개질반응의 양이 서로 달라지도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에서, 전단부의 제1 유로의 폭과 후단부의 제1 유로의 폭은 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역을 기준으로 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, 전단부의 제1 유로의 높이와 후단부의 제1 유로의 높이에 따라 전단부에서 일어나는 개질반응의 양과 후단부에서 일어나는 개질반응의 양이 서로 달라지도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에서, 전단부의 제1 유로의 높이와 후단부의 제1 유로의 높이는 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역을 기준으로 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, 본 발명에 따른 고체산화물 연료전지는 연료극과 공기극을 구비하는 셀부, 셀부의 연료극에 대향되게 구비되는 다공성의 금속 폼 및 금속 폼에 대향되게 구비되는 집전체를 포함하며, 집전체는 연료가스가 공급되는 측에 구비되는 전단부와 전단부에서 후방으로 연장되는 후단부를 구비하고, 전단부에는 반응채널과 차단채널이 교대로 형성되며, 후단부에는 전단부의 반응채널에 연결되게 차단채널이 형성되고 전단부의 차단채널에 연결되게 반응채널이 형성되며, 반응채널은 연료가스가 유동되는 제1 유로를 포함하고, 제1 유로에서 개질반응이 일어나도록 금속 폼과 통하게 형성되며, 차단채널은 연료가스가 유동되는 제2 유로를 포함하고, 제2 유로에서 개질반응이 일어나지 않도록 금속 폼과 통하지 않게 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 금속 폼은 탄성을 갖는 니켈재질로 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 금속 폼은 탄성재질로 형성되며, 전단부 및 후단부와 연료극이 접촉하였을 시, 충격을 완충하도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에서, 금속 폼은 다공성 형태 및 니켈재질로 형성되며, 연료가스가 니켈과 접촉하여 개질반응을 일으켜 연료극으로 연료가스를 전달하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 셀 내부의 개질반응 및 전극반응의 위치를 제어함으로써, 셀 내부의 온도차에 의한 열 변형을 방지할 수 있어, 셀의 내구성을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 단면도이다.
도 2는 도 1의 채널형 집전체의 사시도이다.
도 3은 도 1의 채널형 집전체의 상면에 니켈폼이 배치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2 A의 변형예를 도시하고 있는 도면이다.
도 5는 도 2의 B, B'유로 폭의 변형예를 도시하고 있는 도면이다.
도 6은 도 2의 B, B'유로 높이의 또 다른 변형예를 도시하고 있는 도면이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 단면도이며, 도 2는 도 1의 채널형 집전체 사시도이며, 도 3은 도 1의 채널형 집전체 상면에 니켈폼이 배치된 것을 나타낸 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.
고체산화물 연료전지(300)는 셀부(250), 금속 폼(240), 채널형 집전체(200), 분리판(241)을 포함할 수 있다. 셀부(250)는 공기극(23), 전해질(22), 연료극(21)을 포함하며, 연료극(21)과 대향되게 금속 폼(240)이 배치되며, 금속 폼(240)에 대향되게 채널형 집전체(200)가 배치된다. 공기극(23)에 대향되게 집전체가 더 구비될 수 있다.
공기극(23), 전해질(22), 연료극(21), 금속 폼(240), 채널형 집전체(200), 분리판(241)은 순차적으로 적층되도록 구성될 수 있으며, 하나의 연료전지는 높은 전력을 얻기 위하여 다수가 적층되어 스택(stack)을 이루도록 구성될 수 있다.
먼저, 채널형 집전체(200)에 대해 살펴본다. 채널형 집전체(200)는 연료가스를 제공받을 수 있으며, 연료가스가 공급되는 측에 구비되는 전단부(210)와 전단부(210)에서 후방으로 연장되는 후단부(220)를 포함한다. 전단부(210)와 후단부(220)의 길이는 서로 같도록 구성될 수 있다. 연료가스의 공급을 위해 연료가스 공급부(260)가 설치될 수 있다.
전단부(210)는 반응채널(30)과 차단채널(40)이 교대로 형성되며, 후단부(220)는 전단부(210)의 반응채널(30)과 연결되는 차단채널(40)이 형성되며, 전단부(210)의 차단채널(40)에 연결되게 반응채널(30)이 형성될 수 있다.
반응채널(30)은 상부가 개방되고 하부가 차단된 "∪"자 형상으로 단면이 형성될 수 있다. "∪"자 단면의 형태가 일렬로 복수개 이격되어 형성되며, 내부공간에 연료가스가 유동하도록 제1 유로(31,32)가 형성될 수 있다. 이와 반대로, 차단채널(40)은 상부가 차단되고 하부가 개방된 "∩"자 형상으로 단면이 형성될 수 있다. 일렬로 "∩"자 단면의 형태가 복수개 이격되어 형성되며, 내부공간에 연료가스가 유동하도록 제2 유로(41,42)가 형성될 수 있다. "∪"자 형태라고 기재하였으나, 이에, 한정하지 않고 눕혀진 "ㄷ"자 단면, 삼각형 단면 등의 형태도 가능하다.
반응채널(30)은 연료가스가 유동되는 제1 유로(31,32)를 포함하고, 제1 유로(31,32)에서 개질반응이 일어나도록 금속 폼(240)과 통하게 형성될 수 있다. 차단채널(40)은 연료가스가 유동되는 제2 유로(41,42)를 포함하고, 제2 유로(41,42)에서 개질반응이 일어나지 않도록 금속 폼(240)과 통하지 않게 형성될 수 있다.
일예로, 전단부(210)의 반응채널(30)의 제1 유로(31)에 대응되도록 후단부(220)의 차단채널(40)의 제2 유로(42)가 제1 유로(31)와 일렬 형태로 연결될 수 있다. 전단부(210)의 차단채널(40)의 제2 유로(41)에 대응되도록 후단부(220) 반응채널(30)의 제1 유로(32)는 제 2 유로(41)와 일렬 형태로 연결될 수 있다. 연료가스가 연장된 유로로 유동되기 위하여, 전단부(210) 및 후단부(220)의 연결되는 부분에 연결부(270)가 구비될 수 있다.
다음으로, 금속 폼(240)에 대해 살펴본다. 금속 폼(240)은 탄성을 갖는 니켈재질로 형성될 수 있다. 또한, 금속 폼(240)은 다공성 형태로 형성될 수 있다. 금속 폼(240)은 니켈재질 및 다공성 형태로 형성되어, 금속 폼(240)과 접촉되게 배치된 반응채널(30)의 연료가스가 니켈과 접촉하여 개질반응을 일으켜 연료가스를 연료극(21)으로 전달하도록 구성될 수 있다. 일예로, 개질방식으로 내부개질 방식과, 외부개질 방식으로 구분되는데, 본 발명은 반응채널(30)의 연료가스가 금속 폼(240)의 니켈과 접촉하여 개질반응을 일으켜 연료가스를 연료극(21)으로 전달하는 형태의 내부개질 방식이 적용될 수 있다.
일예로, 금속 폼(240)은 다공성 형태로 형성되기 때문에, 복수개의 통공으로 연료가스를 흡수하여, 금속 폼(240) 상단에 배치된 연료극(21)으로 연료가스를 전달하는 역할을 하도록 구성될 수 있다. 또한, 금속 폼(240)은 니켈 재질로 형성됨으로써, 채널형 집전체(200)가 개질반응을 일으키도록 촉매작용을 하도록 구성될 수 있다. 또한, 니켈폼은 탄성재질로 형성될 수 있으며, 전단부(210) 및 후단부(220)와 연료극(21)이 접촉하였을 시, 그 사이에 개재되어 충격을 완충하는 역할을 하도록 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전단부(210)와 후단부(220)의 길이는 동일하게 형성될 수 있다. 전단부(210)와 후단부(220)의 길이가 동일하게 형성된다라고 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 전단부(210)와 후단부(220)의 길이가 서로 다르게 형성되는 구성 또한 가능하다.
반응채널(30)과 차단채널(40)이 길게 연장되는 강건 구조이기 때문에, 기계적 강도가 높아, 온도차에 의한 열변형에 저항하도록 구성될 수 있다.
연료가스 공급부(260)로부터 유동되는 연료가스의 절반은 전단부(210)에서 개질반응을 하고 나머지 절반은 후단부(220)에서 개질반응을 하도록 구성될 수 있다.
일예로, 전단부(210)의 제1 유로의 폭(a)과, 이에 연결되는 후단부의 제2 유로의 폭(a')이 동일하고, 전단부(210)의 제1 유로의 폭(a) 및 전단부의 제2 유로의 폭(b)이 동일할 경우, 개질반응의 양은 전단부(210) 및 후단부(220)에서 대체로 동일하도록 구성될 수 있다.
일예로, 연료가스의 일부(약 50%)는 전단부(210)의 제1 유로(31)와 금속 폼(240)이 접촉하는 지점에서 개질반응을 일으키고, 나머지(약 50%)의 연료는 후단부(220)의 제2 유로(42)를 통과하도록 구성될 수 있다. 반대로, 연료가스의 일부는 제2 유로(41)로 유동하며 개질반응을 하지 않다가, 채널형 집전체(200)의 중앙지점에서 시작되어, 후단부(220)의 제1 유로(32)를 지나면서 개질반응을 하도록 구성될 수 있다.
이는, 전단부(210) 및 후단부(220)의 각각 절반씩만 금속 폼(240)에 접촉되기 때문에, 개질반응이 채널형 집전체(200)에 균일하게 분포될 수 있어, 채널형 집전체(200)에 열이 한쪽에만 집중되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 연료가스가 절반씩 전단부(210) 및 후단부(220)에서 개질반응을 하여 흡열에 의하여 전단부(210)측의 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도 2 A의 변형예를 도시하고 있는 도면이다. 보통의 경우, 개질반응에 반응하는 연료가스는 연료 공급부(260)와 근접한 반응채널(30)의 입구측(1)에서 출구측(2)으로 유동하는데, 유동하는 연료가스는 출구측(2)으로 갈수록 줄어들게 되어, 출구측(2)에서는 개질반응이 보다 적게 일어날 수 있다. 반대로, 입구측(1)에는 개질반응이 많이 일어나, 흡열에 따라, 주변의 온도는 하강시키도록 구성될 수 있다.
반응채널(30)의 출구측(2) 보다는 입구측(1)에서 온도 하강이 가장 많이 일어나, 집전체(200)에 열이 한쪽에만 집중될 수 있어, 전단부의 길이(d)와 후단부의 길이(d')를 조절하여, 집전체(200)에 열이 균일하도록 분포시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 도 2 및 도 4를 참고하여 설명한다. 전단부(210)의 제1 유로(31)의 폭과, 후단부의 제1 유로(32)의 폭이 동일한 가정하에, 전단부의 길이(d)보다 후단부의 길이(d')를 더 길게 형성하여, 후단부(220)에서 개질반응을 더 많이 일어나도록 구성할 수 있다.
이는, 집전체(200)의 후단부 반응채널 길이(d')가 전단부의 반응채널 길이(d)보다 길게 형성되어, 전단부(210)의 반응채널(30)의 총 부피보다 후단부(220)의 반응채널(30)의 총 부피가 더 커짐으로써, 후단부(220)의 반응채널(30)에서 더 많은 연료가스가 반응할 수 있어, 후단부(220)에서 개질반응이 더 많이 일어나, 흡열작용에 의하여 온도가 하강하도록 구성될 수 있다.
또한, 집전체(200) 후단부(220) 반응채널(30)의 입구측(3)이 전단부(210) 출구측(2)에 가까워지기 때문에, 전체적으로 집전체(200)의 전단부(210)에서 온도 하강이 더 일어나도록 구성될 수 있다.
일예로, 셀부(250)의 온도가 후단측보다 연료 공급부(260)와 근접한 전단측이 높을 경우, 후단부 반응채널 길이(d')가 전단부의 반응채널 길이(d)보다 길게 형성될 수 있다.
전단부 반응채널(d)의 입구측(1)에서 개질반응이 많이 발생하고, 출구측(2)에서는 개질반응이 보다 적게 일어날 수 있으며, 다시 후단부 반응채널(d')의 입구측(3)에서 개질반응이 보다 많이 일어나다가 연료가스가 출구측(4)에서 개질반응이 적게 일어나도록 구성될 수 있다, 이때, 후단부 반응채널 길이(d')가 집전체(200)의 전단측에 위치하게 됨으로써, 전단부(210)는 흡열에 따라, 주변의 온도를 하강시키도록 구성될 수 있다.
반대로, 셀부의 온도가 전단측 보다 후단측이 높을경우, 전단부 반응채널 길이(d)가 후단부의 반응채널 길이(d')보다 길게 형성될 수 있다.
전단부 반응채널 길이(d)가 집전체(200)의 후단측까지 위치하게 됨으로써, 후단부 반응채널(d')의 입구측이 연료 공급부(260)와 멀어지게 되도록 구성될 수 있다.
이는, 전체적으로 셀부의 후단측에 반응채널(30)의 입구측(3)이 위치하게 됨으로써, 개질반응이 일어남에 따라, 주변의 온도를 하강시키도록 구성될 수 있다.
이는, 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역에 따라, 집전체(200) 후단부(220) 반응채널(30)의 입구측(3)의 위치를 조절하여, 발열이 많이 일어났었던 영역에 개질반응을 더 많이 일어나도록 제어할 수 있는 특징이 있다.
또한, 전극반응열에 의한 고온 영역의 온도를 낮출 수 있어, 셀부(250)의 성능저하를 방지할 수 있다.
도 5는 도 2의 B, B' 유로 폭의 또 다른 변형예를 도시하고 있는 도면이다. 도 2 및 도 5를 참고하여 설명한다. 전단부(210)의 제1 유로의 폭(a)과 후단부(220)의 제1 유로의 폭(a')을 서로 다르게 조정하여, 전단부(210)에서 일어나는 개질반응의 양과 후단부(220)에서 일어나는 개질반응의 양을 서로 다르게 구성할 수 있다.
일예로, 전단부(210)의 제1 유로의 폭(a) 보다 후단부(220)의 제1 유로(a )의 폭이 넓을 경우, 전단부(210) 측의 제1 유로(31)를 유동하는 연료의 양보다 후단부측의 제1 유로(32)를 유동하는 연료의 양이 많아지면서, 개질반응을 전단부(210)보다 후단부(220)에서 많이 반응하도록 구성될 수 있다.
유로의 폭이 넓게 형성될 경우, 반응채널(30)의 총 부피가 커지기 때문에, 개질반응이 더 많이 일어나, 흡열작용에 의하여 온도가 하강할 수 있다.
개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역에 따라, 전단부(210)의 제1 유로의 폭(a)와 후단부(220)의 제1 유로의 폭(a')을 조절하여, 개질반응 및 전극반응의 영역을 조절할 수 있다.
일예로, 발열이 많이 일어나는 영역이 후단부(220)일 경우, 전단부(210)의 제1 유로(a)의 폭 보다 후단부(220)의 제1 유로(a')의 폭을 보다 넓게 형성할 수 있다. 이는, 후단부(220)의 제1 유로(a')에 유동하는 연료양이 많아지도록 구성됨으로써, 개질반응을 보다 많이 하게되어, 전단부(210) 보다 후단부(220)의 온도가 낮아지도록 구성될 수 있다.
이는, 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역에 따라, 전단부(210) 반응채널(30)의 제1 유로의 폭(a), 후단부(220) 반응채널(30)의 제1 유로의 폭(a')을 조절하여, 발열이 많이 일어났었던 영역에 개질반응을 더 많이 일어나도록 조절할 수 있는 특징이 있다.
도 5에 도시된 내용은 전단부(210)의 제1 유로의 폭(a)과, 후단부(220)의 제1 유로의 폭(a')을 조절한다라고 기재하였으나, 이에 한정하지 않고, 전단부(210)의 제2 유로의 폭(b), 후단부(220)의 제2 유로의 폭(b')을 조절하는 구성 또한 가능하다.
이는, 셀부(250)의 온도차이를 줄일 수 있다. 또한, 전극반응열에 의한 고온 영역의 온도를 낮출 수 있어, 셀부(250)의 성능저하를 방지할 수 있다.
도 6은 도 2의 B, B' 유로 높이의 또 다른 변형예를 도시하고 있는 도면이다. 도 2 및 도 6을 참고하여 설명한다. 전단부(210)의 제1 유로의 높이(h)와 후단부(220)의 제1 유로의 높이(h')에 따라 전단부(210)에서 일어나는 개질반응의 양과 후단부(220)에서 일어나는 개질반응의 양을 서로 다르게 구성될 수 있다.
일예로, 전단부(210)보다 후단부(220)에서 개질반응이 더 일어나도록 후단부(220)의 제1 유로의 높이(h')가 전단부(210)의 제1 유로의 높이(h)보다 높게 형성될 수 있다. 유로의 높이가 높게 형성될 경우, 반응채널(30)의 총 부피가 커지기 때문에, 유동하는 연료의 양이 많아질 뿐만 아니라, 개질반응이 보다 잘 일어날 수 있다. 또한, 개질반응이 보다 많이 일어날 경우, 흡열작용에 의하여 온도가 하강할 수 있다.
개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역에 따라, 전단부(210)의 제1 유로의 높이(h)와 후단부(220)의 제1 유로의 높이(h')를 조절하여, 발열이 많이 일어났었던 영역에 개질반응을 더 많이 일어나도록 구성할 수 있다.
이는, 발열이 더 많이 일어나는 영역에 대응되게 제1 유로의 높이(h, h')차이를 두어, 채널형 집전체(200)에 열이 집중하는 것을 방지할 수 있어, 열에 따른 변형 및 면압 등의 내구성을 향상시킬 수 있다.
31,32: 제1 유로 41,42: 제2 유로
30: 반응채널 40: 차단채널
200: 채널형 집전체 210: 전단부
220: 후단부 240: 금속 폼
241: 분리판 250: 셀부
260: 연료 공급부 300: 연료전지

Claims (13)

  1. 연료전지용 채널형 집전체로서,
    연료가스가 공급되는 측에 구비되며, 반응채널과 차단채널이 교대로 형성되는 전단부; 및
    상기 전단부에서 후방으로 연장되게 구비되며, 상기 전단부의 반응채널에 연결되게 차단채널이 형성되고, 상기 전단부의 차단채널에 연결되게 반응채널이 형성되는 후단부를 포함하며,
    상기 반응채널은 상기 연료가스가 유동되는 제1 유로를 포함하고, 상기 제1 유로에서 개질반응이 일어나도록 상부가 개방되게 형성되며,
    상기 차단채널은 상기 연료가스가 유동되는 제2 유로를 포함하고, 상기 제2 유로에서 개질반응이 일어나지 않도록 상부가 차단되게 형성되는 연료전지용 채널형 집전체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응채널은 상부가 개방되고 하부가 차단된 "∪"자 형상으로 단면이 형성되고, 상기 차단채널은 상부가 차단되고 하부가 개방된 "∩"자 형상으로 단면이 형성되는 연료전지용 채널형 집전체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전단부의 반응채널의 제1 유로는 대응되게 위치한 상기 후단부의 차단채널의 제2 유로와 통하고, 상기 전단부의 차단채널의 제2 유로는 대응되게 위치한 상기 후단부의 반응채널의 제1 유로와 통하는 연료전지용 채널형 집전체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전단부의 길이와 상기 후단부의 길이에 따라 상기 전단부에서 일어나는 개질반응의 양과 상기 후단부에서 일어나는 개질반응이 양이 서로 달라지는 연료전지용 채널형 집전체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전단부의 길이와 상기 후단부의 길이는 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역을 기준으로 결정되는 연료전지용 채널형 집전체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전단부의 제1 유로의 폭과 상기 후단부의 제1 유로의 폭에 따라 상기 전단부에서 일어나는 개질반응의 양과 상기 후단부에서 일어나는 개질반응이 양이 서로 달라지는 연료전지용 채널형 집전체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전단부의 제1 유로의 폭과 상기 후단부의 제1 유로의 폭은 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역을 기준으로 결정되는 연료전지용 채널형 집전체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전단부의 제1 유로의 높이와 상기 후단부의 제1 유로의 높이에 따라 상기 전단부에서 일어나는 개질반응의 양과 상기 후단부에서 일어나는 개질반응이 양이 서로 달라지는 연료전지용 채널형 집전체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전단부의 제1 유로의 높이와 상기 후단부의 제1 유로의 높이는 개질반응에 따른 온도하강이 요구되는 영역을 기준으로 결정되는 연료전지용 채널형 집전체.
  10. 연료극과 공기극을 구비하는 셀부;
    상기 셀부의 연료극에 대향되게 구비되는 다공성의 금속 폼; 및
    상기 금속 폼에 대향되게 구비되는 집전체를 포함하며,
    상기 집전체는 연료가스가 공급되는 측에 구비되는 전단부와 상기 전단부에서 후방으로 연장되는 후단부를 구비하고,
    상기 전단부에는 반응채널과 차단채널이 교대로 형성되며,
    상기 후단부에는 상기 전단부의 반응채널에 연결되게 차단채널이 형성되고 상기 전단부의 차단채널에 연결되게 반응채널이 형성되며,
    상기 반응채널은 상기 연료가스가 유동되는 제1 유로를 포함하고, 상기 제1 유로에서 개질반응이 일어나도록 상기 금속 폼과 통하게 형성되며,
    상기 차단채널은 상기 연료가스가 유동되는 제2 유로를 포함하고, 상기 제2 유로에서 개질반응이 일어나지 않도록 상기 금속 폼과 통하지 않게 형성되는 고체산화물 연료전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속 폼은 탄성을 갖는 니켈재질로 형성되는 고체산화물 연료전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 금속 폼은 탄성재질로 형성되며, 상기 전단부 및 상기 후단부와 상기 연료극이 접촉하였을 시, 충격을 완충하도록 구성된 고체산화물 연료전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 금속 폼은 다공성 형태 및 니켈재질로 형성되며, 상기 연료가스가 니켈과 접촉하여 개질반응을 일으켜 상기 연료극으로 상기 연료가스를 전달하도록 구성된 고체산화물 연료전지.
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JP2001068132A (ja) 1999-08-25 2001-03-16 Tokyo Gas Co Ltd 集電板およびそれを用いた固体電解質燃料電池
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