KR101817432B1 - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템을 제공한다.
상기 연료전지 시스템은, 제1 연료전지 스택과, 상기 제1 연료전지 스택과 연결되는 제2 연료전지 스택과, 상기 제1 연료전지 스택과 상기 제2 연료전지 스택을 연결하여, 상기 제1 연료전지 스택에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 제2 연료전지 스택에 공급하는 연료 이송라인과, 상기 연료 이송라인 설치되어, 상기 제1 연료전지 스택으로부터 이송되는 애노드 배출가스에 포함된 수증기를 상 분리에 의해 분리하여 저장하는 물 분리부를 포함할 수 있다. The present invention provides a fuel cell system.
The fuel cell system includes a first fuel cell stack, a second fuel cell stack connected to the first fuel cell stack, and a second fuel cell stack connected between the first fuel cell stack and the second fuel cell stack, A fuel transfer line for supplying an anode exhaust gas discharged from the battery stack to the second fuel cell stack; and a fuel supply line for supplying water vapor contained in the anode discharge gas, which is transferred from the first fuel cell stack, And a water separator for separating and storing the separated water.

Description

연료전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM}Fuel cell system {FUEL CELL SYSTEM}

본 발명은 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전효율이 증대된 연료전지 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system with increased power generation efficiency.

일반적으로 연료전지는 탄화수소 연료에 저장된 화학 에너지를 전기화학반응에 의해 전기 에너지로 직접 변환시키는 장치로, 에너지 변환 효율이 높다. 또한, 기존 발전체계와 다르게 소음 및 바다 근처에 설치될 필요가 없으며, 설치 면적 대비 많은 양의 전력을 생산할 수 있는 장점이 있으며, 공해 물질로 분류되는 NOx나 SOx등이 생성되지 않아 친환경적인 발전 설비라고 볼 수 있다.Generally, a fuel cell is a device that directly converts chemical energy stored in a hydrocarbon fuel into electrical energy by an electrochemical reaction, and has high energy conversion efficiency. In addition, it does not need to be installed near noise and sea, unlike the existing power generation system, has the advantage of producing a large amount of electric power compared to the installation area, and does not generate NOx or SOx classified as pollutant, .

연료전지 중 하나인 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)의 경우 현재 상용화된 연료전지 중 작동온도가 가장 높은(약 800℃ 이상) 고온용 연료전지로 효율이 가장 좋은 연료전지이다.Solid oxide fuel cell (SOFC), one of the fuel cells, is the fuel cell that has the highest operating temperature (about 800 ℃ or more) among the commercialized fuel cells.

또한 고온형 연료전지(SOFC, MCFC) 등의 경우 CO 등도 연료로 활용될 수 있기에, 다양한 연료를 사용하여 발전이 가능하며, 작동온도가 높아 열 효율적인 관점에서는 추가 배열 회수 시스템 도입으로 에너지 활용 측면에서 매우 효율적인 시스템으로 볼 수 있다.In addition, in the case of high temperature type fuel cells (SOFC, MCFC), etc., CO can be used as fuel, so it is possible to generate electricity using various fuels. It can be seen as a very efficient system.

이러한, 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)의 경우 내부 구성요소들은 대부분 세라믹과 Stainless steel로 구성되어 있으며, 반응물은 도시가스, 물, 공기 등이며 생성물로는 전기에너지, 열에너지와 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소 등으로 구성되어 있다. In the case of solid oxide fuel cells (SOFC), the internal components are mostly composed of ceramic and stainless steel. The reactants are city gas, water, and air. The products include electric energy, heat energy, Carbon dioxide, and carbon monoxide.

일반적으로 연료전지의 경우 공급되는 연료를 100% 소진하지 못하고, 약 70-80%의 연료 이용률을 가지고 있다. 그리고, 연료전지에서 반응하지 않은 미반응 연료가스가 대기에 그대로 유출되지 않도록 추가 반응 설비를 구축하여 미반응 연료가스를 인체에 무해한 가스로 변환하여 배출하고 있다. In general, fuel cells do not exhaust 100% of the supplied fuel and have a fuel utilization rate of about 70-80%. Further, an additional reaction facility is constructed so that unreacted fuel gas that has not reacted in the fuel cell does not flow out to the atmosphere, thereby converting the unreacted fuel gas into a harmless gas to the human body and discharging it.

이와 같이, 연료전지의 특성상 공급된 연료 중 반응하지 않은 남은 잔량의 연료의 경우, 연소시켜 버려지거나, 연료시스템 내부에서 추가적인 열 및 물질 생성을 위해 사용되고 있다. As such, due to the characteristics of the fuel cell, the remaining unreacted fuel of the supplied fuel is burned out or used for generating additional heat and materials inside the fuel system.

그러나, 연료를 사용하여 바로 전력을 생성할 수 있는 연료전지 시스템의 장점을 감안하면, 연료 이용률을 높일 경우 시스템 전체의 효율을 높일 수 있으므로, 이러한 방안이 필요한 실정이다. However, in view of the advantages of the fuel cell system capable of directly generating power using the fuel, the efficiency of the entire system can be increased when the fuel utilization rate is increased.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미반응 연료가스의 불순물을 제거하여 재사용함으로써 시스템 전체의 연료 이용효율을 향상시키는 연료전지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel cell system that improves the fuel utilization efficiency of the entire system by removing impurities from unreacted fuel gas and reusing them.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 연료전지 시스템은, 제1 연료전지 스택과, 상기 제1 연료전지 스택과 연결되는 제2 연료전지 스택과, 상기 제1 연료전지 스택과 상기 제2 연료전지 스택을 연결하여, 상기 제1 연료전지 스택에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 제2 연료전지 스택에 공급하는 연료 이송라인과, 상기 연료 이송라인에 설치되어, 상기 제1 연료전지 스택으로부터 이송되는 애노드 배출가스에 포함된 수증기를 상 분리에 의해 분리하여 저장하는 물 분리부를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention comprises a first fuel cell stack, a second fuel cell stack connected to the first fuel cell stack, The fuel cell system according to claim 1, further comprising: a fuel transfer line connecting the cell stack to supply the anode exhaust gas discharged from the first fuel cell stack to the second fuel cell stack; And a water separator for separating and storing the water vapor contained in the anode exhaust gas by phase separation.

또한, 상기 제1 연료전지 스택은 연료를 공급받는 제1 연료극을 포함하고, 상기 제2 연료전지 스택은 상기 제1 연료극으로부터 미반응 연료가스를 포함한 애노드 배출가스를 공급받는 제2 연료극을 포함하며, 상기 연료 이송라인은 상기 제1 연료극과 상기 제2 연료극을 연결할 수 있다. Also, the first fuel cell stack may include a first fuel electrode to which fuel is supplied, and the second fuel cell stack may include a second fuel electrode to receive an anode discharge gas containing unreacted fuel gas from the first fuel electrode , And the fuel transfer line may connect the first fuel electrode and the second fuel electrode.

또한, 상기 연료 이송라인 상에 설치되어, 상기 제1 연료전지 스택으로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스와 상기 물 분리부로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스의 열교환이 이루어지는 열교환기를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a heat exchanger installed on the fuel transfer line for exchanging heat between the anode exhaust gas flowing in and flowing from the first fuel cell stack and the anode exhaust gas flowing in and flowing from the water separator.

또한, 상기 연료 이송라인은, 상기 제1 연료극에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 열교환기로 안내하는 제1 라인과, 상기 열교환기에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 물 분리부로 안내하는 제2 라인과, 상기 물 분리부에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 열교환기로 안내하는 제3 라인과, 상기 열교환기로부터 배출되는 애노드 배출가스를 상기 제2 연료극으로 안내하는 제4 라인을 포함하며, 상기 제3 라인을 통해 상기 열교환기로 안내된 애노드 배출가스는, 상기 제1 라인을 통해 열교환기로 안내된 애노드 배출가스와의 열교환에 의해 승온된 후, 상기 제4 라인을 통해 상기 제2 연료전지 스택으로 안내될 수 있다. The fuel transfer line may include a first line for guiding the anode exhaust gas discharged from the first fuel electrode to the heat exchanger, a second line for guiding the anode exhaust gas discharged from the heat exchanger to the water separator, A third line for guiding the anode exhaust gas discharged from the water separator to the heat exchanger and a fourth line for guiding the anode exhaust gas discharged from the heat exchanger to the second fuel electrode, The anode exhaust gas guided through the heat exchanger may be heated by heat exchange with the anode exhaust gas guided through the first line to the heat exchanger and then guided to the second fuel cell stack through the fourth line .

또한, 상기 물 분리부는, 내부가 기 설정된 온도 범위로 유지되는 항온조를 포함할 수 있다. In addition, the water separator may include a thermostat in which the interior is maintained within a predetermined temperature range.

또한, 상기 제1 연료전지 스택은 공기를 공급받는 제1 공기극을 포함하고, 상기 제2 연료전지 스택은 상기 제1 공기극으로부터 공기를 공급받는 제2 공기극을 포함하며, 상기 제1 공기극과 상기 제2 공기극은 공기 이송라인에 의해 연결될 수 있다. The first fuel cell stack may include a first air electrode to which air is supplied, and the second fuel cell stack may include a second air electrode that receives air from the first air electrode, The two air poles can be connected by an air transfer line.

또한, 일측은 상기 물 분리부와 연통되고, 타측은 상기 공기 이송라인과 연통되거나 상기 공기 이송라인에 인접 또는 접촉되게 구비되는 냉각라인을 더 포함하며, 상기 냉각라인으로 유입되는 상기 물 분리부의 물에 의해 상기 공기 이송라인을 통과하는 공기를 냉각시킬 수 있다. Further, it is preferable that one side further comprises a cooling line communicating with the water separating section and the other side being in contact with or in contact with the air conveying line or with the air conveying line, The air passing through the air transfer line can be cooled.

또한, 일측은 공기를 공급하는 공기공급원과 연결되고, 타측은 상기 공기 이송라인과 연통되거나 상기 공기 이송라인에 인접 또는 접촉되게 구비되는 제2 공기 공급라인을 더 포함하며, 상기 제2 공기 공급라인으로 공급되는 외부의 공기에 의해 상기 공기 이송라인을 통과하는 공기를 냉각시킬 수 있다. The first air supply line may be connected to the first air supply line and the second air supply line may be connected to the air supply line. The air passing through the air transfer line can be cooled by the external air supplied to the air transfer line.

또한, 연료를 공급하는 연료 공급원과, 상기 제1 연료전지 스택에 구비된 제1 연료극을 연결하는 연료 공급라인과, 상기 연료 공급라인과 상기 물 분리부를 연결하는 물 보충라인을 더 포함하며, 상기 물 보충라인을 통해 상기 물 분리부에 저장된 물을 상기 연료 공급라인으로 유입시켜, 상기 제1 연료극으로 공급되는 연료의 개질반응에 이용할 수 있다. The fuel cell system further includes a fuel supply source for supplying fuel, a fuel supply line for connecting the first fuel electrode provided in the first fuel cell stack, and a water replenishing line for connecting the fuel supply line and the water separator, The water stored in the water separator through the water replenishing line may be introduced into the fuel supply line and used for the reforming reaction of the fuel supplied to the first fuel electrode.

이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 시스템을 이용하면, 제1 연료전지 스택의 미반응 연료가스를 제2 연료전지 스택으로 공급함으로써, 연료전지 시스템 전체의 연료 이용률을 향상시킬 수 있다. By using the fuel cell system according to one embodiment of the present invention, the fuel efficiency of the entire fuel cell system can be improved by supplying the unreacted fuel gas of the first fuel cell stack to the second fuel cell stack.

아울러, 본 발명에 따르면, 물 분리부에 의해 제1 연료전지 스택에서 배출되는 애노드 배출가스에서 수증기와 같은 불순물을 제거한 후 제2 연료전지 스택으로 공급함으로써, 제2 연료전지 스택으로 양질의 미반응 연료가스를 공급하여, 미반응 연료가스의 이용 효율과 연료전지 스택의 전기 출력 효율을 극대화시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, impurities such as water vapor are removed from the anode exhaust gas discharged from the first fuel cell stack by the water separator, and then supplied to the second fuel cell stack, The utilization efficiency of the unreacted fuel gas and the electric output efficiency of the fuel cell stack can be maximized by supplying the fuel gas.

아울러, 제2 연료전지 스택의 반응열의 열원으로 제1 연료전지 스택의 반응열을 이용하므로, 시스템 내부의 열 효율을 향상시킬 수 있고, 열원을 얻기 위한 별도의 장비를 필요로 하지 않으므로 시스템을 간소화하고 비용을 절감할 수 있다. In addition, since the reaction heat of the first fuel cell stack is used as the heat source of the reaction heat of the second fuel cell stack, thermal efficiency inside the system can be improved, and no separate equipment for obtaining a heat source is required. The cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 연료전지 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a schematic view of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 연료전지 시스템의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.First, the embodiments described below are embodiments suitable for understanding the technical characteristics of the fuel cell system of the present invention. However, the technical features of the present invention are not limited by the embodiments to which the present invention is applied or explained in the following embodiments, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 시스템(100)은, 제1 연료전지 스택(200)과, 제2 연료전지 스택(300)과, 연료 이송라인(22)과, 물 분리부(500)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a fuel cell system 100 according to an embodiment of the present invention includes a first fuel cell stack 200, a second fuel cell stack 300, a fuel transfer line 22, And a water separator 500.

제1 연료전지 스택(200)은, 제1 연료극(210)과, 제1 공기극(230)과, 제1 전해질층(220)을 구비할 수 있다. 제1 연료극(210)의 입구에는 연료 공급라인(21)이 연결되고, 연료 공급라인(21)은 연료공급원(20)에 연결될 수 있다. 제1 연료극(210)은 연료공급원(20)으로부터 연료를 공급받아 연료전지 반응을 할 수 있다. The first fuel cell stack 200 may include a first fuel electrode 210, a first air electrode 230, and a first electrolyte layer 220. A fuel supply line 21 may be connected to the inlet of the first fuel electrode 210 and a fuel supply line 21 may be connected to the fuel supply source 20. The first fuel electrode 210 can receive the fuel from the fuel supply source 20 and perform the fuel cell reaction.

제1 연료전지 스택(200)은 내부에 개질기(미도시)가 설치될 수 있고, 개질기는 연료공급원(20)으로부터 공급되는 천연가스를 개질하여 수소와 탄산가스를 형성한 후, 제1 연료극(210)으로 공급할 수 있다. 여기서, 개질반응에 필요한 열은 제1 연료극(210)의 연료전지 반응의 반응열을 통해 얻을 수 있고, 개질반응에 필요한 물은, 후술하는 바와 같이, 물 분리부(500)에 저장된 물을 이용할 수 있다. A reformer (not shown) may be installed in the first fuel cell stack 200. The reformer reforms the natural gas supplied from the fuel supply source 20 to form hydrogen and carbon dioxide gas, 210). Here, the heat required for the reforming reaction may be obtained through the heat of reaction of the fuel cell reaction of the first fuel electrode 210, and the water required for the reforming reaction may be water, which will be described later, have.

다만, 개질기의 위치는 한정이 없으며 별도의 장비를 구비하여 제1 연료전지 스택(200)의 외부에 설치될 수도 있다. 또한, 개질기의 개질반응에 필요한 열과 물을 얻는 방법은 상기한 방법에 한정하는 것은 아니며 다양한 변형실시가 가능하다.However, the location of the reformer is not limited, and it may be provided outside the first fuel cell stack 200 with a separate device. Further, the method of obtaining heat and water required for the reforming reaction of the reformer is not limited to the above-described method, and various modifications are possible.

제1 공기극(230)은 전단에 연결된 공기공급원(30)으로부터 공기를 공급받을 수 있다. 즉, 제1 공기극(230)의 전단에는 제1 공기 공급라인(31)이 연결되고 제1 공기 공급라인(31)은 공기공급원(30)과 연결되어, 공기공급원(30)의 공기가 제1 공기 공급라인(31)으로 공급될 수 있다. The first air electrode 230 can receive air from the air source 30 connected to the front end. That is, the first air supply line 31 is connected to the front end of the first air electrode 230 and the first air supply line 31 is connected to the air supply source 30, Can be supplied to the air supply line (31).

제1 전해질층(220)은 제1 연료극(210)과 제2 공기극(330) 사이에는 제1 전해질층(220)이 있다. 제1 전해질층(220)은 일 례로 고체 산화물 전해질로 이루어질 수 있고, 이에 따라 본 발명에 적용되는 제1 연료전지 스택(200)은 약 600℃ 내지 1000℃의 고온에서 작동하는 고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)일 수 있다. 일 례로 본 발명에 적용되는 제1 연료전지 스택(200)은 제1 연료극(210) 전단의 작동온도가 약 700℃ 내지 750℃ 정도인 고온형 연료전지일 수 있고, 연료전지 반응 후 제1 연료전지 스택(200)의 후단의 온도는 약 750℃ 내지 800℃ 정도일 수 있다. 다만, 상기 제1 전해질층(220)의 종류와 제1 연료전지 스택(200)의 전, 후단의 온도는 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 종류와 작동온도로 변형실시가 가능하다. The first electrolyte layer 220 has a first electrolyte layer 220 between the first fuel electrode 210 and the second air electrode 330. The first electrolyte layer 220 may be formed of a solid oxide electrolyte, and the first fuel cell stack 200 applied to the present invention may be a solid oxide fuel cell (hereinafter, referred to as " Solid Oxide Fuel Cell, SOFC). For example, the first fuel cell stack 200 applied to the present invention may be a high temperature type fuel cell having an operating temperature of about 700 ° C. to 750 ° C. at the front end of the first fuel electrode 210, The temperature of the rear end of the battery stack 200 may be about 750 ° C to 800 ° C. However, the type of the first electrolyte layer 220 and the temperatures of the front and rear ends of the first fuel cell stack 200 are not limited thereto, and various types and operating temperatures can be modified.

제2 연료전지 스택(300)은 제1 연료전지 스택(200)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 연료전지 스택(300)은, 제2 연료극(310)과 제2 공기극(330)과 제2 전해질층(320)을 포함할 수 있다. The second fuel cell stack 300 may be connected to the first fuel cell stack 200. The second fuel cell stack 300 may include a second fuel electrode 310, a second air electrode 330, and a second electrolyte layer 320.

제2 연료극(310)의 입구는 제1 연료극(210)의 출구와 연결될 수 있고, 제1 연료극(210)으로부터 미반응 연료가스를 포함한 애노드 배출가스를 공급받을 수 있다. The inlet of the second fuel electrode 310 may be connected to the outlet of the first fuel electrode 210 and may receive the anode exhaust gas including the unreacted fuel gas from the first fuel electrode 210.

구체적으로 제1 연료전지 스택(200)과 제2 연료전지 스택(300) 사이에 연료 이송라인(22)이 연결될 수 있고, 연료 이송라인(22)을 통해 제1 연료전지 스택(200)에서 배출되는 애노드 배출가스를 제2 연료전지 스택(300)에 공급될 수 있다. 보다 구체적으로 연료 이송라인(22)은 제1 연료극(210)과 제2 연료극(310)을 연결할 수 있다. More specifically, a fuel transfer line 22 can be connected between the first fuel cell stack 200 and the second fuel cell stack 300, and discharged from the first fuel cell stack 200 through the fuel transfer line 22 The anode exhaust gas may be supplied to the second fuel cell stack 300. [ More specifically, the fuel transfer line 22 can connect the first fuel electrode 210 and the second fuel electrode 310.

제2 연료전지 스택(300)은, 제1 연료극(210)으로부터 애노드 배출가스를 공급받으므로 내부에 개질기를 필요로 하지 않을 수 있고, 이에 따라 제1 연료전지 스택(200)과 상이한 구조를 구비할 수 있다. 또한, 제2 연료전지 스택(300)은 유입되는 연료량이 제1 연료전지 스택(200)에 비해 적기 때문에 적층되는 셀 수나 반응면적이 제1 연료전지 스택(200)과는 다를 수 있음은 물론이다. Since the second fuel cell stack 300 receives the anode exhaust gas from the first fuel electrode 210, the second fuel cell stack 300 may not require a reformer therein. Accordingly, the second fuel cell stack 300 may have a structure different from that of the first fuel cell stack 200 can do. It is needless to say that the number of cells to be stacked or the reaction area may be different from that of the first fuel cell stack 200 because the amount of fuel flowing into the second fuel cell stack 300 is smaller than that of the first fuel cell stack 200 .

제2 공기극(330)은 제1 공기극(230)으로부터 공기를 공급받을 수 있다. 여기서 제1 공기극(230)과 제2 공기극(330)은 공기 이송라인(33)을 통해 연결될 수 있고, 제1 공기극(230)의 공기는 공기 이송라인(33)을 통해 제2 공기극(330)으로 이송될 수 있다. The second air electrode 330 can receive air from the first air electrode 230. The first air electrode 230 and the second air electrode 330 may be connected through an air transfer line 33. The air of the first air electrode 230 may be connected to the second air electrode 330 through the air transfer line 33, Lt; / RTI >

제2 전해질층(320)은, 상기한 제1 전해질층(220)과 같이, 일 례로 고체 산화물 전해질로 이루어질 수 있고, 제2 연료전지 스택(300)은 고온에서 작동하는 고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)일 수도 있다. 따라서, 제2 연료전지 스택(300)의 입구의 온도는 상기한 제1 연료전지 스택(200)의 입구의 작동온도와 같이, 약 700℃ 내지 750℃ 정도일 수 있다. 다만, 제2 연료전지 스택(300)의 종류와 작동온도는 상기한 바에 한정하는 것은 아니며 다양한 변형실시가 가능하다. The second electrolyte layer 320 may be formed of a solid oxide electrolyte such as the first electrolyte layer 220 and the second fuel cell stack 300 may be formed of a solid oxide fuel cell Oxide Fuel Cell (SOFC). Therefore, the temperature of the inlet of the second fuel cell stack 300 may be about 700 캜 to 750 캜, such as the operating temperature of the inlet of the first fuel cell stack 200. However, the type and operating temperature of the second fuel cell stack 300 are not limited to those described above, and various modifications are possible.

한편, 물 분리부(500)는 연료 이송라인(22) 설치되어, 상기 제1 연료전지 스택(200)으로부터 이송되는 애노드 배출가스에 포함된 수증기를 상 분리에 의해 분리하여 저장할 수 있다. The water separator 500 may be provided with a fuel transfer line 22 for separating and storing the water vapor contained in the anode exhaust gas transferred from the first fuel cell stack 200 by phase separation.

구체적으로 물 분리부(500)는, 연료 이송라인(22) 상에 설치되어 제1 연료전지 스택(200)과 제2 연료전지 스택(300) 사이에 설치될 수 있으며, 제1 연료극(210)에서 배출되는 애노드 배출가스가 통과할 수 있다. Specifically, the water separator 500 may be installed on the fuel transfer line 22 and installed between the first fuel cell stack 200 and the second fuel cell stack 300, and the first fuel electrode 210, The anode exhaust gas discharged from the anode can pass through.

여기서, 제1 연료극(210)에서 배출되는 애노드 배출가스는, 상기한 바와 같이 약 750℃ 내지 800℃ 정도의 고온일 수 있다. 또한, 제1 연료전지 스택(200)이 고체 산화물 연료전지(SOFC)인 경우에 연료전지 화학반응에서 연료가스로 활용되는 반응물은 수소(H2)와 탄산가스(예를 들어, CO, CO2 등)일 수 있고, 이 중 제1 연료전지 스택(200)에서 미반응한 연료가 제2 연료전지 스택(300)으로 공급되며, 연료전지 화학반응 결과 수증기(H2O)가 생성될 수 있다. 따라서, 제1 연료전지 스택(200)에서 배출되는 애노드 배출가스는 일 례로 H2, CO, CO2, H2O를 포함하는 고온의 가스일 수 있다. Here, the anode exhaust gas discharged from the first fuel electrode 210 may be as high as about 750 ° C to 800 ° C as described above. In addition, when the first fuel cell stack 200 is a solid oxide fuel cell (SOFC), the reactants utilized as fuel gas in the fuel cell chemical reaction include hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide gas (for example, CO 2 and CO 2 Etc.), unreacted fuel in the first fuel cell stack 200 may be supplied to the second fuel cell stack 300, and water vapor (H 2 O) may be generated as a result of the fuel cell chemical reaction . Accordingly, the anode exhaust gas discharged from the first fuel cell stack 200 may be a hot gas including, for example, H 2 , CO, CO 2 , and H 2 O.

한편, 물 분리부(500)는 일 례로 수조일 수 있으며, 물 분리부의 내부 온도는 수증기의 액화가 가능한 온도 즉, 물의 끓는점(1기압일 때 약 100℃) 이하의 온도일 수 있고, 예를 들어 상온일 수 있다. Meanwhile, the water separating unit 500 may be a water tank, for example, and the internal temperature of the water separating unit may be a temperature at which water vapor can be liquefied, that is, a temperature below the boiling point of water (about 100 ° C at 1 atm) It may be at room temperature.

이에 따라, 제1 연료전지 스택(200)으로부터 배출되는 애노드 배출가스는, 물 분리부(500)로 유입되면서 애노드 배출가스 중에 포함된 수증기가 액화되어 애노드 배출가스로부터 분리될 수 있다. 분리된 물은 물 분리부(500)에 저장될 수 있고, 수증기의 액화에 따라 수증기가 최소화된 애노드 배출가스는 제2 연료전지 스택(300)의 제2 연료극(310)으로 이송될 수 있다. Accordingly, the anode exhaust gas discharged from the first fuel cell stack 200 flows into the water separator 500, and the water vapor contained in the anode discharge gas can be liquefied and separated from the anode discharge gas. The separated water can be stored in the water separator 500 and the anode exhaust gas with minimized water vapor according to the liquefaction of water vapor can be transferred to the second fuel electrode 310 of the second fuel cell stack 300.

따라서, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은 제1 연료전지 스택(200)의 미반응 연료가스를 제2 연료전지 스택(300)으로 공급함으로써, 연료전지 시스템(100) 전체의 연료 이용률을 향상시킬 수 있다. Therefore, the fuel cell system 100 according to the present invention supplies the unreacted fuel gas of the first fuel cell stack 200 to the second fuel cell stack 300, thereby reducing the fuel utilization rate of the entire fuel cell system 100 Can be improved.

아울러, 본 발명에 따르면, 물 분리부(500)에 의해 제1 연료전지 스택(200)에서 배출되는 애노드 배출가스에서 수증기와 같은 불순물을 제거한 후 제2 연료전지 스택(300)으로 공급함으로써, 제2 연료전지 스택(300)으로 양질의 미반응 연료가스를 공급하여, 제2 연료전지 스택(300)의 전기 출력 효율을 극대화 시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, impurities such as water vapor are removed from the anode exhaust gas discharged from the first fuel cell stack 200 by the water separator 500, and then supplied to the second fuel cell stack 300, It is possible to maximize the electric output efficiency of the second fuel cell stack 300 by supplying the unreacted fuel gas of good quality to the second fuel cell stack 300.

예를 들어, 일반적인 연료전지의 경우 연료이용률이 70~80%이나, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)에 의하면 전체 연료이용률을 90% 이상으로 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. For example, in the case of a general fuel cell, the fuel utilization rate is 70 to 80%, but with the fuel cell system 100 according to the present invention, the overall fuel utilization rate can be improved to 90% or more.

한편, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은 열교환기(400)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the fuel cell system 100 according to the present invention may further include a heat exchanger 400.

열교환기(400)는 연료 이송라인(22) 상에 설치되어, 제1 연료전지 스택(200)으로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스와 물 분리부(500)로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스의 열교환이 이루어질 수 있다. The heat exchanger 400 is installed on the fuel transfer line 22 and performs heat exchange between the anode exhaust gas flowing in and passing from the first fuel cell stack 200 and the anode exhaust gas flowing in and passing from the water separator 500 Can be achieved.

이에 따라, 물 분리부(500)로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스는, 상기 열교환기(400)에서의 열교환에 의해, 제2 연료전지 스택(300)의 제2 연료극(310)에 유입되기 전에 제2 연료극(310)에서의 연료전지 반응에 필요한 온도로 승온될 수 있다. The anode exhaust gas flowing into and flowing from the water separator 500 is discharged into the second fuel electrode 310 of the second fuel cell stack 300 by heat exchange in the heat exchanger 400 The temperature of the second fuel electrode 310 can be raised to a temperature necessary for the fuel cell reaction.

구체적으로, 연료 이송라인(22)은, 제1 연료극(210)에서 배출되는 애노드 배출가스를 열교환기(400)로 안내하는 제1 라인(22a)과, 열교환기(400)에서 배출되는 애노드 배출가스를 물 분리부(500)로 안내하는 제2 라인(22b)과, 물 분리부(500)에서 배출되는 애노드 배출가스를 열교환기(400)로 안내하는 제3 라인(22c)과, 열교환기(400)로부터 배출되는 애노드 배출가스를 제2 연료극(310)으로 안내하는 제4 라인(22d)을 포함할 수 있다. Specifically, the fuel transfer line 22 includes a first line 22a for guiding the anode exhaust gas discharged from the first fuel electrode 210 to the heat exchanger 400, a second line 22b for discharging the anode exhaust gas discharged from the heat exchanger 400 A second line 22b for guiding the gas to the water separator 500, a third line 22c for guiding the anode exhaust gas discharged from the water separator 500 to the heat exchanger 400, And a fourth line 22d for guiding the anode exhaust gas discharged from the anode 400 to the second fuel electrode 310. [

그리고, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)에서, 제3 라인(22c)을 통해 열교환기(400)로 안내된 애노드 배출가스는, 제1 라인(22a)을 통해 열교환기(400)로 안내된 애노드 배출가스와의 열교환에 의해 승온된 후, 제4 라인(22d)을 통해 제2 연료전지 스택(300)으로 안내될 수 있다. In the fuel cell system 100 according to the present invention, the anode exhaust gas guided through the third line 22c to the heat exchanger 400 is guided to the heat exchanger 400 through the first line 22a Heated by heat exchange with the anode exhaust gas, and then guided to the second fuel cell stack 300 through the fourth line 22d.

구체적으로, 제1 연료극(210)에서 배출되어 제1 라인(22a)을 통해 열교환기(400)로 유입되는 애노드 배출가스는 고온(예를 들어 약 750℃ 내지 800℃ 정도)이며, 물 분리부(500)에서 배출되어 제3 라인(22c)을 통해 열교환기(400)로 유입되는 애노드 배출가스의 온도는 상대적으로 저온(예를 들어 약 100℃ 이하)일 수 있다. 따라서, 제3 라인(22c)을 통해 유입된 저온의 애노드 배출가스는, 제1 라인(22a)에 의해 유입된 고온의 애노드 배출가스와의 열교환을 통해 승온된 후 제2 연료극(310)으로 유입될 수 있다. Specifically, the anode discharge gas discharged from the first fuel electrode 210 and flowing into the heat exchanger 400 through the first line 22a is at a high temperature (for example, about 750 ° C to 800 ° C) The temperature of the anode exhaust gas discharged from the first line 500 and flowing into the heat exchanger 400 through the third line 22c may be relatively low (for example, about 100 ° C or less). Therefore, the low-temperature anode discharge gas introduced through the third line 22c is heated through heat exchange with the high-temperature anode discharge gas introduced by the first line 22a, and then flows into the second fuel electrode 310 .

이와 같이, 제2 연료전지 스택(300)의 연료전지 반응에 필요한 열원을 제1 연료전지 스택(200)의 연료전지 반응열을 활용하여 얻을 수 있으므로, 제2 연료전지 스택(300)의 반응열을 얻기 위한 별도의 장비를 필요로 하지 않고, 시스템의 열 효율을 향상시킬 수 있다. Since the heat source necessary for the fuel cell reaction of the second fuel cell stack 300 can be obtained by utilizing the heat of the fuel cell reaction of the first fuel cell stack 200, It is possible to improve the thermal efficiency of the system.

한편, 물 분리부(500)는 내부가 기 설정된 온도 범위로 유지되는 항온조일 수 있다. 항온조는 내부에 저장되는 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있다면 온도를 유지하는 방법에는 제한이 없으며, 예를 들어 담수나 해수가 저장되어 열원으로 활용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 전기나 가스, 공기를 열원으로 사용할 수도 있음은 물론이다. On the other hand, the water separator 500 may be a thermostat whose interior is maintained in a predetermined temperature range. If the temperature of the water stored in the thermostatic chamber can be kept constant, there is no restriction on the method of maintaining the temperature. For example, fresh water or seawater may be stored and utilized as a heat source. However, It goes without saying that it may be used as a heat source.

이에 따라, 물 분리부(500) 내부의 온도는 수증기(water vapor)의 액화가 가능한 온도로 유지될 수 있으므로, 제1 연료전지 스택(200)으로부터 고온의 애노드 배출가스가 대량으로 또는 연속적으로 공급되는 경우에도, 내부의 온도를 유지하여 계속해서 수증기를 액화시킴으로써, 애노드 배출가스에서의 수증기 제거 효율을 향상시킬 수 있다. Accordingly, since the temperature inside the water separator 500 can be maintained at a temperature at which water vapor can be liquefied, the hot anode exhaust gas can be supplied from the first fuel cell stack 200 in a large amount or continuously , It is possible to improve the steam removal efficiency in the anode exhaust gas by keeping the internal temperature and liquefying the water vapor continuously.

한편, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)에서, 제1 공기극(230)에서 배출되는 공기의 온도는 고온(예를 들어, 약 750℃ 내지 800℃ 정도)이며, 제2 공기극(330)의 반응에 필요한 온도는 상대적으로 저온(예를 들어 약 700℃ 내지 750℃ 정도)이므로, 제1 공기극(230)에서 배출되는 공기를 냉각한 후 제2 공기극(330) 입구로 유입시킬 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은 공기공급원(30)에서 공급되는 공기 또는 물 분리부(500)에 저장된 물을 이용하여, 공기 이송라인(33)으로 이송되는 공기를 냉각시킬 수 있다. In the fuel cell system 100 according to the present invention, the temperature of the air discharged from the first air electrode 230 is high (for example, about 750 to 800 ° C.) Since the temperature required for the reaction is relatively low (for example, about 700 ° C. to 750 ° C.), it is necessary to cool the air discharged from the first air electrode 230 and then flow into the inlet of the second air electrode 330. Therefore, the fuel cell system 100 according to the present invention can cool the air conveyed to the air conveying line 33 by using the water stored in the air or water separating part 500 supplied from the air supplying source 30 have.

구체적으로, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은, 냉각라인(41)을 더 포함할 수 있다. 냉각라인(41)은, 일측은 물 분리부(500)와 연통되고, 타측은 공기 이송라인(33)과 연통되거나 공기 이송라인(33)에 인접 또는 접촉되게 구비될 수 있다. Specifically, the fuel cell system 100 according to the present invention may further include a cooling line 41. The cooling line 41 may communicate with the water separation part 500 at one side and communicate with the air transfer line 33 or may be adjacent to or in contact with the air transfer line 33.

또한, 냉각라인(41)에는 제1 펌프(510)가 설치될 수 있고, 제1 펌프(510)는 냉각라인(41)을 통하여 물 분리부(500)에 저장된 물을 공기 이송라인(33)까지 수송할 수 있다. A first pump 510 may be installed in the cooling line 41 and the first pump 510 may circulate the water stored in the water separator 500 through the cooling line 41 to the air transfer line 33. [ .

여기서, 공기 이송라인(33)을 통해 이송되는 공기가 물 분리부(500)에 저장된 물에 의해 냉각될 수 있다면 냉각방식에는 제한이 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 냉각라인(41)의 일측은 물 분리부(500)와 연통되게 설치되어 물 분리부(500)에 저장된 물이 냉각라인(41)으로 유입될 수 있다. 또한, 예를 들어 냉각라인(41)의 타측은, 공기 이송라인(33)과 연통되게 설치되어 공기 이송라인(33)으로 물 분리부(500)의 물이 유입되어 섞임으로써 이송되는 공기를 냉각시킬 수도 있으며, 다른 예로 냉각라인(41)의 타측이 공기 이송라인(33)에 인접 또는 접촉되게 구비됨으로써 공기 이송라인(33)을 통과하는 공기를 간접적으로 냉각시킬 수 있다. 다만, 냉각라인(41)의 타측으로 이송된 물이 공기 이송라인(33)에 연결되는 방식은 상기한 바에 한정하는 것은 아니며 다양한 변형실시가 가능하다. Here, if the air conveyed through the air transfer line 33 can be cooled by the water stored in the water separator 500, the cooling method can be applied without limitation. For example, one side of the cooling line 41 may be provided in communication with the water separating unit 500 so that the water stored in the water separating unit 500 may flow into the cooling line 41. For example, the other side of the cooling line 41 is provided to communicate with the air transfer line 33 so that the water conveyed by the water separating unit 500 is mixed with the air transfer line 33, The other side of the cooling line 41 may be provided adjacent to or in contact with the air transfer line 33 to indirectly cool the air passing through the air transfer line 33. [ However, the manner in which the water transferred to the other side of the cooling line 41 is connected to the air transfer line 33 is not limited to the above, and various modifications are possible.

한편, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은 제2 공기 공급라인(32)을 더 포함할 수 있다. 제2 공기 공급라인(32)은, 일측은 공기를 공급하는 공기공급원(30)과 연결되고, 타측은 공기 이송라인(33)과 연통되거나 공기 이송라인(33)에 인접 또는 접촉되게 구비될 수 있다. Meanwhile, the fuel cell system 100 according to the present invention may further include a second air supply line 32. The second air supply line 32 may be connected to the air supply source 30 for supplying air and the other side may be communicated with the air transfer line 33 or may be provided adjacent to or in contact with the air transfer line 33 have.

여기서, 제2 공기 공급라인(32)의 일측은, 공기공급원(30)과 연통되거나 제1 공기 공급라인(31)에서 분기되어 형성될 수 있으며, 이에 따라 공기공급원(30)에서 공급되는 공기를 공기 이송라인(33)으로 이송시킬 수 있다. 또한, 제2 공기 공급라인(32)의 타측은 공기 이송라인(33)과 연통되게 설치되어 공기 이송라인(33)으로 외부의 공기를 유입시킴으로써 제1 공기극(230)으로부터 이송되는 공기를 냉각시킬 수 있고, 다른 예로 제2 공기 공급라인(32)의 타측이 공기 이송라인(33)에 인접 또는 접촉되게 구비됨으로써 공기 이송라인(33)을 통과하는 공기를 간접적으로 냉각시킬 수 있다. 다만, 제2 공기 공급라인(32)의 타측으로 이송된 물이 공기 이송라인(33)에 연결되는 방식은 상기한 바에 한정하는 것은 아니며 다양한 변형실시가 가능하다. One side of the second air supply line 32 may be formed to communicate with the air supply source 30 or branched from the first air supply line 31 so that the air supplied from the air supply source 30 And can be transferred to the air transfer line 33. The other side of the second air supply line 32 is provided to be in communication with the air transfer line 33 so that external air is introduced into the air transfer line 33 to cool the air conveyed from the first air electrode 230 As another example, the other side of the second air supply line 32 is provided adjacent to or in contact with the air transfer line 33 to indirectly cool air passing through the air transfer line 33. However, the way in which the water transferred to the other side of the second air supply line 32 is connected to the air transfer line 33 is not limited to the above, and various modifications are possible.

한편, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은 연료 공급라인(21)과 물 보충라인(42)을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the fuel cell system 100 according to the present invention may further include a fuel supply line 21 and a water replenishment line 42.

연료 공급라인(21)은 연료를 공급하는 연료공급원(20)과 제1 연료극(210)을 연결할 수 있다. 또한, 물 보충라인(42)은 연료 공급라인(21)과 물 분리부(500)를 연결할 수 있다. The fuel supply line 21 may connect the first fuel electrode 210 with the fuel supply source 20 that supplies the fuel. The water replenishment line 42 may connect the fuel supply line 21 and the water separator 500.

그리고, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은 물 보충라인(42)을 통해 물 분리부(500)에 저장된 물을 연료 공급라인(21)으로 유입시켜 제1 연료극(210)으로 공급되는 연료의 개질 반응에 이용할 수 있다. 여기서, 물 보충라인(42)에는 제2 펌프(520)가 설치될 수 있고, 제2 펌프(520)는 물 보충라인(42)을 통하여 물 분리부(500)에 저장된 물을 연료 공급라인(21)까지 수송할 수 있다.The fuel cell system 100 according to the present invention is a fuel cell system in which water stored in the water separator 500 is introduced into the fuel supply line 21 through the water replenishing line 42, Can be used for the reforming reaction. A second pump 520 may be installed in the water replenishing line 42 and a second pump 520 may supply the water stored in the water separating unit 500 to the fuel supply line 21).

이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 시스템을 이용하면, 제1 연료전지 스택의 미반응 연료가스를 제2 연료전지 스택으로 공급함으로써, 연료전지 시스템 전체의 연료 이용률을 향상시킬 수 있다. By using the fuel cell system according to one embodiment of the present invention, the fuel efficiency of the entire fuel cell system can be improved by supplying the unreacted fuel gas of the first fuel cell stack to the second fuel cell stack.

아울러, 본 발명에 따르면, 물 분리부에 의해 제1 연료전지 스택에서 배출되는 애노드 배출가스에서 수증기와 같은 불순물을 제거한 후 제2 연료전지 스택으로 공급함으로써, 제2 연료전지 스택으로 양질의 미반응 연료가스를 공급하여, 미반응 연료가스의 이용 효율과 연료전지 스택의 전기 출력 효율을 극대화시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, impurities such as water vapor are removed from the anode exhaust gas discharged from the first fuel cell stack by the water separator, and then supplied to the second fuel cell stack, The utilization efficiency of the unreacted fuel gas and the electric output efficiency of the fuel cell stack can be maximized by supplying the fuel gas.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다. While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

100 : 연료전지 시스템 200 : 제1 연료전지 스택
210 : 제1 연료극 230 : 제1 공기극
300 : 제2 연료전지 스택 310 : 제2 연료극
330 : 제2 공기극 400 : 열교환기
500 : 물 분리부 21 : 연료 공급라인
22 : 연료 이송라인 31 : 제1 공기 공급라인
32 : 제2 공기 공급라인 33 : 공기 이송라인
41 : 냉각라인 42 : 물 보충라인100: fuel cell system 200: first fuel cell stack
210: first anode 230: first cathode
300: second fuel cell stack 310: second anode
330: second air electrode 400: heat exchanger
500: water separator 21: fuel supply line
22: fuel transfer line 31: first air supply line
32: second air supply line 33: air transfer line
41: Cooling line 42: Water replenishment line

Claims (9)

제1 연료전지 스택;
상기 제1 연료전지 스택과 연결되는 제2 연료전지 스택;
상기 제1 연료전지 스택과 상기 제2 연료전지 스택을 연결하여, 상기 제1 연료전지 스택에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 제2 연료전지 스택에 공급하는 연료 이송라인;
상기 연료 이송라인에 설치되어, 상기 제1 연료전지 스택으로부터 이송되는 애노드 배출가스에 포함된 수증기를 상 분리에 의해 분리하여 저장하는 물 분리부; 및
상기 연료 이송라인 상에 설치되어, 상기 제1 연료전지 스택으로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스와 상기 물 분리부로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스를 열교환 시킴으로써, 상기 물 분리부로부터 유입되어 통과하는 애노드 배출가스가 승온되어 상기 제2 연료전지 스택으로 안내되도록 하는 열교환기를 포함하는 연료전지 시스템.A first fuel cell stack;
A second fuel cell stack connected to the first fuel cell stack;
A fuel transfer line connecting the first fuel cell stack and the second fuel cell stack to supply an anode exhaust gas discharged from the first fuel cell stack to the second fuel cell stack;
A water separator installed in the fuel transfer line for separating and storing water vapor contained in an anode exhaust gas transferred from the first fuel cell stack by phase separation; And
And an anode exhaust gas introduced into and passing from the first fuel cell stack and an anode exhaust gas flowing in from the water separator and passing therethrough, And a heat exchanger for heating the exhaust gas to be guided to the second fuel cell stack. 제1항에 있어서,
상기 제1 연료전지 스택은 연료를 공급받는 제1 연료극을 포함하고,
상기 제2 연료전지 스택은 상기 제1 연료극으로부터 미반응 연료가스를 포함한 애노드 배출가스를 공급받는 제2 연료극을 포함하며,
상기 연료 이송라인은 상기 제1 연료극과 상기 제2 연료극을 연결하는 연료전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first fuel cell stack includes a first fuel electrode to which fuel is supplied,
Wherein the second fuel cell stack includes a second fuel electrode for receiving an anode exhaust gas containing unreacted fuel gas from the first fuel electrode,
And the fuel transfer line connects the first fuel electrode and the second fuel electrode. 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 연료 이송라인은,
상기 제1 연료극에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 열교환기로 안내하는 제1 라인;
상기 열교환기에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 물 분리부로 안내하는 제2 라인;
상기 물 분리부에서 배출되는 애노드 배출가스를 상기 열교환기로 안내하는 제3 라인; 및,
상기 열교환기로부터 배출되는 애노드 배출가스를 상기 제2 연료극으로 안내하는 제4 라인을 포함하며,
상기 제3 라인을 통해 상기 열교환기로 안내된 애노드 배출가스는, 상기 제1 라인을 통해 열교환기로 안내된 애노드 배출가스와의 열교환에 의해 승온된 후, 상기 제4 라인을 통해 상기 제2 연료전지 스택으로 안내되는 연료전지 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the fuel transfer line comprises:
A first line for guiding the anode exhaust gas discharged from the first fuel electrode to the heat exchanger;
A second line for guiding the anode exhaust gas discharged from the heat exchanger to the water separator;
A third line for guiding the anode exhaust gas discharged from the water separator to the heat exchanger; And
And a fourth line for guiding the anode exhaust gas discharged from the heat exchanger to the second fuel electrode,
The anode exhaust gas guided to the heat exchanger through the third line is heated by heat exchange with the anode exhaust gas guided to the heat exchanger through the first line, To the fuel cell system. 제1항에 있어서,
상기 물 분리부는, 내부가 기 설정된 온도 범위로 유지되는 항온조를 포함하는 연료전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the water separator comprises a thermostat whose interior is maintained at a predetermined temperature range. 제1항에 있어서,
상기 제1 연료전지 스택은 공기를 공급받는 제1 공기극을 포함하고,
상기 제2 연료전지 스택은 상기 제1 공기극으로부터 공기를 공급받는 제2 공기극을 포함하며,
상기 제1 공기극과 상기 제2 공기극은 공기 이송라인에 의해 연결되는 연료전지 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the first fuel cell stack includes a first air electrode supplied with air,
Wherein the second fuel cell stack includes a second air electrode that receives air from the first air electrode,
Wherein the first air electrode and the second air electrode are connected by an air transfer line. 제6항에 있어서,
일측은 상기 물 분리부와 연통되고, 타측은 상기 공기 이송라인과 연통되거나 상기 공기 이송라인에 인접 또는 접촉되게 구비되는 냉각라인을 더 포함하며,
상기 냉각라인으로 유입되는 상기 물 분리부의 물에 의해 상기 공기 이송라인을 통과하는 공기를 냉각시키는 연료전지 시스템.The method according to claim 6,
Further comprising a cooling line communicating with the water separating portion at one side and communicating with the air conveying line or being adjacent to or in contact with the air conveying line,
And the air passing through the air transfer line is cooled by the water in the water separation portion flowing into the cooling line. 제6항에 있어서,
일측은 공기를 공급하는 공기공급원과 연결되고, 타측은 상기 공기 이송라인과 연통되거나 상기 공기 이송라인에 인접 또는 접촉되게 구비되는 제2 공기 공급라인을 더 포함하며,
상기 제2 공기 공급라인으로 공급되는 공기에 의해 상기 공기 이송라인을 통과하는 공기를 냉각시키는 연료전지 시스템. The method according to claim 6,
The other side further comprising a second air supply line communicating with the air transfer line or being provided adjacent to or in contact with the air transfer line,
And the air passing through the air transfer line is cooled by the air supplied to the second air supply line. 제1항에 있어서,
연료를 공급하는 연료공급원과, 상기 제1 연료전지 스택에 구비된 제1 연료극을 연결하는 연료 공급라인; 및,
상기 연료 공급라인과 상기 물 분리부를 연결하는 물 보충라인을 더 포함하며,
상기 물 보충라인을 통해 상기 물 분리부에 저장된 물을 상기 연료 공급라인으로 유입시켜, 상기 제1 연료극으로 공급되는 연료의 개질반응에 이용하는 연료전지 시스템. The method according to claim 1,
A fuel supply line for connecting the first fuel electrode provided in the first fuel cell stack; And
And a water replenishing line connecting the fuel supply line and the water separating portion,
And the water stored in the water separator is introduced into the fuel supply line through the water replenishing line to be used for the reforming reaction of the fuel supplied to the first fuel electrode.
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