KR101887744B1 - 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

저온 또는 저전류 환경에서 연료전지 시스템이 운용되는 경우 연료전지 셀 내에서 발생하는 응축수를 효과적으로 제거할 수 있는 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템이 개시된다. 상기 연료전지 시스템은, 연료전지 스택; 상기 연료전지 스택에 가스를 공급하기 위한 가스 공급라인에 설치되어 상기 가스의 습도를 조절하며, 상기 가스가 통과하는 내부 공간을 갖는 케이스과 상기 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 배치되는 발열 소재를 포함하는 가습기; 및 상기 발열 소재의 발열을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템{HUMIDITIFIER FOR FUEL CELL AND FUEL CELL SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 또는 저전류 환경에서 연료전지 시스템이 운용되는 경우 연료전지 셀 내에서 발생하는 응축수를 효과적으로 제거할 수 있는 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지 시스템은 연료전지에 의한 수소와 산소(공기 중의 산소)의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시키는 일종의 발전 시스템이다. 예를 들면, 연료전지 시스템은 연료전지 차량에 채용되어 전기 모터를 작동하기 위한 전기 에너지를 발생시켜 차량을 구동시킬 수 있다.
이러한 연료전지 시스템은 공기극과 연료극으로 이루어진 단위 연료전지들의 전기 발생 집합체인 스택과, 연료전지의 공기극으로 공기를 공급하기 위한 공기 공급장치와, 연료전지의 연료극으로 수소를 공급하기 위한 수소 공급장치 및 연료전지 스택의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지하기 위한 냉각수 공급 장치를 구비하고 있다.
한편, 고분자 연료전지의 경우 막-전극 어셈블리(MEA)의 이온 교환막이 원활한 역할을 하기 위해서는 적당한 수분이 필요하며, 이를 위해 연료전지 시스템의 공기 공급장치는 연료전지로 공급되는 공기를 가습하기 위한 가습기를 구비하고 있다.
예를 들면, 가습기는 연료전지의 공기극으로부터 배출되는 고온 다습한 공기 중의 수분을 이용하여 공기 공급장치의 공기 압축기를 통해 공급되는 건조한 공기를 가습하고, 그 가습된 공기를 연료전지의 공기극으로 공급한다.
그러나, 연료전지 스택이 초기 시동 등과 같이 연료전지 저온 및 저전류 영역에서 동작하는 경우, 스택 내부에서 발생하는 응축수가 원활하게 증발되지 못하여 셀 내부 물이 고이는 플러딩이 발생할 수 있다. 이러한 플러딩으로 인해 연료전지 스택을 구성하는 다수의 셀 중 일부에서 원하는 출력을 발생하지 못하는 셀빠짐 현상 일어나는 문제가 발생할 수 있다.
종래에는 연료전지 스택이 저온 및 저전류 영역에서 동작하는 경우 발생하는 플러딩을 방지하기 위해, 막-전극 어셈블리의 양면에 구비되는 기체 확산층(Gas Diffusion Layer: GDL)에 전도성 발열 고분자 물질을 코팅하여 셀 전위차에 의해 열을 발생시킴으로써 응축수를 증발시켜 제거하고자 하였다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 기체 확산층의 전체에 전도성 발열 고분자 물질을 코팅하여 셀을 제작하여야 하므로, 가스 확산층에 형성된 기공의 구조를 변화시켜 셀의 전기적 특성을 변화시킬 수 있으며, 전위차가 형성되면 지속적으로 전도성 발열 고분자 물질에서 지속적인 발열이 이루어지게 되므로 셀 내부 온도 상승에 따른 성능저하의 문제가 발생할 수 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2010-0002303 A KR 10-2011-0063366 A
이에 본 발명은, 저온 또는 저전류 환경에서 연료전지 시스템이 운용되는 경우, 연료전지 셀의 성능 저하 없이 연료전지 셀 내에서 발생하는 응축수를 효과적으로 제거할 수 있는 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
연료전지 스택에 공급되는 가스의 습도를 조절하는 연료전지용 가습기에 있어서,
상기 가스가 통과하는 내부 공간을 갖는 케이스; 및
상기 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 배치되는 발열 소재;
를 포함하는 연료전지용 가습기를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 발열 소재는 전기적 에너지를 열 에너지로 변환하는 전도성 발열 소재일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전도성 발열 소재는 상기 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 도포되는 전도성 발열 고분자 물질일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 내부 공간에 배치되며 전위차를 갖는 전압이 각각 인가되는 제1 단자부 및 제2 단자부를 더 포함하며, 상기 전도성 발열 소재는 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부와 접촉하도록 상기 제1 단자부 및 제2 단자부 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부에는 상기 연료전지 스택에서 생성되는 전압이 인가될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
연료전지 스택;
상기 연료전지 스택에 가스를 공급하기 위한 가스 공급라인에 설치되어 상기 가스의 습도를 조절하며, 상기 가스가 통과하는 내부 공간과 상기 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 배치되는 발열 소재를 포함하는 가습기; 및
상기 발열 소재의 발열을 제어하는 제어부;
를 포함하는 연료전지 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 발열 소재는 전기적 에너지를 열 에너지로 변환하는 전도성 발열 소재인 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 상기 전도성 발열 소재에 제공되는 전기적 에너지의 공급을 제어하여 상기 전도성 발열 소재의 발열을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전도성 발열 소재는 상기 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 도포되는 전도성 발열 고분자 물질일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가습기는, 상기 내부 공간에 배치되며 전위차를 갖는 전압이 각각 인가되는 제1 단자부 및 제2 단자부를 더 포함하며, 상기 전도성 발열 소재는 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부와 접촉하도록 상기 제1 단자부 및 제2 단자부 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부 중 하나와 상기 연료전지 스택에서 생성된 전력이 출력되는 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 스위치부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 스위치를 제어하여 상기 전도성 발열 소재의 발열을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 따르면, 가습기 내부 공간에 설치된 전도성 발열 소재를 통해 연료전지 스택으로 제공되는 압축 공기를 가열함으로써, 저온/저전류 환경에서 연료전지 셀 내의 응축수를 증발 제거하여 플러딩을 예방할 수 있다.
또한, 상기 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 따르면, 가습기 내부 공간에 설치된 전도성 발열 소재에 선택적으로 전기적 에너지를 공급하여 발열을 제어할 수 있으므로, 저온/저전류 환경에서 플러딩을 예방하는데 그치지 않고, 연료전지 스택이 과도하게 온도 상승하여 성능 저하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 따르면, 연료전지 셀의 가스 확산층에 전도성 발열 고분자 물질을 코팅하여 기공의 구조를 변화시킴으로써 셀 자체에서 발생하는 전기화학적 반응에 영향을 주는 종래 응축수 제거 기술과는 달리, 가습기를 통해 연료전지 스택으로 공급되는 압축 공기의 온도를 제어하여 셀 내 응축수를 제거함으로써, 셀 자체에서 발생하는 전기화학적 반응에 직접적인 영향을 미치지 않고 그에 따른 성능 저하의 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기를 포함하는 연료전지 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기의 내부 공간을 형성하는 면의 일부를 도시한 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기를 포함하는 연료전지 시스템의 연료전지 스택 성능과 일반적인 연료전지 시스템의 연료전지 스택 성능을 비교하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 연료전지용 가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기를 포함하는 연료전지 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기를 포함하는 연료전지 시스템은, 크게 연료전지 스택(1)과 연료전지용 가습기(10)와 제어부(20)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에서 실선은 연료/공기 등과 같은 가스의 흐름을 도시한 선이며, 점선은 전기적 에너지, 즉 전력이 흐르는 경로를 도시한 선이며, 일점쇄선은 제어를 위한 신호의 경로를 도시한 선이다.
연료전지 스택(1)은 연료극으로 연료(예를 들어, 수소) 공기극으로 공기를 공급받아 수소와 산소(공기 중의 산소)의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시키는 복수의 셀을 포함할 수 있다. 특히 연료전지 스택(1)은 가습기(10)에 의해 습도가 조절된 공기를 공기극으로 제공받을 수 있다.
가습기(10)는 연료전지 스택(1)에 공급되어 전기 화학반응에 사용된 후 배출되는 공기 중의 수분을 이용하여 연료전지 스택(1)으로 제공되는 공기의 습도를 조절하는 요소이다. 통상, 가습기(10)는 공기 압축기(3)를 통해 스택(1)으로 공급되는 건조한 공기를 가습하고, 가습된 공기를 연료전지 스택(1)으로 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 가습기(10)는 연료전지 스택(1)이 정상동작 온도 범위에서 정상동작 전류로 동작하는 하는 경우, 전술한 것과 같은 습윤 공기를 스택(1)으로 제공하도록 동작하나, 저온 및 저전류 동작환경에서는 공기를 가열하여 습도가 제거된 고온의 공기를 연료전지 스택(1)으로 제공함으로써 스택(1) 내 셀의 응축수를 증발시키도록 작동한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 가습기(10)는 전기적 에너지를 공급받아 이를 열 에너지로 변환하여 발열하는 특징을 갖는 요소를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시형태에서, 가습기(10)는 연료전지 스택(1)의 작동에 의해 생성되는 전기적 에너지를 제공받을 수 있다.
이러한, 본 발명의 고유한 가습기(10)에 대한 설명은 이후 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시형태에서 제어부(20)는 가습기(10) 저온 및 저전류 동작환경에서 고온의 공기를 스택(1)으로 제공하도록 제어할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시형태에서 가습기(10)는 연료전지 스택(1)에서 출력되는 전기적 에너지를 공급받아 이를 열 에너지로 변환하여 발열하는 특징을 갖는 바, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 시스템은, 연료전지 스택(1)의 전력 출력단과 가습기(10) 사이에 제어부(10)의 제어에 의해 동작하는 스위치부(30)를 더 포함할 수 있다.
제어부(20)는 연료전시 스택(1)의 내부 온도 및/또는 출력 전류의 크기를 모니터링하고, 이들 값이 사전 설정된 기준값 미만일 때 스위치부(30)를 턴온하여 연료전지 스택(1)의 출력 전력이 가습기(10)로 제공되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(20)는 연료전시 스택(1)의 내부 온도 및/또는 출력 전류의 크기가 기준갑 이상이 되는 경우, 스위치부(30)를 턴오프하여 연료전지 스택(1)의 과도한 온도 상승을 차단할 수 있다.
본 발명의 여러 실시형태에서, 연료전지 시스템은, 연료 공급/배출 라인에 마련되는 각종 밸브류, 공기 공급/배출 라인에 마련되는 각종 밸브류(2, 4) 및 연료전지 스택(1)에 공급되는 압축 공기를 생성하는 공기 압축기(3) 등을 포함할 수 있으며, 이들은 제어부(20)의 제어에 의해 동작이 제어될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기(10)는 공기 압축기(3)에서 배출되는 압축 공기가 통과하는 내부 공간을 갖는 케이스(11) 및 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 배치되는 발열 소재(12)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 연료전지용 가습기(10)의 단면을 개략적으로 도시한 것으로, 압축 공기가 통과하는 내부 공간에는 필요에 따라 공기에 수분을 공급할 수 있는 다양한 구조의 막이 형성되거나, 수분 공급의 효율을 향상시키기 위해 공기가 통과하는 경로를 다양하게 변경하기 위한 구조물들이 배치될 수 있으나, 이해의 편의를 위해 이러한 부수적 요소들은 도시를 생략하였다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기(10)는 압축 공기가 통과하는 내부 공간의 내벽에 발열 소재를 채용함으로써 연료전지 스택(1)으로 공급되는 압축 공기를 가열할 수 있다. 이를 통해, 고온의 압축공기가 연료전지 스택(1)으로 공급될 수 있으며, 연료전지 스택(1)이 저온 또는 저전류 동작 환경인 경우에 고온의 압축 공기가 연료전지 스택(1) 내 각 셀에서 발생하는 응축수를 증발시켜 플러딩이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 가습기(10)의 내부 공간의 내벽에 배치되는 발열 소재는 전기적 에너지를 열 에너지로 변환하는 전도성 발열 소재가 될 수 있으며, 특히, 전도성 발열 소재는 내부 공간의 내벽에 도포되는 전도성 발열 고분자 물질이 될 수 있다.
전도성 발열 소재(12)에 전기적 에너지를 공급하기 위해, 가습기(10)의 내부 공간에는 전위차를 갖는 전압이 각각 인가되는 제1 단자부 및 제2 단자부가 배치될 수 있으며, 전도성 발열 소재(12)는 제1 단자부 및 제2 단자부와 접촉하도록 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기의 내부 공간을 형성하는 면의 일부를 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 것과 같이, 가습기(10)의 내부 공간을 형성하는 면에는 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14)가 배치될 수 있으며, 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14) 사이에 소정의 패턴을 갖도록 전도성 발열 소재(12)가 배치될 수 있다. 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14)는 전도성 발열 소재(12)를 통해 전력이 흐를 수 있는 통로를 형성하게 되고, 이를 통해 제1 단자부(13), 전도성 발열 소재(12) 및 제2 단자부(14)의 순으로 흐르는 전류에 의해 전도성 발열 소재(12)에서 발열이 이루어지게 할 수 있다.
더욱 구체적으로, 복수의 제1 단자부(13)와 복수의 제2 단자부(14)는 서로 번갈아 나란히 소정 간격 이격 되어 가습기(10) 내부 공간을 형성하는 면에 부착되는 형태로 배치될 수 있으며, 전도성 발열 소재(12)는 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14) 사이에 일정한 패턴을 갖도록 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 여러 실시형태 중 하나의 예를 도시한 것으로, 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14) 및 전도성 발열 소재(12)의 배치구조는 가습기의 내부 구조나 공기가 흐르는 내부공간의 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있을 것이다.
또한, 도 3의 예에서, 제1 단자부(13)가 연료전지 스택(1)의 전력 출력단에 연결되고, 제2 단자부(14)가 접지된 것으로 도시된다.
본 발명의 여러 실시형태는, 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14)는 상호 전위차를 갖도록 구성되어 두 단자부 사이에 배치된 전도성 발열 소재(12)로 전류가 흘러 전도성 발열 소재(12)에서 발열이 발생하면 되는 것으로, 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14)는 도 1 또는 도 3에 도시된 것 이외에 다른 방식으로 전기적 에너지를 공급받도록 전기적 연결이 형성될 수 있다.
그러나, 가습기(10)는 연료전지 시스템 내부에 구비되는 점을 고려하고, 충분한 크기의 전위차를 제1 단자부(13)와 제2 단자부(14)에 공급하기 위해서는 연료전지 스택(1)의 전력 출력단으로부터 전기적 에너지를 공급받는 것이 바람직하다.
특히, 도 1 및 도 3의 예에서 제1 단자부(13)가 연료전지 스택(1)의 전력 출력단에 연결되고, 제2 단자부(14)가 접지되는 것으로 도시되나, 제1 단자부(13)가 연료전지 스택(1)의 전력 출력단 중 (+) 단자에 연결되고 제2 단자부(14)가 연료전지 스택(1)의 전력 출력단 중 (-) 단자에 연결되는 구성도 가능한다.
또한, 도 1에 도시한 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 시스템에서와 같이, 가습기(10) 내부 공간에 설치된 단자부(13, 14)로 전기적 에너지를 공급하는 외부의 전력 공급라인에는 스위치부(30)가 설치될 수 있다. 스위치부(30)는 제어부(20) 제어에 의해 동작하는 릴레이 등으로 구현될 수 있다.
연료전지 스택(1)의 내부에는 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 구비될 수 있으며, 연료전지 스택(1)의 전력 출력단에는 연료전지 스택(1)의 출력 전류를 검출하기 위한 전류 센서가 구비될 수 있다. 이러한 센서들에서 검출되는 값들은 제어부(20)로 입력되며, 제어부(20)는 연료전지 스택(1)의 내부 온도가 기설정된 기준 온도보다 낮거나, 연료전지 스택(1)의 출력 전류가 기준 전류보다 낮은 경우 스위치부(30)를 턴온하여 가습기(10) 내부 공간에 설치된 단자부(13, 14)를 통해 전도성 발열 소재(12)로 전력 공급이 이루어져 발열되게 할 수 있다.
또한, 제어부(20)는 연료전지 스택(1)의 내부 온도가 기설정된 기준 온도보다 높거나, 연료전지 스택(1)의 출력 전류가 기준 전류보다 높은 경우 스위치부(30)를 턴오프하여 가습기(10) 내부 공간에 설치된 단자부(13, 14)를 통해 전도성 발열 소재(12)로 전력 공급을 차단할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 시스템은, 가습기(10) 내부 공간에 설치된 전도성 발열 소재에 선택적으로 전기적 에너지를 공급할 수 있으므로, 저온/저전류 환경에서 플러딩을 예방하는데 그치지 않고, 연료전지 스택(1)이 과도하게 온도 상승하여 성능 저하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 시스템은, 가스 확산층에 전도성 발열 고분자 물질을 코팅하여 기공의 구조를 변화시킴으로써 셀 자체에서 발생하는 전기화학적 반응에 영향을 주는 종래 기술과는 달리, 가습기(10)를 통해 연료전지 스택(1)으로 공급되는 압축 공기의 온도를 제어하여 셀 내 응축수를 제거함으로써, 셀 자체에서 발생하는 전기화학적 반응에 직접적인 영향을 미치지 않고 그에 따른 성능 저하의 문제를 해소할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 가습기를 포함하는 연료전지 시스템의 연료전지 스택 성능과 일반적인 연료전지 시스템의 연료전지 스택 성능을 비교하는 도면이다. 특히, 도 4a는 셀 내부 응축수를 제거하기 위한 구성을 포함하지 않는 일반적인 연료전지 시스템의 실험결과를 도시한 것이고 도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 시스템의 실험결과를 도시한 것이다.
도 4a 및 4b에 도시된 결과를 도출한 실험에서, 연료전지 시스템의 운전온도는 -20 ℃이고, 공기 양론비는 2:2이며, 공기 갓브 방식은 막가습기를 적용하였고, 수소공급계 운전 방식은 수소 재순환 방식을 적용하였다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 일반적인 연료전지 시스템에서는 저온의 운전환경에 의해 셀 내부의 응축수가 다량 발생하여 연료전지 스택을 구성하는 다수의 셀 중 4 개의 셀이 정상적인 출력이 이루어지지 않는 셀 빠짐 현상이 발생하였으며, 각 셀간의 출력 편차도 크게 나타났다.
이에 반해, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 시스템은 가습기(10) 내부의 발열 소재에 의해 연료전지 스택(1) 내로 고온의 압축 공기가 공급됨으로써 셀 내부의 응축수를 증발 제거시킴으로써 셀 빠짐 현상이 완전하게 제거되었으며, 특히 각 셀간의 출력도 거의 일정하게 유지되었다.
본 발명은 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1: 연료전지 스택 10: 연료전지용 가습기
11: 케이스 12: 발열 소재
13, 14: 제1, 2 단자부 20: 제어부
30: 스위치부

Claims (10)

  1. 삭제
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  5. 삭제
  6. 연료전지 스택;
    상기 연료전지 스택에 가스를 공급하기 위한 가스 공급라인에 설치되어 상기 가스의 습도를 조절하며, 상기 가스가 통과하는 내부 공간을 갖는 케이스과 상기 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 배치되는 발열 소재를 포함하는 가습기; 및
    상기 발열 소재의 발열을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 연료전지 스택의 온도 및 전류를 측정하고, 온도 및 전류가 사전 설정된 기준값 미만일 때 상기 발열 소재가 발열되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 발열 소재는 전기적 에너지를 열 에너지로 변환하는 전도성 발열 소재인 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 상기 전도성 발열 소재에 제공되는 전기적 에너지의 공급을 제어하여 상기 전도성 발열 소재의 발열을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전도성 발열 소재는 상기 내부 공간을 형성하는 면의 표면에 도포되는 전도성 발열 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 가습기는, 상기 내부 공간에 배치되며 전위차를 갖는 전압이 각각 인가되는 제1 단자부 및 제2 단자부를 더 포함하며,
    상기 전도성 발열 소재는 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부와 접촉하도록 상기 제1 단자부 및 제2 단자부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부 중 하나와 상기 연료전지 스택에서 생성된 전력이 출력되는 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 스위치부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 스위치를 제어하여 상기 전도성 발열 소재의 발열을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
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