KR101951078B1 - High temperature Fuel Cell Unit-cell Assembly with Homopolar plates - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체는 신축 가능한 중공의 셀 박스; 상기 셀 박스 내에서 상기 셀 박스와 전기적으로 일체화되도록 배치되는 복수의 캐소드 동극판; 상기 셀 박스 내에서 상기 복수의 캐소드 동극판 사이에 배치되는 동시에 상기 셀 박스의 연료 입출구단과 연결되는 복수의 애노드 동극판; 상기 복수의 애노드 동극판 및 상기 복수의 캐소드 동극판을 물리적으로 분리가능하도록 상기 애노드 동극판과 캐소드 동극판을 감싸는 구조의 전해질지지용 매트릭스; 상기 복수의 캐소드 동극판과 상기 전해질지지용 매트릭스 사이에 배치되는 캐소드 전극; 및 상기 복수의 애노드 동극판과 상기 전해질지지용 매트릭스 사이에 배치되는 애노드 전극;을 포함하고, 상기 복수의 캐소드 동극판, 캐소드 전극 상기 및 상기 셀 박스는 전기적으로 일체화되어 캐소드로 기능한다.A pressurizable high-temperature type fuel cell unit cell assembly according to the present invention comprises: a stretchable hollow cell box; A plurality of cathode common plates arranged to be electrically integrated with the cell box in the cell box; A plurality of anode common plates disposed between the plurality of cathode anode plates in the cell box and connected to fuel inlet and outlet ends of the cell box; An electrolyte supporting matrix having a structure in which the anode common plate and the cathode common plate are surrounded to physically separate the plurality of anode common plates and the plurality of cathode common plates; A cathode electrode disposed between the plurality of cathode common plates and the electrolyte supporting matrix; And an anode electrode disposed between the plurality of anode common plates and the electrolyte supporting matrix, wherein the plurality of cathode common plates, the cathode electrode, and the cell box are electrically integrated to function as a cathode.

Description

가압이 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체{High temperature Fuel Cell Unit-cell Assembly with Homopolar plates}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a high-temperature fuel cell unit cell assembly,

본 발명은 가압이 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전시간 경과에 따른 셀의 열화나 어떤 이유로 인한 셀의 성능이 저감될 경우 해당 셀 또는 그에 인접한 셀을 부분적으로 교체할 수 있는 연료전지 단위셀 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to a high temperature type fuel cell unit cell assembly capable of being pressurized, and more particularly, to a fuel cell unit cell assembly in which when a cell deteriorates due to an elapse of operation time or a performance of a cell due to a certain reason is reduced, And more particularly to a fuel cell unit cell assembly which can be used for a fuel cell.

연료전지는 연료극(Anode)에서 수소산화반응과 공기극(Cathode)에서의 산소환원반응을 통해 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 장치이다. 연료전지의 실시예로써 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell)는 연료극에 수소로 변환가능한 연료가스를 주입하고, 공기극에 이산화탄소와 공기(산소)를 공급하여 특정 운전온도 하에서 전기화학반응을 유도하여 전기를 생산한다. A fuel cell is a device that directly converts chemical energy into electric energy through hydrogen oxidation reaction in the anode and oxygen reduction reaction in the cathode (cathode). As an embodiment of the fuel cell, a molten carbonate fuel cell injects a fuel gas convertible into hydrogen into a fuel electrode, and supplies carbon dioxide and air (oxygen) to the air electrode to induce an electrochemical reaction under a certain operating temperature It produces electricity.

이와 같이 전지 내부에서 연료가스를 수소로 변환시키는 방식을 갖는 용융탄산염 연료전지를 내부개질형 용융탄산염 연료전지(Internal Reforming Molten Carbonate Fuel Cell)라고 칭하고 있으며, 수증기 개질반응(Steam Reforming Reaction, CH4 + 2H2O ⇒ 4H2 + CO2)을 주요반응으로 하며, 미국의 퓨어셀 에너지(FuelCell Energy)와 포스코에너지(POSCO Energy)에서 상용제품을 판매하고 있다. The molten carbonate fuel cell having a method of converting the fuel gas into hydrogen in the battery is called an internal reforming molten carbonate fuel cell. The steam reforming reaction (steam reforming reaction, CH 4 + 2H 2 O ⇒ 4H2 + CO 2 ), and commercial products are sold by FuelCell Energy and POSCO Energy in the US.

수증기 개질반응은 수소를 생산하기 위해서는 적정한 열에너지가 필요한 흡열반응이며, 연료전지의 반응열을 직접 에너지원으로 사용하기 때문에, 일정한 양의 개질촉매를 전지 내부에 위치시킬 경우 흡열-발열반응의 열평형을 유도할 수가 있어서 적정한 작동온도를 유지할 수 있는 장점이 있다. The steam reforming reaction is an endothermic reaction requiring proper heat energy to produce hydrogen. Since the reaction heat of the fuel cell is used as a direct energy source, when a certain amount of the reforming catalyst is placed inside the cell, the thermal equilibrium of the endothermic- So that an appropriate operating temperature can be maintained.

연료전지는 양면에 가스유로를 갖는 애노드 전류집전체(혹은 가스확산층)와 캐소드 전류집전체로 구성된 분리판(Bipolar plate0을 가지고 있으며, 각각의 전류집전체 위에 애노드와 캐소드를 부착하여 셀팩키지(Cell package)로 제작한다. 끝판위에 셀팩키지와 전해질막(혹은 매트릭스)을 계획한 출력량에 맞춰 순차적으로 적층하고 상부와 하부에 위치한 끝판간에 일정한 하중을 인가하여 셀부품들 간의 밀착을 좋게 하게 되면 스택(Stack)이 완성된다.The fuel cell has a bipolar plate 0 composed of an anode current collector (or gas diffusion layer) having a gas flow path on both sides and a cathode current collector. An anode and a cathode are attached to each current collector to form a cell package When stacking the cell package and electrolyte membrane (or matrix) on the end plate according to the planned output and applying a constant load between the upper and lower end plates to improve the adhesion between the cell parts, Stack is completed.

그러나 저온에서 운전되는 고분자전해질 연료전지(PEMFC, DMFC)나 중온 연료전지(PAFC)의 경우는 셀팩키지를 구성하는 부품들이 실온에서 분리가 가능하기 때문에 셀을 분리하거나 교체한 다음 재적층(Restacking)을 할 수 있지만, 고온형 연료전지인 용융탄산염 연료전지나 고체산화물 연료전지는 분리-재적층이 불가능한 구조를 갖고 있다. 왜냐하면, 용융탄산염 연료전지는 운전온도에서 액체상태인 전해질이 연료극과 공기극에 고르게 분포하고 있다가, 감온할 경우 셀팩키지와 셀팩키지 사이에 있는 매트릭스와 연료극-공기극에 있는 전해질이 일체화된 고체덩어리가 되기 때문이다. However, in the case of polymer electrolyte fuel cells (PEMFC, DMFC) or medium temperature fuel cell (PAFC) operated at low temperature, since components constituting the cell package can be separated at room temperature, However, a molten carbonate fuel cell or a solid oxide fuel cell, which is a high temperature type fuel cell, has a structure in which separation-reloading is impossible. This is because, in the case of a molten carbonate fuel cell, the electrolyte in a liquid state is uniformly distributed in the fuel electrode and the air electrode at the operating temperature, and when the temperature is lowered, a matrix between the cell package and the cell package and a solid body in which the electrolyte in the fuel electrode- .

고체산화물 연료전지는 열변형에 취약한 고체 산화물을 전극과 지지부품으로 사용하고 있으며, 접촉저항을 최소화하기 위해서 제조공정 중에 애노드-전해질-캐소드를 일체화시킨 전극집합체로 제조하기 때문에, 상온이더라도 분리자체가 어렵게 된다. 게다가 체결하중을 제거할 경우 어떤 이유로 인해 취약한 부근이 있을 경우에는 크랙과 같은 파손이 발생하여 영구손상을 유발할 수밖에 없다. Since the solid oxide fuel cell uses a solid oxide which is susceptible to thermal deformation as an electrode and a support component and is manufactured from an electrode assembly in which an anode, an electrolyte and a cathode are integrated in the manufacturing process in order to minimize contact resistance, It becomes difficult. In addition, when the fastening load is removed, if there is a weak vicinity due to any reason, it will cause breakage such as a crack and cause permanent damage.

따라서 고온형 연료전지는 수백장의 셀팩키지를 적층한 스택에서 1개나 혹은 수개의 셀이 성능이 저감되거나 치명적인 결함이 발생하게 되더라도 해당 셀만을 어셈블리에서 분리하는 것은 종래 기술로는 불가능하여, 결국에는 스택자체를 폐기할 수밖에 없다. Therefore, in a high temperature type fuel cell, it is not possible to separate only the cells from the assembly in the prior art, even if the performance of one or several cells in a stack of several hundred cell packages is reduced or a fatal defect occurs. We have no choice but to dispose of ourselves.

용융탄산염 연료전지의 전극제조는 단위셀당 출력량을 850W이상을 보장하기 위하여 전극의 크기를 7,000㎠ 이상으로 하는 별도의 공정으로 제조하고 있다. 유기물과 원재료를 혼합한 슬러리를 고르게 분산시켜 장판 롤 형태로 제작하거나, 원재료인 금속파우더를 지지체위에 고르게 분포시킨 다음 고온의 환원로에서 소결하여 제조하기도 한다. 이후 제조된 전극은 셀팩키지 조립공정에서 애노드 반응부와 캐소드 반응부에 접착제를 이용하여 애노드와 캐소드를 부착한 후 일정한 하중을 인가하여 접촉정도를 높여 한 개의 셀팩키지로 만들고 있다. 그러나 종래기술의 전극제조 공정은 고가의 제조장치를 필요로 하며, 다수의 공정으로 구성되기 때문에 제조비용이 높다는 단점이 있다. The electrode manufacturing process of the molten carbonate fuel cell is performed by a separate process in which the electrode size is 7,000 cm 2 or more to assure the output per unit cell of 850 W or more. The slurry in which the organic material and the raw material are mixed is evenly dispersed to form a long roll, or the metal powder as a raw material is uniformly distributed on a support and then sintered in a high-temperature reduction furnace. After the anode and the cathode are adhered to the anode reaction part and the cathode reaction part in the cell package assembling process, the prepared electrode is made to be one cell package by increasing the contact degree by applying a certain load. However, the electrode manufacturing process of the prior art requires an expensive manufacturing apparatus and has a disadvantage of high manufacturing cost because it is composed of a plurality of processes.

한편 분리판을 도입한 종래기술은 접촉저항의 증가로 인한 스택의 출력제한이 심각한 기술적 난제로 인식되고 있다. 셀팩키지를 만드는 공정은 다수의 금속판을 겹치고 용접하며, 별도의 공정을 통해 제작한 전극을 물리적으로 부착하는 것이다. 이 경우 전극과 금속판이 접촉하는 지점은 운전중에 부식층이 형성되게 되며, 형성된 부식층은 전극과 금속판 간에 전기저항체로 작용하게 되어 저항이 증가하게 되며, 이로 인한 전압의 강하와 국부적 온도 상승이 유발되어 성능과 수명을 단축시킨다. 또한 수백장의 셀을 적층하여 제작하는 스택은 운전 중에 스택 높이 방향의 온도편차와 셀 낱장별로 입출구 사이에서 발생하는 온도구배로 인해 특정부근부터 한방향으로 편향되는 현상을 가지고 있다. 이는 셀들의 접촉을 좋게 하기 위해 외부 구조물을 이용하여 인가한 체결력의 분포를 특정방향으로 편향시키는 하중분포를 유발하게 되며, 그 결과로 셀 부품들 간의 접촉을 어렵게 하게 된다. On the other hand, in the conventional technology in which the separator is introduced, the output limitation of the stack due to the increase of the contact resistance is recognized as a serious technical difficulty. In the process of making the cell package, a plurality of metal plates are overlapped and welded, and an electrode manufactured through a separate process is physically attached. In this case, a corrosion layer is formed at the contact point between the electrode and the metal plate, and the formed corrosion layer acts as an electrical resistance between the electrode and the metal plate, thereby increasing the resistance, resulting in a voltage drop and a local temperature rise, And shorter life span. In addition, stacks fabricated by laminating hundreds of cells have a phenomenon in which they are deflected in one direction from a certain vicinity due to a temperature gradient in the stack height direction and a temperature gradient occurring between the inlet and outlet of each cell sheet. This results in a load distribution that deflects the distribution of the applied fastening force in a specific direction using an external structure to improve the contact of the cells, and as a result makes contact between the cell parts difficult.

이를 해소하기 위해서 종래의 기술은 스택 내부의 개질촉매 분포를 조정하거나, 부품들의 제작품질을 향상시키거나, 스택 내부로 유입되는 반응가스의 온도와 조성을 균일하게 하려는 시도를 하고 있으나 분리판이라는 구조가 갖는 특성상 접촉저항 발생과 심화는 완벽하게 제어할 수가 없다. In order to solve this problem, the prior art attempts to adjust the distribution of the reforming catalyst inside the stack, to improve the quality of parts production, or to uniformize the temperature and composition of the reaction gas introduced into the stack, The contact resistance generation and deepening can not be completely controlled.

셀팩키지 제조는 또한 다수의 부품을 조립하여 일체화시켜야 하기 때문에, 상온에서는 다량의 접착제를 사용해야만 한다. 이것은 전력을 생산하는 전기화학반응에는 필요없는 물질이며, 별도의 전처리 공정을 통해 제거하고 있다.Since the manufacture of a cell package also requires assembling and integrating a number of components, a large amount of adhesive must be used at room temperature. This is a material that is not needed for the electrochemical reaction that produces electricity and is removed through a separate pretreatment process.

(특허문헌 1) KR10-1137055 B (Patent Document 1) KR10-1137055 B

(특허문헌 2) KR10-1270456 B (Patent Document 2) KR10-1270456 B

(특허문헌 3) KR10-1264163 B (Patent Document 3) KR10-1264163 B

(특허문헌 4) KR10-1198851 B (Patent Document 4) KR10-1198851 B

(특허문헌 5) KR10-1198629 B (Patent Document 5) KR10-1198629 B

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 분리판(Bipolar plate) 연료전지 셀팩키지에서 구현될 수 없었던 셀분리-교체가 용이한 동극판(Homopolar plate) 셀팩키지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명의 또 다른 목적은 셀분리가 가능한 셀팩키지 박스 내의 동극판과 동극판에 위치되는 전극제조방법을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a homopolar plate cell package which can not be realized in a conventional bipolar plate fuel cell cell package, The purpose of that is to do. It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing an electrode which is disposed on a common electrode plate and a common electrode plate in a cell package box capable of cell separation.

구체적으로, 한 개의 셀팩키지 박스는 박스 내에 수개의 애노드(연료극)동극판과 캐소드(공기극) 동극판이 순차적으로 위치되어 전해질을 함침한 매트릭스로 둘러싸여 있는 구조를 가지며, 동극판은 다수의 타공을 갖는 반응부와 가스입출구단과 가스유로부가 내부에 있으며, 수만시간의 장기운전중 전해질 조성변화를 완충하기 위한 전해질 보충소(Reservoir)가 존재하며, 캐소드 동극판은 셀박스와 일체화되어 셀박스가 캐소드가 되고, 애노드 동극판은 가스 입출구단의 연료분배기(Plenum)와 일체화되어, 최종적으로는 애노드와 캐소드로 구성된 일개의 셀이 구현되는 동극판 셀팩키지 박스 및 그 제조 방법, 상기 셀팩키지를 이용한 단위셀 분리교체가 가능한 고온형 연료전지셀을 제공하고자 한다.Specifically, one cell package box has a structure in which several anode (anode) cathode plates and cathode (cathode) cathode plates are sequentially disposed in a box and surrounded by a matrix impregnated with an electrolyte, and the cathode plate has a plurality of pores There is an electrolyte reservoir for buffering changes in the composition of the electrolyte during a long-term operation for several tens of thousands of hours, and the cathode cathode plate is integrated with the cell box to become the cathode An anode plate is integrally formed with a fuel distributor of a gas inlet and a cathode and finally a single cell composed of an anode and a cathode is realized and a method of manufacturing the same, a method of manufacturing a unit cell using the cell package, Temperature fuel cell capable of being replaced.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체는 하나의 셀 박스 내에 다수의 애노드 동극판과 캐소드 동극판이 순차적으로 위치되고 다수의 캐소드 동극판이 셀 박스와 병렬로 연결되어 일체화된 캐소드가 되고, 셀 박스 내부에 위치한 다수의 애노드 동극판이 연료입출구단과 병렬로 연결되어 애노드가 되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a pressurizable high-temperature type fuel cell unit cell assembly, wherein a plurality of anode common plates and cathode cathode plates are sequentially disposed in one cell box, and a plurality of cathode cathode plates are arranged in parallel And a plurality of anode common plates disposed inside the cell box are connected in parallel with the fuel inlet and outlet ends to form an anode.

애노드 동극판은 반응부, ?씰부(wet seal part), 입구 가스분배기와 출구 가스포집기, 연료공급 분배기로 구성되어 있으며, 각 부품이 전기적으로 일체화되어 애노드 극성을 띄어야 하며, 셀팩키지 박스와 전기적으로 절연되어 있다. The anode plate consists of a reaction part, a wet seal part, an inlet gas distributor, an outlet gas collector, and a fuel supply distributor. Each part must be electrically integrated so as to have an anode polarity. .

반응부는 다수의 타공을 포함하는 타공판(Perforated sheet)과 내부의 가스흐름과 하중을 지지하는 내부지지체로 구성되며, 반응부의 타공판은 종래기술의 분리판내 전류집전체(Current Collector)와 동일한 전류집전 기능을 가지며, 종래기술의 전류집전체가 가지는 다른 역할인 전극지지기능은 애노드 동극판 내부 즉, 반응부 아래에 위치한 내부지지체가 이를 담당하게 된다. The reaction part is composed of a perforated sheet including a plurality of pores, an inner support for supporting a gas flow and a load inside, and the piercing part of the reaction part has the same current collecting function as the current collector in the prior art separating plate The electrode supporting function, which is another role of the current collector of the prior art, is performed by the inner supporting member located inside the anode coater plate, that is, below the reaction unit.

내부지지체는 가스흐름부로서 수소가스를 사용할 경우에는 내부지지체만으로 사용하고, 수증기 개질반응으로 수소를 만드는 천연가스, 혹은 이와 유사한 성질을 갖는 연료를 공급할 경우에는 촉매를 위치시켜 완성하게 된다. When the inner support is used as the gas flow portion, only the inner support is used when the hydrogen gas is used, and when the natural gas which makes hydrogen by the steam reforming reaction or the fuel having the similar property is supplied, the catalyst is completed.

애노드 동극판의 내부지지체는 프로그래시브(progressive) 형태가 가능하며 애노드 동극판의 양면으로 동일한 양의 가스를 공급하는 기능을 갖는다. 내부지지체는 스테인리스 박판을 금형가공하여 제작하며, 운전온도에서의 유체 유동균일도와 일정 하중을 견디도록 설계 제작된다.The inner support of the anode anode plate is capable of progressive form and has the function of supplying the same amount of gas to both sides of the anode anode plate. The inner support is fabricated by machining a thin sheet of stainless steel and is designed to withstand the fluid flow uniformity and constant load at operating temperature.

애노드 동극판의 반응부와 ?씰부 경계지점은 전극 높이 만큼의 높이 단차를 갖고 있다.The boundary between the reaction part and the? Seal part of the anode anode plate has a height step as much as the electrode height.

반응부에 애노드를 위치시키는 방법은 전사 파우더 스프레이 코팅법(Electrostatic powder spray coating), 전사 스프레이 증착법(Electrostatic Spray Deposition), 아크플라즈마코팅법(arc plasma coating)과 같은 코팅기술로 동극판 반응부에 원재료인 니켈크롬(Ni-Cr) 합금파우더나 니켈크롬알루미늄(Ni-Cr-Al) 합금파우더를 직접 육성하는 것을 특징으로 하며, 종래기술로 제작한 다공성 소결 연료극이나 인시츄 연료극을 반응부에 고정시킬 경우에는 접착제를 사용하여 고정시킬 수 있다. The method of positioning the anode in the reaction part can be performed by a coating technique such as electrostatic powder spray coating, electrostatic spray deposition, or arc plasma coating, (Ni-Cr) alloy powder or nickel-chromium aluminum (Ni-Cr-Al) alloy powder. The porous sintered anode or the in- It can be fixed with an adhesive.

애노드를 포함하는 애노드 동극판에 대하여 반응부와 ?씰부 전체는 매트릭스로 덮히게 되며 운전온도에서 전해질이 용융하여 채워지게 되면 가스누설을 차단할 수 있게 된다. 특히, 애노드 동극판의 반응부 측면부에도 매트릭스 및 전해질이 고르게 도포되어 이온전기회로가 구성되는 것을 특징으로 한다. The reaction part and the? Sealing part are covered with the matrix with respect to the anode common plate including the anode, and when the electrolyte is melted and filled at the operating temperature, the gas leakage can be blocked. Particularly, the matrix and the electrolyte are uniformly applied to the side portion of the reaction part of the anode common plate to constitute an ionic electric circuit.

애노드 동극판의 입구 가스분배기는 균일한 조성과 유량을 갖는 연료가 반응부로 인입되도록 가스공급부의 연료공급 분배기에서 특정한 각도를 가진 삼각형 형태로 분산되게 제작되어 애노드 동극판의 ?씰부에 결합되거나 내부에 유로변경과 균일성확보를 위한 배플을 가진 속이 빈 직사각형 형태로 제작도 가능하다. The inlet gas distributor of the anode anode plate is made to be dispersed in a triangular shape having a specific angle in the fuel supply distributor of the gas supply section so that fuel having a uniform composition and flow rate is drawn into the reaction section, It is also possible to produce a hollow rectangular shape with a baffle for changing the flow path and ensuring uniformity.

특히 운전온도에서 재료의 열팽창을 완충시키기 위해 가스분배기와 연료공급 분배기 사이에는 밸로우즈(Bellows)가 위치하고 있으며 일정한 유량을 공급하는 연료공급 분배기는 가스분배기의 수량만큼의 공급튜브를 보유한다. 애노드 배출가스를 포집하는 출구단의 포집기 역시, 가스분배기와 동일한 구조로 제작되어 애노드 동극판은 완전한 가스기밀을 확보할 수 있고, 가압이 가능한 구조를 갖게 된다. Bellows is located between the gas distributor and the fuel distributor to buffer the thermal expansion of the material, especially at the operating temperature, and the fuel distributor that supplies a constant flow rate has as many supply tubes as the number of gas distributors. The collecting device at the outlet end for collecting the anode exhaust gas is also made to have the same structure as the gas distributor, so that the anode separator can secure complete gas tightness and have a structure capable of being pressurized.

따라서, 애노드 동극판은 스테인리스 쉬트를 판금형으로 부품을 제조하여 레이저나 플라즈마 용접으로 형상을 완성한 다음, 아크플라즈마 코팅법과 같은 코팅기술을 이용하여 전극을 직접 육성하며, 이를 셀 박스 내에 캐소드 동극판과 매트릭스를 순차적으로 적층시킬 경우 1kW 정도의 전력을 생산할 수 있는 셀박스로 완성이 된다. Therefore, the anode anode plate is manufactured by forming a stainless steel sheet into a plate metal mold, completing the shape by laser or plasma welding, directly growing the electrode using a coating technique such as an arc plasma coating method, When the matrix is sequentially stacked, a cell box capable of producing electric power of about 1 kW is completed.

캐소드 동극판은 애노드 동극판의 구조와 동일한 반응부와 ?씰부, 내부지지체를 가지며, 다만 가스분배기가 연료출구에만 존재하는 것을 특징으로 한다. 반응부와 ?씰부 경계지점은 전극높이만큼의 높이단차를 갖고 있으며, The cathode anode plate has a reaction part, a sealing part and an inner support body which are the same as the structure of the anode anode plate, except that the gas distributor is present only at the fuel outlet. The boundary between the reaction part and the seal part has a height step as much as the electrode height,

반응부에 전사 파우더 스프레이 코팅법(Electrostatic powder spray coating), 전사 스프레이 증착법(Electrostatic Spray Deposition), 아크플라즈마코팅법(arc plasma coating)과 같은 코팅기술로 캐소드의 원재료인 니켈, 니켈옥사이드 혹은 니켈과 전해질 파우더 혼합물이나 니켈옥사이드와 전해질 파우더 혼합물을 동극판 반응부에 직접 육성하는 것을 특징으로 하며, 다공성 소결 공기극이나 인시츄 공기극을 반응부에 고정시킬 경우에는 접착제를 이용하여 고정시킬 수 있다.Nickel, nickel oxide or nickel, which is the raw material of the cathode, and electrolyte (electrolyte) are deposited on the reaction part by coating techniques such as electrostatic powder spray coating, electrostatic spray deposition and arc plasma coating. A powder mixture or a mixture of nickel oxide and an electrolyte powder is directly grown on the anode plate reaction part. When the porous sintered cathode or the in-situ cathode is fixed to the reaction part, it can be fixed using an adhesive.

캐소드 동극판의 가스유입부는 애노드 동극판에서 사용되는 주름관을 갖는 삼각형 플래넘이 없는 개방형태이며, 가스배출부는 주름관을 갖는 삼각형 플래넘을 가지고 있다. 캐소드 가스유입부가 개방되어 있는 이유는 동일조성과 동일온도를 갖는 반응가스가 균일하게 유입되게 하기 위함이며, 캐소드 유입부의 온도가 수십개의 셀박스로 구성된 스택의 운전온도를 결정한다. The gas inlet portion of the cathode anode plate is an open type without a triangular plenum having a corrugated tube used in the anode copper plate, and the gas outlet portion has a triangular plenum with corrugated tubes. The reason that the cathode gas inlet is opened is to uniformly introduce the reactant gas having the same composition and the same temperature, and the temperature of the cathode inlet determines the operating temperature of the stack composed of dozens of cell boxes.

캐소드 동극판이 갖는 특징으로는 완전체 캐소드 동극판과 반쪽 캐소드 동극판이 있다는 점으로서, 반쪽 캐소드 동극판은 셀박스 내벽과 저항용접과 같은 용접방법으로 전기적으로 일체화 되어있다. The characteristics of the cathode anode plate include a solid cathode anode plate and a cathode cathode anode plate. The cathode cathode plate is electrically integrated with the inner wall of the cell box by a welding method such as resistance welding.

한편, 셀박스 전체 구성은 각각의 캐소드 동극판을 셀박스와 전기적으로 연결하게 되어 있으며, 이렇게 제작된 셀박스는 내부에 존재하는 캐소드 동극판과 전기적으로 일체화되어 캐소드 극이 되고, 종래기술이 갖는 물리적 접촉율 저하로 발생하는 접촉저항을 최소화시킬 수 있다는 장점을 갖게 된다.On the other hand, the entire structure of the cell box electrically connects each of the cathode anode plates to the cell box, and the cell box thus manufactured is electrically integrated with the cathode cathode plate existing therein to become a cathode electrode. The contact resistance caused by the lowering of the physical contact rate can be minimized.

종래기술인 수백 kW급 스택은 애노드 전극과 캐소드 전극이 분리판 상단부와 하단부에 부착된 수백개의 분리판(bipolar)과 매트릭스가 순차적으로 적층되어 제작된다. 그러나 운전중에 수백개의 셀로 구성된 스택에서 한 개의 셀이 고장이 나거나 치명적인 결함이 예상되어 교체를 해야 할 경우, 분리판의 구조 특징상 해당셀 만을 분리할 수 없어서 스택 자체를 교환하거나 해당 셀과 부근 셀들의 전기화학반응을 완전히 봉쇄하는 작업을 수행하는 등, 운전정비 관점에서 부가 비용이 과대하게 소요되고 있다. In the prior art stack of several hundred kW class, hundreds of bipolar and matrix matched with the anode electrode and the cathode electrode attached to the upper end and the lower end of the separator are sequentially stacked. However, when a cell is broken or a fatal defect is expected in a stack composed of several hundred cells during operation, it is not possible to separate only the corresponding cell due to the structural characteristics of the separator, The electrochemical reaction of the fuel cell is completely blocked, and additional costs are excessively incurred in view of operation maintenance.

이에 반하여 본 발명에서 제안하고 있는 모듈화된 1kW급 셀박스는 셀박스와 셀박스가 전기적, 물리적으로 별도로 존재하기 때문에 필요에 따라 분리가 가능하여 스택 자체를 교환하는 종래기술에 비하여 운용비용이 현저히 적게 소요되며, 또한 종래기술은 불가능한 1kW급 셀박스 자체 만을 전처리할 수가 있어서, 필요시점에 따라 교체용 셀 수량 만큼만을 제공할 수 있는 장점을 가진다. On the contrary, since the modular 1kW cell box proposed in the present invention has the cell box and the cell box separately electrically and physically, it is possible to separate the cell box and the cell box according to need, Also, it is possible to pre-process only the 1 kW cell box itself, which is not possible with the prior art, and thus it is possible to provide only the number of replacement cells according to the time required.

한편, 1kW급 모듈화가 가능한 셀박스는 셀박스를 구성하는 외함 스테인리스판과 캐소드 동극판을 별도의 연결체를 사용하여 일체화시키고 애노드 동극판과 전기적 회로를 형성시켜 완성하기 때문에, 종래 분리판을 이용한 기술이 가진 기술적 난점인 분리판-전류집전체, 전류집전체-전극간의 접촉저항을 확연히 줄일 수 있어서 종래기술에 비하여 발전량과 발전효율의 저하율을 최소화시킬 수 있게 되어 경제적 실효성을 확보할 수 있다.On the other hand, since the cell box capable of 1kW-class modularization is formed by integrating the enclosure stainless steel plate and the cathode anode plate constituting the cell box using separate connecting bodies and forming the anode anode plate and the electric circuit, The contact resistance between the separator plate-current collector and the current collector-electrode which is a technical difficulty of the technology can be significantly reduced, so that the reduction rate of the power generation amount and the power generation efficiency can be minimized compared with the prior art, and economical efficiency can be secured.

종래기술은 용용탄산염 연료전지의 경우 제작공정 중에 사용한 유기물을 모두 분해제거하고, 니켈과 전해질로 구성된 캐소드를 리튬이온과 반응시키는 인시츄 산화-리씨에이션해주는 전처리 공정을 반드시 필요로 하다. 전처리공정은 상온에서부터 제품의 운전온도까지 약 200시간 동안 가스유량과 조성을 달리하면서 진행하며 전처리 공정동안 스택 내부의 열분포 관리에 중점을 두어야 한다. 만약 온도관리에 실패할 경우 제품은 성능을 발현하지 못하고 폐기처리해야 하는 불상사가 발생할 수도 있다. 그러나 본 발명에서 제안하는 1kW급 모듈 셀박스 주요구성품, 즉 애노드, 캐소드, 매트릭스는 동극판에 직접 육성하여 제작하는 것을 특징으로 하기 때문에 유기물을 사용하지 않으며, 사용하더라도 극소량을 사용하기 때문에 별도의 전처리 공정을 수행할 필요가 없다. 또한 전처리 공정과 동일한 공정을 통해 발전성능을 확인할 필요가 있을 경우에는 약 100시간 내에 공정을 완료할 수 있으며, 한 개의 셀박스 만을 전처리할 수도 있는 장점을 갖고 있다. 이러한 기술적 장점은 제조비용의 저감을 가져올 수 있는 최선의 방식이 된다.In the case of a dicarbonate fuel cell in the prior art, it is absolutely necessary to perform a pretreatment process for decomposing and removing all the organic materials used in the production process and for performing in situ oxidation-reacification in which a cathode composed of nickel and an electrolyte is reacted with lithium ions. The pretreatment process should proceed from the room temperature to the operating temperature of the product for about 200 hours while varying the gas flow rate and composition. The emphasis should be placed on the thermal distribution management inside the stack during the pretreatment process. If the temperature management fails, the product may fail to exhibit performance and may be subject to disposal. However, since the main components of the 1 kW class module cell box proposed in the present invention, that is, the anode, the cathode and the matrix are manufactured by directly growing the same on the anode plate, no organic material is used, There is no need to carry out the process. Also, when it is necessary to confirm the power generation performance through the same process as the pre-treatment process, the process can be completed within about 100 hours, and only one cell box can be pretreated. This technical advantage is the best way to reduce the manufacturing cost.

종래기술로 제작되는 스택의 한 개 셀의 크기는 최대 8,000cm2의 반응면적을 가지고 있으며 유동방향은 애노드 가스와 캐소드 가스가 교차하는 직교류(cross flow) 유형이다. 전기화학반응과 열전달 영향이 복합적으로 나타나고 있으며, 애노드 출구측과 캐소드 출구측이 만나는 부근의 셀 영역의 온도가 상대적으로 높아 한 개 셀의 최대-최소온도 간의 온도차가 약 120 ℃정도가 된다. 이 온도차는 스택의 높이방향으로의 응력분포를 유발시키게 되며, 해당부위의 전극 물성을 변화시켜 성능과 수명에 악영향을 미치고 있다. The size of one cell of the stack produced in the prior art has a reaction area of up to 8,000 cm 2 and the flow direction is a cross flow type in which the anode gas and the cathode gas cross each other. The temperature difference between the maximum and minimum temperatures of one cell is about 120 ° C because the temperature of the cell region near the anode exit side and the cathode exit side is relatively high. This temperature difference causes a stress distribution in the height direction of the stack, and changes the physical properties of the electrode in the corresponding region, adversely affecting performance and lifetime.

하지만, 본 발명에서 제안하는 동극판을 이용한 셀박스는 반응면적이 약 1500㎠로서 종래기술의 한 개 셀을 몇 개로 나누어 적층한 것과 같은 효과가 있어 고온국부지역이 나타나질 않고, 스택의 전기화학반응과 열유동에 의한 기계적 동적거동이 비교적 작아 전극의 물성변화도 상대적으로 적은 효과를 얻을 수가 있다. 따라서 반응면적이 작은 셀을 몇장 포개어 놓은 효과를 보이게 됨에 따라 열관리의 용이성이 대폭 확대되었다. However, since the cell box using the anode plate proposed in the present invention has a reaction area of about 1500 cm 2, it has the same effect as laminating one cell of the prior art into several cells, The mechanical dynamic behavior due to the reaction and the heat flow is relatively small, and the change in physical properties of the electrode is relatively small. Therefore, the ease of thermal management has been greatly increased as the number of cells with small reaction area is increased.

종래기술은 가스공급형태가 직교류 유동(cross flow)이기 때문에, 애노드의 입구-출구와 캐소드의 출구측에 독립적인 매니폴더를 고정시키고 있다. 직교류 유동의 특징상 반응열은 열전달과정을 거치면서 애노드 출구와 캐소드 출구가 만나는 특정부위에 축열되어 고온반응영역을 만들게 된다. 이 부분은 상대적으로 온도가 높아서 전해질의 휘발속도가 빠르고, 전극의 물성변화가 커서 셀의 성능을 저감시키는 원인이 되고 있다. The prior art fixes independent manifolds at the inlet-outlet of the anode and at the outlet of the cathode because the gas supply is cross flow. Due to the characteristic of the cross flow, the heat of reaction is transferred to a specific region where the anode outlet and the cathode outlet meet during the heat transfer process, thereby forming a high-temperature reaction region. This portion has a relatively high temperature, so that the volatilization rate of the electrolyte is high, and the physical properties of the electrode are large, which causes the performance of the cell to be reduced.

그러나 본 발명에서 제안하는 셀박스 기술은 애노드 가스와 캐소드 가스가 동일방향으로 흐르는 동축류(coflow) 유동과 역류(counter flow) 유동 모두가 가능하여, 종래기술이 갖는 고온반응영역부를 최소화시킬 수 있으며, 이를 통해 스택의 장기운전수명 연장과 높은 발전효율을 장시간 유지할 수 있다. However, the cell box technology proposed in the present invention is capable of both a coflow flow and a counter flow flow in which the anode gas and the cathode gas flow in the same direction, thereby minimizing the high temperature reaction region of the prior art , Thereby prolonging the long-term operating life of the stack and maintaining high power generation efficiency for a long time.

또한, 동극판으로 제작하는 1kW급 모듈화 셀박스는 수요자가 요구하는 발전용량을 맞춤한 제품을 만들 수 있는 장점이 있어서 다양한 수요에 즉시 대응할 수 있는 제품을 출시할 수 있으며, 응용분야의 확대를 가능하게 한다.In addition, 1kW modularized cell box made of co-extruded plate has the merit of making customized product with power generation capacity demanded by consumers, so it is possible to launch a product that can respond to various demands immediately and expand application field .

도 1은 본 발명인 연료전지 단위셀 조립체를 구성하는 셀박스의 개략도,
도 2는 본 발명에서 제안하는 캐소드 동극판의 구성에 대한 개략도, 및
도 3은 본 발명에서 제안하는 애노드 동극판과 연료전지 단위셀 조립체에 관한 도식도이다.
1 is a schematic view of a cell box constituting a fuel cell unit cell assembly according to the present invention,
Fig. 2 is a schematic view of the configuration of the cathode anode plate proposed in the present invention, and Fig.
3 is a schematic view of the anode common plate and the fuel cell unit cell assembly proposed in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따라 가압이 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체를 설명한다.Hereinafter, a high temperature type fuel cell unit cell assembly capable of being pressurized according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

본 발명에서 제안하는 동극판을 이용한 셀박스(100)는 1V 미만의 전압과 1000A이상의 전류 생성을 통해 1kW의 전력을 생산하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 애노드 동극판(410)은 3개, 캐소드 동극판(220)은 2개, 캐소드 반쪽 동극판(210)은 2개로 구성되도록 함이 바람직하나 설계용량에 따라 전력량을 증가시키기 위해 1개의 셀박스에 애노드 동극판과 캐소드 동극판의 수량을 3개 이상으로 늘려 제작할 수도 있다. 1kW의 출력을 위해 동극판의 1개면의 애노드와 캐소드의 겉보기 면적을 1500㎠으로 할 경우, 동극판 1개는 총 3000㎠의 겉보기 반응면적을 갖게 된다. The cell box 100 using the co-current plate proposed in the present invention is intended to produce a power of 1 kW through the generation of a voltage of less than 1 V and a current of 1000 A or more. For this purpose, it is preferable that three anode anode plates 410, two cathode anode plates 220, and two cathode anode plates 210 are provided, but in order to increase the amount of power according to the design capacity, It is also possible to increase the number of anode anode plates and cathode cathode plates to 3 or more in the box. For an output of 1 kW, when the apparent area of the anode and the cathode on one side of the anode plate is 1500 cm 2, one anode plate has an apparent reaction area of 3000 cm 2 in total.

동극판은 금형설계를 통해 동극판(210, 220, 410)의 상부와 하부판을 제작하고, 내부지지체(221, 401), 플래넘(223, 403), 밸로우즈(224, 406), 해더(229, 407)를 각각 제작한다. The anode plate is manufactured by forming the upper and lower plates of the anode plates 210, 220 and 410 through the mold design and forming the inner supports 221 and 401, the plenums 223 and 403, the bellows 224 and 406, 229, and 407, respectively.

애노드 동극판은 기 제작된 내부지지체에 내부 개질율 설계에 맞춰 개질촉매를 로딩하여 준비한 다음 하부판에 고정을 시키고 상부판을 덮은 이후 상부판과 하부판을 레이져 용접을 통해 일체화시킨다. 일체화된 동극판에 플래넘(403)과 밸로우즈(406)를 순서대로 용접하면 애노드 동극판이 완성이 된다. The anode anode plate is prepared by loading the reforming catalyst in accordance with the internal reforming rate design of the manufactured inner support, then fixing it on the lower plate, and then integrating the upper plate and the lower plate through laser welding. When the plenum 403 and the bellows 406 are welded to the integrated anode plate in this order, the anode anode plate is completed.

애노드 전극은 제작된 애노드 동극판에 전사코팅법이나 아크플라즈마 코팅법을 이용하여 애노드 상부, 하부 반응부에 순차적으로 직접 육성코팅하여 제작한다. 애노드 재료는 MCFC 기술에서 범용적으로 사용중인 Ni-Cr-Al 합금파우더이며, 실험을 통해 결정된 기공율 45%이상, 두께 0.1mm이상을 코팅한다. 실례로 아크플라즈마 코팅법을 이용한 애노드 전극 제조는 플라즈마 발생 DC 전류는 60A 이상, 플라즈마 노즐과 애노드 동극판간의 작업거리는 60mm 이상으로 플라즈마로 원재료 파우더를 완전 용해시키는 것이 아니라 표면만을 용해시켜 애노드 동극판의 반응부에 응고 코팅되게 해야만 하며, 두께 0.1mm와 기공율 45% 이상을 확보할 수 있었다.The anode electrode is fabricated by directly coating the upper and lower anode portions of the anode using a transfer coating method or an arc plasma coating method. The anode material is a Ni-Cr-Al alloy powder that is commonly used in MCFC technology. It is coated with a porosity of 45% or more and a thickness of 0.1 mm or more as determined through experiments. For example, the anode electrode manufacturing process using the arc plasma coating method has a plasma generating DC current of 60 A or more, and a working distance between the plasma nozzle and the anode plate is 60 mm or more. Instead of completely dissolving the raw material powder into the plasma, The reaction part had to be coagulated and coated, and it was possible to secure a thickness of 0.1 mm and a porosity of 45% or more.

캐소드 동극판도 애노드 동극판과 동일한 제조과정을 거치게 되나, 내부지지체에 전해질을 로딩한 내부지지체(221)를 준비하는 것과 전해질보충소(228)를 준비하는 것이 차이가 있다. 보다 상세히 설명하면, 전해질을 로딩한 내부지지체(221)를 캐소드 동극판 하부판에 고정시킨 다음, 상부판을 그 위에 위치시키고 레이져 용접으로 일체화시킨다. 그리고 가스 출구측 플래넘(223)과 밸로우즈(224)를 순차적으로 용접한다. 그 다음 아크플라즈마 코팅법을 이용하여 상부와 하부 반응부에 순차적으로 니켈파우더 혹은 니켈산화물 파우더를 코팅하게 된다. 아크 플라즈마 코팅법과 니켈파우더를 원재료로 한 전극제조에서, 두께 0.75mm이상, 기공율 78%를 얻을 수 있었다. 이후에 용융탄산염 연료전지의 최적 전력을 확보하기 위해 계산된 필요 전해질을 캐소드 동극판 상판과 하판에 위치한 아크플라즈마 코팅법으로 기 제조된 캐소드 전극(200)에 순차적으로 미분화한 전해질 현탁액(suspension)을 수차례 발라주면서 계산된 양만큼을 자연 침투시켜서 제조한다. 캐소드 전극에 도포되는 전해질은 모세관력과 중력에 의해서 미세기공 속으로 자연적으로 스며들게 되며, 이를 보다 원활하게 진행하기 위해 미세기공의 크기보다 작은 전해질 입자를 갖는 현탁액을 만들어 사용해야 한다. 이렇게 제작된 캐소드 전극의 전해질 함침양은 캐소드 전체 기공에 대하여 50vol% 이상을 함침시킬 수가 있었다.The cathode anode plate is subjected to the same manufacturing process as that of the anode anode plate. However, there is a difference between preparing the inner support body 221 in which the electrolyte is loaded in the inner support body and preparing the electrolyte supplement 228. In more detail, after the inner support body 221 loaded with the electrolyte is fixed to the bottom plate of the cathode copper plate, the top plate is positioned thereon and integrated by laser welding. Then, the gas outlet side plenum 223 and the bellows 224 are sequentially welded. Next, the nickel powder or the nickel oxide powder is sequentially coated on the upper and lower reaction parts using the arc plasma coating method. In the electrode production using the arc plasma coating method and the nickel powder as raw materials, the thickness was 0.75 mm or more and the porosity was 78%. In order to secure the optimum power of the molten carbonate fuel cell, an electrolytic suspension in which the calculated required electrolytes are subdivided into a cathode electrode plate 200 and a cathode electrode 200 manufactured by an arc plasma coating method located on the lower plate, It is prepared by applying the calculated amount by natural infiltration several times. The electrolyte applied to the cathode electrode is naturally permeated into the micropores by the capillary force and gravity, and a suspension having electrolyte particles smaller than the size of the micropores should be used for smoothly proceeding. The electrolyte impregnated amount of the cathode electrode thus formed was able to be impregnated into the cathode pores by 50 vol% or more.

동일한 방법으로 캐소드 반쪽 동극판을 제조하며, 도포된 전해질 현탁액의 용매를 모두 제거하기 위해 건조공정을 거친다. 건조는 외부와 차단된 건조박스를 사용하며, 50℃ 이상으로 고정된 온도하에서 외부공기가 건조박스로 인입된 이후 외부로 방출되는 방식을 통해 휘발한 용매를 제거하게 된다. 보다 바람직하게는 연속건조가 가능한 건조로를 사용할 경우 대량생산에 유용한 방법이 된다. A cathode half-shell plate is prepared in the same manner, and a drying process is performed to remove all of the solvent of the applied electrolyte suspension. Drying is performed using a dry box that is shut off from the outside, and after the outside air is drawn into the drying box at a fixed temperature of 50 ° C or higher, the solvent is volatilized through the discharge to the outside. More preferably, a drying furnace capable of continuous drying is useful for mass production.

이렇게 건조된 캐소드는 다시 반응부 전체에 대하여 Al2O3나 LiAlO2를 코팅하여 매트릭스 층을 제조한다. 실례로 아크플라즈마 코팅법을 이용하여 제조한 매트릭스는 두께는 0.4t이상, 기공율 45vol%이었으며, 플라즈마 주전원 100A이상, 플라즈마 토치와 캐소드와의 작업거리는 60mm 이상이 바람직하다 The dried cathode is again coated with Al 2 O 3 or LiAlO 2 to form a matrix layer. For example, the matrix produced by the arc plasma coating method has a thickness of 0.4 t or more and a porosity of 45 vol%, preferably a plasma main power of 100 A or more, and a working distance between the plasma torch and the cathode of 60 mm or more

도 1을 참조하면, 셀박스는 캐소드가 되는 셀외함(100), 캐소드 전극(200), 캐소드 반쪽 동극판(210), 캐소드 동극판(220), 캐소드 연결단자(225), 전해질-매트릭스(300), 애노드 전극(400), 애노드 동극판(410)으로 크게 구성된다. 1, the cell box includes a cell enclosure 100, a cathode electrode 200, a cathode half-cathode plate 210, a cathode cathode plate 220, a cathode connection terminal 225, an electrolyte- 300, an anode electrode 400, and an anode common electrode plate 410.

전극과 매트릭스 및 금속재질들과의 완벽한 물리적 접촉을 위해서 고온형 연료전지에서는 일정한 하중을 공급하고 있는데, 본 발명의 셀박스에서는 구성부품이 운전중에 일어나는 팽창과 수축을 완충할 수 있는 완충 밸로우즈(110)을 가진 것을 특징으로 하고 있다. 캐소드 동극판(220)은 캐소드 연결단자(225)를 셀박스(100)와 용접을 수행하여 전기적으로 연결하며, 이 결과로 셀박스가 캐소드가 되는 원리이다. In a cell box of the present invention, a high-temperature type fuel cell is provided with a cushioning balloons (hereinafter referred to as " cushion balloons ") capable of buffering the expansion and contraction 110). The cathode anode plate 220 is a principle in which the cathode connection terminal 225 is welded to the cell box 100 so as to electrically connect the cell box 100, and as a result, the cell box becomes a cathode.

애노드 동극판(410)은 셀박스(100)와 물리적으로 비접촉해야 하며, 도 3에서의 애노드해더(407)로 연결되어 1개의 애노드가 된다. 본 발명의 셀박스는 애노드와 캐소드간에 이온전도가 완벽해야 한다는 전재조건이 있기 때문에, 전해질-매트릭스는 애노드 동극판(410)과 캐소드 동극판(220), 애노드 동극판(410)과 캐소드 반쪽 동극판(210) 사이에 반드시 있어야만 한다. The anode anode plate 410 should be physically non-contact with the cell box 100 and connected to the anode solder 407 in FIG. 3 to become one anode. Since the cell box of the present invention has a precondition that ion conduction between the anode and the cathode should be perfect, the electrolyte-matrix is formed between the anode common electrode plate 410 and the cathode common electrode plate 220, the anode common electrode plate 410, The plate 210 must be present.

또한 캐소드 동극판(220)은 도 2에서 도시된 바와 같이 셀박스(100)와 물리적으로 접촉하는 부위에 이온전도를 담당하는 전해질이 존재해야만 하며, 이를 위해 전해질 보충소(227)가 캐소드 동극판(220) 상하부에 위치하고 있다.2, it is necessary that an electrolyte for ion conduction be present at a site physically contacting the cell box 100, and for this purpose, the electrolyte supplement 227 is connected to the cathode common electrode plate 220).

도 2를 참조하여 캐소드 동극판의 구성을 설명한다. The configuration of the cathode anode plate will be described with reference to Fig.

금형판 가공으로 제작된 캐소드 동극판(220)은 하중을 지지하기 위한 캐소드 내부지지체(221), 캐소드 전극(200), ?실부(226)와 높이단차를 맞추기 위한 쉼플레이트(222)로 구성되어 있다. The cathode anode plate 220 manufactured by metal mold processing is constituted of a cathode inner support 221, a cathode electrode 200 and a seal portion 226 for supporting a load and a pivot plate 222 for aligning a height difference have.

캐소드 동극판의 캐소드(200)가 위치하는 반응부는 다수의 타공을 포함하고 있으며 공기, 이산화탄소, 수증기를 공급하고 전극의 형상을 유지하는 지지역할을 수행한다. 타공의 직경은 0.5mm 이하와 단위면적당 20개 이상이 바람직하며, 타공금형이나 레이져 가공을 통해 제작한다.The reaction part in which the cathode 200 of the cathode anode plate is located includes a plurality of pores and serves as a support for supplying air, carbon dioxide, water vapor, and maintaining the shape of the electrode. The diameter of the perforation is preferably 0.5 mm or less, and preferably 20 or more per unit area, and is manufactured by perforating mold or laser processing.

셀박스의 적정한 전해질을 공급하기 위해 내부지지체(221)에는 전해질이 로딩되어 있으며, 장기운전 중에 소모되는 전해질을 실시간으로 자동공급하기 위해 전해질 보충소(228)를 포함하고 있다.In order to supply the proper electrolyte of the cell box, the inner support 221 is loaded with an electrolyte and includes an electrolyte supplement 228 for automatically supplying the electrolyte consumed during long-term operation in real time.

캐소드 전극(200)의 두께는 반응저항을 최소화하기 위해 연구문헌에서 제안하고 있는 0.7t이상이며 캐소드의 크기는 가로 500mm, 세로 300mm정도가 바람직하다. 각종 부품으로 구성된 캐소드 동극판(220)을 완성하게 되면, 캐소드 출구 측에 플래넘(223)과 밸로우즈(224)로 구성된 가스포집부를 레이저 용접으로 접합하여 최종 캐소드 전극과 전해질을 보유한 캐소드 동극판을 완성하게 된다. In order to minimize the reaction resistance, the thickness of the cathode electrode 200 is preferably 0.7 t or more, which is proposed in the literature, and the size of the cathode is preferably 500 mm or 300 mm. When the cathode anode plate 220 made up of various parts is completed, a gas trapping portion composed of the plenum 223 and the bellows 224 is joined to the cathode outlet side by laser welding to form the cathode cathode plate 220 having the final cathode electrode and the electrolyte. .

셀박스에는 캐소드 동극판 2개와 캐소드 반쪽 동극판(210) 2개가 위치하고 있으며, 동일한 방식으로 반쪽 동극판을 제작하게 된다. 이후 4개의 가스포집부는 1개의 캐소드 출구 해더에 용접하여 일체화시켜 동일 극성을 띌 수가 있게 된다.Two cathode cathode plates and two cathode cathode plates 210 are placed in the cell box, and a half cathode plate is manufactured in the same manner. Then, the four gas collecting parts are welded to one cathode outlet header to integrate the same to obtain the same polarity.

도 3을 참조하여 애노드 동극판과 어셈블리를 설명한다. An anode common plate and an assembly will be described with reference to FIG.

애노드 동극판(410)은 애노드 반응부에 애노드 전극(400)이 위치하고, 내부에는 애노드 내부지지체(401)와 개질촉매(402)가 존재한다. In the anode common electrode plate 410, the anode electrode 400 is located in the anode reaction portion, and the anode inner support 401 and the reforming catalyst 402 are present therein.

애노드 가스와 캐소드 가스의 혼합을 방지하기 위해 애노드 전극의 끝지점에는 ?실부(403)를 위치시킨다. 캐소드 동극판에서 논의된 바와 같이 애노드 동극판 역시 애노드 전극과 ?실부의 높이 단차를 맞추기 위해서 심플레이트(405)를 가지고 있다. In order to prevent the mixing of the anode gas and the cathode gas, a sealing portion 403 is disposed at the end of the anode electrode. As discussed in the cathode anode plate, the anode anode plate also has a simplicity 405 to match the height difference of the anode electrode and the anode.

애노드 동극판은 일정한 유속과 조성을 갖는 애노드 가스를 균일하게 공급하기 위해 애노드 플래넘(404)을 입출구에 각각 1개씩 가지고 있으며, 운전온도 중의 열팽창 수축을 완화하기 위한 밸로우즈(406)을 가지고 있다. The anode anode plate has an anode plenum 404 at each of the inlet and outlet in order to uniformly supply the anode gas having a constant flow rate and composition, and has a bellows 406 for alleviating the thermal expansion contraction during the operation temperature.

특히 애노드 플래넘(404)는 한쪽으로 편향된 삼각형 형태의 형상을 유지하고 있다. 왜냐하면 캐소드 플래넘(223)의 위치와 겹치는 것을 방지하기 위함이다. 또한 플래넘을 통과한 공급가스를 균일하게 애노드 반응부로 유도하기 위해 플래넘 내부에는 가스방향과 유량을 분배하는 배플이 설치되어 있다. 이렇게 제작된 수개의 애노드 동극판은 애노드 해더(407)와 일체화 되어 동일한 극성을 띄는 애노드 전극어셈블리가 완성이 된다. In particular, the anode plenum 404 maintains the shape of a triangular shape biased to one side. This is to prevent overlap with the position of the cathode plenum 223. A baffle is also provided inside the plenum to distribute the gas direction and flow rate to direct the feed gas that has passed through the plenum uniformly to the anode reaction zone. The anode anode plates thus fabricated are integrated with the anode hooders 407 to complete the anode electrode assembly having the same polarity.

애노드 동극판 내부에 위치한 개질촉매(402)는 천연가스나 디젤, 바이오 가스, 혐기성 소화가스 등을 수소로 변환시킬 수 있는 촉매이며, 사용연료에 따라 촉매의 형상과 수량 및 물성을 달리하여 로딩한다. The reforming catalyst 402 located inside the anode anode plate is a catalyst capable of converting natural gas, diesel, biogas, and anaerobic digestion gas into hydrogen, and is loaded with different shapes, .

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 고온형 연료전지 단위셀 조립체의 제조 과정을 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the high temperature type fuel cell unit cell assembly according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

도 1에서와 같이, 제조된 애노드, 캐소드 동극판은 좌측부-우측부로 나뉜 셀박스에 순차적으로 적층한 다음 레이저 용접공정을 통하여 마무리를 한다. As shown in FIG. 1, the manufactured anode and cathode anode plates are sequentially laminated in a cell box divided into a left-side portion and a right-side portion, followed by a laser welding process.

이때, 캐소드 전극의 장기운전시의 전해질 보충을 위해서 도 2에서와 같이 설명한 전해질 보충소(228)를 캐소드 동극판 상부와 하부에 위치시키면서 애노드 동극판과 캐소드 동극판을 적층해야 한다. At this time, in order to replenish the electrolyte during the long-term operation of the cathode electrode, the anode common electrode plate and the cathode common electrode plate should be laminated while the electrolyte supplement 228 described in FIG. 2 is positioned above and below the cathode common electrode plate.

적층시에는 애노드와 캐소드 전극간의 접촉을 좋게하기 위하여 셀박스는 좌우로 6kgf/㎠ 이상의 면압을 인가받게 되며, 용접완료 후에 면압을 제거하여 완성한다.In order to improve the contact between the anode and the cathode electrode during stacking, the cell box receives a surface pressure of 6 kgf / cm 2 or more on the left and right sides.

캐소드 동극판과 셀박스의 전기적 접촉을 좋게 하기 위해 캐소드 연결단자(225)는 캐소드 동극판과 셀박스에 끼워넣고 저항용접이나 레이저 용접을 통해 일체화시킨다.In order to improve the electrical contact between the cathode anode plate and the cell box, the cathode connection terminal 225 is inserted into the cathode anode plate and the cell box, and is integrated by resistance welding or laser welding.

한편, 도 3에서와 같이 애노드 동극판의 전기적 일체화를 위해 애노드 동극판의 밸로우즈 3개를 애노드 해더와 용접하여 일체화시키는데, 보다 상세히 설명하면, 애노드 해더는 좌측-우측으로 나뉜 2개의 부품으로 구성되어 있으며, 밸로우즈와 만나는 좌측면은 제작시 3개의 구멍을 가지고 있고 그 부위에 밸로우즈를 삽입하고 해더의 내부에서 용접으로 일체화시킨 후 해더 우측부를 좌측부에 용접하여 완성한다. As shown in FIG. 3, in order to electrically integrate the anode current collector plate, three ballozles of the anode current collector plate are integrally welded to the anode current collector. More specifically, the anode current collector is composed of two left- The left side that meets the bellows has 3 holes at the time of manufacture, and the bellows is inserted into the bellows, and the weld is integrated by welding from the inside of the header, and the right side of the header is welded to the left side.

이렇게 제조될 경우에 3개의 애노드 동극판은 같은 극성을 띈 애노드가 됨을 알 수 있다. 동일한 공정으로 캐소드 동극판의 출구측 밸로우즈와 캐소드 동극판 해더를 용접한다. When manufactured in this way, it can be seen that the three anode anode plates become the anode with the same polarity. The outlet bellows of the cathode cathode plate and the cathode cathode plate header are welded in the same process.

상술한 제조조립과정을 모두 거치게 되면 도 1에서 도시된 바와 같은 애노드와 캐소드 극성을 가진 모듈화된 셀박스가 완성된다.When the above manufacturing and assembling process is completed, a modularized cell box having an anode and a cathode polarity as shown in FIG. 1 is completed.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체는 복수의 셀박스들이 전기적, 물리적으로 별도로 존재하기 때문에 필요에 따라 분리가 가능하여 스택 자체를 교환하는 종래기술에 비하여 운용비용이 현저히 적게 소요되며, 종래기술은 불가능한 1kW급 셀박스 자체 만을 전처리할 수 있어서 필요시점에 따라 교체용 셀 수량 만큼만을 제공할 수 있는 장점을 가진다. As described above, the pressurizable high-temperature type fuel cell unit cell assembly according to the present invention can be separated as needed because the plurality of cell boxes are electrically and physically separated from each other. Thus, compared to the prior art in which the stack itself is replaced, It is possible to pre-process only the 1 kW cell box itself, which is not possible with the prior art, and thus it is possible to provide only the number of replacement cells according to the required time.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "having" as used in the foregoing description mean that the constituent element can be implanted unless specifically stated to the contrary, But should be construed as further including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (17)

신축 가능한 중공의 셀 박스;
상기 셀 박스 내에서 상기 셀 박스와 전기적으로 일체화되도록 배치되는 복수의 캐소드 동극판;
상기 셀 박스 내에서 상기 복수의 캐소드 동극판 사이에 배치되는 동시에 상기 셀 박스의 연료 입출구단과 연결되는 복수의 애노드 동극판;
상기 복수의 애노드 동극판 및 상기 복수의 캐소드 동극판을 물리적으로 분리가능하도록 상기 애노드 동극판과 캐소드 동극판을 감싸는 구조의 전해질지지용 매트릭스;
상기 복수의 캐소드 동극판과 상기 전해질지지용 매트릭스 사이에 배치되는 캐소드 전극; 및
상기 복수의 애노드 동극판과 상기 전해질지지용 매트릭스 사이에 배치되는 애노드 전극;을 포함하고,
상기 복수의 캐소드 동극판, 캐소드 전극 상기 및 상기 셀 박스는 전기적으로 일체화되어 캐소드로 기능하는 것을 특징으로 하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
A stretchable hollow cell box;
A plurality of cathode common plates arranged to be electrically integrated with the cell box in the cell box;
A plurality of anode common plates disposed between the plurality of cathode anode plates in the cell box and connected to fuel inlet and outlet ends of the cell box;
An electrolyte supporting matrix having a structure in which the anode common plate and the cathode common plate are surrounded to physically separate the plurality of anode common plates and the plurality of cathode common plates;
A cathode electrode disposed between the plurality of cathode common plates and the electrolyte supporting matrix; And
And an anode electrode disposed between the plurality of anode common plates and the electrolyte supporting matrix,
Wherein the plurality of cathode common plates, the cathode electrode, and the cell box are electrically integrated to function as a cathode.
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제1항에 있어서,
상기 캐소드 동극판은,
상기 캐소드 전극 사이를 구성하는 반응부, 상기 반응부의 외측에 배치되는 ?씰부, 상기 반응부를 구성하는 내부지지체를 포함하며,
상기 반응부와 상기 ?씰부의 경계지점은 전극 높이만큼의 단차를 갖는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode-
A reaction part constituting between the cathode electrodes, a? Seal part arranged outside the reaction part, and an inner support constituting the reaction part,
Wherein a boundary point between the reaction part and the < RTI ID = 0.0 > seal < / RTI >
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 2 항에 있어서,
상기 캐소드 동극판은,
상기 내부지지체는 프로그래시브(progressive) 형태로서, 상기 캐소드 동극판은 양면으로 동일한 양의 가스를 공급하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
3. The method of claim 2,
Wherein the cathode-
Wherein the inner support is in a progressive form and the cathode cathode plate supplies an equal amount of gas to both sides,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 2 항에 있어서,
상기 캐소드 동극판은,
상기 셀 박스의 내부에 일정한 간격으로 배치되는 메인 캐소드 동극판과 상기 셀 박스의 내면에 용접을 통해 밀착하는 반쪽 캐소드 동극판을 포함하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
3. The method of claim 2,
Wherein the cathode-
A main cathode anode plate disposed at regular intervals in the cell box and a half cathode cathode plate welded to the inner surface of the cell box through welding,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 2 항에 있어서,
상기 캐소드 동극판은,
전사 파우더 스프레이 코팅법(Electrostatic powder spray coating), 전사 스프레이 증착법(Electrostatic Spray Deposition) 및 아크플라즈마코팅법(arc plasma coating)을 포함하는 코팅법 중 어느 하나를 통해 니켈, 니켈옥사이드, 니켈과 전해질 파우더 혼합물 및 니켈옥사이드와 전해질 파우더 혼합물을 포함하는 캐소드 원재료들 중 어느 하나를 동극판 반응부에 상기 캐소드 동극판의 반응부 상에 직접 육성하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
3. The method of claim 2,
Wherein the cathode-
Nickel, nickel, and an electrolyte powder mixture through any one of coating methods including electrostatic powder spray coating, electrostatic spray deposition, and arc plasma coating. And cathode raw materials including a mixture of nickel oxide and an electrolyte powder are directly grown on the reaction part of the cathode cathode plate in the anode plate reaction part,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 5 항에 있어서,
상기 전해질지지용 매트릭스는 상기 캐소드 동극판 상에 직접 코팅으로 육성하여 적층하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
6. The method of claim 5,
Wherein the electrolyte supporting matrix is formed by direct coating on the cathode anode plate,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 6 항에 있어서,
상기 전해질지지용 매트릭스는 상기 캐소드 동극판 또는 상기 캐소드 전극 상에 현탁액으로 공급되는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
The method according to claim 6,
Wherein the electrolyte supporting matrix is supplied as a suspension onto the cathode or cathode electrode,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 2 항에 있어서,
상기 캐소드 동극판의 반응부는,
상기 내부지지체를 통해 유입된 반응가스가 상기 캐소드 전극에 직접 공급되도록 하고, 상기 캐소드 동극판의 변형 방지를 위하여 다수의 타공을 갖는 구조인,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
3. The method of claim 2,
The reacting portion of the cathode copper plate may include:
And a plurality of pores for preventing the deformation of the cathode anode plate, wherein the reaction gas introduced through the inner support is directly supplied to the cathode electrode,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드 동극판은,
상기 애노드 전극 사이를 구성하는 반응부, 상기 반응부의 외측에 배치되는 ?씰부, 상기 반응부로 연료를 공급하는 연료공급 분배기, 입구 가스분배기 및 상기 반응부에서 반응된 가스를 포집하는 출구 가스포집기를 포함하며, 상기 반응부는 다수의 타공을 포함하는 타공판 및 내부의 가스흐름과 하중을 지지하는 내부지지체를 포함하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체
The method according to claim 1,
Wherein the anode common plate comprises:
A fuel gas distributor for supplying fuel to the reaction part, an inlet gas distributor, and an outlet gas collector for collecting the reacted gas in the reaction part. Wherein the reaction unit includes a perforated plate including a plurality of perforations, and an inner support for supporting a gas flow and an internal load,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly
제 5 항에 있어서,
전사 파우더 스프레이 코팅법(Electrostatic powder spray coating), 전사 스프레이 증착법(Electrostatic Spray Deposition), 아크플라즈마코팅법(arc plasma coating)을 포함하는 코팅법 중 어느 하나를 통해 니켈크롬(Ni-Cr) 합금파우더 또는 니켈크롬알루미늄(Ni-Cr-Al)를 상기 애노드 동극판의 반응부 상에 직접 육성하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
6. The method of claim 5,
A nickel-chromium (Ni-Cr) alloy powder or a nickel-chromium alloy powder may be formed through any one of coating methods including electrostatic powder spray coating, electrostatic spray deposition, and arc plasma coating. Nickel-chromium aluminum (Ni-Cr-Al) is directly grown on the reaction part of the anode-
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 5 항에 있어서,
상기 애노드 동극판은,
상기 내부지지체는 프로그래시브(progressive) 형태로서, 상기 애노드 동극판 양면으로 동일한 양의 가스를 공급하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
6. The method of claim 5,
Wherein the anode common plate comprises:
Wherein the inner support is in a progressive form and supplies the same amount of gas to both sides of the anode common plate,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 5 항에 있어서,
상기 애노드 동극판의 반응부와 상기 ?씰부의 경계 지점은 상기 애노드 전극 높이 만큼의 단차를 갖는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
6. The method of claim 5,
Wherein a boundary point between the reaction part of the anode common electrode and the < RTI ID = 0.0 > seal < / RTI >
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 9 항에 있어서,
상기 연료공급 분배기와 입구 가스분배기 사이에는 주름관이 배치되는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
10. The method of claim 9,
Wherein a corrugated tube is disposed between the fuel supply distributor and the inlet gas distributor,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 9 항에 있어서,
상기 입구 가스분배기에는 가스의 원활한 분배를 위한 배플이 존재하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
10. The method of claim 9,
Wherein the inlet gas distributor includes a baffle for smooth distribution of gas,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 9 항에 있어서,
상기 셀박스의 애노드 동극판은 상기 연료공급 분배기와 전기적으로 연결된 구조를 갖는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
10. The method of claim 9,
Wherein the anode common plate of the cell box has a structure electrically connected to the fuel supply distributor,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 1 항에 있어서,
상기 셀 박스는,
운전 과정 중에 발생하는 팽창과 수축을 완충하여 상기 셀 박스의 변형을 완충할 수 있는 완충 밸로우즈를 구성하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
The method according to claim 1,
The cell box includes:
A buffer bellows for buffering expansion and contraction generated during an operation process and buffering deformation of the cell box,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
제 1 항에 있어서,
상기 셀 박스는,
상기 캐소드 동극판의 측면과의 사이에 전해질 보충소를 가지며,
이를 통해 운전 성능 및 장기운전 안정성을 확보하는,
가압 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체.
The method according to claim 1,
The cell box includes:
And an electrolyte supplement between the cathode side and the side surface of the cathode cathode plate,
In order to ensure the operation performance and long-term operation stability,
A pressurizable high temperature type fuel cell unit cell assembly.
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