KR102095750B1 - Stress balancing module and fuel cell comprising thereof - Google Patents

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Abstract

응력 밸런싱 모듈 및 이를 포함하는 연료 전지가 제공된다. 응력 밸런싱 모듈은, 연료 전지 적층체와 연료 전지 적층체를 가압하는 상부 엔드 플레이트 사이에만 구비되며, 상부 엔드 플레이트와는 용접되지 않도록 구성되고, 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된 단일의 응력 밸런싱 모듈에 있어서, 단일의 응력 밸런싱 모듈은, 일면에 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지와 접하는 연성 재질의 금속 플레이트를 구비한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로, 최상단 단위 연료 전지와 접하는 연성 재질의 금속 플레이트의 면은 최상단 단위 연료 전지의 일면과 동일한 면적을 가지며, 금속 컨테이너 내부에는 액상 금속이 채워질 수 있다.A stress balancing module and a fuel cell comprising the same are provided. The stress balancing module is provided only between the fuel cell stack and the upper end plate pressurizing the fuel cell stack, and is configured not to be welded with the upper end plate, according to the stress distribution of the fuel cell stack top unit fuel cell. A single stress balancing module configured to press the topmost unit fuel cell of a fuel cell stack at a uniform pressure, wherein the single stress balancing module comprises a metal plate made of a flexible material in contact with the topmost unit fuel cell of the fuel cell stack on one side. With a hollow metal container having a, the surface of the metal plate of the flexible material in contact with the top unit fuel cell has the same area as one surface of the top unit fuel cell, and a liquid metal may be filled in the metal container.

Description

응력 밸런싱 모듈 및 이를 포함하는 연료 전지{STRESS BALANCING MODULE AND FUEL CELL COMPRISING THEREOF}STRESS BALANCING MODULE AND FUEL CELL COMPRISING THEREOF}

본 출원은, 응력 밸런싱 모듈 및 이를 포함하는 연료 전지에 관한 것이다.The present application relates to a stress balancing module and a fuel cell including the same.

일반적으로 고체 산화물 연료 전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)는 연료로 수소를 사용하고, 산화제로 공기 중의 산소를 사용하여 전기화학적 반응에 의해 전기와 물을 발생시키는 발전 시스템으로서, 기존의 다른 발전시스템과는 달리 공해 및 소음이 거의 없고 발전 효율이 높아 차세대 신에너지로 각광을 받고 있다.Generally, a solid oxide fuel cell (SOFC) is a power generation system that generates electricity and water by an electrochemical reaction using hydrogen as a fuel and oxygen in the air as an oxidizing agent. Unlike the, there is little pollution and noise, and the power generation efficiency is high.

이러한 고체 산화물 연료 전지는 반복 소자(Repeating Component, RC)와 비반복 소자(Non-repeating component)로 나뉘며, 반복 소자(RC)는 반복 적층되는 단위 연료 전지이며, 비반복 소자는 상부 및 하부 덮개가 되는 엔드 플레이트(end plate)와 가스 유동을 담당하는 매니폴드 헤더(manifold header)와 같이 반복적으로 적층되지 않는 소자이다.The solid oxide fuel cell is divided into a repeating component (RC) and a non-repeating component, and the repeating element (RC) is a unit fuel cell that is repeatedly stacked, and the non-repeating element has upper and lower covers. It is a device that is not repeatedly stacked, such as an end plate and a manifold header in charge of gas flow.

단위 연료 전지는 전기화학 반응이 일어나는 연료극(양극, Cathode), 공기극(음극, Anode), 연료 가스와 산화제 가스의 유로를 형성하는 분리판, 전하를 포집하는 집전판과 이온 전도를 하는 전해질 및 지지체 등으로 구성된다. 상술한 연료극으로 연료가스를 공급하고 상술한 공기극으로 산화제 가스를 공급하면 각각의 전극에서 전기화학반응이 발생하여 직류전원이 얻어진다.The unit fuel cell includes an anode (cathode), an anode (cathode), an electrochemical reaction, a separator plate that forms a flow path for fuel gas and oxidant gas, a collector plate for collecting charge, and an electrolyte and support for ion conduction And the like. When the fuel gas is supplied to the above-described anode and the oxidant gas is supplied to the above-described cathode, an electrochemical reaction occurs at each electrode to obtain a DC power source.

단위 연료 전지의 전압은 정격출력에서 0.7 V ~ 0.9 V를 유지하므로 실제 발전에서는 이러한 단위 전지를 여러 층 적층하여 전압을 높이고, 전지의 면적을 증대시켜 출력을 높인다. 이렇게 단위 전지를 여러 단 적층한 것을 'SOFC 스택(stack)'이라 한다.Since the voltage of the unit fuel cell is maintained at 0.7 V to 0.9 V at the rated output, in actual power generation, several layers of these unit cells are stacked to increase the voltage, and the area of the battery is increased to increase the output. The stacking of the unit cells in this manner is called a 'SOFC stack'.

상술한 고체 산화물 연료 전지(특히 평판형 SOFC)에 대한 연구는 이미 60년대부터 시작되어 왔으며, 현재까지 50 여년 이상 연구되고 있다. 하지만, 오랜 연구에도 불구하고, SOFC를 상용화시킨 기업은 미국에 블룸 에너지(Bloom Energy)가 유일하며, 이마저도 주정부 보조금이 없이는 제품성이 떨어지는 문제가 있다.The above-mentioned studies on solid oxide fuel cells (especially flat-type SOFCs) have already started in the 60s, and have been studied for more than 50 years to date. However, despite a long study, the company that commercialized SOFC is the only Bloom Energy company in the United States, and even there is a problem of poor productivity without state subsidies.

고체 산화물 연료 전지의 상용화에 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 부분은 SOFC 스택의 신뢰성이 떨어진다는 점이다. SOFC 스택의 신뢰성이 떨어지는 이유는 제품의 성능이 반복 재현되지 않고 한두 장의 RC에서 고장을 일으켜 전체 스택의 성능을 떨어뜨리기 때문이다. 한두 장의 RC에서 문제가 생기면 그 상태로 감소된 성능을 유지하지 작동하지 않고 더욱 스택 고장이 가속화되는데, 그 이유는 RC 일정부분에서 국부적 발열이 일어나며 셀이 파손되면 이런 국부적 발열에 의한 비가역적 파손은 멈추지 않고 옆 셀로 전파되는 경향이 있기 때문이다.The biggest obstacle to the commercialization of solid oxide fuel cells is that the reliability of the SOFC stack is poor. The reason why the reliability of the SOFC stack is poor is that the performance of the product is not repeated and the failure of one or two RCs causes a failure of the entire stack. If there is a problem with one or two RCs, it does not maintain the reduced performance in that state, and the stack failure is accelerated even more, because if the cell is broken, the irreversible damage caused by this local heat generation This is because they tend to propagate to adjacent cells without stopping.

다수의 RC로 구성되어 있는 스택에서 이런 고장난 RC들은 랜덤하게 일어나기도 하나, 가장 빈도수가 높은 셀은 엔드셀(end cell)(적층된 RC에서 가장 최상단 단위 연료 전지를 '엔드셀'이라고 부르기로 함)이다. SOFC 스택에서 이러한 반복적인 엔드셀 고장 문제는 매우 심각하며, 평판형 기반 스택을 제조하는 기관에 광범위하게 나타나고 있다.In a stack composed of multiple RCs, these failed RCs may occur randomly, but the most frequent cell is called an end cell (the highest unit fuel cell in a stacked RC is called an 'end cell'). )to be. This repetitive end-cell failure problem in SOFC stacks is very serious, and has been widely seen in organizations manufacturing flat plate-based stacks.

아직까지 엔드셀 문제의 원인은 명확하게 밝혀진 바 없으며, 따라서 그 문제해결 방법이 명확하게 연구된 바도 없다. 의심되는 다양한 이유들 중 가장 유력한 두 원인은 각각 RC간 유동 불균일과 엔드셀의 응력 불균일이다.The cause of the end cell problem has not been clearly identified, and therefore, the problem solving method has not been clearly studied. The two most prominent of the various reasons suspected are flow unevenness between RC and stress unevenness of the end cell, respectively.

이들 중 유력한 원인은 엔드셀의 2차원 평면(2D plane)의 응력 불균일이라고 볼 수 있는데, 그 이유는 수많은 유동 해석 및 전산모사 결과에서 엔드 셀에만 적은 유량이 흐른다는 결과는 찾기가 매우 어렵기 때문이다. 따라서, 많은 연구자들은 이러한 SOFC 엔드셀 문제의 원인을 응력 불균일에서 찾으려 하는데, 이러한 응력 불균일이 SOFC 엔드셀 성능에 직결될 수 있는 이유가 있기 때문이다.The most prominent cause of this can be considered as the stress non-uniformity of the 2D plane of the end cell, because it is very difficult to find the result that a small flow rate flows only to the end cell in numerous flow analysis and simulation results. to be. Therefore, many researchers try to find the cause of this SOFC end-cell problem in stress unevenness because there is a reason that this unevenness can be directly related to SOFC end-cell performance.

특히 엔드셀의 양극은 세라믹으로 구성되며, 일반적으로 상용화된 SOFC의 대표적인 양극 물질로는 LaSrMnO3, LaSrCoFeO3 등의 물질이 있다. 이들 세라믹은 작동온도에서 일정 수준 이상의 양극 반응(산소 환원 반응)에 대한 촉매활성을 가지고 있으며, 페로브스카이트(Perovskite) 구조를 가지는 MIEC(Mixed Ion Electronic Conductor)들이 대부분이다.In particular, the anode of the end cell is made of ceramic, and typical cathode materials of commercially available SOFCs include materials such as LaSrMnO 3 and LaSrCoFeO 3 . These ceramics have catalytic activity for a certain level of anodic reaction (oxygen reduction reaction) at an operating temperature, and most of them are MIEC (Mixed Ion Electronic Conductors) having a perovskite structure.

MIEC 세라믹 소재는 높은 전자 전도도를 가지나, 금속에 비교하면 10배에서 20배 정도 전자 전도도가 떨어지는 것이 일반적이다. 그럼에도 불구하고 SOFC 양극 소재로 이 같은 세라믹 MIEC들이 사용되는 이유는, 양극은 산화분위기인데 온도가 매우 높기 때문에 일반적인 금속 소재들은 산화되어버리는 이유로 사용이 어렵기 때문이다. 귀금속을 사용하면 SOFC 작동 온도에서도 산화되지 않고 양극을 구성할 수 있는데, 이 경우 스택의 원가가 매우 높아지는 문제점이 생긴다.MIEC ceramic materials have high electronic conductivity, but it is common for electronic conductivity to drop by 10 to 20 times compared to metal. Nevertheless, the reason why such ceramic MIECs are used as the SOFC anode material is that the anode is an oxidizing atmosphere, and because the temperature is very high, it is difficult to use general metal materials because it is oxidized. The use of a noble metal allows the anode to be constructed without being oxidized even at SOFC operating temperature, in which case the cost of the stack is very high.

상대적으로 금속에 준하는 전도도를 가지는 음극은 금속소재의 음극 분리판과의 접촉에서 약간의 응력에 의한 접촉면적 손실이 일어난다 해도 큰 문제가 되지 않는다. 하지만, 양극은 다른 것이 세라믹 양극 소재 자체의 전도도가 워낙 떨어지고 분리판과 모든 2차원 평면(2D plane)에서 균일하고 고른 압력으로 접촉을 유지하고 있지 않으면 접촉면 손실에 의한 저항이 크게 늘어난다. 접촉면 손실은 음극과는 달리 높은 전도도로 만회되지 않기 때문에 급격한 저항증가 및 전압 감소, 전압 감소에 의한 발열 및 국부적 응력 집중 등으로 이어지고 급기야는 셀의 비가역적 파손을 불러 일으킨다.A cathode having a conductivity comparable to that of a metal is not a major problem even if a contact area loss due to a slight stress occurs in contact with the cathode separator of the metal material. However, if the anode is different, the conductivity of the ceramic anode material itself is greatly reduced, and resistance due to contact surface loss is greatly increased if the separator does not maintain contact at a uniform and even pressure in all 2D planes. Since the contact surface loss is not recovered with a high conductivity unlike the cathode, it leads to a rapid increase in resistance and a decrease in voltage, heat generation due to a decrease in voltage, and local stress concentration, and a sudden break in the cell causes irreversible damage of the cell.

양극 접촉 손실이 유동 엔드셀에서 자주 일어나는 이유는 다른 RC의 반복구조와 다르기 때문이다. 다른 RC는 상대적으로 기계적으로 부드러운 다른 RC와 접촉을 이루는데 반해 엔드셀은 일반적으로 RC보다 5배에서 10배 이상 두꺼운 엔드 플레이트(End plate)와 접촉을 이루기 때문이다.The reason why anode contact loss frequently occurs in a flow end cell is because it is different from other RC repeat structures. This is because other RCs make contact with other RCs that are relatively mechanically soft, whereas end cells generally make contact with end plates 5 to 10 times thicker than RC.

이러한 엔드셀 문제를 해결하기 위한 방법으로는 3가지 정도가 있다.There are three methods to solve the end cell problem.

첫째는 최상단의 RC를 실제 셀이 아닌 더미 셀(Dummy cell)로 구성하는 방법이 있다. 이러한 더미 셀은 전기는 통하지만 반응을 일으키지는 않는 금속 플레이트가 사용될 수 있는데, 실제 연료와 공기가 흐르기 때문에 반응을 일으켜 전기를 생산하지 않으면, 연료 이용율이 떨이지면서 스택 자체의 전기발전효율을 떨어뜨린다는 문제가 있다. 전기발전효율의 약간의 감소를 통해 엔드셀에 의한 비가역적 셀 파손 및 스택 전체의 고장을 막을 수 있다면 사용할 수 있는 방안이나, 다수의 더미 구조 실험을 통해서도 엔드셀 문제를 해결하지는 못하고 있는 실정이다. 그 이유는 더미 구조에서도 응력 불균일이 동일하게 존재하며, 엔드 플레이트와 더미셀간, 더미셀과 엔드셀 간 집전손실이 일어나는 부위가 여전히 존재하며 그 집전손실 부위는 다시 접촉을 일으키지 못하고 벌어져 있기 때문인 것으로 추정된다.First, there is a method of configuring the uppermost RC as a dummy cell instead of an actual cell. For the dummy cell, a metal plate that can pass electricity but does not cause reaction can be used. If fuel and air are not generated to generate electricity, the utilization rate of fuel decreases and the electricity generation efficiency of the stack itself decreases. Has a problem. It is a method that can be used if it is possible to prevent irreversible cell damage by the end cell and failure of the entire stack through a slight reduction in electric power generation efficiency, but it has not solved the end cell problem through a number of dummy structure experiments. The reason is that even in the dummy structure, stress non-uniformity exists, and there is still a portion where the current collection loss occurs between the end plate and the dummy cell, and between the dummy cell and the end cell, and the current collection loss region does not cause contact again and is opened apart. Is estimated.

둘째로는 최상단 엔드셀만을 값비싼 RC로 만드는 방안이 있다. 이 방법은 고분자연료전지(PEMFC)의 엔드셀 문제를 해결하는 방법과 유사한데, PEMFC 스택의 엔드셀 문제는 주로 온도가 떨어져서 수분의 유동(fluiding)이 일어나기 때문에 엔드셀에만 고가의 PEMFC를 사용하기도 한다. 이 방안의 SOFC 스택 적용 예로는, 고온의 산화분위기인 양극에서도 높은 전자전도도를 보이는 백금 등의 귀금속을 활용하는 방법인데, 셀의 양극 최외각 부에 백금을 인쇄하는 방법, 엔드셀 양극 집전체를 백금 메시(mesh)를 사용하는 방법 등이 있을 수 있다. 그러나 이러한 방법들도 본 기관에서 다수의 실험을 통해 엔드셀 문제의 해결법이 될 수 없음을 확인했는데, 그이유는 SOFC 스택에서 엔드셀 문제는 RC-NRC간 접촉 구조에 의한 근본적인 응력 불균형을 해소하지 않았으며, 백금의 도입이 양극 전체의 집전손실을 만회할 수 있을 만큼 충분하려면 상당히 후막으로 도입되어야 하는데 이는 비용손실이 너무 크기 때문이다.Second, there is a method to make only the top end cell into an expensive RC. This method is similar to the method of solving the end cell problem of the polymer fuel cell (PEMFC). The problem of the end cell of the PEMFC stack is mainly because the temperature is lowered, so the fluid flow occurs, so expensive PEMFC is used only for the end cell. do. The SOFC stack application example of this method is a method of utilizing a precious metal such as platinum, which exhibits high electronic conductivity even in the anode at high temperature oxidation atmosphere, a method of printing platinum on the outermost part of the anode of the cell, and an end cell anode current collector. There may be a method of using a platinum mesh. However, we have also confirmed that these methods cannot solve the end-cell problem through a number of experiments at this institution. The reason is that the end-cell problem in the SOFC stack does not solve the fundamental stress imbalance caused by the RC-NRC contact structure. No, and if the introduction of platinum is sufficient to make up for the current collection loss of the entire anode, it must be introduced as a thick film because the cost loss is too large.

셋째로는, 엔드 플레이트와 엔드셀 사이에 두꺼운 물질을 넣는 것인데, 매우 두껍게 절삭된 Al2O3 등의 세라믹 블록 등이 그 예일 수 있다. 이 방안은 엔드 플레이트와 엔드셀 간 응력 불균일의 근본적 해소의 불가함을 인정하고 더욱 강성 소재를 투입하여 면압을 강화하는 방안인데, 이 역시도 엔드셀의 성능감소를 일부 개선시킬 수는 있으나. 근본적인 응력 불균일 해소가 없어 근본적인 대안이 되지 못한다.Third, to put a thick material between the end plate and the end cell, for example, a ceramic block such as Al 2 O 3 cut very thick may be an example. This method recognizes the impossibility of fundamental relief of stress non-uniformity between the end plate and the end cell, and reinforces the surface pressure by introducing a more stiff material, although this may also partially improve the performance decrease of the end cell. There is no fundamental stress non-uniformity solution, so it is not a fundamental alternative.

국제공개특허 WO 2006/019295('ＳＯＦＣ 스택 개념', 국제 공개일: 2006년02월23일)International Publication Patent WO 2006/019295 ('SOC Stack Concept', International Publication Date: February 23, 2006)

본 출원은, 엔드셀의 만성적인 양극부 접촉손실을 줄이고, 이를 통해 엔드셀의 성능 저하 및 국부 발열, 그로 인한 비가역적 셀 파손 등을 막을 수 있으며, 이를 통해 스택 전체의 성능 안정화 및 스택간 성능 반복재현성을 향상시킬 수 있는 응력 밸런싱 모듈 및 이를 포함하는 연료 전지를 제공한다.This application can reduce the contact loss of the chronic anode portion of the end cell, thereby preventing the degradation of the end cell and local heat generation, resulting in irreversible cell breakage, thereby stabilizing the performance of the entire stack and inter-stack performance. Provided is a stress balancing module capable of improving repeatability and a fuel cell including the same.

본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 연료 전지 적층체와 상기 연료 전지 적층체를 가압하는 상부 엔드 플레이트 사이에만 구비되며, 상기 상부 엔드 플레이트와는 용접되지 않도록 구성되고, 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된 단일의 응력 밸런싱 모듈에 있어서, 상기 단일의 응력 밸런싱 모듈은, 일면에 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지와 접하는 연성 재질의 금속 플레이트를 구비한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로, 상기 최상단 단위 연료 전지와 접하는 상기 연성 재질의 금속 플레이트의 면은 상기 최상단 단위 연료 전지의 일면과 동일한 면적을 가지며, 상기 금속 컨테이너 내부에는 액상 금속이 채워진 응력 밸런싱 모듈을 제공한다.According to the first embodiment of the present invention, it is provided only between the fuel cell stack and the upper end plate pressurizing the fuel cell stack, and is configured not to be welded with the upper end plate, and is the top end of the fuel cell stack. A single stress balancing module configured to press the topmost unit fuel cell of the fuel cell stack at a uniform pressure according to the stress distribution of the unit fuel cell, wherein the single stress balancing module comprises: A hollow metal container having a metal plate made of a flexible material in contact with the top unit fuel cell, wherein a surface of the metal plate made of the flexible material in contact with the top unit fuel cell has the same area as one surface of the top unit fuel cell. Has, and the liquid container is filled with a liquid metal stress balance It provides caching module.

본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 하부 엔드 플레이트; 일단이 상기 하부 엔드 플레이트상에 안착되며, 적어도 2 이상의 단위 연료 전지가 적층된 연료 전지 적층체; 상기 연료 전지 적층체의 타단에 구비되어 상기 연료 전지 적층체를 가압하는 상부 엔드 플레이트; 및 상기 상부 엔드 플레이트와 상기 연료 전지 적층체 사이에만 구비되며, 상기 상부 엔드 플레이트와는 용접되지 않도록 구성되고, 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된 단일의 응력 밸런싱 모듈을 포함하며, 상기 단일의 응력 밸런싱 모듈은, 일면에 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지와 접하는 연성 재질의 금속 플레이트를 구비한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로, 상기 최상단 단위 연료 전지와 접하는 상기 연성 재질의 금속 플레이트의 면은 상기 최상단 단위 연료 전지의 일면과 동일한 면적을 가지며, 상기 금속 컨테이너 내부에는 액상 금속이 채워진, 연료 전지를 제공한다.According to the second embodiment of the present invention, the lower end plate; A fuel cell stack having one end mounted on the lower end plate and stacking at least two or more unit fuel cells; An upper end plate provided at the other end of the fuel cell stack to pressurize the fuel cell stack; And it is provided only between the upper end plate and the fuel cell stack, and is configured not to be welded to the upper end plate, the uppermost end of the fuel cell stack according to the stress distribution of the fuel cell stack top unit unit It includes a single stress balancing module configured to press the unit fuel cell with a uniform pressure, wherein the single stress balancing module is provided with a metal plate made of a flexible material contacting the uppermost unit fuel cell of the fuel cell stack on one side. A hollow metal container, the surface of the metal plate of the flexible material in contact with the top unit fuel cell has the same area as one surface of the top unit fuel cell, and the metal container is filled with liquid metal, fuel Provide a battery.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된 응력 밸런싱 모듈을 상부 엔드 플레이트와 연료 전지 적층체 사이에 둠으로써, 엔드셀의 만성적인 양극부 접촉손실을 줄이고, 이를 통해 엔드셀의 성능 저하 및 국부 발열, 그로 인한 비가역적 셀 파손 등을 막을 수 있으며, 이를 통해 스택 전체의 성능 안정화 및 스택간 성능 반복재현성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stress balancing module configured to press the topmost unit fuel cell of the fuel cell stack at a uniform pressure according to the stress distribution of the top unit fuel cell of the fuel cell stack is provided with an upper end plate and a fuel cell. By placing it between the stacks, it is possible to reduce the contact loss of the end of the anode of the end cell, thereby preventing deterioration of the end cell and local heat generation, resulting in irreversible cell breakage, thereby stabilizing the performance of the entire stack and It is possible to improve the repeatability of performance between stacks.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연료 전지의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 응력 밸런싱 모듈을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 응력 밸런싱 모듈을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 구리-주석의 상평형도이다.1 is a configuration diagram of a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a stress balancing module according to an embodiment of the present invention.
3 shows a stress balancing module according to another embodiment of the present invention.
4 is a phase equilibrium diagram of the copper-tin of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited only to the embodiments described below. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연료 전지의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연료 전지(100)는 하부 엔드 플레이트(110), 연료 전지 적층체(120), 상부 엔드 플레이트(130), 응력 밸런싱 모듈(140)과 이들의 체결을 위한 체결 부재(111a, 111b)를 포함할 수 있다.1, the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention includes a lower end plate 110, a fuel cell stack 120, an upper end plate 130, and a stress balancing module 140 And fastening members 111a and 111b for fastening them.

구체적으로, 하부 엔드 플레이트(110) 상에는 적어도 2 이상의 단위 연료 전지가 D 방향으로 적층된 연료 전지 적층체(120)가 안착되며, 상부 엔드 플레이트(130)는 연료 전지 적층체(120)의 타단에 구비되어 연료 전지 적층체(120)를 가압할 수 있다.Specifically, the fuel cell stack 120 in which at least two or more unit fuel cells are stacked in the D direction is seated on the lower end plate 110, and the upper end plate 130 is attached to the other end of the fuel cell stack 120. It is provided to pressurize the fuel cell stack 120.

연료 전지 적층체(120)의 가압을 위해 4축의 체결 부재(111a, 111b)가 구비될 수 있다. 4축의 체결 부재(111a, 111b) 중 4개의 볼트(111a)는 하부 엔드 플레이트(110)의 4개의 모서리에 부착되며, 이에 대응되는 상부 엔드 플레이트(130)의 4개의 모서리에는 4개의 볼트(111a)가 관통하는 4개의 관통홈(112)이 형성될 수 있다. 4개의 관통홈(112)을 관통한 4개의 볼트(111a)는 4개의 너트(111b)와 체결될 수 있다.Four-axis fastening members 111a and 111b may be provided to pressurize the fuel cell stack 120. Four bolts 111a of the four-axis fastening members 111a and 111b are attached to four corners of the lower end plate 110, and four bolts 111a are provided at four corners of the upper end plate 130 corresponding thereto. ) May be formed through four through grooves 112. The four bolts 111a penetrating the four through grooves 112 may be fastened with the four nuts 111b.

상술한 도 1에서는 4축 체결을 도시하고 있으나, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 것에 불과할 뿐, 2축, 3축 체결도 가능함은 물론이다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같은, 볼트-너트를 이용한 체결 방식 외에도 공압이나 유압을 이용하여 상부 엔드 플레이트(130)를 적층 방향으로 가압할 수도 있을 것이다.Although the above-described FIG. 1 shows a four-axis fastening, this is only to help the understanding of the invention, and of course, two-axis and three-axis fastening is also possible. In addition, as shown in FIG. 1, in addition to the fastening method using a bolt-nut, the upper end plate 130 may be pressed in a stacking direction using pneumatic or hydraulic pressure.

한편, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 응력 밸런싱 모듈(140)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 엔드 플레이트(130)와 연료 전지 적층체(120) 사이에 구비되며, 연료 전지 적층체(120)의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 연료 전지 적층체(120)의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된다. Meanwhile, the stress balancing module 140 according to an embodiment of the present invention is provided between the upper end plate 130 and the fuel cell stack 120, as shown in FIG. 1, and the fuel cell stack ( It is configured to press the uppermost unit fuel cell of the fuel cell stack 120 at a uniform pressure according to the stress distribution of the uppermost unit fuel cell of 120).

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 상술한 응력 밸런싱 모듈을 도시하고 있다.2 shows the above-described stress balancing module according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 응력 밸런싱 모듈(140)은 일면에 연료 전지 적층체(120)의 최상단 단위 연료 전지와 접하는 연성 재질의 금속 플레이트(141)를 구비한 중공(中孔)의 금속 컨테이너이며, 금속 컨테이너 내부에는 액상 금속이 채워진 것일 수 있다.As shown in Figure 2, the stress balancing module 140 according to an embodiment of the present invention is provided with a metal plate 141 of a flexible material in contact with the fuel cell stack top unit fuel cell of the stack 120 on one side It is a hollow metal container, and may be filled with liquid metal inside the metal container.

한편, 연성 재질의 금속 플레이트(141)와 접촉하는 연료 전지 적층체(120)의 최상단 단위 연료 전지는 양극일 수 있다.On the other hand, the uppermost unit fuel cell of the fuel cell stack 120 in contact with the flexible metal plate 141 may be an anode.

상술한 액상 금속은 연료 전지 적층체(120)의 작동 온도(예를 들면, 650도 내지 750도)에서 액상으로 존재하는 금속을 포함할 수 있다. 이러한 액상 금속은 주석(Sn), 납(Pb), 수은(Hg) 등의 금속 일 수 있으나, 금속 플레이트(141)의 재질을 고려하여 결정해야 한다.The liquid metal described above may include a metal present in the liquid phase at an operating temperature of the fuel cell stack 120 (eg, 650 degrees to 750 degrees). The liquid metal may be a metal such as tin (Sn), lead (Pb), or mercury (Hg), but should be determined in consideration of the material of the metal plate 141.

그 이유는 연성 재질의 금속 플레이트(141)는 내부의 액체 금속과 반응하거나 작동 온도에서 공정(Eutectic) 상평형도를 구성하여 녹아버린다. 따라서, 연성 재질의 금속 플레이트(141)의 재질의 선택이 부적절할 경우 내부 액체 금속이 유출되어 면압을 손실해버릴 수 있으며 그 상태에서는 응력 불균일 해소가 어렵기 때문이다.The reason is that the metal plate 141 made of a flexible material reacts with the liquid metal inside or melts by forming an eutectic phase equilibrium at an operating temperature. Therefore, if the selection of the material of the metal plate 141 made of a ductile material is inappropriate, the internal liquid metal may leak and the surface pressure may be lost, and in this state, it is difficult to resolve stress unevenness.

일 실시예로 금속은 주석(Sn)을 포함할 수 있으며, 상술한 연성 재질의 금속 플레이트(141)는 구리를 포함할 수 있다. 즉 100 퍼센트 주석은 상술한 작동 온도에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 액상으로 존재하며, 금속 플레이트(141)의 재질인 구리와 공정(Eutectic) 반응을 일으키지 않는다.In one embodiment, the metal may include tin (Sn), and the metal plate 141 of the above-described soft material may include copper. That is, 100% tin is present in the liquid phase, as shown in FIG. 4, at the above-described operating temperature, and does not cause eutectic reaction with copper, which is a material of the metal plate 141.

또한, 금속 컨테이너(140) 중 상술한 금속 플레이트(141)를 제외한 부분은, 스테인레스강(Stainless Steel, STS)을 포함하는 고강도 금속으로 만들어질 수 있다. 이는 금속 컨테이너(140) 등의 형상 유지를 위함이다.In addition, a portion of the metal container 140 except for the aforementioned metal plate 141 may be made of high-strength metal including stainless steel (STS). This is to maintain the shape of the metal container 140 and the like.

기존의 판 형상의 가압 수단을 사용하여 일정한 압력으로 가압하는 경우에 비해, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 응력 밸런싱 모듈(140)은 연료 전지 적층체(120)의 최상단 단위 연료 전지와 접하는 면을 연성 재질의 금속 플레이트(141)로 구성하고, 중공(中孔)의 금속 컨테이너 내부는 액상 금속을 채움으로써, 내부의 액상 금속의 압력에 의해 연성 재질의 금속 플레이트(141)가 변형되었더라도 연료 전지 적층체(140)의 응력이 약해지면 다시 부풀어 올라 연료 전지 적층체(140)의 최상단의 단위 연료 전지의 벌어짐을 없애고 집전 손실을 회복할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 응력 밸런싱 모듈(140)은 연료 전지 적층체(140)의 최상단 단위 연료 전지의 응력 변화에 유연하게 변화하여 연료 전지 적층체(140)의 최상단의 단위 연료 전지에 균일한 압력을 인가함으로써, 연료 전지 적층체(140)의 최상단의 단위 연료 전지의 벌어짐을 없애고 집전 손실을 회복할 수 있다.Compared to the case of pressing at a constant pressure using a conventional plate-shaped pressing means, the stress balancing module 140 according to an embodiment of the present invention is in contact with the top unit fuel cell of the fuel cell stack 120 The fuel cell is stacked even if the metal plate 141 made of the flexible material is deformed by the pressure of the liquid metal inside by filling the liquid metal inside the hollow metal container. When the stress of the sieve 140 becomes weak, it swells up again, thereby eliminating the spread of the unit fuel cell at the top of the fuel cell stack 140 and recovering the current collection loss. Therefore, the stress balancing module 140 according to an embodiment of the present invention flexibly changes in the stress change of the topmost unit fuel cell of the fuel cell stack 140 to the top unit fuel cell of the fuel cell stack 140. By applying a uniform pressure to the fuel cell stack 140, it is possible to eliminate the spread of the unit fuel cells at the top of the fuel cell stack 140 and recover current collection losses.

응력 밸런싱 모듈(140)의 형상은, 도 2에 도시된 바와 같은 것일 수 있다.The shape of the stress balancing module 140 may be as shown in FIG. 2.

구체적으로, 연성 재질의 하부 금속 플레이트(141)와 하부 금속 플레이트(141)로부터 연장된 하부 측면 부재(141a)를 포함하는 하부 모듈(141, 141a)과, 상부 플레이트(142)와 상부 플레이트(142)로부터 연장된 상부 측면 부재(142a)를 포함하는 상부 모듈(142, 142a)을 구비한 중공(中孔)의 금속 컨테이너(container)로, 금속 컨테이너의 내부에는 상술한 액상 금속이 채워질 수 있다.Specifically, the lower module 141 and 141a including the lower metal plate 141 and the lower side member 141a extending from the lower metal plate 141, the upper plate 142 and the upper plate 142 ) Is a hollow metal container having upper modules 142 and 142a including upper side members 142a extending from the inside, and the above-described liquid metal may be filled in the metal container.

즉, 상술한 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 모듈(142, 142a) 및 하부 모듈(141, 141a)은 접합부분에 위치한 테두리(143)를 중심으로 대칭 형상을 가질 수 있다.That is, as shown in FIG. 2 described above, the upper modules 142 and 142a and the lower modules 141 and 141a may have a symmetrical shape around the edge 143 located at the junction.

또한, 도 2에서는 하부 측면 부재(141a)와 상부 측면 부재(142a)가 각각 하부 금속 플레이트(141) 및 상부 플레이트(142)로부터 일정 각도를 가진 채 연장되는 것으로 도시되어 있으나, 당업자의 필요에 따라서는 하부 측면 부재(141a)와 상부 측면 부재(142a)는 적층 방향(도 1의 D1 참조)으로 수직하게 형성될 수도 있음은 물론이다.In addition, in FIG. 2, the lower side member 141a and the upper side member 142a are shown to extend at a predetermined angle from the lower metal plate 141 and the upper plate 142, respectively, but according to the needs of those skilled in the art. Of course, the lower side member 141a and the upper side member 142a may be formed vertically in the stacking direction (see D1 in FIG. 1).

한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 응력 밸런싱 모듈(140)을 도시한 것이다.On the other hand, Figure 3 shows a stress balancing module 140 according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 응력 밸런싱 모듈(140)은 연성 재질의 하부 금속 플레이트(141)와 하부 금속 플레이트(141)로부터 연장된 하부 측면 부재(141a)를 포함하는 하부 모듈(141, 141a) 및 상부 플레이트(142)를 포함한 중공(中孔)의 금속 컨테이너일 수 있으며, 금속 컨테이너의 내부에는 상술한 액상 금속이 채워질 수 있다.The stress balancing module 140 illustrated in FIG. 3 includes lower modules 141 and 141a and upper plates including a lower metal plate 141 made of a soft material and a lower side member 141a extending from the lower metal plate 141. It may be a hollow metal container including (142), the inside of the metal container may be filled with the liquid metal described above.

즉, 도 3에 도시된 응력 밸런싱 모듈(140)은, 도 2에서 도시된 응력 밸런싱 모듈(140)의 하부 모듈(141, 141a)을 단순히 판 형상으로 구성한 것이다.That is, the stress balancing module 140 shown in FIG. 3 is simply configured by forming the lower modules 141 and 141a of the stress balancing module 140 shown in FIG. 2 in a plate shape.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된 응력 밸런싱 모듈을 상부 엔드 플레이트와 연료 전지 적층체 사이에 둠으로써, 엔드셀의 만성적인 양극부 접촉손실을 줄이고, 이를 통해 엔드셀의 성능 저하 및 국부 발열, 그로 인한 비가역적 셀 파손 등을 막을 수 있으며, 이를 통해 스택 전체의 성능 안정화 및 스택간 성능 반복재현성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, the stress balancing module configured to press the top unit fuel cell of the fuel cell stack at a uniform pressure according to the stress distribution of the top unit fuel cell of the fuel cell stack is upper By placing it between the end plate and the fuel cell stack, chronic contact loss of the end cell is reduced, thereby preventing deterioration of the performance of the end cell, local heat generation, and irreversible cell breakage. Stabilization of the overall performance and repeatability of performance between stacks can be improved.

본 출원은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.This application is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings. It is intended to limit the scope of rights by the appended claims, and that various forms of substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present application described in the claims to those skilled in the art. It will be self-evident.

100: 연료 전지
110: 하부 엔드 플레이트
111a: 볼트
111b: 너트
112: 관통홀
120: 연료 전지 적층체
130: 상부 엔드 플레이트
140: 응력 밸런싱 모듈
141: 하부 금속 플레이트
141a: 하부 측면 부재
142: 상부 플레이트
142a: 상부 측면 부재
143: 테두리100: fuel cell
110: lower end plate
111a: bolt
111b: Nut
112: through hole
120: fuel cell stack
130: upper end plate
140: stress balancing module
141: lower metal plate
141a: lower side member
142: top plate
142a: upper side member
143: border

Claims (17)

연료 전지 적층체와 상기 연료 전지 적층체를 가압하는 상부 엔드 플레이트 사이에만 구비되며, 상기 상부 엔드 플레이트와는 용접되지 않도록 구성되고, 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된 단일의 응력 밸런싱 모듈에 있어서,
상기 단일의 응력 밸런싱 모듈은,
일면에 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지와 접하는 연성 재질의 금속 플레이트를 구비한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로, 상기 최상단 단위 연료 전지와 접하는 상기 연성 재질의 금속 플레이트의 면은 상기 최상단 단위 연료 전지의 일면과 동일한 면적을 가지며,
상기 금속 컨테이너 내부에는 액상 금속이 채워진 응력 밸런싱 모듈.
It is provided only between the fuel cell stack and the upper end plate that pressurizes the fuel cell stack, is configured not to be welded with the upper end plate, and the fuel according to the stress distribution of the topmost unit fuel cell of the fuel cell stack. A single stress balancing module configured to press the topmost unit fuel cell of a cell stack at a uniform pressure, comprising:
The single stress balancing module,
A hollow metal container having a flexible metal plate in contact with the top unit fuel cell of the fuel cell stack on one surface, wherein the top surface of the metal plate of the flexible material in contact with the top unit fuel cell is the top It has the same area as one side of the unit fuel cell,
A stress balancing module filled with liquid metal inside the metal container.
제1항에 있어서,
상기 액상 금속은,
상기 연료 전지 적층체의 작동 온도에서 액상으로 존재하는 금속을 포함하는 응력 밸런싱 모듈.
According to claim 1,
The liquid metal,
Stress balancing module including a metal present in the liquid phase at the operating temperature of the fuel cell stack.
제1항에 있어서,
상기 금속 플레이트는, 구리를 포함하며,
상기 액상 금속은, 주석을 포함하는 응력 밸런싱 모듈.
According to claim 1,
The metal plate includes copper,
The liquid metal, stress balancing module containing tin.
제2항에 있어서,
상기 연료 전지 적층체의 작동 온도는,
650도 내지 750도인 응력 밸런싱 모듈.
According to claim 2,
The operating temperature of the fuel cell stack,
Stress balancing module from 650 degrees to 750 degrees.
제1항에 있어서,
상기 금속 컨테이너 중 상기 금속 플레이트를 제외한 부분은,
스테인레스강(Stainless Steel, STS)을 포함하는 고강도 금속으로 만들어지는 응력 밸런싱 모듈.
According to claim 1,
Part of the metal container excluding the metal plate,
Stress balancing module made of high-strength metal, including stainless steel (STS).
제1항에 있어서,
상기 응력 밸런싱 모듈은,
연성 재질의 하부 금속 플레이트와 상기 하부 금속 플레이트로부터 연장된 하부 측면 부재를 포함하는 하부 모듈; 및
상부 플레이트와 상기 상부 플레이트로부터 연장된 상부 측면 부재를 포함하는 상부 모듈;을 포함한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로,
상기 금속 컨테이너의 내부에는 액상 금속이 채워진 응력 밸런싱 모듈.
According to claim 1,
The stress balancing module,
A lower module including a lower metal plate made of a soft material and a lower side member extending from the lower metal plate; And
A hollow metal container including a; upper module including an upper plate and an upper side member extending from the upper plate,
A stress balancing module filled with a liquid metal inside the metal container.
제6항에 있어서,
상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈은,
상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈의 접합부에 위치한 테두리를 중심으로 대칭 형상을 가지는 응력 밸런싱 모듈.
The method of claim 6,
The upper module and the lower module,
A stress balancing module having a symmetrical shape around a rim located at a junction of the upper module and the lower module.
제1항에 있어서,
상기 응력 밸런싱 모듈은,
연성 재질의 하부 금속 플레이트와 상기 하부 금속 플레이트로부터 연장된 하부 측면 부재를 포함하는 하부 모듈; 및
상부 플레이트;를 포함한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로,
상기 금속 컨테이너의 내부에는 액상 금속이 채워진 응력 밸런싱 모듈.
According to claim 1,
The stress balancing module,
A lower module including a lower metal plate made of a soft material and a lower side member extending from the lower metal plate; And
A hollow metal container including an upper plate;
A stress balancing module filled with a liquid metal inside the metal container.
하부 엔드 플레이트;
일단이 상기 하부 엔드 플레이트상에 안착되며, 적어도 2 이상의 단위 연료 전지가 적층된 연료 전지 적층체;
상기 연료 전지 적층체의 타단에 구비되어 상기 연료 전지 적층체를 가압하는 상부 엔드 플레이트; 및
상기 상부 엔드 플레이트와 상기 연료 전지 적층체 사이에만 구비되며, 상기 상부 엔드 플레이트와는 용접되지 않도록 구성되고, 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지의 응력 분포에 따라 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지를 균일한 압력으로 가압하도록 구성된 단일의 응력 밸런싱 모듈을 포함하며,
상기 단일의 응력 밸런싱 모듈은, 일면에 상기 연료 전지 적층체의 최상단 단위 연료 전지와 접하는 연성 재질의 금속 플레이트를 구비한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로, 상기 최상단 단위 연료 전지와 접하는 상기 연성 재질의 금속 플레이트의 면은 상기 최상단 단위 연료 전지의 일면과 동일한 면적을 가지며,
상기 금속 컨테이너 내부에는 액상 금속이 채워진, 연료 전지.
Lower end plate;
A fuel cell stack having one end mounted on the lower end plate and stacked with at least two or more unit fuel cells;
An upper end plate provided at the other end of the fuel cell stack to pressurize the fuel cell stack; And
It is provided only between the upper end plate and the fuel cell stack, is configured not to be welded to the upper end plate, the top unit of the fuel cell stack according to the stress distribution of the fuel cell stack, the top unit of the fuel cell stack It includes a single stress balancing module configured to pressurize the fuel cell at a uniform pressure,
The single stress balancing module is a hollow metal container provided with a metal plate made of a flexible material in contact with the top unit fuel cell of the fuel cell stack on one surface, and the flexible material in contact with the top unit fuel cell The surface of the metal plate has the same area as one surface of the top unit fuel cell,
The metal container is filled with a liquid metal, a fuel cell.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 액상 금속은,
상기 연료 전지 적층체의 작동 온도에서 액상으로 존재하는 금속을 포함하는 연료 전지.
The method of claim 9,
The liquid metal,
A fuel cell comprising a metal present in the liquid phase at an operating temperature of the fuel cell stack.
제9항에 있어서,
상기 금속 플레이트는, 구리를 포함하며,
상기 액상 금속은, 주석을 포함하는 연료 전지.
The method of claim 9,
The metal plate includes copper,
The liquid metal is a fuel cell containing tin.
제11항에 있어서,
상기 연료 전지 적층체의 작동 온도는,
650도 내지 750도인 연료 전지.
The method of claim 11,
The operating temperature of the fuel cell stack,
Fuel cells between 650 and 750 degrees.
제9항에 있어서,
상기 금속 컨테이너 중 상기 금속 플레이트를 제외한 부분은,
스테인레스강(Stainless Steel, STS)을 포함하는 고강도 금속으로 만들어지는 연료 전지.
The method of claim 9,
Part of the metal container excluding the metal plate,
Fuel cell made of high-strength metal, including stainless steel (STS).
제9항에 있어서,
상기 응력 밸런싱 모듈은,
연성 재질의 하부 금속 플레이트와 상기 하부 금속 플레이트로부터 연장된 하부 측면 부재를 포함하는 하부 모듈; 및
상부 플레이트와 상기 상부 플레이트로부터 연장된 상부 측면 부재를 포함하는 상부 모듈;을 포함한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로,
상기 금속 컨테이너의 내부에는 액상 금속이 채워진 연료 전지.
The method of claim 9,
The stress balancing module,
A lower module including a lower metal plate made of a soft material and a lower side member extending from the lower metal plate; And
A hollow metal container including a; upper module including an upper plate and an upper side member extending from the upper plate,
A fuel cell filled with a liquid metal inside the metal container.
제15항에 있어서,
상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈은,
상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈의 접합부에 위치한 테두리를 중심으로 대칭 형상을 가지는 연료 전지.
The method of claim 15,
The upper module and the lower module,
A fuel cell having a symmetrical shape around a rim located at a junction of the upper module and the lower module.
제9항에 있어서,
상기 응력 밸런싱 모듈은,
연성 재질의 하부 금속 플레이트와 상기 하부 금속 플레이트로부터 연장된 하부 측면 부재를 포함하는 하부 모듈; 및
상부 플레이트;를 포함한 중공(中孔)의 금속 컨테이너로,
상기 금속 컨테이너의 내부에는 액상 금속이 채워진 연료 전지.The method of claim 9,
The stress balancing module,
A lower module including a lower metal plate made of a soft material and a lower side member extending from the lower metal plate; And
A hollow metal container including an upper plate;
A fuel cell filled with a liquid metal inside the metal container.
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