KR102602411B1 - Fuel Cell - Google Patents

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KR102602411B1
KR102602411B1 KR1020210053416A KR20210053416A KR102602411B1 KR 102602411 B1 KR102602411 B1 KR 102602411B1 KR 1020210053416 A KR1020210053416 A KR 1020210053416A KR 20210053416 A KR20210053416 A KR 20210053416A KR 102602411 B1 KR102602411 B1 KR 102602411B1
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Abstract

본 기재의 연료 전지는 제1 기체가 공급되는 하나 이상의 제1 유입구와, 제2 기체가 배출되는 하나 이상의 제1 배출구를 포함하는 제1 몸체 부재; 제1 기체와 제2 기체에 의한 화학반응을 전기에너지로 변환하는 하나 이상의 셀; 서로 인접하게 위치되는 두 개의 셀 사이에 설치되어 제1 기체와 제2 기체가 셀과 접촉되게 하는 하나 이상의 분리 부재; 및 상기 셀과 분리 부재를 사이에 두고 상기 제1 몸체 부재에 대해 반대측에 위치되고, 제2 기체가 공급되며 상기 제1 배출구에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 유입구와, 제1 기체가 배출되며 상기 제1 유입구에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 배출구를 포함하는 제2 몸체 부재;를 포함한다.The fuel cell of the present disclosure includes a first body member including at least one first inlet through which a first gas is supplied and at least one first outlet through which a second gas is discharged; One or more cells that convert a chemical reaction between a first gas and a second gas into electrical energy; One or more separation members installed between two cells positioned adjacent to each other to allow the first gas and the second gas to contact the cells; and at least one second inlet located opposite to the first body member across the cell and the separation member, through which a second gas is supplied, and located opposite to the first outlet, and the first gas is discharged. and a second body member including at least one second outlet located opposite to the first inlet.

Description

연료 전지{Fuel Cell}Fuel Cell

본 발명은 연료 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소와 산소가 가지고 있는 화학에너지를 화학 반응에 의해 전기에너지로 변환시키는 연료 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell, and more specifically, to a fuel cell that converts the chemical energy of hydrogen and oxygen into electrical energy through a chemical reaction.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and is not admitted to be prior art by inclusion in this section.

연료 전지는 수소와 산소가 가지고 있는 화학에너지를 전기화학 반응에 의해 직접 전기에너지로 변환시켜 주는 장치이다. 일반적인 연료 전지는 용융 탄산염 연료 전지(MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell), 고분자전해질 연료 전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 고체산화물 연료 전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell), 인산형 연료 전지 (PAFC: Phosphoric Acid Fuel Cell)로 구분될 수 있다.A fuel cell is a device that directly converts the chemical energy of hydrogen and oxygen into electrical energy through an electrochemical reaction. Common fuel cells include molten carbonate fuel cell (MCFC), polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), solid oxide fuel cell (SOFC), and phosphoric acid fuel cell (PAFC). : Phosphoric Acid Fuel Cell).

연료 전지의 핵심부품인 셀(cell)은 산소 이온전도성 전해질과 그 양면에 위치한 산소극(양극, cathode) 및 연료극(음극, anode)으로 이루어져 있다. 산소극에서 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소 이온이 전해질을 통해 연료극으로 이동한다. 산소 이온은 연료극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되고, 전자가 연료극에서 생성되며, 산소극에서 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하여 전류를 발생시키는 것이 연료 전지의 작동원리이다.The cell, a core component of a fuel cell, consists of an oxygen ion-conducting electrolyte and an oxygen electrode (cathode) and a fuel electrode (anode) located on both sides. Oxygen ions generated by the reduction reaction of oxygen at the oxygen electrode move to the fuel electrode through the electrolyte. Oxygen ions react with hydrogen supplied to the fuel electrode to produce water, electrons are generated in the fuel electrode, and electrons are consumed in the oxygen electrode, so the operating principle of the fuel cell is to connect the two electrodes to generate current.

여기서, 셀과 셀 사이에는 반응기체인 수소와 산소가 공급되는 채널을 포함하는 세퍼레이터가 위치된다. 셀은 화학적 반응에 의해 열을 방출하게 되고, 이러한 열은 세퍼레이터에 의해 주변으로 전달될 수 있다. 산소가 세퍼레이터 내부를 이동하는 과정에서 셀의 산소극과 반응하여 입구측보다 출구측에서 약 50℃ 내지 100℃ 정도 높아지면서 출구측에 열응력이 커진다.Here, a separator including a channel through which hydrogen and oxygen, which are reactive gases, are supplied is positioned between the cells. The cell emits heat through a chemical reaction, and this heat can be transferred to the surroundings through a separator. As oxygen moves inside the separator, it reacts with the oxygen electrode of the cell, causing the temperature to rise by about 50 to 100 degrees Celsius on the outlet side compared to the inlet side, increasing the thermal stress on the outlet side.

특히, 종래의 연료 전지는 수소와 산소가 최하단에 주입되었다가, 내부에서 셀들을 지나서 다시 최하단으로 배출된다. 이러한 과정에서 수소와 산소의 이동 거리가 상이하게 되고, 연료 전지의 하단의 수소와 산소가 집중되는 부분에 열이 집중된다. 이에 따라, 연료 전지의 하단에 위치된 세퍼레이터에 열응력이 커지게 되면서 연료 전지의 효율이 떨어질 수 있다.In particular, in a conventional fuel cell, hydrogen and oxygen are injected into the bottom, then pass through the cells inside and are discharged back to the bottom. In this process, the moving distances of hydrogen and oxygen become different, and heat is concentrated in the area where hydrogen and oxygen are concentrated at the bottom of the fuel cell. Accordingly, thermal stress increases in the separator located at the bottom of the fuel cell, which may reduce the efficiency of the fuel cell.

대한민국 공개특허 제2006-0018476호Republic of Korea Patent Publication No. 2006-0018476

본 발명의 목적은 열응력이 발생되는 것을 최소화할 수 있는 연료 전지를 제공하고자 한다.The purpose of the present invention is to provide a fuel cell that can minimize the occurrence of thermal stress.

본 발명의 일 측면에 따른 연료 전지는 제1 기체가 공급되는 하나 이상의 제1 유입구와, 제2 기체가 배출되는 하나 이상의 제1 배출구를 포함하는 제1 몸체 부재; 제1 기체와 제2 기체에 의한 화학반응을 전기에너지로 변환하는 하나 이상의 셀; 서로 인접하게 위치되는 두 개의 셀 사이에 설치되어 제1 기체와 제2 기체가 셀과 접촉되게 하는 하나 이상의 분리 부재; 및 상기 셀과 분리 부재를 사이에 두고 상기 제1 몸체 부재에 대해 반대측에 위치되고, 제2 기체가 공급되며 상기 제1 배출구에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 유입구와, 제1 기체가 배출되며 상기 제1 유입구에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 배출구를 포함하는 제2 몸체 부재;를 포함한다.A fuel cell according to an aspect of the present invention includes a first body member including at least one first inlet through which a first gas is supplied and at least one first outlet through which a second gas is discharged; One or more cells that convert a chemical reaction between a first gas and a second gas into electrical energy; One or more separation members installed between two cells positioned adjacent to each other to allow the first gas and the second gas to contact the cells; and at least one second inlet located opposite to the first body member across the cell and the separation member, through which a second gas is supplied, and located opposite to the first outlet, and the first gas is discharged. and a second body member including at least one second outlet located opposite to the first inlet.

한편, 상기 분리 부재의 일면에는 상기 분리 부재의 길이 방향을 따라서 라인 형상으로 인입되고, 제1 기체를 이동시키는 하나 이상의 제1 채널이 형성되고, 상기 분리 부재의 타면에는 상기 분리 부재의 폭 방향을 따라서 라인 형상으로 인입되고, 제2 기체를 이동시키는 하나 이상의 제2 채널이 형성될 수 있다.Meanwhile, one or more first channels are formed on one side of the separation member, which are drawn in a line shape along the longitudinal direction of the separation member and move the first gas, and on the other side of the separation member, they extend in the width direction of the separation member. Accordingly, one or more second channels that are introduced in a line shape and move the second gas may be formed.

한편, 상기 제1 채널은 복수개이고, 상기 복수의 제1 채널은 일정 간격마다 이격되게 위치될 수 있다.Meanwhile, there may be a plurality of first channels, and the plurality of first channels may be spaced apart at regular intervals.

한편, 상기 제2 채널은 복수개이고, 상기 복수의 제2 채널은 일정 간격마다 이격되게 위치될 수 있다.Meanwhile, there may be a plurality of second channels, and the plurality of second channels may be spaced apart at regular intervals.

한편, 상기 제1 채널과 제2 채널은 서로 직교하도록 이루어질 수 있다.Meanwhile, the first channel and the second channel may be orthogonal to each other.

한편, 상기 제1 몸체 부재는 최상단에 위치되고, 상기 제2 몸체 부재는 최하단에 위치되며, 제1 기체는 수소이고, 제2 기체는 산소일 수 있다.Meanwhile, the first body member may be located at the top, the second body member may be located at the bottom, the first gas may be hydrogen, and the second gas may be oxygen.

한편, 상기 제1 몸체 부재는, 상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제1 유입구와 인접한 부분에 형성되어 제1 기체가 상기 분리 부재로 공급될 수 있게 하는 제1 통로와, 상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제1 배출구와 인접한 부분에 형성되어 제2 기체가 배출될 수 있게 하는 제2 통로를 포함하고, 상기 제2 몸체 부재는, 상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제2 유입구와 인접한 부분에 형성되어 제2 기체가 상기 분리 부재로 공급될 수 있게 하는 제3 통로와, 상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제2 배출구와 인접한 부분에 형성되어 제1 기체가 배출될 수 있게 하는 제4 통로를 포함할 수 있다.Meanwhile, the first body member includes a first passage formed in a portion adjacent to the first inlet on the side facing the separation member to allow the first gas to be supplied to the separation member, and a side facing the separation member. and a second passage formed in a portion adjacent to the first outlet to allow a second gas to be discharged, wherein the second body member is formed in a portion adjacent to the second inlet on a side facing the separation member. It includes a third passage that allows the second gas to be supplied to the separation member, and a fourth passage that is formed adjacent to the second outlet on the side facing the separation member and allows the first gas to be discharged. can do.

한편, 상기 분리 부재는, 상기 몸체 부재와 대응되는 판 형상으로 이루어진 베이스부; 상기 제1 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제1 이동홀; 상기 제2 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제2 이동홀; 상기 제3 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제3 이동홀; 및 상기 제4 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제4 이동홀;을 포함할 수 있다.Meanwhile, the separation member includes a base portion formed in a plate shape corresponding to the body member; a first moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the first passage; a second moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the second passage; a third moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the third passage; and a fourth moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the fourth passage.

한편, 상기 제1 이동홀 내지 제4 관통부는 상기 분리 부재의 가장자리에 위치되고, 상기 셀은 상기 제1 이동홀 내지 제4 관통부와 간섭되지 않도록 상기 분리 부재보다 작은 크기로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the first to fourth moving holes are located at the edge of the separation member, and the cell may be made smaller than the separation member so as not to interfere with the first to fourth moving holes.

한편, 상기 제1 몸체 부재와 어느 하나의 분리 부재 사이에 설치되는 제1 더미 부재; 및 상기 제2 몸체 부재와 어느 하나의 분리 부재 사이에 설치되는 제2 더미 부재;를 포함할 수 있다.Meanwhile, a first dummy member installed between the first body member and one of the separation members; and a second dummy member installed between the second body member and one of the separation members.

한편, 상기 제1 더미 부재 및 제2 더미 부재 각각에는 제1 기체가 관통되는 제1 관통홀과, 제2 기체가 관통하는 제2 관통홀이 형성될 수 있다.Meanwhile, a first through hole through which the first gas passes and a second through hole through which the second gas passes may be formed in each of the first dummy member and the second dummy member.

한편, 상기 제1 유입구는 복수개일 수 있다.Meanwhile, there may be a plurality of first inlets.

한편, 상기 제1 배출구는 복수개일 수 있다.Meanwhile, the first outlet may be plural.

한편, 상기 제2 유입구는 복수개일 수 있다.Meanwhile, there may be a plurality of second inlets.

한편, 상기 제2 배출구는 복수개일 수 있다.Meanwhile, the second outlet may be plural.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지는 제1 몸체 부재와 제2 몸체 부재를 포함한다. 제1 몸체 부재 및 제2 몸체 부재는 연료 전지의 상하단 각각에 위치된다. 제1 기체는 제1 몸체 부재로 유입되었다가, 제2 몸체 부재로 배출되고, 제2 기체는 제2 몸체 부재로 유입되었다가, 제1 몸체 부재로 배출된다. 즉, 제1 기체와 제2 기체 각각은 공급되는 부분과 배출되는 부분이 연료 전지의 상단 및 하단 각각에 서로 반대 위치에 위치될 수 있다.A fuel cell according to an embodiment of the present invention includes a first body member and a second body member. The first body member and the second body member are located at the upper and lower ends of the fuel cell, respectively. The first gas flows into the first body member and is discharged from the second body member, and the second gas flows into the second body member and is discharged from the first body member. That is, the supply and discharge portions of the first gas and the second gas may be located at opposite positions at the top and bottom of the fuel cell, respectively.

뿐만 아니라, 제1 기체가 제1 몸체 부재에 유입되었다가 복수의 분리 부재를 지나고, 제2 몸체 부재를 통하여 배출되기까지 모든 경로의 거리가 동일하게 구현될 수 있다. 또한, 제2 기체가 제2 몸체 부재에 유입되었다가 복수의 분리 부재를 지나고, 제1 몸체 부재를 통하여 배출되기까지 모든 경로의 거리도 동일하게 구현될 수 있다.In addition, the distance of all paths until the first gas flows into the first body member, passes through the plurality of separation members, and is discharged through the second body member can be implemented to be the same. Additionally, the distance of all paths until the second gas flows into the second body member, passes through the plurality of separation members, and is discharged through the first body member may be implemented to be the same.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지는 종래의 연료 전지와 다르게 제1 기체와 제2 기체가 서로 상이한 부분에 공급될 뿐만 아니라, 제1 기체와 제2 기체가 연료 전지의 내부 공간의 대부분의 영역에 균일하게 공급될 수 있다. 그러므로, 연료 전지 내부에 국부적으로 핫존이 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 연료 전지 내부의 온도를 조절하기에 용이할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지는 종래의 연료 전지와 다르게 핫존이 발생되지 않아서 연료 전지의 효율이 향상될 수 있다.That is, unlike a conventional fuel cell, the fuel cell according to an embodiment of the present invention not only supplies the first gas and the second gas to different parts, but also supplies the first gas and the second gas to the internal space of the fuel cell. It can be supplied uniformly to most areas. Therefore, it is possible to prevent local hot zones inside the fuel cell from occurring, making it easy to control the temperature inside the fuel cell. That is, unlike conventional fuel cells, the fuel cell according to an embodiment of the present invention does not generate a hot zone, so the efficiency of the fuel cell can be improved.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는, 도 1의 연료 전지의 분해 사시도이다.
도 3은, 도 2의 연료 전지에서 분리 부재와 셀을 발췌하여 도시한 분해 사시도이다.
도 4는, 도 1의 연료 전지에서 Ⅳ-Ⅳ라인을 따라 취한 단면도이다.
도 5는, 도 1의 연료 전지에서 Ⅴ-Ⅴ라인을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 연료 전지에서 제1 기체와 제2 기체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은, 도 4의 연료 전지에서 제1 기체의 흐름을 도시한 단면도이다.
도 8은, 도 4의 연료 전지에서 제2 기체의 흐름을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연료 전지를 도시한 사시도이다.
도 10은 실시예와 비교예에 따른 연료 전지에 포함된 셀들 각각의 전압값을 도시한 그래프이다.1 is a perspective view showing a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the fuel cell of FIG. 1.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a separation member and a cell extracted from the fuel cell of FIG. 2.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the fuel cell of FIG. 1.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V of the fuel cell of FIG. 1.
FIG. 6 is a diagram illustrating the flows of first gas and second gas in a fuel cell.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the flow of the first gas in the fuel cell of FIG. 4.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the flow of the second gas in the fuel cell of FIG. 4.
Figure 9 is a perspective view showing a fuel cell according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 is a graph showing the voltage values of each cell included in the fuel cell according to the example and comparative example.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. The invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.Additionally, in various embodiments, components having the same configuration will be described using the same symbols only in the representative embodiment, and in other embodiments, only components that are different from the representative embodiment will be described.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only “directly connected” but also “indirectly connected” through another member. Additionally, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components, rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지(100)는 제1 몸체 부재(110), 하나 이상의 셀(130), 하나 이상의 분리 부재(140) 및 제2 몸체 부재(120)를 포함한다.1 to 4, the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention includes a first body member 110, one or more cells 130, one or more separation members 140, and a second body member. Includes (120).

제1 몸체 부재(110)는 제1 기체(G1)가 공급되는 하나 이상의 제1 유입구(111)와, 제2 기체(G2)가 배출되는 하나 이상의 제1 배출구(112)를 포함한다. 상기 제1 몸체 부재(110)는 최상단에 위치되고, 상기 제2 몸체 부재(120)는 최하단에 위치될 수 있다. 이때, 제1 기체(G1)는 수소이고, 제2 기체(G2)는 산소일 수 있다. 여기서, 수소는 연료가스이고, 산소는 산화제가스이다.The first body member 110 includes one or more first inlets 111 through which the first gas G1 is supplied, and one or more first outlets 112 through which the second gas G2 is discharged. The first body member 110 may be located at the top, and the second body member 120 may be located at the bottom. At this time, the first gas (G1) may be hydrogen and the second gas (G2) may be oxygen. Here, hydrogen is a fuel gas and oxygen is an oxidizing gas.

셀(130)은 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)에 의한 화학반응을 전기에너지로 변환한다. 이를 위한 셀(130)은 산소 이온전도성 전해질을 포함하고, 일면에는 연료극(음극, Anode)이 위치되고, 타면에는 공기극(양극, Cathode)이 위치될 수 있다. 공기극에서 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소 이온이 전해질을 통하여 연료극으로 이동하고, 산소 이온은 연료극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 된다.The cell 130 converts the chemical reaction caused by the first gas (G1) and the second gas (G2) into electrical energy. The cell 130 for this may include an oxygen ion conductive electrolyte, and a fuel electrode (anode) may be located on one side, and an air electrode (anode, cathode) may be located on the other side. Oxygen ions generated by the reduction reaction of oxygen in the air electrode move to the anode through the electrolyte, and the oxygen ions react with hydrogen supplied to the anode to generate water.

분리 부재(140)는 서로 인접하게 위치되는 두 개의 셀(130) 사이에 설치되어 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)가 셀(130)과 접촉되게 한다. 이를 위하여 제1 기체(G1)는 분리 부재(140)의 일면을 따라 이동되고, 제2 기체(G2)는 분리 부재(140)의 타면을 따라 이동될 수 있다. 분리 부재(140)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The separation member 140 is installed between two cells 130 located adjacent to each other to allow the first gas G1 and the second gas G2 to contact the cells 130. To this end, the first gas G1 may be moved along one side of the separation member 140, and the second gas G2 may be moved along the other side of the separation member 140. A detailed description of the separation member 140 will be provided later.

제2 몸체 부재(120)는 상기 셀(130)과 분리 부재(140)를 사이에 두고 상기 제1 몸체 부재(110)에 대해 반대측에 위치된다. 이러한 제2 몸체 부재(120)는 제2 기체(G2)가 공급되며 상기 제1 배출구(112)에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 유입구(121)와, 제1 기체(G1)가 배출되며 상기 제1 유입구(111)에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 배출구(122)를 포함한다.The second body member 120 is located on the opposite side to the first body member 110 with the cell 130 and the separation member 140 between them. This second body member 120 is supplied with a second gas (G2), has at least one second inlet 121 located on the opposite side to the first outlet 112, and discharges the first gas (G1). It includes at least one second outlet 122 located opposite to the first inlet 111.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지(100)를 더욱 상세하게 설명하면, 제1 채널(C1)과 제2 채널(C2)이 분리 부재(140)에 형성된다.To describe the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention in more detail, a first channel C1 and a second channel C2 are formed in the separation member 140.

제1 채널(C1)이 상기 분리 부재(140)의 일면에 형성된다. 제1 채널(C1)은 상기 분리 부재(140)의 길이 방향을 따라서 라인(line) 형상으로 인입되고, 제1 기체(G1)를 이동시킨다. 제1 채널(C1)은 하나 이상일 수 있다.A first channel C1 is formed on one surface of the separation member 140. The first channel C1 is introduced in a line shape along the longitudinal direction of the separation member 140 and moves the first gas G1. There may be more than one first channel (C1).

제1 채널(C1)은 분리 부재(140)의 하면에 형성될 수 있다. 그리고, 도면에 도시된 방향을 기준으로, 제1 채널(C1)은 좌우 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 채널(C1)은 복수개이고, 상기 복수의 제1 채널(C1)은 일정 간격마다 이격되게 위치될 수 있다.The first channel C1 may be formed on the lower surface of the separation member 140. And, based on the direction shown in the drawing, the first channel C1 may be formed in the left and right directions. There are a plurality of first channels C1, and the plurality of first channels C1 may be spaced apart at regular intervals.

제2 채널(C2)은 상기 분리 부재(140)의 타면에 형성된다. 제2 채널(C2)은 상기 분리 부재(140)의 폭 방향을 따라서 라인 형상으로 인입되고, 제2 기체(G2)를 이동시킨다. 제2 채널(C2)은 하나 이상일 수 있다.The second channel C2 is formed on the other surface of the separation member 140. The second channel C2 is introduced in a line shape along the width direction of the separation member 140 and moves the second gas G2. There may be more than one second channel (C2).

제2 채널(C2)은 분리 부재(140)의 상면에 형성될 수 있다. 그리고, 도면에 도시된 방향을 기준으로, 제2 채널(C2)은 전후 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 제2 채널(C2)은 복수개이고, 상기 복수의 제2 채널(C2)은 일정 간격마다 이격되게 위치될 수 있다.The second channel C2 may be formed on the upper surface of the separation member 140. And, based on the direction shown in the drawing, the second channel C2 may be formed in the front-back direction. There are a plurality of second channels C2, and the plurality of second channels C2 may be spaced apart at regular intervals.

상기 제1 채널(C1)과 제2 채널(C2)은 서로 직교하도록 이루어질 수 있다. 즉, 제1 채널(C1)과 제2 채널(C2)은 수평방향을 기준으로 90도를 이룰 수 있다. 그리고, 제1 채널(C1)과 제2 채널(C2)의 인입된 깊이나 길이는 분리 부재(140)의 설계에 따라 가변될 수 있으므로, 특정 수치로 한정하지는 않는다.The first channel (C1) and the second channel (C2) may be orthogonal to each other. That is, the first channel (C1) and the second channel (C2) may form an angle of 90 degrees based on the horizontal direction. Also, since the depth or length of the first channel C1 and the second channel C2 may vary depending on the design of the separation member 140, they are not limited to specific values.

전술한 바와 같이, 제1 채널(C1)은 제1 기체(G1)가 분리 부재(140)들 각각의 상면을 따라 원활하게 이동되게 한다. 그리고, 제2 채널(C2)은 제2 기체(G2)가 분리 부재(140)들 각각의 하면을 따라 원활하게 이동되게 한다.As described above, the first channel C1 allows the first gas G1 to move smoothly along the upper surface of each of the separation members 140. And, the second channel C2 allows the second gas G2 to move smoothly along the lower surfaces of each of the separation members 140.

한편, 전술한 제1 몸체 부재(110)를 더욱 상세하게 설명하면, 제1 몸체 부재(110)는 제1 통로(T1), 제2 통로(T2)를 포함할 수 있다.Meanwhile, if the above-described first body member 110 is described in more detail, the first body member 110 may include a first passage T1 and a second passage T2.

제1 통로(T1)는 상기 분리 부재(140)를 향하는 면에서 상기 제1 유입구(111)와 인접한 부분에 형성된다. 제1 통로(T1)는 제1 기체(G1)가 상기 분리 부재(140)로 공급될 수 있게 한다. 제1 통로(T1)는 제1 유입구(111)와 연통될 수 있다.The first passage T1 is formed adjacent to the first inlet 111 on the side facing the separation member 140. The first passage T1 allows the first gas G1 to be supplied to the separation member 140. The first passage T1 may communicate with the first inlet 111.

제2 통로(T2)는 상기 분리 부재(140)를 향하는 면에서 상기 제1 배출구(112)와 인접한 부분에 형성된다. 제2 통로(T2)는 제2 기체(G2)가 배출될 수 있게 한다. 제2 통로(T2)는 제1 배출구(112)와 연통될 수 있다. The second passage T2 is formed adjacent to the first outlet 112 on the side facing the separation member 140. The second passage T2 allows the second gas G2 to be discharged. The second passage T2 may communicate with the first outlet 112.

그리고, 전술한 제2 몸체 부재(120)를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 제2 몸체 부재(120)는 제3 통로(T3), 제4 통로(T4)를 포함할 수 있다.And, if the above-described second body member 120 is described in more detail, the second body member 120 may include a third passage T3 and a fourth passage T4.

제3 통로(T3)는 상기 분리 부재(140)를 향하는 면에서 상기 제2 유입구(121)와 인접한 부분에 형성된다. 제3 통로(T3)는 제2 기체(G2)가 상기 분리 부재(140)로 공급될 수 있게 한다.The third passage T3 is formed adjacent to the second inlet 121 on the side facing the separation member 140. The third passage T3 allows the second gas G2 to be supplied to the separation member 140.

제4 통로(T4)는 상기 분리 부재(140)를 향하는 면에서 상기 제2 배출구(122)와 인접한 부분에 형성된다. 제4 통로(T4)는 제1 기체(G1)가 배출될 수 있게 한다. 제4 통로(T4)는 제2 배출구(122)와 연통될 수 있다.The fourth passage T4 is formed adjacent to the second outlet 122 on the side facing the separation member 140. The fourth passage T4 allows the first gas G1 to be discharged. The fourth passage T4 may communicate with the second outlet 122.

이때, 전술한 분리 부재(140)는 일례로 베이스부(140a), 제1 관통부, 제2 관통부, 제3 관통부 및 제4 관통부를 포함할 수 있다.At this time, the above-described separation member 140 may include, for example, a base part 140a, a first penetration part, a second penetration part, a third penetration part, and a fourth penetration part.

베이스부(140a)는 상기 몸체 부재와 대응되는 판 형상으로 이루어진다.The base portion 140a has a plate shape corresponding to the body member.

제1 이동홀(141)은 상기 제1 통로(T1)와 연통되도록 상기 베이스부(140a)의 일부분을 관통하도록 이루어진다.The first moving hole 141 is formed to penetrate a portion of the base portion 140a to communicate with the first passage T1.

제2 이동홀(142)은 상기 제2 통로(T2)와 연통되도록 상기 베이스부(140a)의 일부분을 관통하도록 이루어진다.The second moving hole 142 is formed to penetrate a portion of the base portion 140a to communicate with the second passage T2.

제3 이동홀(143)은 상기 제3 통로(T3)와 연통되도록 상기 베이스부(140a)의 일부분을 관통하도록 이루어진다.The third moving hole 143 is formed to penetrate a portion of the base portion 140a so as to communicate with the third passage T3.

제4 이동홀(144)은 상기 제4 통로(T4)와 연통되도록 상기 베이스부(140a)의 일부분을 관통하도록 이루어진다.The fourth moving hole 144 is formed to penetrate a portion of the base portion 140a so as to communicate with the fourth passage T4.

제1 이동홀(141) 내지 제4 이동홀(144)은 슬롯 형상의 홀일 수 있다. 이에 따라, 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)가 분리 부재(140)의 전면으로 균일하게 공급될 수 있다.The first to fourth moving holes 141 to 144 may be slot-shaped holes. Accordingly, the first gas (G1) and the second gas (G2) can be uniformly supplied to the front of the separation member 140.

한편, 전술한 제1 이동홀(141) 내지 제4 이동홀(144)은 상기 분리 부재(140)의 가장자리에 위치될 수 있다. 그리고, 앞서 설명한 셀(130)은 상기 제1 이동홀(141) 내지 제4 관통부와 간섭되지 않도록 상기 분리 부재(140)보다 작은 크기로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the above-described first to fourth moving holes 141 to 144 may be located at the edge of the separation member 140. In addition, the cell 130 described above may be made smaller than the separation member 140 so as not to interfere with the first moving hole 141 to the fourth penetrating part.

이에 따라, 제1 기체(G1) 또는 제2 기체(G2)는 제1 이동홀(141)과 제4 이동홀(144)을 통하여 셀(130)에 의해 간섭되지 않고 원활하게 이동될 수 있다. 셀(130)의 크기와 형상은 연료 전지(100)의 설계에 따라 다양하게 제조될 수 있으므로, 특정 크기 및 형상으로 한정하지는 않는다.Accordingly, the first gas (G1) or the second gas (G2) can be moved smoothly through the first movement hole 141 and the fourth movement hole 144 without interference by the cell 130. Since the size and shape of the cell 130 can be manufactured in various ways depending on the design of the fuel cell 100, it is not limited to a specific size and shape.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지(100)는 제1 더미 부재(150)와 제2 더미 부재(160)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention may include a first dummy member 150 and a second dummy member 160.

제1 더미 부재(150)는 상기 제1 몸체 부재(110)와 어느 하나의 분리 부재(140) 사이에 설치된다. 제1 더미 부재(150)에서 셀(130)을 향하는 면에는 제3 채널(C3)이 형성될 수 있다. 제3 채널(C3)은 제2 채널(C2)과 평행할 수 있다. 제2 기체(G2)가 제3 채널(C3)을 통하여 이동될 수 있다.The first dummy member 150 is installed between the first body member 110 and one of the separation members 140. A third channel C3 may be formed on the surface of the first dummy member 150 facing the cell 130. The third channel C3 may be parallel to the second channel C2. The second gas (G2) may be moved through the third channel (C3).

제2 더미 부재(160)는 상기 제2 몸체 부재(120)와 어느 하나의 분리 부재(140) 사이에 설치된다. 제2 더미 부재(160)에서 셀(130)을 향하는 면에는 제4 채널(C4)이 형성될 수 있다. 제4 채널(C4)은 제1 채널(C1)과 평행할 수 있다. 제1 기체(G1)가 제4 채널(C4)을 통하여 이동될 수 있다.The second dummy member 160 is installed between the second body member 120 and one of the separation members 140. A fourth channel C4 may be formed on the surface of the second dummy member 160 facing the cell 130. The fourth channel C4 may be parallel to the first channel C1. The first gas (G1) may be moved through the fourth channel (C4).

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지(100)가 동작되는 과정에서 분리 부재(140)와 셀(130)에서 열이 발생될 수 있다. 이때, 제1 몸체 부재(110)는 분리 부재(140)와 셀(130)과 온도 차이가 발생될 수 있다. 제1 더미 부재(150)는 분리 부재(140)와 셀(130)의 온도에 의하여 제1 몸체 부재(110)가 열변형되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 제2 더미 부재(160)는 제2 몸체 부재(120)가 분리 부재(140)와 셀(130)의 온도에 의하여 열변형되는 것을 방지할 수 있다.During the operation of the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention, heat may be generated in the separation member 140 and the cell 130. At this time, a temperature difference may occur between the first body member 110 and the separation member 140 and the cell 130. The first dummy member 150 can prevent the first body member 110 from being thermally deformed by the temperature of the separation member 140 and the cell 130. In addition, the second dummy member 160 can prevent the second body member 120 from being thermally deformed by the temperature of the separation member 140 and the cell 130.

상기와 같은 제1 더미 부재(150) 및 제2 더미 부재(160) 각각에는 제1 기체(G1)가 관통되는 제1 관통홀(H1)과, 제2 기체(G2)가 관통하는 제2 관통홀(H2)이 형성될 수 있다.Each of the first dummy member 150 and the second dummy member 160 as described above includes a first through hole (H1) through which the first body (G1) passes, and a second through hole (H1) through which the second body (G2) passes. A hole H2 may be formed.

제1 관통홀(H1)은 제1 이동홀(141) 또는 제4 이동홀(144)과 대응될 수 있다. 제1 관통홀(H1)은 제1 이동홀(141) 또는 제4 이동홀(144)과 대응되는 크기 및 형상으로 이루어질 수 있다.The first through hole H1 may correspond to the first moving hole 141 or the fourth moving hole 144. The first through hole (H1) may have a size and shape corresponding to the first movable hole 141 or the fourth movable hole 144.

제2 관통홀(H2)은 제2 이동홀(142) 또는 제3 이동홀(143)과 대응될 수 있다. 제2 관통홀(H2)은 제2 이동홀(142) 또는 제3 이동홀(143)과 대응되는 크기 및 형상으로 이루어질 수 있다.The second through hole H2 may correspond to the second moving hole 142 or the third moving hole 143. The second through hole H2 may have a size and shape corresponding to the second moving hole 142 or the third moving hole 143.

도 6 내지 8을 참조하면, 상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지(100)는 제1 몸체 부재(110)와 제2 몸체 부재(120)를 포함한다. 제1 몸체 부재(110) 및 제2 몸체 부재(120)는 연료 전지(100)의 상하단 각각에 위치된다. 제1 기체(G1)는 제1 몸체 부재(110)로 유입되었다가, 제2 몸체 부재(120)로 배출되고, 제2 기체(G2)는 제2 몸체 부재(120)로 유입되었다가, 제1 몸체 부재(110)로 배출된다. 즉, 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2) 각각은 공급되는 부분과 배출되는 부분이 연료 전지(100)의 상단 및 하단 각각에 서로 반대 위치에 위치될 수 있다.Referring to FIGS. 6 to 8 , the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention as described above includes a first body member 110 and a second body member 120. The first body member 110 and the second body member 120 are located at the upper and lower ends of the fuel cell 100, respectively. The first gas (G1) flows into the first body member 110 and is discharged into the second body member 120, and the second gas (G2) flows into the second body member 120 and then discharges into the second body member 120. 1 is discharged to the body member 110. That is, the supply and discharge portions of the first gas G1 and the second gas G2 may be located at opposite positions at the top and bottom of the fuel cell 100, respectively.

뿐만 아니라, 제1 기체(G1)가 제1 몸체 부재(110)에 유입되었다가 복수의 분리 부재(140)를 지나고, 제2 몸체 부재(120)를 통하여 배출되기까지 모든 경로의 거리가 동일하게 구현될 수 있다. 또한, 제2 기체(G2)가 제2 몸체 부재(120)에 유입되었다가 복수의 분리 부재(140)를 지나고, 제1 몸체 부재(110)를 통하여 배출되기까지 모든 경로의 거리도 동일하게 구현될 수 있다.In addition, the distance of all paths until the first gas (G1) flows into the first body member 110, passes through the plurality of separation members 140, and is discharged through the second body member 120 is the same. It can be implemented. In addition, the distance of all paths until the second gas (G2) flows into the second body member 120, passes through the plurality of separation members 140, and is discharged through the first body member 110 is implemented to be the same. It can be.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지(100)는 종래의 연료 전지와 다르게 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)가 서로 상이한 부분에 공급될 뿐만 아니라, 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)가 연료 전지(100)의 내부 공간의 대부분의 영역에 균일하게 공급될 수 있다. 그러므로, 연료 전지(100) 내부에 국부적으로 핫존이 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 연료 전지(100) 내부의 온도를 조절하기에 용이할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지(100)는 종래의 연료 전지와 다르게 핫존이 발생되지 않아서 연료 전지의 효율이 향상될 수 있다.That is, unlike a conventional fuel cell, the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention not only supplies the first gas (G1) and the second gas (G2) to different parts, but also supplies the first gas (G1) to different parts. ) and the second gas G2 can be uniformly supplied to most areas of the internal space of the fuel cell 100. Therefore, it is possible to prevent a hot zone from occurring locally inside the fuel cell 100, making it easy to control the temperature inside the fuel cell 100. That is, unlike a conventional fuel cell, the fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention does not generate a hot zone, so the efficiency of the fuel cell can be improved.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연료 전지(200)의 제1 몸체 부재(110)에서 제1 유입구(111)는 복수개일 수 있다. 제1 유입구(111)가 2개인 경우, 두 개의 제1 유입구(111)는 서로 이격될 수 있고, 제1 몸체 부재(110) 내에서 서로 연통될 수 있다. 그리고, 제1 배출구(112)도 복수개일 수 있다. 제1 배출구(112)가 2개인 경우, 두 개의 제1 배출구(112)는 서로 이격될 수 있고, 제1 몸체 부재(110) 내에서 서로 연통될 수 있다.Referring to FIG. 9, the first body member 110 of the fuel cell 200 according to another embodiment of the present invention may have a plurality of first inlets 111. When there are two first inlets 111, the two first inlets 111 may be spaced apart from each other and may communicate with each other within the first body member 110. Additionally, there may be a plurality of first discharge ports 112. When there are two first outlets 112, the two first outlets 112 may be spaced apart from each other and may communicate with each other within the first body member 110.

또한, 제2 몸체 부재(120)에서 제2 유입구(121)는 복수개일 수 있다. 그리고, 제2 배출구(122)는 복수개일 수 있다. 제2 유입구(121)는 제1 유입구(111)와 유사할 수 있고, 제2 배출구(122)는 제1 배출구(112)와 유사할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Additionally, there may be a plurality of second inlets 121 in the second body member 120. Also, there may be a plurality of second discharge ports 122. The second inlet 121 may be similar to the first inlet 111, and the second outlet 122 may be similar to the first outlet 112, so detailed description thereof will be omitted.

상기와 같은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연료 전지(200)는 전술한 연료 전지(100, 도 1 참조)보다 제1 유입구(111), 제2 유입구(121), 제1 배출구(112), 제2 배출구(122)가 복수개로 이루어지면서, 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)의 출입이 더욱 원활하게 실시될 수 있다.The fuel cell 200 according to another embodiment of the present invention as described above has a first inlet 111, a second inlet 121, and a first outlet 112 than the fuel cell 100 (see FIG. 1) described above. , As the second outlet 122 is formed in plural, the entry and exit of the first gas (G1) and the second gas (G2) can be performed more smoothly.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료 전지(100, 200)는 종래의 연료 전지와 다르게 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)가 연료 전지(100, 200)에 공급되었다가 배출되기까지의 이동 거리가 동일하게 구현되고, 제1 기체(G1)와 제2 기체(G2)가 서로 부분을 통하여 공급될 수 있다. 그러므로, 연료 전지(100, 200) 내부에 국부적으로 핫존이 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 연료 전지(100, 200) 내부의 온도를 조절하기에 용이할 수 있다.As described above, the fuel cells 100 and 200 according to the present invention differ from conventional fuel cells in that the first gas (G1) and the second gas (G2) are supplied to the fuel cells (100, 200) and then discharged. The movement distance of is implemented to be the same, and the first gas (G1) and the second gas (G2) can be supplied through each other. Therefore, it is possible to prevent local hot zones inside the fuel cells 100 and 200 from occurring, making it easy to control the temperature inside the fuel cells 100 and 200.

상기와 같이 본 발명에 따른 연료 전지(100, 200)가 종래의 연료 전지와 다르게 핫존이 발생되는 것을 방지한다는 것은 다음의 실험 결과를 통하여 확인될 수 있다.As described above, it can be confirmed through the following experimental results that the fuel cells 100 and 200 according to the present invention prevent the generation of hot zones, unlike conventional fuel cells.

실시예에 따른 연료 전지는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 연료 전지이고, 비교예에 따른 연료 전지는 수소와 산소가 연료 전지의 하단에 공급되었다가 내부에서 순환된 이후에 재차 연료 전지의 하단으로 배출되도록 이루어진 종래의 연료 전지다.The fuel cell according to the embodiment is the fuel cell according to the present invention shown in FIG. 2, and the fuel cell according to the comparative example is a fuel cell in which hydrogen and oxygen are supplied to the bottom of the fuel cell, circulated inside, and then again to the bottom of the fuel cell. It is a conventional fuel cell designed to be discharged as .

도 10을 참조하면, 그래프에서 상측의 값은 실시예에 따른 연료 전지를 동작시켰을 경우에 각각의 셀에서의 전압값을 측정한 것이다. 하측의 값은 비교예에 따른 연료 전지를 동작시켰을 경우에 각각의 셀에서의 전압값을 측정한 것이다. 여기서, 셀의 번호는 연료 전지의 하단에서부터 시작하여 상단에 이르기까지 배치된 셀에 순차적으로 번호를 부여한 것이다.Referring to FIG. 10, the upper value of the graph is the voltage value measured in each cell when the fuel cell according to the embodiment is operated. The lower value is the voltage value measured in each cell when the fuel cell according to the comparative example is operated. Here, the cell numbers are assigned sequentially to cells arranged from the bottom of the fuel cell to the top.

실시예에 따른 연료 전지의 평균 전압값과 1번 셀 내지 4번 셀의 전압값의 차이는 순서대로 0.01V, 0.00V, -0.01V, -0.01V이다. 반면, 비교예에 따른 연료 전지의 평균 전압값과 1번 셀 내지 4번 셀의 전압값의 차이는 순서대로 0.06V, 0.03V, 0.01V, 0.00V이다.The difference between the average voltage value of the fuel cell according to the embodiment and the voltage values of cells 1 to 4 is, in that order, 0.01V, 0.00V, -0.01V, and -0.01V. On the other hand, the difference between the average voltage value of the fuel cell according to the comparative example and the voltage values of cells 1 to 4 is 0.06V, 0.03V, 0.01V, and 0.00V in that order.

상기와 같이 실시예에 따른 연료 전지의 각 셀의 전압값은 평균 전압값과 비교하여 거의 차이가 없었다. 그러나, 비교예에 따른 연료 전지는 일부 셀의 전압값은 평균 전압값과 비교하여 큰 차이가 발생되었다. 즉, 비교예에 따른 연료 전지는 내부에서 발생된 핫존에 의하여 연료 전지의 효율이 떨어졌으나, 실시예에 따른 연료 전지는 핫존이 발생되지 않아서 연료 전지의 효율이 우수함을 확인할 수 있다.As described above, the voltage value of each cell of the fuel cell according to the example showed little difference compared to the average voltage value. However, in the fuel cell according to the comparative example, the voltage values of some cells had a large difference compared to the average voltage value. That is, the efficiency of the fuel cell according to the comparative example was reduced due to a hot zone generated internally, but the fuel cell according to the example did not generate a hot zone, so it can be confirmed that the fuel cell efficiency is excellent.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although several embodiments of the present invention have been described above, the drawings and detailed description of the invention referred to so far are merely illustrative of the present invention, which are used only for the purpose of explaining the present invention and are not intended to limit the meaning or apply for patent claims. It is not used to limit the scope of the present invention described in the scope. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100, 200: 연료 전지 110: 제1 몸체 부재
111: 제1 유입구 112: 제1 배출구
T1: 제1 통로 T2: 제2 통로
120: 제2 몸체 부재 121: 제2 유입구
122: 제2 배출구 T3: 제3 통로
T4: 제4 통로 130: 셀
140: 분리 부재 140a: 베이스부
141: 제1 이동홀 142: 제2 이동홀
143: 제3 이동홀 144: 제4 이동홀
C1: 제1 채널 C2: 제2 채널
150: 제1 더미 부재 160: 제2 더미 부재
H1: 제1 관통홀 H2: 제2 관통홀100, 200: fuel cell 110: first body member
111: first inlet 112: first outlet
T1: first passage T2: second passage
120: second body member 121: second inlet
122: second outlet T3: third passage
T4: fourth passage 130: cell
140: Separating member 140a: Base portion
141: 1st mobile hole 142: 2nd mobile hole
143: 3rd mobile hall 144: 4th mobile hall
C1: 1st channel C2: 2nd channel
150: first dummy member 160: second dummy member
H1: first through hole H2: second through hole

Claims (15)

제1 기체가 공급되는 하나 이상의 제1 유입구와, 제2 기체가 배출되는 하나 이상의 제1 배출구를 포함하는 제1 몸체 부재;
제1 기체와 제2 기체에 의한 화학반응을 전기에너지로 변환하는 하나 이상의 셀;
서로 인접하게 위치되는 두 개의 셀 사이에 설치되어 제1 기체와 제2 기체가 셀과 접촉되게 하는 하나 이상의 분리 부재; 및
상기 셀과 분리 부재를 사이에 두고 상기 제1 몸체 부재에 대해 반대측에 위치되고, 제2 기체가 공급되며 상기 제1 배출구에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 유입구와, 제1 기체가 배출되며 상기 제1 유입구에 대해 반대쪽에 위치되는 하나 이상의 제2 배출구를 포함하는 제2 몸체 부재;를 포함하고,
상기 분리 부재의 일면에는,
상기 분리 부재의 길이 방향을 따라서 라인 형상으로 인입되고, 제1 기체를 이동시키는 하나 이상의 제1 채널이 형성되고,
상기 분리 부재의 타면에는,
상기 분리 부재의 폭 방향을 따라서 라인 형상으로 인입되고, 제2 기체를 이동시키는 하나 이상의 제2 채널이 형성되며,
제1 및 제2 몸체 부재는,
개별 분리 부재와 동일한 점유 영역을 가지면서 개별 분리 부재를 통해 서로 연통하고,
제1 및 제2 기체의 경로는,
상기 제1 몸체 부재와 상기 개별 분리 부재와 상기 제2 몸체 부재의 점유 영역에 위치되어 상기 제1 몸체 부재와 상기 개별 분리 부재와 상기 제2 몸체 부재를 지나고,
제1 기체의 공급되는 부분과 배출되는 부분은,
개별 셀 주변에서 상기 제1 몸체 부재와 상기 개별 분리 부재와 상기 제2 몸체 부재를 지나며 상기 제1 몸체 부재와 상기 개별 분리 부재와 상기 제2 몸체 부재에서 동일한 길이와 동일한 형상을 가지고,
상기 제1 몸체 부재의 일측에 위치되는 상기 제1 유입구에 제1 기체의 공급되는 부분을 연통시키고,
상기 개별 분리 부재 및 상기 개별 셀 및 상기 제1 몸체 부재 및 상기 제2 몸체 부재를 기준으로 하여 상기 제1 유입구에 대해 대각선으로 위치하면서 상기 제2 몸체 부재의 타측에 위치되는 상기 제2 배출구에 제1 기체의 배출되는 부분을 연통시키고,
제2 기체의 공급되는 부분과 배출되는 부분은,
상기 개별 셀 주변에서 상기 제1 몸체 부재와 상기 개별 분리 부재와 상기 제2 몸체 부재를 지나며 상기 제1 몸체 부재와 상기 개별 분리 부재와 상기 제2 몸체 부재에서 동일한 길이와 동일한 형상을 가지고,
상기 제2 몸체 부재의 일측에 위치되는 상기 제2 유입구에 제2 기체의 공급되는 부분을 연통시키고,
상기 개별 분리 부재 및 상기 개별 셀 및 상기 제1 몸체 부재 및 상기 제2 몸체 부재를 기준으로 하여 상기 제2 유입구에 대해 대각선으로 위치하면서 상기 제1 몸체의 타측에 위치되는 상기 제1 배출구에 제2 기체의 배출되는 부분을 연통시키는 연료 전지.A first body member including at least one first inlet through which a first gas is supplied and at least one first outlet through which a second gas is discharged;
One or more cells that convert a chemical reaction between a first gas and a second gas into electrical energy;
One or more separation members installed between two cells positioned adjacent to each other to allow the first gas and the second gas to contact the cells; and
at least one second inlet located opposite to the first body member across the cell and the separation member, through which a second gas is supplied, and located opposite to the first outlet, and the first gas is discharged; a second body member comprising at least one second outlet positioned opposite to the first inlet;
On one side of the separating member,
One or more first channels are formed that are drawn in a line shape along the longitudinal direction of the separation member and move the first gas,
On the other side of the separating member,
One or more second channels are formed that are drawn in a line shape along the width direction of the separation member and move the second gas,
The first and second body members are:
Communicating with each other through the individual separating members while having the same occupied area as the individual separating members,
The paths of the first and second gases are,
Located in an occupied area of the first body member, the individual separation member, and the second body member, and passing through the first body member, the individual separation member, and the second body member,
The supplied and discharged parts of the first gas are,
Passing through the first body member, the individual separation member, and the second body member around the individual cells, the first body member, the individual separation member, and the second body member have the same length and the same shape,
Communicating the supply portion of the first gas to the first inlet located on one side of the first body member,
The second outlet is located diagonally with respect to the first inlet with respect to the individual separation member, the individual cell, the first body member, and the second body member, and is located on the other side of the second body member. 1 Connect the exhaust part of the gas,
The supply and discharge parts of the second gas are,
Passing through the first body member, the individual separation member, and the second body member around the individual cells, the first body member, the individual separation member, and the second body member have the same length and the same shape,
Communicating the supply portion of the second gas to the second inlet located on one side of the second body member,
The first outlet is located diagonally with respect to the second inlet with respect to the individual separation member, the individual cell, the first body member, and the second body member, and is located on the other side of the first body. A fuel cell that communicates the exhaust portion of the gas. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 채널은 복수개이고, 상기 복수의 제1 채널은 일정 간격마다 이격되게 위치되는 연료 전지.According to paragraph 1,
A fuel cell wherein the first channels are plural, and the plurality of first channels are spaced apart at regular intervals. 제1항에 있어서,
상기 제2 채널은 복수개이고, 상기 복수의 제2 채널은 일정 간격마다 이격되게 위치되는 연료 전지.According to paragraph 1,
The fuel cell includes a plurality of second channels, and the plurality of second channels are spaced apart at regular intervals. 제1항에 있어서,
상기 제1 채널과 제2 채널은 서로 직교하도록 이루어진 연료 전지.According to paragraph 1,
A fuel cell in which the first channel and the second channel are orthogonal to each other. 제1항에 있어서,
상기 제1 몸체 부재는 최상단에 위치되고, 상기 제2 몸체 부재는 최하단에 위치되며,
제1 기체는 수소이고, 제2 기체는 산소인 연료 전지.According to paragraph 1,
The first body member is located at the uppermost end, and the second body member is located at the lowermost end,
A fuel cell in which the first gas is hydrogen and the second gas is oxygen. 제1항에 있어서,
상기 제1 몸체 부재는,
상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제1 유입구와 인접한 부분에 형성되어 제1 기체가 상기 분리 부재로 공급될 수 있게 하는 제1 통로와,
상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제1 배출구와 인접한 부분에 형성되어 제2 기체가 배출될 수 있게 하는 제2 통로를 포함하고,
상기 제2 몸체 부재는,
상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제2 유입구와 인접한 부분에 형성되어 제2 기체가 상기 분리 부재로 공급될 수 있게 하는 제3 통로(T3)와,
상기 분리 부재를 향하는 면에서 상기 제2 배출구와 인접한 부분에 형성되어 제1 기체가 배출될 수 있게 하는 제4 통로를 포함하는 연료 전지.According to paragraph 1,
The first body member,
a first passage formed adjacent to the first inlet on a side facing the separation member to allow first gas to be supplied to the separation member;
It includes a second passage formed adjacent to the first outlet on the side facing the separation member to allow the second gas to be discharged,
The second body member,
a third passage (T3) formed adjacent to the second inlet on the side facing the separation member to allow a second gas to be supplied to the separation member;
A fuel cell comprising a fourth passage formed adjacent to the second outlet on the side facing the separation member and allowing the first gas to be discharged. 제7항에 있어서,
상기 분리 부재는,
상기 몸체 부재와 대응되는 판 형상으로 이루어진 베이스부;
상기 제1 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제1 이동홀;
상기 제2 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제2 이동홀;
상기 제3 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제3 이동홀; 및
상기 제4 통로와 연통되도록 상기 베이스부의 일부분을 관통하도록 이루어진 제4 이동홀;을 포함하는 연료 전지.In clause 7,
The separating member is,
A base portion made of a plate shape corresponding to the body member;
a first moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the first passage;
a second moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the second passage;
a third moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the third passage; and
A fuel cell including; a fourth moving hole configured to penetrate a portion of the base portion to communicate with the fourth passage. 제8항에 있어서,
제1 이동홀 내지 제4 이동홀은 상기 분리 부재의 가장자리에 위치되고,
셀은 상기 제1 이동홀 내지 제4 이동홀과 간섭되지 않도록 상기 분리 부재보다 작은 크기로 이루어진 연료 전지.According to clause 8,
The first to fourth moving holes are located at the edge of the separation member,
A fuel cell in which the cell is smaller than the separation member so as not to interfere with the first to fourth moving holes. 제1항에 있어서,
상기 제1 몸체 부재와 어느 하나의 분리 부재 사이에 설치되는 제1 더미 부재; 및
상기 제2 몸체 부재와 어느 하나의 분리 부재 사이에 설치되는 제2 더미 부재;를 포함하는 연료 전지.According to paragraph 1,
a first dummy member installed between the first body member and one of the separation members; and
A fuel cell including; a second dummy member installed between the second body member and one of the separation members. 제10항에 있어서,
상기 제1 더미 부재 및 제2 더미 부재 각각에는 제1 기체가 관통되는 제1 관통홀과, 제2 기체가 관통하는 제2 관통홀이 형성되는 연료 전지.According to clause 10,
A fuel cell in which a first through hole through which the first gas passes and a second through hole through which the second gas passes are formed in each of the first dummy member and the second dummy member. 제1항에 있어서,
상기 제1 유입구는 복수개인 연료 전지.According to paragraph 1,
A fuel cell having a plurality of first inlets. 제1항에 있어서,
상기 제1 배출구는 복수개인 연료 전지.According to paragraph 1,
A fuel cell having a plurality of first outlets. 제1항에 있어서,
상기 제2 유입구는 복수개인 연료 전지.According to paragraph 1,
A fuel cell having a plurality of second inlets. 제1항에 있어서,
상기 제2 배출구는 복수개인 연료 전지.According to paragraph 1,
A fuel cell having a plurality of second outlets.
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