KR102623330B1 - 연료전지 유닛 및 연료전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시 형태는, 애노드 전극, 캐소드 전극, 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 전해질층을 구비하는 막 전극 집합체(Membrane Electrode Assembly,MEA)와, 상기 막 전극 집합체의 애노드 전극측에 순차적으로 적층되는 제1 집전부 및 제1 엔드플레이트, 및 상기 막 전극 집합체의 캐소드 전극측에 순차적으로 적층되며, 상기 캐소드 전극을 공기중에 노출시키도록 개구부가 형성되는 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트를 포함하며, 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트는, 상기 적층방향과 직교하는 일측면에 돌출부가 형성되고, 상기 일측면에 대향하는 타측면에 상기 돌출부에 대응하는 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 유닛을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은, 연료전지 유닛 및 연료전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 유닛이 수직 방향으로 적층되는 대신 수평방향으로 연결하여 연료전지 모듈을 형성할 수 있는 연료전지 유닛 및 이를 포함하는 연료전지 모듈에 관한 것이다.
연료전지는 석유를 대체하는 에너지원으로 부각되고 있다. 그 중 고분자 전해질 연료전지(Proton-Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)는 대형 수송매체 뿐만 아니라 소형 전자장비의 동력원으로까지 개발되어 이용되고 있다.
연료전지는 수소의 화학에너지를 전기 에너지로 전환하므로 효율이 매우 높아 에너지 절감 효과가 크며 공해 물질을 거의 배출하지 않아 친환경적이므로 환경오염 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 차세대 에너지 기술로 인정되고 있다.
이러한 연료전지는 수소와 공기 중 산소를 이용하여 전기를 발생시키며 공기의 공급방식에 따라 일반적인 압축 공기형 연료전지 시스템과 공기호흡형 연료전지 시스템으로 구분된다. 압축공기형 연료전지는 단위체적당 높은 전력밀도를 나타내고 있으나 압축기나 가습기 등의 부가적인 장치를 필요로 한다. 반면 공기 호흡형 연료전지는 공기의 공급을 자연대류나 송풍팬을 이용한 강제 대류에 의존하므로 상대적으로 낮은 전력밀도를 나타내지만, 대신에 시스템에서 압축기와 가습기를 제거할 수 있기 때문에 시스템의 소형화 및 경량화에 있어서 매우 효과적이며, 압축기에 소요되는 동력을 절약할 수 있어서 시스템의 효율적인 구성이 가능하다.
선행문헌 : 한국 공개특허 10-2011-0095561
선행문헌은 '공냉식 연료전지'에 관한 것으로서, 연료전지 스택과 송풍팬의 사이에 디스펜서 유닛을 장착하여 송풍팬에 의해 송풍되는 공기 흐름을 스택의 전 영역에서 균등하게 배분되도록 함으로써, 스택에 대한 냉각 성능이 전체 영역에 고르게 발휘되고, 이에 따라 스택의 온도가 영역에 따른 편차 없이 전체적으로 평균적인 값을 나타내므로 스택 온도에 대한 냉각 성능 조절을 스택의 평균 온도를 기준으로 조절할 수 있고, 고온에 따른 스택의 손상이 방지되며 안정적인 성능을 발휘할 수 있으며, 다수개의 막-전극 접합체와 분리판이 적층되는 스택의 적층 배치 구조를 중간에 이격 공간이 형성되도록 변경하거나 또는 분리판에 공기 유동홀을 형성함으로써, 스택에 대한 냉각성능을 향상시키며 스택의 전 구간에서 냉각 성능을 균등하게 발휘할 수 있는 공냉식 연료 전지를 제공할 수 있다.
그러나, 선행문헌에서는 단위전지를 수직으로 적층함으로서 생기는 부피에 대한 한계점을 여전히 가지고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 일실시 형태는, 단위전지를 수직으로 적층하는 방식 대신 수평으로 연결하여 사용자가 원하는 용량의 스택을 얇은 판형으로 구현할 수 있는 연료전지 유닛 및 연료전지 모듈을 제공하는 것으로 목적으로 하고 있다.
본 발명의 일실시 형태는, 애노드 전극, 캐소드 전극, 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 전해질층을 구비하는 막 전극 집합체(Membrane Electrode Assembly,MEA)와, 상기 막 전극 집합체의 애노드 전극측에 순차적으로 적층되는 제1 집전부 및 제1 엔드플레이트, 및 상기 막 전극 집합체의 캐소드 전극측에 순차적으로 적층되며, 상기 캐소드 전극을 공기중에 노출시키도록 개구부가 형성되는 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트를 포함하며, 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트는, 상기 적층방향과 직교하는 일측면에 돌출부가 형성되고, 상기 일측면에 대향하는 타측면에 상기 돌출부에 대응하는 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 유닛을 제공할 수 있다.
상기 제1 집전부는, 상기 돌출부의 측면에 노출되도록 연장되고, 제2 집전부는, 상기 홈부의 측면에 노출되도록 연장될 수 있다.
상기 제1 엔드 플레이트는, 상기 일측면에 형성된 기체 유입구와, 기 타측면에 형성된 기체 유출구, 및 상기 기체 유입구 및 기체 유출구를 연결하며, 상기 애노드전극 방향으로 개방된 유로를 포함할 수 있다.
상기 돌출부는, 상기 적층된 제1엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트 중 일부가 계단형태로 깍인 형태이고, 상기 홈부는, 상기 돌출부에 대응되는 계단 형태로 깍인 형태일 수 있다.
상기 제1 엔드플레이트 및 제2 엔드 플레이트는, 상기 막 전극 집합체를 향하는 일면, 상기 일면에 대향하는 타면, 및 상기 일면과 타면을 연결하는 4개의 측면을 갖고, 상기 4개의 측면 중 제1 측면 및 제1측면과 인접한 제2 측면에 각각 돌출부가 형성되고, 상기 제1 측면 및 제2 측면에 각각 대향하는 제3 측면 및 제4 측면에 각각 홈부가 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 제1 엔드플레이트, 제1 집전부, 막 전극 집합체, 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트가 순차적으로 적층되며, 상기 적층방향과 직교하는 일측면에 돌출부 및 타측면에 홈부가 형성되어, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛의 돌출부 및 홈부의 결합으로 서로 기구적 및 전기적으로 연결되는 적어도 두 개의 연료전지 유닛과, 상기 적어도 두 개의 연료전지 유닛 중 단부에 배치되는 연료전지 유닛을 기구적 및 전기적으로 연결하는 결합부를 포함하는 연료전지 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단위전지를 수평으로 연결하여 사용자가 원하는 용량의 스택을 얇은 판형으로 구현할 수 있는 연료전지 유닛 및 연료전지 모듈을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 연료전지 모듈의 구성도이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 연료전지 모듈의 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 연료전지 모듈의 구성도이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 연료전지 모듈의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 1의 (a)는 연료전지 유닛의 사시도이고, 도 1의 (b)는 적층형태를 보다 상세히 설명하기 위한 일부 영역의 단면도이다.
본 실시형태에 따른 연료전지 유닛(100)은, 막 전극 집합체(110), 제1 집전부(120), 제1 엔드플레이트(130), 제2 집전부(140), 및 제2 엔드플레이트(150)를 포함할 수 있다.
막전극집합체(110)는 양면에 각각 애노드 전극(111) 및 캐소드 전극(112)이 형성된 전해질막(110)을 포함할 수 있다. 전해질막은 애노드 전극(111)의 촉매층에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극(112)의 촉매층으로 이동시키는 이온 교환의 기능을 가진다. 전해질막은 두께가 50~200 ㎛인 고체 고분자 특히 수소이온 전도성 고분자로 제작가능하며, 수소이온 전도성 고분자로는 불소계 고분자, 케톤계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 에스테르계 고분자, 아미드계 고분자, 이미드계 고분자, 설폰계 고분자, 스티렌계 고분자, 탄화수소 고분자 등이 있다. 구체적으로 수소이온 전도성 고분자로는 폴리(퍼플루오로설폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 설폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-(m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸) (poly(2,2'-(m-phenylene)-5,5'-bibenzimidazole)), 폴리(2,5-벤즈 이미다졸), 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은아니다. 전해질막은 수소 이온의 효과적인 투과를 위하여 0.1㎜ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 전해질막의 제조에는 용매를 사용할 수 있는데, 이때 사용가능한 용매로는 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올 및 부틸알코올의 알코올, 물, 디메틸설폭사이드(DMSO),디메틸아세트아마이드(DMAc) 및 N-메틸피롤 리돈(NMP)로 이루어진 군에서 선택된 단독 및 2종 이상의 혼합용매가 있다.
캐소드 전극(112)은 도면에 상세히 도시하지 않았지만 촉매층(catalyst layer) 및 지지층(backing layer)을 포함하여 이루어질 수 있다. 유사하게, 애노드 전극(111)도 촉매층 및 지지층을 포함하여 이루어질 수 있다. 지지층은 가스확산층(gas diffusion layer)으로도 불린다. 애노드 전극(111) 및 캐소드 전극(112)의 촉매층은 전해질막의 양면에 접하며 외부로부터 공급되는 연료가 화학적으로 빠르게 산화 반응하고 외부로부터 유입되는 산소가 화학적으로 빠르게 환원 반응할 수 있도록 반응 촉진 역할을 담당한다. 상기 애노드 전극(111) 및 캐소드 전극(112)의 촉매층은 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 촉매를 포함하는 것이 바람직하다. 다른 한편으로, 상기 애노드 전극(111) 및 캐소드 전극(112)의 촉매층은 담지체에 담지된 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 촉매를 포함할 수 있다. 담지체는 전도성을 가지는 물질이라면 어느 것이라도 좋으나, 탄소 담지체인 것이 바람직하다.
상기 막 전극 집합체(110)의 애노드 전극(111) 방향에는 제1 집전부(120) 및 제1 엔드 플레이트(130)가 적층되고, 캐소드 전극(112) 방향에는 제2 집전부(140) 및 제2 엔드 플레이트(150)가 적층될 수 있다.
제1 집전부(120)는 애노드 전극(111)과 접하는 도전층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 집전부(120)는 상기 애노드 전극(111)에 접할 때 연료 유동 유로를 형성하기 위한 특정 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 집전부(120)의 일단은 외부로 노출되어 연료전지 유닛들을 연결시 전기적인 연결을 수행할 수 있다.
제1 엔드 플레이트(130)는 상기 제1 집전부(120)를 덮는 절연성 몸체로 형성될 수 있다. 상기 제1 엔드 플레이트(130)에는 수소가 흐를 수 있는 유로(132)가 형성될 수 있다. 수소 유로(132)의 양 단부에는 수소 유입구(131) 및 수소 유출구(133)가 형성될 수 있다. 상기 수소 유입구(131) 및 수소 유출부(133)는 제1 엔드 플레이트(130)의 양 측면에 각각 형성될 수 있다. 상기 수소 유로(132)는 제1 엔드 플레이트(130)의 평면과 동일한 방향으로 지그재그 형태로 형성될 수 있으며, 제1 엔드 플레이트의 일면에 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 수소 유로를 통해 수소를 주입하면, 수소는 상기 제1 집전부(120)를 통과하여 애노드 전극(111)에 접촉할 수 있다. 상기 수소 유입구(131) 및 수소 유출구(133)에는 각각 실링을 위한 장치가 추가될 수 있다. 본 실시형태에 따른 연료전지 유닛을 수평으로 연결하여 연료전지 모듈 형성시, 각 연료전지 유닛에 형성된 수소 유로는 인접하게 배치되는 유닛의 수소 유로와 연결되어 전체 연료전지 모듈내의 수소 유로가 연결될 수 있다. 이 때 각 연료전지 유닛 사이의 수소 유로 사이로 수소가 유출되지 않도록 실링장치가 추가될 수 있다. 수소 유입구 및 유출구에 형성되는 실링유닛은 다양하게 구현될 수 있다.
제2 집전부(140)는 캐소드 전극(112)과 접하는 도전층으로 형성될 수 있다. 상기 제2 집전부(140)는 상기 캐소드 전극(112)에 접하면서, 캐소드 전극을 외부의 공기에 노출시키도록 개구부가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 집전부(140)의 일단은 외부로 노출되어 연료전지 유닛들을 연결시 전기적인 연결을 수행할 수 있다.
제2 엔드 플레이트(150)는 상기 제2 집전부(140)를 덮는 절연성 몸체로 형성될 수 있다. 상기 제2 엔드 플레이트(150)에는 상기 캐소드 전극(112)을 외부의 공기에 노출시키도록 개구부(151)가 형성될 수 있다. 상기 개구부(150)는 제2 엔드 플레이트(150)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1 엔드 플레이트(130) 및 제2 엔드 플레이트(150)에는 돌출부(160) 및 홈부(170)가 형성될 수 있다. 상기 제1 엔드 플레이트(130) 및 제2 엔드 플레이트(150)는 동일한 외형을 갖도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 4개의 측면을 갖는 육면체 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 일측면에 돌출부(160)가 형성되고 반대 측면에 홈부(170)가 형성될 수 있다. 상기 돌출부(160) 및 홈부(170)는, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛들이 상기 돌출부 및 홈부를 통해 기구적으로 서로 연결될 수 있도록 서로 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는, 돌출부의 단부가 넓은 폭을 갖도록 형성되고 이에 대응하도록 홈부의 안쪽 영역이 넓은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같이 돌출부 및 홈부의 길이 방향의 폭을 변화시켜 줌으로서, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛을 상기 돌출부 및 홈부를 통해 연결시 수평 방향으로 빠지는 것을 방지하고 견고하게 결합시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 홈부(170)가 제2 엔드 플레이트(150) 영역에서는 상부 및 하부가 관통된 형태이고 제1 엔드플레이트(130) 영역에서는 하부의 일부가 막힌 형태로 형성될 수 있다. 이에 대응하도록 돌출부(160)는 제2 엔드 플레이트(150) 영역에서는 제2 엔드 플레이트의 높이와 동일한 높이로 돌출된 형태이고, 제1 엔드 플레이트(130) 영역에서는 하부의 일부가 제거된 형태로 형성될 수 있다. 본 실시형태와 같이 돌출부 및 홈부를 계단 형태로 형성함으로서, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛을 연결했을 때 적층 방향으로 쉽게 빠지는 것을 방지할 수 있다.
본 실시형태에 따른 연료전지 유닛은, 복수개의 연료전지 유닛을 수직으로 스택하지 않고 수평방향으로 연결할 수 있는 구조를 제공하고 있다. 또한, 돌출부 및 홈부를 통해 용이하게 결합 및 분해가 가능할 수 있다. 동일한 형태의 연료전지 유닛을 원하는 만큼 연결하여 사용할 수 있으므로 사용자가 원하는 용량의 연료전지 모듈을 구현하기가 용이할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 연료전지 유닛(200)은, 막 전극 집합체(210), 제1 집전부(220), 제1 엔드플레이트(230), 제2 집전부(240), 및 제2 엔드플레이트(250)를 포함할 수 있다.
막 전극 집합체(210)는 양면에 각각 애노드 전극(미도시) 및 캐소드 전극(212)이 형성된 전해질막을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서의 막 전극 집합체(210)는 도 1에서 설명한 막 전극 집합체와 동일할 수 있다.
본 실시형태에서는, 막 전극 집합체(210)의 양측에 각각 지지층(215, 216)이 형성될 수 있다. 상기 지지층(215, 216)은 각각 애노드 전극(미도시) 및 캐소드 전극(212)의 촉매층을 지지하는 역할을 하면서 연료, 물, 공기 등의 분산 작용과, 생성된 전기의 집전 작용, 및 각 촉매층 물질의 소실 방지작용을 한다. 이러한 지지층은 가스 확산층(Gas diffusion layer)으로도 불린다. 상기 지지층은 탄소천(carbon cloth), 탄소종이(carbon paper)와 같은 탄소 기재로 구현될 수 있다.
상기 막 전극 집합체(210)의 애노드 전극(미도시) 방향에는 제1 집전부(220) 및 제1 엔드 플레이트(230)가 적층되고, 캐소드 전극(212) 방향에는 제2 집전부(240) 및 제2 엔드 플레이트(550)가 적층될 수 있다.
제1 집전부(220)는 애노드 전극과 접하는 도전층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 집전부(220)는 상기 애노드 전극에 접할 때 연료 유동 유로를 형성하기 위한 특정 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 집전부(220)의 일단(225)은 외부로 노출되어 연료전지 유닛들을 연결시 전기적인 연결을 수행할 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 제1 집전부의 일단(225)이 제2 엔드 플레이트에 형성된 홈부(272)로 노출되도록 형성될 수 있다.
제1 엔드 플레이트(230)는 상기 제1 집전부(220)를 덮는 절연성 몸체로 형성될 수 있다. 상기 제1 엔드 플레이트(230)에는 수소가 흐를 수 있는 유로(232)가 형성될 수 있다. 수소 유로의 양 단부에는 수소 유입구(231) 및 수소 유출구(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 수소 유입구(231) 및 수소 유출부는 제1 엔드 플레이트(230)의 양 측면에 각각 형성될 수 있다. 상기 수소 유로(232)는 제1 엔드 플레이트(230)의 평면과 동일한 방향으로 지그재그 형태로 형성될 수 있으며, 제1 엔드 플레이트의 일면에 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 수소 유로를 통해 수소를 주입하면, 수소는 상기 제1 집전부(220)를 통과하여 애노드 전극에 접촉할 수 있다. 상기 수소 유입구(231) 및 수소 유출구(233)에는 각각 실링을 위한 장치가 추가될 수 있다. 본 실시형태에 따른 연료전지 유닛을 수평으로 연결하여 연료전지 모듈 형성시, 각 연료전지 유닛에 형성된 수소 유로는 인접하게 배치되는 유닛의 수소 유로와 연결되어 전체 연료전지 모듈내의 수소 유로가 연결될 수 있다. 이 때 각 연료전지 유닛 사이의 수소 유로 사이로 수소가 유출되지 않도록 실링장치가 추가될 수 있다. 수소 유입구 및 유출구에 형성되는 실링유닛은 다양하게 구현될 수 있다.
제2 집전부(240)는 캐소드 전극(212)과 접하는 도전층으로 형성될 수 있다. 상기 제2 집전부(240)는 상기 캐소드 전극(212)에 접하면서, 캐소드 전극을 외부의 공기에 노출시키도록 개구부가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 집전부의 일단(245)은 외부로 노출되어 연료전지 유닛들을 연결시 전기적인 연결을 수행할 수 있다. 본 실시형태에서는 제2 집전부의 일단(245)이 제2 엔드 플레이트에 형성된 돌출부(262) 측면을 통해 외부에 노출되도록 형성될 수 있다.
제2 엔드 플레이트(250)는 상기 제2 집전부(240)를 덮는 절연성 몸체로 형성될 수 있다. 상기 제2 엔드 플레이트(250)에는 상기 캐소드 전극(212)을 외부의 공기에 노출시키도록 개구부가 형성될 수 있다. 상기 개구부는 제2 엔드 플레이트(250)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1 엔드 플레이트(230) 및 제2 엔드 플레이트(250)에는 돌출부(261, 262) 및 홈부(271, 272)가 형성될 수 있다. 상기 제1 엔드 플레이트(230) 및 제2 엔드 플레이트(250)는 동일한 외형을 갖도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 4개의 측면을 갖는 육면체 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 각각의 엔드 플레이트 일측면에 돌출부(261, 262)가 형성되고 반대 측면에 홈부(271, 272)가 형성될 수 있다. 상기 돌출부(261, 262) 및 홈부(271, 272)는, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛들이 상기 돌출부 및 홈부를 통해 기구적으로 서로 연결될 수 있도록 서로 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 집전부의 단부(225) 및 제2 집전부의 단부(245)가 각각 상기 제2 엔드 플레이트의 홈부(272) 및 돌출부(262)의 측면에 노출되도록 형성될 수 있다. 이렇게 노출된 제1 집전부의 단부(225) 및 제2 집전부의 단부(245)는 인접하게 배치되는 연료전지 유닛들의 전기적 연결을 수행할 수 있다.
본 실시형태에서는, 돌출부의 단부가 넓은 폭을 갖도록 형성되고 이에 대응하도록 홈부의 안쪽 영역이 넓은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같이 돌출부 및 홈부의 길이 방향의 폭을 변화시켜 줌으로서, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛을 상기 돌출부 및 홈부를 통해 연결시 수평 방향으로 빠지는 것을 방지하고 견고하게 결합시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제2 엔드 플레이트(250) 영역에 형성된 홈부(272)는 상부 및 하부가 관통된 형태이고 제1 엔드플레이트(230) 영역에 형성된 홈부(271)는 하부의 일부가 막힌 형태로 형성될 수 있다. 이에 대응하도록 제2 엔드 플레이트(250) 영역에 형성된 돌출부(262)는 제2 엔드 플레이트의 높이와 동일한 높이로 돌출된 형태이고, 제1 엔드 플레이트(230) 영역에 형성된 돌출부(261)는 하부의 일부가 제거된 형태로 형성될 수 있다. 본 실시형태와 같이 돌출부 및 홈부를 계단 형태로 형성함으로서, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛을 연결했을 때 적층 방향으로 쉽게 빠지는 것을 방지할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료전지 모듈의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 연료전지 모듈은, 복수개의 연료전지 유닛이 수평방향으로 결합된 형태일 수 있다. 본 실시형태에 사용되는 연료전지 유닛(301, 302, 303, 304)는 도 1 또는 도 2에서 설명된 연료전지 유닛일 수 있다.
즉, 본 실시형태에 따른 연료전지 모듈(300)을 구성하는 연료전지 유닛은 애노드 전극, 캐소드 전극, 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 전해질층을 구비하는 막 전극 집합체(Membrane Electrode Assembly,MEA)와, 상기 막 전극 집합체의 애노드 전극측에 순차적으로 적층되는 제1 집전부 및 제1 엔드플레이트, 및 상기 막 전극 집합체의 캐소드 전극측에 순차적으로 적층되며, 상기 캐소드 전극을 공기중에 노출시키도록 개구부가 형성되는 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트를 포함하며, 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트는, 상기 적층방향과 직교하는 일측면에 돌출부가 형성되고, 상기 일측면에 대향하는 타측면에 상기 돌출부에 대응하는 홈부가 형성된 연료전지 유닛일 수 있다.
본 실시형태에 따른 연료전지 모듈(300)은, 상기 각 연료전지 유닛(301, 302, 303, 304)에 형성된 돌출부 및 홈부를 각각 연결하여 복수개의 연료전지 유닛을 연결할 수 있다. 이 때, 연료전지 유닛의 홈부 및 돌출부에 각각 제1 집전부 및 제2 집전부의 단부가 노출됨으로서 각 연료전지 유닛(301 및 302, 303, 및 304)을 전기적으로 연결할 수 있다. 다만, 직렬로 연결되는 연료전지 유닛의 끝단에 배치되는 연료전지 유닛(301, 303)의 경우에는 별도의 결합부(309)를 통해 기구적 및 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 결합부(309)는 연료전지 유닛(301, 303)을 전기적으로 연결할 수 있도록 내부에 도전성 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 일 연료전지 유닛에서 유입되는 수소를 인접한 연료전지 유닛로 흘러가게 할 수 있도록 수소 유로가 내부에 형성될 수 있다. 이 때, 상기 결합부(309)에 형성되는 수소 유로는, 상부와 하부의 유닛에 형성된 수소 유로를 연결하는 형태로 형성될 수도 있고, 일부에서는 전체 연료전지 모듈에 대한 수소 유입이 가능하도록 형성될 수도 있다. 이처럼, 각 연료전지 유닛을 연결하는 결합부(309)의 형태는 상기 연료전지 유닛의 기능을 유지할 수 있도록 다양하게 구현될 수 있다. 상기 각각의 개별 연료전지 유닛 및 결합부를 연결시 수소 유로에서 수소가 유출되는 것을 방지하기 위해 각 유닛 및 결합부의 수소유로 단부에는 실링유닛이 형성될 수 있다. 실링유닛은 차폐효과를 높이기 위해 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 실시형태에서는, 이처럼 복수개의 연료전지 유닛을 수직으로 스택하지 않고 수평방향으로 연결할 수 있다. 또한, 동일한 형태의 연료전지 유닛을 원하는 만큼 연결하여 사용할 수 있으므로 사용자가 원하는 용량의 연료전지 모듈을 구현하기가 용이할 수 있다. 따라서, 다양한 전력량을 원하는 전자기기에 제한없이 적용될 수 있다.
또한, 돌출부 및 홈부를 이용하여 용이하게 결합과 분해가 가능하므로 결합과 분해를 위한 별도의 전문적인 인력이 필요 없고 사용자가 많은 시간을 쓰지 않아도 쉽게 다양한 용량의 연료전지 모듈을 구성할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료전지 유닛의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 연료전지 유닛(400)은, 막 전극 집합체(410), 제1 집전부(420), 제1 엔드플레이트(430), 제2 집전부(440), 및 제2 엔드플레이트(450)를 포함할 수 있다.
막 전극 집합체(410)는 양면에 각각 애노드 전극(미도시) 및 캐소드 전극(412)이 형성된 전해질막을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서의 막 전극 집합체(410)는 도 1에서 설명한 막 전극 집합체와 동일할 수 있다.
본 실시형태에서는, 막 전극 집합체(410)의 양측에 각각 지지층(415, 416)이 형성될 수 있다. 상기 지지층(415, 416)은 각각 애노드 전극(미도시) 및 캐소드 전극(412)의 촉매층을 지지하는 역할을 하면서 연료, 물, 공기 등의 분산 작용과, 생성된 전기의 집전 작용, 및 각 촉매층 물질의 소실 방지작용을 한다. 이러한 지지층은 가스 확산층(Gas diffusion layer)으로도 불린다. 상기 지지층은 탄소천(carbon cloth), 탄소종이(carbon paper)와 같은 탄소 기재로 구현될 수 있다.
상기 막 전극 집합체(410)의 애노드 전극(미도시) 방향에는 제1 집전부(420) 및 제1 엔드 플레이트(430)가 적층되고, 캐소드 전극(412) 방향에는 제2 집전부(440) 및 제2 엔드 플레이트(450)가 적층될 수 있다.
제1 집전부(420)는 애노드 전극과 접하는 도전층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 집전부(420)는 상기 애노드 전극에 접할 때 연료 유동 유로를 형성하기 위한 특정 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 집전부(420)의 일단(425)은 외부로 노출되어 연료전지 유닛들을 연결시 전기적인 연결을 수행할 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 제1 집전부의 일단(425)이 제2 엔드 플레이트에 형성된 홈부(472)로 노출되도록 형성될 수 있다.
제1 엔드 플레이트(430)는 상기 제1 집전부(420)를 덮는 절연성 몸체로 형성될 수 있다. 상기 제1 엔드 플레이트(430)에는 수소가 흐를 수 있는 유로(432)가 형성될 수 있다. 수소 유로의 양 단부에는 수소 유입구(431) 및 수소 유출구(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 수소 유입구(431) 및 수소 유출부는 제1 엔드 플레이트(430)의 양 측면에 각각 형성될 수 있다. 상기 수소 유로(432)는 제1 엔드 플레이트(430)의 평면과 동일한 방향으로 지그재그 형태로 형성될 수 있으며, 제1 엔드 플레이트의 일면에 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 수소 유로를 통해 수소를 주입하면, 수소는 상기 제1 집전부(420)를 통과하여 애노드 전극에 접촉할 수 있다.
제2 집전부(440)는 캐소드 전극(412)과 접하는 도전층으로 형성될 수 있다. 상기 제2 집전부(440)는 상기 캐소드 전극(412)에 접하면서, 캐소드 전극을 외부의 공기에 노출시키도록 개구부가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 집전부의 일단(445)은 외부로 노출되어 연료전지 유닛들을 연결시 전기적인 연결을 수행할 수 있다. 본 실시형태에서는 제2 집전부의 일단(445)이 제2 엔드 플레이트에 형성된 돌출부(462) 측면을 통해 외부에 노출되도록 형성될 수 있다.
제2 엔드 플레이트(450)는 상기 제2 집전부(440)를 덮는 절연성 몸체로 형성될 수 있다. 상기 제2 엔드 플레이트(450)에는 상기 캐소드 전극(412)을 외부의 공기에 노출시키도록 개구부가 형성될 수 있다. 상기 개구부는 제2 엔드 플레이트(450)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1 엔드 플레이트(430) 및 제2 엔드 플레이트(450)에는 제1 돌출부(461, 462) 및 제1 홈부(471, 472)가 형성될 수 있다. 상기 제1 엔드 플레이트(430) 및 제2 엔드 플레이트(450)는 동일한 외형을 갖도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 4개의 측면을 갖는 육면체 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 각각의 엔드 플레이트 일측면에 제1 돌출부(461, 462)가 형성되고 반대 측면에 제1 홈부(471, 472)가 형성될 수 있다. 상기 제1 돌출부(461, 462) 및 제1 홈부(471, 472)는, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛들이 상기 돌출부 및 홈부를 통해 기구적으로 서로 연결될 수 있도록 서로 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 집전부의 단부(425) 및 제2 집전부의 단부(445)가 각각 상기 제2 엔드 플레이트의 제1 홈부(472) 및 제1 돌출부(462)의 측면에 노출되도록 형성될 수 있다. 이렇게 노출된 제1 집전부의 단부(425) 및 제2 집전부의 단부(445)는 인접하게 배치되는 연료전지 유닛들의 전기적 연결을 수행할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제1 돌출부의 단부가 넓은 폭을 갖도록 형성되고 이에 대응하도록 제1 홈부의 안쪽 영역이 넓은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같이 돌출부 및 홈부의 길이 방향의 폭을 변화시켜 줌으로서, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛을 상기 돌출부 및 홈부를 통해 연결시 수평 방향으로 빠지는 것을 방지하고 견고하게 결합시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제2 엔드 플레이트(450) 영역에 형성된 제1 홈부(472)는 상부 및 하부가 관통된 형태이고 제1 엔드플레이트(430) 영역에 형성된 제1 홈부(471)는 하부의 일부가 막힌 형태로 형성될 수 있다. 이에 대응하도록 제2 엔드 플레이트(450) 영역에 형성된 제1 돌출부(462)는 제2 엔드 플레이트의 높이와 동일한 높이로 돌출된 형태이고, 제1 엔드 플레이트(430) 영역에 형성된 제1 돌출부(461)는 하부의 일부가 제거된 형태로 형성될 수 있다. 본 실시형태와 같이 제1 돌출부 및 제1 홈부를 계단 형태로 형성함으로서, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛을 연결했을 때 적층 방향으로 쉽게 빠지는 것을 방지할 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기 제1 엔드 플레이트(430) 및 제2 엔드 플레이트(450)에 제2 돌출부(465, 466) 및 제2 홈부(475, 476)가 형성될 수 있다. 상기 제2 돌출부(465, 466) 및 제2 홈부(475, 476)는 상기 제1 돌출부(461, 462) 및 제1 홈부(471, 472)가 형성된 측면과는 다른 측면에 형성될 수 있다. 상기 제2 돌출부(465, 466) 및 제2 홈부(475, 476)를 추가함으로서, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛들이 상기 돌출부 및 홈부를 통해 기구적으로 서로 연결될 때 보다 안정적으로 고정될 수 있다. 본 실시형태에 따른 연료전지 유닛(400)에서 상기 제1 엔드플레이트(430) 및 제2 엔드 플레이트(450)는, 상기 막 전극 집합체를 향하는 일면, 상기 일면에 대향하는 타면, 및 상기 일면과 타면을 연결하는 4개의 측면을 갖고, 상기 4개의 측면 중 제1 측면에 제1 돌출부(461, 462)가 형성되고, 상기 제1측면과 인접한 제2 측면에 제2 돌출부(465, 466)가 형성되며, 상기 제1 측면에 대향하는 제3 측면에 제1 홈부(471, 472)가 형성되고 제2 측면에 대향하는 제4 측면에 제2 홈부(475, 476)이 형성될 수 있다. 이처럼, 각각의 측면에 돌출부 및 홈부를 형성함으로서, 복수개의 연료전지 유닛을 결합시 좌우 방향 뿐만이 아니라 상하 방향으로서도 서로 고정됨으로써 보다 안정적인 결합을 유지할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료전지 모듈의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 연료전지 모듈은, 복수개의 연료전지 유닛이 수평방향으로 결합된 형태일 수 있다. 본 실시형태에 사용되는 연료전지 유닛(501, 502, 503, 504)는 도 4에서 설명된 연료전지 유닛일 수 있다.
즉, 본 실시형태에 따른 연료전지 모듈(500)을 구성하는 연료전지 유닛은 애노드 전극, 캐소드 전극, 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 전해질층을 구비하는 막 전극 집합체(Membrane Electrode Assembly,MEA)와, 상기 막 전극 집합체의 애노드 전극측에 순차적으로 적층되는 제1 집전부 및 제1 엔드플레이트, 및 상기 막 전극 집합체의 캐소드 전극측에 순차적으로 적층되며, 상기 캐소드 전극을 공기중에 노출시키도록 개구부가 형성되는 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트를 포함하며, 상기 제1 엔드플레이트 및 제2 엔드 플레이트는, 상기 막 전극 집합체를 향하는 일면, 상기 일면에 대향하는 타면, 및 상기 일면과 타면을 연결하는 4개의 측면을 갖고, 상기 4개의 측면 중 제1 측면 및 제1측면과 인접한 제2 측면에 각각 돌출부가 형성되고, 상기 제1 측면 및 제2 측면에 각각 대향하는 제3 측면 및 제4 측면에 각각 홈부가 형성된 연료전지 유닛일 수 있다.
본 실시형태에 따른 연료전지 모듈(500)은, 상기 각 연료전지 유닛에 형성된 돌출부 및 홈부를 각각 연결하여 복수개의 연료전지 유닛을 연결할 수 있다. 본실시형태에서는 4열의 배열로 연료전지 셀을 배치한 형태를 도시하였다. 이 때, 같은 열에 배열되는 연료전지 유닛의 제1 측면 및 제3 측면에 형성된 제1 돌출부 및 제1 홈부에 각각 제1 집전부 및 제2 집전부의 단부가 노출됨으로서 각 연료전지 유닛을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 서로 다른 열에 배치되는 연료전지 유닛(501과 502)은 제2 측면 및 제4 측면에 형성된 돌출부 및 홈부에 의해 기구적으로 연결될 수 있다. 또한, 각 연료전지 유닛의 제1 측면과 제2 측면에 각각 수소 유입구 및 수소 유출구가 형성될 수 있다.
제1열에 배치되는 연료전지 유닛(501)과 제2 열에 배치되는 연료전지 유닛(502)은 수소유로의 위치가 같은 경우에 제1 돌출부 및 제1 홈부가 서로 반대 방향으로 형성될 수 있다. 제2 돌출부 및 제2 홈부는 서로 동일하게 형성될 수 있다. 각 열에 배치된 연료전지 유닛은 제1 돌출부 및 제1 홈부에 의해 인접한 연료전지 유닛과 기구적으로 결합하면서 전기적으로도 연결될 수 있다. 제1열에 배치되는 연료전지 유닛(501)과 제2열에 배치되는 연료전지 유닛(502)을 연결하기 위해서 제1 결합부(509)가 사용될 수 있다. 제1 결합부(509)는 제1열에 배치되는 연료전지 유닛과 제2열에 배치되는 연료전지 유닛의 전기적 연결 및 수소유로를 연결할 수 있다.
또한, 제2열에 배치되는 연료전지 유닛과 제3 열에 배치되는 연료전지 유닛도 단부에 배치되는 제2 결합부(508)에 의해 전기적으로 연결되며 수소 유로가 연결될 수 있다. 상기 결합부(508, 509)는 인접한 연료전지 유닛을 전기적으로 연결할 수 있도록 내부에 도전성 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 일 연료전지 유닛에서 유입되는 수소를 인접한 연료전지 유닛로 흘러가게 할 수 있도록 수소 유로가 내부에 형성될 수 있다.
이렇게 복수개의 연료전지 유닛과 결합부를 이용하여 원하는 개수의 연료전지 유닛을 연결하여 연료전지 모듈을 형성할 수 있다. 이 때, 서로 연결되는 복수의 연료전지 유닛 및 결합부들 사이의 수소 유로를 연결하기 위해 각 유닛의 수소유입구 및 수소 유출구에는 별도의 실링유닛이 형성될 수 있다. 본 실시형태의 경우, 제1열(501)의 우측단에 배치되는 연료전지 유닛의 노출된 측면에 형성된 수소유입구로 수소가 유입되며, 연결된 단위 연료전지 유닛 및 결합부의 수소 유로를 통해 끝까지 수소가 공급될 수 있다. 이 때, 제4열(504)의 맨 끝쪽에 배치되는 연료전지 유닛의 노출된 측면에 형성된 수소 유로는 별도의 마개를 사용하여 막을 수 있다.
본 실시형태에 따른 연료전지 모듈(500)은 복수개의 연료전지 유닛의 좌우 방향 뿐만이 아니라 상하 방향으로도 제2 돌출부 및 제2 홈부가 형성됨으로써, 상하 방향으로 배치되는 연료전지 유닛 끼리의 안정적인 결합을 유지하도록 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 이처럼 복수개의 연료전지 유닛을 수직으로 스택하지 않고 수평방향으로 연결할 수 있다. 또한, 동일한 형태의 연료전지 유닛을 원하는 만큼 연결하여 사용할 수 있으므로 사용자가 원하는 용량의 연료전지 모듈을 구현하기가 용이할 수 있다. 따라서, 다양한 전력량을 원하는 전자기기에 제한없이 적용될 수 있다.
또한, 돌출부 및 홈부를 이용하여 용이하게 결합과 분해가 가능하므로 결합과 분해를 위한 별도의 전문적인 인력이 필요 없고 사용자가 많은 시간을 쓰지 않아도 쉽게 다양한 용량의 연료전지 모듈을 구성할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 엔드 플레이트에 형성되는 돌출부 및 홈부의 형태, 연료전지 모듈 구성시 각각의 유닛을 연결하는 결합부 등의 형태 등의 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 막 전극 집합체 120 : 제1 집전부
130 : 제1 엔드 플레이트 140 : 제2 집전부
150 : 제2 엔드 플레이트 160 : 돌출부
170 : 홈부
130 : 제1 엔드 플레이트 140 : 제2 집전부
150 : 제2 엔드 플레이트 160 : 돌출부
170 : 홈부
Claims (9)
- 애노드 전극, 캐소드 전극, 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 전해질층을 구비하는 막 전극 집합체(Membrane Electrode Assembly,MEA);
상기 막 전극 집합체의 애노드 전극측에 순차적으로 적층되는 제1 집전부 및제1 엔드플레이트; 및
상기 막 전극 집합체의 캐소드 전극측에 순차적으로 적층되며, 상기 캐소드전극을 공기중에 노출시키도록 개구부가 형성되는 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트를 포함하며,
상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트는, 상기 적층방향과 직교하는일측면에 돌출부가 형성되고, 상기 일측면에 대향하는 타측면에 상기 돌출부에 대응하는 홈부가 형성되며,
상기 돌출부는, 상기 적층된 제1엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트 중 일부가 계단형태로 깍인 형태이고,
상기 홈부는, 상기 돌출부에 대응되는 계단 형태로 깍인 형태이며,
상기 제1 집전부는, 상기 돌출부의 측면에 노출되도록 연장되고,
상기 제2 집전부는, 상기 홈부의 측면에 노출되도록 연장되는 것을 특징으로 하는 연료전지 유닛.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 엔드 플레이트는,
상기 일측면에 형성된 기체 유입구;
상기 타측면에 형성된 기체 유출구; 및
상기 기체 유입구 및 기체 유출구를 연결하며, 상기 애노드전극 방향으로 개방된 유로
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 유닛.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 엔드플레이트 및 제2 엔드 플레이트는,
상기 막 전극 집합체를 향하는 일면, 상기 일면에 대향하는 타면, 및 상기 일면과 타면을 연결하는 4개의 측면을 갖고,
상기 4개의 측면 중 제1 측면 및 제1측면과 인접한 제2 측면에 각각 돌출부가 형성되고,
상기 제1 측면 및 제2 측면에 각각 대향하는 제3 측면 및 제4 측면에 각각 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 유닛.
- 제1 엔드플레이트, 제1 집전부, 막 전극 집합체, 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트가 순차적으로 적층되며, 상기 적층방향과 직교하는 일측면에 돌출부 및 타측면에 홈부가 형성되어, 인접하게 배치되는 연료전지 유닛의 돌출부 및 홈부의 결합으로 서로 기구적 및 전기적으로 연결되는 적어도 두 개의 연료전지 유닛; 및
상기 적어도 두 개의 연료전지 유닛 중 단부에 배치되는 연료전지 유닛을 기구적 및 전기적으로 연결하는 결합부를 포함하며,
상기 연료전지 유닛은,
애노드 전극, 캐소드 전극, 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 전해질층을 구비하는 막 전극 집합체(Membrane Electrode Assembly,MEA);
상기 막 전극 집합체의 애노드 전극측에 순차적으로 적층되는 제1 집전부 및제1 엔드플레이트; 및
상기 막 전극 집합체의 캐소드 전극측에 순차적으로 적층되며, 상기 캐소드전극을 공기중에 노출시키도록 개구부가 형성되는 제2 집전부 및 제2 엔드플레이트를 포함하며,
상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트는, 상기 적층방향과 직교하는일측면에 돌출부가 형성되고, 상기 일측면에 대향하는 타측면에 상기 돌출부에 대응하는 홈부가 형성되며,
상기 돌출부는, 상기 적층된 제1엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트 중 일부가 계단형태로 깍인 형태이고, 상기 홈부는, 상기 돌출부에 대응되는 계단 형태로 깍인 형태이며,
상기 제1 집전부는, 상기 돌출부의 측면에 노출되도록 연장되고,상기 제2 집전부는, 상기 홈부의 측면에 노출되도록 연장되는 것을 특징으로 하는 연료전지 모듈
- 삭제
- 제6항에 있어서,
상기 연료전지 유닛에서 제1 엔드 플레이트는,
일측면에 형성된 기체 유입구와, 타측면에 형성된 기체 유출구, 및 상기 기체 유입구 및 기체 유출구를 연결하며 상기 애노드전극 방향으로 개방된 유로를 포함하며,
상기 결합부는, 상기 단부에 배치되는 연료전지 유닛의 기체 유입구와 기체 유출구를 연결하는 기체 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 모듈.
- 제 8항에 있어서,
상기 연료전지 유닛의 상기 제1 엔드플레이트 및 제2 엔드 플레이트는,
상기 막 전극 집합체를 향하는 일면, 상기 일면에 대향하는 타면, 및 상기 일면과 타면을 연결하는 4개의 측면을 갖고,
상기 4개의 측면 중 제1 측면 및 제1측면과 인접한 제2 측면에 각각 돌출부가 형성되고,
상기 제1 측면 및 제2 측면에 각각 대향하는 제3 측면 및 제4 측면에 각각 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 모듈.
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| KR1020210011728A KR102623330B1 (ko) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | 연료전지 유닛 및 연료전지 모듈 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009218161A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Canon Inc | ガス拡散層、膜電極接合、固体高分子型燃料電池、およびこれらの製造方法 |
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