KR20050108770A - 연료전지용 개질기, 그의 제조방법 및 이를 포함하는연료전지 시스템 - Google Patents

연료전지용 개질기, 그의 제조방법 및 이를 포함하는연료전지 시스템 Download PDF

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KR20050108770A
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Abstract

본 발명은 연료전지용 개질기, 그 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유로 채널 및 상기 유로 채널의 표면에 형성된 미세 기공을 포함하는 반응 기판 몸체; 및 상기 반응 기판 몸체의 유로 채널에 형성된 촉매층을 포함하는 반응 기판을 포함하는 연료전지용 개질기, 그 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 연료전지용 개질기는 유로 채널에 미세 기공이 형성된 반응 기판을 포함하여 활성비표면적이 크며, 증착법으로 촉매층을 형성시키므로, 개질기를 소형화할 수 있다는 장점이 있다.

Description

연료전지용 개질기, 그의 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지 시스템{REFORMER FOR FUEL CELL SYSTEM, PREPARATION METHOD THEREOF, AND FUEL CELL SYSTEM COMPRISING THE SAME}
[산업상 이용분야]
본 발명은 연료전지용 개질기, 그의 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활성표면적이 큰 반응 기판을 포함하는 연료전지용 개질기와 그의 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
[종래기술]
일반적으로, 연료 전지는 메탄올, 에탄올 또는 천연가스 등 탄화수소 계열의 유기연료 내에 함유되어 있는 수소를 연료로 하여 일어나는 전기화학 반응에 의하여 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화시키는 발전 시스템이다. 유기 연료의 높은 비에너지(specific energy)(예를 들어 메탄올의 비에너지는 6232wh/kg임) 때문에 유기 연료를 사용하는 연료 전지는 설치상 또는 휴대상 모두 극도로 매력적이다.
이러한 연료 전지는 사용하는 전해질의 종류에 따라, 150~200℃ 부근에서 작동하는 인산형 연료전지, 600~700℃의 고온에서 작동하는 용융탄산염 형 연료전지, 1000℃ 이상의 고온에서 작동하는 고체 산화물형 연료전지, 상온 내지 100℃ 이하에서 작동하는 고분자 전해질형 및 알칼리형 연료전지 등으로 분류되며, 이들 각각의 연료전지는 근본적으로 같은 원리에 의해 작동하나, 연료의 종류, 운전 온도, 촉매 및 전해질이 서로 다르다.
이 중에서 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrance Fuel Cell: PEMFC)는, 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하고 작동 온도가 낮을 뿐더러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지고 있으며, 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스 등을 개질하여 만들어진 수소를 연료로 사용하여 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가지고 있다.
상기와 같은 고분자 전해질형 연료 전지가 기본적으로 시스템의 구성을 갖추기 위해서는, 스택(stack)이라 불리는 연료 전지 본체(이하, 편의상 스택이라 칭한다.), 연료 탱크 및 이 연료 탱크로부터 상기 스택으로 연료를 공급하기 위한 연료 펌프 등이 필요하다. 그리고, 연료 탱크에 저장된 연료를 스택으로 공급하는 과정에서 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 그 수소 가스를 스택으로 공급하는 개질기(reformer)가 더욱 포함된다. 따라서, 고분자 전해질형 연료 전지는 연료 펌프의 펌핑력에 의해 연료 탱크에 저장된 연료를 개질기로 공급하고, 개질기가 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키며, 스택이 수소 가스와 산소를 전기 화학적으로 반응하여 전기에너지를 생산해 내게 된다.
한편, 연료 전지는 액상의 메탄올 연료를 직접 스택에 공급할 수 있는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell: DMFC) 방식을 채용할 수 있다. 이러한 직접 메탄올형 연료 방식의 연료 전지는 고분자 전해질형 연료 전지와 달리, 개질기가 배제된다.
상기와 같은 연료 전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 전극-전해질 합성체(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수 십 개로 적층된 구조를 가진다. 전극-전해질 합성체는 전해질막을 사이에 두고 애노드 전극(일명, "연료극" 또는 "산화전극"이라고 한다)과 캐소드 전극(일명, "공기극" 또는 "환원전극"이라고 한다)이 부착된 구조를 가진다. 그리고 바이폴라 플레이트는 연료 전지의 반응에 필요한 수소 가스와 산소가 공급되는 통로의 역할과 각 전극-전해질 합성체의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행한다. 따라서, 바이폴라 플레이트에 의해 애노드 전극에는 수소 가스가 공급되는 반면, 캐소드 전극에는 산소가 공급된다. 이 과정에서 애노드 전극에서는 수소 가스의 전기 화학적인 산화 반응이 일어나고, 캐소드 전극에서는 산소의 전기 화학적인 환원이 반응이 일어나며 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기와 열 그리고 물을 함께 얻을 수 있다.
전술한 바 있는 개질기는 수소를 함유한 연료와 물을 개질하여 스택의 전기 생성에 필요한 수소 가스로 전환할 뿐만 아니라, 연료 전지를 피독시켜 수명을 단축시키는 일산화탄소와 같은 유해 물질을 제거하는 장치이다.
개질기를 요하는 모바일용 연료전지의 경우, 개질기의 크기가 매우 작아, 연료가 통과하는 유로채널의 폭이나 깊이는 수십 마이크로미터 내지 수십 밀리미터가 된다. 그러나, 이러한 경우, 기존의 슬러리 주입법 또는 직접 코팅법으로는 정밀한 촉매층의 형성이 어려우며, 비표면적이 작아서, 충분한 개질 효과를 얻기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반응기판의 몸체에 형성된 유로 채널의 표면에 미세 기공을 형성시킴으로써, 활성 비표면적을 크게 한 연료전지용 개질기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 개질기의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 개질기를 포함하는 연료전지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 유로 채널 및 상기 유로 채널의 표면에 형성된 미세 기공을 포함하는 반응 기판 몸체; 및 상기 반응 기판 몸체의 유로 채널에 형성된 촉매층을 포함하는 반응 기판을 포함하는 연료전지용 개질기를 제공한다.
본 발명은 또한, 반응 기판 몸체에 유로채널을 형성하는 단계; 상기 반응기판 몸체의 유로채널 표면을 양극산화(애노다이징)하여 나노크기의 기공을 형성시키는 단계; 상기 기공이 형성된 유로채널에 촉매층을 형성시켜 반응 기판을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 반응 기판을 다수 적층하고 조립하는 단계를 포함하는 연료전지용 개질기의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 연료와 물이 혼합된 혼합연료를 공급하는 연료 공급부; 상기 혼합연료를 개질하여 수소 기체를 발생시키며, 상기 연료전지용 개질기를 포함하는 개질부; 상기 개질부로부터 공급되는 수소 기체가 외부 공기와 전기 화학적인 반응을 일으켜 전기 에너지를 발생시키는 스택; 및 외부 공기를 상기 스택 및 개질부로 공급하는 공기 공급부를 포함하는 연료전지 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 연료전지용 개질기에 포함되는 반응 기판의 일 예를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 I-I선의 모식적 단면도이다. 그러나, 본 발명의 개질기에 포함되는 반응기판이 상기 도 1 및 도 2의 형태에만 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 연료전지용 개질기는 유로 채널(11) 및 상기 유로 채널의 표면에 형성된 미세 기공(12)을 포함하는 반응 기판 몸체(13)와 상기 반응 기판 몸체의 유로 채널(11) 및 상기 미세 기공(12)의 내부에 형성된 촉매층(14)을 포함하는 반응 기판(10)을 포함한다.
특히, 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 반응 기판(10)은 미세 기공(12) 내에도 촉매층(14)이 형성되므로, 활성 비표면적이 크고, 적은 양의 촉매로도 우수한 반응 효율을 얻을 수 있다.
상기 반응 기판의 유로 채널(11)에 형성된 상기 미세 기공(12)은 직경이 10 내지 1000 nm인 것이 바람직하며, 30 내지 500 nm인 것이 더 바람직하다. 미세 기공의 직경이 10 nm 미만인 경우에는 기공 내부까지 촉매를 균일하게 증착하기 어려우며, 1000 nm를 초과하는 경우에는 표면적 증대효과가 현저히 감소한다.
또한, 상기 미세 기공(12)은 깊이가 50 nm 내지 3 ㎛인 것이 바람직하고, 100 nm 내지 1 ㎛인 것이 더 바람직하며, 100 내지 500 nm인 것이 가장 바람직하다. 미세 기공의 깊이가 50 nm 미만인 경우에는 기공의 직경이 10 nm 이하로 될 수 있으며, 3 ㎛를 초과하는 경우에는 기판의 기계적 강도가 약해진다.
상기 유로 채널(11)의 표면에 존재하는 미세 기공(12)의 밀도는 1×105 내지 1×1010 개/m2인 것이 바람직하며, 1×106 내지 1×109 개/m 2인 것이 더 바람직하다. 미세 기공의 밀도가 1×105 개/m2 미만인 경우에는 활성 표면적 증가의 효과가 미미하며, 1×1010 개/m2를 초과하는 경우에는 기공의 크기가 10 nm 이하가 된다.
본 발명의 연료전지용 개질기에 사용되는 상기 반응 기판의 몸체는 알루미늄, 또는 알루미늄 합금 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하며, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄-망간, 알루미늄-마그네슘, 알루미늄-구리-마그네슘, 알루미늄-마그네슘-실리콘, 알루미늄-실리콘, 또는 알루미늄-구리-실리콘 합금 등에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 반응 기판 몸체는 표면에 양극산화(애노다이징) 처리에 의해 생긴 산화금속층(15)을 포함하며, 바람직하게는 산화알루미늄(aluminum oxide)을 포함하고, 더 바람직하게는 양극산화된 산화알루미늄(anodized aluminum oxide : AAO)을 포함한다. 상기 산화금속층의 두께는 상기 미세기공의 깊이와 대략 일치한다. 따라서, 상기 산화금속층의 두께는 50 nm 내지 3 ㎛인 것이 바람직하고, 100 nm 내지 1 ㎛인 것이 더 바람직하며, 100 내지 500 nm인 것이 가장 바람직하다. 산화금속층의 두께가 50 nm 미만인 경우에는 기공의 직경이 10 nm 이하로 되며, 3 ㎛를 초과하는 경우에는 기판의 기계적 강도가 약해진다.
본 발명의 연료전지용 개질기에 포함되는 반응 기판이 포함하는 상기 촉매층은 백금(Pt), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 구리/산화아연(Cu/ZnO), 철(Fe) 또는 니켈(Ni) 등에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 포함한다.
상기 촉매를 포함하는 촉매층은 두께가 5 nm 내지 10 ㎛인 것이 바람직하며, 10 nm 내지 5 ㎛인 것이 더 바람직하다. 촉매층의 두께가 5 nm 미만인 경우에는 개질효과가 충분하지 못하며, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 개질효과가 더 이상 증가하지 않아, 촉매의 낭비를 초래할 수 있다.
본 발명의 연료전지용 개질기는 상기 반응 기판을 다수 포함하며, 이들을 적층한 형태로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 연료전지용 개질기의 제조방법은 반응 기판 몸체에 유로채널을 형성하는 단계; 상기 반응기판 몸체의 유로채널 표면을 양극산화(애노다이징)하여 나노크기의 기공을 형성시키는 단계; 상기 기공이 형성된 유로채널에 촉매층을 형성시켜 반응 기판을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 반응 기판을 다수 적층하고 조립하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 반응 기판 몸체는 알루미늄, 또는 알루미늄 합금 등에서 선택되는 1종 이상의 금속을 사용할 수 있으며, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄-망간, 알루미늄-마그네슘, 알루미늄-구리-마그네슘, 알루미늄-마그네슘-실리콘, 알루미늄-실리콘, 또는 알루미늄-구리-실리콘 등에서 선택되는 1종 이상의 합금을 사용할 수 있다.
먼저, 상기 재질로 이루어진 반응 기판 몸체에 유체의 흐름을 가능하게 하도록 유로 채널을 형성한다. 이 때, 상기 유로채널의 형성 방법은 특정 방법에 국한되지 아니하며, 통상적인 유로채널 형성 방법으로 형성시킬 수 있고, 상기 유로 채널의 단면, 형태, 폭 또는 깊이 등은 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 밀리미터 이하의 폭 또는 깊이를 갖도록 할 수도 있다.
반응기판 몸체에 상기와 같이 유로 채널을 형성시킨 후에, 유로채널 표면을 양극산화(애노다이징)하여 미세 기공을 형성시킨다. 양극산화 기법은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 표면을 산성 전해액에 노출시킨 후, 전압을 걸어 표면을 산화시키는 방법으로서, 양극을 통해 전해액 중에 알루미늄을 통과시키면, 우선 표면에 금속산화물 층이 형성되며, 바람직하게는 알루미늄 산화물(Al2O3)의 얇은 층이 생긴다. 이 때, 전압이 충분히 크면, 전해액의 침식작용과 함께, 얇은 피막이 파괴되면서, 상당한 양의 열을 발생시키고, 이 열은 더욱 전해액에 의한 침식을 조장하여 다공성의 피막이 형성된다.
상기 유로 채널에 형성된 미세 기공의 크기와 깊이 및 밀도는 전류 인가 시간을 변화하는 방법으로 필요에 따라 조절할 수 있다. 전류 인가 시간이 길어지면 기공의 크기 및 깊이가 증가하며, 전류 인가 시간이 짧으면 크기 및 깊이가 감소한다. 또한, 전류 인가 시간이 짧으면 기공의 밀도가 증가하며, 전류 인가 시간이 길어지면 기공의 밀도가 감소한다.
상기 전해액에 사용되는 산물질로는 옥살산, 황산, 또는 크롬산 등이 바람직하다.
반응 기판 몸체의 유로채널에만 미세 기공을 형성시키기 위해서는 상기 유로 채널이 형성된 부분을 제외한 반응 기판 몸체의 표면에 내산성을 가지면서 양극산화 후에 제거가 용이한 부도체로 먼저 코팅을 한 후에 유로 채널이 형성된 부분을 양극산화하고, 상기 코팅물질을 제거하는 것이 바람직하다. 상기 코팅물질로는 에폭시 또는 실리콘고무 등과 같은 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 양극산화법으로 유로채널 표면에 미세기공을 형성시킨 반응 기판 몸체의 유로채널에 촉매층을 형성시킨다. 이 때, 상기 촉매층은 증착법을 이용하여 형성시키는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 스퍼터링, 열화학증착법(Thermal CVD), 플라즈마강화 화학증착법(Plasma Enhanced CVD; PECVD), 열증발법 또는 전자선(e-beam)증발법 등에서 선택되는 증착법을 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 상기 방법 중에서 2가지 이상을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 촉매층은 백금(Pt), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 구리/산화아연(Cu/ZnO), 철(Fe) 또는 니켈(Ni) 등에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 사용하여 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 제조된 반응 기판을 다수 적층하고 조립하여 본 발명의 연료전지용 개질기를 제조할 수 있다. 상기 적층 및 조립과정은 통상적인 개질기 제조방법에 따른다.
도 3은 본 발명의 연료전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 연료전지 시스템(100)은 연료와 물이 혼합된 혼합연료를 공급하는 연료 공급부(110); 상기 혼합연료를 개질하여 수소 기체를 발생시키며, 상기 연료전지용 개질기를 포함하는 개질부(120); 상기 개질부로부터 공급되는 수소 기체가 외부 공기와 전기 화학적인 반응을 일으켜 전기 에너지를 발생시키는 스택(130); 외부 공기를 상기 개질부(120) 및 스택(130)으로 공급하는 공기 공급부(140)를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
순도 99%의 알루미늄 금속판을 반응 기판 몸체로 하여, 상기 몸체의 일면에 폭 0.8 mm, 깊이 0.8 mm인 유로 채널을 형성하였다. 유로채널의 형태는 도 1과 같다. 상기 유로 채널이 형성된 부분을 제외하고, 반응 기판 몸체의 표면에 에폭시 수지를 코팅하였다. 상기 반응 기판 몸체를 옥살산(H2C2O4) 수용액(5 중량% 농도)에 침지하고, 30 ℃의 온도에서 AC 60 V의 전압을 걸어 양극산화 처리하였다. 이 때, 전류밀도는 3 A/dm2이 되도록 하였으며, 처리시간은 40분으로 하였다.
상기 양극산화처리가 끝난 후, 에폭시 수지 코팅을 제거하고, 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 유로 채널에 형성된 미세 기공을 관찰하였으며, 이 때 형성된 기공의 깊이 및 금속산화물층의 두께는 평균 2 ㎛였다.
상기 미세기공이 형성된 반응 기판 몸체의 유로채널에 백금(Pt)을 스퍼터링하여 촉매층을 형성시켰다. 이 때 형성된 백금층의 두께는 1 ㎛였다.
상기 촉매층이 형성된 반응 기판을 적층하고 조립하여 연료전지용 개질기를 제조하였다.
실시예 2
1.2 중량%의 망간(Mn)을 포함하는 알루미늄-망간 합금을 반응 기판 몸체로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응기판을 제조하고, 연료전지용 개질기를 제조하였다.
양극산화처리가 끝난 후, 에폭시 수지 코팅을 제거하고, 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 유로 채널에 형성된 미세 기공을 관찰하였으며, 이 때 형성된 기공의 깊이 및 금속산화물층의 두께는 평균 0.8 ㎛였다.
비교예 1
반응 기판 몸체의 유로 채널에 미세 기공을 형성시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반응기판을 제조하고, 연료전지용 개질기를 제조하였다.
비교예 2
백금 촉매를 슬러리 코팅한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 반응기판을 제조하고, 연료전지용 개질기를 제조하였다.
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 연료전지용 개질기에 대하여 개질효과를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
[표 1]
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
H2(부피%) 74.842 74.688 74.535 74.542
CO2(부피%) 25.012 25.064 25.047 25.102
CO (부피%) 0.146 0.158 0.418 0.356
상기 표 1에서 보는 바와 같이 실시예 1, 2에 따라 제조된 개질기를 통과한 개질기체는 비교예 1, 2에 따라 제조된 개질기를 통과한 개질기체에 비해 수소기체의 함량이 높고, 일산화탄소의 함량이 낮아 그 효율이 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 연료전지용 개질기는 유로 채널에 미세 기공이 형성된 반응 기판을 포함하여 활성비표면적이 크며, 증착법으로 촉매층을 형성시키므로, 개질기를 소형화할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 연료전지용 개질기에 포함되는 반응 기판의 일 예를 사시도.
도 2는 상기 반응기판의 유로채널의 단면을 나타낸 모식적 단면도.
도 3은 본 발명의 연료전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도.

Claims (24)

  1. 유로 채널 및 상기 유로 채널의 표면에 형성된 미세 기공을 포함하는 반응 기판 몸체; 및
    상기 반응 기판 몸체의 유로 채널 및 미세 기공 내에 형성된 촉매층을 포함하는 반응 기판
    을 포함하는 연료전지용 개질기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미세 기공은 직경이 10 내지 1000 nm인 연료전지용 개질기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 미세 기공은 직경이 30 내지 500 nm인 연료전지용 개질기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미세 기공은 깊이가 50 nm 내지 3 ㎛인 연료전지용 개질기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 미세 기공은 깊이가 100 nm 내지 1 ㎛인 연료전지용 개질기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 미세 기공의 밀도는 1×105 내지 1×1010 개/m2인 연료전지용 개질기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 미세 기공의 밀도는 1×106 내지 1×109 개/m2인 연료전지용 개질기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반응 기판 몸체는 알루미늄, 및 알루미늄 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 것인 연료전지용 개질기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄-망간, 알루미늄-마그네슘, 알루미늄-구리-마그네슘, 알루미늄-마그네슘-실리콘, 알루미늄-실리콘, 및 알루미늄-구리-실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 합금인 연료전지용 개질기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 반응 기판 몸체는 표면에 산화금속층을 포함하는 것인 연료전지용 개질기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 산화금속층은 산화알루미늄(aluminum oxide:AO), 및 양극산화된 산화알루미늄(anodized aluminum oxide:AAO)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 연료전지용 개질기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 산화금속층은 두께가 50 nm 내지 3 ㎛인 연료전지용 개질기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 산화금속층은 두께가 100 nm 내지 1 ㎛인 연료전지용 개질기.
  14. 제1항에 있어서, 상기 촉매층은 백금(Pt), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 구리/산화아연(Cu/ZnO), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 개질기용 촉매를 포함하는 것인 연료전지용 개질기.
  15. 제1항에 있어서, 상기 촉매층은 두께가 5 nm 내지 10 ㎛인 연료 전지 개질기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 촉매층은 두께가 10 nm 내지 5 ㎛인 연료 전지 개질기.
  17. 제1항에 있어서, 상기 개질기는 상기 반응 기판을 적층식으로 다수 포함하는 것인 연료전지용 개질기.
  18. 반응 기판 몸체에 유로채널을 형성하는 단계;
    상기 반응기판 몸체의 유로채널 표면을 양극산화(애노다이징)하여 나노크기의 기공을 형성시키는 단계;
    상기 기공이 형성된 유로채널에 촉매층을 형성시켜 반응 기판을 제조하는 단계; 및
    상기 제조된 반응 기판을 다수 적층하고 조립하는 단계
    를 포함하는 연료전지용 개질기의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 반응 기판 몸체는 알루미늄, 및 알루미늄 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 것인 연료전지용 개질기의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄-망간, 알루미늄-마그네슘, 알루미늄-구리-마그네슘, 알루미늄-마그네슘-실리콘, 알루미늄-실리콘, 및 알루미늄-구리-실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 합금인 연료전지용 개질기의 제조방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 개질기용 촉매층은 증착법으로 형성시키는 것인 연료전지용 개질기의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 증착방법은 스퍼터링, 열화학증착법(thermal CVD), 플라즈마강화 화학증착법(plasma enhanced CVD:PECVD), 열증발법 및 전자선(e-beam)증발법으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 증착법을 사용하는 것인 연료전지용 개질기의 제조방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 촉매층은 백금(Pt), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 구리/산화아연(Cu/ZnO), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 개질기용 촉매를 사용하여 형성시키는 것인 연료전지용 개질기의 제조방법.
  24. 연료와 물이 혼합된 혼합연료를 공급하는 연료 공급부;
    상기 혼합연료를 개질하여 수소 기체를 발생시키며, 제1항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 따른 연료전지용 개질기를 포함하는 개질부;
    상기 개질부로부터 공급되는 수소 기체가 외부 공기와 전기 화학적인 반응을 일으켜 전기 에너지를 발생시키는 스택; 및
    외부 공기를 상기 스택 및 개질부로 공급하는 공기 공급부를 포함하는 연료전지 시스템.
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