KR20060019843A - 연료 전지 시스템 및 그 스택 - Google Patents

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KR20060019843A
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한규남
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Abstract

본 발명은 부피를 저감시키고 조립을 편리하게 하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 연료 전지 시스템은, 수소를 함유한 연료를 공급하는 연료 공급부; 산소를 함유한 공기를 공급하는 공기 공급부; 및 상기 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택을 포함하며, 상기 스택은 MEA와 이 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 세퍼레이터로 이루어지는 하나 이상의 전기 발생부를 포함하고, 상기 세퍼레이터들은 상호 대향 배치되는 한 쌍 이상의 자석을 포함한다.
연료전지, 세퍼레이터, 자석, 전기 발생부, 돌기부, 스택

Description

연료 전지 시스템 및 그 스택 {FUEL CELL SYSTEM AND STACK OF THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 스택에 사용되는 세퍼레이터 중 일측 세퍼레이터를 선회한 상태의 분해 사시도이다.
도 4는 전극-전해질 합성체(MEA)와 세퍼레이터가 조립된 상태의 단면도이다.
본 발명은 연료 전지 시스템 및 그 스택에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부피를 저감시키고 조립을 편리하게 하는 연료 전지 시스템 및 그 스택에 관한 것이다.
이 연료 전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라, 인산형 연료전지, 용융탄산염형 연료전지, 고체 산화물형 연료전지, 고분자 전해질형 또는 알칼리형 연료전지 등으로 분류된다. 이들 각각의 연료전지는 근본적으로 같은 원리에 의해 작동되지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 및 전해질 등이 서로 다르다.
이들 중 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 편의상 PEMFC라 한다)는 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지며, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.
상기와 같은 PEMFC는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 개질기(reformer), 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 스택은 연료 전지의 본체를 형성하며, 연료 펌프는 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기는 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 그 수소 가스를 스택으로 공급한다. 따라서, 이 PEMFC는 연료 펌프의 작동으로 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급하고, 이 개질기에서 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시킨다. 그리고 상기한 수소 가스를 스택으로 공급하고, 별도의 펌프 등을 통해 공기를 스택으로 공급한다. 그러면 스택에서는 상기 수소 가스와 공기 중에 함유된 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시킨다.
상기와 같은 연료 전지 시스템에 사용되는 스택은 MEA를 사이에 두고 그 양측에 세퍼레이터를 구비하여 적층 구조로 이루어지고, 이 적층 구조는 세퍼레이터 및 MEA를 관통하는 볼트와 이에 체결되는 너트에 의하여 유지된다.
그러나, 상기 스택은 세퍼레이터와 MEA에 체결용 볼트가 관통되는 관통홀을 구비하게 되고, 이로 인하여 스택의 부피를 증대시키고 스택의 조립을 불편하게 하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 부피를 저감시키고 조립을 편리하게 하는 연료 전지 시스템 및 그 스택을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 연료 전지 시스템은,
수소를 함유한 연료를 공급하는 연료 공급부;
산소를 함유한 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
상기 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택을 포함하며,
상기 스택은 MEA와 이 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 세퍼레이터로 이루어지는 하나 이상의 전기 발생부를 포함하고,
상기 세퍼레이터들은 상호 대향 배치되는 한 쌍 이상의 자석을 포함한다.
상기 쌍으로 이루어지는 자석들은 사각형 세퍼레이터의 각 꼭지점 부근에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터들은 MEA를 사이에 두고 상호 결합되도록 세퍼레이터의 평면에 대하여 수직하는 방향으로 돌출 형성되는 돌기부를 구비한다.
상기 자석은 상기 돌기부에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터와 MEA는 적층되는 다른 세퍼레이터와의 결합 방향을 일치시키도록 그 일측에 결합 유도부를 구비한다.
상기 결합 유도부는 세퍼레이터의 평면에 대한 수직 방향 일측에 오목하고 다른 일측에 볼록하게 형성된다.
상기 MEA는 세퍼레이터의 연료통로 및 공기통로에 대응되는 활성 영역과, 이 활성 영역의 주위에 구비되는 비활성 영역을 포함한다.
상기 MEA는 상기 돌기부가 관통되는 관통구를 구비한다. 이 관통구는 비활성 영역에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 활성 영역과 비활성 영역 사이에는 실링부재가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 스택은,
연료 전지 시스템의 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키도록 MEA와 이 MEA의 양면에 배치되는 세퍼레이터로 이루어지는 하나 이상의 전기 발생부를 포함하고,
상기 세퍼레이터들은 상호 대향 배치되는 한 쌍 이상의 자석을 포함한다.
상기 쌍으로 이루어지는 자석들은 사각형 세퍼레이터의 각 꼭지점 부근에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터들은 MEA를 사이에 두고 상호 결합되도록 세퍼레이터의 평면에 대하여 수직하는 방향으로 돌출 형성되는 돌기부를 구비한다.
상기 자석은 상기 돌기부에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터와 MEA는 적층되는 다른 세퍼레이터와의 결합 방향을 일치시키도록 그 일측에 결합 유도부를 구비한다.
상기 결합 유도부는 세퍼레이터의 평면에 대한 수직 방향 일측에 오목하고 다른 일측에 볼록하게 형성된다.
상기 MEA는 세퍼레이터의 연료통로 및 공기통로에 대응되는 활성 영역과, 이 활성 영역의 주위에 구비되는 비활성 영역을 포함한다.
상기 MEA는 상기 돌기부가 관통되는 관통구를 구비한다. 이 관통구는 비활성 영역에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 활성 영역과 비활성 영역 사이에는 실링부재가 구비되는 것이 바람직하다.
이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 스택의 분해 사시도이다.
이 도면들을 참조하여 연료 전지 시스템을 설명하면, 본 실시예에 따른 연료 전지 시스템은 수소가 포함된 연료를 공급하는 연료 공급부(1)와 개질기(3), 산소가 포함된 공기를 공급하는 공기 공급부(5), 및 이 연료 공급부(1)와 공기 공급부(5)로부터 공급되는 수소 및 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택(7)을 포함하고 있다.
상기 연료 공급부(1)는 연료 탱크(9)와 펌프(11)를 구비하여, 연료 탱크(9) 내의 메탄올, 에탄올, 또는 천연 가스와 같은 액상 연료를 펌프(11)의 구동에 의하여 개질기(3)로 공급하고, 이 개질기(3)를 통하여 개질된 수소 가스를 스택(7) 내 부로 공급한다.
이 연료 전지 시스템은 액상의 연료를 직접 스택(7)으로 공급하여 전기를 생산하는 DMFC 방식을 채용할 수도 있다. 이와 같은 DMFC는 도 1에 도시된 PEMFC와 달리 개질기(3)를 필요로 하지 않는다. 편의상 이하에서는 PEMFC를 채용한 연료 전지 시스템을 예로 들어 설명한다.
공기 공급부(5)는 펌프(13)를 구비하여 산소가 포함된 외부의 공기를 스택(7) 내부로 공급하도록 구성되어 있다. 이 스택(7)으로 공급되는 공기는 스택(7) 내에서 수소 가스가 공급되는 수소통로(15)와 독립적으로 구획 형성되는 공기통로(17)로 공급된다(도 3참조).
상기 연료 공급부(1) 및 개질기(3)를 통해 수소 가스를 공급받고, 공기 공급부(5)로부터 공기를 공급받는 스택(7)은 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키고 부산물로써 열과 물을 발생시키도록 구성되어 있다.
본 실시예에 적용되는 스택(7)은 개질기(3)를 통해 개질된 수소 가스와 외부 공기의 산화/환원 반응을 유도하여 전기 에너지를 발생시키도록 복수의 전기 발생부(19)들로 이루어져 있다. 이 전기 발생부(19)들 각각은 전기를 발생시키는 최소 단위이며, 수소 가스와 공기 중의 산소를 산화/환원 반응시키는 MEA(21)와 이 MEA(21)의 양면에 수소와 산소를 함유한 공기를 각각 공급하기 위한 세퍼레이터(23, 25)로 구성되어 있다.
이 전기 발생부(19)는 MEA(21)를 사이에 두고 MEA(21)의 양면에 세퍼레이터(23, 25)를 배치하여 단일 스택을 형성하며, 이 단일 스택이 복수로 구비되어 본 실시예와 같은 적층 구조의 스택(7)을 형성한다. 이 전기 발생부(19) 중 스택(7)의 최외곽에 구비되는 전기 발생부(19)는 세퍼레이터(23, 25)의 변형 구조인 앤드 플레이트(27)를 구비한다. 이 전기 발생부(19)들은 세퍼레이터(23, 25)에 상호 대향 배치되는 한 쌍 이상의 자석(29a, 29b)의 자력에 의하여 적층 구조의 스택(7)을 형성하게 된다.
상기와 같이 쌍으로 이루어지는 자석(29a, 29b)은 각 세퍼레이터(23, 25) 및 앤드 플레이트(27)에 상호 대응하는 위치에 형성되어, 이들 사이에 형성되는 자력에 의하여 세퍼레이터(23, 25) 및 이들 사이에 개재되는 MEA(21)를 일체로 결합시켜 전기 발생부(19)를 형성하게 된다. 이 자석(29a, 29b)은 영구자석으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 영구자석은 다양하게 형성될 수 있고 페라이트계로 형성될 수 있으며, Ni, Co, Mn 등의 전이 원소를 포함할 수 있고, 히토류계 금속을 포함할 수도 있다.
이 자석(29a, 29b)은 각 세퍼레이터(23, 25)에 형성된 수소통로(15) 및 공기통로(17)로 수소 및 공기가 공급되는 것을 방해하지 않도록 각 세퍼레이터(23, 25)에서 수소통로(15)와 공기통로(15)의 외곽 주변부에 형성되는 것이 바람직하다. 이 자석(29a, 29b)은 세퍼레이터(23, 25)와 MEA(21)로 이루어지는 전기 발생부(19)를 하나 이상의 적층 구조로 형성함에 있어서, 상기 수소통로(15) 및 공기통로(17)의 기밀을 유지할 수 있을 정도로 충분한 세기의 자력을 가지는 것이 바람직하다.
일반적으로 세퍼레이터(23, 25)가 직사각형으로 이루어지는 것을 감안할 때, 상기 자석(29a, 29b)은 각 꼭지점 부근에 복수의 쌍으로 구비되어, 세퍼레이터(23, 25)의 각 부분에서 균일한 체결력을 제공하는 것이 바람직하다. 이와 같이 자석(29a, 29b) 쌍은 세퍼레이터(23, 25)에 대하여 좌우 및 상하 대칭으로 배치되는 경우(도 2 및 도 3 참조)에는 동일한 세기의 자력을 가지는 것이 바람직하고, 임의로 배치되는 경우에는 세퍼레이터(23, 25)에 동일한 세기의 자력을 작용시킬 수 있도록 서로 다른 세기의 자력을 가질 수도 있다.
상기 수소통로(15)와 공기통로(17)가 형성되는 세퍼레이터(23, 25)의 중앙 부분을 제외한 외곽 주변부는 금속이나 카본 성형체로 형성될 수 있다. 또한 중앙 부분과 주변부는 세퍼레이터(23, 25)의 설계의 자유도를 향상시키기 위하여 동일한 재질로 형성되거나 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 세퍼레이터(23, 25)의 중앙 부분은 카본 성형체로 형성되어 강한 내부식성을 가지는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 스택에 사용되는 세퍼레이터 중 일측 세퍼레이터를 선회한 상태의 분해 사시도이고, 도 4는 전극-전해질 합성체(MEA)와 세퍼레이터가 조립된 상태의 단면도이다.
이 도면들을 참조하여 세퍼레이터(23, 25) 및 MEA(21)를 설명하면, 이 세퍼레이터(23, 25)는 MEA(21)를 사이에 두고 그 양면에 밀착 배치되어, MEA(21)의 양면에 각각 수소통로(15)와 공기통로(17)를 형성한다. 이 수소통로(15)는 MEA(21)의 애노드 전극 측에 배치되고, 산소통로(17)는 MEA(21)의 캐소드 전극(31) 측에 배치된다.
보다 구체적으로 설명하면, 이 수소통로(15)는 대략 상하 방향을 따라 직선으로 형성되고 그 상측이 상기와 같이 상호 연결되며 하측이 상호 연결되어 세퍼레 이터(23)의 일측에 연속되는 사행(蛇行) 형상의 통로를 형성하여 상측에서 공급되는 수소를 하측으로 공급한다. 또한, 산소통로(17)는 상기 수소통로(15)와 같이 대략 상하 방향을 따라 직선으로 형성되고 그 상측이 상기와 같이 상호 연결되고 하측이 상호 연결되어 세퍼레이터(25)의 일측에 연속되는 사행(蛇行) 형상의 통로를 형성하여 하측에서 공급되는 공기를 상측으로 공급한다. 즉 수소통로(15)와 공기통로(17)는 수소와 산소가 정반대 방향으로 흐르게 배치되어 있다. 물론, 이 수소통로(15) 및 공기통로(17)의 형성 방향은 상기에 한정되지 않고 다양하게 구현될 수 있다.
이와 같이 수소통로(15)와 공기통로(17)를 형성하는 세퍼레이터(23, 25) 사이에 개재되는 MEA(21)는 소정의 면적을 가지고 산화/환원 반응이 일어나는 활성 영역(21a)을 구비하며, 이 활성 영역(21a)의 양면에 애노드 전극과 캐소드 전극을 구비하고, 두 전극 사이에 전해질막을 구비하는 구조로 이루어져 있다.
상기 MEA(21)의 일면을 형성하는 애노드 전극은 세퍼레이터(23)와 MEA(21) 사이에 형성되는 수소통로(15)를 통하여 수소 가스를 공급받는 부분으로써, 기체 확산층(Gas Diffusion Layer: GDL)을 통하여 수소 가스를 촉매층으로 공급하고, 이 촉매층에서 수소 가스를 산화 반응시켜, 변환된 전자를 외부로 인출하여 이 전자의 흐름으로 전류를 발생시키고, 수소 이온을 전해질막을 통하여 캐소드 전극으로 이동시킨다.
이 애노드 전극에서 발생된 수소 이온이 전해질막을 통하여 이동되어 오는 캐소드 전극은 세퍼레이터(25)와 MEA(21) 사이에 형성되는 공기통로(17)를 통해 산 소가 함유된 공기를 공급받는 부분으로써, 이 또한 기체 확산층을 통하여 공기를 촉매층으로 공급하고, 이 촉매층에서 산소를 환원 반응시켜, 산소 이온을 상기 수소 이온과 함께 물로 변환시킨다.
또한, 전해질막은 소정의 두께(예, 50∼200㎛)를 가지는 고체 폴리머 전해질로 형성되어, 애노드 전극의 촉매층에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극의 촉매층으로 이동시켜, 캐소드 전극의 산소 이온과 결합되어 물을 생성시키는 이온 교환을 가능하게 한다.
한편, 상기 세퍼레이터(23, 25)들은 MEA(21)를 사이에 두고 상호 결합되도록 세퍼레이터(23, 25)의 평면에 대하여 수직하는 방향으로 돌출 형성되는 돌기부(23a, 25a)를 구비한다.
이 돌기부(23a, 25a)는 돌출되는 방향의 반대측을 오목한 구조로 형성하고 있다. 따라서 이 돌기부(23a, 25a)는 동일 방향으로 돌출 형성되므로 상호 결합될 수 있는 구조로 형성된다. 따라서 MEA(21)를 사이에 두고 자석(29a, 29b)의 자력으로 세퍼레이터(23, 25)를 상호 결합시킬 때, 일측 세퍼레이터(23)의 돌기부(23a)는 다른측 세퍼레이터(25)의 돌기부(25a)의 일측에 삽입된다. 이러한 돌기부(23a, 25a) 결합 구조의 반복에 의하여, 다수의 전기 발생부(19)는 적층 구조의 스택(7)을 형성하게 된다. 이때 돌기부(23a, 25a)는 적층된 스택(7)에서 전기 발생부(19)의 평면 방향에 대한 유동을 잡아주게 된다.
한편, 상기 자석(29a, 29b)은 세퍼레이터(23, 25)에서 돌기부(23a, 25a)와 각각 별도로 형성될 수 있으나, 즉 세퍼레이터(23, 25)의 다양한 위치에 구비될 수 도 있으나, 가장 근접하게 배치되어 강력한 자력으로 상호 작용하여 세퍼레이터(23, 25) 및 MEA(21)를 견고하게 체결하도록 상기 돌기부(23a, 25a)에 구비되는 것이 바람직하다.
이 자석(29a, 29b)의 자력에 의하여, 세퍼레이터(23, 25)와 MEA(21)는 별도의 체결부재를 조작하지 않고도 쉽게 조립된다. 이때 세퍼레이터(23, 25) 및 MEA(21)의 오조립을 방지하면서 원활한 조립을 유도하도록 세퍼레이터(23, 25)와 MEA(21)는 결합 유도부(23b, 25b, 21b)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 결합 유도부(23b, 25b, 21b)는 세퍼레이터(23, 25)의 평면에 대한 수직 방향 일측에 오목하게 형성되고 다른 일측에 볼록하게 형성된다. 즉 일측 결합 유도부(23b)는 결합 유도부(21b)를 통하여 다른측 결합 유도부(25b)에 결합된다.
상기한 바와 같이, MEA(21)는 세퍼레이터(23, 25)와 같은 구조의 결합 유도부(21b)를 구비하면서, 세퍼레이터(23, 25)의 돌기부(23a, 25a)가 상호 결합될 수 있도록 이 돌기부(23a)가 관통되는 관통구(21c)를 구비하고 있다. 따라서 이 관통구(21c)는 상호 결합되는 돌기부(23a, 25a)에 대응하는 위치, 그리고 비활성 영역(21d)에 형성되는 것이 바람직하다. MEA(21)의 비활성 영역(21d)이 세퍼레이터(23, 25)의 돌기부(23a, 25a) 내측에 위치하게 되면, 관통구(21c)는 MEA(21)에 형성되지 않을 수도 있다. 이 경우 MEA(21)는 결합 유도부(21b)에 의하여 세퍼레이터(23, 25) 사이에 배치되고, 이들의 체결력에 의하여 그 사이에 위치하게 된다.
또한, MEA(21)의 비활성 영역(21d)과 활성 영역(21a) 사이에는 실링부재(21e)가 배치되는 것이 바람직하다. 이 실링부재(21e)는 캐스킷으로 형성될 수도 있으며, 상기 자석(29a, 29b)의 자력에 의하여 MEA(21)의 양면에 세퍼레이터(23, 25)가 밀착될 때, MEA(21)의 양면에 형성되는 수소통로(15) 및 공기통로(17)로 공급되는 수소 및 공기가 누설되는 것을 방지하게 된다. 보다 긴밀한 구조를 형성하기 위하여, 이 실링부재(21e)에 대응하는 세퍼레이터(23, 25)에는 홈(23c, 25c)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 홈(23c, 25c)은 실링부재(21e)를 보다 안정된 구조로 지지하게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 스택에 의하면, 세퍼레이터에 자석을 구비하여 MEA를 사이에 두고 그 양면에 배치되는 세퍼레이터를 자석의 자력으로 결합하여 전기 발생부를 체결함으로써, 스택의 부피를 저감시키고 스택의 결합을 편리하게 하는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 수소를 함유한 연료를 공급하는 연료 공급부;
    산소를 함유한 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
    상기 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 스택을 포함하며,
    상기 스택은 전극-전해질 합성체(MEA)와 이 MEA의 양면에 배치되어 수소와 산소를 각각 공급하는 세퍼레이터로 이루어지는 하나 이상의 전기 발생부를 포함하고,
    상기 세퍼레이터들은 상호 대향 배치되는 한 쌍 이상의 자석을 포함하는 연료 전지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 쌍으로 이루어지는 자석들은 사각형 세퍼레이터의 각 꼭지점 부근에 구비되는 연료 전지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터들은 MEA를 사이에 두고 상호 결합되도록 세퍼레이터의 평면에 대하여 수직하는 방향으로 돌출 형성되는 돌기부를 구비하는 연료 전지 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 돌기부에 형성되는 연료 전지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터와 MEA는 적층되는 다른 세퍼레이터와의 결합 방향을 일치시키도록 그 일측에 결합 유도부를 구비하는 연료 전지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결합 유도부는 세퍼레이터의 평면에 대한 수직 방향 일측에 오목하고 다른 일측에 볼록하게 형성되는 연료 전지 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 MEA는 세퍼레이터의 연료통로 및 공기통로에 대응되는 활성 영역과, 이 활성 영역의 주위에 구비되는 비활성 영역을 포함하는 연료 전지 시스템.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 MEA는 상기 돌기부가 관통되는 관통구를 구비하는 연료 전지 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 관통구는 비활성 영역에 구비되는 연료 전지 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 활성 영역과 비활성 영역 사이에는 실링부재가 구비되는 연료 전지 시스템.
  11. 연료 전지 시스템의 연료 공급부와 공기 공급부로부터 각각 공급되는 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키도록 전극-전해질 합성체(MEA)와 이 MEA의 양면에 배치되는 세퍼레이터로 이루어지는 하나 이상의 전기 발생부를 포함하고,
    상기 세퍼레이터들은 상호 대향 배치되는 한 쌍 이상의 자석을 포함하는 연료 전지 시스템의 스택.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터들은 MEA를 사이에 두고 상호 결합되도록 세퍼레이터의 평면에 대하여 수직하는 방향으로 돌출 형성되는 돌기부를 구비하는 연료 전지 시스템의 스택.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 돌기부에 형성되는 연료 전지 시스템의 스택.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터와 MEA는 적층되는 다른 세퍼레이터와의 결합 방향을 일치시키도록 그 일측에 결합 유도부를 구비하는 연료 전지 시스템의 스택.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 결합 유도부는 세퍼레이터의 평면에 대한 수직 방향 일측에 오목하고 다른 일측에 볼록하게 형성되는 연료 전지 시스템의 스택.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 MEA는 상기 돌기부가 관통되는 관통구를 구비하는 연료 전지 시스템의 스택.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100949423B1 (ko) * 2008-05-28 2010-03-24 파나소닉 주식회사 연료전지
WO2013069888A1 (ko) * 2011-11-10 2013-05-16 주식회사 에이치투 가이드 핀이 없는 스택 조립체를 구비하는 연료전지 또는 레독스 흐름전지
KR20170118322A (ko) * 2016-04-15 2017-10-25 주식회사 엘지화학 간편한 결합 구조를 가지는 전지셀 위치 정렬 수단을 포함하는 셀 제조 장치
US10622661B2 (en) 2017-11-07 2020-04-14 Hyundai Motor Company Fuel cell stack

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