KR20060044324A

KR20060044324A - 연료 전지 시스템

Info

Publication number: KR20060044324A
Application number: KR1020050020719A
Authority: KR
Inventors: 유우스케 사토; 에이이치 사카우에; 케이 마츠오카; 겐타로 도미오카
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2006-05-16
Also published as: KR100733441B1; US7479338B2; CN100338808C; CN1670995A; US20050208352A1; JP4296109B2; JP2005259647A

Abstract

본 발명의 연료 전지 시스템은 하나 이상의 연료 전지 셀로 이루어진 연료 전지 스택과, 상기 연료 전지와 접속되어 상기 연료 전지로부터의 배출물을 흐르게 하는 배출로와, 상기 배출물을 제어된 온도로 냉각시키는 냉각기를 구비하는 것을 목적으로 한다.

Description

연료 전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM}

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 모식도.

도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 모식도.

도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 모식도.

도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 모식도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 연료 전지 시스템

3 : 연료 전지 스택

5 : 애노드

7 : 캐소드

9 : 연료 탱크

11 : 혼합 탱크

29 : 애노드측 냉각기

31 : 캐소드측 냉각기

33 : 물 수집 탱크

39, 41 : 송풍기

43 : 제어 장치

<관련 특허 출원과의 상호 관련>

본 출원은 여기에서의 인용에 의해 본 명세서에 참조 문헌으로 포함되는, 일본 특허 출원 제2004-072988호(2004년 3월 15일에 출원)를 우선권으로 주장한다.

본 발명은 연료 전지 스택으로부터의 배출액으로부터 물을 회수하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.

직접형 메탄올 연료 전지(DMFC)는 연료 전지의 일종으로서, 메탄올을 개질(改質)하지 않고 직접 이용할 수 있다. 일반적으로, 직접형 메탄올 연료 전지는 복수의 셀을 포함하는 연료 전지 스택을 구비하고 있다. 각 셀은 캐소드 촉매층, 캐소드 가스 확산층, 애노드 촉매층, 애노드 가스 확산층, 및 상기 캐소드 촉매층과 애노드 촉매층 사이에 개재된 전해질막으로 이루어지는 막전극 접합체(MEA)를 구비하고 있다. 메탄올과 물의 혼합물이 애노드에 공급되고, 공기가 캐소드에 공급된다. 연료 전지중의 반응 결과로서, 물이 생성되어 캐소드로부터 배출된다.

물은 DMFC 내의 반응을 위해 필요하며, 생성된 물은 자주 회수된다. 일본 특허 공개 제2002-110199호는 캐소드로부터 배출된 물을 회수하는 관련 기술을 개시하고 있다. 본 관련 기술에 따르면, 연료 전지 시스템은 혼합 탱크를 구비하고, 회수된 물과 연료 탱크로부터 공급된 연료는 혼합 탱크 속에서 혼합되어 혼합물을 형 성한다. 상기 물은 상기 혼합물에 함유되어 DMFC의 애노드에 공급된다. 그러나, 회수된 물은 비교적 고온이기 때문에 혼합 탱크 속의 혼합물의 온도 상승의 원인이 될 수 있다. 이러한 온도 상승은 메탄올의 증기압을 상승시키고, 증발한 메탄올은 혼합 탱크로부터의 배기 중에 잃게 되므로, 메탄올의 손실 증대로 이어진다.

본 발명의 제1 국면에 따르면, 연료 전지 시스템은 각각 애노드와 캐소드를 갖는 하나 이상의 연료 전지 셀과, 상기 애노드로 연료를 공급하는 혼합 탱크와, 상기 연료 전지와 접속되어 상기 연료 전지로부터의 배출물을 상기 혼합 탱크로 흐르게 하는 배출로와, 상기 배출로 상에 구비되어 상기 배출물을 제어된 온도로 냉각시키는 냉각기를 구비한다.

본 발명의 제2 국면에 따르면, 연료 전지 시스템은 하나 이상의 연료 전지 셀을 갖는 연료 전지 스택과, 상기 연료 전지 스택으로부터의 배출물을 배출하는 배출로와, 상기 연료 전지 스택으로 연료를 공급하는 혼합 탱크와, 상기 배출물로부터 물을 제어할 수 있는 양으로 응축하고, 상기 물을 상기 혼합 탱크로 회수하는 냉각기를 구비한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(1)은 연료 전지 스택(3), 연료 탱크(9) 및 혼합 탱크(11)를 구비한다. 연료 전지 스택은 하나 이상의 연료 전지로 구성되며, 각 연료 전지는 애노드(5), 캐소드(7) 및 이들에 끼워진 막전극 접합체(MEA)를 구비한다. MEA는 캐소드 촉매층, 캐소드 가스 확 산층, 애노드 촉매층, 애노드 가스 확산층, 및 상기 캐소드 촉매층와 애노드 촉매층 사이에 끼워진 전해질막으로 이루어진다(도시 생략). 물론, 상기 연료 전지 시스템(1)에는 복수의 애노드(5)와 복수의 캐소드(7)가 포함되지만, 이하에서는, 설명의 편의상, 하나의 애노드(5)와 하나의 캐소드(7)의 경우에 대해서 설명한다.

연료 탱크(9)는 펌프(P1)를 통한 접속로(13)를 경유하여 혼합 탱크(11)로 접속되어 있다. 혼합 탱크(11)는 펌프(P2)를 통한 연료 공급로(15)를 경유하여 애노드(5)로 접속되어 있다. 유출로(17)는 애노드(5)를 혼합 탱크(11)로 접속하고 있고, 애노드 냉각기(29)를 구비한다.

혼합 탱크(11)에 저장되는 메탄올과 물의 혼합물은 연료 공급로(15)를 경유하여 애노드(5)로 공급되어 반응에 이용된다. 애노드(5)로부터의 배출 가스에 포함되는 미반응의 메탄올 수용액은 애노드측 냉각기(29)로 냉각되고, 유출로(17)를 경유하여 혼합 탱크(11)로 회수된다.

혼합 탱크(11)는 배기로(21)에도 접속되어 있다. 배기로(21)는 캐소드(7)로부터의 배출로(25)와 합류하고 있다. 배출로(25)는 물 수집 탱크(33)를 갖는 캐소드측 냉각기(31)를 구비하고, 연료 전지(1)의 외부로 연통하게 된다. 물 수집 탱크(33)는 펌프(P4)를 통한 접속로(37)를 경유하여 혼합 탱크(11)와 접속되고, 물을 혼합 탱크(11)로 공급하도록 되어 있다.

송풍기(39, 41) 및 통풍로(39A, 41A)가 더 구비되어 있다. 송풍기(39)는 통풍로(39A)를 지나 애노드측 냉각기(29)로 공기를 보내고, 송풍기(41)는 통풍로(41A)를 지나 캐소드측 냉각기(31)로 공기를 보내도록 되어 있다. 송풍기(39, 41) 는 송풍량에 관하여 각각 제어 가능하고, 제어 장치(43)가 그 제어를 위해 구비되며, 이로써 냉각기(29, 31)의 냉각 능력을 제어할 수 있다.

제어 장치(43)는 송풍기(39, 41)의 송풍량을 연료 전지 스택(3)의 발전량, 발열량 등에 관한 상태에 따라 제어하도록 구성되어 있다. 애노드측 냉각기(29), 캐소드측 냉각기(31), 혼합 탱크(11) 또는 연료 전지 스택(3) 주위의 온도는 센서(도시되어 있지 않음)에 의해 측정할 수 있도록 되어 있다. 제어 장치(43)는 전류 내지 온도의 값과, 필요한 송풍량의 관계 데이터에 관한 데이터 테이블을 저장하고 있다. 제어 장치(43)는 상기 센서(도시 생략)에 의한 측정값과 상기 데이터 테이블에 기초하여 송풍기(39, 41)의 송풍량을 제어한다. 예컨대, 데이터 테이블은 발전 전류값, 온도와 송풍기(39, 41)의 송풍 모터 회전 속도와의 관계를 갖고 있다. 송풍 모터 회전 속도는 송풍량에 영향을 미친다.

연료로서 혼합 탱크(11)에 저장되어 있는 메탄올과 물의 혼합물이 애노드(5)로 공급되고, 공기가 캐소드(7)로 공급되면, 애노드 반응

CH₃OH ＋ H₂O → CO₂＋6H^＋＋6e^-

가 애노드(5)에서 일어나고, 캐소드 반응

3/2O₂＋ 6H^＋＋ 6e^- →3H₂O

가 캐소드(7)에서 일어난다. 애노드(5)의 메탄올은 부분적으로 캐소드(7)로 크로스오버하고, 산화 반응

CH₃OH ＋ 3/2O₂→CO₂＋ 2H₂O

가 캐소드에서 일어날 수 있다.

각 셀에서의 상기 애노드 반응에 의해 소비되는 단위 시간당 메탄올(q_MeOH ^a), 단위 시간당 물(q_H2O ^a) 및 단위 시간당 이산화탄소(qco₂ ^a)는 하기 수학식 1, 수학식 2 및 수학식 3에 의해 표시된다.

여기서, F는 패러데이 정수, 1_op는 전류, I_c.o.는 크로스오버 메탄올 양으로부터 환산한 프로톤 전류, n_d는 프로톤 1개당 운반되는 물의 수, 및 α는 투과 및 확산에 의해 이동하는 물의 몰 플럭스이다. 연료 전지 스택(3)이 N개의 연료 전지로 이루어진 경우는, 이들 값에 N을 곱해야 한다.

각 셀에 있어서의 상기 캐소드 반응에 의해 소비되는 단위 시간당 산소 (qo₂ ^C), 단위 시간당 물(_qH2Oc) 및 단위 시간당 이산화탄소(qco₂ ^a)는 하기 수학식 4, 수학식 5 및 수학식 6에 의해 표시된다.

연료 전지 스택(3)이 N개의 연료 전지로 이루어지는 경우는, 이들 값에 N을 곱한 것이다.

캐소드(7)에 존재하는 물은 액체의 물과 그때마다의 온도에 따른 포화 증기압을 갖는 수증기가 되는 경향을 갖는다. 온도 제어, 즉 이 경우는 냉각에 의한 포화 수증기압의 제어는 회수되는 물과 배기되는 물의 비율 제어도 초래한다.

한편, 발전(캐소드 반응)에 따라 생성되는 물의 양은 수학식 5의 우측 변의 제1 항으로서 표현되고, 수학식 7에 의해 표시된다.

연료 전지 스택(3)이 N개의 연료 전지로 이루어지는 경우는, 이 값에 N을 곱해야 한다.

외기로 방출하는 것이 허용되는 물의 양은 하기 수학식 5에서 수학식 2를 뺀 나머지로서, 하기 수학식 8에 의해 표시된다.

연료 전지 스택(3)이 N개의 연료 전지로 이루어진 경우는 이 값에 N을 곱해야 한다.

수학식 8의 우측 변의 제1 항은 수학식 7의 우측 변의 3분의 2에 해당하고, 제2 항은 크로스오버 메탄올로부터 발생하는 물에 해당한다. 즉, 전지 반응에 의해 생성되는 물의 양의 3분의 2와, 크로스오버에 의해 생성되는 물의 전량은 외기로 배출하여도 좋다. 수학식 7에 의해 표시되는 물의 나머지 3분의 1은 연료 전지 시스템(1)내에서 필요한 물의 요구량을 만족하도록 회수되어야 한다. 따라서, 필요량을 만족하는 물을 회수하기 위해서는 캐소드(7)로부터 배출되는 가스에서의 물의 포화 증기압(P^sat _H2O)이 하기 수학식 9를 만족해야 한다.

여기서, T_{fln_cathode}는 회수하기 위해 필요한 양의 물의 응축에 필요한 온도이고, F_{cathode_out}는 단위 시간당 캐소드(7)로부터 배출되는 가스의 유량이며, P는 캐소드측 냉각기(31)에 있어서의 가스압이다. P^sat _H2O(T)는 온도 T의 함수로서, 실험적으로 평가된다. 그렇기 때문에, 연료 전지 시스템(1)내에서 필요한 양을 만족하는 양의 물을 회수하기 위한 온도 T_fln-cathode는 수학식 9로부터 산출되는 하기 수학식 10은 수증기압과 온도의 관계의 일례를 나타낸다.

캐소드측 냉각기(31)의 온도를 수학식 9에 의해 부여되는 온도 T_{fin_cathode}로 제어하면, 캐소드(7)로부터 배출되는 배출물로부터 필요한 양의 물이 응축되어 회수된다. 캐소드 냉각기(31)의 온도는 제어 장치(43)의 제어 하에 저장되어 있는 데이터 테이블에 기초하여 송풍기(41)의 송풍량에 의해 제어된다.

수학식 9로부터 이해되는 바와 같이, 연료 전지 스택(3)에 의해 발전되는 전류값에 따라 캐소드측 냉각기(31)의 필요한 온도는 변화될 수 있다. 제어 장치(43)는 전류값을 검출하고, 그것에 의해 냉각기(29, 31)의 냉각 효율을 적절히 제어하기 위해 송풍기(39, 41)의 송풍량을 제어한다. 또는, 냉각기(31)의 온도는 통상의 온도 피드백 방법에 의해 제어된다.

전술한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 애노드측 냉각기(29)에 있어서는 연료 전지 스택(3)으로부터 배출되는 배출물로부터, 물이 과부족 없이 회수된다. 즉, 혼합 탱크(11)에 저장되어 있는 연료로서의 메탄올과 물의 혼합물이 애노드(5)에 공급되고, 공기가 캐소드(7)에 공급됨으로써, 발전이 행해진다. 이 때, 애노드(5)로부터 배출된 배출물은 애노드측 냉각기(29)에 냉각되고, 미반응의 물과 메탄올이 적당한 온도로 냉각되어 혼합 탱크(11)로 회수된다.

캐소드(7)로부터 배출된 배출물은 캐소드측 냉각기(31)에서 냉각된다. 이 때 응축된 물은 물 수집 탱크(33)로 보내지고, 과도한 배출물은 배기로(35)에서 외기로 배출된다. 물 수집 탱크(33)에 회수된 물은 연료 탱크(9)로부터 혼합 탱크(11)에 공급된 메탄올을 희석하기 위해서 재이용된다.

따라서, 연료 탱크(9)에 저장된 메탄올은 미리 희석해 둘 필요가 없고, 그렇기 때문에 농후 메탄올을 사용할 수 있다. 나아가서는, 농후 메탄올을 희석하기 위한 물탱크도 필요가 없고, 그 때문에 전체의 구성을 간편하고 또한 소형화할 수 있다.

캐소드측 냉각기(31)는 연료 전지 스택(3)의 운전 상황에 따라, 제어 장치(43)에 의한 제어 하에 송풍기(41)의 적절한 제어로써 물을 필요량만큼 회수하므로, 연료 전지 스택(3)으로부터 배출되는 배출물로부터, 과부족 없이 필요량의 물을 회수할 수 있다. 나아가서는, 제어 장치(43)는 송풍기(41)를 최적의 송풍량으로 제어할 수 있으므로, 송풍기(41)의 구동을 위한 전력을 억제할 수 있다.

애노드측 냉각기(29)도 또한, 제어 장치(43)의 제어 하에 송풍기(39)의 적절 한 제어로써 연료 전지 스택(3)을 일정한 온도로 제어하기 위해, 애노드(5)로부터 배출되는 배출물을 적절한 온도로 냉각한다.

연료 전지 스택(3)은 발전에 따라 발열을 일으킨다. 상기 열은 캐소드(7)에서의 물의 증발 잠열로서, 연료 전지 스택(3)으로부터 운반된다. 상기 열은 추가로 애노드와 캐소드 공급물의 현열로서도 연료 전지 스택(3)으로부터 운반된다. 이들 열은 주로 애노드측 냉각기(29)와 캐소드측 냉각기(31)에서의 배출물로부터 방열되고, 또한 연료 전지 스택(3)과 혼합 탱크(11)의 양쪽에서 방열된다. 이에 따라, 연료 전지 스택(3)의 온도는 적절한 범위로 제어된다.

상기 제1 실시 형태는 도 2와 같이 변형될 수 있다. 본 변형에 따르면, 하나의 송풍기(41)가 애노드측 냉각기(29)와 캐소드측 냉각기(31)의 양쪽에 공기를 공급 분배한다. 공기의 분배는 소정의 송풍량에 의해 이루어지지만, 혹은 송기(送氣) 통로(41A, 42B)가 각각 조리개 등을 구비하여 각각의 송풍량을 조절하여도 좋다. 본 변형은 전술한 본 발명의 제1 실시 형태와 실질적으로 동일한 효과를 발휘한다.

본 발명의 제2 실시 형태를 도 3을 참조하여 이하에 설명한다. 이들 도면 및 하기 설명에 있어서, 전술한 제1 실시 형태와 실질적으로 동일한 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 설명의 편의상, 애노드(5)와 캐소드(7)를 서로 별개의 부재로 되어 있는 것처럼 도시하고 있지만, 이들은 사이에 끼워진 MEA와 함께 일체로 형성되어 있어도 좋다. 나아가서는, 송풍기(39, 41)는 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 도 1이나 도 2에 도시된 전술한 제1 실시 형태와 동일하게 구비되어 있다.

개폐 밸브(V1)가 연료 탱크(9)와 펌프(P1) 사이에 개재되어 있다. 펌프(P1)는 접속로(13)에 접속되어 있다. 접속로(13)는 애노드(5)를 애노드측 냉각기(29)와 연락하고 있다. 애노드측 냉각기(29)는 복수의 방열핀(29A)을 구비하고, 송풍기(39; 도 3에는 도시 생략)로부터의 송풍을 받도록 계획되어 구성되어 있다. 기액 분리막(27), 접속로(13)와 냉각기(29) 사이에 개재되어 있다. 배기로(27A)는 혼합 탱크(11)로부터의 배기로(21)와 접속되어 합류한다.

기액 분리막(11A)이 혼합 탱크(11)와 배기로(21)와의 접속부에 설치되어 있다.

배기로(21)는 캐소드(7)로부터의 배출로(25)와 접속되고, 배출로(21, 25)의 접속부 상류에 개폐 밸브(V2)를 구비하고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(1)은 수증기를 응축하여 물과 메탄올을 회수할 수 있고, 또한 혼합 탱크(11)로 되돌아갈 때에는 이들을 충분한 저온으로 냉각할 수 있다. 이에 따라, 혼합 탱크(11)는 비교적 저온으로 유지된다.

캐소드측 냉각기(31)는 복수의 냉각핀(31A)을 구비하고, 송풍기(41; 도 3에는 도시 생략)로부터의 송풍을 받도록 계획되어 구성되어 있으며, 배기로(35)에 접속되어 있다. 배기로(35)는 개폐 밸브(V3)를 구비하고, 개폐 밸브(V3) 하류의 배기로(45)와 접속되어 있다. 배기로(45)는 물 수집 탱크(33)와 접속되고, 캐소드측 냉각기(31)를 바이패스한다. 배기로(45)는 개폐 밸브(V4)를 구비한다. 배기로(35)는 휘발성 유기 물질(VOC)을 흡수 제거하기 위한 흡수 장치(47)와, 개폐 밸브(V5)를 이 순서대로 더 구비한다. 물 수집 탱크(33)를 혼합 탱크(11)와 연락하는 접속로(37)는 역지 밸브(CV)를 구비한다.

송기 통로(49)는 배출로(25)와 접속되어 있고, 그렇기 때문에 물 수집 탱크(33)로 도통하고 있다. 통기 통로(49)는 필터(51)와, 송풍하기 위한 펌프(P5)와, 개폐 밸브(V6)를 구비한다.

캐소드(7)로 공기를 공급하기 위해, 공기 공급로(23)가 구비되어 있다. 공기 공급로(23)는 필터(53)와, 개폐 밸브(V7)를 구비한다.

연료 탱크(9)로부터 공급되는 농후 연료는 애노드(5)로부터 배출되는 배출 유체와 애노드측 냉각기(29)에 있어서 혼합되고, 그렇기 때문에 연료와 배출물이 혼합 탱크(11)에 도달하는 과정에서 균일한 농도가 되도록 충분히 혼합된다.

배기로(45)는 캐소드측 냉각기(31)를 바이패스하는 바이패스로로서 기능하므로, 캐소드측 냉각기(31)는 캐소드(7)로부터의 배출물의 일부를 배기로(45)를 지나 대기로 직접 배출한다. 외기온이 비교적 낮은 경우에 캐소드측 냉각기(31)에 있어서 과도한 양의 물이 응축되는 경우에는, 개폐 밸브(V4)를 개방하고, 개폐 밸브(V3)를 폐쇄함으로써 물의 과응축이 방지된다. 나아가서는, 외기를 송기 통로(49)를 지나 물 수집 탱크(33)로 도입하면, 캐소드측 냉각기(31)에서의 유량의 증가가 초래되어 흐름에 따른 상기 양이 증가하고, 응축수의 양이 감소한다.

반대로, 응축수의 양이 부족한 경우에는, 송풍기(41)의 송풍량을 늘려 냉각 효율을 증가시킴으로써, 상기 수량을 증가시킬 수 있다.

전술한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 회수되는 물의 양을 적절한 범위 로 유지할 수 있기 때문에, 농후한 연료를 사용할 수 있고, 연료 탱크(9)에 저장할 수 있다. 혼합 탱크(11)에 저장되는 메탄올과 물의 혼합물은 비교적 저온으로 유지되며, 그렇기 때문에 혼합 탱크(11)로부터 배출되는 기체에 포함되는 물과 메탄올의 증기가 억제되고, 이로써 연료 효율이 향상된다.

도 4를 참조하게 되면, 본 발명의 제3 실시 형태에는 스펀지와 같은 발포체(55)와, 개폐 밸브(V8)를 갖는 접속로(57)와, 송풍기(59)가 더 구비되어 있다. 발포체(55)는 물 수집 탱크(33)로 수집된 회수수를 흡수하여, 접속로(57)로 보낸다. 송풍기(59)는 발포체(55)로 송풍하도록 구성되어 있다. 캐소드측 냉각기(31)에 있어서 과도한 양의 물이 응축되는 경우에는, 개폐 밸브(V8)를 개방하여, 흡수된 물에 공기를 보냄으로써, 상기 물을 부분적으로 외기로 방출할 수 있다.

이 구성은 본 발명의 상기 어느 하나의 실시 형태와 실질적으로 동일한 효과를 발휘하고, 발포체(55)에 의한 물의 방출 효과를 더 얻을 수 있다.

적합한 실시예에 의해 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 개시 내용에 기초하여 그 기술 분야의 통상의 기술을 가진 자가 실시예의 수정 내지 변형에 의해 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 연료 탱크에 저장된 메탄올은 미리 희석해 둘 필요가 없고, 그렇기 때문에 농후 메탄올을 사용할 수 있다. 이에, 농후 메탄올을 희석하기 위한 물탱크도 필요가 없고, 그 때문에 전체의 구성을 간편하고 또한 소형화할 수 있다.

Claims

각각 애노드와 캐소드를 갖는 하나 이상의 연료 전지 셀과,

상기 애노드에 연료를 공급하는 혼합 탱크와,

상기 연료 전지와 접속되어 상기 연료 전지로부터의 배출물을 상기 혼합 탱크로 흐르게 하는 배출로와,

상기 배출로 상에 구비되어 상기 배출물을 제어된 온도로 냉각시키는 냉각기를 구비한 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 냉각기와 연통하여 상기 배출물로부터 응축된 물을 수집하는 수집 탱크와,

상기 수집 탱크를 상기 혼합 탱크와 연결하는 접속로를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 연료는 메탄올과 물의 혼합물인 것인 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 냉각기에 제어 가능하게 송풍하는 송풍기를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 배출물을 상기 제어된 온도로 제어하기 위해 상기 송풍기를 제어하는 제어 장치를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 셀이 발전하는 전류값과 상기 송풍기에 의해 송풍되는 유량의 관계에 관한 데이터 테이블을 구비하고, 상기 데이터 테이블에 따라 상기 송풍기를 제어하는 것인 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어된 온도는 상기 배출로로부터의 배기에 포함되는 물의 잠열과, 상기 냉각기에서의 배기로 인한 방열과, 상기 셀로부터의 방열과, 상기 혼합 탱크로부터의 방열로서 상기 셀의 발열을 제거하기 위해 결정되는 것인 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어된 온도는 상기 연료 전지 내의 요구를 만족하는 양의 물을 응축하도록 결정되는 것인 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 배출로를 상기 혼합 탱크에 접속하고, 상기 냉각기를 바이패스하는 바이패스 유로를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 송풍기와 냉각기를 접속하는 통풍로를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제2항에 있어서, 상기 응축된 물을 증기로서 방출하는 물 방출체를 더 구비한 연료 전지 시스템.
하나 이상의 연료 전지 셀을 갖는 연료 전지 스택과,

상기 연료 전지 스택으로부터의 배출물을 배출하는 배출로와,

상기 연료 전지 스택에 연료를 공급하는 혼합 탱크와,

상기 배출물로부터 물을 제어된 양으로 응축하고, 상기 물을 상기 혼합 탱크로 회수하는 냉각기를 구비한 연료 전지 시스템.
제12항에 있어서, 상기 연료는 메탄올과 물의 혼합물인 것인 연료 전지 시스템.
제12항에 있어서, 상기 냉각기에 제어 가능하게 송풍하는 송풍기를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제14항에 있어서, 상기 제어된 양을 제어하기 위해 상기 송풍기를 제어하는 제어 장치를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제15항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 셀이 발전하는 전류값과 상기 송풍 기에 의해 송풍되는 유량의 관계에 관한 데이터 테이블을 구비하고, 상기 데이터 테이블에 따라 상기 송풍기를 제어하는 것인 연료 전지 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제어된 양은 상기 배출로로부터의 배기에 포함되는 물의 잠열과, 상기 냉각기에서의 배기로 인한 방열과, 상기 셀로부터의 방열과, 상기 혼합 탱크로부터의 방열로서 상기 셀의 발열을 제거하기 위해 결정되는 것인 연료 전지 시스템,
제12항에 있어서, 상기 제어된 양은 상기 연료 전지 내의 요구를 만족하도록 결정되는 것인 연료 전지 시스템.
제12항에 있어서, 상기 배출로를 상기 혼합 탱크에 접속하고, 상기 냉각기를 바이패스하는 바이패스 유로를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제12항에 있어서, 상기 송풍기와 상기 냉각기를 접속하는 통풍로를 더 구비한 연료 전지 시스템.
제12항에 있어서, 상기 응축된 물을 증기로서 방출하는 물 방출체를 더 구비한 연료 전지 시스템.