KR20060094275A

KR20060094275A - Fuel cell system

Info

Publication number: KR20060094275A
Application number: KR1020050015315A
Authority: KR
Inventors: 노형곤
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-08-29

Abstract

본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 연료와 산화제 가스의 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 스택과, 상기 스택을 내장시키는 패키지부와, 상기 패키지부에 설치되어 상기 스택의 운전 정보를 디스플레이시키는 디스플레이부를 포함한다.A fuel cell system according to the present invention includes a stack for generating electrical energy by a reaction between a fuel and an oxidant gas, a package unit in which the stack is embedded, and a display unit installed in the package unit to display operation information of the stack. Include.

연료전지, 스택, 패키지부, 디스플레이부, 제어부 Fuel cell, stack, package part, display part, control part

Description

Fuel Cell System {FUEL CELL SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 외관 구조를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating an external structure of a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 개략적인 단면 구성도이다.3 is a schematic cross-sectional view of FIG. 2.

본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템 전반의 운전 정보를 디스플레이시킬 수 있는 구조의 연료 전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system having a structure capable of displaying operation information of the system as a whole.

알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 메탄올, 에탄올, 천연 가스와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와, 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 발전 시스템이다.As is known, a fuel cell is a power generation system that generates electrical energy through an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen contained in a hydrocarbon-based material such as methanol, ethanol and natural gas.

이러한 연료 전지에 있어 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 편의상 PEMFC라 한다)는 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지는 바, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.The polymer electrolyte fuel cell (PEMFC, hereinafter called PEMFC for convenience), which has been recently developed in such a fuel cell, has excellent output characteristics, low operating temperature, and fast start-up and response characteristics. As well as mobile power sources such as automobiles, as well as distributed power sources such as homes, public buildings and small power sources such as for electronic devices has a wide range of applications.

상기와 같은 PEMFC 방식을 채용한 연료 전지 시스템은 스택(stack), 개질기(Reformer), 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 스택은 다수의 단위 셀로 이루어진 전기 발생 집합체를 형성하며, 연료 펌프는 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기는 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 이 수소 가스를 스택으로 공급한다. 따라서, 본 시스템은 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.The fuel cell system employing the PEMFC system as described above includes a stack, a reformer, a fuel tank, a fuel pump, and the like. The stack forms an electricity generating assembly consisting of a plurality of unit cells, and the fuel pump supplies the fuel in the fuel tank to the reformer. The reformer reforms the fuel to generate hydrogen gas and supplies this hydrogen gas to the stack. Thus, the system supplies the fuel in the fuel tank to the reformer by operation of the fuel pump, and reforms the fuel in the reformer to generate hydrogen gas. Then, the hydrogen gas is supplied to the stack, and air is supplied to the stack through a separate pump or the like. The stack then electrochemically reacts the hydrogen gas with oxygen contained in the air to generate electrical energy.

한편, PEMFC와 다른 방식의 연료 전지 시스템은 연료를 직접 스택으로 공급하여 이 연료에 함유된 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell : DMFC, 이하 DMFC라 한다) 방식을 채용할 수 있다. 이러한 직접 메탄올형 연료 전지 방식을 채용한 연료 전지 시스템은, 고분자 전해질형 연료 전지 방식을 채용한 시스템과 달리, 개질기를 필요로 하지 않으며, 펌프나 팬 등의 구동에 의하여 연료와 공기를 스택으로 공급하지 않고 자연 대류 작용이나 모세관 작용 등에 의하여 연료와 공기를 스택으로 공급할 수도 있다.On the other hand, PEMFC and other types of fuel cell systems are direct methanol fuel cells (DMFCs) that supply fuel directly to the stack and generate electrical energy through electrochemical reactions of hydrogen and oxygen contained in the fuel. Or DMFC). Unlike the system employing the polymer electrolyte fuel cell system, the fuel cell system employing the direct methanol fuel cell system does not require a reformer and supplies fuel and air to the stack by driving a pump or a fan. Instead, fuel and air can be supplied to the stack by natural convection or capillary action.

상기와 같이 구성되는 연료 전지 시스템은 특히, 노트북 PC, PDA, 이동통신 단말기와 같은 전자기기 또는 가정용으로 사용하는 바, 시스템 전반의 운전 정보 예컨대, 스택의 구동에 관한 데이터 또는 연료에 관한 데이터 또는 시스템의 사용 등에 관한 데이터를 사용자가 인지하도록 전자기기의 디스플레이 화면 또는 시스템과 케이블에 의해 연결되는 별도의 모니터 장치를 통해 디스플레이시킨다.In particular, the fuel cell system configured as described above is used in electronic devices such as notebook PCs, PDAs, mobile communication terminals, or the like for home use, and includes general operating information such as data on driving of a stack or data or system on fuel. Data on the use of the display is displayed through the display screen of the electronic device or a separate monitor device connected by a cable with the system so as to recognize the user.

그런데, 종래의 연료 전지 시스템은 상기한 시스템 전반의 운전 정보를 전자기기 또는 모니터 장치를 통해 디스플레이시키므로, 시스템을 제어하는 제어수단과 전자기기 또는 모니터 장치의 인터페이스를 구현하기가 번거로운 문제점이 있었다.However, the conventional fuel cell system displays the operation information of the entire system through the electronic device or the monitor device, there is a problem that it is cumbersome to implement the interface between the control means for controlling the system and the electronic device or monitor device.

본 발명은 상술한 문제점을 감안한 것으로서, 그 목적은 간단한 구조로서 시스템 전반의 운전 정보를 용이하게 디스플레이시킬 수 있는 연료 전지 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a fuel cell system which can easily display operation information of a system as a simple structure.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 연료와 산화제 가스의 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 스택과, 상기 스택을 내장시키는 패키지부와, 상기 패키지부에 설치되어 상기 스택의 운전 정보를 디스플레이시키는 디스플레이부를 포함한다.In order to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention includes a stack for generating electrical energy by a reaction between a fuel and an oxidant gas, a package part for embedding the stack, and a package part installed in the package part. And a display unit for displaying driving information.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 스택의 전반적인 운전을 제어하고, 상기 운전 정보에 상응하는 소정의 제어신호를 상기 디스플레이부로 인가하는 제어부를 포함할 수 있다.The fuel cell system according to the present invention may include a control unit for controlling overall operation of the stack and applying a predetermined control signal corresponding to the operation information to the display unit.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 패키지부가 상기 디스플레이 부를 장착시키기 위한 장착홈을 형성하고 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the package portion forms a mounting groove for mounting the display portion.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode assembly: MEA)를 중심에 두고 이의 양측에 밀착 배치되는 세퍼레이터(Separator)로 이루어진 적어도 1의 전기 발생부를 포함하고 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the stack includes at least one electricity generator including a separator disposed centering on both sides of a membrane-electrode assembly (MEA). have.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 연료가 수소 가스이거나 액상의 연료인 것이 바람직하다.In the fuel cell system according to the present invention, the fuel is preferably hydrogen gas or liquid fuel.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 공기를 통해 상기 산화제 가스를 얻도록 되어 있다.The fuel cell system according to the present invention is adapted to obtain the oxidant gas through air.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 스택이 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrance Fuel Cell: PEMFC)로 구성될 수 있으며, 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell: DMFC)로 구성될 수도 있다.In addition, the fuel cell system according to the present invention, the stack may be composed of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), may be composed of a direct methanol fuel cell (DMFC). have.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

이 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)을 설명하면, 이 연료 전지 시스템(100)은, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 노트북 PC, PDA, 이동통신 단말기기 등과 같은 휴대용 전자기기 또는 가정 등에 전기 에너지를 제공하는 발전 시스템으로서 구성된다.Referring to the fuel cell system 100 according to the present invention with reference to the drawings, the fuel cell system 100 is a portable such as a laptop PC, PDA, mobile communication terminal device through the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen It is comprised as a power generation system which provides electrical energy to an electronic device or a household.

본 시스템(100)은 수소를 함유한 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스와 산화제 가스를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrode Membrane Fuel Cell; PEMFC) 방식을 채용할 수 있다.The system 100 generates a hydrogen gas by reforming a fuel containing hydrogen, and polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) that generates electrical energy by electrochemically reacting the hydrogen gas with an oxidant gas. ) Can be adopted.

대안으로서, 본 시스템(100)은 상기한 연료를 직접적으로 제공받아 이 연료 중에 함유된 수소와, 별도 공급되는 산화제 가스의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 직접 메탄올형 연료 전지(DMFC: Direct Methanol Fuel Cell) 방식으로 구성될 수도 있다. 특히, 상기한 직접 메탄올형 연료 전지는 펌프나 팬에 의하여 연료와 산화제 가스를 공급받아 상기한 전기 에너지를 발생시키는 액티브형(Active Type) 연료 전지 또는 대류 작용이나 모세관 작용 등에 의하여 연료와 산화제 가스를 공급받아 상기 전기 에너지를 발생시키는 패시브형(Passive Type) 연료 전지로 구성될 수 있다.As an alternative, the system 100 is a direct methanol fuel cell (DMFC) that directly receives the fuel and generates electrical energy through an electrochemical reaction of hydrogen contained in the fuel with an oxidant gas supplied separately. Direct Methanol Fuel Cell) may be configured. In particular, the direct methanol fuel cell is an active type fuel cell that receives the fuel and the oxidant gas by a pump or a fan to generate the electrical energy, or the fuel and the oxidant gas by the convection or capillary action. It may be configured as a passive type fuel cell that is supplied with and generates the electrical energy.

이러한 연료 전지 시스템(100)에 있어 상기 연료라 함은 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스 등과 같이 액상 또는 기체 상태로 이루어진 연료를 의미한다. 그러나 본 실시예에서 설명하는 연료는 편의상 액상으로 이루어진 연료를 의미한다.In the fuel cell system 100, the fuel refers to a fuel made in a liquid or gaseous state such as methanol, ethanol or natural gas. However, the fuel described in this embodiment means a fuel made of a liquid phase for convenience.

그리고 본 시스템(100)은 수소와 반응하는 산화제 가스로서 별도의 저장수단에 저장된 산소 가스를 사용할 수 있으며, 산소를 함유하고 있는 공기를 사용할 수도 있다. 그러나 이하에서는 후자의 예를 설명한다.The system 100 may use oxygen gas stored in a separate storage means as an oxidant gas that reacts with hydrogen, and may use air containing oxygen. However, the latter example is explained below.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템(100)은, 기본 적으로 수소와 산소의 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 스택(10)과, 이 스택(10)을 내장시키는 패키지부(40)를 포함하여 구성된다.The fuel cell system 100 according to the embodiment of the present invention as described above basically comprises a stack 10 for generating electrical energy by reaction of hydrogen and oxygen, and a package part incorporating the stack 10. 40 is comprised.

상기 스택(10)은 복수의 전기 발생부(11)를 연속적으로 배치하여 이들 전기 발생부(11)들의 집합체 구조로 이루어지는 바, 이러한 전기 발생부(11)는 통상적인 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(13)를 밀착 배치하여 구성된다. 이 때 상기 일측 세퍼레이터(13)는 수소 가스 또는 연료를 막-전극 어셈블리(12)로 공급하는 기능을 하게 되며, 상기 다른 일측 세퍼레이터(13)는 공기를 막-전극 어셈블리(12)로 공급하는 기능을 하게 된다. 그리고 상기 MEA(12)는 일면에 애노드 전극이 위치하고 다른 일면에 캐소드 전극(도시하지 않음)이 위치하며, 상기 두 전극 사이에 전해질막(Membrane)이 위치하는 구조로 이루어져 있다. 여기서 상기 애노드 전극은 수소 가스 또는 연료 중에 함유된 수소를 산화 반응시켜 수소 이온(프로톤)과 전자로 변환시키는 기능을 하게 된다. 캐소드 전극은 상기 애노드 전극으로부터 이동된 수소 이온과 공기 중에 함유된 산소를 환원 반응시켜 소정 온도의 열과 수분을 발생시키는 기능을 하게 된다. 그리고 전해질막은 애노드 전극에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극으로 이동시키는 이온 교환의 기능을 하게 된다.The stack 10 has a plurality of electricity generators 11 arranged in series to form an aggregate structure of these electricity generators 11, and this electricity generator 11 is a conventional membrane-electrode assembly (Membrane Electrode). Assembly (MEA) (12) centered on the both sides of the separator 13 is arranged in close contact. At this time, the one side separator 13 functions to supply hydrogen gas or fuel to the membrane-electrode assembly 12, and the other side separator 13 functions to supply air to the membrane-electrode assembly 12. Will be The MEA 12 has a structure in which an anode electrode is disposed on one surface and a cathode electrode (not shown) is positioned on the other surface, and an electrolyte membrane is positioned between the two electrodes. Here, the anode electrode functions to oxidize hydrogen contained in hydrogen gas or fuel to convert hydrogen ions (protons) into electrons. The cathode electrode functions to reduce and react hydrogen ions moved from the anode electrode with oxygen contained in air to generate heat and moisture at a predetermined temperature. The electrolyte membrane functions as an ion exchange to move hydrogen ions generated at the anode electrode to the cathode electrode.

한편, 본 발명에 의한 연료 전지 시스템(100)은, 상기한 스택(10)이 고분자 전해질형 연료 전지로 구성되는 경우, 도면에 가상선으로 도시한 바와 같이 연료로부터 수소 가스를 발생시키고 이 수소 가스를 스택(10)으로 공급하는 연료 공급원(20)과, 공기를 상기 스택(10)으로 공급하는 공기 공급원(30)을 포함할 수 있다.On the other hand, in the fuel cell system 100 according to the present invention, when the stack 10 is composed of a polymer electrolyte fuel cell, the hydrogen gas is generated from fuel as shown by an imaginary line in the figure. It may include a fuel supply source 20 for supplying to the stack 10, and an air supply source 30 for supplying air to the stack (10).

이 연료 공급원(20)은 연료를 저장하는 연료 탱크(21)와, 상기 연료 탱크(21)에 연결 설치되어 연료를 배출시키는 연료 펌프(23)와, 상기 연료 탱크(21)와 스택(10) 사이에 배치되어 연료 탱크(23)로부터 연료를 공급받아 이 연료로부터 수소 가스를 발생시키고 상기 수소 가스를 스택(10)의 전기 발생부(11)로 공급하는 개질기(25)를 포함한다. 이러한 연료 공급원(20)에 있어 상기 개질기(25)는 열 에너지에 의한 개질 촉매 반응 예컨대, 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응을 통해 상기한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 것이 바람직하다. 그리고 상기 개질기(25)는 예컨대 수성가스 전환 방법, 선택적 산화 방법 등과 같은 촉매 반응 또는 분리막을 이용한 수소의 정제 등과 같은 방법으로 상기 일산화탄소의 농도를 저감시키는 것이 바람직하다.The fuel supply source 20 includes a fuel tank 21 for storing fuel, a fuel pump 23 connected to the fuel tank 21 to discharge fuel, the fuel tank 21 and the stack 10. And a reformer 25 that receives the fuel from the fuel tank 23 to generate hydrogen gas from the fuel and supplies the hydrogen gas to the electricity generating unit 11 of the stack 10. In such a fuel source 20, the reformer 25 preferably generates hydrogen gas from the fuel through a catalytic reaction such as steam reforming, partial reforming or autothermal reaction with thermal energy. In addition, the reformer 25 may reduce the concentration of the carbon monoxide by, for example, a catalytic reaction such as a water gas conversion method, a selective oxidation method, or purification of hydrogen using a separator.

그리고 공기 공급원(30)은 도면에 가상선으로 도시한 바와 같이, 공기를 흡입하고 이 공기를 상기 스택(10)의 전기 발생부(11)로 공급할 수 있는 공기 펌프(31)를 포함한다.And the air supply source 30 includes an air pump 31 which can suck air and supply this air to the electricity generating part 11 of the stack 10, as shown by a virtual line in the figure.

다른 한편으로, 본 발명에 의한 연료 전지 시스템(100)은, 상기한 스택(10)이 직접 메탄올형 연료 전지 특히, 액티브형(Active Type) 연료 전지로 구성되는 경우, 전술한 바와 같은 연료 공급원(20)에 있어 개질기(25)를 제외한 연료 탱크(21) 및 연료 펌프(23)를 구비하고, 전술한 바와 같은 공기 공급원(30)을 구비할 수 있다. 그리고 상기한 스택(10)이 패시브형(Passive Type) 연료 전지로 구성되는 경우, 상기 연료 공급원(20)과 공기 공급원(30)은 필요로 하지 않으며, 대류 작용이나 모세관 작용 등에 의하여 연료와 공기를 공급받아 연료 중에 함유된 수소와 공기 중에 함유된 산소의 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 구조로 이루어진다.On the other hand, in the fuel cell system 100 according to the present invention, when the stack 10 is composed of a direct methanol type fuel cell, in particular, an active type fuel cell, the fuel source as described above ( The fuel tank 21 and the fuel pump 23 except the reformer 25 in the case 20 may be provided, and the air supply source 30 as described above may be provided. In addition, when the stack 10 is configured as a passive type fuel cell, the fuel supply source 20 and the air supply source 30 are not required, and fuel and air may be supplied by convection or capillary action. It is composed of a structure that generates electrical energy by the reaction of the hydrogen contained in the fuel supplied with the fuel contained in the air.

이상에서와 같은 스택(10) 및/또는 연료 공급원(20), 공기 공급원(30)을 내장시키는 패키지부(40)는 하우징 형태로서 구비되며, 바람직하게는 육면체 형상의 외형을 가진다.The stack 10 and / or the fuel supply source 20 and the package part 40 containing the air supply source 30 as described above are provided as a housing shape, and preferably have a hexahedral shape.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 외관 구조를 도시한 사시도로서, 상기와 같이 구성되는 연료 전지 시스템(100)에, 본 발명에 따른 디스플레이부(50)가 제공되는 바, 이 디스플레이부(50)는 스택(10: 도 1) 등 시스템 전반의 운전 정보를 화상으로 구현하는 기능을 하게 된다.2 is a perspective view illustrating an external structure of a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the display unit 50 according to the present invention is provided in the fuel cell system 100 configured as described above. The display unit 50 functions to implement operating information of the entire system such as the stack 10 (FIG. 1) as an image.

상기에서 디스플레이부(50)는 뒤에서 더욱 설명하는 제어부(60: 도 3)에 의해 제어되어 상기한 스택(10: 도 1) 등의 운전 정보를 디스플레이시키는 화상 패널 예컨대, 공지 기술의 액정 소자, 유기 발광 소자, 전계 방출 소자 등을 구비한다. 이러한 디스플레이부(50)는 사각형, 원형 또는 타원형 바람직하게는 사각형 형태를 취하며, 패키지부(40)의 표면에 오목하게 형성된 장착홈(41)에 형태의 결합을 이루어면서 장착될 수 있다.In the above, the display unit 50 is controlled by the control unit 60 (FIG. 3), which will be described later, to display driving information of the stack 10 (FIG. 1) and the like. A light emitting element, a field emission element, etc. are provided. The display unit 50 may have a quadrangular, circular or oval shape, preferably a quadrangular shape, and may be mounted while forming a shape in a mounting groove 41 formed concave on the surface of the package 40.

여기서 상기 디스플레이부(50)는 시스템 전반의 운전 정보 예컨대, 연료 공급량, 연료의 잔량, 연료의 농도, 공기 공급량, 수분의 농도, 시스템의 사용 시간 등에 대한 시스템 정보를 디스플레이시켜 사용자로 하여금 이러한 상기한 시스템의 운전 정보를 모니터링할 수 있게 한다.In this case, the display unit 50 displays system information on overall operation information of the system, for example, fuel supply amount, fuel remaining amount, fuel concentration, air supply amount, moisture concentration, system use time, and the like. Allows monitoring of operating information of the system.

도 3은 도 2의 개략적인 단면 구성도로서, 이와 같은 디스플레이부(50)는 패 키지부(40) 내에 설치된 제어부(60)에 의해 제어되는 바, 이 제어부(60)는 시스템 전반의 운전을 제어하고, 상기 운전 정보에 상응하는 소정의 제어신호를 상기 디스플레이부(50)로 인가하여 시스템 전반의 운전 상태를 화상으로 디스플레이시키도록 디스플레이부(50)를 구동시키는 기능을 하게 된다. 이러한 제어부(60)는 인버터, 컨버터 및 각종 제어 회로를 구비하는 통상적인 구조의 마이컴을 구비한다.3 is a schematic cross-sectional view of FIG. 2, wherein the display unit 50 is controlled by a control unit 60 installed in the package unit 40, and the control unit 60 operates the entire system. The control unit may be configured to drive the display unit 50 to display a driving state of the system as an image by applying a predetermined control signal corresponding to the driving information to the display unit 50. The control unit 60 includes a microcomputer of a conventional structure including an inverter, a converter, and various control circuits.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)의 작용시, 수소 가스 또는 연료를 세퍼레이터(13)를 통해 MEA(12)의 애노드 전극으로 공급한다. 이와 동시에, 상기 세퍼레이터(13)를 통해 공기를 MEA(12)의 캐소드 전극으로 공급한다. 그러면 스택(10)의 각 전기 발생부(11)에서는 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 기설정된 출력량의 전기 에너지를 발생시킨다.In the operation of the fuel cell system 100 according to the present invention configured as described above, hydrogen gas or fuel is supplied to the anode electrode of the MEA 12 through the separator 13. At the same time, air is supplied to the cathode of the MEA 12 through the separator 13. Then, each electric generator 11 of the stack 10 generates electric energy of a predetermined output amount through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.

이러는 과정에서, 제어부(60)는 스택(10) 및/또는 연료 공급원(20), 공기 공급원(30) 등의 운전을 제어하고, 이에 상응하는 제어 신호를 디스플레이부(50)로 인가한다. 따라서 디스플레이부(50)는 상기한 제어신호를 처리하여 스택(10) 등 시스템 전반의 운전 정보를 화상으로 디스플레이시킨다.In this process, the controller 60 controls the operation of the stack 10 and / or the fuel supply source 20, the air supply source 30, and the like, and applies a control signal corresponding thereto to the display unit 50. Therefore, the display unit 50 processes the above-described control signal to display the operation information of the overall system such as the stack 10 as an image.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 시스템 전반의 운전 정보를 디스플레이 시키는 디스플레이부를 패키지부에 설치함에 따라, 종래와 같이 시스템의 컨트롤러와 전자기기 또는 모니터 장치에 대한 인터페이스를 구성할 필요가 없다. 따라서 전체 시스템의 구조 및 제어 프로세스를 간단하게 구현할 수 있으며, 시스템의 신뢰성을 향상시키고 상대적으로 경쟁적 우위를 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by installing the display unit for displaying the operation information of the system as a whole, there is no need to configure the interface of the controller and the electronic device or the monitor device of the system as in the prior art. Therefore, it is possible to simply implement the structure and control process of the whole system, improve the reliability of the system and secure a relatively competitive advantage.

Claims

A stack for generating electrical energy by reaction of fuel and oxidant gas;

A package unit for embedding the stack; And

A display unit installed in the package unit to display operation information of the stack;

Fuel cell system comprising a.

The method of claim 1,

And a control unit controlling overall operation of the stack and applying a predetermined control signal corresponding to the operation information to the display unit.

The method of claim 1,

And the package portion forms a mounting groove for mounting the display portion.

The method of claim 1,

The stack includes at least one electricity generator including a separator disposed at both sides of a membrane-electrode assembly (MEA) and closely disposed at both sides thereof.

The method of claim 1,

A fuel cell system wherein the fuel is hydrogen gas.

The method of claim 1,

A fuel cell system wherein the fuel is a liquid fuel.

The method of claim 1,

And a fuel cell system adapted to obtain the oxidant gas through air.

The method according to claim 1 or 5,

A fuel cell system in which the stack is composed of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC).

The method according to claim 1 or 6,

A fuel cell system in which the stack consists of a direct methanol fuel cell (DMFC).