KR20060105861A - 연료전지용 혼합탱크 및 이를 구비한 연료전지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스택을 통과한 연료에 녹아져있는 도전성 이온을 제거하여 재순환시킬 수 있도록 혼합펌프의 구조를 개선한 연료전지 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 연료전지 시스템은, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 연료 탱크에 연결 설치되어 연료를 공급하는 연료펌프를 구비한 연료 공급부; 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급펌프를 구비한 산화제 공급부; 상기 전기 발생부에서 미반응된 연료를 회수하여 재순환시키기 위한 재순환 탱크; 및 상기 연료 공급부의 고농도 연료와 상기 재순환 탱크의 저농도 연료를 혼합하여 상기 전기 발생부에 공급하는 혼합 탱크로 구성되며, 상기 혼합탱크는, 탱크 하우징; 상기 탱크 하우징의 일단에 형성되며 재순환되는 저농도의 연료와 고농도의 연료가 혼합된 혼합연료가 유입되는 유입구; 상기 탱크 하우징의 타단에 형성되며 상기 혼합연료를 배출하는 유출구; 및 상기 탱크 하우징 내부에 구비되어 재순환되는 저농도의 연료에서 이온을 제거하기 위한 이온교환체를 포함하여 구성된다.

연료전지, 혼합탱크, 이온교환, 이온교환수지, 다공성물질

Description

연료전지용 혼합탱크 및 이를 구비한 연료전지 시스템{MIXING TANK AND FUEL CELL SYSTEM HAVING THE SAME}

도 1은 종래의 직접메탄올 연료전지의 일예의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 직접메탄올 연료전지의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 혼합탱크의 일실시예를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 혼합탱크의 일실시예를 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 혼합탱크의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

본 발명은 연료전지용 혼합탱크 및 이를 구비한 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스택을 통과한 연료에 녹아있는 도전성 이온을 제거할 수 있는 혼합탱크 및 이를 구비한 연료전지 시스템에 관한 것이다.

연료전지(Fuel cell)는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템으로 작동되는 온도에 따라 고온형 연료전지와 저온형 연료전지로 분류한다.

이중에서 상기 저온형 연료전지로는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 직접액체 연료전지(DLFC: Direct Liquid Feed Fuel Cell)를 들 수 있다. 상기 직접 액체 연료전지에서 연료로 메탄올을 사용하는 경우는 직접메탄올 연료전지(DMFC: Direct Methanol Fuel Cell , 이하 DMFC라고 표기함)라 한다.

상기 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.

상기와 같은 PEMFC 방식을 채용한 연료 전지 시스템은 스택(stack), 개질기(Reformer), 연료 탱크, 연료펌프, 및 공기펌프 등을 구비한다. 스택은 다수의 단위 셀로 이루어진 전기 발생 집합체를 형성하며, 연료펌프는 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기는 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 이 수소 가스를 스택으로 공급한다. 그러면 스택에서는 상기 수소 가스와 공기 중에 함유된 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시킨다.

한편, DMFC는 상술한 PEMFC와 동일한 구조이나, 반응연료로서 수소가스 대신에 액체상태의 메탄올을 직접 사용하기 때문에 연료 개질기 등 주변장치가 필요치 않아 초소형화가 가능하고, 연료의 저장 및 취급이 용이하며, 상온에서 작동가능하므로 무공해 자동차, 가정용 발전 시스템, 이동 통신장비, 의료기기, 군사용 장비, 우주 사업용 장비 등에 사용될 수 있어서 그 응용분야가 매우 다양하다.

상기와 같은 DMFC에서의 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly : MEA, 이하 MEA라 한다)와 세퍼레이터(Bipolar Plate)로 이루어진 단위의 셀이 수 개 내지 수십 개로 적층된 구조로 이루어진다. 여기서 MEA는 전해질막을 사이에 두고 애노드 전극과 캐소드 전극이 부착된 구조를 가진다. 그리고 세퍼레이터는 연료와 공기를 MEA로 공급하는 역할과, 각 MEA의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행한다. 따라서, 세퍼레이터에 의해 애노드 전극에는 연료가 공급되는 반면, 캐소드 전극에는 공기가 공급된다. 이 과정에서 애노드 전극에서는 수소의 산화 반응이 일어나고, 캐소드 전극에서는 산소의 환원반응이 일어나며 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기와 열 그리고 물을 함께 얻을 수 있다.

첨부한 도 1은 종래의 직접메탄올 연료전지의 일예의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도로서, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부(11)와, 상기 연료를 상기 전기 발생부(11)에 공급하는 연료 공급원과, 상기 전기 발생부(11)로 산소를 공급하는 산소 공급원을 포함하여 이루어진다.

상기 전기 발생부(11)는 연료 공급원에 연결 설치되어 메탄올을 공급받고, 산소 공급원으로부터 산소를 공급받아 상기 수소 중의 수소와 산소를 전기 화학적 으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 최소 단위의 연료전지로 구성된다. 이러한 전기 발생부(11)는 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode assembly: MEA)(이하, 'MEA'라고 한다.)(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(Separator)(당업계에서는 '바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)'라고도 한다.)(16)를 배치하여 구성될 수 있다. 이와 같은 전기 발생부(11)를 복수로 구비하고 이들 전기 발생부(11)를 연속 배치함으로써, 전기 발생부(11)의 집합체인 스택(6)을 형성할 수 있다.

상기 연료 공급원은 액상의 연료를 저장하는 제1 탱크(1)와, 상기 제1 탱크(1)에 연결 설치되는 연료펌프(3)를 포함하고 있다.

그리고 상기 산소 공급원은 소정의 펌핑력으로 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 전기 발생부(11)로 각각 공급하는 공기펌프(20)를 포함하고 있다.

상기와 같이 구성된 연료전지 시스템의 작용시 연료펌프(3)에서 보내주는 연료와 공기펌프(20)에 의해 흡입되는 공기를 전기 발생부(11)로 공급하게 되면, 이 전기 발생부(11)에서는 연료 중의 수소와 공기 중에 함유된 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기와 물 그리고 열을 발생시킨다.

여기서, 직접 메탄올형 연료 전지는 상기 스택(6)에서 미반응된 연료를 회수하여 재순환시키기 위한 재순환 탱크(recycle tank)(도시안함)와, 상기 제1 탱크(1)의 고농도 연료와 상기 재순환 탱크의 저농도 연료를 혼합하여 공급하는 혼합 탱크(도시안함)가 더 구비될 수 있다.

그러나, 상기 스택(6)을 통과한 연료에는 도전성 이온이 녹아나오게 되는데, 이 도전성 이온이 증가된 연료가 시스템 내부를 재순환하는 경우, 상기 스택(6) 내 에서 쇼트가 발생하여 발전량이 저하되므로, 연료 중 도전성 이온을 제거하여야 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 상기 스택을 통과한 연료에 녹아져있는 도전성 이온을 제거하여 재순환시킬 수 있도록 혼합펌프의 구조를 개선한 연료전지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혼합탱크는 탱크 하우징; 상기 탱크 하우징의 일단에 형성되며 재순환되는 저농도의 연료와 고농도의 연료가 혼합된 혼합연료가 유입되는 유입구; 상기 탱크 하우징의 타단에 형성되며 상기 혼합연료를 배출하는 유출구; 및 상기 탱크 하우징 내부에 구비되어 재순환되는 저농도의 연료에서 이온을 제거하기 위한 이온교환체를 포함하여 구성된다.

상기 이온교환체는 알갱이 형태의 이온교환수지 또는 이온교환막으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 탱크 하우징의 유입구에는 혼합탱크에 유입되는 연료의 불순물을 1차적으로 제거해주어 연료를 예비정화하는 다공성 부재 또는 역침투막이 더 포함되는 것이 바람직하며, 상기 다공성 부재는 수지 폼(foam)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 연료 탱크에 연결 설치되어 연료를 공급하는 연료펌프를 구비 한 연료 공급부; 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급펌프를 구비한 산화제 공급부; 상기 전기 발생부에서 미반응된 연료를 회수하여 재순환시키기 위한 재순환 탱크; 및 상기 연료 공급부의 고농도 연료와 상기 재순환 탱크의 저농도 연료를 혼합하여 상기 전기 발생부에 공급하는 혼합 탱크로 구성되며, 상기 혼합탱크는, 탱크 하우징; 상기 탱크 하우징의 일단에 형성되며 재순환되는 저농도의 연료와 고농도의 연료가 혼합된 혼합연료가 유입되는 유입구; 상기 탱크 하우징의 타단에 형성되며 상기 혼합연료를 배출하는 유출구; 및 상기 탱크 하우징 내부에 구비되어 재순환되는 저농도의 연료에서 이온을 제거하기 위한 이온교환체를 포함하여 구성된다.

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.

첨부한 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

이 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연료 전지 시스템을 설명하면, 이 연료 전지 시스템은, 연료를 직접 스택으로 공급하여 전기를 생산해 낼 수 있는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell: DMFC) 방식을 채용한다.

이러한 연료 전지 시스템에 있어 전기를 발생시키기 위한 연료라 함은 메탄올을 의미한다.

그리고 본 시스템은 수소와 반응하는 산화제로서 별도의 저장수단에 저장된 순수한 산소 가스를 사용할 수 있으며, 산소를 함유하고 있는 공기를 그대로 사용할 수도 있다. 그러나 이하에서는 후자의 예를 설명한다.

본 발명의 연료전지 시스템은, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부(11)와, 상기 연료를 상기 전기 발생부(11)에 공급하는 연료 공급원과, 상기 전기 발생부(11)로 산소를 공급하는 산소 공급원을 포함하여 이루어진다.

상기 전기 발생부(11)는 연료 공급원에 연결 설치되어 메탄올을 공급받고, 산소 공급원으로부터 산소를 공급받아 상기 수소 중의 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 최소 단위의 연료전지로 구성된다. 이러한 전기 발생부(11)는 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode assembly: MEA)(이하, 'MEA'라고 한다.)(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(Separator)(당업계에서는 '바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)'라고도 한다.)(16)를 배치하여 구성될 수 있다. 이와 같은 전기 발생부(11)를 복수로 구비하고 이들 전기 발생부(11)를 연속 배치함으로써, 전기 발생부(11)의 집합체인 스택(6)을 형성할 수 있다.

상기 연료 공급원은 액상의 연료를 저장하는 제1 탱크(1)와, 상기 제1 탱크(1)에 연결 설치되는 제1 연료펌프(3)를 포함하고 있다.

그리고 상기 산소 공급원은 소정의 펌핑력으로 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 전기 발생부(11)로 각각 공급하는 공기펌프(20)를 포함하고 있다.

여기서, 본 발명의 직접 메탄올형 연료 전지는 상기 스택(6)에서 미반응된 연료를 회수하여 재순환시키기 위한 재순환 탱크(recycle tank)(30)와, 상기 제1 탱크(1)의 고농도 연료와 상기 재순환 탱크(30)의 저농도 연료를 혼합하여 공급하는 혼합 탱크(100)가 더 구비된다. 또한, 상기 재순환 탱크(30)에서 배출되는 연료를 상기 혼합탱크(100)에 공급하는 제2 연료펌프(31)가 설치된다.

도면 중 미설명부호 32는 상기 제2 연료펌프(31)와 혼합 탱크(100)를 연결하여 저농도 연료를 공급하는 공급유로이며, 미설명부호 33은 상기 제1 연료펌프(3)와 혼합 탱크(100)를 연결하는 공급유로이다.

이 경우, 상기 공급유로(32)(33)는 한 개의 유로로 합쳐져 혼합 탱크(100)에 연결되는 것이 바람직하며, 상기 공급유로(32)(33)를 통해 상기 혼합 탱크(100)에는 새로 공급되는 상기 제1 탱크(1)의 고농도 연료와 상기 재순환 탱크(30)의 저농도 연료가 혼합되는 혼합연료가 유입된다.

본 발명은 상기 재순환 탱크(30)를 거친 저농도의 연료에서 도전성 이온을 제거하는 혼합 탱크(100)의 구조를 제안한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 혼합탱크의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 혼합탱크의 일실시예를 도시한 단면도로서, 상기 혼합 탱크(100)는 원통형 형상의 탱크 하우징(101)과, 상기 탱크 하우징(101)의 일단에 형성되는 유입구(102)와, 상기 탱크 하우징(101)의 타단에 형성되는 유출구(103)와, 상기 탱크 하우징(101) 내부에 구비되어 재순환되는 저농도의 연료에서 이온을 제거하기 위한 이온교환체를 포함하여 구성된다.

상기 탱크 하우징(101)은 원통형 형상에 한정하지 않으며, 직육면체 형상의 것도 적용가능함은 물론이다.

상기 유입구(102)는 상기 공급유로(32)(33)와 연결되어 재순환되는 저농도의 연료가 혼합된 혼합연료가 유입되며, 상기 유입구(102)를 통해 혼합 탱크(100) 내로 유입된 혼합연료는 탱크 내부를 흐르다가 상기 유출구(103)를 통해 배출된다.

한편, 상기 탱크 하우징(104)의 내부에는 상기 이온교환체가 설치되는데, 상기 이온교환체는 스택(6)을 통과하여 재순환되는 저농도의 연료에 녹아있는 도전성 이온을 제거하기 위한 것으로서, 본 발명의 일실시예에서는 상기 이온교환체로 이온교환수지(104)가 적용된다.

상기 이온교환수지(104)는 이온교환을 할 수 있는 이온을 지닌 불용성 합성수지로서, 양이온교환수지와 음이온교환수지가 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 작은 알갱이 형태의 이온교환수지(104)가 적용된다.

상기 이온교환수지(104)는 재순환되는 저농도의 연료와 고농도의 연료가 유입되는 상기 유입구(102)측에 소정의 두께를 갖는 수지층을 형성하도록 소정량이 충진된다. 따라서, 상기 유입구(102)를 통해 유입된 연료는 상기 이온교환수지(104)가 형성하는 수지층을 통과하면서 도전성 이온이 제거되는 것이다.

또한, 상기 탱크 하우징(101) 내부에는 혼합 탱크(100)에 유입되는 연료의 불순물을 1차적으로 제거해주는 다공성 부재(105)가 구비된다.

상기 다공성 부재(105)는 미세한 구멍이 형성되어 연료의 불순물을 걸러주기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예에서는 상기 다공성 부재(105)로 수지 폼(foam)을 적용하였다.

이와 같은 다공성 부재(105)는 상기 이온교환수지(104)가 이루는 수지층의 상부에 구비되며, 상기 이온교환수지(104)와 상기 다공성 부재(105) 사이에는 이온교환수지(104)가 다공성 부재(105)의 유입되는 것을 방지하도록 그물망 형태의 메쉬(108)가 설치된다.

또한, 본 발명의 혼합 탱크(100)는 재순환되는 저농도의 연료에서 발생하는 불순물 등을 더욱 효과적으로 걸러내기 위한 구성이 포함되는데, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 다공성 부재(105)의 상부에 필터(106)가 설치되고, 상기 필터(106)를 고정시키기 위한 오-링(O-ring)(107)이 구비되며, 상기 필터(106)의 상면에도 그물망 형태의 메쉬(109)가 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예가 설치된 연료전지 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 스택(6)에서 미반응된 연료와 물이 상기 재순환 탱크(30)로 회수되어 상기 제2 연료펌프(31)에 의해 혼합 탱크(100)에 공급되고, 상기 제1 탱크(1)의 액상의 연료가 상기 제1 연료펌프(3)에 의해 혼합 탱크(100)에 공급되어 저농도의 연료와 고농도의 연료가 혼합된 혼합연료가 혼합탱크(100)에 공급된다.

상기 혼합탱크(100)는 상기 이온교환수지(104)가 유입구(102) 측에 구비되어 있으므로, 저농도의 연료에 녹아있는 도전성 이온을 제거할 수 있게 된다.

또한, 상기 혼합탱크(100)의 내부에는 탱크에 유입되는 연료의 불순물을 1차적으로 제거해주는 다공성 부재(105)가 설치되어 있으므로, 혼합 탱크(100)에 유입되는 연료는 도전성 이온이 제거된 상태에서 불순물이 재차 제거되어 상기 유출구 (103)를 통해 스택(6)으로 공급된다.

이와 같이 본 발명의 혼합탱크(100)를 통해 스택(6)으로 공급되는 연료는 도전성 이온과 불순물이 제거된 상태의 깨끗한 연료이므로, 연료가 시스템 내부를 재순환하는 경우, 상기 스택(6) 내에서 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 발전량의 저하를 방지할 수 있게 된다.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 혼합탱크의 다른 실시예를 도시한 사시도로서, 상기 혼합 탱크(200)는 원통형 형상의 탱크 하우징(201)과, 상기 탱크 하우징(201)의 일단에 형성되는 유입구(202)와, 상기 탱크 하우징(201)의 타단에 형성되는 유출구(203)와, 상기 탱크 하우징(201) 내부에 구비되어 재순환되는 저농도의 연료에서 이온을 제거하기 위한 이온교환수지(204)를 포함하여 구성되며, 상기 이온교환수지(204)의 하면에 상기 다공성 부재(205)가 설치된다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예는 상기 유입구(202)를 통해 유입되는 혼합연료가 상기 다공성 부재(205)를 먼저 통과하면서 불순물을 1차적으로 제거해주어 연료를 예비정화한 후 상기 이온교환수지(204)를 거쳐 도전성 이온이 제거되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예 역시, 혼합탱크(200)를 통해 스택(6)으로 공급되는 연료에서 도전성 이온과 불순물을 제거하여 연료가 시스템 내부를 재순환하는 경우, 상기 스택(6) 내에서 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 발전량의 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예 역시 재순환되는 저농도의 연료에서 발생하는 불순물 등을 더욱 효과적으로 걸러내기 위한 구성이 포함되며, 이를 위해 필터(206)와, 상기 필터(206)를 고정시키기 위한 오-링(O-ring)(207) 및 상기 필터(206)의 상면에 설치되는 그물망 형태의 메쉬(209)가 구비된다.

한편, 본 발명의 혼합 탱크는 상기 이온교환체로서, 막형상의 이온교환막을 적용할 수 있다.

일반적으로, 이온교환막에는 매우 미세한 구멍(100분의 1mm-001마이크론)이 형성되어 있으며, 이와 같은 이온교환막을 다수개 적층하여 탱크 내부에 설치함으로써, 스택에서 나오는 도전성 이온을 제거할 수 있는 것이다.

또한, 혼합탱크에 유입되는 연료의 불순물을 1차적으로 제거해주어 연료를 예비정화하기 위해 상기 다공성 부재 대신 역침투막이 설치되는 것도 가능하다.

상기 역침투막은 미세한 구멍이 뚫린 막으로, 대부분의 불순물이 이것을 투과할 수 없어 순도가 놓은 물만이 막의 반대면으로 스며나오는 것으로, 이와 같은 역침투막을 이온교환수지의 전단에 설치하면, 연료의 불순물을 1차적으로 제거해줄 뿐 아니라 이온교환수지의 수명을 길게 할 수 있다.

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.

본 발명에 따른 연료전지 시스템에 의하면, 스택을 통과한 연료에 녹아져있 는 도전성 이온을 제거하여 재순환시키도록 함으로써, 스택 내에서 쇼트가 발생하여 발전량이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 탱크 하우징;

   상기 탱크 하우징의 일단에 형성되며 재순환되는 저농도의 연료와 고농도의 연료가 혼합된 혼합연료가 유입되는 유입구;

   상기 탱크 하우징의 타단에 형성되며 상기 혼합연료를 배출하는 유출구; 및

   상기 탱크 하우징 내부에 구비되어 재순환되는 저농도의 연료에서 이온을 제거하기 위한 이온교환체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 혼합탱크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이온교환체는 알갱이 형태의 이온교환수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 혼합탱크.
3. 제1항에 있어서,

   상기 이온교환체는 이온교환막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 혼합탱크.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 탱크 하우징의 유입구에는 혼합탱크에 유입되는 연료의 불순물을 1차적 으로 제거해주어 연료를 예비정화하는 다공성 부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 혼합탱크.
5. 제4항에 있어서,

   상기 다공성 부재는 수지 폼(foam)인 것을 특징으로 하는 연료전지용 혼합탱크.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 탱크 하우징의 유입구에는 혼합탱크에 유입되는 연료의 불순물을 1차적으로 제거해주어 연료를 예비정화하는 역침투막이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 혼합탱크.
7. 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부;

   연료 탱크에 연결 설치되어 연료를 공급하는 연료펌프를 구비한 연료 공급부;

   산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급펌프를 구비한 산화제 공급부;

   상기 전기 발생부에서 미반응된 연료를 회수하여 재순환시키기 위한 재순환 탱크; 및

   상기 연료 공급부의 고농도 연료와 상기 재순환 탱크의 저농도 연료를 혼합하여 상기 전기 발생부에 공급하는 혼합 탱크로 구성되며,

   상기 혼합탱크는,

   탱크 하우징;

   상기 탱크 하우징의 일단에 형성되며 재순환되는 저농도의 연료와 고농도의 연료가 혼합된 혼합연료가 유입되는 유입구;

   상기 탱크 하우징의 타단에 형성되며 상기 혼합연료를 배출하는 유출구; 및

   상기 탱크 하우징 내부에 구비되어 재순환되는 저농도의 연료에서 이온을 제거하기 위한 이온교환체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
8. 제7항에 있어서,

   상기 이온교환체는 알갱이 형태의 이온교환수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
9. 제7항에 있어서,

   상기 이온교환체는 이온교환막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 탱크 하우징의 유입구에는 혼합탱크에 유입되는 연료의 불순물을 1차적으로 제거해주어 연료를 예비정화하는 다공성 부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
11. 제10항에 있어서,

    상기 다공성 부재는 수지 폼(foam)인 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
12. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 탱크 하우징의 유입구에는 혼합탱크에 유입되는 연료의 불순물을 1차적으로 제거해주어 연료를 예비정화하는 역침투막이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.

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