KR20070043549A - 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템 및 이의 구동방법 - Google Patents

퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템 및 이의 구동방법 Download PDF

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KR20070043549A
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Abstract

본 발명은 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템 및 이의 구동방법에 관한 것으로서, 수소함유연료와 산화제의 전기화학반응에 의해서 전기를 생성하는 단위전지를 갖는 스택과, 상기 스택에 수소함유연료를 공급하는 연료 공급부와, 상기 스택에 외부 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 산화제 공급부와, 상기 스택의 배출부와 산화제 공급부를 유체소통이 가능하게 선택적으로 연결하는 삼상밸브 조립체로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 가동 후 정지상태 또는 정지 후 가동상태에서 외부공기의 유입을 차단하면서 스택의 배출부를 통해서 배출되는 질소를 순환유동시켜 수소함유연료의 화학반응을 차단함으로써 촉매의 성능이 저하되는 것을 방지하여 연료전지 시스템의 발전효율을 향상시킬 수 있다.
기액분리수단, 기체분리수단, 불활성 분위기, 질소

Description

퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템 및 이의 구동방법{FUEL CELL SYSTEM HAVING PURGING SYSTEM AND OPERATING METHOD THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 개략도;
도 2는 본 발명에 따른 퍼지시스템의 기액분리수단의 개념도;
도 3은 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 구동과정을 순차적으로 나타낸 흐름도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템의 구동과정을 순차적으로 나타낸 흐름도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템의 구동과정을 순차적으로 나타낸 흐름도;
도 6은 종래예의 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 개략도;
도 7은 종래 다른예의 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 개략도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 스택
12 : 전극막 조립체
20 : 연료 공급부
30 : 삼상밸브 조립체
32 : 기액분리수단
34 : 기체분리수단
40 : 산화제 공급부
[특허문헌 1] 대한민국 특허 공개공보 제2004-0000559호
[특허문헌 2] 일본국 특허 공개공보 제2004-523064호
본 발명은 외부로부터 공급되는 수소함유연료와 산화제의 전기화학반응에 의해서 전기를 생성하는 연료전지 시스템에 관한 것이고, 더 상세하게 출력저하를 방지할 수 있도록 휴지상태 또는 가동 중에 불활성기체를 순환시키는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템 및 이의 작동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지 시스템은 수소와 산소의 화학적인 반응에 의해 전기에너지로 바꾸는 발전장치로서, 전력수요 증가에 따른 전원확보의 어려움과 날로 증가되는 지구환경문제를 해결할 수 있는 대안으로서 연구개발되고 있다.
연료전지 시스템은 사용되는 전해질의 종류에 따라서 인산형 연료전지(PAFC; phosphoric acid fuel cell), 용융탄산염형 연료전지(MCFC; molten carbonate fuel cell), 고체산화물형 연료전지(SOFC; solid oxide fuel cell), 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC; polymer electrolyte membrane fuel cell), 알칼리형 연료전지(AFC; alkaline fuel cell) 및 직접 메탄올 연료전지(DMFC) 등으로 분류된다. 또한, 연료전지 시스템은 그 종류에 따라서 사용되는 연료의 종류와 함께 작동온도, 출력범위 등에 따라서 이동전원용, 수송용, 분산발전용 등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다.
고분자 전해질형 연료전지와 직접 메탄올 연료전지는 이동전원용으로 널리 연구되고 있다. 이러한 연료전지는 기본적으로 전기를 생성하기 위한 단위전지가 복수개 적층되어 있는 스택을 갖는다. 스택은 엔드 플레이트 사이에 적층되어 있는 복수개의 단위전지가 볼트와 너트에 의해서 체결된 구조로 이루어진다. 단위전지는 전해질막의 양측면에 애노드 전극과 캐소드 전극이 각각 제공되어 있는 MEA와, 상기 MEA의 양측에 각각 위치하고 유체유동용 채널이 형성되어 있는 세퍼레이터, 즉 바이폴라 플레이트로 이루어진다. 바이폴라 플레이트의 유체유동용 채널을 통해서 공급되는 수소함유연료와 산소는 애노드 전극과 캐소드 전극에서의 전기화학반응에 의해서 전기를 생성하게 된다.
한편, 작동 후의 휴지상태에서 연료전지 시스템의 스택에는 미반응의 연료, 예를 들어 애노드 전극에 잔류하는 메탄올이 전해질막을 통해서 캐소드 전극으로 이동하여 캐소드 전극에 잔류하는 산화제, 예를 들어 대기 중의 산소와 반응하여 일산화탄소를 생성하게 된다. 이러한 일산화탄소는 캐소드 전극의 촉매를 피독시 켜 연료전지 시스템을 열화시킨다.
대한민국 특허 공개번호 제2004-559호에는 휴지상태에서 이송관로나 스택에 불필요한 연료가 체류하여 화학작용에 의한 관로막힘 및 부식 등이 발생되는 것을 방지하기 위한 연료전지의 퍼지장치(도 6 참조)가 개시되어 있다. 이러한 퍼지장치에 있어서, 연료공급라인과 공기공급라인을 연결라인으로 연결하고, 연결라인과 연료공급라인이 직교하는 부위에 필요시 공기로 연료공급라인과 스택 내부를 퍼지할 수 있도록 유체의 흐름을 변화시키기 위한 삼방밸브가 제공된다. 그러나, 연료공급라인과 스택 내부를 공기로 퍼지시킴으로써 휴지기간 동안 공기에 함유되어 있는 산소가 스택에 잔류하는 수소함유연료와 반응하는 것을 근본적으로 방지할 수 없다.
한편, 일본 특허 공개번호 제 2004-523064호에는 주요한 부하로부터 접속이 해제되는 것과 동시에 캐소드의 흐름의 장소와 애노드의 흐름의 장소의 양쪽이 공기로 채워지는 연료전지 장치(도 7 참조)를 시동하는 방법이 개시되어 있다. 종래 연료전지 장치의 시동은 양극의 흐름의 장소에서 신선한 수소를 함유하는 연료의 흐름을 공급함으로써 양극의 흐름의 장소에서 공기를 신속히 대치한 후에 주요한 부하를 전지의 양단에 접속함으로써 이루어졌다. 그러나, 상기 시동방법에 의해서도 연료전지가 휴지상태에 있는 동안 스택에 잔류하는 수소함유연료의 산화에 의해서 촉매의 성능이 저하되는 것을 근본적으로 방지할 수 없다.
본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 연료전지 시스템의 휴지상태에서 스택에 잔류하는 연료의 화학반응에 의해서 촉매의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템 및 이의 구동방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 휴지상태의 연료전지 시스템을 재가동시킬 때 스택에 잔류하는 연료의 화학반응에 의해서 촉매의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템 및 이의 구동방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 연료전지 시스템은 수소함유연료와 산화제의 전기화학반응에 의해서 전기를 생성하는 단위전지를 갖는 스택과, 상기 스택에 수소함유연료를 공급하는 연료 공급부와, 상기 스택에 외부 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 산화제 공급부와, 상기 스택의 배출부와 산화제 공급부를 유체소통이 가능하게 선택적으로 연결하는 삼상밸브 조립체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 삼상밸브 조립체는 상기 스택의 배출부로부터 배출되는 기체가 상기 산화제 공급부를 통해서 상기 스택에 공급되도록 개방되는 동안 상기 산화제 공급부를 통한 외부 공기의 공급은 차단된다.
상기 삼상밸브 조립체에는 상기 스택의 배출부로부터 배출되는 물과 기체를 분리하기 위한 기액분리수단이 제공되고, 또한 상기 기체 중에서 질소와 다른 기체 를 분리하기 위한 기체분리수단이 제공된다. 상기 삼상밸브 조립체에서 상기 산화제 공급부에 제공되는 기체는 질소이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법은 가동중인 스택에 중지지시를 제공하는 단계와, 수소함유연료의 유입을 차단하는 단계와, 외부공기 유입을 차단하는 단계와, 상기 스택의 배출부로부터 배출되는 배출기체를 상기 스택에 공급하는 단계와, 상기 배출기체의 공급을 중단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 배출기체는 질소이고, 상기 질소의 농도를 측정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법은 정지중인 스택에 가동지시를 제공하는 단계와, 상기 스택의 배출부로부터 배출되는 배출기체를 상기 스택에 공급하는 단계와, 외부공기를 상기 스택에 유입시키는 단계와, 수소함유연료를 상기 스택에 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 배출기체는 질소이고, 상기 스택의 캐소드 전극 내의 수소함유연료 농도를 측정하는 단계를 더 포함한다.
상기 스택이 소정시간동안 가동되면 상기 수소함유연료와 외부공기의 유입을 차단하는 단계와, 스택의 배출부로부터 배출되는 배출기체를 소정시간동안 상기 스택에 공급하는 단계와, 상기 수소함유연료와 외부공기를 상기 스택에 다시 공급하는 단계를 더 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 연료전지 시스템에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 연료전지 시스템은 수소함유연료와 산화제의 전기화학반응을 통해서 전기를 생성하는 단위전지를 포함하는 스택(10)과, 스택(10)에 공급하고자 하는 수소함유연료가 저장되어 있는 저장탱크를 포함하는 연료 공급부(20)를 갖는다. 상기 수소함유연료는 이에 한정되지는 않지만, 메탄올, 에탄올 등의 알코올계 연료; 메탄, 프로판, 부탄 등의 탄화수소계 연료 또는 액화천연가스 등의 천연가스계 연료로부터 선택된 적어도 하나의 액체연료 또는 수소를 주성분으로 하는 기체수소를 의미한다. 연료 공급부(20)는 액체연료를 개질하여 기체수소를 얻기 위한 개질기(미도시)를 포함할 수 있다.
또, 연료전지 시스템은 스택(10)에 산화제, 즉 산소 또는 산소함유공기를 외부로부터 공급하기 위한 에어펌프를 구비한 산화제 공급부(40)를 더 포함한다.
스택(10)의 단위전지는 고분자 전해질막(12a)과, 고분자 전해질막(12a)의 일측에 제공된 애노드 전극(12b)와, 고분자 전해질막(12a)의 타측에 제공된 캐소드 전극(12c)으로 이루어진 전극막 조립체(12)(MEA; Membrane Electrode Assembly)를 갖는다. 또한, 상기 단위전지는 전극막 조립체(12)의 양측에 각각 대면하는 상태로 설치되어 애노드 전극(12b)과 캐소드 전극(12c)에 수소함유연료와 산화제를 공급하는 바이폴라 플레이트(14)를 갖는다.
본 발명에 따르면, 연료전지 시스템은 스택(10)의 배출부로부터 배출되는 배 출가스를 산화제 공급부(40)에 선택적으로 공급하기 위한 삼상밸브 조립체(30)를 더 포함한다.
따라서, 연료전지 시스템의 작동에 의해서 연료 공급부(20)로부터 수소함유연료가 스택(10)에 공급되고 또한 산화제가 에어펌프의 작동에 의해서 산화제 공급부(40)를 경유하여 스택(10)에 공급된다.
스택(10)에 공급된 수소함유연료는 바이폴라 플레이트(14)에 형성된 연료 유로채널을 통해서 단위전지의 애노드 전극(12b)으로 유입된다. 애노드 전극(12b)에서, 수소함유연료가 촉매의 활성화 작용에 의해 산화됨으로써 수소이온(H+)과 전자(e-)가 발생되고, 부산물로서 이산화탄소가 생성된다. 즉, 수소함유연료가 액체연료, 예를 들어 메탄올인 경우에 하기 식 1의 산화반응에 의해서 그리고 수소함유연료가 수소기체인 경우에 하기 식 2의 산화반응에 의해서 수소이온(H+)과 전자(e-)가 발생된다.
CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e_ ‥‥‥‥ (1)
H2(g) → 2H+ + 2e- ‥‥‥‥ (2)
이때, 단위전지에 있어서, 수소이온(H+)은 고분자 전해질막(12a)을 통해서 캐소드 전극(12c)으로 이동한다.
스택(10)에 공급된 산화제, 예를 들어 산소는 바이폴라 플레이트(14)에 형성 된 산화제 유로채널을 통해서 단위전지의 캐소드 전극(12c)으로 유입된다. 캐소드 전극(12c)에 있어서, 애노드 전극(12b)으로부터 고분자 전해질막(12a)를 통해서 이동한 수소이온(H+)이 촉매의 활성화 작용에 의해 하기 식 3의 환원반응이 이루어지고, 그 결과 물이 생성된다.
(3/2)O2 + 6H+ + 6e_ → 3H2O ‥‥‥‥ (3)
그리고, 단위전지에서 발생된 이산화탄소와 물과 같은 부산물은 스택(10)의 배출부를 통해서 외부로 배출된다.
한편, 산화제 공급부(40)를 통해서 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 공급되는 산화제, 예를 들어 공기에는 산소 뿐만 아니라 질소가 포함되어 있다. 질소는 불활성 기체로서 캐소드 전극(12c)에서의 화학반응에 참여하지 않고 스택(10)의 배출부를 통해서 외부로 배출된다.
이때, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 퍼지시스템은 스택(10)의 배출부를 통해서 배출되는 배출가스, 즉 질소를 스택(10)에 다시 공급하는 구성으로 이루어진다.
따라서, 본 발명에 따르면, 스택(10)의 배출부를 통해서 배출되는 질소는 삼상밸브 조립체(30)를 통해서 산화제 공급부(40)를 경유한 후 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 공급된다. 이때, 산화제 공급부(40)를 통해서 외부 공기가 스택(10)에 유입되는 것을 차단한다. 상술된 바와 같이 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 불활성 기체인 질소만이 공급되어 캐소드 전극(12c)에 불활성 분위기가 조성되면, 고분 자 전해질막(12a)을 통해서 애노드 전극(12b)으로부터 캐소드 전극(12c)에 유입된 수소함유연료, 예를 들어 메탄올은 캐소드 전극(12c)에서 산화반응을 하지 않게 되며, 그 결과 촉매의 성능을 저하시키지 않는다.
한편, 상술된 바와 같이 스택(10)의 배출부를 통해서 질소 뿐만 아니라 물과 이산화탄소가 배출되므로 질소를 물과 이산화탄소로부터 분리시키는 것이 요구된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 삼상밸브 조립체(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 스택(10)의 배출부를 통해서 배출되는 배출기체와 물을 분리할 수 있는 기액분리수단(32)을 갖는다. 기액분리수단(32)에서 배출되는 물은 외부로 배출되거나 또는 도 1에 도시된 바와 같이 연료 공급부(20)에 공급되어 재활용된다. 또한, 삼상밸브 조립체(30)는 질소를 다른 배출기체, 예를 들어 이산화탄소와 분리하기 위한 기체분리수단(34)을 더 포함한다. 따라서, 삼상밸브 조립체(30)에 있어서, 질소는 기액분리수단(32)과 기체분리수단(34)을 경유하여 산화제 공급부(40)에 공급되는 정방향으로 유동하게 된다. 산화제 공급부(40)에 있어서, 에어펌프는 외부공기의 유입을 차단하면서 질소만이 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 유입될 수 있도록 작동한다. 바람직하게, 스택(10)의 캐소드 전극(12c)이 질소에 의한 불활성 분위기로 유지되어 있으면 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에서의 화학반응이 이루어지지 않으므로, 상기 에어펌프는 가역동작하여 스택(10)의 캐소드 전극(12c) 내의 질소는 스택(10)과, 삼상밸브 조립체(30)와 산화제 공급부(40)를 유체소통이 가능하게 연결하는 유로를 정방향 및 역방향으로 유동하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 작동에 대하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 연료전지 시스템이 가동되고 있는 상태에서 중지지시가 제어 시스템(미도시)으로부터 제공되면, 먼저, 수소함유연료, 예를 들어 메탄올이 스택(10)의 애노드 전극(12b)에 유입되는 것을 차단하고, 또한 산화제 공급부(40)를 통해서 외부공기가 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 유입되는 것을 차단한다. 이 후에, 삼상밸브 조립체(30)의 작동에 의해서 스택(10)의 배출부를 통해서 배출되는 배출기체가 산화제 공급부(40)를 경유하여 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 유입되도록 한다. 바람직하게, 산화제 공급부(40)의 에어펌프를 가역동작하여 상기 배출기체가 정방향과 역방향으로 유동하도록 한다.
스택(10)의 배출부를 통해서 배출되는 배출기체에 함유되어 있는 질소의 농도를 측정한다. 질소의 측정농도가 예정농도를 초과하게 되면 에어펌프의 가동을 중지하여 질소의 순환을 정지시킨다.
도 4를 참조하면, 상술된 바와 같은 과정을 거쳐서 정지상태로 유지되어 있는 연료전지 시스템에 가동지시가 제어 시스템으로부터 제공되면 외부공기의 유입이 차단된 상태에서 산화제 공급부(40)의 에어펌프가 동작하여 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 충진되어 있는 질소가 순환되도록 삼상밸브 조립체(30)를 조작한다. 그리고, 스택(10)의 배출부를 통해서 배출되는 배출기체에 함유되어 있는 수소함유연료, 예를 들어 메탄올의 농도를 측정한다. 메탄올의 측정농도가 예정농도보다 낮으면 질소의 순환이 중지되도록 삼상밸브 조립체(30)를 조작하고 또한 외부공기 가 스택(10)의 캐소드 전극(12c)에 유입되도록 산화제 공급부(40)를 조작한다. 이 후에 연료펌프(미도시)를 가동하여 수소함유연료가 연료 공급부(20)로부터 스택(10)의 애노드 전극(12b)에 유입되도록 한다.
이와 같이, 스택(10)에 유입된 수소함유연료와 산화제의 전기화학반응에 의해서 전기가 생성된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 연료전지 시스템이 가동중인 상태에서 가동시간을 측정한다. 상기 가동시간이 예정시간을 초과하면 상기 연료펌프의 동작을 중지시켜 수소함유연료가 스택(10)에 유입되는 것을 차단하고 또한 산화제 공급부(40)를 통해서 외부공기가 유입되는 것을 차단한다. 이 후에 삼상밸브 조립체(30)를 통해서 질소가 상술된 순환경로를 따라 유동하도록 에어펌프를 조작한다. 상기 에어펌프의 조작에 의해서 질소가 순환하는 시간을 측정한다. 질소의 순환시간이 예정시간을 초과하면 질소의 순환유동을 정지시킨 후, 외부공기와 수소함유연료가 스택(10)에 유입되도록 한다.
상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.
본 발명에 따르면, 가동상태, 가동 후 정지상태 또는 정지 후 가동상태에서 외부공기의 유입을 차단하면서 스택의 배출부를 통해서 배출되는 질소를 순환유동시켜 수소함유연료의 화학반응을 차단함으로써 촉매의 성능이 저하되는 것을 방지하여 연료전지 시스템의 발전효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 수소함유연료와 산화제의 전기화학반응에 의해서 전기를 생성하는 단위전지를 갖는 스택과;
    상기 스택에 수소함유연료를 공급하는 연료 공급부와;
    상기 스택에 외부 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 산화제 공급부와;
    상기 스택의 배출부와 산화제 공급부를 유체소통이 가능하게 선택적으로 연결하는 삼상밸브 조립체로 이루어진 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삼상밸브 조립체가 상기 스택의 배출부로부터 배출되는 배출기체가 상기 산화제 공급부를 통해서 상기 스택에 공급되도록 개방되는 동안 상기 산화제 공급부를 통한 외부 공기의 유입은 차단되는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 삼상밸브 조립체에는 상기 스택의 배출부로부터 배출되는 물과 기체를 분리하기 위한 기액분리수단이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 삼상밸브 조립체에는 상기 배출기체 중에서 질소와 다른 기체를 분리하기 위한 기체분리수단이 더 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 삼상밸브 조립체에서 상기 산화제 공급부에 제공되는 기체는 질소인 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 기액분리수단에서 분리된 물을 상기 연료 공급부에 유입시키기 위한 유동경로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템.
  7. 가동중인 스택에 중지지시를 제공하는 단계와;
    수소함유연료의 유입을 차단하는 단계와;
    외부공기 유입을 차단하는 단계와;
    상기 스택의 배출부로부터 배출되는 배출기체를 상기 스택에 공급하는 단계와;
    상기 배출기체의 공급을 중단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 퍼지 시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스택에 공급되는 배출기체는 질소인 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 질소의 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 질소의 측정농도가 소정농도 미만이면 상기 배출기체의 공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  11. 정지중인 스택에 가동지시를 제공하는 단계와;
    상기 스택의 배출부로부터 배출되는 배출기체를 상기 스택에 공급하는 단계와;
    외부공기를 상기 스택에 유입시키는 단계와;
    수소함유연료를 상기 스택에 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 외부공기는 상기 배출기체의 공급이 중단된 후에 상기 스택에 공급되는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 배출기체는 질소인 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 스택의 캐소드 전극 내의 수소함유연료 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수소함유연료의 측정농도가 소정농도 미만이면 외부공기를 상기 스택에 공급하는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
  16. 제11항에 있어서,
    스택이 소정시간동안 가동되면 상기 수소함유연료와 외부공기의 유입을 차단하는 단계와, 스택의 배출부로부터 배출되는 배출기체를 소정시간동안 상기 스택에 공급하는 단계와, 상기 수소함유연료와 외부공기를 상기 스택에 다시 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지시스템을 갖는 연료전지 시스템의 구동방법.
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US9246179B2 (en) 2013-07-08 2016-01-26 Hyundai Motor Company Fuel cell system and method of operating the same

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