KR20070099935A - Membrane-electrode assembly for fuel cell and fuel cell system comprising same - Google Patents

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KR20070099935A
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Abstract

A membrane electrode assembly for a fuel cell, and a fuel cell system containing the membrane electrode assembly are provided to improve the efficiency and output power of a battery. A membrane electrode assembly comprises an anode and a cathode which face each other; and a polymer electrolyte(48) which is located between the anode and the cathode, wherein the anode comprises an electrode base(42) and a catalyst layer(40). The catalyst layer comprises a first catalyst layer(44) which is formed on the electrode base and comprises a first catalyst comprising a tungsten carbide support and a first metal supported on the support; and a second catalyst layer(46) which is formed on the first catalyst layer and comprises a second catalyst.

Description

연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템{MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY FOR FUEL CELL AND FUEL CELL SYSTEM COMPRISING SAME}Membrane-electrode assembly for fuel cell and fuel cell system comprising same {MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY FOR FUEL CELL AND FUEL CELL SYSTEM COMPRISING SAME}

도 1은 본 발명의 연료 전지용 막-전극 어셈블리에서 고분자 전해질 막과 애노드 전극의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a polymer electrolyte membrane and an anode electrode in the membrane-electrode assembly for a fuel cell of the present invention.

도 2는 본 발명의 애노드 전극에서 사용한 제1 촉매 입자를 개략적으로 나타낸 도면.2 is a schematic representation of a first catalyst particle used in the anode electrode of the present invention.

도 3은 본 발명의 연료 전지 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.3 schematically shows the structure of a fuel cell system of the present invention;

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 고효율 및 고출력을 나타내는 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell membrane-electrode assembly and a fuel cell system including the same, and to a fuel cell membrane-electrode assembly having a high efficiency and a high output and a fuel cell system including the same.

[종래 기술][Prior art]

연료 전지(Fuel cell)는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다. 이러한 연료 전지는 화석 에너지를 대체할 수 있는 청정 에너지원으로서, 단위 전지의 적층에 의한 스택 구성으로 다양한 범위의 출력을 낼 수 있는 장점을 갖고 있으며, 소형 리튬 전지에 비하여 4-10배의 에너지 밀도를 나타내기 때문에 소형 및 이동용 휴대전원으로 주목받고 있다. A fuel cell is a power generation system that directly converts the chemical reaction energy of hydrogen and oxygen contained in hydrocarbon-based materials such as methanol, ethanol and natural gas into electrical energy. This fuel cell is a clean energy source that can replace fossil energy, and has the advantage of generating a wide range of outputs by stacking unit cells, and having an energy density of 4-10 times that of a small lithium battery. It is attracting attention as a compact and mobile portable power source.

연료 전지의 대표적인 예로는 고분자 전해질형 연료 전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Cell), 직접 산화형 연료 전지(Direct Oxidation Fuel Cell)를 들 수 있다. 상기 직접 산화형 연료 전지에서 연료로 메탄올을 사용하는 경우는 직접 메탄올 연료 전지(DMFC: Direct Methanol Fuel Cell)라 한다. Representative examples of the fuel cell include a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) and a direct oxidation fuel cell (Direct Oxidation Fuel Cell). When methanol is used as a fuel in the direct oxidation fuel cell, it is called a direct methanol fuel cell (DMFC).

상기 고분자 전해질형 연료 전지는 에너지 밀도가 크고, 출력이 높다는 장점을 가지고 있으나, 수소 가스의 취급에 주의를 요하고 연료가스인 수소를 생산하기 위하여 메탄이나 메탄올 및 천연 가스 등을 개질하기 위한 연료 개질 장치 등의 부대 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.The polymer electrolyte fuel cell has an advantage of having a high energy density and a high output, but requires attention to handling hydrogen gas and reforms fuel for reforming methane, methanol, natural gas, etc. to produce hydrogen as fuel gas. There is a problem that requires additional equipment such as a device.

이에 반해 직접 산화형 연료 전지는 고분자 전해질형 연료 전지에 비해 에너지 밀도는 낮으나 연료의 취급이 용이하고 운전 온도가 낮아, 상온에서 운전이 가능하며, 특히 연료 개질 장치를 필요하지 않는다는 장점이 있다.On the other hand, the direct oxidation fuel cell has a lower energy density than the polymer electrolyte fuel cell, but it is easy to handle fuel and has a low operating temperature, so that it can be operated at room temperature, in particular, it does not require a fuel reformer.

이러한 연료 전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly: MEA)와 세퍼레이터(Separator)(또는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)라고도 함)로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수 십개로 적층된 구조를 가진다. 상기 막-전극 어셈블리는 수소 이온 전도성 고 분자를 포함하는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 애노드 전극(일명, "연료극" 또는 "산화 전극"이라 한다)과 캐소드 전극(일명 "공기극" 또는 "환원 전극"이라고 한다)이 위치하는 구조를 가진다.In such fuel cell systems, the stack that substantially generates electricity comprises several unit cells consisting of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator (also called a bipolar plate). It has a structure laminated to several tens. The membrane-electrode assembly is called an anode electrode (also called "fuel electrode" or "oxidation electrode") and a cathode electrode (also called "air electrode" or "reduction electrode") with a polymer electrolyte membrane containing hydrogen ion conductive polymer therebetween. Has a structure in which

연료 전지에서 전기를 발생시키는 원리는 연료가 연료극인 애노드 전극으로 공급되어 애노드 전극의 촉매에 흡착되고, 산화 반응에 의하여 연료가 이온화되고또한 전자가 발생하며, 이때 발생된 전자는 외부 회로에 따라 산화극인 캐소드 전극에 도달하며, 수소 이온은 고분자 전해질 막을 통과하여 캐소드 전극으로 전달된다. 캐소드 전극으로 산화제가 공급되고, 이 산화제, 수소 이온 및 전자가 캐소드 전극의 촉매 상에서 반응하여 물을 생성하면서 전기를 발생시키게 된다.The principle of generating electricity in a fuel cell is that fuel is supplied to an anode electrode, which is a fuel electrode, adsorbed to a catalyst of the anode electrode, fuel is ionized by an oxidation reaction, and electrons are generated, and the generated electrons are oxidized according to an external circuit. Reaching the cathode, which is the pole, hydrogen ions pass through the polymer electrolyte membrane and are delivered to the cathode. An oxidant is supplied to the cathode, and the oxidant, hydrogen ions, and electrons react on the catalyst of the cathode to generate electricity while producing water.

본 발명의 목적은 고효율 및 고출력을 나타내는 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a membrane-electrode assembly for a fuel cell exhibiting high efficiency and high output.

본 발명의 다른 목적은 상기 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fuel cell system including the membrane-electrode assembly.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극과 캐소드 전극 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질을 포함하는 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공한다. 상기 애노드 전극은 전극 기재 및 촉매층을 포함하며, 상기 촉매층은 상기 전극 기재에 형성되고, 텅스텐 카바이드 담체 및 이 담체에 담지된 제1 금속을 포함하는 제1 촉매를 포함하는 제1 촉매층 및 상기 제1 촉매층에 형성되고, 제2 금속을 포함하는 제2 촉매를 포함하는 제2 촉매층을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a membrane-electrode assembly for a fuel cell comprising an anode electrode and a cathode electrode located opposite each other and a polymer electrolyte positioned between the anode electrode and the cathode electrode. The anode electrode comprises an electrode substrate and a catalyst layer, wherein the catalyst layer is formed on the electrode substrate and comprises a first catalyst layer and a first catalyst comprising a tungsten carbide carrier and a first catalyst supported on the carrier And a second catalyst layer formed in the catalyst layer, the second catalyst layer including a second catalyst comprising a second metal.

또한, 상기 막-전극 어셈블리는 직접 산화형 연료 전지에 적용하는 것이 바람직하다.In addition, the membrane-electrode assembly is preferably applied directly to the oxidizing fuel cell.

본 발명은 또한 상기 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터를 적어도 하나 포함하며, 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 생성시키는 적어도 하나의 전기 발생부, 연료를 포함하고, 상기 전기 발생부로 연료를 공급하는 연료 공급부 및 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급부를 포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템을 제공한다.The present invention also includes at least one membrane-electrode assembly and a separator, and includes at least one electricity generating unit and a fuel to generate electricity through an oxidation reaction of a fuel and a reduction reaction of an oxidant. Provided is a direct oxidation fuel cell system including a fuel supply unit for supplying and an oxidant supply unit for supplying an oxidant to the electricity generating unit.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 연료 전지용 막-전극 어셈블리에 관한 것으로서, 특히 막-전극 어셈블리를 구성하는 전극 촉매에 관한 것이다. 촉매의 구조는 전기화학적 특성뿐만 아니라 연료 등의 전달(mass transfer)을 결정짓는 요인이므로 막-전극 어셈블리의 성능에 큰 영향을 미친다. The present invention relates to a membrane-electrode assembly for fuel cells, and more particularly to an electrode catalyst constituting the membrane-electrode assembly. Since the structure of the catalyst determines not only electrochemical properties but also mass transfer of fuel and the like, it has a great influence on the performance of the membrane-electrode assembly.

이에 따라 본 발명에서는 막-전극 어셈블리의 성능을 향상시키기 위한 방법으로 촉매층의 구성을 최적화하여 Pt의 사용량을 줄이고, 촉매의 활용도를 극대화하여 연료 공급과 CO2 가스의 배출이 원활하게 하였다.Accordingly, in the present invention, the method of improving the performance of the membrane-electrode assembly is optimized to reduce the amount of Pt by optimizing the configuration of the catalyst layer, maximizing the utilization of the catalyst, and smoothly supplying fuel and discharging CO 2 gas.

본 발명의 막-전극 어셈블리는 애노드 전극을 포함한다. 이 애노드 전극은 제1 촉매층과 이 제1 촉매층에 형성된 제2 촉매층을 포함하는 이중층 형태의 촉매 층을 포함한다.The membrane-electrode assembly of the present invention comprises an anode electrode. The anode electrode includes a catalyst layer in the form of a bilayer comprising a first catalyst layer and a second catalyst layer formed on the first catalyst layer.

상기 제1 촉매층은 전극 기재에 형성되어 있고, 담체 및 이 담체에 담지된 제1 금속을 포함하는 제1 촉매를 포함한다. 상기 담체로는 텅스텐 카바이드(WC)가 바람직하다. 이와 같이 텅스텐 카바이드 담체에 담지된 제1 금속을 포함하는 제1 촉매층과 상기 제1 촉매층에 형성된 제2 촉매층을 포함하는 이중층 형태가 텅스텐 카바이드에 담지된 촉매 금속으로 형성된 단일층보다 바람직하다. 이는 텅스텐 카바이드에 담지된 제1 촉매층을 통하여 제2 촉매층으로 연료의 확산은 향상시켜 전지 출력을 향상시키고 또한 장시간 사용하여도 출력 저하가 없기 때문이다. 텅스텐 카바이드에 담지된 촉매 금속으로 형성된 단일층의 경우 장시간 사용하면 출력 저하가 심하여 바람직하지 않다.The first catalyst layer is formed on an electrode substrate and includes a carrier and a first catalyst comprising a first metal supported on the carrier. Tungsten carbide (WC) is preferred as the carrier. As such, a bilayer form including a first catalyst layer comprising a first metal supported on a tungsten carbide carrier and a second catalyst layer formed on the first catalyst layer is preferable to a single layer formed of a catalyst metal supported on tungsten carbide. This is because the diffusion of fuel to the second catalyst layer through the first catalyst layer supported on tungsten carbide is improved to improve the battery output and there is no decrease in output even when used for a long time. In the case of a single layer formed of a catalytic metal supported on tungsten carbide, the output is severely degraded when used for a long time, which is not preferable.

상기 제1 금속으로는 Pt, Pd, Ru, Rh 및 이들의 조합이 바람직하다.As the first metal, Pt, Pd, Ru, Rh and a combination thereof are preferable.

상기 제1 촉매는 10 내지 50nm의 평균 입자 크기를 갖는 것이 적당하다. 본 명세서에서, 제1 촉매는 상술한 바와 같이 담체와, 이 담체에 담지된 촉매로서 작용하는 제1 금속을 포함하는 것으로서, 따라서 제1 촉매의 평균 입자 크기도 담체와 제1 금속을 모두 합친 크기를 말한다. 즉, 도 2에 나타낸 것과 같이, 담체(33) 및 이 담체에 담지된 제1 금속(36)을 포함하는 제1 촉매(30)의 평균 입자 크기인 A가 10 내지 50nm인 것이다.Suitably the first catalyst has an average particle size of 10 to 50 nm. In the present specification, the first catalyst includes a carrier and a first metal serving as a catalyst supported on the carrier, as described above, so that the average particle size of the first catalyst is also the sum of both the carrier and the first metal. Say. That is, as shown in FIG. 2, the average particle size A of the carrier 33 and the first catalyst 30 including the first metal 36 supported on the carrier is 10 to 50 nm.

상기 제1 촉매에서 제1 금속의 담지량은 담체 중량에 대하여 5 내지 30 중량%가 바람직하고, 5 내지 10 중량%가 더욱 바람직하다. 제1 금속의 담지량이 5 중량% 미만이면, 제1 금속을 사용함에 따른 효과가 미미하고, 30 중량%를 초과하면 활성 사이트가 감소되어 바람직하지 않다.The supported amount of the first metal in the first catalyst is preferably 5 to 30% by weight, more preferably 5 to 10% by weight based on the weight of the carrier. If the supported amount of the first metal is less than 5% by weight, the effect of using the first metal is insignificant, and if it exceeds 30% by weight, the active site is reduced, which is not preferable.

상기 제1 촉매층의 두께는 10 내지 50㎛가 바람직하고, 20 내지 40㎛가 더욱 바람직하다. 상기 제1 촉매층의 두께가 10㎛ 미만인 경우에는 촉매의 양이 적어 고출력을 얻기 어렵고, 50㎛를 초과하는 경우에는 반응 후 발생되는 CO2 배출과 연료 공급이 원활하지 않아 물질전달 저항에 의한 출력저하를 야기하므로 바람직하지 않다. 10-50 micrometers is preferable and, as for the thickness of a said 1st catalyst layer, 20-40 micrometers is more preferable. When the thickness of the first catalyst layer is less than 10㎛, the amount of catalyst is difficult to obtain a high output, when it exceeds 50㎛, CO 2 emissions generated after the reaction and fuel supply is not smooth, the output decrease due to mass transfer resistance It is not preferable because it causes .

상기 제2 촉매의 평균 입자 크기는 10 내지 150nm가 바람직하며, 10 내지 100nm가 더욱 바람직하다. 상기 제2 촉매의 평균 입자 크기가 10nm 미만이면 촉매층이 고집적화되어 연료 공급이 어렵고, 150nm를 초과하는 경우에는 고전류 밀도 출력을 얻기 어려워 바람직하지 않다. 본 명세서에서, 제2 촉매의 평균 입자 크기란, 촉매층에서의 입자 크기를 의미한다. 즉, 일반적으로 촉매층을 형성하기 전의 촉매들은 평균 약 8nm 정도의 평균 입자 크기를 갖으나, 이러한 촉매, 바인더 및 용매를 포함하는 촉매층 슬러리로 촉매층을 제조하는 과정에서 촉매들이 서로 뭉쳐 약 10nm 정도 크기의 덩어리가 형성되는 것이다.The average particle size of the second catalyst is preferably 10 to 150 nm, more preferably 10 to 100 nm. If the average particle size of the second catalyst is less than 10 nm, the catalyst layer is highly integrated, which makes it difficult to supply fuel. If the average particle size exceeds 150 nm, high current density output is difficult to obtain, which is not preferable. In this specification, the average particle size of the second catalyst means the particle size in the catalyst layer. That is, generally, catalysts before the formation of the catalyst layer have an average particle size of about 8 nm on average, but in the process of preparing the catalyst layer from the catalyst layer slurry including the catalyst, the binder and the solvent, the catalysts are agglomerated with each other about 10 nm in size. Lumps are formed.

본 발명에서 제2 촉매는 담체에 담지되거나 담지되지 않은 블랙 타입의 촉매로서, 그 형태와 상관없이 앞서 설명한 바와 같이 촉매 입자들이 응집된 상태의 평균 입자 크기가 10 내지 100nm이다.In the present invention, the second catalyst is a black type catalyst supported or not supported on a carrier, and the average particle size of the aggregated catalyst particles is 10 to 100 nm regardless of the form thereof.

상기 제2 금속으로는 백금 또는 백금-루테늄 합금이 바람직하며, 백금-루테늄 합금이 더욱 바람직하다.The second metal is preferably platinum or a platinum-ruthenium alloy, and more preferably a platinum-ruthenium alloy.

또한, 상기 제2 촉매층의 두께는 1 내지 10㎛가 바람직하고, 2 내지 8㎛가 더욱 바람직하다. 상기 제2 촉매층의 두께가 1㎛ 미만이면 고 전류밀도의 출력을 얻기 어렵고, 10㎛를 초과하는 경우에는 반응 후 발생되는 CO2 배출과 연료 공급이 원활하지 않아 물질전달 저항에 의한 출력저하를 야기하므로 바람직하지 않다.Moreover, 1-10 micrometers is preferable and, as for the thickness of the said 2nd catalyst layer, 2-8 micrometers is more preferable. When the thickness of the second catalyst layer is less than 1 μm, it is difficult to obtain a high current density output, and when the thickness of the second catalyst layer exceeds 10 μm, CO 2 emission and fuel supply generated after the reaction may not be smooth, resulting in a decrease in output due to material transfer resistance. Therefore, it is not preferable.

상기 제2 촉매가 담체에 담지된 경우 담체로는 흑연, 덴카 블랙, 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버, 카본 나노 와이어, 카본 나노 볼 또는 활성 탄소 등의 탄소계 물질을 사용할 수도 있고, 또는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아 등의 무기물 미립자를 사용할 수도 있으나, 일반적으로 탄소계 물질이 사용되고 있다. When the second catalyst is supported on the carrier, a carbon-based material such as graphite, denka black, ketjen black, acetylene black, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanowire, carbon nanoball, or activated carbon may be used. In addition, although inorganic fine particles such as alumina, silica, zirconia, titania, and the like may be used, carbon-based materials are generally used.

본 발명의 촉매층(40)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 전극 기재(42)에 형성된 제1 촉매층(44), 이 제1 촉매층에 형성되고 고분자 전해질 막(48)과 접하여 위치하는 제2 촉매층(46)으로 구성된다. 이러한 이중층 촉매층을 갖는 본 발명의 연료 전지용 막-전극 어셈블리는 단일층 촉매층을 갖는 것에 비하여 높은 출력을 나타내며, 또한 장시간 사용하여도 출력 저하가 없다.As shown in FIG. 1, the catalyst layer 40 of the present invention includes a first catalyst layer 44 formed on the electrode substrate 42, a second catalyst layer formed on the first catalyst layer and positioned in contact with the polymer electrolyte membrane 48. 46). The membrane-electrode assembly for a fuel cell of the present invention having such a double layer catalyst layer exhibits a higher output than that having a single layer catalyst layer, and there is no decrease in output even when used for a long time.

이러한 본 발명의 효과는 직접 산화형 연료 전지에 적용될 때 보다 극대화되므로 직접 산화형 연료 전지에 적용하는 것이 더욱 바람직하다.Since the effects of the present invention are maximized when applied to the direct oxidation fuel cell, it is more preferable to apply the direct oxidation fuel cell.

본 발명의 애노드 전극을 구성하는 전극 기재는 전극을 지지하는 역할을 하면서 촉매층으로 연료를 확산시켜 촉매층으로 연료가 쉽게 접근할 수 있는 역할을 한다. 상기 전극 기재로는 도전성 기재를 사용하며 그 대표적인 예로 탄소 페이 퍼(carbon paper), 탄소 천(carbon cloth), 탄소 펠트(carbon felt) 또는 금속천((섬유 상태의 금속천으로 구성된 다공성의 필름 또는 고분자 섬유로 형성된 천의 표면에 금속 필름이 형성된 것(metalized polymer fiber)을 말함)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The electrode substrate constituting the anode electrode of the present invention serves to support the electrode and diffuses the fuel into the catalyst layer to play the fuel easily accessible to the catalyst layer. As the electrode substrate, a conductive substrate is used, and representative examples thereof include carbon paper, carbon cloth, carbon felt, or metal cloth ((porous film composed of metal cloth in fiber state or The metal film formed on the surface of the cloth formed of polymer fibers (referred to as metalized polymer fiber) may be used, but is not limited thereto.

또한 상기 전극 기재는 불소 계열 수지로 발수 처리한 것을 사용하는 것이 연료 전지의 구동시 발생되는 물에 의하여 기체 확산 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있어 바람직하다. 상기 불소 계열 수지로는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(polychlorotrifluoroethylene), 플루오로에틸렌 폴리머 등이 사용될 수 있다. In addition, it is preferable to use a water-repellent treatment with a fluorine-based resin as the electrode base material, since the gas diffusion efficiency can be prevented from being lowered by water generated when the fuel cell is driven. As the fluorine-based resin, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene propylene, polychlorotrifluoroethylene, fluoroethylene polymer, or the like may be used.

또한, 상기 전극 기재에서의 기체 확산 효과를 증진시키기 위한 미세 기공층(microporous layer)을 더욱 포함할 수도 있다. 이 미세 기공층은 일반적으로 입경이 작은 도전성 분말, 예를 들어 탄소 분말, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 활성 탄소, 카본 파이버, 플러렌(fullerene), 카본 나노 튜브, 카본 나노 와이어, 카본 나노 혼(carbon nano-horn) 또는 카본 나노 링(carbon nano ring)을 포함할 수 있다. In addition, a microporous layer may be further included to enhance the gas diffusion effect in the electrode substrate. These microporous layers are generally conductive powders having a small particle diameter, such as carbon powder, carbon black, acetylene black, activated carbon, carbon fiber, fullerene, carbon nanotubes, carbon nanowires, and carbon nanohorns. -horn or carbon nano ring.

상기 미세 기공층은 도전성 분말, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 조성물을 상기 기체 확산층에 코팅하여 제조된다. 상기 바인더 수지로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스아세테이트 등이 바람직하게 사용될 수 있고, 상기 용매로는 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알 코올, 부틸알코올 등과 같은 알코올, 물, 디메틸아세트아마이드, 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 코팅 공정은 조성물의 점성에 따라 스크린 프린팅법, 스프레이 코팅법 또는 닥터 블레이드를 이용한 코팅법 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The microporous layer is prepared by coating a composition including a conductive powder, a binder resin, and a solvent on the gas diffusion layer. As the binder resin, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, and the like may be preferably used. The solvent may be ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, butyl alcohol, or the like. The same alcohol, water, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone and the like can be preferably used. The coating process may be screen printing, spray coating, or coating using a doctor blade according to the viscosity of the composition, but is not limited thereto.

본 발명의 애노드 전극과 막-전극 어셈블리를 구성하는 캐소드 전극에서 촉매로는 연료 전지의 촉매로 사용가능한 것은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로 백금계 촉매를 사용할 수 있다. 상기 백금계 촉매로는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 또는 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Mo, W 및 Rh으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이 금속) 중에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 Pt, Pt/Ru, Pt/W, Pt/Ni, Pt/Sn, Pt/Mo, Pt/Pd, Pt/Fe, Pt/Cr, Pt/Co, Pt/Ru/W, Pt/Ru/Mo, Pt/Ru/V, Pt/Fe/Co, Pt/Ru/Rh/Ni 및 Pt/Ru/Sn/W으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 또한 이 금속이 담체에 담지된 것을 사용할 수도 있다. 상기 담체로는 애노드 전극에서 사용된 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.In the cathode electrode constituting the anode electrode and the membrane-electrode assembly of the present invention, any catalyst that can be used as a catalyst of a fuel cell may be used, and a platinum-based catalyst may be used as a representative example. The platinum-based catalyst may be platinum, ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy or platinum-M alloy (M is Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, At least one catalyst selected from the group consisting of Cu, Zn, Sn, Mo, W, and Rh). Specific examples include Pt, Pt / Ru, Pt / W, Pt / Ni, Pt / Sn, Pt / Mo, Pt / Pd, Pt / Fe, Pt / Cr, Pt / Co, Pt / Ru / W, Pt / Ru One or more selected from the group consisting of / Mo, Pt / Ru / V, Pt / Fe / Co, Pt / Ru / Rh / Ni, and Pt / Ru / Sn / W can be used. It is also possible to use those in which the metal is supported on a carrier. The carrier may be the same as that used in the anode electrode.

또한 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하여 막-전극 어셈블리를 구성하는 고분자 전해질 막은 일반적으로 연료 전지에서 고분자 전해질 막으로 사용되며, 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 수지로 제조된 것은 어떠한 것도 사용할 수 있다. 그 대표적인 예로는 측쇄에 설폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 양이온 교환기를 갖고 있는 고 분자 수지를 들 수 있다. In addition, the polymer electrolyte membrane positioned between the anode electrode and the cathode electrode to constitute the membrane-electrode assembly is generally used as a polymer electrolyte membrane in a fuel cell, and any one made of a polymer resin having hydrogen ion conductivity may be used. Representative examples thereof include high molecular resins having a cation exchange group selected from the group consisting of sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, phosphoric acid groups, phosphonic acid groups and derivatives thereof in the side chain.

상기 고분자 수지의 대표적인 예로는 플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤계 고분자 또는 폴리페닐퀴녹살린계 고분자 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸(poly(2,2'-(m-phenylene)-5,5'-bibenzimidazole) 또는 폴리(2,5-벤즈이미다졸) 중에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. Representative examples of the polymer resin include a fluorine polymer, a benzimidazole polymer, a polyimide polymer, a polyetherimide polymer, a polyphenylene sulfide polymer, a polysulfone polymer, a polyether sulfone polymer and a polyether ketone It may include at least one selected from a polymer, a polyether-etherketone-based polymer or a polyphenylquinoxaline-based polymer, more preferably poly (perfluorosulfonic acid), poly (perfluorocarboxylic acid), Copolymers of tetrafluoroethylene with fluorovinyl ethers containing sulfonic acid groups, defluorinated sulfided polyether ketones, aryl ketones, poly (2,2'-m-phenylene) -5,5'-bibenzimidazole or at least one selected from (poly (2,2 '-(m-phenylene) -5,5'-bibenzimidazole) or poly (2,5-benzimidazole).

또한, 이러한 수소 이온 전도성 고분자의 수소 이온 전도성기에서 H를 Na, K, Li, Cs 또는 테트라부틸암모늄으로 치환할 수도 있다. 측쇄 말단의 이온 교환기에서 H를 Na으로 치환하는 경우에는 촉매 조성물 제조시 NaOH를, 테트라부틸암모늄을 사용하는 경우에는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드를 사용하여 치환하며, K, Li 또는 Cs도 적절한 화합물을 사용하여 치환할 수 있다. 이 치환 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.In the hydrogen ion conductive group of the hydrogen ion conductive polymer, H may be substituted with Na, K, Li, Cs or tetrabutylammonium. In case of replacing H by Na in the ion-exchange group of the side chain terminal, NaOH is substituted in the preparation of the catalyst composition, and tetrabutylammonium hydroxide is used in the case of using tetrabutylammonium, and K, Li or Cs is also substituted with appropriate compounds. It can be substituted using. Since this substitution method is well known in the art, detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료 전지 시스템은 적어도 하나의 전기 발생부, 연료 공급부 및 산화제 공급부를 포함한다.The fuel cell system including the membrane-electrode assembly of the present invention includes at least one electricity generator, a fuel supply and an oxidant supply.

상기 전기 발생부는 본 발명의 막-전극 어셈블리와 세퍼레이터(바이폴라 플레이트라고도 함)를 적어도 하나 포함하며, 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반 응을 통하여 전기를 생성시키는 역할을 한다.The electricity generating unit includes at least one membrane-electrode assembly and a separator (also called a bipolar plate) of the present invention, and serves to generate electricity through an oxidation reaction of a fuel and a reduction reaction of an oxidant.

상기 연료 공급부는 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 한다. 본 발명에서, 연료로는 기체 또는 액체 상태의 수소 또는 탄화수소 연료를 포함할 수 있다. 상기 탄화수소 연료의 대표적인 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 또는 천연 가스를 들 수 있다. The fuel supply unit serves to supply fuel to the electricity generator. In the present invention, the fuel may include hydrogen or hydrocarbon fuel in gas or liquid state. Representative examples of the hydrocarbon fuel include methanol, ethanol, propanol, butanol or natural gas.

본 발명의 연료 전지 시스템의 개략적인 구조를 도 3에 나타내었으며, 이를 참조로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 3에 나타낸 구조는 산화제를 펌프를 사용하여 전기 발생부로 공급하는 시스템을 나타내었으나, 본 발명의 연료 전지 시스템이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 펌프를 사용하지 않는 확산 방식을 이용하는 연료 전지 시스템 구조에 사용할 수도 있음은 당연한 일이다.A schematic structure of the fuel cell system of the present invention is shown in FIG. 3, which will be described in more detail with reference to the following. Although the structure shown in FIG. 3 shows a system for supplying an oxidant to an electric generator using a pump, the fuel cell system of the present invention is not limited to such a structure, and a fuel cell system structure using a diffusion method without using a pump. Of course it can also be used.

본 발명의 연료 전지 시스템(1)은 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부(3)와, 상기한 연료를 공급하는 연료 공급부(5)와, 산화제를 상기 전기 발생부(3)로 공급하는 산화제 공급부(7)를 포함하여 구성된다.The fuel cell system 1 of the present invention includes at least one electricity generation unit 3 for generating electrical energy through an oxidation reaction of a fuel and a reduction reaction of an oxidant, a fuel supply unit 5 for supplying the fuel, And an oxidant supply unit 7 for supplying an oxidant to the electricity generation unit 3.

또한 상기 연료를 공급하는 연료 공급부(5)는 연료를 저장하는 연료 탱크(9), 연료 탱크(9)에 연결 설치되는 연료 펌프(11)를 구비할 수 있다. 상기한 연료 펌프(11)는 소정의 펌핑력에 의해 연료 탱크(9)에 저장된 연료를 배출시키는 기능을 하게 된다.In addition, the fuel supply unit 5 for supplying the fuel may include a fuel tank 9 storing fuel and a fuel pump 11 connected to the fuel tank 9. The fuel pump 11 serves to discharge the fuel stored in the fuel tank 9 by a predetermined pumping force.

상기 전기 발생부(3)로 산화제를 공급하는 산화제 공급부(7)는 소정의 펌핑력으로 산화제를 흡입하는 적어도 하나의 산화제 펌프(13)를 구비한다.The oxidant supply unit 7 for supplying the oxidant to the electricity generating unit 3 includes at least one oxidant pump 13 for sucking the oxidant with a predetermined pumping force.

상기 전기 발생부(3)는 연료와 산화제를 산화 및 환원 반응시키는 막-전극 어셈블리(17)와 이 막-전극 어셈블리의 양측에 연료와 산화제를 공급하기 위한 세퍼레이터(19,19')로 구성되며, 이러한 전기 발생부(17)가 적어도 하나 모여 스택(15)을 구성한다. The electricity generator 3 is composed of a membrane-electrode assembly 17 for oxidizing and reducing a fuel and an oxidant, and a separator 19 and 19 'for supplying fuel and an oxidant to both sides of the membrane-electrode assembly. At least one of these electricity generating units 17 constitutes a stack 15.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited by the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

텅스텐 카바이드(WC) 담체에 담지된 Pt(담체 중량에 대한 담지량: 5 중량%)를 포함하며, 평균 입자 크기가 20nm인 제1 촉매 및 바인더로 5 중량% 농도의 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.)를 88 중량% 및 12중량%의 양으로 혼합하여 애노드 전극용 제1 촉매층 조성물을 제조하였다.5 wt% Nafion / H 2 O / 2 with a first catalyst and binder comprising Pt (supporting to carrier weight: 5 wt%) supported on a tungsten carbide (WC) carrier and having an average particle size of 20 nm Propanol (Solution Technology Inc.) was mixed in an amount of 88% by weight and 12% by weight to prepare a first catalyst layer composition for the anode electrode.

평균 입자 크기가 10nm인 PtRu 블랙(Johnson Matthey) 제2 촉매 및 바인더로 5 wt% 농도의 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.)를 88 중량% 및 12 중량%의 양으로 혼합하여 애노드 전극용 제2 촉매층 조성물을 제조하였다.PtRu black (Johnson Matthey) second catalyst and binder with an average particle size of 10 nm in an amount of 88 wt% and 12 wt% of Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) at a concentration of 5 wt% Mixing to prepare a second catalyst layer composition for the anode electrode.

이어서, 상기 애노드 전극용 제1 촉매 조성물을 0.2mg/cm2의 탄소 함량을 갖는 탄소지 전극 기재에 도포하여 제1 촉매층을 20㎛ 두께로 형성하고, 이 제1 촉매층에 상기 제2 촉매층 조성물을 도포하여 8㎛ 두께로 제2 촉매층을 형성하여 애노 드 전극을 제조하였다. 이때, 애노드 전극에서 전체 촉매 로딩량은 4mg/cm2로 하였다.Subsequently, the first catalyst composition for the anode electrode is applied to a carbon paper electrode substrate having a carbon content of 0.2 mg / cm 2 to form a first catalyst layer having a thickness of 20 μm, and the second catalyst layer composition is applied to the first catalyst layer. By forming a second catalyst layer to a thickness of 8㎛ to prepare an anode electrode. At this time, the total catalyst loading in the anode electrode was 4mg / cm 2 .

Pt 블랙(Johnson Matthey) 촉매 88 중량%와 바인더로 5 wt% 농도의 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.) 12 중량%를 혼합하여 캐소드 전극용 촉매 조성물을 제조하였다. A catalyst composition for the cathode electrode was prepared by mixing 88 wt% Pt black (Johnson Matthey) catalyst and 12 wt% Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) at a concentration of 5 wt% with a binder.

상기 캐소드 전극용 촉매 조성물을 1.3mg/cm2의 탄소 함량을 갖는 탄소지 전극 기재에 도포하여 캐소드 전극을 제조하였다. 이때, 캐소드 전극의 촉매 로딩량은 4mg/cm2로 하였다.The cathode electrode was prepared by applying the catalyst composition for the cathode electrode to a carbon paper electrode substrate having a carbon content of 1.3 mg / cm 2 . At this time, the catalyst loading of the cathode was 4 mg / cm 2 .

제조된 애노드 전극 및 캐소드 전극과 상업용 Nafion 115(퍼플루오로설포네이트) 고분자 전해질 막을 이용하여 단위 전지를 제조하였다.A unit cell was prepared using the prepared anode and cathode electrodes and a commercial Nafion 115 (perfluorosulfonate) polymer electrolyte membrane.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

텅스텐 카바이드(WC) 담체에 담지된 Pt(담체 중량에 대한 담지량: 5 중량%)를 포함하는 애노드 촉매 및 바인더로 5 wt% 농도의 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.)를 88 중량% 및 12중량%의 양으로 혼합하여 애노드 전극용 촉매층 조성물을 제조하였다.Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) at a concentration of 5 wt% with an anode catalyst and a binder including Pt (supporting weight based on the weight of the carrier: 5 wt%) supported on a tungsten carbide (WC) carrier Was mixed in an amount of 88% by weight and 12% by weight to prepare a catalyst layer composition for the anode electrode.

이어서, 상기 애노드 전극용 촉매 조성물을 0.2mg/cm2의 탄소 함량을 갖는 탄소지 전극 기재에 도포하여 애노드 전극을 제조하였다. 이때, 애노드 전극에서 촉매 로딩량은 4mg/cm2로 하였다.Subsequently, the anode electrode was prepared by applying the catalyst composition for the anode electrode to a carbon paper electrode substrate having a carbon content of 0.2 mg / cm 2 . At this time, the catalyst loading in the anode electrode was 4mg / cm 2 .

Pt 블랙(Johnson Matthey) 촉매 88 중량%와 바인더로 5 wt% 농도의 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.) 12 중량%를 혼합하여 캐소드 전극용 촉매 조성물을 제조하였다. A catalyst composition for the cathode electrode was prepared by mixing 88 wt% Pt black (Johnson Matthey) catalyst and 12 wt% Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) at a concentration of 5 wt% with a binder.

상기 캐소드 전극용 촉매 조성물을 1.3mg/cm2의 탄소 함량을 갖는 탄소지 전극 기재에 도포하여 캐소드 전극을 제조하였다. 이때, 캐소드 전극에서 촉매 로딩량은 4mg/cm2로 하였다.The cathode electrode was prepared by applying the catalyst composition for the cathode electrode to a carbon paper electrode substrate having a carbon content of 1.3 mg / cm 2 . At this time, the catalyst loading in the cathode was 4mg / cm 2 .

제조된 애노드 전극 및 캐소드 전극과 상업용 Nafion 115(퍼플루오로설포네이트) 고분자 전해질 막을 이용하여 단위 전지를 제조하였다.A unit cell was prepared using the prepared anode and cathode electrodes and a commercial Nafion 115 (perfluorosulfonate) polymer electrolyte membrane.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

애노드 촉매로 Pt-Ru 블랙을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 실시하였다.Except that Pt-Ru black was used as the anode catalyst was carried out in the same manner as in Comparative Example 1.

상기 실시예 1 및 비교예 1과 2에 따라 제조된 전지의 0.4V에서의 출력 밀도를 70℃에서 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The output densities at 0.4V of the batteries prepared according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were measured at 70 ° C., respectively, and the results are shown in Table 1 below.

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 출력 밀도(mW/cm2)Power density (mW / cm 2 ) 130130 7070 120120

상술한 바와 같이, 본 발명의 막-전극 어셈블리는 애노드 전극의 촉매층을 촉매 구성 및 입자 크기를 다르게 이중층으로 구성하여, 고효율 및 고출력 전지를 제공할 수 있다.As described above, the membrane-electrode assembly of the present invention can provide a high efficiency and high output battery by configuring the catalyst layer of the anode electrode in a double layer having different catalyst configurations and particle sizes.

Claims (13)

서로 대향하여 위치하는 애노드 전극과 캐소드 전극; 및An anode electrode and a cathode electrode located opposite each other; And 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질Polymer electrolyte positioned between the anode electrode and the cathode electrode 을 포함하고,Including, 상기 애노드 전극은 The anode electrode 전극 기재 및 촉매층을 포함하며,An electrode substrate and a catalyst layer, 상기 촉매층은 The catalyst layer is 상기 전극 기재에 형성되고, 텅스텐 카바이드 담체 및 이 담체에 담지된 제1 금속을 포함하는 제1 촉매를 포함하는 제1 촉매층; 및A first catalyst layer formed on the electrode substrate and comprising a tungsten carbide carrier and a first catalyst comprising a first metal supported on the carrier; And 상기 제1 촉매층에 형성되고, 제2 촉매를 포함하는 제2 촉매층A second catalyst layer formed on the first catalyst layer and comprising a second catalyst 을 포함하는 것인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.Membrane electrode assembly for a fuel cell comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 촉매층의 두께는 10 내지 50㎛인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The first catalyst layer has a thickness of 10 to 50㎛ fuel cell membrane electrode assembly. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 촉매층의 두께는 20 내지 40㎛인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The first catalyst layer has a thickness of 20 to 40㎛ fuel cell membrane electrode assembly. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 촉매층의 두께는 1 내지 10㎛인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The thickness of the second catalyst layer is 1 to 10㎛ membrane-electrode assembly for a fuel cell. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 촉매층의 두께는 2 내지 8㎛인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The thickness of the second catalyst layer is 2 to 8㎛ fuel cell membrane electrode assembly. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 금속은 Pt, Pd, Ru, Rh 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.Wherein the first metal is selected from the group consisting of Pt, Pd, Ru, Rh and combinations thereof. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 촉매에서 제1 금속의 담지량은 5 내지 30 중량%인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.Membrane-electrode assembly for a fuel cell in which the supported amount of the first metal in the first catalyst is 5 to 30% by weight. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 촉매에서 제1 금속의 담지량은 5 내지 10 중량%인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.Membrane-electrode assembly for a fuel cell in which the loading amount of the first metal in the first catalyst is 5 to 10% by weight. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 촉매는 담체에 담지되거나, 담지되지 않은 백금-루테늄 합금 또는 Pt인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The second catalyst is a membrane-electrode assembly for a fuel cell supported or unsupported platinum-ruthenium alloy or Pt. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제2 촉매는 담체에 담지되거나, 담지되지 않은 백금-루테늄 합금인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The second catalyst is a membrane-electrode assembly for a fuel cell supported or unsupported platinum-ruthenium alloy. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 담체는 탄소 계열 물질 또는 무기물인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The carrier is a membrane-electrode assembly for a fuel cell is a carbon-based material or an inorganic material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 막-전극 어셈블리는 직접 산화형 연료 전지용인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The membrane electrode assembly is a fuel cell membrane electrode assembly for direct oxidation fuel cells. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터를 적어도 하나 포함하며, 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 생성시키는 적어도 하나의 전기 발생부;At least one electricity generating unit comprising at least one of the membrane-electrode assembly and the separator of any one of claims 1 to 12 for generating electricity through the oxidation reaction of the fuel and the reduction reaction of the oxidant; 연료를 포함하고, 상기 전기 발생부로 연료를 공급하는 연료 공급부; 및A fuel supply unit including fuel and supplying fuel to the electricity generation unit; And 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급부Oxidant supply unit for supplying an oxidant to the electricity generating unit 를 포함하는 연료 전지 시스템.Fuel cell system comprising a.
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