KR20090108894A - Fuel cell power generation system - Google Patents

Fuel cell power generation system Download PDF

Info

Publication number
KR20090108894A
KR20090108894A KR1020080034240A KR20080034240A KR20090108894A KR 20090108894 A KR20090108894 A KR 20090108894A KR 1020080034240 A KR1020080034240 A KR 1020080034240A KR 20080034240 A KR20080034240 A KR 20080034240A KR 20090108894 A KR20090108894 A KR 20090108894A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
porous layer
electrode assembly
membrane electrode
liquid fuel
fuel cell
Prior art date
Application number
KR1020080034240A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장재혁
김성한
차혜연
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020080034240A priority Critical patent/KR20090108894A/en
Publication of KR20090108894A publication Critical patent/KR20090108894A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/30—Fuel cells in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PURPOSE: A fuel cell power generation system is provided to reduce the total volume and weight thereof by removing a pump for supplying liquid fuel. CONSTITUTION: A fuel cell power generation system comprises a first porous layer(110), second porous layer(120), membrane electrode assembly(130), and housing(140). The first porous layer has pores through which liquid fuel is injected. The second porous layer is laminated on the first porous layer. The second porous layer has smaller pores than those of the first porous layer and sucks the liquid fuel with capillary force. The membrane electrode assembly is laminated on the second porous layer. The membrane electrode assembly has smaller pores than those of the second porous layer, and sucks the liquid fuel with capillary force. The membrane electrode assembly generates electrical energy from the liquid fuel. The housing accommodates the first porous layer, second porous layer, and membrane electrode assembly therein.

Description

연료 전지 발전 시스템{Fuel cell power generation system}Fuel cell power generation system

본 발명은 연료 전지 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell power generation system.

최근 다양한 모바일(mobile) 기기의 출현으로 인해, 친환경적이고 지속적인 고용량의 출력이 가능한 배터리(battery)로서 연료 전지(fuel cell)에 대한 다양한 연구가 진행이 되고 있다.Recently, due to the emergence of various mobile devices, various researches on fuel cells have been conducted as batteries capable of eco-friendly and sustainable high capacity output.

연료 전지는, 액체 연료를 사용하는 직접 메탄올 주입형 연료 전지(DMFC, direct methanol fuel cell), 가스 형태의 연료를 사용하는 직접 수소 주입형 연료 전지(PEMFC, polymer electrolyte membrane fuel cell), 용융 탄산염 연료 전지(MCFC, molten carbonate fuel cell) 및 고체 산화물 연료전지 (SOFC, solid oxide fuel cell) 등으로 구분할 수 있다.The fuel cell is a direct methanol fuel cell (DMFC) using liquid fuel, a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) using a gaseous fuel, a molten carbonate fuel. It can be classified into a battery (MCFC, molten carbonate fuel cell) and a solid oxide fuel cell (SOFC).

이 중, 직접 메탄올 주입형 연료 전지를 이용한 연료 전지 발전 시스템은, 연료 전지의 셀(cell)을 정상적으로 가동시켜 전기를 발생시키기 위한 부가 장치(BOP, balance of plant)를 필요로 하며, 부가 장치는, 액체 메탄올 연료를 연료 카트리지에서 막 전극 접합체(MEA, membrane electrode assembly)로 보내 주는 액체 펌프, 메탄올 농도 등을 측정하는 센서 및 제어 회로(control circuit)에 필요 한 수동 회로 등으로 구성되어 있다.Among them, a fuel cell power generation system using a direct methanol injection fuel cell requires an additional device (BOP) for generating electricity by normally operating a cell of the fuel cell. It consists of a liquid pump that sends liquid methanol fuel from a fuel cartridge to a membrane electrode assembly (MEA), a sensor for measuring the methanol concentration, and a passive circuit required for a control circuit.

그러나, 종래 기술에 따른 연료 전지 발전 시스템의 경우, 상술한 바와 같이 그 구조가 복잡하여 휴대폰 등과 같은 소형 기기에 적용하기에는 문제가 있다. 즉, 핸드폰용 등 소형 정보 기기에 연료 전지 발전 시스템을 탑재하기 위해서는 구조가 간단해야 하고, 무게 및 부피가 작아야 하나, 상술한 부가 장치에 의하여 연료 전지 발전 시스템의 소형화 및 경량화가 제한되고 있는 것이다.However, the fuel cell power generation system according to the prior art has a complicated structure as described above, and thus there is a problem in applying to a small device such as a mobile phone. That is, in order to mount a fuel cell power generation system in a small information device such as a mobile phone, the structure must be simple and the weight and volume should be small. However, the miniaturization and weight reduction of the fuel cell power generation system are limited by the above-described additional device.

이에, 구조가 단순화되어 전체 부피와 무게가 감소될 수 있는 연료 전지 발전 시스템이 요구되고 있는 상황이다.Accordingly, there is a demand for a fuel cell power generation system capable of simplifying the structure to reduce overall volume and weight.

본 발명은, 전체 부피 및 무게가 감소되며 간단하고 저렴하게 구현될 수 있는 연료 전지 발전 시스템을 제공하는 것이다.The present invention provides a fuel cell power generation system that can be implemented simply and inexpensively, with reduced overall volume and weight.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액체 연료가 주입되도록 기공이 형성되는 제1 다공층, 제1 다공층에 적층되고 제1 다공층보다 기공이 작게 형성되어, 액체 연료를 모세관력에 의해 흡수하는 제2 다공층, 제2 다공층에 적층되고 제2 다공층보다 기공이 작게 형성되어, 액체 연료를 모세관력에 의해 흡수하고, 액체 연료로부터 전기 에너지를 생성하는 막 전극 접합체(MEA, membrane electrode assembly), 및 제1 다공층, 제2 다공층 및 막 전극 접합체를 내부에 수용하는 하우징(housing)을 포함하는 연료 전지 발전 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, the first porous layer, the pores are formed to be injected into the liquid fuel, the first laminated in the porous layer and the pores are formed smaller than the first porous layer, the agent to absorb the liquid fuel by capillary force Membrane electrode assembly (MEA), which is laminated on the second porous layer and the second porous layer, has smaller pores than the second porous layer, absorbs liquid fuel by capillary force, and generates electrical energy from the liquid fuel. And a housing for accommodating therein the first porous layer, the second porous layer, and the membrane electrode assembly.

제2 다공층에는, 전기 에너지가 생성됨에 따라 발생되는 기체를 배출하도록, 제1 다공층의 기공보다 큰 배출구가 형성될 수 있다.In the second porous layer, an outlet larger than the pores of the first porous layer may be formed to discharge the gas generated as the electrical energy is generated.

제2 다공층은 제1 다공층의 외주부를 둘러싸고, 막 전극 접합체는 제2 다공층의 외주부를 둘러쌀 수 있다.The second porous layer may surround the outer circumferential portion of the first porous layer, and the membrane electrode assembly may surround the outer circumferential portion of the second porous layer.

하우징에는, 액체 연료가 제1 다공층에 주입되도록 주입구가 형성될 수 있다.In the housing, an injection hole may be formed to inject liquid fuel into the first porous layer.

하우징에는, 막 전극 접합체가 외부 공기와 접하도록 개구부가 형성될 수 있다.In the housing, an opening may be formed such that the membrane electrode assembly is in contact with the outside air.

본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 발전 시스템은, 액체 연료의 공급을 위한 펌프 등을 제거함으로써, 전체 부피 및 무게가 감소됨과 동시에, 수명이 증가될 수 있으며, 전기 에너지의 생성에 따라 발생되는 기체가 용이하게 배출되도록 함으로써, 효율이 향상될 수 있다.Fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention, by removing the pump for supplying the liquid fuel, etc., while reducing the total volume and weight, the life can be increased, the gas generated by the generation of electrical energy By making it easier to discharge, the efficiency can be improved.

본 발명에 따른 연료 전지 발전 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.An embodiment of a fuel cell power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and redundant description thereof. Will be omitted.

또한, 적층이라 함은, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만 을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.In addition, lamination does not mean only a case where the components are in direct physical contact between the components, but also encompasses a case where other components are interposed between the components and the components are in contact with each other. Use it as a concept.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 발전 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 발전 시스템을 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 부분 확대도이다.1 and 2 are perspective views showing a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is A of FIG. This is an enlarged view of a part.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 연료 전지 발전 시스템(100), 제1 다공층(first porous layer, 110), 제2 다공층(120), 배출구(122), 막 전극 접합체(MEA, membrane electrode assembly, 130), 하우징(housing, 140), 주입구(142), 개구부(144)가 도시되어 있다.1 to 4, a fuel cell power generation system 100, a first porous layer 110, a second porous layer 120, an outlet 122, a membrane electrode assembly (MEA) An assembly 130, a housing 140, an inlet 142 and an opening 144 are shown.

본 실시예에 따르면, 모세관력(capillary force)을 이용하여 액체 연료를 제1 다공층(110)으로부터 막 전극 접합체(130)의 애노드까지 이동시킴에 따라, 액체 연료의 공급을 위한 펌프 등을 제거할 수 있고, 이로 인해, 전체 부피 및 무게가 감소됨과 동시에, 수명이 증가될 수 있는 연료 전지 발전 시스템(100)이 제시된다.According to this embodiment, as the liquid fuel is moved from the first porous layer 110 to the anode of the membrane electrode assembly 130 by using capillary force, a pump or the like for supplying the liquid fuel is removed. This allows for a fuel cell power generation system 100 that can increase the lifetime while at the same time reducing the overall volume and weight.

또한, 제2 다공층(120)에 제1 다공층(110)의 기공보다 큰 배출구(122)를 형성함에 따라, 전기 에너지의 생성에 따라 발생되는 부산물인 이산화탄소(CO2) 등의 기체가 용이하게 배출되게 할 수 있고, 결과적으로, 효율이 향상될 수 있는 연료 전지 발전 시스템(100)이 제시된다.In addition, as the outlet 122 larger than the pores of the first porous layer 110 is formed in the second porous layer 120, gas such as carbon dioxide (CO 2 ), which is a by-product generated by generation of electrical energy, is easily formed. A fuel cell power generation system 100 is proposed which can be easily discharged, and as a result, the efficiency can be improved.

하우징(140)은, 제1 다공층(110), 제2 다공층(120) 및 막 전극 접합체(130) 를 내부에 수용할 수 있으며, 하우징(140)에는, 예를 들어, 메탄올 등의 액체 연료가 제1 다공층(110)에 주입되도록 주입구(142)가 형성되고, 막 전극 접합체(130)가 외부 공기와 접하도록 개구부(144)가 형성될 수 있다.The housing 140 can accommodate the 1st porous layer 110, the 2nd porous layer 120, and the membrane electrode assembly 130 inside, and the housing 140 has liquid, such as methanol, for example. An injection hole 142 may be formed to inject fuel into the first porous layer 110, and an opening 144 may be formed to contact the membrane electrode assembly 130 with external air.

하우징(140)이 제1 다공층(110), 제2 다공층(120) 및 막 전극 접합체(130)를 내부에 수용함으로써, 제1 다공층(110)으로 주입되는 액체 연료가 외부로 새는 것을 방지할 수 있다.The housing 140 accommodates the first porous layer 110, the second porous layer 120, and the membrane electrode assembly 130 therein so that the liquid fuel injected into the first porous layer 110 leaks to the outside. It can prevent.

또한, 하우징(140)에 주입구(142)가 형성됨으로써, 주입된 액체 연료가 모두 소비되는 경우에도 용이하게 제1 다공층(110)으로 액체 연료를 주입할 수 있으며, 하우징(140)에 개구부(144)가 형성됨으로써, 별도의 공기 공급 장치 없이도 자연 대류에 의하여 막 전극 접합체(130)의 캐소드에 공기가 공급될 수 있어, 연료 전지 발전 시스템(100)을 소형화할 수 있다.In addition, since the injection hole 142 is formed in the housing 140, even when all the injected liquid fuel is consumed, the liquid fuel can be easily injected into the first porous layer 110, and the opening ( 144 is formed, so that air can be supplied to the cathode of the membrane electrode assembly 130 by natural convection without a separate air supply device, thereby miniaturizing the fuel cell power generation system 100.

제1 다공층(110)은, 액체 연료가 주입되도록 기공이 형성될 수 있다. 이에 따라, 하우징(140)의 주입구(142)를 통해, 액체 연료가 주입되는 경우, 액체 연료를 기공 내에 담고 있을 수 있어, 외부 영향에 의하여 연료 전지 발전 시스템(100)에 진동이 가해지더라도 액체 연료를 안정적으로 저장할 수 있다.In the first porous layer 110, pores may be formed to inject liquid fuel. Accordingly, when the liquid fuel is injected through the inlet 142 of the housing 140, the liquid fuel may be contained in the pores, even if vibration is applied to the fuel cell power generation system 100 by external influence. Can be stored stably.

제2 다공층(120)은, 제1 다공층(110)에 적층되고 제1 다공층(110)보다 기공이 작게 형성되어, 액체 연료를 모세관력에 의해 흡수할 수 있다. 즉, 제2 다공층(120)의 기공이 제1 다공층(110)의 기공보다 작으므로, 펌프 등 별도의 구동원이 없이도 모세관 현상에 의하여 제1 다공층(110)에 저장된 액체 연료가 제2 다공층(120)에 흡수될 수 있다.The second porous layer 120 is stacked on the first porous layer 110 and has a smaller pore than the first porous layer 110, so that the liquid fuel can be absorbed by capillary force. That is, since the pores of the second porous layer 120 are smaller than the pores of the first porous layer 110, the liquid fuel stored in the first porous layer 110 by the capillary phenomenon without a separate driving source such as a pump is stored in the second It may be absorbed by the porous layer 120.

한편, 제2 다공층(120)에는, 전기 에너지가 생성됨에 따라 발생되는 기체를 배출하도록, 제1 다공층(110)의 기공보다 큰 배출구(122)가 형성될 수 있다. 즉, 막 전극 접합체(130)의 애노드에서는 후술할 화학 반응을 통해, 예를 들어, 이산화탄소와 같은 부산물 기체가 발생될 수 있고, 이 기체는 막 전극 접합체(130)에서의 이후 반응을 방해할 수 있으므로, 이 부산물 기체를 배출구(122)를 통하여 제거함으로써, 연료 전지 발전 시스템(100)의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.On the other hand, the second porous layer 120, the outlet 122 larger than the pores of the first porous layer 110 may be formed to discharge the gas generated as the electrical energy is generated. That is, by-product gas such as, for example, carbon dioxide may be generated in the anode of the membrane electrode assembly 130 through a chemical reaction described later, and this gas may interfere with a subsequent reaction in the membrane electrode assembly 130. Therefore, by removing this by-product gas through the outlet 122, the efficiency of the fuel cell power generation system 100 can be further improved.

또한, 이 배출구(122)는 제1 다공층(110)의 기공보다 직경이 크게 형성되며, 이에 따라, 제2 다공층(120)의 기공과는 달리, 모세관 현상이 일어나지 않아, 배출구(122)가 막힐 위험이 없으므로, 효과적으로 부산물 기체를 배출할 수 있다.In addition, the outlet 122 has a larger diameter than the pores of the first porous layer 110, and thus, unlike the pores of the second porous layer 120, a capillary phenomenon does not occur, and thus the outlet 122 is formed. There is no risk of clogging, and by-product gases can be emitted effectively.

한편, 제2 다공층(120)은 제1 다공층(110)의 외주부를 둘러쌀 수 있고, 후술할 막 전극 접합체(130)는 제2 다공층(120)의 외주부를 둘러쌀 수 있으며, 이에 따라, 막 전극 접합체(130)가 하우징(140)의 모든 면에 결합될 수 있으므로, 막 전극 접합체(130)가 단순히 일면에 결합된 경우에 비하여 연료 전지 발전 시스템(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, the second porous layer 120 may surround the outer circumference of the first porous layer 110, and the membrane electrode assembly 130, which will be described later, may surround the outer circumference of the second porous layer 120. Accordingly, since the membrane electrode assembly 130 may be coupled to all surfaces of the housing 140, the efficiency of the fuel cell power generation system 100 may be improved as compared with the case where the membrane electrode assembly 130 is simply coupled to one surface. have.

막 전극 접합체(130)는, 제2 다공층(120)에 적층되고 제2 다공층(120)보다 기공이 작게 형성되어, 액체 연료를 모세관력에 의해 흡수하고, 액체 연료로부터 전기 에너지를 생성할 수 있다.The membrane electrode assembly 130 is stacked on the second porous layer 120 and has a smaller pore than the second porous layer 120 to absorb the liquid fuel by capillary force and generate electrical energy from the liquid fuel. Can be.

즉, 전술한 제2 다공층(120)과 마찬가지로, 막 전극 접합체(130)의 애노드에 형성된 기공이 제2 다공층(120)의 기공보다 작으므로, 펌프 등 별도의 구동력이 없이도 모세관 현상에 의하여 제2 다공층(120)에 흡수된 메탄올 등의 액체 연료가 막 전극 접합체(130)의 애노드로 용이하게 흡수될 수 있다.That is, similar to the second porous layer 120 described above, since the pores formed in the anode of the membrane electrode assembly 130 is smaller than the pores of the second porous layer 120, by a capillary phenomenon without a separate driving force such as a pump Liquid fuel such as methanol absorbed in the second porous layer 120 may be easily absorbed into the anode of the membrane electrode assembly 130.

한편, 막 전극 접합체(130)는, 메탄올 등의 액체 연료로부터 화학 에너지를 변환하여 전기 에너지를 생성할 수 있으며, 애노드 및 캐소드와, 이들 사이에 개재되는 전해질 막으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the membrane electrode assembly 130 may generate electrical energy by converting chemical energy from a liquid fuel such as methanol, and may include an anode and a cathode, and an electrolyte membrane interposed therebetween.

여기서, 전해질 막은, 애노드와 캐소드 사이에 개재되어 애노드의 산화 반응에 의하여 발생되는 수소 이온을 캐소드로 이동시킬 수 있으며, 고분자 물질이 이용될 수 있다.Here, the electrolyte membrane may be interposed between the anode and the cathode to move the hydrogen ions generated by the oxidation reaction of the anode to the cathode, a polymer material may be used.

또한, 애노드는, 전해질 막의 일면에 형성되며 메탄올과 같은 액체 연료를 공급 받아 애노드의 촉매층에서 산화 반응을 일으켜 수소 이온 및 전자를 발생시키고, 부산물 기체로서 이산화탄소를 발생시킬 수 있으며, 캐소드는, 전해질 막의 타면에 형성되며 산소 및 애노드에서 발생된 전자를 공급 받아 캐소드의 촉매층에서 환원 반응을 일으켜 산소 이온을 발생시킬 수 있다.In addition, the anode is formed on one surface of the electrolyte membrane and is supplied with a liquid fuel such as methanol to generate an oxidation reaction in the catalyst layer of the anode to generate hydrogen ions and electrons, and to generate carbon dioxide as a by-product gas, and the cathode of the electrolyte membrane It is formed on the other surface and receives oxygen and electrons generated from the anode to generate a reduction reaction in the catalyst layer of the cathode to generate oxygen ions.

이와 같은 산화, 환원 반응을 통하여 화학 에너지에서 직접적으로 전기 에너지를 얻을 수 있으며, 액체 연료로서 메탄올을 이용하는 경우, 애노드 및 캐소드에서의 화학 반응은 다음의 화학식 1과 같다.Through such oxidation and reduction reactions, electrical energy can be directly obtained from chemical energy. When methanol is used as the liquid fuel, chemical reactions at the anode and the cathode are represented by the following Chemical Formula 1.

애노드: CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e- Anode: CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e -

캐소드: 1.5O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O Cathode: 1.5O 2 + 6H + + 6e - → 3H 2 O

전반응: CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2OPrereaction: CH 3 OH + 1.5O 2 → CO 2 + 2H 2 O

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 발전 시스템을 나타낸 사시도.1 and 2 are a perspective view showing a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 발전 시스템을 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 부분 확대도.4 is an enlarged view of a portion of the portion A of FIG. 3.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 연료 전지(fuel cell) 110: 제1 다공층(first porous layer)100: fuel cell 110: first porous layer

120: 제2 다공층 122: 배출구120: second porous layer 122: outlet

130: 막 전극 접합체 (MEA, membrane electrode assembly)130: membrane electrode assembly (MEA)

140: 하우징(housing) 142: 주입구140: housing 142: inlet

144: 개구부144: opening

Claims (5)

액체 연료가 주입되도록 기공이 형성되는 제1 다공층;A first porous layer in which pores are formed to inject liquid fuel; 상기 제1 다공층에 적층되고 상기 제1 다공층보다 기공이 작게 형성되어, 상기 액체 연료를 모세관력에 의해 흡수하는 제2 다공층;A second porous layer laminated on the first porous layer and having a smaller pore than the first porous layer to absorb the liquid fuel by capillary force; 상기 제2 다공층에 적층되고 상기 제2 다공층보다 기공이 작게 형성되어, 상기 액체 연료를 모세관력에 의해 흡수하고, 상기 액체 연료로부터 전기 에너지를 생성하는 막 전극 접합체(MEA, membrane electrode assembly); 및A membrane electrode assembly (MEA) laminated on the second porous layer and having smaller pores than the second porous layer, absorbing the liquid fuel by capillary force and generating electrical energy from the liquid fuel (MEA) ; And 상기 제1 다공층, 상기 제2 다공층 및 상기 막 전극 접합체를 내부에 수용하는 하우징(housing)을 포함하는 연료 전지 발전 시스템.And a housing housing the first porous layer, the second porous layer, and the membrane electrode assembly therein. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 다공층에는, 상기 전기 에너지가 생성됨에 따라 발생되는 기체를 배출하도록, 상기 제1 다공층의 기공보다 큰 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 발전 시스템.The second porous layer, the fuel cell power generation system, characterized in that the outlet is larger than the pores of the first porous layer to discharge the gas generated as the electrical energy is generated. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 다공층은 상기 제1 다공층의 외주부를 둘러싸고,The second porous layer surrounds an outer circumference of the first porous layer, 상기 막 전극 접합체는 상기 제2 다공층의 외주부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 연료 전지 발전 시스템.The membrane electrode assembly surrounds an outer periphery of the second porous layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징에는, 상기 액체 연료가 상기 제1 다공층에 주입되도록 주입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 발전 시스템.The housing, the fuel cell power generation system, characterized in that the injection hole is formed to be injected into the first porous layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징에는, 상기 막 전극 접합체가 외부 공기와 접하도록 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 발전 시스템.And an opening is formed in the housing such that the membrane electrode assembly is in contact with external air.
KR1020080034240A 2008-04-14 2008-04-14 Fuel cell power generation system KR20090108894A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080034240A KR20090108894A (en) 2008-04-14 2008-04-14 Fuel cell power generation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080034240A KR20090108894A (en) 2008-04-14 2008-04-14 Fuel cell power generation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090108894A true KR20090108894A (en) 2009-10-19

Family

ID=41552252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080034240A KR20090108894A (en) 2008-04-14 2008-04-14 Fuel cell power generation system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090108894A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100645692B1 (en) Pump apparatus for fuel cell and Fuel cell system using same
JP4768236B2 (en) FUEL CELL, FUEL SUPPLY SYSTEM, FUEL CARTRIDGE, AND ELECTRONIC DEVICE
JP4643393B2 (en) Fuel cell
KR101039848B1 (en) Fuel cartridge and fuel cell power generation system having the same
JP4643394B2 (en) Fuel cell
KR20090108894A (en) Fuel cell power generation system
US20160156047A1 (en) Fuel Cell System
JP2010103033A (en) Fuel cell
KR100964862B1 (en) Electrode cartridge, apparatus for generating hydrogen and fuel cell power generation system having the same
KR20070014678A (en) Fuel cell system
KR101063461B1 (en) Fuel cell
KR100709246B1 (en) Fuel cell system
JP4678108B2 (en) Direct dimethyl ether fuel cell
KR100625968B1 (en) Fuel cell system
JP4899297B2 (en) Fuel cell
KR100786461B1 (en) membrane electrode assembly activation process
KR20070036505A (en) Semi-passive type fuel cell system
KR20070037208A (en) Cylindrical membrane electrode assembly and fuel cell using the same
JP2006286416A (en) Fuel cell
JP5183057B2 (en) Direct fuel cell
JP3123725U (en) Small fuel cell
KR20070056608A (en) Fuel cell system
KR101093709B1 (en) Fuel cell system
JP2007323932A (en) Fuel cell module and connector
KR20060097933A (en) Pump having noise suppression and sound proof structure and fuel cell system using same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application