KR20090128005A - Humidification system for fuel cell and fuel cell system using the same - Google Patents

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김경주
신용철
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주식회사 코오롱
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Abstract

PURPOSE: A humidification system for a fuel cell is provided to minimize membrane fouling according to continuous use of a membrane humidifier and to improve durability of the membrane humidifier by suppressing the degradation of moisture transport function. CONSTITUTION: A humidification system for a fuel cell comprises a first filter(500) which removes impurities from moisture-containing unreacted gas discharged form a fuel cell(300); a membrane humidifier(100) for humidifying reaction gas supplied to the fuel cell using the moisture-containing unreacted gas from which impurities is removed. The first filter is installed to the membrane humidifier. The humidification system further comprises a second filter(400) for impurities from the reaction gas provided from the outside to the membrane humidifier.

Description

연료전지용 가습 시스템 및 이를 이용한 연료전지 시스템{Humidification System for Fuel Cell and Fuel Cell System using The Same}Humidification system for fuel cell and fuel cell system using same {Humidification System for Fuel Cell and Fuel Cell System using The Same}

본 발명은 연료전지용 가습 시스템 및 이를 이용한 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 막 가습기의 지속적 사용에 따른 막 오염을 최소화하고 막 가습기의 수분 전달 기능의 저하를 최대한 억제함으로써 내구성이 크게 향상된 연료전지용 가습 시스템 및 이를 이용한 연료전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a humidification system for a fuel cell and a fuel cell system using the same. More specifically, durability is greatly improved by minimizing membrane contamination caused by continuous use of the membrane humidifier and minimizing degradation of the moisture transfer function of the membrane humidifier. A humidification system for a fuel cell and a fuel cell system using the same.

연료전지란 수소와 산소를 결합시켜 전기를 생산하는 발전(發電)형 전지이다. 연료전지는 건전지나 축전지 등 일반 화학전지와 달리 수소와 산소가 공급되는 한 계속 전기를 생산할 수 있고, 열손실이 없어 내연기관보다 효율이 2배가량 높다는 장점이 있다. 또한, 수소와 산소의 결합에 의해 발생하는 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하기 때문에 공해물질 배출이 낮다. 따라서, 연료전지는 환경 친화적일뿐만 아니라 에너지 소비 증가에 따른 자원 고갈에 대한 걱정을 줄일 수 있다는 장점을 갖는다.A fuel cell is a power generation type battery that generates electricity by combining hydrogen and oxygen. Unlike general chemical cells such as batteries and accumulators, fuel cells can continue to produce electricity as long as hydrogen and oxygen are supplied. Fuel cells have twice the efficiency of internal combustion engines due to no heat loss. In addition, pollutant emissions are low because chemical energy generated by the combination of hydrogen and oxygen is converted directly into electrical energy. Therefore, the fuel cell is not only environmentally friendly, but also has an advantage of reducing anxiety about resource depletion due to increased energy consumption.

이러한 연료전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라 크게 고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell: PEMFC), 인산형 연료전지(PAFC), 용융 탄산염형 연료전지(MCFC), 고체 산화물형 연료전지(SOFC), 및 알칼리형 연료전지(AFC) 등으로 분류할 수 있다. 이들 각각의 연료전지는 근본적으로 동일한 원리에 의해 작동하지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 전해질 등이 서로 다르다. 이 가운데서 고분자 전해질형 연료전지는 다른 연료전지에 비해 저온에서 동작한다는 점, 및 출력밀도가 커서 소형화가 가능하기 때문에 소규모 거치형 발전장비뿐만 아니라 수송 시스템에서도 가장 유망한 것으로 알려져 있다.These fuel cells can be classified into polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), phosphate fuel cell (PAFC), molten carbonate fuel cell (MCFC), and solid oxide fuel cell depending on the type of electrolyte used. SOFC), alkaline fuel cell (AFC), and the like. Each of these fuel cells operates on essentially the same principle, but differs in the type of fuel used, operating temperature, catalyst, and electrolyte. Among them, the polymer electrolyte fuel cell is known to be most promising in transport systems as well as small stationary power generation equipment because it can operate at a lower temperature than other fuel cells and can be miniaturized due to its high power density.

고분자 전해질형 연료전지의 성능을 향상시키는데 있어서 가장 중요한 요인 중 하나는, 막-전극 접합체(Membrane Electrode Assembly: MEA)의 고분자 전해질 막(Polymer Eletrolyte Membrane 또는 Proton Exchange Membrane: PEM)에 일정량 이상의 수분을 공급함으로써 함수율을 유지하도록 하는 것이다. 고분자 전해질 막이 건조되면 발전 효율이 급격히 저하되기 때문이다.One of the most important factors in improving the performance of a polymer electrolyte fuel cell is supplying a certain amount of water to a polymer electrolyte membrane (PEM) of a membrane-electrode assembly (MEA). This is to maintain the moisture content. This is because power generation efficiency is drastically reduced when the polymer electrolyte membrane is dried.

고분자 전해질 막을 가습하는 방법으로는, 1) 내압용기에 물을 채운 후 대상 기체를 확산기(diffuser)로 통과시켜 수분을 공급하는 버블러(bubbler) 가습 방식, 2) 연료전지 반응에 필요한 공급 수분량을 계산하여 솔레노이드 밸브를 통해 가스 유동관에 직접 수분을 공급하는 직접 분사(direct injection) 방식, 및 3) 고분자 분리막을 이용하여 가스의 유동층에 수분을 공급하는 가습 막 방식 등이 있다.A method of humidifying a polymer electrolyte membrane includes 1) a bubbler humidification method in which water is supplied to a pressure vessel and a target gas is passed through a diffuser to supply moisture, and 2) the amount of water supplied for a fuel cell reaction is determined. And a direct injection method of supplying water directly to the gas flow pipe through the solenoid valve, and 3) a humidification method of supplying water to the fluidized bed of gas using a polymer membrane.

이들 중에서도 배기 가스 중에 포함되는 수증기만을 선택적으로 투과시키는 막을 이용하여 배기 가스 중의 수증기를 고분자 전해질 막에 제공하여 가습하는 가습 막 방식이 가습기를 경량화 및 소형화할 수 있다는 점에서 유리하다.Among these, the humidification membrane system which humidifies by providing the polymer electrolyte membrane with water vapor in the exhaust gas using a membrane that selectively permeates only the water vapor contained in the exhaust gas is advantageous in that the humidifier can be reduced in weight and size.

가습 막 방식에 사용되는 선택적 투과막은 모듈을 형성할 경우 단위 체적당 투과 면적이 큰 중공사막이 바람직하다. 즉, 중공사막을 이용하여 가습기를 제조할 경우 접촉 표면적이 넓은 중공사막의 고집적화가 가능하여 소용량으로도 연료전지의 가습이 충분히 이루어질 수 있고, 저가 소재의 사용이 가능하며, 연료전지에서 고온으로 배출되는 미반응 가스에 포함된 수분과 열을 회수하여 가습기를 통해 재사용할 수 있다는 이점을 갖는다. 이와 같은 중공사막을 이용한 가습 막 방식은 연료전지를 동력원으로 하는 자동차에서 주로 적용된다.The selective permeable membrane used in the humidification membrane system is preferably a hollow fiber membrane having a large permeation area per unit volume when forming a module. In other words, when manufacturing a humidifier using a hollow fiber membrane, high integration of the hollow fiber membrane with a large contact surface area is possible, so that the fuel cell can be sufficiently humidified even with a small capacity, low-cost materials can be used, and the fuel cell is discharged at a high temperature. The moisture and heat contained in the unreacted gas may be recovered and reused through a humidifier. The humidification membrane method using the hollow fiber membrane is mainly applied in automobiles using fuel cells as a power source.

이와 같은 막 가습기는 장시간 사용될 경우 중공사막 외표면이 오염되는 문제점이 있다. 중공사막의 오염은 중공사막의 수분 전달 기능을 급격히 저하시키기 때문에 막 가습기의 교체 주기를 단축시키는 결과를 야기한다.Such a membrane humidifier has a problem that the outer surface of the hollow fiber membrane is contaminated when used for a long time. Contamination of the hollow fiber membranes results in a shortening of the replacement cycle of the membrane humidifier since the water transfer function of the hollow fiber membranes is drastically degraded.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 막 가습기의 지속적 사용에 따른 막 오염을 최소화하고 막 가습기의 수분 전달 기능의 저하를 최대한 억제함으로써 내구성이 크게 향상된 연료전지용 가습 시스템 및 이를 이용한 연료전지 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was derived to solve the above problems, an object of the present invention is to minimize the membrane contamination caused by the continuous use of the membrane humidifier and to suppress the degradation of the moisture transfer function of the membrane humidifier as much as possible durability for fuel cells It is to provide a humidification system and a fuel cell system using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면으로서, 본 발명의 연료전지용 가습 시스템은, 연료전지로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스로부터 불순물을 제거하는 제1 필터; 및 상기 불순물이 제거된 수분 함유 미반응 가스를 이용하여 상기 연료전지로 제공될 반응가스를 가습하는 막 가습기를 포함한다.As one aspect of the present invention for achieving the above object, the fuel cell humidification system of the present invention, the first filter for removing impurities from the moisture-containing unreacted gas discharged from the fuel cell; And a membrane humidifier for humidifying the reaction gas to be supplied to the fuel cell by using the moisture-containing unreacted gas from which the impurities are removed.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면으로서, 본 발명의 연료전지 시스템은, 연료전지; 상기 연료전지로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스로부터 불순물을 제거하는 제1 필터; 및 상기 불순물이 제거된 수분 함유 미반응 가스를 이용하여 상기 연료전지로 제공될 반응가스를 가습하는 막 가습기를 포함한다.As another aspect of the present invention for achieving the above object, the fuel cell system of the present invention, the fuel cell; A first filter for removing impurities from moisture-containing unreacted gas discharged from the fuel cell; And a membrane humidifier for humidifying the reaction gas to be supplied to the fuel cell by using the moisture-containing unreacted gas from which the impurities are removed.

상기 제1 필터는 상기 막 가습기에 나사 결합 등에 의해 분리 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.Preferably, the first filter is detachably mounted to the membrane humidifier by screwing or the like.

상기 제1 필터는 층 형태의 재직 구조를 갖는 것이 바람직하다.The first filter preferably has a woven structure in the form of a layer.

상기 막 가습기는 다공성 막을 포함하는 것이 바람직하다.The membrane humidifier preferably comprises a porous membrane.

상기 연료전지용 가습 시스템은, 외부로부터 상기 막 가습기에 제공될 상기 반응가스로부터 불순물을 제거하기 위한 제2 필터를 더 포함할 수 있다.The fuel system humidification system may further include a second filter for removing impurities from the reaction gas to be provided to the membrane humidifier from the outside.

또한, 상기 연료전지용 가습 시스템은 상기 제2 필터에 의해 불순물이 제거된 반응가스를 상기 막 가습기에 제공하는 블러워(blower)를 더 포함할 수도 있다.In addition, the fuel cell humidification system may further include a blower for providing a reaction gas from which impurities are removed by the second filter to the membrane humidifier.

상기 막 가습기는, 하우징; 및 상기 하우징 내에 고정된 중공사막을 포함하하며, 상기 중공사막은, 튜브형 지지체; 및 상기 튜브형 지지체 상에 코팅된 친수성 고분자막을 포함한다.The membrane humidifier, the housing; And a hollow fiber membrane fixed in the housing, wherein the hollow fiber membrane comprises: a tubular support; And a hydrophilic polymer membrane coated on the tubular support.

상기 친수성 고분자막은 나피온(Nafion)으로 제조될 수 있거나, 또는 폴리이써이미드, 폴리페닐설폰, 폴리설폰, 폴리아미드이미드, 및 폴리이미드 중 2 이상을 포함하는 복합막일 수 있다.The hydrophilic polymer membrane may be made of Nafion, or may be a composite membrane including two or more of polyimide, polyphenylsulfone, polysulfone, polyamideimide, and polyimide.

상기와 같은 본 발명의 연료전지용 가습 시스템 및 연료전지 시스템에 의하면, 연료전지로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스가 불순물이 제거된 상태로 막 가습기에 제공되기 때문에, 막 가습기의 지속적 사용에 따른 막 오염이 최소화된다. According to the fuel cell humidification system and the fuel cell system of the present invention as described above, since the moisture-containing unreacted gas discharged from the fuel cell is provided to the membrane humidifier with impurities removed, membrane contamination caused by continuous use of the membrane humidifier. This is minimized.

따라서, 막 가습기의 수분 전달 기능의 저하를 최대한 억제함으로써 막 가습기의 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, the durability of the membrane humidifier can be greatly improved by suppressing the degradation of the water transfer function of the membrane humidifier to the maximum.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연료전지용 가습 시스템 및 연료전지 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the fuel cell humidification system and fuel cell system according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지용 가습기를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a humidifier for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지용 가습기(100)는 중공사막(120) 다발을 내장하는 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)의 일측에는 연료전지로 공급될 반응가스가 유입되는 제1 유입구(111a)가 형성되어 있고, 하우징(110)의 타측에는 반응가스를 연료전지로 공급하기 위한 제1 배출구(112a)가 형성되어 있다. As shown in FIG. 1, the fuel cell humidifier 100 according to an embodiment of the present invention includes a housing 110 having a bundle of hollow fiber membranes 120. One side of the housing 110 is formed with a first inlet 111a through which the reaction gas to be supplied to the fuel cell is introduced, and on the other side of the housing 110, a first outlet 112a for supplying the reaction gas to the fuel cell. Is formed.

중공사막(120) 다발의 양 말단 부분은 하우징(110)의 양측에 각각 접착제(130)로 고정되어 있다. 접착제(130)는 제1 유입구(111a) 및 제1 배출구(112a)와 하우징(110)의 중앙부 사이의 공기의 흐름을 각각 차단한다. Both end portions of the bundle of hollow fiber membranes 120 are fixed to both sides of the housing 110 with adhesives 130, respectively. The adhesive 130 blocks the flow of air between the first inlet 111a and the first outlet 112a and the central portion of the housing 110, respectively.

한편, 중공사막(120) 다발의 양 말단부들은 오픈(open)되어 있으므로 상기 중공사막(120) 다발의 중공부들은 상기 제1 유입구(111a) 및 제1 배출구(112a)에 각각 연통되어 있다. 따라서, 제1 유입구(111a)를 통해 유입된 반응가스는 가습기용 중공사막(120)의 중공부만을 통해 제1 배출구(112a)가 형성되어 있는 하우징(110)의 타측으로 이동할 수 있다. On the other hand, since both ends of the hollow fiber membrane 120 bundle are open, the hollow portions of the hollow fiber membrane 120 bundle are in communication with the first inlet 111a and the first outlet 112a, respectively. Accordingly, the reaction gas introduced through the first inlet 111a may move to the other side of the housing 110 in which the first outlet 112a is formed through only the hollow portion of the hollow fiber membrane 120 for the humidifier.

한편, 상기 하우징(110)의 중앙부에는 연료전지로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스가 유입되는 제2 유입구(111b) 및 상기 제2 유입구(111b)를 통해 하우징(110)의 중앙부로 유입된 미반응 가스를 배출하기 위한 제2 배출구(112b)가 각각 형성되어 있다.On the other hand, the unreacted inflow into the central portion of the housing 110 through the second inlet 111b and the second inlet 111b through which the water-containing unreacted gas discharged from the fuel cell flows into the central portion of the housing 110. Second outlets 112b for discharging gas are respectively formed.

위와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지용 가습기의 동작을 구체적으 로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the fuel cell humidifier according to an embodiment of the present invention as described above in detail.

연료전지로 공급될 반응가스가 제1 유입구(111a)를 통해 유입되는 것과 동시에 연료전지로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스가 제2 유입구(111b)를 통해 하우징(110) 중앙부의 내부로 유입된다. 제1 유입구(111a)를 통해 유입된 반응가스는 중공사막(120) 다발의 중공부들을 통해 제1 배출구(112a) 측으로 이동한다.At the same time as the reaction gas to be supplied to the fuel cell is introduced through the first inlet 111a, the water-containing unreacted gas discharged from the fuel cell is introduced into the center of the housing 110 through the second inlet 111b. The reaction gas introduced through the first inlet 111a moves to the first outlet 112a through the hollow portions of the hollow fiber membrane 120 bundle.

제1 유입구(111a)를 통해 유입된 반응가스는 건조한 상태인 반면, 제2 유입구(111b)를 통해 하우징(110)의 중앙부로 유입된 미반응 가스는 다량의 수분을 함유하고 있기 때문에 중공사막(120) 내외에서 습도 차이가 발생하게 된다. 이러한 중공사막(120) 내외의 습도 차이로 인해 미반응 가스의 수분이 막을 통해 그 중공부로 선택적으로 투과하게 되고, 중공사막(120)의 중공부를 따라 제1 배출구(112a) 측으로 이동하는 반응가스의 습도가 높아지게 된다. While the reaction gas introduced through the first inlet 111a is in a dry state, the unreacted gas introduced into the center portion of the housing 110 through the second inlet 111b contains a large amount of water and thus a hollow fiber membrane ( 120) Humidity difference occurs inside and outside. Due to the difference in humidity inside and outside the hollow fiber membrane 120, moisture of the unreacted gas is selectively transmitted through the membrane to the hollow portion, and the reaction gas moves to the first outlet 112a side along the hollow portion of the hollow fiber membrane 120. The humidity will increase.

반면, 제2 유입구(111b)를 통해 하우징(110)의 중앙부로 유입된 연료전지로부터의 미반응 가스는 수분을 상실하게 되어 점차적으로 건조하게 되며, 이렇게 건조된 미반응 가스는 제2 배출구(112b)를 통해 밖으로 배출된다. 결과적으로, 위와 같은 본 발명의 가습기 작동에 의해, 원래의 반응가스보다 높은 습도를 갖는 반응가스를 연료전지로 공급할 수 있게 되는 것이다.On the other hand, the unreacted gas from the fuel cell introduced into the center portion of the housing 110 through the second inlet 111b loses moisture and is gradually dried. The unreacted gas thus dried is the second outlet 112b. Is discharged through). As a result, by the operation of the humidifier of the present invention as described above, it is possible to supply the reaction gas having a higher humidity than the original reaction gas to the fuel cell.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제2 유입구(111b)는 제1 배출구(112a)와 인접한 부분에 형성되고, 상기 제2 배출구(112b)는 제1 유입구(111a)와 인접한 부분에 형성되는 것이 바람직한데, 이는 하우징(110)의 내부에 위치하는 중공사막의 전체 부분에 걸쳐 미반응 가스에 함유된 수분을 충분히 투과시키기 위함이다. According to an embodiment of the present invention, the second inlet 111b is formed at a portion adjacent to the first outlet 112a, and the second outlet 112b is formed at a portion adjacent to the first inlet 111a. It is preferable that this is to sufficiently permeate the moisture contained in the unreacted gas over the entire portion of the hollow fiber membrane located inside the housing 110.

즉, 제1 유입구(111a)로부터 제1 배출구(112a)로 이동하는 반응가스의 경우 제1 유입구(111a) 측에서는 그 습도가 낮으나 중공사막(120)을 통해 미반응 가스로부터 수분이 지속적으로 공급되기 때문에 제1 배출구(112a) 측으로 갈수록 그 습도가 증가하게 된다. 따라서, 제1 유입구(111a) 측에 위치하는 중공사막(120) 부분에는 상대적으로 낮은 습도의 미반응 가스가 접촉하고, 제1 배출구(112a) 측에 위치하는 중공사막(120) 부분에는 상대적으로 높은 습도의 미반응 가스가 접촉하도록 함으로써 중공사막(120) 전체 부분에 걸쳐 균일한 수분 투과를 달성할 수 있게 된다.That is, in the case of the reaction gas moving from the first inlet 111a to the first outlet 112a, the humidity is low at the first inlet 111a, but moisture is continuously supplied from the unreacted gas through the hollow fiber membrane 120. Therefore, the humidity increases toward the first outlet 112a. Accordingly, unreacted gas having a relatively low humidity contacts the hollow fiber membrane 120 positioned on the first inlet 111a and relatively close to the hollow fiber membrane 120 positioned on the first outlet 112a. By allowing unreacted gas of high humidity to contact, it is possible to achieve uniform moisture permeation over the entire hollow fiber membrane 120.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가습기용 중공사막의 단면을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a cross section of the hollow fiber membrane for a humidifier according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가습기용 중공사막(120)은 중공부(123)를 갖는 튜브형 지지체(121), 및 상기 튜브형 지지체(121) 상에 코팅된 친수성 고분자 필름(122)을 포함한다. 가습기를 통하여 연료전지 스택으로 유입되는 공기가 가지고 있는 산소의 분압이 유지되어야 연료전지 성능이 저하되지 않기 때문에 상기 고분자 필름(122)은 수분만을 선택적으로 투과시킬 수 있어야 한다. 가습기용 중공사막(120)에서 사용되는 친수성 고분자 필름(122)의 소재로서 대표적인 것은 Dupont사가 개발한 나피온(NafionTM)으로서 아래의 화학 구조를 갖는다.As shown in Figure 2, the hollow fiber membrane 120 for the humidifier according to an embodiment of the present invention is a tubular support 121 having a hollow portion 123, and the hydrophilic coating on the tubular support 121 The polymer film 122 is included. Since the partial pressure of oxygen contained in the air flowing into the fuel cell stack through the humidifier is maintained so that the fuel cell performance is not degraded, the polymer film 122 should be able to selectively permeate only moisture. A representative material of the hydrophilic polymer film 122 used in the hollow fiber membrane 120 for the humidifier is Nafion developed by Dupont, which has the following chemical structure.

Figure 112008041168608-PAT00001
Figure 112008041168608-PAT00001

<나피온의 화학 구조식><Chemical Structural Formula of Nafion>

그 밖에도 폴리설폰, 폴리페닐설폰, 폴리이써이미디, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등의 단일막 또는 이들 중 2 이상이 혼합된 복합막이 연료전지용 가습막으로 이용될 수 있다. In addition, a single membrane such as polysulfone, polyphenylsulfone, polyetherimide, polyamideimide, polyimide, or a composite membrane in which two or more thereof are mixed may be used as a humidification membrane for fuel cells.

나피온 막은 빠른 수분 전달 성능과 훌륭한 기체 장벽 효과를 가지고 있어 막 가습기 제조에 있어 선호되지만 가격이 고가라는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 저가형의 고성능 중공사막에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 예를 들어, 폴리이써이미드와 폴리페닐설폰 또는 폴리설폰과 폴리페닐설폰의 복합막은 그 비용이 저렴할 뿐만 아니라 나피온 막의 약 80% 정도의 성능을 나타낸다. 상기 복합막으로 최적의 설계를 할 경우에는 동일 부피 기준으로 나피온 막과 동일한 가습성능을 발휘하는 막 가습기를 제조할 수도 있다.Nafion membranes are preferred for the manufacture of membrane humidifiers because of their fast water transfer performance and excellent gas barrier effect, but they are expensive. Therefore, studies on low-cost, high-performance hollow fiber membranes are being actively conducted. For example, polyimide and polyphenylsulfone or polysulfone and polyphenylsulfone composite membranes are not only inexpensive but also about 80% of Nafion membranes. Indicates the performance. When the optimum design of the composite membrane, the membrane humidifier exhibiting the same humidification performance as the Nafion membrane on the same volume basis may be prepared.

그러나, 치밀한 미세 구조를 갖는 나피온 막과는 달리, 폴리이써이미드, 폴리페닐설폰, 폴리설폰, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등의 단일막 또는 이들 중 2 이상이 혼합된 복합막은 다공성 구조를 갖기 때문에 막 표면의 오염에 특히 취약하다. However, unlike a Nafion membrane having a fine microstructure, a single membrane such as polyimide, polyphenylsulfone, polysulfone, polyamideimide, polyimide, or a composite membrane in which two or more thereof are mixed has a porous structure. Particularly vulnerable to contamination of the membrane surface.

즉, 치밀한 미세 구조를 갖는 나피온 막은 화학적 반응에 의해 수분을 선택적으로 투과시키기 때문에 막 오염의 영향이 상대적으로 작지만, 다공성 막은 물리적 반응에 의해 수분을 선택적으로 투과시키기 때문에 그 표면의 오염에 의해 기공이 막히게 되면 성능 저하의 정도가 나피온 막에 비해 심각하다. 따라서, 다공성 막이 채택된 막 가습기의 경우 시간의 경과에 따른 막 오염을 최소화하는 것이 매우 중요하다.In other words, the Nafion membrane having a dense microstructure selectively transmits moisture by chemical reaction, so that the influence of membrane contamination is relatively small. However, since the porous membrane selectively permeates moisture by physical reaction, pore due to contamination of its surface. If this blockage occurs, the degree of performance degradation is more severe than that of the Nafion membrane. Therefore, for membrane humidifiers employing porous membranes, it is very important to minimize membrane contamination over time.

도 3은 연료전지용 가습기의 막 오염을 최소화하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 가습 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a view schematically illustrating a humidification system for a fuel cell according to an exemplary embodiment of the present invention for minimizing membrane contamination of a humidifier for a fuel cell.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연료전지용 가습 시스템은 연료전지(300)로의 산소 공급을 위하여 외부의 공기(이하, '반응공기'로 칭함)가 막 가습기(100)를 거쳐 연료전지(300)로 제공된다. 이때, 이 반응공기에 포함된 불순물이 반응공기와 함께 막 가습기(100) 내로 유입되면서 중공사막(120)의 외표면을 오염시킬 수 있다. As shown in FIG. 3, in the fuel cell humidification system of the present invention, external air (hereinafter referred to as 'reaction air') is supplied to the fuel cell 300 through the membrane humidifier 100 to supply oxygen to the fuel cell 300. 300). At this time, impurities contained in the reaction air may be introduced into the membrane humidifier 100 together with the reaction air to contaminate the outer surface of the hollow fiber membrane 120.

따라서, 본 발명의 연료전지용 가습 시스템은 막 가습기(100)에 제공될 반응가스로부터 불순물을 제거하기 위한 제2 필터(400)를 포함한다. 상기 제2 필터(400)에 의해 불순물이 제거된 반응가스는 블러워(blower)(200)에 의해 상기 막 가습기(100)에 반입된다. 결과적으로, 본 발명에 의하면 막 가습기(100) 내로 유입되는 반응공기에 의한 중공사막(120)의 오염을 방지할 수 있다.Accordingly, the fuel cell humidification system of the present invention includes a second filter 400 for removing impurities from the reaction gas to be provided to the membrane humidifier 100. The reaction gas from which impurities are removed by the second filter 400 is introduced into the membrane humidifier 100 by a blower 200. As a result, according to the present invention, it is possible to prevent contamination of the hollow fiber membrane 120 due to the reaction air flowing into the membrane humidifier 100.

그러나, 막 가습기(100) 내에 유입되는 반응공기로부터 불순물을 제거하는 것만으로는 중공사막(120)의 오염 속도를 다소 늦출 뿐이며, 시간의 경과에 따른 중공사막(120)의 오염 문제를 완전히 해결할 수는 없었다. 본 출원인은 그 원인을 파악을 위한 연구를 진행하면서, 상기 반응가스에 수분을 공급하기 위하여 막 가습기(100) 내로 유입되는 연료전지(300)로부터의 수분 함유 미반응 가스가 중공사막(120) 오염의 또 다른 원인이 될 수 있음을 발견하였다.However, simply removing impurities from the reaction air flowing into the membrane humidifier 100 only slows the contamination rate of the hollow fiber membrane 120, and can completely solve the contamination problem of the hollow fiber membrane 120 over time. Was not. Applicant proceeds research to determine the cause, moisture-containing unreacted gas from the fuel cell 300 introduced into the membrane humidifier 100 to supply moisture to the reaction gas contaminated hollow fiber membrane 120 It was found to be another cause.

이를 구체적으로 설명하면, 고체 고분자 연료전지(300)는 막전극 접합체를 포함하고, 이 막전극 접합체는 공급되는 수소와 산소의 원활한 확산을 위하여 기체 확산층을 포함한다. 이 기체 확산층은 주로 탄소섬유 소재로 제조된다. 이와 같은 연료전지(500)가 장시간 사용될 경우 상기 기체 확산층으로부터 탄소 분말이 공기 흐름에 의해 용출되어 나오게 되고, 이 탄소 분말이 수분 함유 미반응 가스에 섞여서 막 가습기(100) 내로 유입되면서 중공사막(120)을 오염시키는 것이다.Specifically, the solid polymer fuel cell 300 includes a membrane electrode assembly, and the membrane electrode assembly includes a gas diffusion layer for smooth diffusion of hydrogen and oxygen supplied thereto. This gas diffusion layer is mainly made of carbon fiber material. When such a fuel cell 500 is used for a long time, carbon powder is eluted out of the gas diffusion layer by an air flow, and the carbon powder is mixed with moisture-containing unreacted gas and introduced into the membrane humidifier 100, thereby hollow fiber membrane 120 ) Is contaminating.

따라서, 본 발명의 연료전지용 가습 시스템은 연료전지(300)로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스로부터 불순물을 제거하기 위한 제1 필터(500)를 더 포함한다. 이렇게 제1 필터(500)에 불순물이 제거된 수분 함유 미반응 가스만이 막 가습기(100) 내로 유입되어 가습에 이용되기 때문에 중공사막(120)의 오염이 근원적으로 방지될 수 있고, 막 가습기(100)의 수명이 반영구적으로 늘어나게 된다.Therefore, the humidification system for a fuel cell of the present invention further includes a first filter 500 for removing impurities from moisture-containing unreacted gas discharged from the fuel cell 300. Thus, since only the moisture-containing unreacted gas from which impurities are removed from the first filter 500 is introduced into the membrane humidifier 100 and used for humidification, contamination of the hollow fiber membrane 120 may be fundamentally prevented, and the membrane humidifier ( The lifetime of 100) is increased permanently.

제1 필터(500)는 막 가습기(100)와 일체형으로 제작될 수도 있으나, 나사 결합 등에 의해 분리 가능하게 막 가습기(100)에 장착되는 것이 연료전지용 가습 시스템의 유지 및 보수 작업(예를 들면, 제1 필터(500)의 교환)의 편의성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.Although the first filter 500 may be manufactured integrally with the membrane humidifier 100, the first filter 500 may be mounted on the membrane humidifier 100 so as to be detachable by screwing or the like. Since the convenience of replacement of the 1st filter 500 can be improved, it is preferable.

한편, 본 발명의 제1 필터(500)는 스테인리스스틸(Stainless Steel), 모 넬(Monel), 니켈, 구리, 티타늄, 알루미늄 등의 금속성 소재, 또는 폴리프로필렌, 테프론, 브라스 파이버(Brass Fiber) 등의 고분자 소재로 제조될 수 있다.Meanwhile, the first filter 500 of the present invention is a metallic material such as stainless steel, monel, nickel, copper, titanium, aluminum, or polypropylene, teflon, brass fiber, or the like. It can be made of a polymer material.

한편, 본 발명의 제1 필터(500)는 부직포 형태 또는 메쉬 형태일 수 있다. 다만, 제1 필터(500)가 부직포 형태일 경우에는 공기 흐름에 의한 압력강하가 크다는 단점이 있다. 따라서, 연료전지(300)로부터의 수분 함유 미반응 가스가 제1 필터(500)를 통과하면서 발생하는 압력강하를 최소화하기 위하여 상기 제1 필터(500)는 단층 또는 수층의 재직 구조를 갖는 것이 바람직하다.Meanwhile, the first filter 500 of the present invention may be in the form of a nonwoven fabric or a mesh. However, when the first filter 500 is a nonwoven fabric, there is a disadvantage in that the pressure drop due to the air flow is large. Therefore, in order to minimize the pressure drop generated while the moisture-containing unreacted gas from the fuel cell 300 passes through the first filter 500, the first filter 500 preferably has a single layer or a water layer structure. Do.

본 발명에 의한 바람직한 실시예에 의하면, 1~10 ㎛ 이하의 불순물을 거르기 위한 제1 필터(500)를 통한 압력강하는 6,000 LPM(Liter Per Minute) 기준으로 약 0.1 bar이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pressure drop through the first filter 500 to filter out impurities of 1 to 10 μm or less is about 0.1 bar based on 6,000 LPM (Liter Per Minute).

이하에서는, 구체적 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 살펴보도록 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail through specific examples and comparative examples. These examples are merely to aid the understanding of the present invention and do not limit the scope of the present invention.

<실시예 1><Example 1>

스택의 공기배출구와 연결되는 가습기의 포트에 에어 필터를 장착한 후 1kW급 연료전지 시스템을 1000 시간 동안 운전하였다. 가습기는 15 센티미터의 Nafion 중공사 500 가닥으로 이루어져 있으며 1000 시간 운전 후 연료전지 시스템에서 분리하여 사용하지 않은 가습기와 가습 성능을 비교평가 하였다.After the air filter was installed in the port of the humidifier connected to the air outlet of the stack, the 1 kW fuel cell system was operated for 1000 hours. The humidifier consists of 500 centimeters of Nafion hollow fiber of 15 centimeters, and after 1000 hours of operation, the humidifier was compared with the unused humidifier and the humidifier performance.

가습 성능을 평가하기 위하여 70 ℃ 온도와 90 % 의 상대습도를 갖는 습한 공기를 준비하여 20 ℃ 온도와 10 % 의 상대습도를 갖는 건조공기를 가습한다. 사용하지 않은 가습기의 경우 500 LPM(liter per minute) 의 건조공기는 60 ℃ 의 온도와 80 %의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었고 1000 시간 운전한 가습기의 경우 59℃의 온도와 78 % 의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었다.In order to evaluate the humidification performance, humid air having a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90% is prepared and humidified with dry air having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 10%. In the case of unused humidifiers, 500 LPM (liter per minute) of dry air was humidified with air having a temperature of 60 ° C and a relative humidity of 80%. Humidified with air.

<실시예 2><Example 2>

스택의 공기배출구와 연결되는 가습기의 포트에 에어 필터를 장착한 후 1kW급 연료전지 시스템을 1000 시간 동안 운전하였다. 가습기는 15 센티미터의 다공성 폴리설폰 중공사 500 가닥으로 이루어져 있으며 1000 시간 운전 후 연료전지 시스템에서 분리하여 사용하지 않은 가습기와 가습 성능을 비교평가 하였다.After the air filter was installed in the port of the humidifier connected to the air outlet of the stack, the 1 kW fuel cell system was operated for 1000 hours. The humidifier is composed of 500 centimeters of porous polysulfone hollow fiber of 15 centimeters. After 1000 hours of operation, the humidifier was compared with the unused humidifier and the humidification performance.

가습 성능을 평가하기 위하여 70 ℃ 온도와 90 % 의 상대습도를 갖는 습한 공기를 준비하여 20 ℃ 온도와 10 % 의 상대습도를 갖는 건조공기를 가습한다. 사용하지 않은 가습기의 경우 500 LPM(liter per minute) 의 건조공기는 55 ℃ 의 온도와 75 %의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었고 1000 시간 운전한 가습기의 경우 54℃의 온도와 76 % 의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었다.In order to evaluate the humidification performance, humid air having a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90% is prepared and humidified with dry air having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 10%. In the case of unused humidifiers, 500 LPM (liter per minute) of dry air was humidified with air having a temperature of 55 ° C and a relative humidity of 75%. Humidified with air.

<실시예 3><Example 3>

스택의 공기배출구와 연결되는 가습기의 포트에 에어 필터를 장착한 후 1kW급 연료전지 시스템을 1000 시간 동안 운전하였다. 가습기는 15 센티미터의 다공성 폴리이써이미드 중공사 500 가닥으로 이루어져 있으며 1000 시간 운전 후 연료전지 시스템에서 분리하여 사용하지 않은 가습기와 가습 성능을 비교평가 하였다.After the air filter was installed in the port of the humidifier connected to the air outlet of the stack, the 1 kW fuel cell system was operated for 1000 hours. The humidifier is composed of 500 centimeters of porous polyimide hollow fiber of 15 centimeters. After 1000 hours of operation, the humidifier was separated from the fuel cell system and compared with the unused humidifier.

가습 성능을 평가하기 위하여 70 ℃ 온도와 90 % 의 상대습도를 갖는 습한 공기를 준비하여 20 ℃ 온도와 10 % 의 상대습도를 갖는 건조공기를 가습한다. 사용하지 않은 가습기의 경우 500 LPM(liter per minute) 의 건조공기는 59 ℃ 의 온도와 79 %의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었고 1000 시간 운전한 가습기의 경우 59℃의 온도와 77 % 의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었다.In order to evaluate the humidification performance, humid air having a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90% is prepared and humidified with dry air having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 10%. In the case of unused humidifiers, 500 LPM (liter per minute) of dry air was humidified with air having a temperature of 59 ° C and a relative humidity of 79%. Humidified with air.

<비교예 1>Comparative Example 1

스택의 공기배출구와 연결되는 가습기의 포트에 에어 필터를 장착하지 않고 1kW급 연료전지 시스템을 1000 시간 동안 운전하였다. 가습기는 15 센티미터의 Nafion 중공사 500 가닥으로 이루어져 있으며 1000 시간 운전 후 연료전지 시스템에서 분리하여 사용하지 않은 가습기와 가습 성능을 비교평가 하였다.The 1 kW fuel cell system was operated for 1000 hours without an air filter installed at the port of the humidifier connected to the air outlet of the stack. The humidifier consists of 500 centimeters of Nafion hollow fiber of 15 centimeters, and after 1000 hours of operation, the humidifier was compared with the unused humidifier and the humidifier performance.

가습 성능을 평가하기 위하여 70 ℃ 온도와 90 % 의 상대습도를 갖는 습한 공기를 준비하여 20 ℃ 온도와 10 % 의 상대습도를 갖는 건조공기를 가습 한다. 사용하지 않은 가습기의 경우 500 LPM(liter per minute) 의 건조공기는 60 ℃ 의 온도와 80 %의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었고 1000 시간 운전한 가습기의 경우 57℃의 온도와 67 % 의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었다.In order to evaluate the humidification performance, humid air having a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90% is prepared and humidified with dry air having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 10%. In the case of unused humidifiers, 500 LPM (liter per minute) of dry air was humidified with air having a temperature of 60 ° C and a relative humidity of 80%. Humidified with air.

<비교예 2>Comparative Example 2

스택의 공기배출구와 연결되는 가습기의 포트에 에어 필터를 장착하지 않고 1kW급 연료전지 시스템을 1000 시간 동안 운전하였다. 가습기는 15 센티미터의 다공성 폴리설폰 중공사 500 가닥으로 이루어져 있으며 1000 시간 운전 후 연료전지 시스템에서 분리하여 사용하지 않은 가습기와 가습 성능을 비교평가 하였다.The 1 kW fuel cell system was operated for 1000 hours without an air filter installed at the port of the humidifier connected to the air outlet of the stack. The humidifier is composed of 500 centimeters of porous polysulfone hollow fiber of 15 centimeters. After 1000 hours of operation, the humidifier was compared with the unused humidifier and the humidification performance.

가습 성능을 평가하기 위하여 70 ℃ 온도와 90 % 의 상대습도를 갖는 습한 공기를 준비하여 20 ℃ 온도와 10 % 의 상대습도를 갖는 건조공기를 가습한다. 사용하지 않은 가습기의 경우 500 LPM(liter per minute) 의 건조공기는 55 ℃ 의 온도와 75 %의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었고 1000 시간 운전한 가습기의 경우 50℃의 온도와 68 % 의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었다.In order to evaluate the humidification performance, humid air having a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90% is prepared and humidified with dry air having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 10%. In the case of unused humidifiers, 500 LPM (liter per minute) of dry air was humidified with air having a temperature of 55 ° C and a relative humidity of 75%. Humidified with air.

<비교예 3>Comparative Example 3

스택의 공기배출구와 연결되는 가습기의 포트에 에어 필터를 장착한 후 1kW급 연료전지 시스템을 1000 시간 동안 운전하였다. 가습기는 15 센티미터의 다공성 폴리이써이미드 중공사 500 가닥으로 이루어져 있으며 1000 시간 운전 후 연료전지 시스템에서 분리하여 사용하지 않은 가습기와 가습 성능을 비교평가 하였다.After the air filter was installed in the port of the humidifier connected to the air outlet of the stack, the 1 kW fuel cell system was operated for 1000 hours. The humidifier is composed of 500 centimeters of porous polyimide hollow fiber of 15 centimeters. After 1000 hours of operation, the humidifier was separated from the fuel cell system and compared with the unused humidifier.

가습 성능을 평가하기 위하여 70 ℃ 온도와 90 % 의 상대습도를 갖는 습한 공기를 준비하여 20 ℃ 온도와 10 % 의 상대습도를 갖는 건조공기를 가습한다. 사용하지 않은 가습기의 경우 500 LPM(liter per minute) 의 건조공기는 59 ℃ 의 온도와 79 %의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었고 1000 시간 운전한 가습기의 경우 50℃의 온도와 65 % 의 상대습도를 갖는 공기로 가습 되었다.In order to evaluate the humidification performance, humid air having a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90% is prepared and humidified with dry air having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 10%. In the case of unused humidifiers, 500 LPM (liter per minute) of dry air was humidified with air having a temperature of 59 ° C and a relative humidity of 79%. Humidified with air.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지용 막 가습기를 개략적으로 나타낸 도면이고,1 is a view schematically showing a fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가습기용 중공사막의 단면도이며,2 is a cross-sectional view of the hollow fiber membrane for a humidifier according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지용 가습 시스템을 개략적으로 나타낸 나타낸 도면이다.3 is a view schematically showing a humidification system for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

<도면의 부호에 대한 간략한 설명><Brief description of the symbols in the drawings>

100 : 연료전지용 막 가습기 110 : 하우징100: fuel cell membrane humidifier 110: housing

111a : 제1 유입구 111b : 제2 유입구111a: first inlet 111b: second inlet

112a : 제1 배출구 112b : 제2 배출구112a: first outlet 112b: second outlet

120 : 가습기용 중공사막 130 : 접착제120: hollow fiber membrane for the humidifier 130: adhesive

200 : 블로워(blower) 300 : 연료전지200: blower 300: fuel cell

400 : 제2 필터 500 : 제1 필터400: second filter 500: first filter

Claims (13)

연료전지로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스로부터 불순물을 제거하는 제1 필터; 및A first filter for removing impurities from moisture-containing unreacted gas discharged from the fuel cell; And 상기 불순물이 제거된 수분 함유 미반응 가스를 이용하여 상기 연료전지로 제공될 반응가스를 가습하는 막 가습기를 포함하는 연료전지용 가습 시스템.And a membrane humidifier for humidifying the reaction gas to be supplied to the fuel cell by using the moisture-containing unreacted gas from which the impurities are removed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 필터는 상기 막 가습기에 분리 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.And the first filter is detachably mounted to the membrane humidifier. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 필터는 나사 결합에 의해 상기 막 가습기에 장착되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.And said first filter is mounted to said membrane humidifier by screwing. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 필터는 층 형태의 재직 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.The first filter has a weaving structure in the form of a layer, characterized in that the fuel cell humidification system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 막 가습기는 다공성 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.And the membrane humidifier comprises a porous membrane. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 외부로부터 상기 막 가습기에 제공될 상기 반응가스로부터 불순물을 제거하기 위한 제2 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.And a second filter for removing impurities from the reaction gas to be provided to the membrane humidifier from the outside. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2 필터에 의해 불순물이 제거된 반응가스를 상기 막 가습기에 제공하는 블러워(blower)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.And a blower for providing a reaction gas from which impurities are removed by the second filter to the membrane humidifier. 제 1 항에 있어서, 상기 막 가습기는,The method of claim 1, wherein the membrane humidifier, 하우징; 및housing; And 상기 하우징 내에 고정된 중공사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.Humidification system for a fuel cell, characterized in that it comprises a hollow fiber membrane fixed in the housing. 제 8 항에 있어서, 상기 중공사막은,The method of claim 8, wherein the hollow fiber membrane, 튜브형 지지체; 및Tubular support; And 상기 튜브형 지지체 상에 코팅된 친수성 고분자막을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.Humidification system for a fuel cell, characterized in that it comprises a hydrophilic polymer membrane coated on the tubular support. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 친수성 고분자막은 나피온(Nafion)으로 제조된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.The hydrophilic polymer membrane is a fuel cell humidification system, characterized in that made of Nafion (Nafion). 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 친수성 고분자막은 폴리이써이미드, 폴리페닐설폰, 폴리설폰, 폴리아미드이미드, 및 폴리이미드 중 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.The hydrophilic polymer membrane is a fuel cell humidification system, characterized in that it comprises at least one of polyimide, polyphenylsulfone, polysulfone, polyamideimide, and polyimide. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, wherein 상기 친수성 고분자막은 2 이상의 고분자를 포함하는 복합막인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습 시스템.The hydrophilic polymer membrane is a fuel cell humidification system, characterized in that the composite membrane containing two or more polymers. 연료전지;Fuel cell; 상기 연료전지로부터 배출되는 수분 함유 미반응 가스로부터 불순물을 제거하는 제1 필터; 및A first filter for removing impurities from moisture-containing unreacted gas discharged from the fuel cell; And 상기 불순물이 제거된 수분 함유 미반응 가스를 이용하여 상기 연료전지로 제공될 반응가스를 가습하는 막 가습기를 포함하는 연료전지 시스템.And a membrane humidifier for humidifying the reaction gas to be supplied to the fuel cell by using the moisture-containing unreacted gas from which the impurities are removed.
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