KR20100138575A - 연료전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 수소 및 산소를 공급받으며, 상기 수소 및 산소를 내부에서 반응시켜 전기 에너지와 열을 발생시키는 연료전지 본체;와 상기 연료전지 본체에 산소를 공급하는 액화산소 저장부;와 내부에 수소저장 합금(MeHn)이 구비되어 외부 열에 의해 가열되면 수소를 발생시키며, 상기 연료전지 본체에 상기 수소를 공급하는 금속수소화물 저장부;와 상기 연료전지 본체의 일측과 금속수소화물 저장부의 일측을 서로 연결하여, 상기 연료전지 본체의 열에 의해 가열된 고온수를 상기 금속수소화물 저장부에 공급하는 제1유로; 및 상기 액화산소 저장부 및 금속수소화물 저장부로부터 공급된 산소 및 수소를 반응시켜 열을 발생시키되, 상기 제1유로의 고온수 공급라인 상에서 상기 제1유로의 일측부와 접촉되도록 위치하여, 상기 제1유로을 가열하는 연소기;를 포함하는 연료전지 시스템이 개시된다.
연료전지 시스템

Description

연료전지 시스템{Fuel Cell System}
본 발명은 연료전지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속수소화물 저장부로부터 생성되는 수소의 공급량이 증대되도록 상기 금속수소화물 저장부를 2차 가열하는 구성을 통해, 시스템의 발전 효율을 극대화시킨 연료전지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 시스템은 수소(H2)와 산소(O2)의 전기화학 반응에 의해 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 발전시스템이다.
여기서, 도 1은 종래의 연료전지 시스템의 구성을 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 연료전지 시스템의 금속수소화물이 구비된 수소 저장부(120)의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 연료전지 시스템을 설명한다.
종래의 연료전지 시스템은, 산소와 수소를 공급받아 내부에서 상기 산소와 수소를 반응시켜 전기에너지와 열을 생성하는 연료전지 본체(100)와, 상기 연료전지 본체(100)에 산소를 공급하는 산소 저장부(110)와, 상기 연료전지 본체(100)에 수소를 공급하는 수소 저장부(120)를 포함한 구성을 포함한다.
여기서, 상기 연료전지 본체(100)에 수소를 공급하는 수소 저장부(120)는, 외부로부터 수소를 공급받아 상기 연료전지 본체(100)로 상기 수소를 전달하는 전달매체로 구성되거나, 외부로부터 메탄올, 에탄올, 천연가스 등과 같은 수소함유 물질을 공급받아 내부에서 상기 수소함유 물질을 개질하여 수소를 생성하는 개질기로 구성될 수 있었다.
또한, 상기 수소 저장부(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이 금속(Metal)과 수소(H2)가 반응하여 생성된 금속수소화물(MeHn ; 122)이 내부에 충전된 금속수소화물 저장부로 구성될 수 있었다.
여기서, 상기 금속수소화물(122)은 금속과 수소가 반응하여 상기 금속이 상기 수소를 흡수한 형태로 생성되는 수소저장 합금(Metal Hydride)으로서, 외부 열에 의해 가열되면 수소를 방출하는 고유의 특성을 갖는다.
따라서, 상기 수소 저장부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연료전지 본체(100)의 냉각부(103)를 거쳐 가열된 고온수가 제1유로(130)를 따라 상기 수소 저장부(120)로 유입되면, 내부에 충전된 금속수소화물(122)이 흡열반응하며 수소를 생성하게 되며, 상기 생성된 수소는 수소 저장부(120)의 수소 공급관을 따라 상기 연료전지 본체(100)로 유입되도록 구비될 수 있었다.
이와 같이 상기 수소 저장부(120)로부터 발생되는 수소의 생성량은 아래의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 1]
VH2 ∝ Qheat = U × A × △T
여기서, 상기 VH2는 수소의 생성량, Qheat는 열전달량, U는 열전달 계수, A는 열전달 면적이며, ΔT는 온도차를 의미한다.
즉, 상기 [수학식 1]과 같이, 상기 수소 저장부(120)로부터 발생하는 수소 생성량(VH2)은 상기 수소 저장부(120)를 가열하는 고온수의 온도에 비례하나, 상기 연료전지 본체(100)의 냉각부(103)에 의해 가열되는 고온수는 60℃ 내지 70℃의 온도범위를 갖기 때문에, 상기 수소 저장부(120)의 금속수소화물(122)에 포함된 수소량 대비 발생하는 수소 생성량이 저조하기 때문에, 상기 수소를 매체로 하여 전기에너지를 생성하는 연료전지 시스템이 효율적이지 못한 문제점이 있었다.
또한, 잠수함과 같이 밀폐된 공간이 제공되는 환경에서는, 액화된 산소를 기화시키기 위한 별도의 기화 장치 및 설비가 추가적으로 설치되어야 했거나, 상기 액화된 산소를 기화시키기 위한 대기열(Ambient Heat)을 제공하는 충분한 공간이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 금속수소화물 저장부로부터 생성되는 수소의 방출량을 증대시켜 연료전지 시스템의 전기에너지 발전 효율을 극대화시키는데 그 목적이 있다.
또한, 별도의 기화 장치 설치 및 대기열을 제공하는 공간을 확보할 필요없이, 연료전지 시스템 내에서 제공되는 고온수를 이용하여 액화 상태로 저장된 산소를 기화시킬 수 있는 연료전지 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 시스템는, 수소 및 산소를 공급받으며, 상기 수소 및 산소를 내부에서 반응시켜 전기 에너지와 열을 발생시키는 연료전지 본체;와 상기 연료전지 본체에 산소를 공급하는 액화산소 저장부;와 내부에 금속수소화물(MeHn)이 구비되어 외부 열에 의해 가열되면 수소를 발생시키며, 상기 연료전지 본체에 상기 수소를 공급하는 금속수소화물 저장부;와 상기 연료전지 본체의 일측과 금속수소화물 저장부의 일측을 서로 연결하여, 상기 연료전지 본체의 열에 의해 가열된 고온수를 상기 금속수소화물 저장부에 공급하는 제1유로; 및 상기 액화산소 저장부 및 금속수소화물 저장부로부터 공급된 산소 및 수소를 반응시켜 열을 발생시키되, 상기 제1유로의 고온수 공급라인 상에서 상기 제1유로의 일측부와 접촉되어 위치하여, 상기 제1유로을 가열하는 연소기;를 포함한다.
여기서, 상기 연소기는 상기 제1유로를 가열하되, 상기 제1유로로 공급되는 60℃ 내지 70℃의 온도를 갖는 고온수가 80℃ 내지 90℃의 온도를 갖도록, 상기 제1유로의 일측부를 가열하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속수소화물 저장부는, 상기 제1유로를 통해 공급되는 상기 고온수에 의해 가열되어 상기 금속수소화물 저장부가 갖는 온도가 상승하도록 구비되는 것이 바람직하다.
게다가, 상기 연료전지 본체로 유입되는 산소 및 수소의 유입량이 조절되도록, 상기 액화산소 저장부의 일측에는 산소조절 밸브가 구비되며, 상기 금속수소화물 저장부의 일측에는 수소조절 밸브가 구비될 수 있다.
더불어, 상기 연료전지 본체의 내부 또는 연소기의 내부에서, 전기화학 반응된 후의 잔여된 산소 및 수소 또는 상기 전기화학 반응에 의해 생성된 물은, 연료전지 시스템 내에서 재순환되거나, 연료전지 시스템 외부로 배출되도록 구비될 수 있다.
아울러, 상기 액화산소 저장부의 일측과 상기 연료전지 본체의 타측은, 상기 연료전지 본체에 의해 가열된 고온수가 공급되는 제2유로에 의해 서로 연결되어, 상기 고온수가 상기 액화산소 저장부에 공급되도록 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 연료전지 시스템에 의하면,
금속 수소산화물 저장부에 충전된 금속 수소산화물의 온도의 상승 범위가 증대되어 상기 금속 수소산화물로부터 생성되는 수소의 방출량이 증가되므로, 연료전 지 시스템의 전기에너지 발전효율을 극대화할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 연료전지 본체로부터 공급되는 고온수에 의해 액화산소 저장부가 가열되므로, 상기 액화산소 저장부에 저장된 액화 산소가 기화되기 위한 열을 제공하는 별도의 기화 장치의 설치 또는 대기열을 제공하는 공간 확보가 불필요한 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 구성을 나타낸 도면, 도 4는 도 3의 'A'를 확대하여 나타낸 확대도이며, 도 5는 도 3의 금속수소화물 저장부에 구비된 금속수소화물이 제1유로에 의해 가열되는 구성을 나타낸 개략도이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 구성을 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 연료전지 시스템은, 연료전지 본체(200), 액화산소 저장부(210), 제1유로(230) 및 연소기(250)를 포함한다.
먼저, 상기 연료전지 본체(200)는, 수소(H2) 및 산소(O2)를 공급받으며, 상기 수소 및 산소를 내부에서 전기화학 반응시켜 전기에너지와 열을 생성하고, 캐소드 전극(201)과 애노드 전극(202) 및 냉각부(203)를 포함하여 구비된다.
또한, 상기 연료전지 본체(200)는 단위전지라 불리는 전해질 막 - 전극 접합체(Membrane - Electrode Assembly : MEA)에서 전기를 발생하며, 상기 단위전지는 전해질 막을 사이에 두고 촉매층이 도포된 캐소드 전극(201) 및 애노드 전극(202)이 부착된 구조를 갖는다.
게다가, 상기 연료전지 본체(200)에는 상기 연료전지 본체(200)의 내부에서 수소 및 산소의 전기화학 반응에 따라 발생하는 열에 의해, 상기 연료전지 본체(200)가 과열되는 것을 방지하기 위해 상기 연료전지 본체(200)를 냉각시키는 냉각부(203)가 더 구비된다.
상기 냉각부(203)에 의해 연료전지 본체(200)가 냉각되는 구성을 설명하면, 먼저, 연료전지 본체(200)로부터 공급되는 고온수는 액화산소 저장부(210) 및 금속수소화물 저장부(220)를 통과하면서 열을 빼앗기게 되어 상기 연료전지 본체(200)에서 유출될 때의 온도와 비교하여 일정온도 이하로 하강하게 되어 상기 고온수와 비교하여 더 낮은 온도를 갖는 저온수가 된다.
여기서, 상기 고온수와 저온수의 용어적 설명의 차이는 상기 액화산소 저장부(210) 및 금속수소화물 저장부(220)를 통과하기 전에 연료전지 본체(200)에서 유출될 때의 온도를 유지하고 있는 상태의 순환수는 고온수라 하며, 상기 액화산소 저장부(210) 및 금속수소화물 저장부(220)를 통과하며 온도가 하강한 상태의 순환수는 저온수라 한다.
여기서, 상기 연료전지 시스템 내에서 순환되는 물은 시스템의 구성적인 특성상 연료전지 본체(200) 및 연소기(250)에서와 같이 일부의 물이 잔여된 수소 및 산소와 함께 외부로 배출되는데, 순환수 저장부(243)는 상기 연료전지 시스템이 원활하게 구동되기 위한 물의 적정용량에서 상기 배출되는 물의 용량을 보충하기 위해서 일정량 이상의 물을 저장하는 공간을 의미한다.
즉, 상기 순환수 저장부(243)는 상기 연료전지 시스템에서 순환되는 물이 부족하지 않도록 보충해주는 기능을 한다.
한편, 상기 액화산소 저장부(210)는, 상기 연료전지 본체(200)에 산소를 공급하는 구성으로서, 외부로부터 유입된 산소를 응축시켜 액화된 상태의 산소를 저장하여 상기 연료전지 본체(200)에 산소를 공급할 수 있도록 구비되나, 이에 한정되지 않으며, 외부로부터 유입된 산소를 저장하지 않고 직접적으로 상기 연료전지 본체(200)에 공급하는 산소 전달 매체의 형태로 구비될 수도 있다.
즉, 상기 액화산소 저장부(210)는 상기 연료전지 본체(200)에 산소를 공급하는 기능이 구현된 구성이면 어떠한 형태 및 방식으로도 적용될 수 있음은 물론이 다.
또한, 상기 액화산소 저장부(210)와 연료전지 본체(200)의 사이에는 산소조절 밸브a(211a)가 구비될 수 있는데, 상기 산소조절 밸브a(211a)는 연료전지 본체(200)로 유입되는 산소의 유입량을 조절하여 상기 연료전지 본체(200)에서 필요로 하는 산소 유입량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
상기 금속수소화물 저장부(220)는 내부에 금속수소화물(MeHn)이 구비되어 외부 열에 의해 가열되면 수소를 발생시키며, 상기 연료전지 본체(200)에 상기 수소를 공급하는 구성이다.
여기서, 상기 금속수소화물(222)은, 금속과 수소가 반응하여 상기 금속이 상기 수소를 흡수한 형태로 생성되는 수소저장 합금(Metallic Alloy for Hydrogen Storage)으로서, 외부 열에 의해 가열되면 수소를 방출하는 고유의 특성을 갖는다.
따라서, 상기 금속수소화물 저장부(220)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 연료전지 본체(200)로부터 유출되어 제1유로(230)를 통해 공급되는 고온수에 의해 가열되면, 상기 금속수소화물 저장부(220)가 갖는 온도가 상승하여 상기 금속수소화물(222)로부터 수소가 생성되는데, 이때 생성된 수소는 수소 공급관(223)의 관벽에 형성된 미세한 크기의 홀(미도시)을 통해 수소 공급관(223)의 내부로 유입되어 상기 연료전지 본체(200)로 유입되도록 구비된다.
또한, 상기 제1유로(230)는 상기 금속수소화물 저장부(220)를 가열하기 위한 열전도율을 증대시키기 위해, 도 5와 같이 상기 금속수소화물 저장부(220)의 내부뿐만이 아니라, 상기 금속수소화물 저장부(220)의 외부면을 감싸는 형태로 접촉되 도록 구비될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 (230),(230') 및 (230'')는 모두 도 3에 도시된 제1유로를 의미하며, 상기 표시부호 (230)는 상기 금속수소화물 저장부(220)의 내부를 통과하는 제1유로이며, 상기 표시부호 (230') 및 (230'')는 상기 금속수소화물 저장부(220)의 외부면과 접촉된 형태를 갖는 제1유로이다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 금속수소화물 저장부(220)와 연료전지 본체(200)의 사이에는 수소조절 밸브a(221a)가 구비될 수 있는데, 상기 수소조절 밸브a(221a)는 연료전지 본체(200)로 공급되는 수소의 유입량을 조절하여 상기 연료전지 본체(200)에서 필요로 하는 수소 유입량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
한편, 상기 제1유로(230)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 연료전지 본체(200)의 일측과 금속수소화물 저장부(220)의 일측을 서로 연결하여, 상기 연료전지 본체(200)의 열에 의해 가열된 고온수를 상기 금속수소화물 저장부(220)에 공급한다.
또한, 상기 연료전지 본체(200)와 금속수소화물 저장부(220)를 연결하는 제1유로(230)의 고온수 공급라인 상에는, 상기 제1유로(230)의 일측부와 접촉되어 연소기(250)가 위치하여 구비될 수 있다.
또한, 상기 연소기(250)는, 상기 액화산소 저장부(210)로부터 공급된 산소와, 금속수소화물 저장부(220)로부터 공급된 수소를 반응시켜 열을 발생시키되, 상기 제1유로(230)의 고온수 공급라인 상에서 상기 제1유로(230)의 일측부와 접촉되 어 위치함으로써 상기 제1유로(230)를 가열한다.
여기서, 상기 연소기(250)가 제1유로(230)의 일측부와 접촉됨에 있어서, 상기 연소기(250)가 상기 제1유로(230)의 외주연을 둘러싸는 형태로 접촉되어 구비될 수도 있으며, 상기 연소기(250)가 상기 제1유로(230)의 외부면의 일부만 접촉되어 구비될 수 있다.
즉, 상기 연소기(250)는 상기 제1유로(230)의 외부벽면과 접촉하여 제1유로(230)의 내부로 이동하는 고온수를 2차 가열하여 상기 고온수가 갖는 온도을 상승시키는 기능을 한다.
또한, 상기 연소기(250)의 내부에서 전기화학 반응된 후의 잔여 산소, 수소 및 생성된 수증기(물)는 시스템의 외부로 배출되거나, 상기 연료전지 본체(200)로 재순환되도록 구비되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 연소기(250)로 유입되는 산소 및 수소는 도 3에 도시된 바와 같이, 산소조절 밸브b(211b) 및 수소조절 밸브b(221b)에 의해 각각의 유입량이 조절되도록 구비될 수 있다.
한편, 상기 액화산소 저장부(210)의 일측과 상기 연료전지 본체(200)의 타측은, 상기 연료전지 본체에 의해 가열된 고온수가 공급되는 제2유로(231)에 의해 서로 연결되어, 상기 고온수가 상기 액화산소 저장부(210)에 공급되도록 구비될 수 있다.
따라서, 상기 액화산소 저장부(210)는 상기 고온수에 의해 가열되어 상기 액 화산소 저장부(210)가 갖는 온도가 상승하도록 구비되며, 상기 액화산소 저장부(210)에 저장된 액화 산소가 기화되어 기체상태의 산소로 변형되기 위해 필요한 기화열을 상기 고온수로부터 흡수하게 된다.
이와 같이, 상기 액화 산소가 기체 산소로 변형되는데 필요한 기화열을 상기 고온수가 제공하는 기술적 특징으로 인하여, 상기 액화산소 저장부(210)에 저장된 액화 산소를 기화시키기 위한 별도의 기화 장치 또는 상기 기화열을 제공하기 위한 적정 크기의 공간 확보가 불필요하기 때문에, 잠수함과 같이 공간의 제약이 있는 장소에서 운용되기에 적합하다.
다음으로는, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 동작원리에 대해 설명한다.
먼저, 액화산소 저장부(210)의 내부에 저장된 액화 산소는 상기 연료전지 본체(200)로부터 공급되는 고온수에 의해 가열되면서 기화되어 기체 상태로 상기 연료전지 본체(200)로 공급된다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 연료전지 시스템 내에서 순환되는 물(이하 '순환수'라 함)은, 순환수 저장부(243)의 일측에 구비된 펌프(244)의 토출 압력에 의해 가압되어 시스템 내부를 순환할 수 있는 수압을 갖게 되는데, 상기 펌프(244)를 거치면서 일정 크기의 압력을 갖는 순환수는 연료전지 본체(200)의 과열을 방지하기 위해 구비되는 2차 냉각부(240)로 유입된다.
상기 2차 냉각부(240)로 유입된 순환수는 상기 2차 냉각부(240)의 내부를 통과하는 냉각수 공급관(241)의 냉각수에 의해 저온 상태의 저온수가 되어 상기 연료 전지 본체(200)의 냉각부(203)로 유입된다.
여기서, 상기 2차 냉각부(240)에서 상기 저온수를 냉각하는 구성은 상기한 바와 같이 냉각수에 의해 열이 회수되어 냉각되는 수냉식의 구성을 가질 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 냉각팬(242)에 의해 상기 2차 냉각부(240)가 냉각되는 공랭식의 구성을 가질 수 있다.
따라서, 상기 냉각부(203)로 유입된 저온수는 상기 연료전지 본체(200)에서 발열되는 열을 흡수하여, 상기 연료전지 본체(200)가 일정 온도를 초과하지 못하도록 상기 연료전지 본체(200)를 냉각시키면서 50℃ 내지 60℃의 온도로 상승된 고온수가 된다.
이후, 상기 냉각부(203)를 통과한 고온수는 제1유로(230)를 통과하면서 상기 제1유로(230)의 일측부에 구비된 연소기(250)에 의해 2차 가열되면서 80℃ 내지 90℃의 온도로 상승된 상태로 상기 금속수소화물 저장부(220)로 유입된다.
상기 금속수소화물 저장부(220)는 상기 2차 가열된 고온수에 의해 수소를 생성하게 되며, 생성된 수소는 금속수소화물 저장부(220)의 수소 공급관(223)을 통해 상기 연료전지 본체(200)로 공급된다.
여기서, 연료전지 본체(200)로 공급되는 수소는 상기 연료전지 본체(200)에서 필요로 하는 일정량의 수소가 공급되도록, 상기 금속수소화물 저장부(220)와 연료전지 본체(200)의 사이에 구비된 수소조절 밸브a(221a)에 의해 제어되며 공급되도록 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 냉각부(203)를 통과한 고온수는, 연료전지 본체(200)의 타측과 액화산소 저장부(210)의 일측을 상호 연결하는 제2유로(231)를 통해 상기 액화산소 저장부(210)로 유입된다.
상기 액화산소 저장부(210)는, 상기 제2유로(231)를 통해 유입되는 고온수로부터 기화열을 흡수함으로써, 액체 상태의 산소가 기체 상태로 기화되어 연료전지 본체(200)로 공급된다.
여기서, 연료전지 본체(200)로 공급되는 산소는 상기 연료전지 본체(200)에서 필요로 하는 일정량의 산소가 공급되도록, 상기 액화산소 저장부(210)와 연료전지 본체(200)의 사이에 구비된 산소조절 밸브a(211a)에 의해 제어되며 공급되도록 구비되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 액화산소 저장부(210) 및 금속수소화물 저장부(220)로부터 산소 및 수소를 공급받은 연료전지 본체(200)는, 내부에서 산소 및 수소를 전기화학 반응시킴으로써, 전기에너지와 열 및 물을 생성하는 것이다.
여기서, 상기 열은 상기 냉각부(203)에 의해 냉각되며, 상기 물과, 상기 산소 및 수소의 전기화학 반응 후의 잔여 산소 또는 수소는, 외부로 배출되거나 본 발명의 연료전지 시스템 내에서 재순환되어 처리된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 종래의 연료전지 시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 연료전지 시스템의 금속수소화물이 구비된 수소 저장부의 구성을 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 'A'를 확대하여 나타낸 확대도이며,
도 5는 도 3의 금속수소화물 저장부에 구비된 금속수소화물이 제1유로에 의해 가열되는 구성을 나타낸 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200...연료전지 본체 210...액화산소 저장부
211a...산소조절 밸브a 211b...산소조절 밸브b
220...금속수소화물 저장부 221a...수소조절 밸브a
221b...수소조절 밸브b 230...제1유로
231...제2유로 240...2차 냉각부
250...연소기

Claims (4)

  1. 수소 및 산소를 공급받으며, 상기 수소 및 산소를 내부에서 반응시켜 전기 에너지와 열을 발생시키는 연료전지 본체(200);와
    상기 연료전지 본체(200)에 산소를 공급하는 액화산소 저장부(210);와
    내부에 금속수소화물(MeHn ;222)이 구비되어 외부 열에 의해 가열되면 수소를 발생시키며, 상기 연료전지 본체(200)에 상기 수소를 공급하는 금속수소화물 저장부(220);와
    상기 연료전지 본체(200)의 일측과 금속수소화물 저장부(220)의 일측을 서로 연결하여, 상기 연료전지 본체(200)의 열에 의해 가열된 고온수를 상기 금속수소화물 저장부(220)에 공급하는 제1유로(230); 및
    상기 액화산소 저장부(210) 및 금속수소화물 저장부(220)로부터 공급된 산소 및 수소를 반응시켜 열을 발생시키되, 상기 제1유로(230)의 고온수 공급라인 상에서 상기 제1유로(230)의 일측부와 접촉되도록 위치하여, 상기 제1유로(230)를 가열하는 연소기(250);를 포함하는 연료전지 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연소기(250)는 상기 제1유로(230)를 가열하되,
    상기 제1유로(230)로 공급되는 60℃ 내지 70℃의 온도를 갖는 고온수가 80℃ 내지 90℃의 온도를 갖도록, 상기 제1유로(230)의 일측부를 가열하는 것을 특징으 로 하는 연료전지 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 금속수소화물 저장부(220)는,
    상기 제1유로(230)를 통해 공급되는 상기 고온수에 의해 가열되어 상기 금속수소화물 저장부(220)가 갖는 온도가 상승하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 액화산소 저장부(210)의 일측과 상기 연료전지 본체(200)의 타측은, 상기 연료전지 본체(200)에서 가열된 고온수가 공급되는 제2유로(231)에 의해 서로 연결되어, 상기 고온수가 상기 액화산소 저장부(210)에 공급되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
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