KR20110124947A - 플렉서블 연료전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료와 공기의 전기화학반응에 있어 전기에너지를 발생시키는 연료전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 1) 표면에 촉매층이 밀접하게 부착된 고분자 전해질막을 포함하는 막전극 조립체(Membrane Electrode Assembly: MEA), 2) 상기 막전극 조립체의 적어도 한 면에 구비된 가스확산층(Gas Diffusion Layer: GDL), 및 3) 상기 가스확산층 상에 구비되고, 전도성 고분자를 포함하는 박막 형태의 전류집전체(current collector)를 포함하고, 상기 2) 가스확산층은 분사방식을 이용하여 1) 막전극 조립체 상에 증착시켜 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 연료전지는 플렉서블한 특성을 이용하여 곡선 구조 등 다양한 모양을 구현함으로써 다양한 분야에 적용할 수 있으며, 기존의 연료전지의 제조비용 중 40% 이상을 차지하고, 미세한 기계가공을 요하는 채널 제조비용, 시간 등을 배제할 수 있으므로, 연료전지의 제조비용, 제조시간 등을 절감할 수 있다.

Description

플렉서블 연료전지{FLECXIBLE FUEL CELL}

본 발명은 연료전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 플렉서블한 특성을 이용하여 곡선 구조 등 다양한 모양을 구현함으로써 다양한 분야에 적용할 수 있는 플렉서블 연료전지에 관한 것이다.

연료전지는 연료와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 생산하는 장치로서, 화력발전과는 달리 카르노 사이클을 거치지 아니하므로 그 이론적인 발전 효율이 매우 높고, 또한 NOx와 CO₂ 등의 오염원 배출량이 적어 최근 가장 신뢰할 수 있는 대체 전력원으로서 활발히 연구되고 있다.

연료전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: polymer electrolyte membrane fuel cell), 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC), 인산 연료전지(PAFC: phosphoric acid fuel cell), 용융탄산염 연료전지(MCFC: molten carbonate fuel cell), 고체산화물 연료전지(SOFC: solid oxide fuel cell) 등으로 구분되며, 사용되는 전해질에 따라 연료전지의 작동온도 및 구성부품의 재질 등이 달라진다. 이 중 고분자 전해질막 연료전지 및 직접 메탄올 연료전지는 작동온도가 낮고 효율이 높으며, 전류밀도 및 출력밀도가 크고, 시동시간 및 연료 주입시간이 짧으며, 부하 변화에 대한 응답이 빠르므로, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공 건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.

상기와 같은 연료 전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막전극 조립체(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 분리판(Separator 또는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate))으로 이루어진 단위 전지가 수 개 내지 수 십 개로 적층된 구조를 가진다. 상기 막전극 접합체는 고분자 전해질막을 사이에 두고 애노드 전극(일명, "연료극" 또는 "산화전극"이라고 한다)과 캐소드 전극(일명, "공기극" 또는 "환원전극"이라고 한다)이 밀착된 구조를 가진다. 상기 분리판은 연료 전지의 반응에 필요한 연료를 애노드 전극에 공급하고, 산소를 캐소드 전극에 공급하는 통로의 역할과 막전극 접합체의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행한다. 이 과정에서 애노드 전극에서는 연료의 전기 화학적인 산화 반응이 일어나고, 캐소드 전극에서는 산소의 전기 화학적인 환원반응이 일어나며 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기와 열 그리고 물을 함께 얻을 수 있다. 상기 애노드 전극 또는 캐소드 전극은 통상적으로 백금(Pt) 촉매를 포함하는 촉매층과 탄소페이퍼 또는 탄소천 등으로 제조되는 다공성 기체확산층(GDL)으로 구성된다.

한편, 연료전지 시스템의 운전시 스택 내에 반응에 필요한 연료 또는 공기의 공급은 스택 성능에 중요한 영향을 미치게 된다. 종래의 연료전지 시스템에서는 MEA에 연료를 공급하기 위하여, 항상 채널 분리판을 사용하였다. 그러나, 연료 공급을 위한 채널이 형성된 분리판은 채널에서 가스확산층 방향으로의 저항 때문에 연료를 사용되는 양보다 적게는 1.5배, 많게는 2배 이상 더 공급해야 하는 문제점이 있고, 채널의 형상에 따라 연료전지의 성능이 크게 좌우되는 문제점이 있으며, 연료전지의 면적을 넓히기 위해서는 채널의 면적 또한 커져야 하는 문제점이 있다.

최근에는 휴대가 가능하여 노트북, 이동통신기기와 같은 이동기기에 대한 적용이 가능한 소형의 연료전지 시스템이 개발되고 있는데, 종래의 연료전지는 채널 분리판을 필수적으로 사용함으로써 다양한 모양의 연료전지를 구현하는 데에 어려움이 있으므로, 당 기술분야에서는 연료전지를 다양한 분야에 적용하기 위한 연구가 필요한 실정이다.

본 발명은 연료전지의 유연성을 이용하여 다양한 형상으로 제작이 가능한 플렉서블 연료전지를 제공하고자 한다.

본 발명은,

연료와 공기의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 발생시키는 연료전지에 있어서,

1) 표면에 촉매층이 밀접하게 부착된 고분자 전해질막을 포함하는 막전극 조립체(Membrane Electrode Assembly: MEA), 2) 상기 막전극 조립체의 적어도 한 면에 구비된 가스확산층(Gas Diffusion Layer: GDL), 및 3) 상기 가스확산층 상에 구비되고, 전도성 고분자를 포함하는 박막 형태의 전류집전체(current collector)를 포함하고,

상기 2) 가스확산층은 분사방식을 이용하여 1) 막전극 조립체 상에 증착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지를 제공한다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 종래의 연료 주입을 위한 채널 분리판을 사용하지 않음으로써 유연성의 특성을 나타낼 수 있고, 이에 따라 곡선 구조, 원형 튜브 구조 등의 다양한 형상을 가지는 연료전지를 제조할 수 있다. 또한, 기존의 연료전지의 제조비용 중 40% 이상을 차지하고, 미세한 기계가공을 요하는 채널 제조비용, 시간 등을 배제할 수 있으므로, 연료전지의 제조비용, 제조시간 등을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일구체예에 따른 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일구체예에 따른 연료공급챔버를 포함하는 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일구체예에 따른 냉각수 유로를 포함하는 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일구체예에 따른 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일구체예에 따른 원통형의 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 도이다.
<도면의 주요부호의 설명>
10: 촉매층 20: 고분자 전해질막
30: 가스확산층 40: 전류집전체
50: 연료공급챔버 60: 냉각수 유로

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

종래의 연료전지로서 PEMFC는 이동 전원용으로 널리 연구되고 있는데, 이 연료전지는 전기를 생성하기 위한 단위전지가 여러 개 적층되어 있는 스택(stack)을 갖고 있다. 이러한 스택의 기본구조는 엔드 플레이트 사이에 적층되어 있는 다수 개의 단위전지가 볼트와 너트에 의해서 체결된 구조로 이루어지며, 단위전지는 전해질막의 양 측면에 애노드 전극과 캐소드 전극이 각각 제공되어 있는 막전극 조립체(Membrane Electrode Assembly: MEA)와, 상기 MEA의 양측에 각각 위치하고 유체 유동용 채널이 형성되어 있는 세퍼레이터, 즉 바이폴라 플레이트로 이루어진다.

이러한 바이폴라 플레이트는 상기 각각의 막전극 조립체를 분리하고 연료전지의 반응에 필요한 수소 가스와 산소를 막전극 조립체의 애노드 전극과 캐소드 전극으로 공급하는 통로의 역할과, 각 막전극 조립체의 애노드 전극과 캐소드 전극을 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행한다. 따라서, 이러한 작용을 하는 바이폴라 플레이트를 통해 애노드 전극에는 수소 가스가 공급되는 반면, 캐소드 전극에는 산소가 공급되고, 이 과정에서 애노드 전극에서는 수소 가스의 산화 반응이 일어나게 되고, 캐소드 전극에서는 산소의 환원 반응이 일어나게 되며, 이 때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기를 발생시키고, 부수적으로 애노드 전극과 캐소드 전극에서 각각 생성되는 이산화탄소와 물을 외부로 배출시키도록 작용한다.

그런데, 상기와 같은 고분자 전해질용 연료전지의 바이폴라 플레이트로는 다공성 그라파이트(graphite)를 페놀 수지에 함침하여 플레이트를 제작하고, 수소와 산소 가스의 흐름을 유도하기 위한 유로는 기계 가공하여 사용하거나 또는 화학적 및 열적 안정성을 이유로 비침투성(Non-porous) 그라파이트가 주로 사용되었다. 그러나, 상기한 종래의 그라파이트 플레이트의 경우 기계적 강도가 낮고, 수소 가스 침투성이 높으며, 유로 가공이 어렵고, 연료전지 운전시 깨지기 쉽고, 단위 무게 당의 효율을 높이기가 어려워 연료전지 대량 생산이 어려워 가공비용이 상대적으로 비싸다는 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 연료전지는 연료와 공기의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 발생시키는 연료전지에 있어서, 1) 표면에 촉매층이 밀접하게 부착된 고분자 전해질막을 포함하는 막전극 조립체(Membrane Electrode Assembly: MEA), 2) 상기 막전극 조립체의 적어도 한 면에 구비된 가스확산층(Gas Diffusion Layer: GDL), 및 3) 상기 가스확산층 상에 구비되고, 전도성 고분자를 포함하는 박막 형태의 전류집전체(current collector)를 포함하고, 상기 2) 가스확산층은 분사방식을 이용하여 1) 막전극 조립체 상에 증착시켜 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 종래기술과 같은 연료를 주입하기 위한 채널 분리판을 포함하지 않음으로써, 플렉서블한 구조를 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지에 있어서, 상기 1) 표면에 촉매층이 밀접하게 부착된 고분자 전해질막을 포함하는 막전극 조립체는 당 기술분야에 알려진 것을 이용할 수 있다.

보다 구체적으로, 고분자 전해질막은 H⁺를 전달하는 고분자 이온교환막을 사용할 수 있다. 고분자막은 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에서 수소 이온의 전달체 역할을 하는 동시에 산소와 수소의 접촉을 막는 역할도 한다. 따라서, 고분자 전해질막은 수소 이온전도성은 높아야 하는 대신 전자의 전도성은 낮아야 하고 이온의 이동에 비하여 반응기체나 물의 이동이 적어야 하며 기계적 및 화학적 안정성을 가지고 있어야 한다. 이러한 고분자 전해질막으로는 퍼플루오리네이티드 술폰산(perfluorinated sulfonic acid) 계통의 Nafion 막을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 촉매층 내의 촉매물질은 수소의 산화 및 산소의 환원반응에 적합한 백금(Pt)을 이용할 수 있다. 백금(Pt)은 촉매의 유효표면적을 크게 늘리기 위하여 2 ~ 5nm 크기의 백금(Pt) 입자를 Vulcan XC-72R(Cabot)과 같은 미세한 탄소입자 표면에 입힌 담지 Pt/C 촉매의 형태로 사용될 수 있다. 수소 외에 CO가 함유되어 있는 개질기 가스를 연료로 사용하는 경우에는 애노드 전극 쪽에 CO에 의한 백금(Pt)의 피독현상을 방지하기 위하여 Pt-Ru, Pt-Sn, Pt-Pd와 같은 합금촉매를 사용하거나, Pb, Ru, Bi, Sn, Mo와 같은 금속물질을 Pt 상에 전기증착시켜 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지에 있어서, 상기 2) 가스확산층은 분사방식을 이용하여 1) 막전극 조립체 상에 증착시켜 형성될 수 있다.

종래의 방법으로서, 촉매층을 가스확산층에 직접 도포하는 CCS(Catalyst Coated on Substrate) 혹은 CCG(Catalyst Coated on GDL) 방법에 의하면, 촉매층을 가스확산층에 직접 도포한 후, 열압착 과정에 의해 촉매층과 고분자 전해질막간의 접합이 이루어지도록 함으로써, 막전극 접합체를 제작할 수 있다. 또한, 촉매층을 고분자 전해질막에 직접 도포하는 CCM(Catalyst Coated on Membrane) 방법에 의하면, 촉매층을 고분자 전해질막에 직접 도포하여 막전극 접합체를 제작할 수 있지만, 상기 촉매층 상에 가스확산층을 적층한 후 프레싱하여 접합시키는 별도의 공정을 필요로 한다.

반면에, 본 발명에 따른 플렉서블 연료전지의 2) 가스확산층은 분사방식을 이용하여 1) 막전극 조립체 상에 증착시켜 형성되는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로 상기 2) 가스확산층은 카본 클러스터(carbon cluster) 등을 스프레이 방식으로 1) 막전극 조립체 상에 분사함으로써 형성할 수 있고, 이에 따라 상기 2) 가스확산층을 플렉서블한 구조의 형태로 형성시킬 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지에 있어서, 연료 또는 공기는 별도의 연료를 공급하는 채널 분리판을 통하지 않고 상기 2) 가스확산층으로 직접 분사될 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 연료 또는 공기를 2) 가스확산층으로 직접 분사함으로써 연료의 이용효율을 높이고 재료비를 절약할 수 있으며 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다. 특히, 확산율이 매우 큰 수소 연료는 채널을 지나지 않더라도 2) 가스확산층 안에서 충분히 잘 퍼지기 때문에 데드 앤드, 오픈 모드 등 다양한 운영이 가능할 수 있다. 한편, 상대적으로 확산율이 낮은 공기의 경우에는 2) 가스확산층의 다공성(porosity)에 따라 저항이 달라져 공급압력이 높아질 수 있으므로, 2) 가스확산층의 재질, 공극률을 적절하게 선택하여 공급을 조절할 수 있다.

상기 연료 또는 공기의 직접 분사는 블로워(blower) 또는 팬(fan)을 이용하거나 압력차이를 이용하여 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 3) 전류 집전체 상에 플렉서블한 연료공급챔버를 추가로 포함할 수 있다. 상기 연료공급챔버는 4) 폴리디메틸실록산(poly dimethyl siloxane, PDMS) 또는 흑연 포일(graphite foil)을 이용하여 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 주기적으로 맥동 유동으로 공기를 공급함으로써, 생성되는 물을 용이하게 배출할 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지에 있어서, 상기 3) 전류집전체는 전도성 고분자를 포함하는 박막 형태로서 플렉서블한 특성을 갖는다.

상기 전도성 고분자로는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리파라페닐렌, 폴리파라페닐렌비닐렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 3) 전류집전체는 전도성 고분자 이외에, 전도성의 특성을 보다 강화하기 위하여 분말화된 카본블랙, 카본파이버, 금속파이버, 금속코팅된 카본파이버, 금속분말 등을 추가로 포함할 수 있다.

상기 3) 전류집전체에는 2) 가스확산층으로 연료 또는 공기가 분사될 수 있는 개구부가 구비될 수 있고, 상기 3) 전류집전체에는 냉각수 유로가 형성될 수 있다.

상기 3) 전류집전체의 개구부의 면적 : 개구부를 제외한 나머지 부분의 면적비는 1 : 1 내지 2 : 1인 것이 바람직하다. 상기와 같은 면적비를 갖는 경우에 2) 가스확산층으로 연료 또는 공기가 보다 적절하게 분사될 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지에 있어서, 상기 2) 가스확산층 및 3) 전류집전체는 1) 막전극 조립체의 어느 한 면뿐만 아니라, 양면에 모두 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 평판형, 원통형 또는 튜브형 등 다양한 형태로서 구현될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 원통형 또는 튜브형으로 제조할 수 있으므로, 컴팩트한 공간에도 설치할 수 있는 장점이 있다. 특히, 튜브형의 플렉서블 연료전지는 건축물 등의 배관 설치시에 함께 공사가 가능하여 건물 내부의 자가발전에 사용될 수 있다. 또한, 원통형의 플렉서블 연료전지는 음료수 용기, 포터블(portable) 전력 생산장치 등으로서 매우 유리할 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 연료전지에 있어서, 상기 촉매층 및 상기 가스확산층은, 상기 고분자 전해질막에 복수개가 서로 이격되어 배치되고, 상기 전류집전체는 상기 고분자 전해질막에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

또한, 전류집전체의 위치를 그 용도에 맞게 적절하게 조절함으로써 원하는 전류, 전압 등의 조정이 가능하다. 이에 따라, 교육용 연료전지로서 다양하게 적용할 수 있다. 또한, 자동차용 연료전지로 사용되는 경우에는 인젝터를 이용함으로써 출력조절이 가능할 수 있고, 블로워 또는 압축기에 들어가는 소요 동력이 절약되는 장점이 있다.

본 명세서에서는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: polymer electrolyte membrane fuel cell)를 중심으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 플렉서블 연료전지가 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: polymer electrolyte membrane fuel cell)뿐만 아니라, 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)로 적용될 수 있음은 물론이다.

이하에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 플렉서블 연료전지에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일구체예에 따른 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 것으로서, 본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 촉매층(10) 및 고분자 전해질막을 포함하는 막전급 조립체, 가스확산층(30) 및 전류집전체(40)를 포함할 수 있고, 상기 전류집전체(40)는 플렉서블한 박막의 형태이며, 전류집전체(40)에 구비되는 개구부를 통과하여 연료 또는 공기가 가스확산층(30)으로 직접 분사될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일구체예에 따른 플렉서블 연료전지로서, 전류집전체(40) 상에 연료공급챔버(50)를 포함하는 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 것이다. 여기서, 상기 연료공급챔버(50)에는 전류집전체(40)와 밀접하게 부착되는 면에 전류집전체(40)에 구비되는 개구부와 동일한 위치에 연료를 공급할 수 있는 개구부가 구비될 수 있다. 상기 연료공급챔버(50) 또한 플렉서블한 특성을 갖는다.

도 3은 본 발명의 일구체예에 따른 플렉서블 연료전지로서, 냉각수 유로(60)를 포함하는 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 일구체예에 따른 플렉서블 연료전지로서, 촉매층(10) 및 가스확산층(30)은, 고분자 전해질막(20)에 복수개가 서로 이격되어 배치되고, 전류집전체(40)는 상기 고분자 전해질막(20)에 대응되는 크기를 가지는 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 일구체예에 따른 플렉서블 연료전지로서, 원통형의 플렉서블 연료전지를 개략적으로 나타낸 도이다. 플렉서블 연료전지를 원통형으로 제조한 후에 원통 내부에는 수소를 충전하고, 외부에서 공기를 공급하거나, 블로워 등에 장착하여 공기를 공급함으로써 적용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 연료전지는 종래의 연료 주입을 위한 채널 분리판을 사용하지 않음으로써 유연성의 특성을 나타낼 수 있고, 이에 따라 곡선 구조, 원형 튜브 구조 등의 다양한 형상을 가지는 연료전지를 제조할 수 있다. 또한, 기존의 연료전지의 제조비용 중 40% 이상을 차지하고, 미세한 기계가공을 요하는 채널 제조비용, 시간 등을 배제할 수 있으므로, 연료전지의 제조비용, 제조시간 등을 절감할 수 있다.

Claims (13)

1. 연료와 공기의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 발생시키는 연료전지에 있어서,
   1) 표면에 촉매층이 밀접하게 부착된 고분자 전해질막을 포함하는 막전극 조립체(Membrane Electrode Assembly: MEA), 2) 상기 막전극 조립체의 적어도 한 면에 구비된 가스확산층(Gas Diffusion Layer: GDL), 및 3) 상기 가스확산층 상에 구비되고, 전도성 고분자를 포함하는 박막 형태의 전류집전체(current collector)를 포함하고,
   상기 2) 가스확산층은 분사방식을 이용하여 1) 막전극 조립체 상에 증착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연료 또는 상기 공기는 상기 2) 가스확산층으로 직접 분사되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
3. 제1항에 있어서,
   상기 3) 전류집전체에는 2) 가스확산층으로 상기 연료 또는 상기 공기가 분사되는 개구부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
4. 제3항에 있어서,
   상기 3) 전류집전체의 개구부의 면적 : 개구부를 제외한 나머지 부분의 면적비는 1 : 1 내지 2 : 1인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
5. 제1항에 있어서,
   상기 3) 전류집전체에는 냉각수 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
6. 제1항에 있어서,
   상기 3) 전류집전체는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리파라페닐렌 및 폴리파라페닐렌비닐렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전도성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
7. 제6항에 있어서,
   상기 3) 전류집전체는 분말화된 카본블랙, 카본파이버, 금속파이버, 금속코팅된 카본파이버 및 금속분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
8. 제1항에 있어서,
   상기 2) 가스확산층 및 3) 전류집전체는 1) 막전극 조립체의 양면에 구비되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
9. 제2항에 있어서,
   상기 연료 또는 상기 공기의 직접 분사는 블로워(blower) 또는 팬(fan)을 이용하거나 압력차이를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
10. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 연료전지는 3) 전류집전체 상에 4) 폴리디메틸실록산(poly dimethyl siloxane, PDMS) 또는 흑연 포일(graphite foil)을 이용하여 제조되는 연료공급챔버를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
11. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 연료전지는 평판형, 원통형 또는 튜브형인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
12. 제1항에 있어서,
    상기 촉매층 및 상기 가스확산층은, 상기 고분자 전해질막에 복수개가 서로 이격되어 배치되고,
    상기 전류집전체는 상기 고분자 전해질막에 대응되는 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.
13. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 연료전지는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: polymer electrolyte membrane fuel cell) 또는 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지.

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