KR20120075236A - 연료 전지 스택 및 그 내부 온도 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스택 본래의 열전달 특성에 영향을 주지않으면서 스택 내부의 온도를 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여, 연료극 전극과 공기극 전극 사이에 전해질막이 배치되는 단위 전지; 및 상기 단위 전지의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 분리판;을 포함하는 연료 전지 셀이 적층된 연료 전지 스택으로, 내부 온도 측정이 가능하도록 마젠더 간섭계형 광섬유가 상기 분리판의 유로에 배치되는 연료 전지 스택 및 연료 전지 셀이 적층된 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법으로, 마젠더 간섭게형 광섬유를 상기 스택 내부에 배치하는 광섬유 배치 단계: 및 상기 광섬유의 일단에서 레이저광을 공급한 후, 타단에서 레이저광을 측정하며, 온도에 따른 상기 레이저광의 유효굴절률 변화로 인한 레이저광의 간섭패턴을 분석하는 온도 측정 단계;를 포함하는 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법을 제공한다.

Description

연료 전지 스택 및 그 내부 온도 측정 방법{Fuelcell Stack and Temperature Measuring Method thereof}
본 발명은 내부 온도의 측정이 가능한 연료 전지와 그 연료 전지의 내부 온도 측정 방법에 대한 것으로, 구체적으로는 연료 전지 내부에 마젠더 간섭계형 광섬유를 배치시켜, 연료 전지 스택 내부의 온도를 검출할 수 있는 연료 전지와 그 연료 전지에서 내부의 온도를 측정하는 방법에 대한 것이다.
연료전지(Fuel Cell)는 반응물의 산화, 환원에 의한 화학에너지를 전기에너지로 바꾸어주는 에너지 변환 장치이다. 일반적으로 연료전지는 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하는 전해질 매트릭스 또는 맴브레인으로 구성된다. 이러한 연료전지는 애노드로 연료가스(통상 수소)가 주입되어 산화되고, 캐소드로 공기가 공급되어 애노드와 캐소드 사이에 위치하는 전해질 매트릭스 혹은 멤브레인을 통하여 이온이 이동되어 외부 회로를 경유하는 방식으로 작동된다.
연료전지 스택(Stack)은 단위전지가 여러 개 적층된 것을 말하며, 높은 용량의 전기를 생산하기 위해 대면적으로 제작된다. 이러한 스택의 경우는 열관리가 대단히 중요하다. 왜냐하면 스택의 균일한 열분포는 전지의 수명과 성능에 밀접한 영향을 미치기 때문이다. 이러한 열관리를 위해 스택을 구성하는 각 단위 전지마다 열전대(Thermocouple)를 이용하여 각 부위별 온도를 측정하여 온도구배를 확인하는 것이 일반적이다.
열전대를 이용하여 측정된 온도구배를 바탕으로 설계시 가스유로의 형상을 결정하거나 공급 가스의 조성 및 유량을 결정하게 된다. 따라서, 단위전지당 장입되어야 하는 열전대는 많게는 10개, 적게는 1개 정도가 사용되게 되고 스택의 용량에 따라 적층되는 단위전지의 수가 증가하게 되면 한 개의 스택에 대하여 수십 내지 수백개의 열전대가 사용되는 경우도 발생하게 된다.
종래에는 이러한 열관리를 위해 금속으로 구성된 열전대를 연료전지의 분리판 내부에 삽입하여 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나 금속으로 구성된 열전대는 전기절연성이 좋지 않아 열전대간 또는 슬리브간의 물리적 접촉에 의해 분리판간의 전기적 통전이 발생하여 연료전지 스택의 수명을 단축시키거나 정지시키는 문제점이 있다.
이에 도 1 과 같은 연료전지 스택 내부 온도 측정용 열전대가 특허공개번호 제2010-80000호로 개시된 바 있다.
여기서는 연료전지 스택 내부 온도 측정용 열전대는 온도 측정을 위한 TC 정션부(10), 상기 TC 정션부와 접합하여 연결되는 TC 와이어(20), 상기 TC 와이어(20)의 전기 절연을 가능하게 하기 위해 TC 와이어(20)의 외주면 둘레에 설치되는 제1 세라믹 절연체(30), 상기 세라믹 절연체(30) 외주면 둘레에 설치되는 슬리브(40), 상기 TC 와이어(20) 및 세라믹 절연체(30)가 연장된 부분의 외주면 둘레에 설치되는 외장 열전대 절연체(50) 및 상기 외장 열전대 절연체(50)의 외주면 둘레에 설치되는 외장 열전대 튜브(60)를 포함한다.
도 2 에서 보이듯이, 이러한 열전대 튜브는 분리판에 장착되게 되는데 분리판에 열전대 튜브를 장착하기 위하여는 특별히 제작되는 두꺼운 분리판을 사용할 수 밖에 없다. 하지만, 이와 같이 두꺼운 분리판을 사용하는 경우 스택 자체의 두께가 증가될 뿐만 아니라, 스택 적층 안정성 및 연료 전지 성능이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 스택 본래의 열전달 특성에 영향을 주지않으면서 스택 내부의 온도를 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 스택 적층의 안정성을 제공하면서도 스택 내부의 온도 측정이 가능한 연료 전지 스택 및 이러한 스택에서 온도를 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 연료 전지 스택 및 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법을 제공한다.
본 발명은 연료극 전극과 공기극 전극 사이에 전해질막이 배치되는 단위 전지; 및 상기 단위 전지의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 분리판;을 포함하는 연료 전지 셀이 적층된 연료 전지 스택으로, 마젠더 간섭계형 광섬유가 상기 연료 전지 셀의 분리판의 유로에 배치되는 내부 온도 측정이 가능한 연료 전지 스택을 제공한다.
또한, 상기 광섬유에는 복수 개의 마킹 쌍이 형성되어 복수의 지점에 대하여 온도를 측정할 수 있다.
또, 상기 광섬유의 일단에는 레이저 발생기가, 타단에는 레이져 측정기가 연결될 수 있다.
다르게는, 본 발명은 연료 전지 셀이 적층된 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법으로, 상기 스택 내부에 배치된 마젠더 간섭계형 광섬유의 일단에서 레이저광을 공급한 후, 타단에서 레이저광을 측정하며, 온도에 따른 상기 레이저광의 유효굴절률 변화로 인한 레이저광의 간섭패턴을 분석하여 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법을 제공한다.
이 때, 상기 광섬유는 상기 스택의 분리판에 형성된 유로를 따라 배치될 수 있다.
또한, 상기 광섬유는 연료 전지 스택을 적층할 때 배치되는 것이 바람직하다. 상기 광섬유는 상기 스택의 분리판에 형성된 복수의 유로를 따라 배치되며, 상기 광섬유에 형성된 복수 개의 마킹 쌍을 통하여 연료 전지의 내부 온도 분포를 측정할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 스택 본래의 열전달 특성에 영향을 주지않으면서 스택 내부의 온도를 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 스택 적층의 안정성을 제공하면서도 스택 내부의 온도 측정이 가능한 연료 전지 스택 및 이러한 스택에서 온도를 측정하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 종래에 연료 전지 내부의 온도를 측정하기 위한 열전대 튜브의 도면이다.
도 2 는 종래의 열전대 튜브가 장착된 모습이 도시된 도면이다.
도 3a, 3b 는 본 발명의 마젠더형 간섭계를 통하여 온도를 측정하는 장치의 개념도이다.
도 4 는 본 발명의 연료 전지 스택의 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 연료 전지 스택의 부분 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 연료 전지 스택의 다른 실시예의 사시도이다.
연료전지의 특성 및 성능을 파악하기 위하여 및 연료 전지의 상태를 파악하기 위하여는 연료 전지 내부의 온도를 알아야할 필요가 있다. 하지만, 종래에는 연료 전지 내부의 온도를 알기 위하여는 연료 전지가 적층된 연료 전지 스택의 안정성을 해쳐야 해서 연료 전지 내부의 온도를 알아내는 데 어려움이 있었다.
하지만, 본 발명에서는 연료 전지 내부에 마젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)형 광섬유를 배치하여, 분리판의 두께가 증대될 필요도 없으며, 스택의 안정도에도 영향을 주지않고 연료 전지 내부의 온도를 알아낼 수 있는 연료 전지 스택을 개발하였다.
광섬유 일부 구간에 순간적 전기 방전을 통하여 공기층을 일부분 콜럽싱(collapsing)하면 코어로 진행하던 빛이 광섬유 클래딩으로 분기하며, 일정한 거리를 두고 두 부분에 전기 방전을 통하여 마크를 형성하여, 출력되는 신호에 간섭 무늬가 발생한다.
본 발명에서 마젠더 간섭계란 위와 같은 성질을 이용하여, 전기 방전에 의해 형성된 마킹 쌍을 광섬유에 형성하며, 광섬유로 빛을 보낸 후 나오는 빛의 신호의 간섭 무늬를 분석하여 마킹 쌍 사이의 상태를 파악하는 것을 의미한다.
간섭계는 파장 의존성을 가지며, 이는 광섬유를 따라서 진행하는 두개의 빛에 대한 광경로 차이가 발생한다. 온도가 증가하며, 그에 따라서 유효 굴절율이 변화하며, 따라서 간섭 패턴이 변화한다. 따라서, 본 발명에서는 연료 전지 스택 내부에 마킹 쌍이 형성된 광섬유를 배치하여 마킹 쌍 사이의 온도에 따라서 변화되는 간섭 무늬를 분석하여 마킹 쌍 사이의 온도를 측정한다.
도 3a, 3b 에는 본 발명의 마젠더형 간섭계를 통하여 온도를 측정하는 장치의 개념도가 도시되어 있다.
도 3a 에서 보이듯이, 본 발명에서 사용되는 마젠더형 간섭계는 레이저 발생기(110)와 레이저 발생기(110)에 연결되어 레이저 발생기(110)로부터 발생된 레이저가 통과하는 광섬유(120) 및 광섬유(120)의 끝에 연결되어, 광섬유(120)를 타고온 레이저를 감지하는 레이저 측정기(150)와 상기 레이저 측정기(150)에 연결되어 측정된 데이터를 분석하여 온도를 측정하는 제어부(160)를 포함한다.
광섬유(120)는 전기 방전에 의해 형성된 마킹 쌍(130a, 130b)이 형성되어 있으며, 마킹 쌍(130a, 130b)은 복수개 형성될 수 있으며, 이 경우에 마킹 쌍에서 마킹(130a)과 마킹(130b) 사이의 거리는 서로 상이하게 구성된다.
이와 같이 마킹 쌍(130a, 130b)의 거리(L)는 다르기 때문에, 마킹 쌍(130a, 130b)를 통과하는 레이저는 클래딩을 통과하는 거리가 각각 다르게 되며, 그에 따라서, 다수의 지점에서의 온도를 하나의 광섬유로 측정하는 것이 가능하다.
즉, 도 3b 와 같이 마킹 쌍(130a, 130b)의 거리(L1, L2)가 상이한 경우에, 코어(122)를 따라서 진행하던 빛이 마킹(130a)에서 클래딩(121)로 분기된 후 다시 마킹(130b)에서 코어(122)로 합쳐지는 구간에 차이가 생긴다. 따라서, 마킹 쌍(130a, 130b)의 거리(L)가 다른 마킹 쌍(130a, 130b)을 복수 개 형성하는 경우에 하나의 광섬유에서도 복수 대역의 간섭 패턴의 변화가 발생한다.
이러한 점을 역으로 제어부(160)에서 분석함으로써, 하나의 광섬유(120)를 통하여 다수의 지점의 온도를 파악할 수 있다.
이 때 광섬유(120)는 고온의 영역을 통과하므로 내열성이 확보된 광섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 고체 산화물 연료전지(SOFC) 인 경우에 정상 작동 온도가 750~850℃ 정도이며, 이상 작동이 있는 경우에 정상 작동 온도를 넘어서 과열될 수 있다는 점을 고려할 때, 안정성 확보를 위하여 1000℃ 이상에도 내열성을 가지는 광섬유를 사용하여야 한다.
도 4 에는 본 발명에 따른 연료 전지 스택(201)의 사시도가 도시되어 있다. 연료 전지 스택(201)은 복수의 연료 전지 셀(200)이 적층되어 구성된다. 연료 전지 셀(200)은 연료극 전극과 공기극 전극 사이에 전해질막이 배치되는 단위 전지(211)와 상기 단위 전지의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 분리판(210)을 포함하는 연료 전지 셀이 적층되어 구성된다.
분리판(210)은 양면에 형성된 유로(220) 및 유로(220)의 양단측에 형성되어 있는 매니폴드 홀(240)을 포함한다. 매니폴트 홀(240)을 통하여 공기 또는 연료가스가 공급되며, 이렇게 공급되는 연료 혹은 공기는 유로(220)를 따라 흐르면서 연료극 전극 혹은 공기극 전극으로 공급된다.
본 발명에서 광섬유(120)는 상기 매니폴드 홀(240)을 통하여 스택 외부에서 내부로 들어간다. 또한, 광섬유(120)는 상기 분리판(210)의 일면에 형성된 유로(220)를 따라서 배치된다.
즉, 도 5 의 유로(220)의 단면도에서 보이는 바와 같이, 마킹 쌍(130a,130b)이 복수 개 형성된 광섬유(120)가 유로(220)를 따라서 유로(220) 내부에 배치되며, 마킹 쌍(130a, 130b)은 측정하고자 하는 영역에 대응되는 유로(220)에 배치하여, 해당 부분의 온도를 측정하게 된다.
분리판(210)에서는 일반적으로 750~1000㎛의 폭을 가지는 유로(220)가 형성되므로, 배치되는 광섬유(120)는 유로(220)폭과 높이보다 작은 직경을 가지는 광섬유(120)를 사용하며, 바람직하게는 100㎛ 정도의 직경을 가지는 광섬유(120)가 적합하다.
도 4 에서는 광섬유(120)는 일측의 매니폴드 홀(240)으로 광섬유(120)가 들어와서, 유로(220)를 통과한 후 타측의 매니폴드 홀(245)으로 나간다. 도 4 에서는 하나의 광섬유(120)만을 도시하고 있으나, 복수의 광섬유(120)를 배치하여 복수의 유로(220)를 통과하게 하는 것도 가능하다.
본 발명에서, 광섬유(120)는 분리판(210)의 유로(220)에 삽입되기 때문에, 연료 전지 셀(200)이 적층될 때, 혹은 보수될 때 광섬유(120)를 배치하는 것이 바람직하다. 스택(201)이 분리되어 연료 전지 셀(200)의 분리판(210)이 노출되면, 유로(220)에 광섬유(120)를 배치하기가 용이하다.
또한, 광섬유(120)에는 항시 레이저 발생기(110)와 레이저 측정기(150)를 연결하여 실시간 온도 파악도 가능하지만. 위와 같이 광섬유(120)는 직경이 유로(220)에 비하여 작아서, 연료 전지의 연료 혹은 공기 흐름에 거의 영향을 주지 않으므로, 모든 연료 전지 스택에 삽입하여 두고 이상이 감지됐을 때 혹은 내부 온도의 측정이 필요할 때만 레이저 측정기(150)와 레이저 발생기(110)를 광섬유(120)양단에 연결하여, 내부 온도를 측정하는 것도 가능하다.
도 6 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다.
도 6 에서는 도 4 와 동일하게 연료 전지 스택(201)은 복수의 연료 전지 셀(200)이 적층되어 구성된다. 연료 전지 셀(200)은 연료극 전극과 공기극 전극 사이에 전해질막이 배치되는 단위 전지(211)와 상기 단위 전지의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 분리판(210)을 포함하는 연료 전지 셀이 적층되어 구성된다.
도 4 에서 광섬유(120)는 일측 매니폴드 홀(245)에서 들어와서 타측으로 유로(220)를 따라서 연장되나, 도 6 에서 광섬유(120)는 일측 매니폴드 홀(245)로 들어와서 타측 매니폴드 홀(240)로 들어가지 않고, 180°구부려서 다른 유로(220)를 따라서 연장되는 것을 반복하여 전체적으로 'W' 형상을 가지면서 유로(220)를 따라서 배치된다.
광섬유(120)의 배치는 'W'형상 혹은 'U' 형상 뿐만 아니라 'S'형상 등 광섬유(120)의 길이와 마킹 쌍(130a, 130b)의 수 및 측정하고자 하는 내부 영역에 따라서 달라질 수 있다.
110: 레이저 발생기 120: 광섬유
121: 클레딩 122: 코어
130a, 130b: 마킹 150: 레이져 측정기
160: 제어부 200: 연료 전지 셀
201: 연료 전지 스택 210: 분리판
220: 유로 240, 245: 매니폴드 홀

Claims (6)

  1. 연료극 전극과 공기극 전극 사이에 전해질막이 배치되는 단위 전지; 및
    상기 단위 전지의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 분리판;을 포함하는 연료 전지 셀이 적층된 연료 전지 스택으로,
    내부 온도 측정이 가능하도록 마젠더 간섭계형 광섬유가 상기 분리판의 유로에 배치되는 연료 전지 스택.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유에는 복수 개의 마킹 쌍이 서로 다른 거리로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유의 일단에는 레이저 발생기가, 타단에는 레이져 측정기가 연결되며, 상기 광섬유는 분리판의 복수의 유로를 통과하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택.
  4. 연료 전지 셀이 적층된 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법으로,
    마젠더 간섭게형 광섬유를 상기 스택 내부에 배치하는 광섬유 배치 단계: 및
    상기 광섬유의 일단에서 레이저광을 공급한 후, 타단에서 레이저광을 측정하며, 온도에 따른 상기 레이저광의 유효굴절률 변화로 인한 레이저광의 간섭패턴을 분석하는 온도 측정 단계;를 포함하는 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광섬유 배치 단계에서 상기 광섬유는 상기 스택의 분리판에 형성된 복수의 유로를 따라 배치되며,
    상기 온도 측정 단계는 상기 광섬유에 형성된 복수 개의 마킹 쌍을 통하여 연료 전지의 내부 온도 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 광섬유 배치 단계는 연료 전지 스택을 적층할 때 혹은 보수할 때 수행되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택 내부 온도를 측정하는 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105789525A (zh) * 2016-05-18 2016-07-20 小牛动力（武汉）新能源技术有限公司 光纤传感器嵌入式电池隔膜及其用途
JP2019181467A (ja) * 2018-04-11 2019-10-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 積層型反応器
CN112331945A (zh) * 2020-11-05 2021-02-05 北京国电光宇机电设备有限公司 一种具有测温装置的锂电池及锂电池组
KR20220008606A (ko) * 2020-07-14 2022-01-21 서울시립대학교 산학협력단 마하-젠더 간섭계 및 이를 이용한 센서
WO2023136657A1 (ko) * 2022-01-14 2023-07-20 엘에스일렉트릭(주) 상태 감지 모듈, 가이드 부재 및 이를 포함하는 전력 기기

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102486708B1 (ko) * 2020-09-16 2023-01-10 엘에스일렉트릭(주) 온도 측정장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61294767A (ja) * 1985-06-24 1986-12-25 Toshiba Corp 燃料電池発電システム
JP4770449B2 (ja) 2005-12-20 2011-09-14 住友電気工業株式会社 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法
KR101254965B1 (ko) * 2006-12-19 2013-04-17 한국전력공사 연료전지용 분리판
KR20100095252A (ko) * 2009-02-20 2010-08-30 연세대학교 산학협력단 마하젠더 간섭계형 광섬유, 그의 제조 방법 및 상기를 포함하는 센서

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105789525A (zh) * 2016-05-18 2016-07-20 小牛动力（武汉）新能源技术有限公司 光纤传感器嵌入式电池隔膜及其用途
CN105789525B (zh) * 2016-05-18 2018-06-26 小牛动力（武汉）新能源技术有限公司 光纤传感器嵌入式电池隔膜及其用途
JP2019181467A (ja) * 2018-04-11 2019-10-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 積層型反応器
KR20220008606A (ko) * 2020-07-14 2022-01-21 서울시립대학교 산학협력단 마하-젠더 간섭계 및 이를 이용한 센서
CN112331945A (zh) * 2020-11-05 2021-02-05 北京国电光宇机电设备有限公司 一种具有测温装置的锂电池及锂电池组
CN112331945B (zh) * 2020-11-05 2021-12-07 北京国电光宇机电设备有限公司 一种具有测温装置的锂电池及锂电池组
WO2023136657A1 (ko) * 2022-01-14 2023-07-20 엘에스일렉트릭(주) 상태 감지 모듈, 가이드 부재 및 이를 포함하는 전력 기기

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