KR20130063301A - 고체산화물 연료전지 스택 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체산화물 연료전지 스택에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명에 따른 고체산화물 연료전지 스택은 단위 셀, 외부 집전체, 제1 스택 집전부재, 캡 및 거치부재를 포함한다. 단위 셀은 복수 개 구비되어 하나의 스택을 형성한다. 외부 집전체는 상기 단위 셀 각각의 외주면에 접하도록 구비되어 상기 단위 셀 각각으로부터 집전하고, 상기 단위 셀간을 전기적으로 연결한다. 제1 스택 집전부재는 상기 전기적으로 연결된 복수의 단위 셀 중 말단의 단위 셀로부터 최종적으로 집전한다. 캡은 상기 말단의 단위 셀 일측 단부에 구비된다. 거치부재는 일측이 상기 캡에 거치되고 타측은 상기 제1 스택 집전부재에 고정되어 상기 제1 스택 집전부재의 하중을 분산시킨다. 본 발명에 따르면 연료전지 스택의 운전 중 고온 산화분위기에서도 장시간 동안 스택 집전부의 구조적 안정성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

고체산화물 연료전지 스택{Solid oxide fuel cell stack}
본 발명은 고체산화물 연료전지 스택에 관한 것으로서, 구체적으로는 구조적 안정성을 향상시킨 스택 집전구조를 구비한 연료전지 스택에 관한 것이다.
연료전지는 단위 셀 자체의 전압이 비교적 적어 목적하는 전류량 및 전압을 얻기 위하여 다수의 셀을 병렬 및/또는 직렬로 연결하여 사용하고 있다. 이러한 다수의 단위 셀 집합을 스택이라 한다.
전기적으로 연결된 스택의 마지막 부분에는 집전판을 연결하고, 스택 집전부(DC loader)를 통하여 최종 집전을 하게 된다. 한편, 스택 집전부는 스택 전체에서 집전된 전류가 흐르기 때문에 스택 집전부의 단면적은 개개의 단위 셀로부터 집전하는 집전체의 단면적에 비하여 크게 형성된다. 또한 원통형 고체산화물 연료전지에서는 고온 내산화성을 갖는 은(Ag)을 사용하여 스택 집전부를 형성한다. 은의 특성상 고온 산화분위기에서 물리적 강도가 약해질 수 있으며 스택 집전부 자체의 무게와 스택 집전부에 연결된 기타 와이어의 무게에 의하여 스택 집전체의 첨단 부위가 단선될 우려가 있다.
본 발명의 과제는 스택 집전체의 하중을 분산시킬 수 있는 스택 집전구조를 제공하는데 있다.
동시에 본 발명의 과제는 고온 산화 분위기에서도 스택 집전체가 단선되는 것을 방지하는 스택 집전구조를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 고체산화물 연료전지 스택은 단위 셀, 외부 집전체, 제1 스택 집전부재, 제2 스택 집전부재, 캡 및 거치부재를 포함한다.
단위 셀은 복수 개 구비되어 하나의 스택을 형성한다.
외부 집전체는 상기 단위 셀 각각의 외주면에 접하도록 구비되어 상기 단위 셀 각각으로부터 집전하고, 상기 단위 셀간을 전기적으로 연결한다.
제1 스택 집전부재는 상기 전기적으로 연결된 복수의 단위 셀 중 말단의 단위 셀로부터 최종적으로 집전한다.
제2 스택 집전부재는 상기 제1 스택 집전부재에 고정되어 외부와 전기적으로 연결된다.
캡은 상기 말단의 단위 셀 일측 단부에 구비된다.
거치부재는 일측이 상기 캡에 거치되고 타측은 상기 제2 스택 집전부재에 고정되어 상기 제1 스택 집전부재 및 제2 스택 집전부재의 하중을 분산시킨다.
또한 상기 제1 스택 집전부재는 상기 단위 셀로부터 상기 제2 스택 집전부재에 이르는 전기적 패스(path)를 적어도 둘 이상 형성할 수 있다.
또한 상기 제1 스택 집전부재와 상기 제2 스택 집전부재를 고정시키는 연결부재를 포함할 수 있다. 이 때 상기 거치부재는 상기 연결부재에 고정된다.
또한 상기 거치부재는 와이어 형상으로 형성될 수 있다.
나아가 상기 거치부재는 니켈을 주체로 한 내열합금으로 형성될 수 있다.
또한 상기 거치부재의 녹는점은 섭씨 1500도 내지 1600에서 형성될 수 있다.
또한 상기 캡은 횡방향으로 관통하는 관통구가 형성될 수 있다. 이 때 상기 거치부재는 상기 관통구를 관통하여 거치된다.
또한 상기 캡은 상부로부터 횡방향으로 홈이 형성될 수 있다. 이 때 상기 거치부재는 상기 홈에 거치된다.
나아가 상기 캡은 상기 단위 셀의 외주면을 형성하는 재질의 열팽창계수와 5% 이내의 차이의 열팽창계수를 갖는 재질로 형성될 수 있다.
또한 상기 캡은 비전도성 재질로 형성될 수 있다.
또한 상기 캡은 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
또한 상기 단위 셀에 고정되는 몸체부와 상기 몸체부로부터 연장되어 상기 제1 스택 집전부재의 상단을 지지하는 지지부를 구비하는 지지부재를 포함할 수 있다.
또한 상기 몸체부는 상기 단위 셀의 일단부가 삽입되도록 링형상으로 형성될 수 있다.
또한 상기 몸체부는 단위 셀의 길이방향을 따라 접하는 스트립형상으로 형성될 수 있다. 이 때 상기 외부 집전체는 상기 단위 셀의 외주면과 상기 몸체부 외측에 권취된다.
또한 상기 지지부는 하방으로 휘어진 곡면형상으로 형성될 수 있다.
또한 상기 단위 셀은 튜블라형으로 형성될 수 있다. 나아가 상기 단위 셀 각각은 중심축이 수직방향으로 배열될 수 있다. 더 나아가 상기 캡은 상기 단위 셀의 상단부에 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면 스택 집전부의 무게를 분산시킴으로써 스택 집전부의 건전성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 연료전지 스택의 운전 중 고온 산화분위기에서도 장시간 동안 스택 집전부의 구조적 안정성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 단위 셀의 층간 구성을 나타내는 횡단면도이다.
도 2는 단위 셀 및 스택의 집전구조를 나타내는 개략적인 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 스택 집전구조를 나타내는 정면도이다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 캡의 모습을 나타내는 정면도이다.
도 4b는 도 4a의 캡의 모습을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5a는 또 다른 실시예에 따른 스택 집전구조를 나타내는 정면도이다.
도 5b는 도 5a의 스택 집전구조를 나타내는 평면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 스택 집전구조를 나타내는 정면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
한편, 이하에서 '튜브형 단위 셀'이라 함은 횡단면의 모양과 관련 없이 중공의 파이프형으로 형성된 단위 셀을 의미한다. 즉 튜브형 단위 셀은 중심축에 대한 수직방향의 단면적 모양이 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
일반적인 연료전지는 연료를 개질하여 공급하는 연료변환기(개질기 및 반응기)와 연료전지 모듈로 구성된다. 여기서 연료전지 모듈은 화학적 에너지를 전기화학적인 방법으로 전기에너지와 열에너지로 전환하는 연료전지 스택을 포함한 어셈블리(Assembly)를 말한다. 즉 연료전지 모듈은 연료전지 스택, 배관 시스템, 배선 등을 포함한다. 스택은 단위 셀의 집합으로서 화학적 에너지를 전기 에너지와 열 에너지로 변환시키는 부분을 의미한다. 배관 시스템은 연료, 산화물, 냉각수, 배출물 등이 이동하는 시설을 의미한다. 배선은 스택에 의해 생산된 전기가 이동하는 전기적인 이동 통로를 의미한다. 이외에도 연료전지 모듈은 스택의 제어 혹은 모니터링을 위한 부분과 스택의 이상(Abnormal) 상태 발생시 조치를 위한 부분 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 이 중에서도 복수의 단위 셀에서 산화반응에 의하여 발생한 전자를 스택의 외부에 전달하기 위한 스택 집전구조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고체산화물 연료전지 스택은 단위 셀, 외부 집전체, 제1 스택 집전부재, 제2 스택 집전부재, 캡 및 거치부재를 주요 구성으로 한다. 이하 도면을 참조하여 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 비교예 1의 단위 셀(100) 및 단위 셀(100)의 배열 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 단위 셀의 층간 구성을 나타내는 횡단면도이고, 도 2는 단위 셀 및 스택의 집전구조를 나타내는 개략적인 정면도이다.
단위 셀(100)은 연료변환기(미도시)로부터 개질된 연료를 공급받아 산화반응에 의하여 전기를 생산하는 구성이다. 단위 셀(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 튜브형으로 형성되어 있다. 튜브형 연료전지는 중심축으로부터 방사상으로 제1 전극층(130), 전해질층(120) 및 제2전극층(110)이 적층되어 있다. 단위 셀(100)은 목적에 따라 연료극 지지체식이나 공기극 지지체식으로 형성된다. 즉, 연료극 지지체식은 제1 전극층(130)이 연료극이 되고, 제2 전극층(110)이 공기극이 된다. 공기극 지지체식은 반대로 제1 전극층(130)이 연료극이 되고, 제2 전극층(110)이 연료극이 된다.
한편, 공기극은 LaMnO3계나 LaCoO3계와 같이 높은 이온전도도와 전자 전도도를 갖고 산화분위기에서 안정적이며 후술하는 전해질층과의 화학반응이 없는 순수 전자전도체나 혼합전도체로 제작된다. 전해질층은 공기극 측에서 발생된 산소이온 및 후술하는 연료극 측에서 발생된 수소이온의 이동로 역할을 하는 부분이다. 이러한 전해질층은 기체가 투과하지 못할 정도의 치밀도를 갖는 세라믹재로 이루어진다. 또한 연료극은 기본적으로 상술한 YSZ와 같은 세라믹재로 이루어진다. 특히 가격이 저렴하고 고온의 환원분위기에서 안정적인 NiO-8YSZ 나 Ni-8YSZ와 같은 금속세라믹 복합체(cermet)가 사용하는 것이 바람직하다.
내부집전체(142)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 전극층(130)의 내주면에 접하도록 구비되어 제1 전극층(130) 내부에서 집전한다.　필요에 따라 연료극(130)과 내부집전체(142) 사이에 펠트층(141)을 더 구비할 수도 있다. 이 경우 펠트층(141)은 다공성 부재로 형성되어 연료를 통과 시키고 집전체로서 기능하여 집전효율을 향상시키는 역할을 하게 된다. 또한, 내부집전체(142) 내측에는 필요에 따라 지지관(143)을 더 구비할 수 있다. 지지관(143)은 SUS 강 등으로 형성되어 단위 셀(100)의 전체 구조를 지지하고, 개질 연료의 유로를 형성하며, 내부집전체(142)를 상술한 연료극(130)이나 펠트층(141)에 밀착시키는 역할을 한다.
외부 집전체(210, 220)는 단위 셀(100)의 외주면에 구비되어 집전하는 역할을 한다. 외부 집전체(210, 220)는 물리적으로 하나의 집전체로 구비될 수도 있으나 제1 외부 집전체(210)와 제2 외부 집전체(220)로 나누어 형성하는 것도 가능하다.
제2 외부집전체(220)는 도 2에 도시된 바와 같이 단위 셀(100)의 외주면에 길이 방향을 따라 구비된다. 제2 외부집전체(220)와 인접하는 단위 셀(100)의 제2 외부집전체(220)는 제2 연결부재(140)로 연결된다. 제2 연결부재(140)로는 클램프 등 다양한 체결용 부품 또는 구성이 사용될 수 있다. 제1 외부집전체(210)는 제2 외부집전체(220) 및 단위 셀(100)의 외주면을 따라 감는 방식으로 구비된다. 외부집전체(210, 220)는 니켈(Ni) 또는 은(Ag) 성분의 와이어로 형성할 수 있다. 단위 셀(100) 각각은 중심축이 수직하도록 배열될 수 있으며, 복수의 단위 셀(100)이 배열되고 전기적으로 연결됨으로써 하나의 스택을 형성하게 된다. 또한 단위 셀(100)이 사용하는 방식에 따라 단위 셀(100) 상부에는 각각 캡(150)이 구비되는 것도 가능하다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 하나의 스택을 구성하기 위하여 복수의 단위 셀(100)이 수직으로 배열된 상태에서 전기적으로 연결된다. 이러한 전기적 연결을 구성하는 단위 셀(100) 중 말단의 단위 셀(100')에는 다수의 단위 셀로부터 집전된 전류(또는 전자)를 합친 것만큼 큰 용량의 전류(또는 전자)를 집전을 해야 하기 때문에 각각의 단위 셀(100)에 구비된 외부 집전체(210, 220) 보다 큰 단면적을 갖는 집전체를 이용하여야 한다. 이러한 이유로 인하여 바(bar) 또는 플레이트(plate) 형상으로 형성되는 제1 스택 집전부재(230)를 구비한다. 제1 스택 집전부재(230)는 일측은 단위 셀(100)의 외부면에 길이 방향을 따라 접하도록 구비된다. 한편, 제1 스택 집전부재(230)의 타측에는 제2 스택 집전부재(240)가 연결된다. 제2 스택 집전부재(240)는 집전된 전류 또는 전자를 외부의 회로 또는 구성에 전달하는 전기적 패스(path)가 된다. 제1 스택 집전부재(230)와 제2 스택 집전부재(240)는 제1 연결부재(235)에 의하여 고정되고 또한 전기적으로 연결된다. 제1 연결부재(235)로는 클램프 등 다양한 체결용 부품이 이용될 수 있다. 한편, 전기적으로 연결된 다수의 단위 셀(100) 중 말단의 단위 셀(100')은 배열된 위치만이 다를 뿐 그 구성이나 재질 등은 모두 동일하다.
단위 셀(100)로부터 제2 스택 집전부재(240)에 이르는 경로가 둘 이상의 패스(P1 및 P2)로 형성되도록 제1 스택 집전부재(230)가 루프형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 단일의 패스로 형성되는 경우에 비하여 제2 스택 집전부재(230)까지 도달하는 동안의 저항 손실을 감소시킬 수 있으며, 제1 스택 집전부재(230)의 단면적을 줄일 수 있다. 또한 제1 스택 집전부재(230)의 단면적이 줄어듦으써 제1 스택 집전부재(230) 중 상부의 첨단부분(R1)에 걸리는 하중을 감소시킬 수 있게 된다.
제1 스택 집전부재(230) 및 제2 스택 집전부재(240)로는 낮은 전기 저항성 및 높은 전기 전도도의 특성을 갖는 은(Ag)이 이용될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 제1 스택 집전부재(230)의 상부, 특히 첨단 부분(R1)에는 제1 스택 집전부재(230) 자체의 하중과 제2 스택 집전부재(240)의 하중이 걸리게 되어 파단의 우려가 크다. 이하에서는 이러한 파단을 최소화 할 수 있는 집전 구성을 각 실시예를 통하여 설명한다.
[실시예 1]
도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 스택 집전구조에 대하여 설명한다. 도 3은 일 실시예에 따른 스택 집전구조를 나타내는 정면도이다.
제1 스택 집전부재(230)은 앞서 설명한 바와 같이 전기적으로 연결된 복수의 단위 셀 중 말단의 단위 셀(100')에 접하도록 구비된다. 또한 제2 스택 집전부재(240)는 제1 연결부재(235)를 이용하여 제1 스택 집전부재(230)에 고정되고 전기적으로 연결된다. 이 때 제1 스택 집전부재(230) 중 단위 셀(100')에 접한 일 측면이 상술한 제1 외부 집전체(210)에 의하여 단위 셀(100')과 함께 권취되도록 함으로써 집전 효율 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
캡(150a)은 단위 셀(100')의 양 단부 중 상단부에 구비된다. 캡(150')는 횡방향으로 관통된 관통구(151a)가 형성된다. 관통구(151a)는 후술할 거치부재(160)의 수에 따라 다양한 개수로 형성될 수 있다. 한편, 캡(150a)은 단위 셀(100')의 상단부를 밀폐시키면서 연료전지의 운전 시 함께 고온 분위기에 노출이 되기 때문에 단위 셀(100, 100')의 외주면을 형성하는 재질, 즉 제2 전극층(110; 도 1 참조)의 재질과 동일한 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 불가피하게 다른 재질로 형성하는 경우에는 제2 전극층의 열팽창계수와 5% 이내의 열팽창계수를 갖는 재질로 형성하여야 열에 의한 파손을 최소화 할 수 있다. 이러한 이유로 캡(150a)은 비전도성 재질, 특히 Al2O3와 같은 세라믹 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
거치부재(160)는 와이어의 형상으로 형성된다. 거치부재(160)의 일단부는 상술한 캡(150a)의 관통구(151a)를 관통하여 거치되도록 구비되고, 타단부는 상술한 제1 연결부재(235)에 고정되거나 제2 스택 집전부재(240)에 고정되도록 구비될 수 있다. 또는 일단부가 제1 연결부재(235)에 고정되거나 제2 스택 집전부재(240)에 고정되도록 구비되고, 타단부는 상술한 캡(150a)의 관통구(151a)를 관통한 후 다시 제1 연결부재(235)에 고정되거나 제2 스택 집전부재(240)에 고정되도록 구비될 수 있다. 거치부재(160)는 강한 텐션을 유지하도록 구비됨으로써 제1 스택 집전부재(230)와 제2 스택 집전부재(240)의 하중을 분산시키는 기능을 한다. 한편, 거치부재(160)는 고체산화물 연료전지의 작동 온도에서도 열화 또는 파단이 일어나지 않도록 녹는점이 섭씨 1500도 내지 1600도인 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 이유로 거치부재(160)로는 니켈을 주체로 한 내열합금, 예를 들면 인코넬과 같은 합금을 사용할 수 있다. 인코넬은 니켈을 주체로 하여 15%의 크롬(Cr), 6 내지 7%의 철(Fe), 2.5%의 티타늄(Ti), 1% 이하의 알루미늄(Al), 망간(Mn), 규소(Si)를 첨가한 내열합금으로서, 내열성이 좋고, 900℃ 이상의 산화기류 속에서도 산화하지 않고, 황을 함유한 대기에도 침지되지 않는다.
[실시예 2]
도 4a 및 도 4b를 참조하여 다른 실시예에 따른 캡을 설명한다. 도 4a는 다른 실시예에 따른 캡의 모습을 나타내는 정면도이고, 도 4b는 도 4a의 캡의 모습을 나타내는 개략적인 평면도이다.
캡(150b)에는 관통구 대신 홈(151b)이 형성될 수 있다. 홈(151b)은 캡(150b)의 상부로부터 일정 깊이 만큼 단차가 형성되는 방식으로 형성되며, 일측면으로부터 타측면까지 횡방향으로 형성된다. 이 경우 거치부재는 실시예 1의 관통구(151a; 도 3 참조)에 관통하는 대신 홈(151b)에 단순히 거치된다. 한편, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 홈(151b) 이외의 부분의 형상에는 제한이 없으며, 상술한 거치부재가 거치될 수 있다면 홈(151b)의 모양, 깊이 및 넓이 등의 규격면에서도 제한이 없다.
[실시예 3]
도 5a 및 도 5b를 참조하여 다른 실시예에 따른 스택 집전구조에 대하여 설명한다. 도 5a는 또 다른 실시예에 따른 스택 집전구조를 나타내는 정면도이고, 도 5b는 도 5a의 스택 집전구조를 나타내는 평면도이다. 다만 설명의 편의를 위하여 거치부재(160; 도 3 참조)의 도시를 생략하였다.
실시예 3에서는 제1 스택 집전부재(230)의 상단에 걸리는 하중을 분산시키기 위하여 지지부재(170)를 구비한다. 지지부재(170)는 몸체부(172)와 지지부(171)로 나눌 수 있다. 몸체부(172)는 링 형상으로 형성되어 단위 셀(100')의 상단부가 몸체부(172) 내측으로 삽입된 상태로 고정된다. 지지부(171)는 몸체부(172)의 일측면으로부터 방사상으로 연장 형성된다. 지지부(171)의 상부면에는 제1 스택 집전부재(230)의 상부가 접하도록 구비된다. 이 때 지지부(171)와 접하는 제1 스택 집전부재(230)의 접촉면이 일정한 하중을 받을 수 있도록, 지지부(171)를 곡면으로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 지지부(171)와 접하는 제1 스택 집전부재(230)의 접촉면도 곡면으로 형성하는 것이 바람직하다.
[실시예 4]
도 6을 참조하여 또 다른 실시예에 따른 스택 집전구조에 대하여 설명한다. 도 6은 또 다른 실시예에 따른 스택 집전구조를 나타내는 정면도이다.
실시예 4는 다른 형태의 지지부재에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 지지부재(180)는 몸체부(182)와 지지부(181)로 구분된다. 몸체부(182)는 플레이트, 스트립 또는 바 형상으로 형성되어 단위 셀(100')과 함께 제1 외부 집전체(210)로 권취된다. 즉, 몸체부(182)는 별도의 지지를 위한 구성 없이 제1 외부 집전체(210)로 권취됨으로써 단위 셀(100')에 고정된다. 한편, 지지부(181)는 몸체부(182)의 상단으로부터 외측을 향하여 연장 형성된다. 또한 지지부(181)의 상부에는 제1 스택 집전부재(230)의 상부가 거치된다. 한편, 본 실시예의 경우에도 실시예 3의 경우와 마찬가지로 지지부(181)를 곡면으로 형성하여 제1 스택 집전부재(230)의 상부에 걸리는 하중을 고르게 분산시키도록 할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 고체산화물 연료전지 스택으로 구현될 수 있다.
100: 단위 셀 110: 제1 전극층
120: 전해질층 130: 제2 전극층
140: 제2 연결부재 150, 150a, 150b: 캡
160: 거치부재 170, 180: 지지부재
171, 181: 지지부 172, 182: 몸체부
210: 제1 외부 집전체 220: 제2 외부 집전체
230: 제1 스택 집전부재 235: 제1 연결부재
240: 제2 스택 집전부재

Claims (18)

  1. 복수의 단위 셀;
    상기 단위 셀 각각의 외주면에 접하도록 구비되어 상기 단위 셀 각각으로부터 집전하고, 상기 단위 셀간을 전기적으로 연결하는 외부 집전체;
    상기 전기적으로 연결된 복수의 단위 셀 중 말단의 단위 셀로부터 최종적으로 집전하는 제1 스택 집전부재;
    상기 제1 스택 집전부재에 고정되어 외부와 전기적으로 연결되는 제2 스택 집전부재;
    상기 말단의 단위 셀 일측 단부에 구비되는 캡; 및
    일측이 상기 캡에 거치되고 타측은 상기 제2 스택 집전부재에 고정되어 상기 제1 스택 집전부재 및 제2 스택 집전부재의 하중을 분산시키는 거치부재;를 포함하는 고체산화물 연료전지 스택.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스택 집전부재는 상기 단위 셀로부터 상기 제2 스택 집전부재에 이르는 전기적 패스(path)를 적어도 둘 이상 형성하는 고체산화물 연료전지 스택.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스택 집전부재와 상기 제2 스택 집전부재를 고정시키는 연결부재를 포함하고,
    상기 거치부재는 상기 연결부재에 고정되는 고체산화물 연료전지 스택.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거치부재는 와이어 형상으로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 거치부재는 니켈을 주체로 한 내열합금으로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 거치부재의 녹는점은 섭씨 1500도 내지 1600에서 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 캡은 횡방향으로 관통하는 관통구가 형성되고, 상기 거치부재는 상기 관통구를 관통하여 거치되는 고체산화물 연료전지 스택.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 캡은 상부로부터 횡방향으로 홈이 형성되고, 상기 거치부재는 상기 홈에 거치되는 고체산화물 연료전지 스택.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 캡은 상기 단위 셀의 외주면을 형성하는 재질의 열팽창계수와 5% 이내의 차이의 열팽창계수를 갖는 재질로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 캡은 비전도성 재질로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 캡은 세라믹 재질로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 단위 셀에 고정되는 몸체부와 상기 몸체부로부터 연장되어 상기 제1 스택 집전부재의 상단을 지지하는 지지부를 구비하는 지지부재를 포함하는 고체산화물 연료전지 스택.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 단위 셀의 일단부가 삽입되도록 링형상으로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 몸체부는 단위 셀의 길이방향을 따라 접하는 스트립형상으로 형성되고,
    상기 외부 집전체는 상기 단위 셀의 외주면과 상기 몸체부 외측에 권취되는 고체산화물 연료전지 스택.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 지지부는 하방으로 휘어진 곡면형상으로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 단위 셀은 튜블라형으로 형성되는 고체산화물 연료전지 스택.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 단위 셀 각각은 중심축이 수직방향으로 배열되는 고체산화물 연료전지 스택.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 캡은 상기 단위 셀의 상단부에 구비되는 고체산화물 연료전지 스택.
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