KR20140052405A

KR20140052405A - 분리판 및 이를 포함하는 연료전지

Info

Publication number: KR20140052405A
Application number: KR1020120118482A
Authority: KR
Inventors: 이인성; 박치록; 최영재; 이재명
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-05-07

Abstract

분리판 및 이를 포함하는 연료전지가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 분리판은 연료전지의 내측에 제공되어 입측 매니폴드로부터 공급된 연료 또는 산화제를 분리하여 출측 매니폴드로 배출하는 분리판으로, 적어도 하나의 입측 매니폴드 및 출측 매니폴드와 연계되는 평판부; 상기 평판부의 표면에 경사지게 배치되며, 다수로 분할되어 연료 또는 산화제가 통과하는 유로를 형성하는 적어도 하나의 제1다분할 유로부; 및 상기 평판부의 표면에 상기 제1다분할 유로부와 엇갈리게 배치되며, 상기 제1다분할 유로부와 교차하여 연통하도록 다수로 분할되어 상기 제1다분할 유로부를 통과하는 연료 또는 산화제의 일부가 혼합 유입되며 통과하는 유로를 형성하는 적어도 하나의 제2다분할 유로부;를 포함한다.

Description

분리판 및 이를 포함하는 연료전지 {SEPARATOR AND FUEL CELL HAVING THE SAME}

본 발명은 연료전지에서 연료를 분배하도록 제공된 연료전지용 분리판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지의 연료를 고르게 분배하도록 하여 발전효율을 향상시키도록 한 분리판 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것이다.

일반적으로 연료전지는 연료의 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전시스템으로, 예컨대 아노드(anode)측에 수소연료가 공급되고, 캐소드(cathode)에는 공기가 주입되며, 이들의 반응시 발생하는 화학적 에너지를 이용하여 전기적 에너지로 변환한다.

이러한 연료전지는 작동온도, 전해질 종류에 따라 저온형, 고온형으로 구분할 수 있으며, 저온형은 주로 자동차 등에 사용되는 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)가 대표적이며, 고온형은 MCFC(Molen Carbonate Fuel Cell), SOFC(Solid Oxide Fuel Cell) 및 SOFC의 역반응을 이용한 SOEC(solid oxide electrolysis cell)이 대표적으로 사용된다.

연료전지는 연료(수소)와 공기가 지속적으로 주입되는 과정에서 연속적인 발전이 가능하며, 연료의 경우 발전효율, 경제성을 고려하여 이용률을 높여야 상업적 가치를 높일 수 있다.

종래의 연료전지용 분리판은 연료를 공급하는 매니폴드, 연료가 통과하는 홀, 연료의 분배가 이루어지는 유로(channel)를 포함하여 제공되며, 매니폴드, 홀, 유로 등의 인자의 디자인을 개선하여 연료의 이용률을 높일 수 있다.

종래의 연료전지용 분리판은 연료 또는 산화제가 통과하는 유로가 직선형 구조로 이루어져 있고, 접촉면적의 증가를 위해 꺾인 형태로 제공된다. 이러한 유로는 연료를 분배하는데 한계가 있으며, 이에 따라 종래에는 매니폴드나 홀의 디자인을 통해 연료의 분배의 균일성을 향상시키는 기술이 개발되고 있다.

그러나, 종래에는 연료의 분배가 매니폴드와 홀의 디자인에 의존되고 있으며, 매니폴드와 홀 사이에 연료가 불균일하게 분배될 경우 연료의 흐름이 불균일해지는 요인이 되고 있어, 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

본 발명의 일 실시예는 매니폴드와 홀 사이를 통과한 연료가 유로를 통과하는 과정에서 분산 및 혼합이 이루어지도록 하여 능동적인 연료분배가 가능해지도록 구조를 개선한 분리판 및 이를 포함하는 연료전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 분리판은 연료전지의 내측에 제공되어 입측 매니폴드로부터 공급된 연료 또는 산화제를 분리하여 출측 매니폴드로 배출하는 분리판으로, 적어도 하나의 입측 매니폴드 및 출측 매니폴드와 연계되는 평판부; 상기 평판부의 표면에 경사지게 배치되며, 다수로 분할되어 연료 또는 산화제가 통과하는 유로를 형성하는 적어도 하나의 제1다분할 유로부; 및 상기 평판부의 표면에 상기 제1다분할 유로부와 엇갈리게 배치되며, 상기 제1다분할 유로부와 교차하여 연통하도록 다수로 분할되어 상기 제1다분할 유로부를 통과하는 연료 또는 산화제의 일부가 혼합 유입되며 통과하는 유로를 형성하는 적어도 하나의 제2다분할 유로부;를 포함한다.

여기서, 상기 제1다분할 유로부와 상기 제2다분할 유로부는 대칭으로 경사지게 제공될 수 있다.

또한, 상기 분리판은 단면 또는 양면으로 제공될 수 있다.

바람직하게는 상기 분리판은 상, 하면이 대칭인 양면으로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지는 적어도 하나의 단위 셀유닛이 적층되어 제공되는 연료전지에 있어서, 상기 단위 셀유닛은 프레임; 상기 프레임의 내부에 마련되는 전술된 분리판; 및 상기 분리판을 차폐토록 제공되며 상기 프레임 내부 공간을 연료공급공간과 산화제공급공간으로 구획하는 분리막;을 포함한다.

여기서, 상기 산화제는 산소가스를 포함하고, 상기 연료는 수소가스를 포함하고, 상기 분리막은 상기 산소가스로부터 분리된 산소이온 또는 상기 수소가스로부터 분리된 수소이온이 투과되는 전해질을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연료 또는 산화제가 공급후, 분리판을 통과하는 과정에서 빠른 시간내에 균일하게 분배가 이루어질 수 있으므로, 연료 또는 산화제의 반응성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 연료이용률을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 분리판은 연료 또는 산화제가 균일하게 분배되므로 연료 또는 산화제의 공급을 위한 매니폴드들의 설계제약요인을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판의 평면도.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면.
도 4는 일반적인 분리판에 공급된 산화제가 환원되는 과정을 시간순으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판에 공급된 산화제가 환원되는 과정을 시간순으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판이 적용된 연료전지의 단면도.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판의 평면도이다. 또한 도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 분리판(10)은 연료전지의 내측에 제공되어 연료 또는 산화제의 이동을 안내하도록 제공될 수 있다.

본 실시예에서 연료전지는 적어도 하나의 단위 셀유닛이 적층되어 제공될 수 있다. 이러한 단위 셀유닛은 적어도 하나의 분리판(10)을 포함하며, 분리판(10)으로 공급되는 연료와 산화제의 산화, 환원 반응에 의해 전기를 생산할 수 있다.

이를 위해, 분리판(10)에는 연료와 산화제의 공급 또는 배출을 위한 입측 매니폴드(12)와 출측 매니폴드(14)가 마련될 수 있다.

여기서, 분리판(10)은 연료 또는 산화제의 이동을 안내할 수 있으며, 연료 또는 산화제가 이동하는 과정에서 균일하게 혼합되어 분배되도록 제공될 수 있다.

이를 위해, 분리판(10)은 적어도 하나의 입측 매니폴드(12) 및 출측 매니폴드(14)와 연계되는 평판부(16)를 포함할 수 있다.

일례로, 입측 매니폴드(12)와 출측 매니폴드(14)는 중심선을 기준으로 양측에 위치되며, 입측 매니폴드(12)와 출측 매니폴드(14)는 서로 엇갈리는 위치에 위치될 수 있다.

즉, 입측 매니폴드(12) 사이의 중간위치에서 연장되는 선상에 출측 매니폴드(14)가 위치될 수 있다.

또한, 평판부(16)는 주변부를 차폐하도록 돌출된 단턱부(18)가 일체로 형성될 수 있다. 또한, 입측 매니폴드(12)와 출측 매니폴드(14)의 주변부에 제공되는 단턱부(18)는 연료 또는 산화제의 유동저항을 최소화하며, 연료 또는 산화제의 유동방향을 안내하기 위해 굴곡진 형태로 제공될 수 있다.

또한, 평판부(16)의 표면에는 다수로 분할되어 연료 또는 산화제가 통과하는 유로를 형성하는 적어도 하나의 제1다분할 유로부(20) 및 제2다분할 유로부가 각각 제공될 수 있다.

여기서, 제1다분할 유로부(20)는 평판부(16)의 표면에 경사지게 배치되며, 소정의 길이를 갖도록 다수로 분할된 제1유로(22)를 포함할 수 있다.

또한, 제2다분할 유로부(30)는 제1다분할 유로부(20)와 엇갈려 경사지게 배치되며, 소정의 길이를 갖도록 다수로 분할된 제2유로(32)를 포함할 수 있다. 이때, 제2다분할 유로부(30)는 제2유로(32)의 분할되는 위치가 제1다분할 유로부(20)의 제1유로(22)와 교차하여 연통하도록 제공될 수 있다.

이에 따라 제1다분할 유로부(20) 또는 제2다분할 유로부(30)를 통과하는 연료 또는 산화제는 제1유로(22)와 제2유로(32)가 연통하는 부분에서 일부의 연료 또는 산화제가 인접하는 다른 유로, 즉 제2유로(32)와 제1유로(22)로 교차하여 분배 및 혼합될 수 있으며, 이 과정을 반복하여 통과함에 따라 공급되는 연료 또는 산화제가 균일화될 수 있다.

즉, 제1다분할 유로부(20)의 선행하는 제1유로(22)를 통과하는 연료는 제2다분할 유로부(30)의 제2유로(32)와 연통함에 따라 일부는 후행하는 제1유로(22')로 공급되나, 나머지는 후행하는 제2유로(32')로 분배되며 공급될 수 있다.

이와 더불어, 제2다분할 유로부(30)의 선행하는 제2유로(32)를 통과하는 연료도 제1다분할 유로부(20)의 제1유로(22)와 연통함에 따라 일부는 후행하는 제2유로(32')로 공급되나, 나머지는 후행하는 제1유로(22')로 분배되어 공급될 수 있다.

예컨대, 제1다분할 유로부(20)의 선행하는 제1유로(22)로 공급되는 연료량이 '100'이라고 가정할 경우, 후행하는 제1유로(22')에 약 '60'의 연료량만이 공급되며, 나머지 '40'의 연료량은 제2다분할 유로부(30)의 제2유로(32)로부터 공급되는 다른 연료와의 저항 등에 의해 제2유로(32)로 분배될 수 있다.

이와 같이, 각각의 후행하는 제1유로(22')에는 선행하는 제1유로(22)부터 공급되는 연료량 '60'과, 선행하는 제2유로(32)로부터 혼합된 연료량 '40'이 혼합되어 유입되며, 전체적으로는 후행하는 제1유로(22')에는 연료량 '100'이 공급될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 제1다분할 유로부(20)와 제2다분할 유로부(30)는 대칭으로 경사지게 제공될 수 있으며, 이에 따라 전체적인 형상이 격자 형태로 배열될 수 있으며, 각각 제1다분할 유로부(20)의 제1유로(22)와 제2다분할 유로부(30)의 제2유로(32)에 둘러싸인 공간은 마름모꼴 형태로 제공될 수 있다.

도 4는 일반적인 분리판에 공급된 산화제가 환원되는 과정을 시간순으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판에 공급된 산화제가 환원되는 과정을 시간순으로 도시한 도면이다.

본 실시예의 분리판(10)은, 입측 매니폴드(12)를 통해 유입된 연료 또는 산화제가 하류측으로 흘러 이동하는 과정에서 제1다분할 유로부(20)와 제2다분할 유로부(30)를 통과하게 된다.

일반적인 분리판(10)에 공급되는 산화제가 환원되는 과정을 시각적으로 도시한 도면인 도 4를 참고하면, 일반적인 분리판(10)은 5%의 산화제는 입측 매니폴드(12)와 인접한 부분에는 비교적 균일하게 확산되어 공급되나, 입측 매니폴드(12)와 먼 부분으로는 균일하게 공급되지 않고 있음을 알 수 있다.

이러한 일반적인 분리판(10)은 산화제가 전체적으로 균일하게 공급되기까지 약 30분 정도의 시간이 소요됨을 알 수 있다.

반면에 도 5는 본 실시예의 분리판(10)으로, 5%의 산화제는 입측 매니폴드(12)로 공급된 후, 제1다분할 유로부(20)와 제2다분할 유로부(30)를 통과하는 과정에서 분배와 혼합이 일어나며, 이에 따라 전체적으로 균일하게 공급되고 있음을 알 수 있다.

이와 같이, 본 실시의 분리판(10)은 5%의 산화제가 공급된 후, 전체적으로 균일하게 공급되기까지 약 5분 정도의 시간이 소요됨을 알 수 있다.

이러한 분리판(10)은 단위 셀 유닛에 적층되는 구조에 따라 단면 또는 양면으로 제공될 수 있다. 즉, 분리판(10)은 단면 또는 양면에 제1다분할 유로부(20)와 제2다분할 유로부(30)가 각각 제공될 수 있으며, 각각에 입측 매니폴드(12) 또는 출측 매니폴드(14)가 연계될 수 있다.

바람직하게는 분리판(10)은 양면으로 제공될 수 있으며, 상, 하면이 대칭으로 제공될 수 있다. 따라서, 분리판(10)이 대칭으로 제공됨에 따라 예컨대 상면에는 연료가 공급될 수 있고, 하면에는 산화제가 공급될 수 있으며, 이를 위해 각각의 입측 매니폴드(12)와 출측 매니폴드(14)의 위치가 적절하게 배치되도록 설계하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판(10)이 적용된 연료전지의 단면도이다.

도 6을 참고하면, 연료전지(100)는 적어도 하나의 단위 셀유닛(110)이 적층되어 제공될 수 있으며, 여기서 단위 셀유닛(110)은 단위전지(120)와, 단위전지(120)의 가장자리에 고정되어 단위전지(120)를 지지하는 프레임(130)과, 단위전지(120)와 프레임(130)의 양측에 배치된 한 쌍의 분리판(10)을 포함할 수 있다.

본 실시예의 연료전지(100)는, 일례로 고체산화물 연료전지(100)(Solid oxide fuel cell, SOFC)를 포함할 수 있다.

이러한 연료전지(100)에 활용되는 단위 셀유닛(110)은 공급되는 전압을 증가시키기 적층되어 연결될 수 있다.

단위전지(120)는 분리막(121)과, 분리막(121)의 일면에 형성된 공기극(122)과, 분리막(121)의 다른 일면에 형성된 연료극(123)을 포함할 수 있다. 공기극(122)의 외측에는 공기극 집전체(124)와 분리판(10), 즉 제1분리판(10a)이 위치하고, 연료극(123)의 외측에는 연료극 집전체(125)와 분리판(10), 즉 제2분리판(10b)이 위치한다.

공기극 집전체(124)와 마주하는 제1분리판(10a)의 일면에는 공기유로가 형성되어 공기극(122)으로 공기를 전달한다. 연료극 집전체(125)와 마주하는 제2분리판(10b)의 일면에는 연료유로가 형성되어 연료극(123)으로 연료를 전달한다.

본 실시예에서 연료는 수소가스를 포함할 수 있다. 또한, 산화제는 산소가스를 포함할 수 있다.

더불어, 산소가스는 순산소가 사용되는 것도 가능하며 본 실시예에서는 산소가스를 포함하는 있는 대기, 즉 공기를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 분리막(121)은 치밀하게 구성되어 연료와 공기의 투과를 차단하며, 전자전도성은 없으나 산소이온은 투과할 수 있는 전해질을 포함할 수 있다.

또한, 공기극(122)과 연료극(123)은 공기와 연료가스가 잘 확산 공급되도록 다공질로 구성되고, 높은 전자전도성을 갖는 물질로 형성될 수 있다.

공기극(122)은 음극(cathode)으로 대전되거나 촉매로 제공될 수 있으며, 이에 따라 공기극(122)에 의해 주변의 공기에 포함된 산화제, 즉 산소가 환원반응에 의해 전자와 분리되며 산소이온으로 바뀐다. 그리고, 산소이온은 분리막(121)을 통과하여 연료극(123)으로 이동된 후 연료가스인 수소가스와 산화반응에 의해 물(H₂0)을 생성하며, 이 과정에서 전자를 발생시킨다. 이러한 반응과정은 다음의 화학식 1과 같다.

한편, 공기극 집전체(124)는 공기극(122)의 기계적 강도를 높이면서 공기극(122)과 제1분리판(10a)이 전기를 잘 통하도록 이들의 접촉성능을 보강하는 역할을 한다. 연료극 집전체(125) 또한 연료극(123)의 기계적 강도를 높이면서 연료극(123)과 제2분리판(10b)이 전기를 잘 통하도록 이들의 접촉성능을 보강하는 역할을 한다. 공기극 집전체(124)와 연료극 집전체(125)는 금속 발포체일 수 있으며, 제1분리판(10a)과 제2분리판(10b)은 금속으로 제조될 수 있다.

프레임(130)은 접합층(132)에 의해 단위전지(120)의 가장자리에 부착되어 단위전지(120)를 지지할 수 있다. 프레임(130)은 금속으로 제조되고, 접합층(132)은 유리 계열 물질, 예를 들어 글라스 프릿(Glass Frit)을 포함할 수 있다. 그리고 프레임(130)과 제1분리판(10a) 사이 및 프레임(130)과 제2분리판(10b) 사이에는 밀봉재(134)가 위치하여 단위전지(120)로 공급된 공기와 연료가스의 누출을 방지할 수 있다. 밀봉재(134)는 접합층(132)과 같은 물질, 즉 글라스 프릿으로 제공될 수 있다.

단위전지(120)에서 공기극(122)과 공기극 집전체(124)는 연료극(123) 및 연료극 집전체(125)보다 작은 크기로 형성되고, 공기극(122)과 공기극 집전체(124)의 둘레를 따라 분리막(121) 위로 접합층(132)이 위치할 수 있다. 프레임(130)은 단위전지(120)를 향한 일측에 접합층(132) 전체와 분리막(121)의 일부 및 연료극(123)의 일부를 수용하는 절개부(131)를 형성할 수 있다. 이로써 프레임(130)은 접합층(132)에 밀착 고정되는 고정부(130a)와, 고정부(130a)를 지지하는 지지부(130b)로 구분될 수 있다.

고정부(130a)는 단위전지(120)의 두께방향을 따라 접합층(132)과 중첩되며, 제1의 두께(t₁)를 가진다. 지지부(130b)는 고정부(130a)의 외측에서 한 쌍의 밀봉재(134) 사이에 위치하고, 고정부(130a)의 두께보다 큰 제2의 두께(t₂)를 가질 수 있다.

이때 연료극(123)이 프레임(130)과 접촉하지 않도록 서로 마주하는 지지부(130b)의 측면간 거리는 연료극(123)의 폭보다 크게 형성할 수 있다. 그리고, 절개부(131)의 수직 높이, 즉 단위전지(120)와 마주하는 지지부(130b)의 측면 높이는 접합층(132)과 분리막(121) 및 연료극(123)의 두께를 합한 값보다 작은 값으로 형성되어 프레임(130)과 연료극 집전체(125)가 접촉하지 않도록 한다.

단위전지(120), 접합층(132), 프레임(130), 밀봉재(134) 및 한 쌍의 분리판(10)은, 도 6에 도시한 순서로 적층되고, 고온에서 가압되어 일체로 조립된다. 이때 밀봉재(134)는 고온에서 소정의 점성을 가지면서 가스 투과를 차단하는 기능을 한다.

이 과정에서 단위전자와 프레임(130)의 접합을 원활하게 할 수 있도록 제1분리판(10a)의 내면에 제1다분할 유로부(20) 및 제2다분할 유로부(30)가 형성될 수 있다. 돌출부는 프레임(130)의 고정부(130a) 및 지지부(130b)의 일부와 마주하도록 형성될 수 있다. 따라서, 제1분리판(10a)의 외측에서 돌출부가 형성된 부위로 압력을 강하게 가하면, 돌출부가 프레임(130)과 접합층(132)으로 압력을 전달하여 프레임(130)이 단위전지(120)에 견고하게 고정되도록 할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 연료전지는 산소이온이 분리막을 투과하여 이동함에 따라 전기가 발생하는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 분리막의 전해질 종류 등에 따라 수소이온이 분리막을 투과하여 이동함에 따라 전기가 발생하는 것도 가능하다.

이때에 연료전지에서 발생하는 반응식은 화학식 2와 같다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10: 분리판 12: 입측 매니폴드
14: 출측 매니폴드 16: 평판부
18: 단턱부 20: 제1다분할 유로부
22: 제1유로 30: 제2다분할 유로부
32: 제2유로

Claims

연료전지의 내측에 제공되어 입측 매니폴드로부터 공급된 연료 또는 산화제를 분리하여 출측 매니폴드로 배출하는 분리판으로,
적어도 하나의 입측 매니폴드 및 출측 매니폴드와 연계되는 평판부;
상기 평판부의 표면에 경사지게 배치되며, 다수로 분할되어 연료 또는 산화제가 통과하는 유로를 형성하는 적어도 하나의 제1다분할 유로부; 및
상기 평판부의 표면에 상기 제1다분할 유로부와 엇갈리게 배치되며, 상기 제1다분할 유로부와 교차하여 연통하도록 다수로 분할되어 상기 제1다분할 유로부를 통과하는 연료 또는 산화제의 일부가 혼합 유입되며 통과하는 유로를 형성하는 적어도 하나의 제2다분할 유로부;
를 포함하는 분리판.
청구항 1에 있어서,
상기 제1다분할 유로부와 상기 제2다분할 유로부는 대칭으로 경사지게 제공된 것을 특징으로 하는 분리판.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 분리판은 단면 또는 양면으로 제공된 것을 특징으로 하는 분리판.
청구항 3에 있어서,
상기 분리판은 상, 하면이 대칭인 양면으로 제공되는 것을 특징으로 하는 분리판.
적어도 하나의 단위 셀유닛이 적층되어 제공되는 연료전지에 있어서,
상기 단위 셀유닛은
프레임;
상기 프레임의 내부에 마련되는 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 분리판; 및
상기 분리판을 차폐토록 제공되며 상기 프레임 내부 공간을 연료공급공간과 산화제공급공간으로 구획하는 분리막;
을 포함하는 연료전지.
청구항 5에 있어서,
상기 산화제는 산소가스를 포함하고,
상기 연료는 수소가스를 포함하고,
상기 분리막은 상기 산소가스로부터 분리된 산소이온 또는 상기 수소가스로부터 분리된 수소이온이 투과되는 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.