KR20140080029A - Fuel cell system - Google Patents

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KR20140080029A
KR20140080029A KR1020120149370A KR20120149370A KR20140080029A KR 20140080029 A KR20140080029 A KR 20140080029A KR 1020120149370 A KR1020120149370 A KR 1020120149370A KR 20120149370 A KR20120149370 A KR 20120149370A KR 20140080029 A KR20140080029 A KR 20140080029A
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박준홍
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포스코에너지 주식회사
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    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell stack that has a fuel electrode and an air electrode; a humidifying heat exchanger that humidifies a fuel which is supplied to the fuel electrode of the fuel cell stack; a hot air heat exchanger that generates hot air by using the humidifying heat exchanger; and a supply fan that supplies air to the hot air heat exchanger. The humidifying heat exchanger is supplied with high-temperature gas and humidifies the fuel through heat exchange, and the hot air heat exchanger is supplied with the high-temperature gas which is discharged from the humidifying heat exchanger and heats the air through heat exchange.

Description

연료전지 시스템 {FUEL CELL SYSTEM} Fuel cell system {FUEL CELL SYSTEM}

본 발명은 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 폭발의 위험이 없으면서도 효율이 우수한 연료전지 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system which is free from the risk of explosion and has excellent efficiency.

연료전지는 화학 에너지를 전기화학반응에 의해 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 즉, 연료전지는 연료극에서의 수소 산화반응과 공기극에서의 산소 환원반응을 통해 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. Fuel cells are devices that convert chemical energy into electrical energy by electrochemical reaction. That is, the fuel cell is a device for converting chemical energy into electrical energy through a hydrogen oxidation reaction at the anode and an oxygen reduction reaction at the cathode.

그런데 연료전지가 저온에서도 정상적으로 작동하기 위해서는 연료전지(또는 연료전지로 수소와 산소를 공급하는 MBOP 등)로 온풍을 공급할 필요가 있다. 즉, 저온으로 인해 물이 얼어 물의 공급이 정상적으로 이루어지지 않으면 연료전지도 정상적으로 작동할 수 없기 때문에 연료전지로 온풍을 공급할 필요가 있다. 이를 위해 연료전지는 일반적으로 히터를 사용한다. 즉, 히터를 통해 공기를 가열한 다음에 이를 연료전지로 공급한다. However, in order for the fuel cell to operate normally even at a low temperature, it is necessary to supply warm air to the fuel cell (or MBOP that supplies hydrogen and oxygen to the fuel cell). That is, if the water freezes due to the low temperature and the water is not normally supplied, the fuel cell can not operate normally. Therefore, it is necessary to supply warm air to the fuel cell. For this purpose, fuel cells generally use heaters. That is, the air is heated through the heater and then supplied to the fuel cell.

그러나 이와 같이 히터를 사용하면 연료의 누설 시에 폭발의 위험이 있다는 문제가 있다. 즉, 히터는 일종의 점화원(點火源)이기 때문에 연료가 누설되면 폭발로 이어질 수 있다. 특히, 선박용 연료전지는 공간의 협소함으로 인해 폭발의 위험을 제거하는 설비를 충분히 설치할 수 없기 때문에 이러한 폭발의 문제는 매우 큰 문제이다. However, when the heater is used in this way, there is a risk of explosion when the fuel leaks. That is, since the heater is a kind of ignition source, leakage of fuel may lead to explosion. Particularly, the problem of such an explosion is a serious problem because the marine fuel cell can not sufficiently install facilities that eliminate the risk of explosion due to the narrow space.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 폭발의 위험이 없으면서도 효율이 우수한 연료전지 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a fuel cell system with excellent efficiency without explosion.

본 발명에 따른 연료전지 시스템은, 연료극과 공기극을 구비하는 연료전지 스택, 연료전지 스택의 연료극으로 공급될 연료를 가습하는 가습 열교환기, 가습 열교환기를 이용하여 온풍을 생성하는 온풍 열교환기, 및 온풍 열교환기로 공기를 공급하는 공급 팬을 포함하며, 가습 열교환기는 고온의 가스를 공급받아 열교환을 통해 연료를 가습하고, 온풍 열교환기는 가습 열교환기로부터 배출되는 고온의 가스를 공급받아 열교환을 통해 공기를 가열한다. The fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell stack having a fuel electrode and an air pole, a humidifying heat exchanger for humidifying the fuel to be supplied to the fuel electrode of the fuel cell stack, a hot air heat exchanger for generating hot air using a humidifying heat exchanger, And a supply fan for supplying air to the heat exchanger. The humidifying heat exchanger humidifies the fuel through heat exchange by receiving the high temperature gas. The hot air heat exchanger receives the high temperature gas discharged from the humidifying heat exchanger, do.

본 발명에 따른 연료전지 시스템은 온풍을 생성하기 위해 가습 열교환기에서 배출되는 고온의 가스를 이용하기 때문에 연료가 누설되더라도 폭발의 위험이 없을 뿐만 아니라 별도의 열원을 구비할 필요가 없어 효율도 매우 우수하다는 효과가 있다. Since the fuel cell system according to the present invention uses the high temperature gas discharged from the humidifying heat exchanger to generate warm air, there is no danger of explosion even if the fuel leaks, and there is no need to provide a separate heat source, There is an effect to make.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템을 도시하고 있는 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템에 적용되는 가습 열교환기를 도시하고 있는 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템에 적용되는 온풍 열교환기를 도시하고 있는 단면도1 is a conceptual diagram showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a humidifying heat exchanger applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view illustrating a hot-air heat exchanger applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the following examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템을 도시하고 있는 개념도이다. 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템은 연료전지 스택(110), 가습 열교환기(120), 온풍 열교환기(130) 및 공급 팬(140)을 포함한다. 1 is a conceptual view showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. 1, a fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell stack 110, a humidifying heat exchanger 120, a hot air heat exchanger 130, and a supply fan 140. As shown in FIG.

연료전지 스택(110)은 연료극(102)과 공기극(104)으로 이루어진다. 보다 구체적으로 연료전지 스택(110)은 연료극(102)과 공기극(104)으로 이루어지는 단위 전지가 복수 개로 적층되어 이루어진다. 연료전지 스택(110)은 연료극(102)에서 일어나는 수소 산화반응과 공기극(104)에서 일어나는 산소 환원반응을 통해 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시킨다. The fuel cell stack 110 includes a fuel electrode 102 and an air electrode 104. More specifically, the fuel cell stack 110 is formed by stacking a plurality of unit cells made of the fuel electrode 102 and the air electrode 104. The fuel cell stack 110 directly converts chemical energy into electrical energy through a hydrogen oxidation reaction occurring in the fuel electrode 102 and an oxygen reduction reaction occurring in the air electrode 104.

이와 같이 연료극(102)에서 수소 산화반응이 일어나려면 연료극(102)으로 수소를 공급하여야 한다. 용융탄산염 연료전지(MCFC)와 같은 고온형 연료전지는 수소의 공급을 위해 탄화수소를 수소로 개질한다. 이와 같은 개질은 개질기(150)에서 이루어진다. 참고로, 개질기(150)로 공급되는 탄화수소는 LNG와 같은 연료를 통해 공급된다. In order for the hydrogen oxidation reaction to occur in the fuel electrode 102, hydrogen must be supplied to the fuel electrode 102. A high temperature type fuel cell, such as a molten carbonate fuel cell (MCFC), reforms hydrocarbons to hydrogen to supply hydrogen. Such reforming is performed in the reformer 150. For reference, hydrocarbons supplied to the reformer 150 are supplied through a fuel such as LNG.

그런데 개질기(150)에서 일어나는 개질 반응은 물을 필요로 한다. 그러나 액상의 물은 개질 촉매에 손상을 줄 수 있다. 따라서 개질기(150)에는 연료와 함께 기상의 물이 공급될 필요가 있다. 이와 같이 기상의 물을 공급하기 위해 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 가습 열교환기(120)를 구비한다. 가습 열교환기(120)는 액상의 물을 기화시킨 다음에 이를 연료와 혼합시킨다. 또한 가습 열교환기(120)는 연료를 적당한 온도로 가열시킨다. However, the reforming reaction occurring in the reformer 150 requires water. However, liquid water can damage the reforming catalyst. Therefore, the reformer 150 needs to be supplied with the gaseous water together with the fuel. The fuel cell system according to the present embodiment includes a humidifying heat exchanger 120 for supplying water of a gaseous state. The humidifying heat exchanger 120 vaporizes the liquid water and then mixes it with the fuel. The humidifying heat exchanger 120 also heats the fuel to an appropriate temperature.

보다 구체적으로 가습 열교환기(120)는 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 몸체부(121)와 튜브부(126)를 포함한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템에 적용되는 가습 열교환기를 도시하고 있는 단면도이다. 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 몸체부(121)는 가스가 유입되는 유입구(122)와 가스가 배출되는 배출구(123)를 가진다. 여기서 유입구(122)와 배출구(123)는 몸체부(121)의 양끝에 각각 구비된다. More specifically, the humidifying heat exchanger 120 includes a body portion 121 and a tube portion 126 as shown in FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a humidifying heat exchanger applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 2, the body portion 121 has an inlet 122 through which gas is introduced and an outlet 123 through which gas is discharged. Here, the inlet 122 and the outlet 123 are provided at both ends of the body 121, respectively.

참고로, 물과 연료의 혼합물은 공급부(128)를 통해 튜브부(126)로 공급된 다음에 배출부(129)를 통해 외부로 배출된다. 여기서 튜브부(126)는 2개의 튜브(127, 128)을 포함할 수 있다. 이와 같이 2개의 튜브(127, 128)를 구비하면 열교환 면적의 증가로 열교환에 보다 유리하다. For reference, a mixture of water and fuel is supplied to the tube portion 126 through the supply portion 128, and then is discharged to the outside through the discharge portion 129. Here, the tube portion 126 may include two tubes 127, 128. If the two tubes 127 and 128 are provided as described above, the heat exchange area is increased, which is more advantageous for heat exchange.

그런데 몸체부(121)의 유입구(122)로 유입된 가스는 몸체부(121)의 내부를 따라 흐르다가 몸체부(121)의 배출구(123)로 배출된다. 이와 같이 몸체부(121)의 내부를 따라 흐르면서 가스는 튜브부(126) 내의 혼합물을 가열한다. 즉, 가스는 몸체부(121)의 내부를 따라 흐르면서 튜브부(126) 내의 혼합물과 열교환을 한다. The gas flowing into the inlet port 122 of the body portion 121 flows along the inside of the body portion 121 and is discharged to the outlet port 123 of the body portion 121. [ As the gas flows along the interior of the body portion 121, the gas heats the mixture in the tube portion 126. That is, the gas flows along the inside of the body portion 121 and exchanges heat with the mixture in the tube portion 126.

이러한 열교환으로 혼합물 내의 액상의 물은 기상의 물로 기화되고, 혼합물 내의 연료는 적절한 온도로 가열된다. 이와 같이 가습 열교환기(120)는 연료에 기상의 물을 혼합한다. 이와 같이 기상의 물이 혼합된 연료는 개질기(150)로 공급되어 수소로 개질된다. 이와 같이 개질된 수소는 연료전지 스택(110)의 연료극(102)으로 공급된다. This heat exchange vaporizes the liquid water in the mixture into gaseous water and the fuel in the mixture is heated to a suitable temperature. Thus, the humidifying heat exchanger 120 mixes the gaseous water with the fuel. The fuel mixed with the gaseous water is supplied to the reformer 150 and reformed with hydrogen. The reformed hydrogen is supplied to the fuel electrode 102 of the fuel cell stack 110.

한편, 몸체부(121)의 유입구(122)로 유입된 가스는 연료전지 스택(110)의 공기극(104)으로부터 배기되는 공기극 배기가스일 수 있다. 공기극(104)에서 반응을 마치고 배출되는 공기극 배기가스는 매우 높은 온도를 가진다. 따라서 이러한 공기극 배기가스를 이용하면 튜브부(126) 내의 혼합물을 충분히 가열시킬 수 있다. The gas introduced into the inlet port 122 of the body part 121 may be a cathode exhaust gas exhausted from the air electrode 104 of the fuel cell stack 110. The cathode exhaust gas discharged from the cathode 104 after the reaction has a very high temperature. Therefore, by using such a cathode exhaust gas, the mixture in the tube portion 126 can be sufficiently heated.

그런데 이러한 열교환 후에 가습 열교환기(120)로부터 배출되는 공기극 배기가스는 여전히 높은 온도를 가진다. 이에 따라 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 이와 같은 공기극 배기가스를 다시 이용하여 공기를 가열한다. 즉, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 온풍 열교환기(130)가 가습 열교환기(120)를 이용하여 온풍을 생성한다. 다시 말해, 온풍 열교환기(130)는 가습 열교환기(120)로부터 배출되는 공기극 배기가스를 공급받은 다음에 이를 공기와 열교환을 시켜 공기를 가열시킨다. However, the air electrode exhaust gas discharged from the humidifying heat exchanger 120 after the heat exchange still has a high temperature. Accordingly, the fuel cell system according to the present embodiment heats the air using the cathode exhaust gas again. That is, in the fuel cell system according to the present embodiment, the hot air heat exchanger 130 generates hot air using the humidifying heat exchanger 120. In other words, the hot-air heat exchanger 130 receives air exhaust gas discharged from the humidifying heat exchanger 120, and then heat-exchanges the air with the air to heat the air.

보다 구체적으로 온풍 열교환기(130)는 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 다관식 열교환기(multi-tubular heat exchanger)일 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템에 적용되는 온풍 열교환기를 도시하고 있는 단면도이다. 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 다관식 열교환기는 몸체부(131)와 튜브부(136)를 포함한다. 몸체부(131)는 몸체부(131)의 내부로 공기극 배기가스가 유입되는 가스 유입구(132)와 공기극 배기가스가 몸체부(131)의 외부로 배출되는 가스 배출구(133)를 가진다. 가스 유입구(132)로 유입된 공기극 배기가스는 몸체부(131)의 내부를 따라 흐르면서 튜브부(136)의 공기를 가열한 다음에 가스 배출구(133)로 배출된다. More specifically, the hot air heat exchanger 130 may be a multi-tubular heat exchanger as shown in FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a hot air heat exchanger applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the shell-and-tube heat exchanger includes a body portion 131 and a tube portion 136. The body portion 131 has a gas inlet 132 through which the cathode exhaust gas flows into the body portion 131 and a gas outlet 133 through which the cathode exhaust gas is discharged to the outside of the body portion 131. The air electrode exhaust gas flowing into the gas inlet 132 flows through the inside of the body portion 131 and heats the air in the tube portion 136 and then is discharged to the gas outlet 133.

그리고 공기는 몸체부(131)의 공기 유입구(134)를 통해 튜브부(136)로 유입된 다음에 몸체부(131)의 공기 배출구(135)를 통해 튜브부(136)로부터 외부로 배출된다. 여기서 튜브부(136)는 12 내지 20개의 튜브를 포함할 수 있다. 그리고 튜브는 0.1 내지 0.5m의 길이를 가질 수 있다. 또한 튜브는 15.875~22.225mm의 외경, 그리고 0.711~1.245mm의 두께를 가질 수 있다. 참고로, 다관식 열교환기를 온풍 열교환기(130)로 사용하면 공기극 배기가스가 온풍 열교환기(130)를 거치더라도 압력 강하가 작게 나타난다는 장점이 있다. The air is introduced into the tube portion 136 through the air inlet 134 of the body portion 131 and then discharged from the tube portion 136 through the air outlet 135 of the body portion 131. The tube portion 136 may include 12 to 20 tubes. And the tube may have a length of 0.1 to 0.5 m. The tube may also have an outer diameter of 15.875 to 22.225 mm and a thickness of 0.711 to 1.245 mm. When the multi-tubular heat exchanger is used as the hot-air heat exchanger 130, the pressure drop is small even if the air-pole exhaust gas passes through the hot-air heat exchanger 130.

본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 기본적으로 온풍을 생성하기 위해 온풍 열교환기(130)를 이용한다는 점에 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 온풍을 생성하기 위해 가습 열교환기(120)에서 배출되는 고온의 가스를 이용한다는 점에 특징이 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 온풍을 생성하기 위해 별도의 열원을 구비할 필요가 없다. 이에 따라 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 효율이 매우 우수하다는 장점이 있다. The fuel cell system according to the present embodiment is basically characterized in that a hot air heat exchanger 130 is used to generate hot air. That is, the fuel cell system according to the present embodiment is characterized in that high-temperature gas discharged from the humidifying heat exchanger 120 is used to generate warm air. Accordingly, the fuel cell system according to the present embodiment does not need to have a separate heat source to generate hot air. Accordingly, the fuel cell system according to the present embodiment is advantageous in that the efficiency is excellent.

또한 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 온풍을 생성하기 위해 히터와 같은 점화원(點火源)을 사용하지 않는다. 이에 따라 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 연료가 누설되더라도 폭발의 위험이 없다는 장점이 있다. 이와 같이 폭발의 위험성이 없다는 장점은 선박용 연료전지 시스템에 있어 더욱 중요하다. 선박용 연료전지 시스템은 공간의 협소함으로 인해 폭발의 위험성을 제거하는 설비를 충분히 갖추기 어렵기 때문이다. Also, the fuel cell system according to the present embodiment does not use an ignition source such as a heater to generate warm air. Accordingly, the fuel cell system according to the present embodiment has an advantage that there is no risk of explosion even if the fuel leaks. The advantage of no risk of explosion is more important in marine fuel cell systems. Marine fuel cell systems are difficult to adequately equip to eliminate the risk of explosion due to the narrow space.

한편, 온풍 열교환기(130)에 의해 가열될 공기는 공급 팬(140)을 통해 공급된다. 공급 팬(140)은 통상의 팬(fan)일 수 있다. 즉, 공급 팬(140)을 통해 강제로 공기를 끌어당긴 다음에 이를 온풍 열교환기(130)로 공급할 수 있다. On the other hand, the air to be heated by the hot air heat exchanger 130 is supplied through the supply fan 140. The supply fan 140 may be a conventional fan. That is, air can be forcibly drawn through the supply fan 140 and then supplied to the hot air heat exchanger 130.

본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 공급 팬(140)을 제어하는 제어부(160)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제어부(160)를 통해 온풍 열교환기(130)에서 생성되는 온풍의 양을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(160)를 통해 공급 팬(140)의 출력을 제어하면 온풍 열교환기(130)에서 생성되는 온풍의 양도 조절할 수 있다. The fuel cell system according to the present embodiment may further include a controller 160 for controlling the supply fan 140. [ The amount of the hot air generated by the hot air heat exchanger (130) can be controlled through the controller (160). That is, by controlling the output of the supply fan 140 through the controller 160, the amount of hot air generated by the hot air heat exchanger 130 can be controlled.

다시 말해, 공급 팬(140)의 출력을 증가시키면 온풍 열교환기(130)로 공급되는 공기의 양이 증가하기 때문에 온풍 열교환기(130)에서 생성되는 온풍의 양도 증가하고, 공급 팬(140)의 출력을 감소시키면 온풍 열교환기(130)로 공급되는 공기의 양이 감소하기 때문에 온풍 열교환기(130)에서 생성되는 온풍의 양도 감소한다. 이러한 제어를 통해 시스템(후술할 패키지 케이스 참조)으로 공급될 열량을 조절할 수 있다. 즉, 온풍의 양의 증감에 따라 시스템으로 공급될 열량도 증감한다. In other words, when the output of the supply fan 140 is increased, the amount of the air supplied to the hot-air heat exchanger 130 increases, so that the amount of the hot air generated in the hot-air heat exchanger 130 increases. When the output is decreased, the amount of air supplied to the warm air heat exchanger 130 decreases, and therefore, the amount of warm air generated in the warm air heat exchanger 130 decreases. With this control, the amount of heat to be supplied to the system (refer to the package case described later) can be adjusted. That is, the amount of heat to be supplied to the system also increases or decreases as the amount of warm air increases or decreases.

그런데 제어부(160)는 공급 팬(140)으로 인가되는 전력의 양을 조절하여 공급 팬(140)의 출력을 제어할 수도 있다. 즉, 제어부(160)가 공급 팬(140)으로 인가되는 전력의 양을 증가시키면 공급 팬(140)의 출력도 증가하고, 제어부(160)가 공급 팬(140)으로 인가되는 전력의 양을 감소시키면 공급 팬(140)의 출력도 감소한다. 이와 같이 전력의 양을 통해 공급 팬(140)을 제어하면 보다 용이하게 공급 팬(140)을 제어할 수 있다.The control unit 160 may control the output of the supply fan 140 by adjusting the amount of power applied to the supply fan 140. That is, if the controller 160 increases the amount of power applied to the supply fan 140, the output of the supply fan 140 also increases, and the controller 160 decreases the amount of power applied to the supply fan 140 The output of the supply fan 140 also decreases. The supply fan 140 can be more easily controlled by controlling the supply fan 140 through the amount of electric power.

한편, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 필요에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 스택 패키지의 일부로서 구현될 수 있다. 여기서 스택 패키지는 연료전지 스택(110)과 가습 열교환기(120)를 패키지 케이스(C)의 내부에, 그리고 온풍 열교환기(130)를 패키지 케이스(C)의 외부에 설치할 수 있다. (이때 스택 패키지는 전술한 MBOP와 EBOP의 전부 또는 일부를 포함하지 않을 수 있다.) 또는 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 스택 패키지는 가습 열교환기(120)도 패키지 케이스(C)의 외부에 설치할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템은 이외에도 다양한 형태로 구현될 수 있다.Meanwhile, the fuel cell system according to the present embodiment can be implemented in various forms as needed. For example, the fuel cell system according to this embodiment can be implemented as part of a stack package. In this case, the fuel cell stack 110, the humidifying heat exchanger 120, and the hot air heat exchanger 130 may be installed inside the package case C and the package case C, respectively. (The stack package may not include all or a part of the above-described MBOP and EBOP) or as shown in FIG. 1, the stack package may be installed in the outside of the package case C also in the case of the humidifying heat exchanger 120 . However, the fuel cell system according to the present embodiment may be implemented in various other forms.

110: 연료전지 스택 120: 가습 열교환기
130: 온풍 열교환기 140: 공급 팬
150: 개질기 160: 제어부110: Fuel cell stack 120: Humidifying heat exchanger
130: hot air heat exchanger 140: supply fan
150: reformer 160:

Claims (7)

연료극과 공기극을 구비하는 연료전지 스택;
상기 연료전지 스택의 연료극으로 공급될 연료를 가습하는 가습 열교환기;
상기 가습 열교환기를 이용하여 온풍을 생성하는 온풍 열교환기; 및
상기 온풍 열교환기로 공기를 공급하는 공급 팬을 포함하며,
상기 가습 열교환기는 고온의 가스를 공급받아 열교환을 통해 상기 연료를 가습하고, 상기 온풍 열교환기는 상기 가습 열교환기로부터 배출되는 고온의 가스를 공급받아 열교환을 통해 상기 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.A fuel cell stack having a fuel electrode and an air electrode;
A humidifying heat exchanger for humidifying the fuel to be supplied to the fuel electrode of the fuel cell stack;
A hot air heat exchanger for generating hot air using the humidifying heat exchanger; And
And a supply fan for supplying air to the hot air heat exchanger,
Wherein the humidifying heat exchanger humidifies the fuel by heat exchange with a high temperature gas and the hot air heat exchanger receives the high temperature gas discharged from the humidifying heat exchanger and heats the air through heat exchange. system. 청구항 1에 있어서,
상기 가습 열교환기는 상기 연료전지 스택의 공기극으로부터 배기되는 공기극 배기가스를 공급받는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the humidifying heat exchanger is supplied with a cathode exhaust gas exhausted from an air electrode of the fuel cell stack. 청구항 1에 있어서,
상기 가습 열교환기는 물과 연료의 혼합물을 공급받아 상기 가스와의 열교환을 통해 상기 물을 기화시켜 상기 연료를 가습하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the humidifying heat exchanger humidifies the fuel by supplying a mixture of water and fuel and vaporizing the water through heat exchange with the gas. 청구항 1에 있어서,
상기 온풍 열교환기는 다관식 열교환기인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the hot air heat exchanger is a multi-tubular heat exchanger. 청구항 1에 있어서,
상기 공급 팬을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a control unit for controlling the supply fan. 청구항 5에 있어서,
상기 제어부는 상기 공급 팬의 출력을 제어하여 상기 온풍 열교환기에서 생성되는 온풍의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method of claim 5,
Wherein the controller controls the output of the supply fan to regulate the amount of hot air generated in the hot air heat exchanger. 청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 상기 공급 팬으로 인가되는 전력의 양을 조절하여 상기 공급 팬의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
The method of claim 6,
Wherein the controller controls the output of the supply fan by adjusting an amount of power applied to the supply fan.
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