KR20150042406A - Fuel cell system using by-product hydrogen - Google Patents

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KR20150042406A
KR20150042406A KR20130120995A KR20130120995A KR20150042406A KR 20150042406 A KR20150042406 A KR 20150042406A KR 20130120995 A KR20130120995 A KR 20130120995A KR 20130120995 A KR20130120995 A KR 20130120995A KR 20150042406 A KR20150042406 A KR 20150042406A
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성용욱
도현선
피석훈
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed is a fuel cell system using byproduct hydrogen. The fuel cell system using byproduct hydrogen comprises: a turbo-charger for feeding and dischargeing air using a rotation force generated by a high pressure hydrogen gas supplied from a remote site; and a fuel cell stack for generating electric energy by being provided with a hydrogen gas and air discharged from the turbo-charger.

Description

부생수소를 이용한 연료전지 시스템{Fuel cell system using by-product hydrogen}[0001] The present invention relates to a fuel cell system using by-product hydrogen,

본 발명은 부생수소를 이용한 연료전지 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel cell system using by-product hydrogen.

일반적으로 인산형 연료전지(PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell) 등을 이용하는 연료전지 시스템은 반응 가스로서 연료 가스와 산화제 가스를 전극 촉매층을 구비한 연료 전극 및 산화제 전극에 연속적으로 공급하고 연료 가스가 가지는 에너지를 전기화학적 전기에너지로 변환한다.Generally, a fuel cell system using a phosphoric acid fuel cell (PAFC) or the like continuously supplies a fuel gas and an oxidant gas as reaction gases to a fuel electrode having an electrode catalyst layer and an oxidant electrode, To electrochemical and electrical energy.

최근에는, 원유의 정제 과정이나 가성소다 업계 등에서 부산물로 생산되는 부생수소를 연료전지 시스템의 연료가스로 하여 전기 에너지를 생산하는 방안도 연구되고 있다. Recently, a method of producing electric energy by using the byproduct hydrogen produced as a by-product in the refining process of the crude oil or caustic soda industry as the fuel gas of the fuel cell system is being studied.

전술한 바와 같이, 연료전지 시스템은 전기 에너지의 생산을 위해 공기 등의 산화제 가스를 필요로 하고, 연료전지 시스템으로의 공기 공급을 위해 일반적으로 에어 블로워(air blower)가 이용되고 있다.As described above, the fuel cell system requires oxidant gas such as air for the production of electric energy, and an air blower is generally used for supplying air to the fuel cell system.

그러나 에어 블로워를 이용하여 많은 양의 공기를 연료전지 시스템으로 공급함에 있어 많은 전력이 소모되는 문제점이 있다. 일반적으로 에어 블로워는 연료전지 시스템에서 소모되는 전체 기생전력의 약 80~90%의 전력을 소모하고 있어 연료전지 시스템의 효율을 감소시키는 원인이 된다. However, there is a problem in that a large amount of air is supplied to the fuel cell system using the air blower, which consumes a lot of electric power. Generally, the air blower consumes about 80% to 90% of the total parasitic power consumed in the fuel cell system, thereby reducing the efficiency of the fuel cell system.

본 발명은 원격지에서 공급되는 고압의 수소 가스 압력을 이용하여 터보 차져를 회전시켜 연료전지 시스템에 고압의 공기가 공급될 수 있도록 함으로써 연료전지 시스템의 소모 전력을 감소시킬 수 있는 부생수소를 이용한 연료전지 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system using secondary hydrogen which can reduce the power consumption of the fuel cell system by allowing the high-pressure air to be supplied to the fuel cell system by rotating the turbocharger using the high- System.

본 발명은 연료전지 스택의 냉각을 위해 이용되는 냉매를 이용하여 연료전지 스택으로 공급되는 수소 및 공기를 승온시킴으로써 연료전지 스택의 발전 효율을 증대시킬 수 있는 부생수소를 이용한 연료전지 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a fuel cell system using by-product hydrogen that can increase power generation efficiency of a fuel cell stack by raising the temperature of hydrogen and air supplied to the fuel cell stack using a coolant used for cooling the fuel cell stack will be.

본 발명은 연료전지 스택에서 배출되는 미반응 수소 가스를 다시 연료전지 스택으로 재공급함으로써 연료전지 스택의 발전 효율을 증대시킬 수 있는 부생수소를 이용한 연료전지 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a fuel cell system using by-product hydrogen that can increase the power generation efficiency of the fuel cell stack by re-supplying the unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell stack to the fuel cell stack again.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 부생수소를 이용한 연료전지 시스템에 있어서, 원격지로부터 공급되는 고압의 수소 가스에 의해 발생되는 회전력을 이용하여 공기를 유입 및 배출하는 터보 차져; 및 상기 터보 차져로부터 배출되는 수소 가스 및 공기를 공급받아 전기 에너지를 발생시키는 연료전지 스택을 포함하는 부생수소를 이용한 연료전지 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system using by-product hydrogen, comprising: a turbocharger for introducing and discharging air using a rotational force generated by high-pressure hydrogen gas supplied from a remote place; And a fuel cell stack for generating electric energy by receiving hydrogen gas and air discharged from the turbo charger.

상기 연료전지 시스템은 상기 연료전지 스택의 동작 과정에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 제1 쿨러부를 더 포함하되, 상기 제1 쿨러부의 냉매는 열교환기 및 제2 쿨러부로 구성된 경로를 순환하도록 구성될 수 있다.The fuel cell system may further include a first cooler unit for cooling the heat generated during operation of the fuel cell stack, wherein the coolant in the first cooler unit is configured to circulate a path composed of a heat exchanger and a second cooler unit have.

상기 터보 차져로부터 배출되는 수소 가스 및 공기는 상기 열교환기에서 각각 승온되어 상기 연료전지 스택으로 공급될 수 있다.The hydrogen gas and the air discharged from the turbocharger may be respectively heated in the heat exchanger and supplied to the fuel cell stack.

상기 연료전지 스택은, 상기 수소 가스를 공급받기 위한 애노드 유입구 및 미반응 수소를 배출하기 위한 애노드 배출구와 각각 연결되고, 상기 애노드 배출구와 상기 애노드 유입구는 배출되는 미반응 수소를 상기 연료전지 스택으로 다시 공급하기 위해 분기관을 통해 상호 연결될 수 있다.The fuel cell stack is connected to an anode inlet for receiving the hydrogen gas and an anode outlet for discharging unreacted hydrogen, respectively, and the unreacted hydrogen discharged from the anode outlet and the anode inlet is returned to the fuel cell stack And may be interconnected via branching branches to supply.

상기 애노드 배출구는 미반응 수소 가스를 원료로 하여 구동되는 수소연소 리니어 발전기와 연결될 수 있다.The anode outlet may be connected to a hydrogen-fired linear generator driven by unreacted hydrogen gas as a raw material.

상기 터보 차져는 배출할 공기의 유량 조절을 위한 가변 기어를 구비할 수 있다.The turbocharger may include a variable gear for controlling the flow rate of air to be discharged.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 원격지에서 공급되는 고압의 수소 가스 압력을 이용하여 터보 차져를 회전시켜 연료전지 시스템에 고압의 공기가 공급될 수 있도록 함으로써 연료전지 시스템의 소모 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, high-pressure air can be supplied to the fuel cell system by rotating the turbocharger using the high-pressure hydrogen gas pressure supplied from a remote site, thereby reducing power consumption of the fuel cell system .

또한 연료전지 스택의 냉각을 위해 이용되는 냉매를 이용하여 연료전지 스택으로 공급되는 수소 및 공기를 승온시킴으로써 연료전지 스택의 발전 효율을 증대시킬 수 있는 효과도 있다.Also, there is an effect that the power generation efficiency of the fuel cell stack can be increased by increasing the temperature of the hydrogen and air supplied to the fuel cell stack by using the coolant used for cooling the fuel cell stack.

또한 연료전지 스택에서 배출되는 미반응 수소 가스를 다시 연료전지 스택으로 재공급함으로써 연료전지 스택의 발전 효율을 증대시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, the unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell stack is supplied again to the fuel cell stack, thereby enhancing the power generation efficiency of the fuel cell stack.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부생수소를 이용한 연료전지 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a fuel cell system using by-product hydrogen according to an embodiment of the present invention; FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms "part," "unit," "module," "device," and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, Lt; / RTI >

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again in one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부생수소를 이용한 연료전지 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a schematic view of a fuel cell system using by-product hydrogen according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 연료전지 시스템은 터보 차져(Turbo charger)(110), 제1 열교환기(120), 연료전지 스택(130), 제1 쿨러부(140), 제2 열교환기(150) 및 제2 쿨러부(160)를 포함할 수 있다.1, the fuel cell system includes a turbocharger 110, a first heat exchanger 120, a fuel cell stack 130, a first cooler 140, a second heat exchanger 150, And a second cooler unit 160. [0033]

터보 차져(110)는 원격지(예를 들어, 부생수소 생산지)로부터 공급되는 고압의 수소 가스를 이용하여 터빈을 회전시키고, 이 회전력을 이용하여 흡입하는 공기를 대기압보다 강한 압력으로 연료전지 스택(130)에 공급되도록 한다. 터보 차져(110)는 배출할 공기의 유량을 조절하기 위한 가변 기어를 구비할 수도 있다.The turbocharger 110 rotates the turbine using a high-pressure hydrogen gas supplied from a remote site (for example, a by-product hydrogen producing site), and uses the torque to pressurize the air sucked by the turbocharger 110 into the fuel cell stack 130 . The turbocharger 110 may include a variable gear for controlling the flow rate of air to be discharged.

일반적으로 부생수소를 이용하는 연료전지 시스템에는 개질기(Reformer)를 이용하여 수소를 생산하는 타 시스템과 달리, 먼거리에 걸친 수소 공급을 위해 원격지에 설치된 고압의 컴프레셔(compressor)에 의해 가압된 고압 수소가 연료전지 시스템으로 공급된다.Generally, unlike other systems that produce hydrogen using a reformer, a fuel cell system using a by-product hydrogen has a high-pressure hydrogen pressurized by a high-pressure compressor installed at a remote place for supplying hydrogen over a long distance, Battery system.

터보 차져(110)에 회전력을 제공하기 위해 공급되는 고압의 수소 가스는 터보 차져(110)에서 배출될 때 그 압력과 온도가 감소되고, 고압의 수소 가스에 의한 회전력을 이용하여 터보 차져(110)에서 배출되는 공기의 압력과 온도는 증가되어 결과적으로 수소 가스와 공기의 압력이 유사하게 조절되어 배출될 수 있다.The high-pressure hydrogen gas supplied to the turbocharger 110 is supplied to the turbocharger 110 through the turbocharger 110. The high-pressure hydrogen gas is supplied to the turbocharger 110, The pressure and the temperature of the air discharged from the combustion chamber are increased, and as a result, the hydrogen gas and the air pressure can be similarly controlled and discharged.

터보 차져(110)에서 배출되는 상대적으로 저온 저압인 수소 가스는 제1 열교환기(120)에서 제1 쿨러부(140)로부터 배출된 냉매에 의해 상대적으로 온도가 승온되어 애노드 유입구(170)를 통해 연료전지 스택(130)에 공급된다. The relatively low-temperature and low-pressure hydrogen gas discharged from the turbocharger 110 is relatively heated in temperature by the refrigerant discharged from the first cooler unit 140 in the first heat exchanger 120 and flows through the anode inlet 170 And is supplied to the fuel cell stack 130.

또한 고압의 수소 가스 공급에 의해 회전력이 발생된 터보 차져(110)에 의해 수소 가스의 압력과 유사한 압력으로 배출되는 공기는 제2 열교환기(150)에서 제1 쿨러부(140)에서 배출된 냉매와 열교환되어 상대적으로 고온의 공기로 변환된 후 캐소드 유입구(175)를 통해 연료전지 스택(130)에 공급된다. The air discharged from the second heat exchanger 150 at a pressure similar to the pressure of the hydrogen gas by the turbocharger 110 in which the rotational force is generated by the supply of the high-pressure hydrogen gas is circulated through the refrigerant discharged from the first cooler 140 And is then supplied to the fuel cell stack 130 via the cathode inlet 175. The fuel cell stack 130 is connected to the fuel cell stack 130 via the cathode inlet 175. [

제1 쿨러부(140)에서 배출되는 냉매는 예를 들어, 제1 열교환기(120), 제2 열교환기(150), 제2 쿨러부(160) 및 제1 쿨러부(140)의 경로를 순환(여기서, 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(150)간의 선후는 변경될 수도 있음)하며, 연료전지 스택(130)에서 발생되는 열을 냉각하기 위해 열교환되어 승온된 냉매가 제1 쿨러부(140)로부터 해당 경로를 순환하기 위해 배출된다. 여기서, 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(150)는 하나의 열교환기로 통합 구현될 수도 있다.The refrigerant discharged from the first cooler unit 140 flows through the first cooler unit 140 and the second coolant unit 160 through the first heat exchanger 120, the second heat exchanger 150, the second cooler unit 160, (Here, the first heat exchanger 120 and the second heat exchanger 150 may be changed in advance), and the heat exchanged heat-up refrigerant to cool the heat generated in the fuel cell stack 130 1 cooler unit 140 in order to circulate the corresponding path. Here, the first heat exchanger 120 and the second heat exchanger 150 may be integrated into one heat exchanger.

통상의 연료전지 시스템은 상온보다 높은 온도에서 운전되기 때문에, 전술한 바와 같이 연료전지 스택(130)에 공급되는 연료가 열교환기를 통한 열교환에 의해 연료전지 스택(130)의 동작 온도와 유사한 온도로 가열하여 공급됨으로써 연료전지 시스템의 효율을 증대시킬 수 있다. The fuel supplied to the fuel cell stack 130 is heated to a temperature similar to the operating temperature of the fuel cell stack 130 by heat exchange through the heat exchanger, as described above, since the normal fuel cell system operates at a temperature higher than room temperature The efficiency of the fuel cell system can be increased.

즉, 연료전지 스택(130)과의 열교환을 통해 가열된 제1 쿨러부(140)의 냉매가 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(150)로 공급되어 연료전지 스택(130)으로 공급될 수소 가스 및 공기를 승온시킴으로써 연료전지 시스템의 효율이 증대될 수 있다.That is, the coolant of the first cooler 140 heated by the heat exchange with the fuel cell stack 130 is supplied to the first heat exchanger 120 and the second heat exchanger 150, The efficiency of the fuel cell system can be increased by raising the hydrogen gas to be supplied and the air.

연료전지 스택(130)은 작동시에 캐소드 전극에서 산소의 환원 반응을 통해 물이 발생되며, 애노드 전극에서는 미반응 수소 가스를 포함하는 고온의 배가스가 생성된다.In operation, water is generated in the fuel cell stack 130 through the reduction reaction of oxygen at the cathode electrode, and a high-temperature exhaust gas containing unreacted hydrogen gas is generated at the anode electrode.

따라서, 연료전지 스택(130)은 물 및/또는 미반응 공기를 배출하기 위한 캐소드 배출구(185)와 고온의 배가스(예를 들어, 미반응 수소 가스)를 배출하기 위한 애노드 배출구(180)가 설치된다. 애노드 배출구(180)를 통해 배출되는 고온의 배가스는 예를 들어 수소연소 리니어 발전기의 원료로 이용될 수도 있다.Accordingly, the fuel cell stack 130 is provided with a cathode outlet 185 for discharging water and / or unreacted air, and an anode outlet 180 for discharging hot exhaust gas (for example, unreacted hydrogen gas) do. The hot exhaust gas discharged through the anode outlet 180 may be used as a raw material for a hydrogen combustion linear generator, for example.

이때, 애노드 배출구(180)에는 미반응 수소 가스를 다시 애노드 유입구(170)를 통해 다시 연료전지 스택(130)으로 공급하기 위한 분기관이 연결될 수 있다. At this time, a branch pipe for supplying the unreacted hydrogen gas again to the fuel cell stack 130 through the anode inlet port 170 may be connected to the anode discharge port 180.

이와 같이, 연료전지 스택(130)의 구동 온도로 가열된 수소 가스를 재사용함으로써 연료전지 스택(130)으로 유입되는 수소 가스의 온도를 상승시킬 수 있고, 또한 수소 가스 자체를 재사용하기 때문에 연료전지 시스템의 효율이 증대되는 결과를 도출할 수 있다.As described above, by reusing the hydrogen gas heated to the driving temperature of the fuel cell stack 130, the temperature of the hydrogen gas flowing into the fuel cell stack 130 can be raised, and the hydrogen gas itself is reused, It is possible to obtain a result that the efficiency of the fuel cell is increased.

연료전지 스택(130)에는 수소 가스와 공기의 산화/환원 반응을 유도하여 전기 에너지를 발생시키는 복수의 전기 생성부가 구비된다. The fuel cell stack 130 is provided with a plurality of electricity generating units for generating electric energy by inducing oxidation / reduction reaction of hydrogen gas and air.

각각의 전기 생성부는 예를 들어 전기를 발생시키는 단위 셀일 수 있고, 수소 가스와 공기 중의 산소를 산화/환원시키는 막-전극 어셈블리(MEA, Membrane Electrode Assembly) 및, 수소 가스와 공기를 막-전극 어셈블리로 공급하기 위한 세퍼레이터(separator)(또는 바이폴라 플레이트)를 포함할 수 있다.Each electricity generating unit may be a unit cell generating electricity, for example, and may include a membrane-electrode assembly (MEA) for oxidizing / reducing hydrogen gas and oxygen in the air, and a membrane- (Or a bipolar plate) for supplying the gas to the reaction chamber.

전기 생성부는 막-전극 어셈블리를 중심에 두고 그 양측에 세퍼레이터가 각각 배치된 구조를 가지도록 형성될 수 있고, 막-전극 어셈블리는 중앙에 배치된 전해질막과 전해질막의 일측에 배치된 캐소드 전극과 전해질막의 타측에 배치된 애노드 전극을 포함하여 구성될 수 있다. The electricity generating portion may be formed so as to have a structure in which the membrane electrode assembly is centered and separators are disposed on both sides of the membrane electrode assembly. The membrane electrode assembly includes an electrolyte membrane disposed at the center, a cathode electrode disposed at one side of the electrolyte membrane, And an anode electrode disposed on the other side of the film.

이와 같은 복수의 전기 생성부가 연속적으로 배치됨으로써 연료전지 스택(130)이 구성될 수 있고, 연료전지 스택(130)의 최외각에 각각 배치된 세퍼레이터는 엔드 플레이트로 기능할 수 있다.The fuel cell stack 130 may be configured by continuously arranging the plurality of electricity generating portions, and the separator disposed at the outermost portion of the fuel cell stack 130 may function as an end plate.

제1 쿨러부(140)에서 배출되는 냉매는 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(150)에서 수소 가스 및 공기와 각각 열교환된후 제2 쿨러부(160)에서 냉각된 후 연료전지 스택(130)의 냉각을 위해 제1 쿨러부(140)로 다시 유입된다. The refrigerant discharged from the first cooler unit 140 is heat-exchanged with the hydrogen gas and the air in the first heat exchanger 120 and the second heat exchanger 150, cooled by the second cooler unit 160, And then flows back to the first cooler unit 140 for cooling the stack 130.

연료전지 스택(130)으로 유입되는 공기의 유량이 수소 가스에 비해 많은 경우 제1 쿨러부(140), 제2 열교환기(150), 제1 열교환기(120) 및 제2 쿨러부(160)의 순서로 냉매가 순환될 수도 있음은 당연하다.The first cooler 140, the second heat exchanger 150, the first heat exchanger 120, and the second cooler 160, when the flow rate of the air flowing into the fuel cell stack 130 is larger than that of the hydrogen gas, It is natural that the refrigerant can be circulated in this order.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

110 : 터보 차져 120 : 제1 열교환기
130 : 연료전지 스택 140 : 제1 쿨러부
150 : 제2 열교환기 160 : 제2 쿨러부
170 : 애노드 유입구 175 : 캐소드 유입구
180 : 애노드 배출구 185 : 캐소드 배출구110: turbocharger 120: first heat exchanger
130: fuel cell stack 140: first cooler section
150: second heat exchanger 160: second cooler section
170: anode inlet 175: cathode inlet
180: anode outlet 185: cathode outlet

Claims (6)

부생수소를 이용한 연료전지 시스템에 있어서,
원격지로부터 공급되는 고압의 수소 가스에 의해 발생되는 회전력을 이용하여 공기를 유입 및 배출하는 터보 차져; 및
상기 터보 차져로부터 배출되는 수소 가스 및 공기를 공급받아 전기 에너지를 발생시키는 연료전지 스택을 포함하는 부생수소를 이용한 연료전지 시스템.In a fuel cell system using by-product hydrogen,
A turbocharger for introducing and discharging air using a rotational force generated by high-pressure hydrogen gas supplied from a remote place; And
And a fuel cell stack for generating electric energy by receiving hydrogen gas and air discharged from the turbo charger. 제1항에 있어서
상기 연료전지 스택의 동작 과정에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 제1 쿨러부를 더 포함하되,
상기 제1 쿨러부의 냉매는 열교환기 및 제2 쿨러부로 구성된 경로를 순환하는, 부생수소를 이용한 연료전지 시스템.The method of claim 1, wherein
Further comprising a first cooler unit for cooling the heat generated in the operation of the fuel cell stack,
Wherein the coolant in the first cooler section circulates through a path composed of a heat exchanger and a second cooler section. 제2항에 있어서
상기 터보 차져로부터 배출되는 수소 가스 및 공기는 상기 열교환기에서 각각 승온되어 상기 연료전지 스택으로 공급되는, 부생수소를 이용한 연료전지 시스템.The method according to claim 2, wherein
Wherein hydrogen gas and air discharged from the turbocharger are respectively heated in the heat exchanger and supplied to the fuel cell stack. 제1항에 있어서,
상기 연료전지 스택은, 상기 수소 가스를 공급받기 위한 애노드 유입구 및 미반응 수소를 배출하기 위한 애노드 배출구와 각각 연결되고,
상기 애노드 배출구와 상기 애노드 유입구는 배출되는 미반응 수소를 상기 연료전지 스택으로 다시 공급하기 위해 분기관을 통해 상호 연결되는, 부생수소를 이용한 연료전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the fuel cell stack is connected to an anode inlet for receiving the hydrogen gas and an anode outlet for discharging unreacted hydrogen,
Wherein the anode outlet and the anode inlet are interconnected through a branch to supply unreacted hydrogen to be discharged back to the fuel cell stack. 제4항에 있어서,
상기 애노드 배출구는 미반응 수소 가스를 원료로 하여 구동되는 수소연소 리니어 발전기와 연결되는, 부생수소를 이용한 연료전지 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the anode outlet is connected to a hydrogen-burning linear generator driven by unreacted hydrogen gas as a raw material. 제1항에 있어서,
상기 터보 차져는 배출할 공기의 유량 조절을 위한 가변 기어를 구비하는, 부생수소를 이용한 연료전지 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the turbocharger has variable gears for controlling the flow rate of air to be discharged.
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