KR20210092277A - 연료 전지 전해질 저장조 - Google Patents

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KR20210092277A
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케 공
에릭 리베치
도날드 제이.엘. 로이
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두산 퓨얼 셀 아메리카, 인크.
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Abstract

예시적인 연료 전지 장치는 애노드 및 캐소드를 각각 포함하는 복수의 연료 전지의 전지 스택 조립체를 포함한다. 압력판은 전지 스택 조립체의 일 단부 근처에 위치한다. 중간 구성요소는 전지 스택 조립체의 단부와 압력판 사이에 위치한다. 중간 구성요소는 액체 전해질을 수용하도록 구성된 적어도 두개의 유체 저장조 및 저장조들 사이에서 유체의 연통을 방지하기 위한 두개의 유체 저장조 사이에 있는 장벽을 포함한다.

Description

연료 전지 전해질 저장조
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 11월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/198,178호 및 2019년 9월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/564,310호에 대한 우선권을 주장한다.
연료 전지는 수소 및 산소 등의 반응물들 사이의 전기 화학 반응을 기초로 하여 전기를 발생시킨다. 일부 연료 전지는 전기 화학적 반응을 촉진하기 위해 액체 전해질을 포함한다. 하나의 예시적인 전해질은 인산이다.
많은 인산 연료 전지에서 나타나는 문제로는 시간에 걸쳐 충분한 양의 인산을 유지하는 것이 있다. 이러한 연료 전지의 유효 수명은 이용 가능한 인산의 양 및 연료 전지 장치 내에서 인산을 어떻게 관리 또는 유지하는지에 달려있다.
일부 공지된 연료 전지 장치에서, 액체 전해질이 연료 매니폴드(manifold) 내에서 응축되고 장치 하단 단부 근처에 축적된다. 일부 구성은 이러한 산이 보유될 수 있는 매니폴드의 저부 근처의 공간으로부터 하단 단부 근처의 연료 전지를 분리시키는 두께를 갖는 애노드 압력판을 포함한다. 압력판 두께는 임의의 축적된 산이 전지 스택 조립체에 닿는 것을 방지하기 위해 충분히 커야 하는데, 왜냐하면 축적된 산이 전지 스택 조립체에 닿는다면 압력판에 가장 가까운 연료 전지(들)이 침수되어 전체 장치의 셧다운을 초래할 것이기 때문이다.
예시적인 연료 전지 장치는 애노드 및 캐소드를 각각 포함하는 복수의 연료 전지의 전지 스택 조립체를 포함한다. 압력판은 전지 스택 조립체의 일 단부 근처에 위치한다. 중간 구성요소가 전지 스택 조립체의 단부와 압력판 사이에 위치한다. 중간 구성요소는 적어도 두개의 유체 저장조 및 저장조들 사이에서 유체의 연통을 방지하기 위한 두개의 유체 저장조 사이에 있는 장벽을 포함한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예는 각각의 저장조에 다공성 재료를 포함한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예에서, 각각의 저장조 내의 다공성 재료는 다공성 판을 포함한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예에서, 다공성 판은 유체 저장조의 깊이에 대응하는 두께를 갖고, 다공성 판은 압력판과 전지 스택 조립체 사이에서 구조적인 지지를 제공한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예에서, 중간 구성요소는 전지 스택 조립체의 제1 측부에 인접한 중간 구성요소의 제1 측부에 제1 개구를 포함하고, 제1 개구는 액체 전해질이 유체 저장조들 중 제1 유체 저장조로 진입하는 것을 허용하도록 구성되고, 중간 구성요소는 전지 스택 조립체의 제2 측부에 인접한 중간 구성요소의 제2 측부에 제2 개구를 포함하고, 제2 개구는 액체 전해질이 유체 저장조들 중 제2 유체 저장조로 진입하는 것을 허용하도록 구성되고, 그리고 장벽은 제1 개구와 제2 개구 사이의 유체 연통을 방지한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예는 제1 및 제2 반응물을 연료 전지로 전달하도록 구성되는 매니폴드를 포함한다. 매니폴드는 중간 구성요소의 제1 측부에 인접한 제1 부분을 포함하고, 매니폴드의 제1 부분은 제1 반응물을 포함하고, 매니폴드는 중간 구성요소의 제2 측부에 인접한 제2 부분을 포함하고, 매니폴드의 제2 부분은 제2 반응물을 포함하고, 그리고 장벽은 매니폴드의 제1 부분과 제2 부분 사이의 유체 연통을 방지한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예에서, 중간 구성요소는 저장조의 깊이를 포함하는 높이를 갖는 스페이서를 포함하고, 그리고 상기 높이는 전지 스택 조립체의 단부와 압력판 사이에 공간을 형성한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예에서, 중간 구성요소는 냉각기의 일부를 통해서 냉각제 유체를 이송하도록 구성되는 냉각기를 포함하고, 그리고 유체 저장조는 냉각기의 부분으로부터 분리된다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 예시적 실시예에서, 중간 구성요소는 길이, 폭 및 높이를 갖는 스페이서를 포함한다. 스페이서의 높이는 압력판과 전지 스택 조립체의 단부 사이의 간격을 한정한다. 스페이서는 적어도 두개의 유체 저장조를 한정하는 복수의 리브를 갖는다. 적어도 하나의 리브는 장벽을 형성한다.
이전 문단 중 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 복수의 리브는 적어도 두개의 저장조 내에 공동을 한정하는 강화 리브의 세트를 포함한다. 복수의 채널은 강화 리브 중 적어도 일부와 각각 관련되고, 그리고 채널은 유체가 적어도 두개의 저장조 중 각각의 하나 내의 공동 사이를 통과할 수 있게 한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 강화 리브는 적어도 두개의 저장조 중 각각의 하나의 깊이에 대응하는 리브 높이를 갖는다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 적어도 두개의 저장조는 압력판을 향해 개방되고, 그리고 스페이서의 본체는 전지 스택 조립체의 단부로부터 적어도 두개의 저장조를 격리시킨다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 연료 전지는 액체 전해질 연료 전지이고, 적어도 두개의 저장조는 액체 전해질의 일부를 수용한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 액체 전해질은 인산을 포함한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 매니폴드는 반응물을 연료 전지에 전달하도록 구성된다. 매니폴드는 스페이서에 인접한 부분을 포함한다. 적어도 두개의 저장조는 각각 매니폴드의 일부와 유체 연통된다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 적어도 두개의 저장조 중 제1 저장조는 연료 전지 연료의 제1 턴이 통과하는 매니폴드의 제1 섹션과 유체 연통된다. 적어도 두개의 저장조 중 제2 저장조는 연료 전지 연료의 제2 턴이 통과하는 매니폴드의 제2 섹션과 유체 연통된다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 복수의 리브는 복수의 리브는 적어도 두개의 저장조 각각을 위한 외부 가장자리 리브를 포함한다. 적어도 두개의 저장조 중 제1 저장조를 위한 외부 가장자리 리브는 유체가 매니폴드의 제1 섹션과 적어도 두개의 저장조 중 제1 저장조 사이에서 통과할 수 있는 적어도 하나의 채널을 포함한다. 적어도 두개의 저장조 중 제2 저장조를 위한 외부 가장자리 리브는 유체가 매니폴드의 제2 섹션과 적어도 두개의 저장조 중 제2 저장조 사이에서 통과할 수 있는 적어도 하나의 채널을 포함한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 상기 높이는 40mm 미만이다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 상기 높이는 20mm 내지 35mm이다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 스페이서는 전류가 전지 스택 조립체로부터 압력판으로 흐르도록 구성되는 전기 전도성 재료를 포함한다.
이전 문단 중 임의의 문단의 연료 전지 장치의 하나 이상의 특징을 갖는 실시예에서, 스페이서는 그라파이트(graphite)를 포함한다.
적어도 하나의 개시된 예시적인 실시예의 다양한 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명을 통해 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명확해질 것이다. 상세한 설명과 함께 제공되는 도면은 다음과 같이 간략하게 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 설계된 예시적인 연료 전지 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 스페이서인 예시적인 중간 구성요소를 도시한다.
도 3은 스페이서인 다른 예시적인 중간 구성요소를 도시한다.
도 4는 냉각기인 다른 예시적인 중간 구성요소를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 실시예는 전지 스택 조립체와 압력판 사이에 위치될 수 있는 스페이서 또는 냉각기와 같은 중간 구성요소를 포함한다. 중간 구성요소는 서로로부터 격리된 유체를 위한 적어도 두개의 저장조를 한정한다. 이러한 중간 구성요소를 이용하여, 압력판 및 매니폴드가 더 적은 재료를 필요로함으로써 또는 더 높은 효율이나 출력을 제공하도록 전지 스택 조립체에 추가적인 연료 전지를 추가할 수 있게 함으로써, 비용 절감이 실현될 수 있다.
도 1은 연료 전지 파워 플랜트 내로 통합될 수도 있는 연료 전지 장치(20)를 개략적으로 도시한다. 전지 스택 조립체(22)는 애노드 및 캐소드를 각각 갖는 복수의 연료 전지를 포함한다. 이러한 예에서 연료 전지는, 각각의 연료 전지의 애노드와 캐소드 사이의 매트릭스 내의 액체 전해질로서 인산을 사용하는 인산 연료 전지이다. 일부 실시예에서는 다른 액체 전해질을 포함한다.
전지 스택 조립체(22)는 전지 스택 조립체(22)의 양 단부 근처에 있는 압력판(24, 26) 사이에서 유지된다. 매니폴드(28)는 전지 스택 조립체(22)로의 수소 및 산소와 같은 반응물의 공급을 용이하게 한다.
중간 구성요소(30)는 압력판(26)과 전지 스택 조립체(22)의 인접 단부 사이에 위치한다. 도 1에 도시된 예에서, 중간 구성요소(30)는 스페이서이다. 중간 구성요소(30)는 유체가 전지 스택 조립체(22)와 압력판(26) 사이에 축적될 수 있는 적어도 두개의 저장조를 한정한다. 도면에서, 인산은 중간 구성요소(30)에 의해서 형성되는 저장조 내에서 “32”로 개략적으로 도시되어 있다. “34”에서 추가적인 인산이 중간 구성요소(30)에 인접하여 위치한 매니폴드(28)의 부분 내에서 유지된다.
도 2는 스페이서(30a)인 예시적인 중간 구성요소(30)를 도시한다. 스페이서(30a)의 본체는 길이(L), 폭(W) 및 높이(H)를 갖는다. 길이는 높이보다 길고, 폭은 높이보다 길다. 도시된 예에서, 길이 및 폭은 요구되지는 않지만 대략적으로 동일하다. 높이(H)는 전지 스택 조립체(22)의 단부와 압력판(26) 사이의 간격을 형성한다.
스페이서(30a)는, 전지 스택 조립체(22)의 연료 전지로부터 전류 집전체로서 작용하는 압력판(26)으로 전류가 흐르도록 전기 전도성 재료를 포함한다. 도시된 예에서, 스페이서(30a)는 그라파이트를 포함하고, 그러한 그라파이트는 전기 저항을 감소시켜 그에 따른 전압 손실을 감소시키는 유리한 특징을 갖는다.
스페이서(30a)는, 적어도 두개의 저장조(44, 46)를 집합적으로 한정하는 적어도 하나의 분할 리브(42) 및 외부 가장자리 리브(40)를 포함하는 복수의 리브를 갖는다. 분할 리브(42)는 저장조(44)를 저장조(46)로부터 격리시킨다. 저장조(44 또는 46)의 어느 한 쪽 내의 유체는 다른 저장조 내의 유체로부터 격리된다.
도시된 예는, 스페이서(30a)에 추가적인 강도를 제공하고 전지 스택 조립체(22)의 단부를 향해 압력판(26)을 가압하는 힘을 견디기 때문에 강화 리브로 지칭되는 추가적인 리브를 포함한다. 강화 리브(48)는 저장조(44) 내에 위치한다. 강화 리브(48)는 저장조(44)의 깊이에 대응하는 스페이서(30a)의 높이 방향의 두께를 갖는다. 복수의 채널(50)이 적어도 일부의 강화 리브(48)와 관련되며, 저장조(44) 내의 유체가 저장조(44) 내의 강화 리브(48)에 의해 한정되는 공동(52)들 사이와 사이에서 유동하는 것을 허용한다.
유사한 강화 리브(54)가 저장조(46) 내에 제공된다. 채널 또는 통로(56)가 적어도 일부의 강화 리브(54)와 관련되며, 저장조(46) 내의 공동(58)들 사이에서 유체 연통을 허용한다.
외부 가장자리 리브(40)들 중 하나는, 예를 들어 도 1의 “34”에 위치하는 인산이 있는 매니폴드(28)의 제1 부분과 저장조(44) 사이에서 유체 연통을 허용하도록 하는 적어도 하나의 채널(60)을 포함한다. 반대쪽을 향한 외부 가장자리 리브(40)는, 인산(34)이 축적될 수도 있는 매니폴드(28)의 인접한 부분과 저장조(46) 사이에서 유체 연통을 허용하도록 하는 적어도 하나의 채널(62)을 포함한다.
도시된 예에서, 전지 스택 조립체(22)의 제1 연료 턴과 관련한 인산이 채널(62)에 인접한 매니폴드의 부분 내에 축적되고, 이는 그러한 인산이 저장조(46) 내로 진입하고 그 내에 축적되게 한다. 제2 연료 턴과 관련한 인산은 채널(60)에 인접한 매니폴드(28)의 부분 내에 축적될 수 있고, 여기서 그러한 인산이 저장조(44) 내에 축적될 수 있다.
분할 리브(42)는 저장조(44, 46)와 제1 및 제2 연료 턴 사이에 있는 장벽이다. 따라서, 분할 리브(42)는 스페이서(30a)의 대향 측부들 사이의 유체 연통을 방지하는 장벽이다. 전체 스페이서(30a)를 가로지르는 이러한 유체의 이동을 방지함으로써, 매니폴드(28)의 일 측부에 있는 하나의 반응물 또는 수소와 같은 연료가 산소와 같은 다른 반응물이 존재하는 매니폴드(28)의 대향 측부로 이동하는 것을 방지한다. 분할 리브(42)에 의해 형성되는 장벽은 전지 스택 조립체(22)의 저부에서 반응물의 혼합을 방지하면서, 스페이서(30a)가 시간에 걸쳐 연료 전지 장치(20)의 저부 근처에서 축적되는 액체 전해질을 수용 및 저장 또는 보유하는 저장조(44, 46)를 포함하게 한다.
스페이서(30b)인 다른 방식의 중간 구성요소(30)가 도 3에 도시되어 있다. 이러한 예시적인 스페이서(30b)는 스페이서(30b)의 프레임(78) 내에 한정되는 저장조(74, 76) 내에 다공성 재료(70)를 포함한다. 장벽(80)은 저장조(74, 76)를 분리시킨다.
스페이서(30b)의 일 측부는 액체 전해질이 저장조(74) 내의 다공성 재료(70)에 의해 흡수될 수 있도록 프레임 내에 개구(82)를 포함한다. 프레임(78)의 대향 측부 내에 개구(84)는 액체 전해질이 다공성 재료(70)에 의해 흡수 및 보유되는 저장조(76)로 유입될 수 있도록 한다. 장벽(80)은 개구(82)를 포함하는 스페이서(30b)의 일 측부와 개구(84)를 포함하는 다른 측부 사이에서 임의의 유체의 유동을 방지한다. 장벽(80)은 전지 스택 조립체의 제1 및 제2 턴의 반응물이 스택의 저부 근처에서 혼합되지 않도록 매니폴드(도 1의 28)의 대응하는 대향 측부들 사이의 임의의 유체의 유동을 방지한다.
다공성 재료(70)는 전지 스택 조립체(22) 저부 근처에서 축적되는 액체 전해질을 흡수한다. 이러한 예에서, 스페이서(30b)는 전류 집전체(88)에 맞닿아서 위치한다.
도시된 실시예에서 다공성 재료(70)는 또한 액체 전해질을 흡수하는 것에 더하여 전지 스택 조립체 아래에서 구조적인 지지를 제공한다. 다공성 재료(70)는 저장조(74, 76)의 높이 또는 깊이에 대응하는 두께 또는 높이를 갖는다. 강성 또는 견고한 다공성 재료(70)에 의해, 도 2에 도시된 실시예에 포함되는 복수의 리브는 필수적이지 않다. 일부 실시예에서, 다공성 재료(70)는 다공성 그라파이트 판을 포함한다. 구조적으로 도움되는 다공성 재료(70)를 사용하면 구조적인 리브로 체적의 일부를 차지하는 대신에 액체 전해질을 축적하기 위한 이용 가능한 체적이 증가된다.
도시된 실시예에서 다공성 재료(70)의 다른 특징은 전류 집전체(88)에 전류를 전달하는 것을 돕기 위해 전기 전도성이라는 것이다.
도 4는 냉각기(30c)의 한 부분 내에서 냉각제 운반 튜브(90)를 포함하는 냉각기(30c)인 중간 구성요소(30)의 다른 예시를 도시한다. 냉각기(30c)는 장벽(98)에 의해 분리되는 저장조(94, 96)를 포함하며, 이는 전술한 장벽(80)및 분할 리브(42)와 비슷한 방식으로 저장조(94, 96)들 사이 및 매니폴드(도 1의 28)의 측부들 사이의 유체 유동을 방지한다.
저장조(94, 96)는 튜브(90)를 포함하는 냉각기(30c)의 부분으로부터 분리되어, 저장조(94, 96) 내의 임의의 유체는 냉각기(30c)의 냉각 특성을 방해하지 않을 것이다.
다공성 그라파이트 판과 같은 다공성 재료(100)가 이러한 실시예에서 저장조(94, 96) 내에 포함된다. 다공성 재료(100)는 저장조(94, 96)의 깊이 또는 높이에 대응하는 두께를 가지며, 다공성 재료(100)는 냉각기(30c)에 구조적인 지지를 제공한다.
종래의 연료 전지 장치 설계와 비교하여 도시된 예시적 실시예에는 개선된 여러 특징이 있다. 액체 전해질을 수용하고 보유하기 위한 중간 구성요소(30)를 이용하는 하나의 양태는 압력판(26)의 요구되는 두께를 줄이는 것이다. 중간 구성요소(30)는 전해질이 전지 스택 조립체(22)의 하부의 전지를 침수하는 것을 방지하도록 인산과 같은 액체 전해질이 축적될 수도 있는 매니폴드(28)의 부분 내의 공간을 차지한다. 중간 구성요소의(30)의 높이(H)는 앞서 압력판(26)에 사용된 두께 또는 높이보다 상당히 작다. 이는 중간 구성요소(30)가 액체 전해질을 유지하기 위해 적어도 두개의 저장조(예컨대, 44 및 46, 74 및 76, 94 및 96)를 포함하기 때문에 가능하다. 그런 저장조가 없는 상태에서는, 장치(20)의 저부 근처에서 인산이 위치할 수 있는 유일한 위치가 매니폴드(28)와 압력판 사이였다. 더 큰 압력판(또는 스페이서가 존재하는 경우에 스페이서)으로 매니폴드(28)의 저부 부분에서 150mm를 초과하여 점유하는 대신에, 중간 구성요소(30)는 저장조에 의해 점유되는 공간 내에 액체 전해질을 보유하기 위한 적어도 두개의 저장조를 포함한다. 중간 구성요소(30)가 스페이서인 일부 실시예에서, 중간 구성요소(30)의 높이(H)는 40mm 미만이다. 일부 연료 전지 파워 플랜트는 대략 33mm의 스페이서 높이가 유익할 것이고, 한편 다른 연료 전지 파워 플랜트의 구성은 대략 23mm의 높이(H)를 갖는 스페이서가 유익할 것이다. 20mm 내지 35mm의 스페이서 높이가 많은 설비에서 유용하다.
더 두꺼운 압력판에 의존하던 이전의 구성과 비교하여, 중간 구성요소(30)의 감소된 두께 또는 높이는 75% 또는 80% 정도의 공간을 절약함에 따라서 더욱 비용면에서 효율적인 연료 전지 장치로 연결된다. 더 두꺼운 압력판에 의해 점유되던 이전의 추가적인 공간은 이제 전지 스택 조립체(22) 내의 추가적인 연료 전지로 점유될 수도 있다. 이는 앞선 구성에 의해 점유되던 동일한 패키징 형상 내에서 더 큰 효율 및 더 많은 출력을 제공하도록 한다. 대안적으로, 연료 전지 장치(20)의 크기가 감소될 수도 있고, 이는 연료 전지 파워 플랜트에서 더 작은 매니폴드(28), 더 작은 압력판 및 더 작은 전체적인 사용 공간 또는 패키징 크기에 의해서 재료 비용이 절감한다. 어느 접근법이든 더 낮은 수준의 전기 비용(LCOE)을 제공한다. 이는 통상의 기술자가 성능을 희생하지 않고 연료 전지 파워 플랜트의 비용을 절감할 수 있도록 노력하고 있기 때문에 의미가 있다.
중간 구성요소(30)의 저장조는 연료 전지 장치 내에 추가적인 액체 전해질을 저장할 수 있도록 하며, 이는 연료 전지 수명을 더 길게 하는데 기여할 수 있다. 비록, 중간 구성요소(30)의 저장조 내에 축적되는 액체 전해질은 전지 스택 조립체(22)의 연료 전지로 재유입되지는 않지만, 저장조의 용량은 설치 시에 연료 전지 장치(20) 내에 더 많은 액체 전해질을 제공하는 것을 가능하게 한다. 장치가 새것일 때에 더 많은 액체 전해질을 이용 가능하게 하는 것이 유리하지만, 전지 스택 조립체(22)의 저부 근처에서 액체 전해질이 증가하거나 또는 더 빠르게 축적되는 것을 초래할 수도 있다. 중간 구성요소(30)의 저장조는 스택의 가장 낮은 전지가 침수되는 것을 피하도록 전지 스택 조립체(22)의 저부 근처에서 그러한 축적을 관리하는 효과적인 방식을 제공한다.
앞선 설명은 그 본성이 제한적이기 보다는 예시적인 것이다. 개시된 예의 변형예 및 변경예가 본 발명의 본질로부터 필연적으로 벗어나지 않는다는 것은 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 발명에 부여되는 법적 보호의 범위는 이하의 청구범위를 검토함으로써만 결정될 수 있다.

Claims (19)

  1. 연료 전지 장치이며,
    애노드 및 캐소드를 각각 포함하는 복수의 연료 전지를 포함하는 전지 스택 조립체;
    전지 스택 조립체의 일 단부 근처의 압력판; 및
    전지 스택 조립체와 압력판 사이의 중간 구성요소로서, 중간 구성요소는 적어도 두개의 저장조 및 상기 적어도 두개의 유체 저장조를 분리하는 장벽을 포함하고, 장벽은 제1 반응물에 노출된 전지 스택 조립체의 제1 측부로부터 제2 반응물에 노출된 전지 스택 조립체의 제2 측부로의 상기 저장조들 사이 및 중간 구성요소를 가로지르는 유체의 연통을 방지하는, 연료 전지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 저장조에 다공성 재료를 포함하는, 연료 전지 장치.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 저장조 내의 다공성 재료는 다공성 판을 포함하는, 연료 전지 장치.
  4. 제2항에 있어서, 다공성 판은 유체 저장조의 깊이에 대응하는 두께를 갖고, 다공성 판은 압력판과 전지 스택 조립체 사이에서 구조적인 지지를 제공하는, 연료 전지 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    중간 구성요소는 전지 스택 조립체의 제1 측부에 인접한 중간 구성요소의 제1 측부에 제1 개구를 포함하고;
    제1 개구는 액체 전해질이 유체 저장조들 중 제1 유체 저장조로 진입하는 것을 허용하도록 구성되고;
    중간 구성요소는 전지 스택 조립체의 제2 측부에 인접한 중간 구성요소의 제2 측부에 제2 개구를 포함하고;
    제2 개구는 액체 전해질이 유체 저장조들 중 제2 유체 저장조로 진입하는 것을 허용하도록 구성되고; 그리고
    장벽은 제1 개구와 제2 개구 사이의 유체 연통을 방지하는, 연료 전지 장치.
  6. 제5항에 있어서, 제1 및 제2 반응물을 연료 전지로 전달하도록 구성되는 매니폴드를 포함하고,
    매니폴드는 중간 구성요소의 제1 측부에 인접한 제1 부분을 포함하고;
    매니폴드의 제1 부분은 제1 반응물을 수용하고;
    매니폴드는 중간 구성요소의 제2 측부에 인접한 제2 부분을 포함하고;
    매니폴드의 제2 부분은 제2 반응물을 수용하고; 그리고
    장벽은 매니폴드의 제1 및 제2 부분 사이의 유체 연통을 방지하는, 연료 전지 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 구성요소는 전지 스택 조립체로부터 전류 집전체로 전류가 흐르도록 구성되는 전기 전도성 재료를 포함하는, 연료 전지 장치.
  8. 제7항에 있어서, 전기 전도성 재료는 그라파이트(graphite)를 포함하는, 연료 전지 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    중간 구성요소는 저장조의 깊이를 포함하는 높이를 갖는 스페이서를 포함하고; 그리고
    스페이서의 높이는 전지 스택 조립체의 단부와 압력판 사이에 공간을 형성하는, 연료 전지 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    중간 구성요소는 냉각기의 일부를 통해서 냉각제 유체를 이송하도록 구성되는 냉각기를 포함하고; 그리고
    유체 저장조는 냉각기의 부분으로부터 분리되어 있는, 연료 전지 장치.
  11. 제1항에 있어서, 중간 구성요소는 길이, 폭 및 높이를 갖는 스페이서를 포함하고, 상기 높이는 압력판과 전지 스택 조립체의 단부 사이의 간격을 한정하고, 상기 길이는 상기 높이보다 길고, 상기 폭은 상기 높이보다 길고, 스페이서는 상기 적어도 두개의 유체 저장조를 한정하는 복수의 리브를 갖고, 리브 중 적어도 하나는 장벽을 형성하는, 연료 전지 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 리브는 적어도 두개의 저장조 내에 공동을 한정하는 강화 리브의 세트를 포함하고;
    강화 리브 중 적어도 일부와 복수의 채널이 각각 관련되고; 그리고
    상기 채널은 유체가 상기 적어도 두개의 저장조 중 각각의 저장조 내의 공동 사이를 통과하게 하는, 연료 전지 장치.
  13. 제12항에 있어서, 강화 리브는 상기 적어도 두개의 저장조 중 각각의 저장조의 깊이에 대응하는 리브 높이를 갖는, 연료 전지 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 저장조는 압력판을 향해 개방되고; 그리고
    스페이서의 본체는 전지 스택 조립체의 단부로부터 상기 적어도 두개의 저장조를 격리시키는, 연료 전지 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 리브는 상기 적어도 두개의 저장조 각각을 위한 외부 가장자리 리브를 포함하고;
    상기 적어도 두개의 저장조 중 제1 저장조를 위한 외부 가장자리 리브는 유체가 매니폴드의 제1 섹션과 상기 적어도 두개의 저장조 중 제1 저장조 사이에서 통과할 수 있는 적어도 하나의 채널을 포함하고;
    상기 적어도 두개의 저장조 중 제2 저장조를 위한 외부 가장자리 리브는 유체가 매니폴드의 제2 섹션과 상기 적어도 두개의 저장조 중 제2 저장조 사이에서 통과할 수 있는 적어도 하나의 채널을 포함하는, 연료 전지 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 높이는 40mm 미만인, 연료 전지 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 높이는 20mm 내지 35mm인, 연료 전지 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    연료 전지는 액체 전해질 연료 전지이고; 그리고
    상기 적어도 두개의 저장조는 액체 전해질 일부를 수용하는, 연료 전지 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 액체 전해질은 인산을 포함하는, 연료 전지 장치.
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