KR20230068959A - Fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure - Google Patents

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KR20230068959A
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홍종섭
이우석
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택은 공기극 전극, 전해질, 연료극 전극 순으로 적층되어 형성된 셀; 일면이 공기극 전극 측에 배치되는 공기극 집전체; 공기극 집전체의 타면 측에 배치되며, 내측에 공기가 이동되는 공기 유로가 형성되는 공기극 분리판; 일면이 연료극 전극 측에 배치되는 연료극 집전체; 및 연료극 집전체의 타면 측에 배치되며, 내측에 연료가 이동되는 연료 유로가 형성되는 연료극 분리판;을 포함하는 연료전지 스택으로서, 공기 유로 및 연료 유로 중 적어도 하나는, 외부로부터 공기 또는 연료가 유입되며, 소정 길이 연장 형성되는 제1 채널; 제1 채널로부터 공기 또는 연료가 이동되도록 제1 채널로부터 분기되는 보조 채널; 및 보조 채널의 단부가 연결되며, 보조 채널로부터 이동된 공기 또는 연료가 이동되어 외부로 유출되도록 소정 길이 연장 형성되는 제2 채널;을 포함하고, 공기 유로 및 연료 유로 중 적어도 하나는, 공기 또는 연료가 셀 방향으로 이동 가능하도록 형성되되, 제1 채널로부터 셀 측으로 이동되는 것은 제한하도록 형성될 수 있다.A fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure is disclosed. A fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an aspect of the present invention includes cells formed by stacking a cathode electrode, an electrolyte, and an anode electrode in this order; an air cathode current collector whose one surface is disposed on the air cathode electrode side; an air cathode separator disposed on the other side of the cathode current collector and having an air flow path through which air moves; an anode collector whose one surface is disposed on the anode electrode side; and an anode separation plate disposed on the other side of the anode current collector and having a fuel flow path through which fuel moves, wherein at least one of the air flow path and the fuel flow path allows air or fuel to pass through from the outside. A first channel that flows in and extends a predetermined length; an auxiliary channel branching from the first channel to move air or fuel from the first channel; and a second channel connected to an end of the auxiliary channel and extending a predetermined length so that the air or fuel moved from the auxiliary channel is moved and discharged to the outside, wherein at least one of the air or fuel passage is Is formed to be movable in the cell direction, but may be formed to limit movement from the first channel to the cell side.

Description

가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택{Fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure}Fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure}

본 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로 보다 상세하게는 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell stack, and more particularly, to a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure.

연료전지는 전기화학반응을 통하여 원료의 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시키는 장치로서 일반적인 열기관에 비해 에너지 효율이 현저하게 높고 오염 물질의 배출이 거의 없는 장점을 가진다.A fuel cell is a device that directly converts the chemical energy of a raw material into electrical energy through an electrochemical reaction, and has the advantage of significantly higher energy efficiency and little emission of pollutants compared to general heat engines.

다양한 연료전지 중 고체산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)는 600 내지 1000

Figure pat00001
의 고온에서 작동하므로 수소뿐만 아니라 탄화수소계열의 연료를 개질기 없이 내부 개질을 통하여 자유롭게 이용할 수 있고, 고체산화물 연료전지 자체의 연료 변환 효율이 45 내지 65%에 달하며, 폐열을 활용한 열병합 시스템을 통해서는 85% 이상의 시스템 효율을 얻을 수 있으므로 차세대 친환경 전기 발전 방식으로 주목받고 있다.Among various fuel cells, solid oxide fuel cells (SOFCs) are 600 to 1000
Figure pat00001
Since it operates at a high temperature of 45%, hydrogen as well as hydrocarbon-based fuel can be freely used through internal reforming without a reformer, and the fuel conversion efficiency of the solid oxide fuel cell itself reaches 45 to 65%, and the cogeneration system using waste heat Since system efficiency of over 85% can be obtained, it is attracting attention as a next-generation eco-friendly electricity generation method.

보다 구체적으로, 고체산화물 연료전지는 산소 이온전도성 전해질과 그 일측에 위치한 공기극 전극(양극) 및 그 타측에 위치한 연료극 전극(음극)으로 이루어진다.More specifically, the solid oxide fuel cell is composed of an oxygen ion conductive electrolyte, an air electrode (anode) located on one side thereof, and an anode electrode (cathode) located on the other side thereof.

이때, 공기극 전극에서는 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소이온이 전해질을 통해 연료극 전극으로 이동하여 다시 연료극 전극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되는데, 그 과정에서 연료극 전극에서는 전자가 생성되고, 공기극 전극에서는 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하면 전기가 흐르게 된다.At this time, in the cathode electrode, oxygen ions generated by the reduction reaction of oxygen move to the anode electrode through the electrolyte and react with hydrogen supplied to the anode electrode again to generate water. In the process, electrons are generated in the anode electrode, , Since electrons are consumed at the cathode electrode, electricity flows when the two electrodes are connected to each other.

관련하여, 상기 공기극 전극, 전해질 및 연료극 전극을 기본으로 하는 단위전지 하나에서 발생하는 전력은 상당히 작기 때문에 여러 개의 단위전지를 적층하여 연료전지 스택을 형성함으로써, 출력되는 전력의 양을 증가시킬 수 있다.In this regard, since the power generated from one unit cell based on the cathode electrode, the electrolyte, and the anode electrode is very small, the amount of output power can be increased by forming a fuel cell stack by stacking several unit cells. .

여기서, 하나의 단위전지의 공기극 전극과 또 다른 단위전지의 연료극 전극은 전기적으로 연결될 필요가 있는데 이를 위해 분리판(seperator)이 사용된다. 그리고, 상기 공기극 전극과 분리판 사이, 상기 연료극 전극과 분리판 사이에는 각각 집전체(current collector)가 구비되어 전극과 분리판의 균일한 접촉을 돕는다.Here, the cathode electrode of one unit cell needs to be electrically connected to the anode electrode of another unit cell, and a separator is used for this purpose. In addition, current collectors are provided between the air cathode electrode and the separator and between the anode electrode and the separator, respectively, to help uniform contact between the electrode and the separator.

한편, 연료전지의 성능 및 내구성을 향상시키기 위해서는 전기 화학반응이 일어나는 영역 내에 연료 및 공기가 고르게 분배되는 것이 매우 중요하다. Meanwhile, in order to improve the performance and durability of a fuel cell, it is very important that fuel and air are evenly distributed in an area where an electrochemical reaction occurs.

그러나, 종래 기술에 의할 경우, 가스(연료, 공기)가 유입되자마자 입구단에서 다 소모/변환되는 문제가 있으며, 이에 따라 연료가 유입되는 일단부로부터 맞은 편 연료가 배출되는 타단부 측으로 이동되면서 점차 연료의 농도가 감소되는 등의 문제가 있다. 즉, 종래 기술의 분배 구조를 살펴보면, 전기/열 화학 반응이 모두 가스(연료, 공기)의 입구단에 극도로 집중되며, 이로 인해 가스 출구단에서는 반응이 일어나지 않아 셀의 실질 반응 면적을 감소시킨다는 문제가 있다. 이러한 불균일한 반응 분포는 성능 악화를 초래할 뿐 아니라 장기 내구성에도 심각한 문제를 초래할 수 있다.However, in the case of the prior art, there is a problem that gas (fuel, air) is consumed/converted at the inlet end as soon as it is introduced, and accordingly moves from one end where the fuel is introduced to the other end where the opposite fuel is discharged There is a problem such as gradually decreasing the concentration of the fuel. That is, looking at the distribution structure of the prior art, both electro/thermal chemical reactions are extremely concentrated at the inlet end of the gas (fuel, air), and as a result, no reaction occurs at the gas outlet end, reducing the actual reaction area of the cell. there is a problem. Such non-uniform reaction distribution may cause deterioration in performance as well as serious problems in long-term durability.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연료전지 스택의 성능 및 내구성 약화를 최소화하기 위하여 연료전지 전 영역에 대하여 연료 및 공기가 보다 균등하게 분배될 수 있는 구조의 연료전지 스택을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to have a structure in which fuel and air can be more evenly distributed over the entire fuel cell area in order to minimize deterioration in performance and durability of a fuel cell stack. To provide a battery stack.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 측면에 따르면, 공기극 전극, 전해질, 연료극 전극 순으로 적층되어 형성된 셀; 일면이 상기 공기극 전극 측에 배치되는 공기극 집전체; 상기 공기극 집전체의 타면 측에 배치되며, 내측에 공기가 이동되는 공기 유로가 형성되는 공기극 분리판; 일면이 상기 연료극 전극 측에 배치되는 연료극 집전체; 및 상기 연료극 집전체의 타면 측에 배치되며, 내측에 연료가 이동되는 연료 유로가 형성되는 연료극 분리판;을 포함하는 연료전지 스택으로서, 상기 공기 유로 및 상기 연료 유로 중 적어도 하나는, 외부로부터 상기 공기 또는 상기 연료가 유입되며, 소정 길이 연장 형성되는 제1 채널; 상기 제1 채널로부터 상기 공기 또는 상기 연료가 이동되도록 상기 제1 채널로부터 분기되는 보조 채널; 및 상기 보조 채널의 단부가 연결되며, 상기 보조 채널로부터 이동된 상기 공기 또는 상기 연료가 이동되어 외부로 유출되도록 소정 길이 연장 형성되는 제2 채널;을 포함하고, 상기 공기 유로 및 상기 연료 유로 중 적어도 하나는, 상기 공기 또는 상기 연료가 상기 셀 방향으로 이동 가능하도록 형성되되, 상기 제1 채널로부터 상기 셀 측으로 이동되는 것은 제한하도록 형성되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택이 제공된다.According to one aspect of the present invention, a cell formed by stacking an air cathode electrode, an electrolyte, and an anode electrode in that order; an air cathode current collector having one surface disposed on a side of the air cathode electrode; an air cathode separator disposed on the other side of the cathode current collector and having an air flow path through which air moves; an anode collector whose one surface is disposed on the anode side of the anode; and an anode separation plate disposed on the other side of the anode current collector and having a fuel flow path through which fuel moves, wherein at least one of the air flow path and the fuel flow path is configured to separate the fuel cell from the outside. a first channel through which air or the fuel is introduced and extended to a predetermined length; an auxiliary channel branching from the first channel to move the air or the fuel from the first channel; and a second channel connected to an end of the auxiliary channel and extending a predetermined length so that the air or the fuel moved from the auxiliary channel is moved and discharged to the outside. One is a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, formed to allow the air or the fuel to move in the cell direction, but to limit the movement of the air or the fuel toward the cell from the first channel. is provided.

이때, 상기 제1 채널은 일방향을 따라 선형으로 연장 형성되고, 상기 보조 채널은 상기 제1 채널의 연장 방향을 따라 복수 개가 일정 간격으로 이격 배치될 수 있다.In this case, the first channel may extend linearly along one direction, and a plurality of auxiliary channels may be spaced apart from each other at regular intervals along the extension direction of the first channel.

이때, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 서로 평행하도록 배치될 수 있다.In this case, the first channel and the second channel may be disposed parallel to each other.

이때, 상기 보조 채널은 복수 개가 구비되되 서로 평행하도록 배치될 수 있다.In this case, a plurality of auxiliary channels may be provided but arranged parallel to each other.

이때, 상기 복수 개의 보조 채널은, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널과 서로 직교하도록 배치될 수 있다.In this case, the plurality of auxiliary channels may be arranged to orthogonally cross the first channel and the second channel.

이때, 상기 보조 채널은 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 연장 길이 미만의 길이를 가지도록 연장될 수 있다.In this case, the auxiliary channel may be extended to have a length less than the extension lengths of the first channel and the second channel.

이때, 상기 제1 채널의 양측에 각각 상기 제2 채널이 배치되고, 상기 보조 채널은 상기 제1 채널의 양측 방향으로 상기 공기 또는 상기 연료가 분배되도록 상기 제1 채널의 양측에 각각 배치될 수 있다.In this case, the second channels may be disposed on both sides of the first channel, and the auxiliary channels may be disposed on both sides of the first channel so that the air or the fuel is distributed in both directions of the first channel. .

이때, 상기 제1 채널과 상기 제2 채널은 각각 복수 개가 구비되고, 상기 복수 개의 제1 채널과 제2 채널은 서로 교번하여 배치될 수 있다.In this case, a plurality of first channels and a plurality of second channels may be provided, and the plurality of first channels and second channels may be alternately disposed.

이때, 상기 보조 채널은 연장 방향을 전환하는 절곡부를 포함하여 형성될 수 있다.At this time, the auxiliary channel may be formed by including a bent portion for changing an extension direction.

이때, 상기 공기 유로 또는 상기 연료 유로는 상기 셀을 향하는 상부가 개방되도록 형성되고, 상기 상부 중에서 상기 제1 채널에 대응되는 영역을 커버하도록 상기 공기극 분리판과 상기 공기극 집전체 사이 또는 상기 연료극 분리판과 상기 연료극 집전체 사이에 배치되는 커버 부재를 더 포함할 수 있다.At this time, the air passage or the fuel passage is formed such that an upper portion toward the cell is open, and between the cathode separator and the cathode current collector or the anode separator so as to cover a region corresponding to the first channel in the upper portion. and a cover member disposed between the fuel electrode current collector.

이때, 상기 커버 부재는 상기 공기극 분리판 또는 상기 연료극 분리판과 별도로 제작되는 판재 형상으로 형성되되, 상기 보조 채널에 대응되는 영역에 대하여 상기 공기 또는 상기 연료가 이동 가능하도록 슬릿이 형성될 수 있다.In this case, the cover member may be formed in the shape of a plate material manufactured separately from the air electrode separator or the fuel electrode separator, and may have slits so that the air or the fuel may move with respect to an area corresponding to the auxiliary channel.

이때, 상기 슬릿은 상기 보조 채널에 대응되는 형상을 가지도록 형성될 수 있다.In this case, the slit may be formed to have a shape corresponding to the auxiliary channel.

이때, 상기 공기극 분리판 및 상기 커버 부재 또는 상기 연료극 분리판 및 상기 커버 부재는 일체로 형성될 수 있다.In this case, the air electrode separator and the cover member or the fuel electrode separator and the cover member may be integrally formed.

이때, 상기 공기 유로 및 상기 연료 유로 중 적어도 하나는, 상기 공기 또는 상기 연료가 상기 보조 채널을 통해서만 상기 셀 방향으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다.In this case, at least one of the air passage and the fuel passage may be formed such that the air or the fuel may move in the cell direction only through the auxiliary channel.

이때, 상기 연료전지 스택은 고체산화물 연료전지용 연료전지 스택일 수 있다.In this case, the fuel cell stack may be a fuel cell stack for a solid oxide fuel cell.

상기의 구성에 따라, 본 발명에 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택은, 연료가 유입되는 제1 채널과 연료가 유출되는 제2 채널을 별도로 형성하고, 이들 제1 채널과 제2 채널 사이를 상대적으로 길이가 짧은 보조 채널로 연결함으로써 다공성 재질의 셀 및 집전체 영역에서의 연료의 확산을 극대화할 수 있다.According to the configuration described above, a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention separately forms a first channel through which fuel flows and a second channel through which fuel flows out, By connecting the first channel and the second channel with an auxiliary channel having a relatively short length, diffusion of fuel in the cell and current collector regions made of a porous material may be maximized.

이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택은 연료전지 스택의 전 영역에 대하여 연료 농도의 분포를 보다 균일하게 형성할 수 있다.Through this, the fuel cell stack including the bipolar plate having the gas equal distribution structure according to the embodiment of the present invention can form a more uniform fuel concentration distribution with respect to the entire area of the fuel cell stack.

또한, 본 발명에 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택은, 특유의 커버 부재를 통해 연료 또는 공기가 이동되는 채널 일부의 상기 연료 또는 공기의 이동을 차단함으로써 연료전지 스택 내에 원하는 위치에서 전기/열 화학 반응이 일어나도록 유도 또는 제어할 수 있다. In addition, the fuel cell stack including the separation plate having the gas equal distribution structure according to the embodiment of the present invention blocks the movement of the fuel or air in a part of the channel through which the fuel or air is moved through a unique cover member. An electro/thermal chemical reaction may be induced or controlled at a desired location in the fuel cell stack.

이를 통해 본 발명에 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택은, 국부적인 일 영역에 전기/열 화학 반응이 집중되어 연료전지 스택의 성능 및 내구성이 저하되는 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.Through this, in the fuel cell stack including the bipolar plate having the gas equal distribution structure according to the embodiment of the present invention, the performance and durability of the fuel cell stack are deteriorated due to the concentration of electro/thermochemical reactions in one local area. can be effectively addressed.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택을 분리하여 도시한 분리사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)에 형성된 연료 유로(또는 공기 유로)의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 높이 방향 단면의 연료 농도를 시각적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)에 형성된 연료 유로(또는 공기 유로)의 예시를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)에 형성된 연료 유로(또는 공기 유로)의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)과 커버 부재를 분리하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택에 형성된 연료 유로의 채널 별 연료 농도를 시각적으로 도시한 도면이다.1 is an exploded perspective view showing a fuel cell stack including a separation plate equipped with a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates an example of a fuel flow path (or air flow path) formed in an anode separator (or air electrode separator) of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention. it is a drawing
FIG. 3 is a diagram visually illustrating a fuel concentration of a cross section in a height direction of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 illustrates an example of a fuel flow path (or air flow path) formed in an anode separator (or air electrode separator) of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to another embodiment of the present invention. it is a drawing
5 and 6 are diagrams of a fuel flow path (or air flow path) formed in an anode separator (or air electrode separator) of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to another embodiment of the present invention. It is a drawing showing an example.
FIG. 7 is a view showing the anode separator (or air electrode separator) and the cover member of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention, separated from each other.
8 is a diagram visually illustrating fuel concentration for each channel of a fuel flow path formed in a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted in the drawings, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Words and terms used in this specification and claims are not construed as limited in their ordinary or dictionary meanings, but in accordance with the principle that the inventors can define terms and concepts in order to best describe their inventions. It should be interpreted as a meaning and concept that corresponds to the technical idea.

본 명세서에서 방향을 지칭함에 있어서, 도 1에 도시된 좌표축을 기준으로 연료전지 스택의 길이 방향, 폭 방향 및 높이 방향은 각각 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 규정한다. 여기서, X축, Y축 및 Z축은 서로 수직하도록 배치되는 것으로 규정한다.When referring to directions in this specification, the longitudinal direction, the width direction, and the height direction of the fuel cell stack are defined as the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, respectively, based on the coordinate axes shown in FIG. 1 . Here, the X-axis, Y-axis, and Z-axis are defined as being arranged perpendicular to each other.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택을 분리하여 도시한 분리사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)에 형성된 연료 유로(또는 공기 유로)의 일 예시를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 높이 방향 단면의 연료 농도를 시각적으로 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)에 형성된 연료 유로(또는 공기 유로)의 예시를 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)에 형성된 연료 유로(또는 공기 유로)의 예시를 도시한 도면이다.1 is an exploded perspective view showing a fuel cell stack including a separation plate equipped with a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention. 2 illustrates an example of a fuel flow path (or air flow path) formed in an anode separator (or air electrode separator) of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention. it is a drawing FIG. 3 is a diagram visually illustrating a fuel concentration of a cross section in a height direction of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 illustrates an example of a fuel flow path (or air flow path) formed in an anode separator (or air electrode separator) of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to another embodiment of the present invention. it is a drawing 5 and 6 are diagrams of a fuel flow path (or air flow path) formed in an anode separator (or air electrode separator) of a fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure according to another embodiment of the present invention. It is a drawing showing an example.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택(100, 이하 '연료전지 스택'이라 함)은 복수의 연료전지 스택을 포함하는 연료전지의 일부를 구성하는 단위전지일 수 있으며, 연료극 분리판(60), 연료극 집전체(50), 셀(10), 공기극 집전체(20) 및 공기극 분리판(30)을 포함하여 연료와 산화제를 반응시켜 전기 에너지를 생성할 수 있다.A fuel cell stack (100, hereinafter referred to as a 'fuel cell stack') including a separator having a gas equal distribution structure according to an embodiment of the present invention constitutes a part of a fuel cell including a plurality of fuel cell stacks. It may be a unit cell that generates electrical energy by reacting fuel and oxidant, including the anode separator 60, the anode collector 50, the cell 10, the cathode collector 20, and the air cathode separator 30. can create

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 연료극 분리판(60) - 연료극 집전체(50) - 셀(10) - 공기극 집전체(20) - 공기극 분리판(30)이 높이 방향을 따라 순차적으로 적층되어 형성될 수 있으며, 연료극 분리판(60)과 공기극 분리판(30)을 통해 연료와 공기를 공급할 수 있다. At this time, the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, includes the anode separator 60 - the anode current collector 50 - the cell 10 - the cathode current collector 20 - The cathode separator 30 may be sequentially stacked along the height direction, and fuel and air may be supplied through the anode separator 60 and the cathode separator 30 .

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 연료극 분리판(60)과 공기극 분리판(30) 내에 특유의 유로 구조를 형성함으로써 연료전지 스택의 전 영역에 대하여 연료와 공기를 고르게 분배하는 것이 가능한데, 이하 상기 유로 구조를 중심으로 살펴보기로 한다.At this time, the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention forms a unique flow path structure within the fuel electrode separator 60 and the air electrode separator 30, thereby supplying fuel and air to the entire area of the fuel cell stack. It is possible to distribute evenly. Hereinafter, the channel structure will be mainly examined.

먼저, 셀(10)은 연료극 전극(미도시), 전해질(미도시), 공기극 전극 순으로 적층되어 형성될 수 있으며, 일례로 고체산화물 연료전지(SOFC)용 연료전지 스택에 이용되는 셀 일 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)의 적용이 고체산화물 연료전지용으로 제한되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 종류의 연료전지 스택에 이용될 수 있음을 밝혀 둔다.First, the cell 10 may be formed by stacking an anode electrode (not shown), an electrolyte (not shown), and a cathode electrode in this order. For example, the number of cells used in a fuel cell stack for a solid oxide fuel cell (SOFC) there is. However, the application of the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention is not limited to solid oxide fuel cells, and it should be noted that it can be used in various types of fuel cell stacks.

이때, 상기 연료극 전극, 전해질, 공기극 전극은 일례로 모두 세라믹 물질로 형성된 후 고온에서 소성되는 과정을 통하여 한 장의 셀(cell)로 형성될 수 있다. 그러나, 상술한 재질 및 제조방법은 일례에 불과하며, 셀(10)은 이외에도 다양한 재질 및 방법으로 형성될 수 있음을 밝혀 둔다.In this case, the anode electrode, the electrolyte, and the cathode electrode may be formed into a single cell through a process of firing at a high temperature after being formed of a ceramic material, for example. However, it should be noted that the above-described material and manufacturing method are only examples, and the cell 10 may be formed of various other materials and methods.

다시 도 1을 참조하면, 다음으로 셀(10)의 연료극 전극과 공기극 전극 측에는 각각 연료극 집전체(50)와 공기극 집전체(20)가 배치될 수 있다.Referring back to FIG. 1 , next, an anode current collector 50 and an air cathode current collector 20 may be disposed on the anode electrode and air cathode electrode sides of the cell 10 , respectively.

이때, 연료극 집전체(50)와 공기극 집전체(20)는 셀(10)과 후술될 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)이 면접할 경우, 공차가 생겨 접촉 불량이 발생될 수 있음을 고려하여 이를 방지하기 위해 셀(10)과 연료극 집전체(50) 사이 또는 셀(10)과 공기극 집전체(20) 사이에 배치되어 각 부재 사이의 균일한 접촉을 도모할 수 있다.At this time, when the cell 10 and the anode separator (or air electrode separator) are face-to-face between the anode current collector 50 and the cathode current collector 20, a tolerance may occur and contact failure may occur. To prevent this, it may be disposed between the cell 10 and the anode current collector 50 or between the cell 10 and the cathode current collector 20 to promote uniform contact between the respective members.

일례로 상기 집전체(20, 50)는 공지의 메쉬형 집전체 또는 폼형 집전체 등으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 메쉬형 집전체는 집전체의 강성을 확보하는 기능을 수행할 수 있으며, 일례로 스테인리스, Fe-Cr 합금, 망간(Mn), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 재질로 형성될 수 있다. 그리고 폼형 집전체는 집전체의 집전 기능을 확보하기 위한 것으로 (Mn,Cr)3O4, (Ni,Cr)3O4, (Ni,Co)3O4, (Co,Cr)3O4 또는 (Co,Ni)3O4 형태의 스피넬 구조를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 집전체(20, 50)는 이외에도 다양한 재질 및 형태로 구현될 수 있다.For example, the current collectors 20 and 50 may be formed of a known mesh-type current collector or foam-type current collector. At this time, the mesh-type current collector may perform a function of securing the rigidity of the current collector, and for example, stainless steel, Fe-Cr alloy, manganese (Mn), copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co) , silver (Ag), and platinum (Pt). In addition, the foam current collector is to secure the current collecting function of the current collector, and is in the form of (Mn,Cr)3O4, (Ni,Cr)3O4, (Ni,Co)3O4, (Co,Cr)3O4 or (Co,Ni)3O4. It may include a spinel structure of. However, the current collectors 20 and 50 may be implemented in various materials and shapes.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 연료극 집전체(50) 및 공기극 집전체(20)의 중에서 셀(10)과 반대되는 일면에 배치되는 연료극 분리판(60)과 공기극 분리판(30)을 포함할 수 있다.The fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention separates the anode separator 60 and the air electrode disposed on one surface opposite to the cell 10 among the anode current collector 50 and the air electrode current collector 20. A plate 30 may be included.

이때, 연료극 분리판(60)에는 연료가 이동되는 통로로서 기능하는 연료 유로(70)가 형성될 수 있으며, 공기극 분리판(30)에는 공기가 공급된 후 이동되는 공기 유로(40)가 형성될 수 있다.At this time, a fuel passage 70 functioning as a passage through which fuel is moved may be formed in the anode separator 60, and an air passage 40 through which air is supplied and moved may be formed in the cathode separator 30. can

한편, 연료극 분리판(60)과 공기극 분리판(30)은 유입되는 유체의 종류가 연료 또는 공기라는 점에서만 차이가 있을 뿐, 그 구조 및 기능은 거의 유사하므로 이하의 설명에서는 중복된 설명을 피하기 위하여 연료극 분리판(60)을 중심으로 설명하기로 한다. 즉, 공기극 분리판(30)에 대한 설명은 연료극 분리판(60)에 대한 설명에서 연료를 공기로 치환하여 이해될 수 있으며 따라서 공기극 분리판(30)에 대한 설명은 대부분 생략하기로 한다.Meanwhile, the anode separator 60 and the air electrode separator 30 differ only in that the type of fluid being introduced is fuel or air, and their structures and functions are almost similar, so duplicate descriptions are avoided in the following description. For this purpose, the anode separator 60 will be mainly described. That is, the description of the cathode separator 30 can be understood by replacing the fuel with air in the description of the anode separator 60, and therefore, the description of the cathode separator 30 will be omitted.

관련하여, 후술될 커버 부재(80)는 연료극 분리판(60) 뿐만 아니라 공기극 분리판(30) 측에도 동일하게 배치될 수 있으며, 이때, 공기극 분리판(30) 측에 배치되는 커버 부재(82)는 연료극 분리판(60) 측에 배치되는 커버 부재(81)와 기능 및 구조가 동일하거나 유사할 수 있음을 명확히 밝혀 둔다.In this regard, the cover member 80 to be described later may be equally disposed on the side of the cathode separator 30 as well as the anode separator 60. In this case, the cover member 82 disposed on the side of the cathode separator 30 It is clearly stated that the cover member 81 disposed on the side of the fuel electrode separator 60 may have the same or similar function and structure.

본 발명의 일 실시예에서, 연료 유로(70)는 연료극 분리판(60)의 일면 상에서 연료극 집전체(50) 측으로 돌출되어 형성되는 복수의 돌출부(76)에 의하여 상기 돌출부(76)의 주변에 형성되는 오목한 홈부를 의미할 수 있다. 또한 연료 유로(70)는 상기 돌출부(76)와 후술될 커버 부재(80)가 인접하여 배치되는 경우, 연료극 분리판(60) 내에 형성되는 공간을 의미할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the fuel passage 70 is formed around the protrusion 76 by a plurality of protrusions 76 formed by protruding toward the anode current collector 50 on one surface of the fuel electrode separator 60. It may refer to a formed concave groove. In addition, the fuel passage 70 may refer to a space formed within the anode separator 60 when the protrusion 76 and the cover member 80 to be described later are disposed adjacent to each other.

구체적으로 도 2를 참조하면, 연료 유로(70)는 제1 채널(71), 제2 채널(72) 및 보조 채널(73)을 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 2 , the fuel passage 70 may include a first channel 71 , a second channel 72 , and an auxiliary channel 73 .

먼저, 제1 채널(71)은 외부로부터 연료극 분리판(60) 측으로 연료가 유입된 후 이동되도록 소정 길이 연장 형성되는 채널로서, 도 2에 도시된 바와 같이 일단부가 연료극 분리판(60) 중에서 연료가 유입되는 유입구(62)와 연결될 수 있다.First, the first channel 71 is a channel extending a predetermined length so that fuel is introduced from the outside to the fuel electrode separator 60 side and then moved. As shown in FIG. 2, one end of the fuel electrode separator 60 is fuel It may be connected to the inlet 62 through which is introduced.

이때, 제1 채널(71)의 유입구(62)와 반대되는 단부는 돌출부(76)에 의해서 유체의 이동이 차단될 수 있다.At this time, the end of the first channel 71 opposite to the inlet 62 may be blocked from moving the fluid by the protrusion 76 .

그리고, 제1 채널(71)은 도면에 도시된 바와 같이 직선을 그리며 선형으로 연장 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 채널(71)은 연료가 연료극 분리판(60)의 전 영역으로 고르게 분배될 수 있도록 연료극 분리판(60)을 가로지르도록 형성될 수 있다.Also, the first channel 71 may be formed to extend linearly while drawing a straight line as shown in the drawing. In this case, the first channel 71 may be formed to cross the anode separator 60 so that fuel can be evenly distributed over the entire area of the anode separator 60 .

그러나, 이와 달리 제1 채널(71)은 전체 또는 부분적으로 곡선 형태로 만곡진 부분을 포함하여 형성될 수도 있으며, 다양한 형상으로 형성될 수 있음을 밝혀 둔다.However, it should be noted that, unlike this, the first channel 71 may be formed including a curved portion in whole or in part, and may be formed in various shapes.

한편, 도 2에는 제1 채널(71)이 연료극 분리판(60)의 중심부에 단일하게 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이 외에도 제1 채널(71)은 연료가 유입되는 채널로서 기능할 수 있다면 이외에도 다양한 형상 및 개수를 가질 수 있다. 이에 대해서는 후술될 예시를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Meanwhile, in FIG. 2 , the first channel 71 is shown as being singly disposed at the center of the anode separator 60, but in addition to this, the first channel 71 can function as a channel through which fuel flows. It can have various shapes and numbers. This will be described in more detail through an example to be described later.

다시 도 2를 참조하면, 연료 유로(70)는 제1 채널(71)로부터 분기되어 형성되는 보조 채널(73)을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 2 , the fuel passage 70 may include an auxiliary channel 73 branched off from the first channel 71 .

이때, 보조 채널(73)은 제1 채널(71)의 일측부와 연통되도록 형성될 수 있다. 그 결과 유입구(62)를 통해 유입된 연료는 제1 채널(71)을 따라 길이 방향으로 이동되면서 동시에 일부는 측부에 형성된 보조 채널(73)을 통해서 폭 방향으로 이동될 수 있다.At this time, the auxiliary channel 73 may be formed to communicate with one side of the first channel 71 . As a result, the fuel introduced through the inlet 62 can be moved in the longitudinal direction along the first channel 71 and at the same time partially moved in the width direction through the auxiliary channel 73 formed on the side.

본 발명의 일 실시예에서, 보조 채널(73)은 제1 채널(71) 및 후술될 제2 채널(72) 대비 짧은 길이를 가질 수 있다. 예를 들어 도 2와 같이, 보조 채널(73)은 일 방향(도면에서는 Y축 방향)으로 연장되도록 배치된 제1 채널(71)과 제2 채널(72) 사이를 연결시키도록 배치시킴으로써 보조 채널(73)의 연장 길이를 제1 채널(71) 및 제2 채널 대비 짧게 형성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the auxiliary channel 73 may have a shorter length than the first channel 71 and the second channel 72 described later. For example, as shown in FIG. 2, the auxiliary channel 73 is arranged to connect between the first channel 71 and the second channel 72 arranged to extend in one direction (the Y-axis direction in the drawing), thereby providing an auxiliary channel. The extension length of 73 may be formed shorter than that of the first channel 71 and the second channel.

이처럼 제1 채널(71) 대비 짧은 길이의 보조 채널(73)을 배치시킬 경우, 상대적으로 긴 길이의 제1 채널(71) 또는 제2 채널(72) 만을 배치시키는 경우와 비교하여 도 3에 도시된 바와 같이 연료극 분리판(60) 상부의 연료극 집전체(50) 또는 셀(10)에서의 연료의 확산을 촉진시킬 수 있으며, 그 결과 연료전지 스택 전 영역에 대하여 연료 농도의 균일도를 향상시킬 수 있다.In this way, when the auxiliary channel 73 having a shorter length than the first channel 71 is disposed, compared to the case of disposing only the first channel 71 or the second channel 72 having a relatively long length, shown in FIG. As described above, diffusion of fuel in the fuel electrode current collector 50 or cell 10 on the upper portion of the fuel electrode separator 60 can be promoted, and as a result, the uniformity of fuel concentration can be improved over the entire area of the fuel cell stack. there is.

구체적인 일례로서, 보조 채널(73)은 도면에 도시된 바와 같이 제1 채널(71)과 수직하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 채널(71) 대비 보조 채널(73)의 연장 길이를 최소화할 수 있다. 이처럼 보조 채널(73)의 길이가 짧을 경우, 보조 채널(73) 상부의 연료극 집전체(50) 또는 셀(10) 영역에서 연료의 확산 효과를 극대화하여 연료의 분포를 균일화할 수 있는 장점이 있다.As a specific example, the auxiliary channel 73 may be disposed perpendicular to the first channel 71 as shown in the drawing. In this case, the extension length of the auxiliary channel 73 compared to the first channel 71 can be minimized. As such, when the length of the auxiliary channel 73 is short, there is an advantage in that the distribution of the fuel can be made uniform by maximizing the diffusion effect of the fuel in the area of the anode current collector 50 or cell 10 above the auxiliary channel 73. .

그러나, 필요에 따라 보조 채널(73)은 제1 채널(71)과 90도 이외의 소정 각도를 형성하며 분기될 수도 있다. 예를 들어 보조 채널(73)은 제1 채널(71)과 45도의 각도를 형성하며, 제1 채널(71)의 연장 방향에 대하여 경사진 형태로 연장될 수도 있다. However, if necessary, the auxiliary channel 73 may branch off while forming a predetermined angle other than 90 degrees with the first channel 71 . For example, the auxiliary channel 73 forms an angle of 45 degrees with the first channel 71 and may extend in an inclined shape with respect to the extension direction of the first channel 71 .

이와 같이 보조 채널(73)이 제1 채널(71)에 대하여 경사지게 배치될 경우, 보조 채널(73)의 연장 길이를 충분히 확보하여 보조 채널(73) 내에서 연료가 높이 방향을 따라 충분히 이동되도록 충분한 체류 시간을 확보할 수 있으면서도, 동시에 제1 채널(71) 대비 짧은 길이를 가지는 반응 지역을 제공할 수 있어서 집전체(50) 또는 셀(10) 영역에서의 연료의 확산을 촉진시킬 수 있다.In this way, when the auxiliary channel 73 is disposed inclined with respect to the first channel 71, a sufficient extension length of the auxiliary channel 73 is secured so that the fuel is sufficiently moved along the height direction within the auxiliary channel 73. It is possible to secure a residence time and at the same time provide a reaction region having a shorter length than that of the first channel 71 , thereby promoting diffusion of fuel in the current collector 50 or cell 10 region.

본 발명의 일 실시예에서, 보조 채널(73)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 채널(71)의 연장 방향을 따라 복수 개가 일정 간격을 이루며 배치될 수 있다. 이를 통해 연료는 연료극 분리판(60)의 길이 방향(예를 들면, Y축 방향)을 따라 어느 일 영역에 편향됨이 없이 균일하게 분배될 수 있다. In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2 , a plurality of auxiliary channels 73 may be arranged at regular intervals along the extension direction of the first channel 71 . Through this, the fuel can be uniformly distributed without being deflected to any one area along the longitudinal direction (eg, the Y-axis direction) of the anode separator 60 .

이때, 바람직하게는, 복수 개의 보조 채널(73)은 연료전지 스택(100) 전 영역에 대하여 연료의 분포를 균일하게 형성할 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 서로 평행하도록 배치될 수 있다.In this case, preferably, the plurality of auxiliary channels 73 may be arranged parallel to each other as shown in FIG. 2 to form a uniform distribution of fuel with respect to the entire area of the fuel cell stack 100 .

다음으로, 본 발명의 일 실시예에서, 연료 유로(70)는 보조 채널(73)의 단부가 연결되는 제2 채널(72)을 포함할 수 있다. 즉, 제2 채널(72)은 제1 채널(71)과 서로 이격되어 배치되는 채널로서, 보조 채널(73)에 의하여 제1 채널(71)과 연통될 수 있다.Next, in one embodiment of the present invention, the fuel passage 70 may include a second channel 72 to which the end of the auxiliary channel 73 is connected. That is, the second channel 72 is a channel spaced apart from the first channel 71 and may communicate with the first channel 71 through the auxiliary channel 73 .

이때, 다시 도 2를 참조하면, 제2 채널(72)은 제1 채널(71)과 반대로 일단부가 연료극 분리판(60)으로부터 연료가 외부로 유출되는 유출구(64)와 연결될 수 있으며, 타단부는 돌출부(76)에 의하여 연료의 이동이 제한될 수 있다.At this time, referring again to FIG. 2 , opposite to the first channel 71, one end of the second channel 72 may be connected to the outlet 64 through which fuel is discharged from the anode separator 60 to the outside, and the other end may be connected to the outlet 64. The movement of the fuel may be limited by the protrusion 76.

이를 통해 제1 채널(71)로 유입된 연료는 보조 채널(73)로 분기되어 이동된 후, 일부가 높이 방향을 따라 셀(10) 측으로 이동되어 반응에 이용되고, 나머지는 최종적으로 제2 채널(72)로 이동되어 유출구(64)를 통해 연료극 분리판(60)의 외부로 유출될 수 있다.Through this, the fuel introduced into the first channel 71 is branched and moved to the auxiliary channel 73, and then a part of the fuel is moved to the cell 10 side along the height direction and used for reaction, and the remaining fuel is finally used in the second channel. 72 and may be discharged to the outside of the anode separator 60 through the outlet 64 .

본 발명의 일 실시예에서, 제2 채널(72)은 일례로 제1 채널(71)과 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 이를 통해 제1 채널(71)과 제2 채널(72) 사이의 거리를 균일하게 형성하고, 그 결과 제1 채널(71)과 제2 채널(72) 사이에 배치되는 복수 개의 보조 채널(73)의 길이도 균일하게 형성하여 연료전지 스택(100) 전 영역에 대하여 연료 분포의 균일도를 향상시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second channel 72 may be arranged parallel to the first channel 71, for example. Through this, the distance between the first channel 71 and the second channel 72 is uniformly formed, and as a result, a plurality of auxiliary channels 73 disposed between the first channel 71 and the second channel 72 The uniformity of fuel distribution over the entire area of the fuel cell stack 100 can be improved by forming the length of .

이처럼 제1 채널(71)과 제2 채널(72)이 평행하게 배치될 경우, 보조 채널(73)은 제1 채널(71) 및 제2 채널과 동일한 각도를 형성할 수 있다. 일례로, 보조 채널(73)은 제1 채널(71) 및 제2 채널(72)과 동시에 수직하도록 배치됨으로써 연료 유로(70)는 전체적으로 격자 구조를 형성할 수 있다.In this way, when the first channel 71 and the second channel 72 are disposed in parallel, the auxiliary channel 73 may form the same angle as the first channel 71 and the second channel. For example, since the auxiliary channel 73 is arranged to be perpendicular to the first channel 71 and the second channel 72 at the same time, the fuel flow path 70 may form a lattice structure as a whole.

본 발명의 여러 실시예에서, 연료 유로(70)는 아래와 같이 매우 다양하게 배치될 수 있다.In various embodiments of the present invention, the fuel passage 70 may be arranged in a variety of ways as follows.

구체적인 일례로서, 전술한 도 2에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 제1 채널(71)이 중심부에 배치되고, 그 양측으로 소정 거리 이격된 위치에 한 쌍의 제2 채널(72)이 배치될 수 있다. 이때, 보조 채널(73)은 연료가 제1 채널(71)의 양측 방향으로 분기되도록 제1 채널(71)의 양측에 모두 배치될 수 있다. 이 경우, 연료가 제1 채널(71)의 양측 방향으로 분배되어 연료의 공급 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As a specific example, as shown in FIG. 2 described above, one of the first channels 71 is disposed in the center, and a pair of second channels 72 are disposed at positions spaced apart by a predetermined distance on both sides thereof. can At this time, the auxiliary channels 73 may be disposed on both sides of the first channel 71 so that the fuel is diverted to both sides of the first channel 71 . In this case, the fuel is distributed in both directions of the first channel 71, thereby increasing the fuel supply speed.

다른 일례로서, 연료 유로(70)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 제1 채널(71)과 제2 채널(72)이 서로 번갈아 가며 배치되고, 복수 개의 보조 채널(73)이 서로 인접한 제1 채널과 제2 채널(72) 사이를 연결하도록 배치됨으로써 전체적으로 촘촘한 격자 구조를 형성할 수 있다. As another example, in the fuel passage 70, as shown in FIG. 4, a plurality of first channels 71 and second channels 72 are alternately disposed, and a plurality of auxiliary channels 73 are adjacent to each other. By being arranged to connect between the first channel and the second channel 72, a dense lattice structure can be formed as a whole.

이 경우, 제2 채널(72) 측으로 이동된 연료가 인접한 보조 채널(73)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 보조 채널(73)과 제2 채널(72) 사이에는 소정 높이의 단차가 형성될 수 있다.In this case, a step of a predetermined height may be formed between the auxiliary channel 73 and the second channel 72 in order to prevent fuel moved toward the second channel 72 from flowing into the adjacent auxiliary channel 73. .

이처럼 복수 개의 제1 채널(71)과 제2 채널(72)을 교번하여 배치할 경우, 보조 채널(73)의 연장 길이를 최소화할 수 있어 집전체(50) 및 셀(10)과 같은 다공성 부재 내에서의 연료의 확산을 촉진하여 연료 농도의 균일화를 극대화할 수 있다.When the plurality of first channels 71 and second channels 72 are alternately arranged as described above, the extended length of the auxiliary channels 73 can be minimized, and thus porous members such as the current collector 50 and the cell 10 can be minimized. It is possible to maximize the uniformity of the fuel concentration by promoting the diffusion of the fuel within.

다만, 앞서 설명한 바와 같이 보조 채널(73)이 지나치게 짧아질 경우, 연료가 높이 방향으로 이동될 수 있는 충분한 체류 시간을 확보할 수 없는 문제가 있다.However, as described above, when the auxiliary channel 73 is too short, there is a problem in that sufficient residence time for fuel to move in the height direction cannot be secured.

이 점을 보완하기 위하여, 연료 유로(70)의 보조 채널(73)은 도 5에 도시된 바와 같이 절곡부(74)를 포함하여 형성될 수 있다. To supplement this point, the auxiliary channel 73 of the fuel passage 70 may include a bent portion 74 as shown in FIG. 5 .

구체적으로, 보조 채널(73)은 제1 채널(71)로부터 분기되어 바로 제2 채널(72)로 연결되는 것이 아니라, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 채널(72)과 인접한 영역에서 제1 절곡부(84a)를 통해 연장 방향을 전환하여 제1 채널(71) 측으로 연장되었다가, 제1 채널(71)과 인접한 영역에서 다시 제2 절곡부(84b)를 통해 연장 방향을 전환하여 최종적으로 제2 채널(72) 측으로 합류될 수 있다. Specifically, the auxiliary channel 73 is not branched from the first channel 71 and directly connected to the second channel 72, but as shown in FIG. 6, the first channel 73 is located adjacent to the second channel 72. It extends toward the first channel 71 by changing the extension direction through the bent portion 84a, and then changes the extension direction again through the second bend portion 84b in the area adjacent to the first channel 71 to finally It may be joined to the second channel 72 side.

이처럼 보조 채널(73)이 2개의 절곡부(84a, 84b)를 포함할 경우, 보조 채널(73)은 제1 채널과 제2 채널 사이의 거리(a)의 3배의 연장 길이를 확보할 수 있으며, 이를 통해 보조 채널(73)을 따라 이동하는 연료가 셀(10) 측으로 이동될 수 있는 충분한 체류 시간을 제공해 줄 수 있다. 동시에 각 보조 채널이 폭 방향으로 연장되는 길이는 최소화할 수 있으므로 다공성 재질로 형성되는 집전체(50)와 셀(10)에서의 확산은 극대화할 수 있는 효과가 있다.In this way, when the auxiliary channel 73 includes the two bent parts 84a and 84b, the auxiliary channel 73 can secure an extended length three times the distance a between the first and second channels. Through this, it is possible to provide sufficient residence time for the fuel moving along the auxiliary channel 73 to be moved to the cell 10 side. At the same time, since the length of each auxiliary channel extending in the width direction can be minimized, diffusion in the current collector 50 and the cell 10 formed of a porous material can be maximized.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 여러 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 연료가 유입되는 제1 채널(71)과 연료가 유출되는 제2 채널(72)을 별도로 형성하고, 이들 제1 채널(71)과 제2 채널(72) 사이를 상대적으로 길이가 짧은 보조 채널(73)로 연결함으로써 다공성 재질의 셀(10) 및 집전체(50) 영역에서의 연료의 확산을 극대화하여 연료 농도의 분포를 균일화할 수 있다.As described above, the fuel cell stack 100 according to various embodiments of the present invention separately forms a first channel 71 through which fuel flows and a second channel 72 through which fuel flows out, and these first channels By connecting the second channel 71 and the second channel 72 with a relatively short auxiliary channel 73, diffusion of fuel in the porous cell 10 and the current collector 50 area is maximized, thereby increasing the fuel concentration. distribution can be equalized.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 연료극 분리판(또는 공기극 분리판)과 커버 부재를 분리하여 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택에 형성된 연료 유로의 채널 별 연료 농도를 시각적으로 도시한 도면이다.FIG. 7 is a view showing a fuel electrode separator (or air electrode separator) of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention and a cover member separated from each other. 8 is a diagram visually illustrating fuel concentration for each channel of a fuel passage formed in a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 연료 유로(70)와 관련하여, 연료가 상술한 제1 채널(71)로부터 높이 방향을 따라 셀(10) 측으로 이동 가능하도록 하되, 연료가 유입되어 이동되는 제1 채널(71)에 대해서는 연료가 셀(10) 측으로 이동되는 것을 제한하도록 형성될 수 있다.Meanwhile, in the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention, in relation to the fuel passage 70, the fuel can move from the above-described first channel 71 to the cell 10 side along the height direction, , the first channel 71 through which the fuel is introduced and moved may be formed to limit the movement of the fuel to the cell 10 side.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 도 7에 도시된 바와 같이 연료 유로(70)가 형성된 연료극 분리판(60)의 상부에 커버 부재(81)를 도입함으로써, 연료 유로(70) 중에서 제1 채널(71)에 대응되는 영역(85) 또는 제2 채널(72)에 대응되는 영역(86)에 대해서는 연료의 높이 방향 이동을 차단할 수 있다.Specifically, the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, introduces the cover member 81 on the upper part of the fuel electrode separator 60 on which the fuel passage 70 is formed, A height direction movement of fuel may be blocked in an area 85 corresponding to the first channel 71 or an area 86 corresponding to the second channel 72 in the fuel passage 70 .

이때, 상기 커버 부재(81)는 일례로 보조 채널(73)에 대응되는 영역에 대해서는 연료의 이동을 허용하도록 개구가 형성되되, 제1 채널(71)에 대응되는 영역은 커버하도록 형성될 수 있다.At this time, the cover member 81 may have, for example, an opening formed to allow the movement of fuel in an area corresponding to the auxiliary channel 73, but may be formed to cover an area corresponding to the first channel 71. .

보다 상세하게, 연료 유로(70)로부터 셀(10)측으로 이동된 연료는 후술될 공기극 집전체(20)을 거쳐 이동된 공기와 반응하여 물을 생성할 수 있으며, 이때 생성된 물은 연료 유로(70) 내로 이동되어 연료의 농도를 감소시킬 수 있다. 이처럼 농도가 감소된 연료가 보조 채널(73)을 통해 유입될 경우, 연료전지 스택(100)의 전 영역에 걸쳐 전체적으로 연료 농도가 감소될 수 있으며 이는 연료전지의 성능 및 내구성을 저하시킬 수 있다.More specifically, the fuel moved from the fuel passage 70 toward the cell 10 may react with air moved through the cathode current collector 20 to be described later to generate water, and the water generated at this time may generate water through the fuel passage ( 70) to reduce the concentration of the fuel. When the fuel whose concentration is reduced is introduced through the auxiliary channel 73, the fuel concentration may decrease throughout the entire area of the fuel cell stack 100, which may deteriorate the performance and durability of the fuel cell.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 상기 커버 부재(81)를 연료극 분리판(60)과 연료극 집전체(50) 사이에 개재시켜 제1 채널(71)의 상부가 집전체(50) 및 셀(10)과 연통되는 것을 차단함으로써, 상기 제1 채널(71)의 연료가 물에 의해 희석되는 것을 방지할 수 있다.In the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention, the cover member 81 is interposed between the anode separator 60 and the anode current collector 50 so that the upper portion of the first channel 71 is the current collector. By blocking communication with the fuel cell 50 and the cell 10, it is possible to prevent the fuel in the first channel 71 from being diluted by water.

또한, 상기 커버 부재(81)는 종래 기술과 같이 연료극 분리판(60)의 입구단에서 반응이 집중되어 대부분 소모되는 문제를 해결할 수 있다. 달리 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 커버 부재(81)를 통해 일부 영역에서의 전기/열 반응을 차단하거나 허용할 수 있으므로 설계자가 자유자재로 반응영역을 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, the cover member 81 can solve the problem that most of the cover member 81 is consumed due to concentration of reaction at the inlet end of the fuel electrode separator 60, as in the prior art. In other words, since the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention blocks or allows electrical/thermal reactions in some areas through the cover member 81, the designer can freely control the reaction area. There are possible effects.

이때, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)의 커버 부재(80)의 효과를 보다 명확히 확인할 수 있다.At this time, referring to FIG. 8 , the effect of the cover member 80 of the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention can be more clearly confirmed.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 채널(71)은 유입구(62)와 인접한 상부(71') 및 유입구(62)와 먼 거리의 하부(71'')가 모두 100%에 가까운 균일한 연료 농도를 확보할 수 있다. 이것은 제1 채널(71)에 대해서는 상부가 커버 부재(81)에 의하여 공간적으로 차단되므로 셀(10) 측으로부터 물이 유입되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.As shown in FIG. 8, in one embodiment of the present invention, the first channel 71 has an upper portion 71' adjacent to the inlet 62 and a lower portion 71'' distal to the inlet 62. All of them can secure a uniform fuel concentration close to 100%. This is because the upper part of the first channel 71 is spatially blocked by the cover member 81, so that water can be prevented from entering from the side of the cell 10.

이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 제1 채널(71)의 길이 방향을 따라 균일한 농도가 유지됨에 따라, 제1 채널(71)의 측부에 분기되는 복수 개의 보조 채널(73)에 대해서도 제1 채널(71)의 상부로부터 이격된 위치에 상관없이 균일한 연료 농도를 유지할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention, as a uniform concentration is maintained along the length direction of the first channel 71, a plurality of auxiliary channels branching to the side of the first channel 71 73 also has an effect of maintaining a uniform fuel concentration regardless of the position spaced apart from the upper part of the first channel 71.

한편, 상술한 커버 부재(81)는 연료가 유입되는 제1 채널(71) 외에 제2 채널(72)도 차단하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 커버 부재(81)는 사용 후 상대적으로 낮은 농도의 연료가 흐를 수밖에 없는 제2 채널(72)로부터 연료가 확산됨으로써 셀 내부의 연료 농도가 전체적으로 희박해지는 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. Meanwhile, the above-described cover member 81 may be formed to block the second channel 72 as well as the first channel 71 through which fuel flows. In this case, the cover member 81 can effectively solve the problem that the fuel concentration inside the cell becomes low as a whole by diffusing the fuel from the second channel 72 through which relatively low concentration fuel must flow after use.

상기 커버 부재(81)와 관련된 구체적인 일례로서, 커버 부재(81)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 연료극 분리판(60)과 별도로 제작되는 판재일 수 있다. 이때, 판재 형상의 커버 부재(81)에는 보조 채널(73)에 대응되는 영역에 대하여 연료가 이동 가능하도록 슬릿(83)이 형성될 수 있다.As a specific example related to the cover member 81 , the cover member 81 may be a plate material manufactured separately from the anode separator 60 as shown in FIG. 7 . At this time, a slit 83 may be formed in the plate-shaped cover member 81 to allow the fuel to move with respect to an area corresponding to the auxiliary channel 73 .

이때, 바람직하게는, 상기 슬릿은 보조 채널(73)에 대응되는 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 판재 형상의 커버 부재(81)는 연료극 분리판(60)의 외측 테두리의 내측에 삽입되어 상기 연료극 분리판(60)의 상기 외측 테두리와 커버 부재(81)의 외측 테두리가 치합되는 형태로 연료극 분리판(60)과 결합될 수 있다.At this time, preferably, the slit may be formed to have a shape corresponding to the auxiliary channel 73 . In addition, the plate-shaped cover member 81 is inserted inside the outer rim of the anode separator 60 so that the outer rim of the anode separator 60 and the outer rim of the cover member 81 are engaged. It may be combined with the anode separator 60 .

한편, 연료극 분리판(60)과 커버 부재(81)가 서로 분리되는 상술한 예시와 달리, 연료극 분리판(60)과 커버 부재(81)는 서로 일체로 형성될 수도 있다. 일례로, 3D 프린팅을 이용한 적층 제작 방식에 의해서 연료극 분리판(60) 내에 제1 채널(71)의 상부는 폐쇄되면서 동시에 보조 채널(73)에 대응되는 상부는 개방되도록 연료 유로(70)를 형성할 수 있다.Meanwhile, unlike the above example in which the fuel electrode separator 60 and the cover member 81 are separated from each other, the fuel electrode separator 60 and the cover member 81 may be integrally formed with each other. For example, by an additive manufacturing method using 3D printing, the fuel passage 70 is formed such that the upper part of the first channel 71 is closed in the anode separator 60 and the upper part corresponding to the auxiliary channel 73 is open at the same time can do.

이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(100)은 특유의 커버 부재()를 통해 제1 채널(71) 또는 제2 채널(72)에 대하여 연료의 높이 방향 이동을 차단함으로써 전체적으로 균일하고 높은 연료 농도를 확보할 수 있다.As described above, the fuel cell stack 100 according to an embodiment of the present invention blocks the movement of fuel in the height direction with respect to the first channel 71 or the second channel 72 through a unique cover member ( ), thereby providing uniform and A high fuel concentration can be secured.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 공기극 분리판(30) 역시 연료극 분리판(60)과 유사하게, 공기 유입구(32)와 연결되는 제1 채널(41), 공기 유출구(34)와 연결되는 제2 채널(42) 및 이들을 연결하는 보조 채널(43)을 포함하는 공기 유로(40)를 형성할 수 있으며, 별도의 커버 부재(21)를 구비함으로써 제1 채널(41)로부터 셀(10) 방향으로 공기가 이동되는 것을 차단할 수 있다.Meanwhile, as described above, the cathode separator 30 also has a first channel 41 connected to the air inlet 32 and a second channel connected to the air outlet 34, similarly to the anode separator 60. 42 and an auxiliary channel 43 connecting them, an air passage 40 may be formed, and a separate cover member 21 is provided so that air flows from the first channel 41 toward the cell 10. can be prevented from moving.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited by the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention will, within the scope of the same spirit, of the components Other embodiments can be easily suggested by addition, change, deletion, addition, etc., but it will also be said that this is also within the scope of the present invention.

10: 셀 20: 공기극 집전체
30: 공기극 분리판 40: 공기 유로
50: 연료극 집전체 60: 연료극 분리판
70: 연료 유로 71: 제1 채널
72: 제2 채널 73: 보조 채널
80: 커버 부재10: cell 20: air cathode current collector
30: air cathode separator 40: air flow path
50: fuel electrode current collector 60: fuel electrode separator
70: fuel flow path 71: first channel
72 second channel 73 auxiliary channel
80: cover member

Claims (15)

공기극 전극, 전해질, 연료극 전극 순으로 적층되어 형성된 셀;
일면이 상기 공기극 전극 측에 배치되는 공기극 집전체;
상기 공기극 집전체의 타면 측에 배치되며, 내측에 공기가 이동되는 공기 유로가 형성되는 공기극 분리판;
일면이 상기 연료극 전극 측에 배치되는 연료극 집전체; 및
상기 연료극 집전체의 타면 측에 배치되며, 내측에 연료가 이동되는 연료 유로가 형성되는 연료극 분리판;을 포함하는 연료전지 스택으로서,
상기 공기 유로 및 상기 연료 유로 중 적어도 하나는,
외부로부터 상기 공기 또는 상기 연료가 유입되며, 소정 길이 연장 형성되는 제1 채널;
상기 제1 채널로부터 상기 공기 또는 상기 연료가 이동되도록 상기 제1 채널로부터 분기되는 보조 채널; 및
상기 보조 채널의 단부가 연결되며, 상기 보조 채널로부터 이동된 상기 공기 또는 상기 연료가 이동되어 외부로 유출되도록 소정 길이 연장 형성되는 제2 채널;을 포함하고,
상기 공기 유로 및 상기 연료 유로 중 적어도 하나는, 상기 공기 또는 상기 연료가 상기 셀 방향으로 이동 가능하도록 형성되되, 상기 제1 채널로부터 상기 셀 측으로 이동되는 것은 제한하도록 형성되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.A cell formed by stacking an air cathode electrode, an electrolyte, and an anode electrode in that order;
an air cathode current collector having one surface disposed on a side of the air cathode electrode;
an air cathode separator disposed on the other side of the cathode current collector and having an air flow path through which air moves;
an anode collector whose one surface is disposed on the anode side of the anode; and
A fuel cell stack comprising: an anode separator disposed on the other side of the anode current collector and having a fuel flow path through which fuel is moved;
At least one of the air passage and the fuel passage,
a first channel through which the air or the fuel is introduced from the outside and extended to a predetermined length;
an auxiliary channel branching from the first channel to move the air or the fuel from the first channel; and
A second channel connected to an end of the auxiliary channel and extending a predetermined length so that the air or the fuel moved from the auxiliary channel is moved and discharged to the outside;
At least one of the air passage and the fuel passage is formed to allow the air or the fuel to move in the cell direction, but to restrict movement of the air or the fuel from the first channel to the cell side. A fuel cell stack including a separated plate. 제1 항에 있어서,
상기 제1 채널은 일방향을 따라 선형으로 연장 형성되고,
상기 보조 채널은 상기 제1 채널의 연장 방향을 따라 복수 개가 일정 간격으로 이격 배치되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The first channel is formed extending linearly along one direction,
The fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein a plurality of auxiliary channels are spaced apart from each other at regular intervals along an extending direction of the first channel. 제1 항에 있어서,
상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 서로 평행하도록 배치되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein the first channel and the second channel are disposed parallel to each other. 제1 항에 있어서,
상기 보조 채널은 복수 개가 구비되되 서로 평행하도록 배치되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
A fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein a plurality of auxiliary channels are provided and are disposed parallel to each other. 제4 항에 있어서,
상기 복수 개의 보조 채널은, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널과 서로 직교하도록 배치되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 4,
The plurality of auxiliary channels are arranged to be orthogonal to each other with the first channel and the second channel, the fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure. 제1 항에 있어서,
상기 보조 채널은 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 연장 길이 미만의 길이를 가지도록 연장되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein the auxiliary channel extends to have a length less than the extension length of the first channel and the second channel. 제1 항에 있어서,
상기 제1 채널의 양측에 각각 상기 제2 채널이 배치되고,
상기 보조 채널은 상기 제1 채널의 양측 방향으로 상기 공기 또는 상기 연료가 분배되도록 상기 제1 채널의 양측에 각각 배치되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The second channel is disposed on both sides of the first channel, respectively,
The auxiliary channels are disposed on both sides of the first channel so that the air or the fuel is distributed in both directions of the first channel, the fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure. 제1 항에 있어서,
상기 제1 채널과 상기 제2 채널은 각각 복수 개가 구비되고,
상기 복수 개의 제1 채널과 제2 채널은 서로 교번하여 배치되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The first channel and the second channel are provided with a plurality of each,
The fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein the plurality of first channels and the second channels are alternately disposed. 제1 항에 있어서,
상기 보조 채널은 연장 방향을 전환하는 절곡부를 포함하여 형성되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein the auxiliary channel is formed by including a bent portion for changing an extending direction. 제1 항에 있어서,
상기 공기 유로 또는 상기 연료 유로는 상기 셀을 향하는 상부가 개방되도록 형성되고,
상기 상부 중에서 상기 제1 채널에 대응되는 영역을 커버하도록 상기 공기극 분리판과 상기 공기극 집전체 사이 또는 상기 연료극 분리판과 상기 연료극 집전체 사이에 배치되는 커버 부재를 더 포함하는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The air passage or the fuel passage is formed such that an upper portion toward the cell is open,
A gas equal distribution structure further comprising a cover member disposed between the cathode separator and the cathode collector or between the anode separator and the anode collector to cover an area of the upper part corresponding to the first channel. A fuel cell stack including a provided separator. 제10 항에 있어서,
상기 커버 부재는 상기 공기극 분리판 또는 상기 연료극 분리판과 별도로 제작되는 판재 형상으로 형성되되, 상기 보조 채널에 대응되는 영역에 대하여 상기 공기 또는 상기 연료가 이동 가능하도록 슬릿이 형성되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 10,
The cover member is formed in the shape of a plate material manufactured separately from the air electrode separator or the fuel electrode separator, and has a slit formed therein so that the air or the fuel can move with respect to an area corresponding to the auxiliary channel. A fuel cell stack comprising a separator having a. 제11 항에 있어서,
상기 슬릿은 상기 보조 채널에 대응되는 형상을 가지도록 형성되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 11,
The fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein the slit is formed to have a shape corresponding to the auxiliary channel. 제10 항에 있어서,
상기 공기극 분리판 및 상기 커버 부재 또는 상기 연료극 분리판 및 상기 커버 부재는 일체로 형성되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 10,
A fuel cell stack including a separator having a gas equal distribution structure, wherein the air electrode separator and the cover member or the fuel electrode separator and the cover member are integrally formed. 제1 항에 있어서,
상기 공기 유로 및 상기 연료 유로 중 적어도 하나는, 상기 공기 또는 상기 연료가 상기 보조 채널을 통해서만 상기 셀 방향으로 이동 가능하도록 형성되는, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
At least one of the air passage and the fuel passage includes a separator having a gas equal distribution structure formed so that the air or the fuel can move in the cell direction only through the auxiliary channel. 제1 항에 있어서,
상기 연료전지 스택은 고체산화물 연료전지용 연료전지 스택인, 가스 균등 분배 구조가 구비된 분리판을 포함하는 연료전지 스택.According to claim 1,
The fuel cell stack is a fuel cell stack for a solid oxide fuel cell, and includes a separator having a gas equal distribution structure.
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