KR20230092051A - Drone using fuel cells - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론본체; 상기 드론본체에 프로펠러 각각을 회전시키도록 마련되는 다수의 구동모터; 상기 구동모터의 구동에 필요한 전원을 제공하는 연료전지; 상기 연료전지의 구동에 필요한 수소를 공급하는 수소공급부; 및 상기 연료전지의 구동에 필요한 산소를 공급하는 산소공급부;를 포함하도록 한 연료전지를 사용하는 드론에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 연료전지의 사용으로 인해 비행 시간을 연장할 수 있도록 하여, 비행 목적의 달성에 도움을 줄 수 있고, 이로 인해 다양한 용도로 활용할 수 있도록 할 수 있으며, 연료전지의 전력 발생 효율을 높이도록 함으로써, 기존 연료전지 사용 드론에 비하여 보다 장시간 비행 및 활용이 가능하도록 하고, 높은 과전압이 인가되는 수전해 반응에서 물-탄소 반응에 의한 부식을 방지할 수 있도록 함으로써, 내구성이 뛰어나도록 하는 효과를 가진다.The present invention drone body; A plurality of drive motors provided to rotate each of the propellers in the drone body; a fuel cell providing power necessary for driving the driving motor; a hydrogen supply unit supplying hydrogen necessary for driving the fuel cell; and an oxygen supplier supplying oxygen necessary for driving the fuel cell.
According to the present invention, the flight time can be extended due to the use of a fuel cell, which can help achieve the purpose of flight, and can be used for various purposes, and the power generation efficiency of a fuel cell can be improved By increasing the height, it is possible to fly and use for a longer period of time compared to drones using conventional fuel cells, and to prevent corrosion due to water-carbon reaction in the water electrolysis reaction to which high overvoltage is applied. The effect of making durability excellent have
Description
본 발명은 드론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지의 전력 발생 효율을 높이도록 함으로써, 보다 장시간 비행 및 활용이 가능하도록 하고, 연료전지의 수전해용으로 사용 전환이 가능한 연료전지를 사용하는 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a drone, and more particularly, to a drone using a fuel cell capable of enabling a longer flight and utilization by increasing the power generation efficiency of a fuel cell and converting the use of a fuel cell to water electrolysis. it's about
일반적으로, 드론은 무선통신 방식을 통해 원격 제어되고, 군사용으로 개발되어 단순한 사격연습에 사용되었으나, 전자 통신기술의 지속적 발전에 따라 군사용 뿐만 아니라, 그 이외의 다양한 분야로 확대 보급되고 있다. 예컨대 드론은 사람이 쉽게 접근할 수 없는 각종 재해나 사고지역 또는 정글이나 오지 또는 화산지역 등으로 투입되어, 현장의 상황파악이나 인명구조 또는 방송용 영상을 얻기 위하여 사용되기도 하고, 배송회사에서 물품수송의 상업적 목적으로 운용하거나, 감시카메라를 대신하는 보안 및 관제서비스에 적용되기도 한다. In general, drones are remotely controlled through a wireless communication method, developed for military purposes, and used for simple shooting practice. For example, drones are deployed to various disasters or accident areas, jungles, remote areas, or volcanic areas that are not easily accessible to people, and are used to grasp the situation on the site, rescue lives, or obtain broadcasting images, and are used by delivery companies to transport goods. It is operated for commercial purposes or applied to security and control services instead of surveillance cameras.
최근에는 드론의 일반화에 따라 개인들도 취미생활을 목적으로 드론을 구입하기도 한다. 이러한 드론의 일반적인 구성은 양력을 출력하는 다수의 팬과, 팬에 전력을 공급하는 배터리와 제어부로 이루어진다. 팬은 배터리로부터 공급된 전력에 의해 회전력을 발생하는 모터와, 모터의 구동축에 고정되는 프로펠러로 구성된다. 이러한 드론의 운용에 있어서 가장 중요시 되는 것 중 하나는 장시간의 운용이 가능한지 여부이다. 현재 시중에서 사용되는 대부분의 드론은 비행시간이 길지 않다. 이는 여러 개의 프로펠러를 구동하는데 많은 전력이 소모되기 때문이다. Recently, according to the generalization of drones, individuals also purchase drones for the purpose of hobbies. A general configuration of such a drone is composed of a plurality of fans that output lift, a battery that supplies power to the fans, and a controller. The fan is composed of a motor generating rotational force by power supplied from a battery and a propeller fixed to a drive shaft of the motor. One of the most important things in the operation of these drones is whether or not they can be operated for a long time. Most drones currently on the market do not have long flight times. This is because a lot of power is consumed to drive multiple propellers.
이를 개선하기 위하여 연료전지를 사용하는 드론이 개발되어 사용되고 있는데, 이와 관련되는 종래 기술로서, 한국등록특허 제10-2287434호의 "수소 연료전지 드론"이 제시된 바 있는데, 이는 수소를 공급받아 전기를 생산하는 연료전지스택이 배치되는 드론 본체; 상기 연료전지스택으로부터 전기를 공급받아 비행을 위한 양력을 발생시키는 복수 개의 날개부들; 및 내부에 수소를 저장하여 상기 연료전지스택에 상기 수소를 공급하는 복수 개의 프레임 겸용 수소용기들을 포함하며, 상기 프레임 겸용 수소용기들은 상기 드론 본체의 외측 둘레를 따라 소정 간격을 두고 방사상으로 돌출 배치되며, 일단부는 상기 드론 본체에 연결되고 타단부는 상기 날개부에 연결되며, 상기 프레임 겸용 수소용기는, 하나 이상의 단위용기; 상기 단위용기의 일단부에 결합되며, 상기 드론 본체에 장착되는 본체용 매니폴드; 및 상기 단위용기의 타단부에 결합되며, 상기 날개부에 장착되는 날개부용 매니폴드를 포함한다. In order to improve this, a drone using a fuel cell has been developed and used. As a prior art related to this, a "hydrogen fuel cell drone" in Korean Patent Registration No. 10-2287434 has been proposed, which produces electricity by receiving hydrogen. A drone body in which a fuel cell stack is disposed; a plurality of wing parts generating lift for flight by receiving electricity from the fuel cell stack; and a plurality of frame-combined hydrogen containers storing hydrogen therein and supplying the hydrogen to the fuel cell stack, wherein the frame-combined hydrogen containers are radially protruded at predetermined intervals along the outer circumference of the drone body, , One end is connected to the drone body and the other end is connected to the wing, and the frame combined hydrogen container includes one or more unit containers; a body manifold coupled to one end of the unit container and mounted on the drone body; and a manifold for wing parts coupled to the other end of the unit container and mounted on the wing parts.
그러나, 이러한 종래 기술은, 연료전지스택의 배치 구조가 효율적이지 못하여 연료전지스택의 안정적인 설치, 유지 및 관리가 불편하고, 연료전지스택의 효율성을 높일 필요가 있음에도 이에 대한 개선책이 제시되어 있지 않다는 문제점을 가지고 있다.However, in this prior art, the arrangement structure of the fuel cell stack is not efficient, so stable installation, maintenance, and management of the fuel cell stack are inconvenient, and there is a need to increase the efficiency of the fuel cell stack, but no improvement measures have been proposed. has
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 연료전지의 사용으로 인해 비행 시간을 연장할 수 있도록 하여, 비행 목적의 달성에 도움을 주고, 이로 인해 다양한 용도로 활용할 수 있도록 하며, 연료전지의 전력 발생 효율을 높이도록 함으로써, 기존 연료전지 사용 드론에 비하여 보다 장시간 비행 및 활용이 가능하도록 하고, 높은 과전압이 인가되는 수전해 반응에서 물-탄소 반응에 의한 부식을 방지할 수 있도록 함으로써, 내구성이 뛰어나도록 하는데 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention helps to achieve the purpose of flight by extending the flight time due to the use of a fuel cell, thereby enabling it to be used for various purposes, By increasing the power generation efficiency of the fuel cell, it is possible to fly and use for a longer period of time compared to drones using conventional fuel cells, and to prevent corrosion due to water-carbon reaction in water electrolysis reaction to which high overvoltage is applied. , the purpose is to have excellent durability.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will be easily understood through the description of the following embodiments.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 드론본체; 상기 드론본체에 프로펠러 각각을 회전시키도록 마련되는 다수의 구동모터; 상기 구동모터의 구동에 필요한 전원을 제공하는 연료전지; 상기 연료전지의 구동에 필요한 수소를 공급하는 수소공급부; 및 상기 연료전지의 구동에 필요한 산소를 공급하는 산소공급부;를 포함하고, 상기 연료전지는, 제 1 수소주입홀과 제 1 산소주입홀이 각각 마련되는 제 1 엔드플레이트; 상기 제 1 엔드플레이트의 후측에 밀착되고, 접속을 위한 제 1 전극이 마련되며, 상기 제 1 수소주입홀과 상기 제 1 산소주입홀 각각에 연결되는 제 2 수소주입홀과 제 2 산소주입홀이 형성되는 수소극집전판; 상기 제 1 엔드플레이트와 상기 수소극집전판에 마련되고, 상기 제 1 산소주입홀을 통해서 주입되는 수소가 상기 수소극집전판에 분산되도록 하는 수소분산부; 상기 수소극집전판의 후측에 밀착되고, 상기 수소분산부에 의해 수소가 분산되어 접하도록 전후로 노출되는 제 1 가스디퓨전레이어가 마련되며, 상기 제 2 수소주입홀과 상기 제 2 산소주입홀 각각에 연결되는 제 3 수소주입홀과 제 3 산소주입홀이 형성되는 제 1 가스켓; 상기 제 1 가스켓의 후측에 밀착되고, 양이온을 투과시키며, 전면에 수소극 촉매를 가지고, 후면에 산소극 촉매를 가지며, 상기 제 3 수소주입홀 및 상기 제 3 산소주입홀 각각에 연결되는 제 4 수소주입홀 및 제 4 산소주입홀이 형성되는 막전극접합체; 상기 막전극접합체의 후측에 밀착되고, 전후로 노출되는 제 2 가스디퓨전레이어를 가지며, 상기 제 4 수소주입홀 및 상기 제 4 산소주입홀 각각에 연결되는 제 5 수소주입홀 및 상기 제 5 산소주입홀이 형성되는 제 2 가스켓; 상기 제 2 가스켓 후측에 밀착되고, 접속을 위한 제 2 전극이 마련되며, 상기 제 5 수소주입홀 및 상기 제 5 산소주입홀 각각에 연결되는 제 6 수소주입홀 및 제 6 산소주입홀이 형성되는 산소극집전판; 상기 산소극집전판 후측에 밀착되고, 상기 제 6 수소주입홀 및 제 6 산소주입홀 각각에 연결되는 제 7 수소주입홀 및 제 7 산소주입홀이 형성되는 제 2 엔드플레이트; 및 상기 제 2 엔드플레이트와 상기 산소극집전판에 마련되고, 상기 제 6 산소주입홀을 통해서 주입되는 산소가 상기 제 2 가스디퓨전레이어에 분산되도록 하는 산소분산부;를 포함하고, 상기 연료전지는, 상기 제 1 또는 제 7 산소주입홀을 통해 물을 주입함과 아울러, 상기 제 1 및 제 2 전극을 통해 전원을 공급함으로써, 수소와 산소를 발생시키도록 하는 수전해 반응용으로도 사용이 가능한, 연료전지를 사용하는 드론이 제공된다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, the drone body; A plurality of drive motors provided to rotate each of the propellers in the drone body; a fuel cell providing power necessary for driving the driving motor; a hydrogen supply unit supplying hydrogen necessary for driving the fuel cell; and an oxygen supplier supplying oxygen necessary for driving the fuel cell, wherein the fuel cell includes: a first end plate having a first hydrogen injection hole and a first oxygen injection hole; A second hydrogen injection hole and a second oxygen injection hole are provided in close contact with the rear side of the first end plate, a first electrode for connection is provided, and connected to the first hydrogen injection hole and the first oxygen injection hole, respectively. a hydrogen electrode current collector plate formed; a hydrogen dispersing unit provided on the first end plate and the hydrogen electrode collector plate and distributing hydrogen injected through the first oxygen injection hole to the hydrogen electrode collector plate; A first gas diffusion layer is provided in close contact with the rear side of the hydrogen electrode collector plate and is exposed in front and rear so that hydrogen is dispersed and contacted by the hydrogen dispersion unit, and is provided in each of the second hydrogen injection hole and the second oxygen injection hole. a first gasket in which a third hydrogen injection hole and a third oxygen injection hole connected thereto are formed; A fourth gasket closely adhered to the rear side of the first gasket, permeating positive ions, having a hydrogen electrode catalyst on the front side and an oxygen electrode catalyst on the rear side, and connected to the third hydrogen injection hole and the third oxygen injection hole, respectively. a membrane electrode assembly in which a hydrogen injection hole and a fourth oxygen injection hole are formed; A fifth hydrogen injection hole and a fifth oxygen injection hole connected to the fourth hydrogen injection hole and the fourth oxygen injection hole, respectively, having a second gas diffusion layer closely adhered to the rear side of the membrane electrode assembly and exposed in the front and rear directions. a second gasket formed thereon; Closely adhered to the rear side of the second gasket, a second electrode for connection is provided, and a sixth hydrogen injection hole and a sixth oxygen injection hole connected to the fifth hydrogen injection hole and the fifth oxygen injection hole, respectively, are formed. Oxygen electrode collector plate; a second end plate attached to a rear side of the oxygen electrode collector plate and having a seventh hydrogen injection hole and a seventh oxygen injection hole connected to the sixth hydrogen injection hole and the sixth oxygen injection hole, respectively; and an oxygen dispersing unit provided on the second end plate and the oxygen electrode collector plate and dispersing oxygen injected through the sixth oxygen injection hole into the second gas diffusion layer, wherein the fuel cell includes: It can also be used for a water electrolysis reaction to generate hydrogen and oxygen by injecting water through the first or seventh oxygen injection hole and supplying power through the first and second electrodes, A drone using a fuel cell is provided.
상기 연료전지는, 상기 제 2 엔드플레이트의 후측에 상기 수소극집전판, 상기 제 1 가스켓, 상기 막전극접합체, 상기 제 2 가스켓, 상기 산소극집전판, 상기 제 2 엔드플레이트가 후측으로 연속해서 적어도 하나 이상 반복되도록 마련되되, 제 2 엔드플레이트의 후측에 제 1 가스켓이 접할 경우, 서로 접하는 제 2 엔드플레이트와 상기 제 1 가스켓에 상기 수소분산부가 마련될 수 있다.In the fuel cell, at least the hydrogen electrode collector plate, the first gasket, the membrane electrode assembly, the second gasket, the oxygen electrode collector plate, and the second end plate are continuously rearward of the second end plate. It is provided to be repeated one or more times. When the first gasket is in contact with the rear side of the second end plate, the hydrogen dispersion unit may be provided in the second end plate and the first gasket in contact with each other.
상기 수소분산부는, 상기 수소극집전판에 전.후측으로 개방되도록 형성되고, 상기 제 2 수소주입홀에 연결되어 상기 수소극집전판에 수소의 분산을 위한 경로를 제공하는 제 1 분산경로; 및 상기 제 1 엔드플레이트의 후면에 상기 제 1 분산경로에 일치하도록 형성되는 제 1 분산홈;을 포함하고, 상기 산소분산부는, 상기 산소극집전판에 전.후측으로 개방되도록 다수의 홀로 형성되는 제 2 분산경로; 및 상기 제 2 엔드플레이트의 전면에 상기 제 7 산소주입홀에 연결되어 상기 제 2 분산경로에 산소를 분사키도록 상기 홀 각각에 대응하는 돌기가 내측에 다수로 형성되는 제 2 분산홈;을 포함할 수 있다.The hydrogen dispersing unit may include a first dispersion path formed to be open to the front and rear sides of the hydrogen electrode collector plate and connected to the second hydrogen injection hole to provide a path for dispersing hydrogen in the hydrogen electrode collector plate; and first dispersion grooves formed on the rear surface of the first end plate to coincide with the first dispersion path, wherein the oxygen dispersion part is formed with a plurality of holes open to the front and rear sides of the oxygen electrode collector plate. 2 dispersal pathways; and second distribution grooves connected to the seventh oxygen injection hole on the front surface of the second end plate and having a plurality of protrusions corresponding to the holes formed therein so as to inject oxygen into the second distribution path. can do.
상기 산소극 촉매는, 물 배출과 산소 버블 배출이 용이하도록 티타늄 파우더 담지체를 사용하고, 상기 티타늄 파우더 담지체는, 촉매 물질에 해당하는 백금, 이리듐, 루테늄, 백금-이리듐합금 및 백금-루테늄합금 중에서 적어도 하나 이상을 담지할 수 있다.The oxygen cathode catalyst uses a titanium powder carrier to facilitate water discharge and oxygen bubble discharge, and the titanium powder carrier includes platinum, iridium, ruthenium, platinum-iridium alloy, and platinum-ruthenium alloy corresponding to catalyst materials. At least one of them may be supported.
상기 드론본체는, 하측에 지면에의 설치를 위해 한 쌍의 지지대 각각이 서로 이격되도록 마련되고, 상기 지지대 사이에 위치하여 상기 연료전지가 적재되는 연료전지적재부가 상기 지지대 각각의 수평부분에 수평끼움부에 의해 끼워짐으로써 고정되며, 상기 지지대 각각에 설치되는 수소공급부적재부 각각이 상기 지지대의 수직부분과 수평부분에 수직끼움부 및 수평끼움부에 의해 각각 끼워짐으로써 고정되고, 상기 산소공급부는, 상기 연료전지의 양측에 위치하여 상기 연료전지적재부 내에 각각 장착되는 송풍부 및 흡입부를 포함하고, 상기 송풍부가 상기 연료전지에 공기를 송풍하도록 하고, 상기 흡입부가 상기 연료전지로부터 물과 함께 공기를 배출시키도록 흡입할 수 있다. In the drone body, a pair of supports are provided to be spaced apart from each other for installation on the ground on the lower side, and the fuel cell loading part on which the fuel cell is loaded is located between the supports and is horizontally fitted into the horizontal part of each of the supports. It is fixed by being fitted by a part, and each of the hydrogen supply sub-mounting parts installed on each of the supports is fixed by being fitted into the vertical and horizontal parts of the support by vertical fitting parts and horizontal fitting parts, respectively, and the oxygen supply part is fixed. , a blower part and a suction part located on both sides of the fuel cell and mounted in the fuel cell loading part, wherein the blower part blows air to the fuel cell, and the suction part blows air with water from the fuel cell. can be inhaled to expel
본 발명에 따른 연료전지를 사용하는 드론에 의하면, 연료전지의 사용으로 인해 비행 시간을 연장할 수 있도록 하여, 비행 목적의 달성에 도움을 줄 수 있고, 이로 인해 다양한 용도로 활용할 수 있도록 할 수 있으며, 연료전지의 전력 발생 효율을 높이도록 함으로써, 기존 연료전지 사용 드론에 비하여 보다 장시간 비행 및 활용이 가능하도록 할 수 있고, 높은 과전압이 인가되는 수전해 반응에서 물-탄소 반응에 의한 부식을 방지할 수 있도록 함으로써, 내구성이 뛰어나도록 하는 효과를 가진다.According to the drone using the fuel cell according to the present invention, the flight time can be extended due to the use of the fuel cell, so that it can help achieve the purpose of flight, and can be used for various purposes. In addition, by increasing the power generation efficiency of the fuel cell, it is possible to fly and use for a longer time compared to conventional drones using fuel cells, and to prevent corrosion due to water-carbon reaction in water electrolysis reaction to which high overvoltage is applied. By enabling it, it has the effect of making it excellent in durability.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론을 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론의 연료전지를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론의 연료전지를 분해하여 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론의 연료전지에 대한 수전해 모드에서의 반응과 연료전지 모드에서의 반응을 나타낸 것이다.1 is a perspective view illustrating a drone using a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a drone using a fuel cell according to an embodiment of the present invention from another direction.
3 is a perspective view illustrating an exploded view of a fuel cell of a drone using a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a fuel cell of a drone using a fuel cell according to an embodiment of the present invention disassembled and shown from another direction.
5 illustrates a reaction in a water electrolysis mode and a reaction in a fuel cell mode for a fuel cell of a drone using a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood in such a way as to include all changes, equivalents, or substitutes included in the technical spirit and scope of the present invention, and may be modified in various other forms. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals will be assigned to the same or corresponding components regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론을 다른 방향에서 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a drone using a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a drone using a fuel cell according to an embodiment of the present invention from another direction.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시례에 따른 연료전지를 사용하는 드론(10)은 드론본체(100), 구동모터(200), 연료전지(300), 수소공급부(400) 및 산소공급부(510,520)를 포함할 수 있다. 1 and 2, a
드론본체(100)는 중심부로부터 다수의 갈래로 분기되는 분기부(110)가 형성될 수 있고, 분기부(110) 각각에 구동모터(미도시)가 수용됨으로써 분기부(110) 마다 프로펠러(200)가 회전 구동 가능하게 설치될 수 있다. 드론본체(100)는 자율 비행이나 자율 자세 유지에 필요한 속도, 가속도, 자세 등의 정보를 획득하기 위한 속도센서, 가속도센서 등의 감지부, 위치정보를 산출하기 위한 GPS, 외부의 조정기와의 무선 통신을 수행하기 위한 무선통신부, 그리고, 조정기의 조작신호에 따른 구동모터(미도시) 각각에 대한 제어를 수행하는 제어부 등이 마련될 수 있다.The drone
드론본체(100)는 하측에 지면에의 설치를 위해 한 쌍의 지지대(120) 각각이 서로 이격되도록 마련될 수 있고, 지지대(120) 사이에 위치하여 연료전지(300)가 적재되는 연료전지적재부(130)가 지지대(120) 각각의 수평부분에 수평끼움부(131)에 의해 끼워짐으로써 고정될 수 있으며, 지지대(120) 각각에 설치되는 수소공급부적재부(140) 각각이 지지대(120)의 수직부분과 수평부분에 수직끼움부(141) 및 수평끼움부(142)에 의해 각각 끼워짐으로써 고정될 수 있다. 여기서, 수평끼움부(131,142) 및 끼움부(141)는 휨에 대한 복원력을 가지는 재질로 이루어져서 끼움 이후 복원력에 의해 고정력을 발휘하도록 구성될 수 있고, 보다 견고한 고정을 위하여, 추가로 볼팅 등의 방법에 의해, 지지대(120)에 착탈 가능하게 고정될 수도 있다. The
구동모터(200)는 드론본체(100)에 프로펠러(200) 각각을 회전시키도록 마련되는데, 본 실시례에서처럼 분기부(110) 마다 내측에 수직되게 수용될 수 있고, 분기부(110)로부터 상측으로 돌출되는 회전축에 프로펠러(200)가 각각 고정됨으로써, 프로펠러(200)의 회전에 의해, 비행 및 방향전환에 필요한 추진력을 발생시킬 수 있다. The
연료전지(300)는 구동모터(200)의 구동에 필요한 전원을 제공하도록 하는데, 이에 대해서는 도면을 참조하여 후술하기로 한다.The
수소공급부(400)는 연료전지(300)의 구동에 필요한 연료로서 수소를 공급하도록 한다. 수소공급부(400)는 예컨대 수소저장합금으로 이루어질 수 있으나, 이에 반드시 한하는 것은 아니며, 수소를 다양한 방식으로 저장하도록 구성될 수 있다.The
산소공급부(510,520)는 연료전지의 구동에 필요한 산소를 공급하도록 하는데, 이를 위해, 일례로, 연료전지(300)의 양측에 각각 위치하여 연료전지적재부(130) 내에 각각 장착되는 송풍부(510) 및 흡입부(520)를 포함할 수 있고, 송풍부(510)가 연료전지(300)에 공기를 송풍하도록 하고, 흡입부(520)가 연료전지(510)로부터 물과 함께 공기를 배출시키도록 흡입할 수 있다. 송풍부(510) 및 흡입부(520)는 송풍력 및 흡입력 각각이 집중되는 파이프를 사용하여 연료전지에 공기의 주입 및 배출을 가능하도록 할 수 있다. The
도 1 내지 도 4를 참조하면, 연료전지(300)는 예컨대, 가장 기본적으로 제 1 엔드플레이트(310), 수소극집전판(320), 수소분산부(331,332), 제 1 가스켓(340), 막전극접합체(350), 제 2 가스켓(360), 산소극집전판(370), 제 2 엔드플레이트(380) 및 산소분산부(391,392)를 포함할 수 있다.1 to 4 , the
제 1 엔드플레이트(310)는 제 1 수소주입홀(311)과 제 1 산소주입홀(312)이 각각 마련될 수 있다. 여기서, 제 1 수소주입홀(311)은 수소공급부(400)로부터 유량조절부(410)에 의해 유량이 조절된 수소를 수소공급튜브(미도시)를 통해서 공급받도록 구성될 수 있다. 여기서 유량조절부(410)는 제어부(미도시)에 의해 제어되는 유량조절밸브가 사용될 수 있다. 제 1 엔드플레이트(310)는 강도 유지 및 경량화를 위하여, 아크릴 재질이나 이에 유사한 경금속 또는 다양한 합성수지 재질이 사용될 수 있다.The
수소극집전판(320)은 제 1 엔드플레이트(310)의 후측에 밀착되고, 접속을 위한 제 1 전극(323)이 마련될 수 있으며, 제 1 수소주입홀(311)과 제 1 산소주입홀(312) 각각에 연결되는 제 2 수소주입홀(321)과 제 2 산소주입홀(322)이 형성될 수 있다. 수소극집전판(320)은 전기 전도성을 위하여, 동판을 비롯하여 이와 유사한 성질의 금속판이 사용될 수 있다. 여기서, 후측은 연료전지(300)의 각 구성들이 배열되는 방향을 기준으로 전단과 후단으로 구분될 경우, 후단을 향하는 후방측을 의미할 수 있으며, 이하의 모든 실시례에 적용될 수 있다. 또한 밀착은 기밀되도록 밀착됨을 의미할 수 있고, 이를 위해 본 실시례에서처럼 가장자리를 따라 다수의 볼트와 너트를 사용하여 서로 밀착되게 고정되도록 구성될 수 있고, 이에 한하지 않고, 브라켓 등을 사용하여 서로 간에 밀착된 상태를 유지하도록 구성될 수 있다 The hydrogen
수소분산부(331,332)는 제 1 엔드플레이트(310)와 수소극집전판(320)에 마련될 수 있고, 제 1 산소주입홀(312)을 통해서 주입되는 수소가 수소극집전판(320)에 분산되도록 한다. 수소분산부(330)는 예컨대, 본 실시례에서처럼, 수소극집전판(320)에 전.후측으로 개방되도록 형성될 수 있고, 제 2 수소주입홀(321)에 연결되어 수소극집전판(320)에 수소의 분산을 위한 경로를 제공하는 제 1 분산경로(331)와, 제 1 엔드플레이트(310)의 후면에 제 1 분산경로(331)에 일치하도록 형성되는 제 1 분산홈(332)을 포함할 수 있다. 제 1 분산경로(331)와 제 1 분산홈(332)은 본 실시례에서처럼 지그재그 형태를 가질 수 있으나, 이에 반드시 한하는 것은 아니며, 분사에 적합한 다양한 경로를 가질 수 있다.The
제 1 가스켓(340)은 수소극집전판(320)의 후측에 밀착될 수 있고, 수소분산부(330)에 의해 수소가 분산되어 접하도록 전후로 노출되는 제 1 가스디퓨전레이어(gas diffusion layer; 341)가 마련될 수 있으며, 제 2 수소주입홀(321)과 제 2 산소주입홀(322) 각각에 연결되는 제 3 수소주입홀(342)과 제 3 산소주입홀(343)이 형성될 수 있다. 제 1 가스켓(340)은 일례로 본 실시례에서처럼 제 1 가스디퓨전레이어(341)를 제외한 가장자리 부분이 실리콘이나 고무 등의 실링이 가능한 재질로 이루어질 수 있고, 제 1 가스디퓨젼레이저(341)가 카본페이퍼를 비롯하여, 전자의 전달 내지 전도성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있음은 물론이다. The
막전극접합체(350)는 제 1 가스켓(340)의 후측에 밀착되고, 양이온을 투과시키며, 전면에 수소극 촉매(351)를 가지고, 후면에 산소극 촉매(352)를 가지며, 제 3 수소주입홀(342) 및 제 3 산소주입홀(343) 각각에 연결되는 제 4 수소주입홀(353) 및 제 4 산소주입홀(354)이 형성될 수 있다. 여기서 전면과 후면 각각은 앞서 설명한 바와 같이, 연료전지(300)의 각 구성들이 배열되는 방향을 기준으로 전방을 향하는 면과 후방을 향하는 면을 의미할 수 있다. 여기서, 수소극 촉매(351)는 촉매의 전극재료로서, 카본블랙상의 백금(Pt) 입자의 코팅으로 형성되도록 구성될 수 있다. The
산소극 촉매(352)는 물 배출과 산소 버블 배출이 용이하도록 티타늄 파우더 담지체를 사용할 수 있는데, 티타늄 파우더 담지체는 촉매 물질에 해당하는 백금, 이리듐, 루테늄, 백금-이리듐합금 및 백금-루테늄합금 중에서 적어도 하나 이상을 담지할 수 있다. 산소극 촉매(352)는 티타늄 파우더 담지체와 물리적으로 혼합되어 담지되고, 나피온 아이오노머 바인더(Nafion sol)를 이용한 촉매 슬러리 제조 과정에서 일체의 카본물질이 배제되도록 제조될 수 있다. 촉매 물질은 나노(nano) 또는 마이크로(micro) 사이즈일 수 있고, 티타늄 파우더 담지체는 촉매 물질 크기의 5 ~ 200배 크기일 수 있다. 티타늄 파우더 담지체와 물리적으로 혼합되어 촉매층을 형성할 때, 티타늄 파우더 담지체에 대한 촉매 물질의 담지량이 01~1mg/cm2임과 아울러, 티타늄 파우더 담지체의 전체 중량에 대하여 50~99 중량%일 수 있다.The
제 2 가스켓(360)은 막전극접합체(350)의 후측에 밀착될 수 있고, 전후로 노출되는 제 2 가스디퓨전레이어(361)를 가질 수 있으며, 제 4 수소주입홀(353) 및 제 4 산소주입홀(354) 각각에 연결되는 제 5 수소주입홀(362) 및 제 5 산소주입홀(363)이 형성될 수 있다. 제 2 가스켓(360)은 일례로 본 실시례에서처럼 제 2 가스디퓨전레이어(361)를 제외한 가장자리 부분이 실리콘이나 고무 등의 실링이 가능한 재질로 이루어질 수 있고, 제 2 가스디퓨젼레이저(361)가 카본페이퍼를 비롯하여, 전자의 전달 내지 전도성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있음은 물론이다. The
산소극집전판(370)은 제 2 가스켓(360) 후측에 밀착될 수 있고, 접속을 위한 제 2 전극(373)이 마련될 수 있으며, 제 5 수소주입홀(362) 및 제 5 산소주입홀(363) 각각에 연결되는 제 6 수소주입홀(371) 및 제 6 산소주입홀(372)이 형성될 수 있다. 산소극집전판(370)은 예컨대, 전기 전도성을 위하여, 동판을 비롯하여 이와 유사한 성질의 금속판이 사용될 수 있다. The oxygen
제 2 엔드플레이트(380)는 산소극집전판(370) 후측에 밀착될 수 있고, 제 6 수소주입홀(371) 및 제 6 산소주입홀(372) 각각에 연결되는 제 7 수소주입홀(381) 및 제 7 산소주입홀(382)이 형성될 수 있다. 또한 제 2 엔드플레이트(380)는 강도 유지 및 경량화를 위하여, 아크릴 재질이나 이에 유사한 경금속 또는 다양한 합성수지 재질이 사용될 수 있다. The
산소분산부(391,392)는 제 2 엔드플레이트(380)와 산소극집전판(370)에 마련될 수 있고, 제 6 산소주입홀(371)을 통해서 주입되는 산소가 제 2 가스디퓨전레이어(361)에 분산되도록 할 수 있다. 산소분산부(391,392)는 예컨대, 본 실시례에서처럼, 산소극집전판(370)에 전.후측으로 개방되도록 다수의 홀로 형성되는 제 2 분산경로(391)와, 제 2 엔드플레이트(380)의 전면에 제 7 산소주입홀(382)에 연결되어 제 2 분산경로(391)에 산소를 분사키도록 홀 각각에 대응하는 돌기(393)가 내측에 다수로 형성되는 제 2 분산홈(392)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 분산경로(391)는 서로 직경 내지 폭을 달리하는 홀이 2차원적으로 배열되도록 형성됨으로써 산소가 제 2 가스디퓨전레이어(361) 측으로 분산되도록 할 수 있다. 제 2 분산홈(392)은 내측에 다수의 돌기(393)가 형성됨으로써 제 7 산소주입홀(382)을 통한 산소가 제 2 분사경로(391)의 홀 측으로 분산되도록 가이드하게 된다. The
연료전지(300)는 상기한 구성들이 다수로 배열되도록 구성됨으로써, 다수의 셀(cell)로 이루어질 수 있는데, 도 3 및 도 4에서는 이해를 돕기 위하여 2개의 셀로 이루어짐을 예시적으로 나타낸다. 연료전지(300)는 다수의 셀로 이루어질 경우, 중간에 개재되는 엔드플레이트, 예컨대 제 2 엔드플레이트(380)는 셀(cell)을 서로 연결시키는 역할을 하게 되는데, 이를 위해, 제 2 엔드플레이트(380)의 후측에 수소극집전판(320), 제 1 가스켓(340), 막전극접합체(350), 제 2 가스켓(360), 산소극집전판(370), 제 2 엔드플레이트(380)가 후측으로 연속해서 적어도 하나 이상 반복되도록 마련될 수 있되, 제 2 엔드플레이트(380)의 후측에 제 1 가스켓(340)이 접할 경우, 서로 접하는 제 2 엔드플레이트(380)와 제 1 가스켓(340)에 앞서 설명한 수소분산부(331,332)가 마련될 수 있다.The
연료전지(300)는 드론본체(100)로부터 분리되어, 제 1 또는 제 7 산소주입홀(312,382)을 통해 물을 주입함과 아울러, 제 1 및 제 2 전극(323,373)을 통해 전원을 공급함으로써, 제 1 또는 제 7 수소주입홀(311,381)을 통해서 수소를 배출되도록 함과 아울러, 제 1 또는 제 7 산소주입홀(312,382)를 통해서 산소를 배출시키도록 수소와 산소를 발생시키는 수전해 반응용으로도 사용이 가능하도록 한다. The
이와 같은 본 발명에 따른 연료전지를 사용하는 드론에 따르면, 연료전지(330)는 양단의 수소주입홀(311,381) 각각을 통해서 수소공급부(400)에 의해 수소가 주입되고, 일단의 산소주입홀(312)을 통해 송풍부(510)가 공기를 주입하면, 막전극접합체(350)의 작용에 의해 제 1 및 제 2 전극(323,373)을 통해 발생된 직류 전원을 제공하고, 타단의 산소주입홀(382)을 통한 흡입부(520)의 흡입에 의해 공기와 함께 물이 배출되도록 한다. 한편, 연료전지(300)의 셀들은 직렬로 연결되어 발생되는 직류 전원을 프로펠러(200)의 회전 구동을 위한 구동모터에 제공할 수 있다. According to the drone using the fuel cell according to the present invention, the fuel cell 330 is injected with hydrogen by the
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지를 사용하는 드론(10)에 구비된 연료전지(300)에 의한 수전해 모드에서의 반응과 연료전지 모드에서의 반응을 나타낸다. 이는 아래의 화학식 1 및 2에 해당한다.Referring to FIG. 5 , a reaction in the water electrolysis mode and a reaction in the fuel cell mode by the
[화학식 1][Formula 1]
Ely : 2H2O + electricity -> 2H2 +O2 Ely : 2H 2 O + electricity -> 2H 2 +O 2
[화학식 2][Formula 2]
FC : 2H2 + O2 -> 2H2O + electricityFC : 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O + electricity
화학식 1에서와 같이, 수전해 모드에서는 직류 전원과 물 공급이 이루어지고, 생성되는 것은 산소 기체와 수소 기체가 된다. 그리고, 화학식 2에서와 같이, 연료전지 모드에서는 공급되는 연료가 수소 기체와 산소 기체가 되고, 그 때 생성되는 것이 직류 전원과 물이다.As in Formula 1, in the water electrolysis mode, DC power and water are supplied, and oxygen gas and hydrogen gas are generated. And, as in Chemical Formula 2, in the fuel cell mode, the supplied fuel becomes hydrogen gas and oxygen gas, and DC power and water are generated at that time.
이와 같이, 본 발명은 연료전지의 사용으로 인해 비행 시간을 연장할 수 있도록 하여, 비행 목적의 달성에 도움을 줄 수 있고, 이로 인해 다양한 용도로 활용할 수 있도록 한다.As described above, the present invention can help achieve the purpose of flight by extending the flight time due to the use of the fuel cell, and thus can be used for various purposes.
또한 본 발명은 연료전지의 전력 발생 효율을 높이도록 함으로써, 기존 연료전지 사용 드론에 비하여 보다 장시간 비행 및 활용이 가능하도록 할 수 있다.In addition, the present invention can increase the power generation efficiency of the fuel cell, so that it can fly and use for a longer time than conventional drones using fuel cells.
또한 본 발명은 높은 과전압이 인가되는 수전해 반응에서 물-탄소 반응에 의한 부식을 방지할 수 있도록 함으로써, 내구성이 뛰어나다.In addition, the present invention has excellent durability by preventing corrosion due to a water-carbon reaction in a water electrolysis reaction in which a high overvoltage is applied.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, but various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.
100 : 드론본체 110 : 분기부
120 : 지지대 130 : 연료전지적재부
131 : 수평끼움부 140 : 수소공급부적재부
141 : 수직끼움부 142 : 수평끼움부
200 : 프로펠러 300 : 연료전지
310 : 제 1 엔드플레이트 311 : 제 1 수소주입홀
312 : 제 1 산소주입홀 320 : 수소극집전판
321 : 제 2 수소주입홀 322 : 제 2 산소주입홀
323 : 제 1 전극 331,332 : 수소분산부
331 : 제 1 분산경로 332 : 제 1 분산홈
340 : 제 1 가스켓 341 :제 1 가스디퓨전레이어
342 : 제 3 수소주입홀 343 : 제 3 산소주입홀
350 : 막전극접합체 351 : 수소극 촉매
352 : 산소극 촉매 353 : 제 4 수소주입홀
354 : 제 4 산소주입홀 360 : 제 2 가스켓
361 : 제 2 가스디퓨전레이어 362 : 제 5 수소주입홀
363 : 제 5 산소주입홀 370 : 산소극집전판
371 : 제 6 수소주입홀 372 : 제 6 산소주입홀
373 : 제 2 전극 380 : 제 2 엔드플레이트
381 : 제 7 수소주입홀 382 : 제 7 산소주입홀
391,392 : 산소분산부 391 : 제 2 분산경로
392 : 제 2 분산홈 393 : 돌기
400 : 수소공급부 410 : 유량조절부
510,520 : 산소공급부100: drone body 110: branching part
120: support 130: fuel cell loading part
131: horizontal fitting part 140: hydrogen supply non-loading part
141: vertical fitting part 142: horizontal fitting part
200: propeller 300: fuel cell
310: first end plate 311: first hydrogen injection hole
312: first oxygen injection hole 320: hydrogen electrode collector plate
321: second hydrogen injection hole 322: second oxygen injection hole
323: first electrode 331,332: hydrogen dispersion unit
331: first dispersion path 332: first dispersion groove
340: first gasket 341: first gas diffusion layer
342: third hydrogen injection hole 343: third oxygen injection hole
350: membrane electrode assembly 351: hydrogen electrode catalyst
352: oxygen electrode catalyst 353: fourth hydrogen injection hole
354: 4th oxygen injection hole 360: 2nd gasket
361: second gas diffusion layer 362: fifth hydrogen injection hole
363: fifth oxygen injection hole 370: oxygen electrode collector plate
371: 6th hydrogen injection hole 372: 6th oxygen injection hole
373: second electrode 380: second end plate
381: 7th hydrogen injection hole 382: 7th oxygen injection hole
391,392: oxygen dispersing unit 391: second dispersing path
392: second dispersion groove 393: protrusion
400: hydrogen supply unit 410: flow control unit
510,520: oxygen supply unit
Claims (5)
상기 드론본체에 프로펠러 각각을 회전시키도록 마련되는 다수의 구동모터;
상기 구동모터의 구동에 필요한 전원을 제공하는 연료전지;
상기 연료전지의 구동에 필요한 수소를 공급하는 수소공급부; 및
상기 연료전지의 구동에 필요한 산소를 공급하는 산소공급부;를 포함하고,
상기 연료전지는,
제 1 수소주입홀과 제 1 산소주입홀이 각각 마련되는 제 1 엔드플레이트;
상기 제 1 엔드플레이트의 후측에 밀착되고, 접속을 위한 제 1 전극이 마련되며, 상기 제 1 수소주입홀과 상기 제 1 산소주입홀 각각에 연결되는 제 2 수소주입홀과 제 2 산소주입홀이 형성되는 수소극집전판;
상기 제 1 엔드플레이트와 상기 수소극집전판에 마련되고, 상기 제 1 산소주입홀을 통해서 주입되는 수소가 상기 수소극집전판에 분산되도록 하는 수소분산부;
상기 수소극집전판의 후측에 밀착되고, 상기 수소분산부에 의해 수소가 분산되어 접하도록 전후로 노출되는 제 1 가스디퓨전레이어가 마련되며, 상기 제 2 수소주입홀과 상기 제 2 산소주입홀 각각에 연결되는 제 3 수소주입홀과 제 3 산소주입홀이 형성되는 제 1 가스켓;
상기 제 1 가스켓의 후측에 밀착되고, 양이온을 투과시키며, 전면에 수소극 촉매를 가지고, 후면에 산소극 촉매를 가지며, 상기 제 3 수소주입홀 및 상기 제 3 산소주입홀 각각에 연결되는 제 4 수소주입홀 및 제 4 산소주입홀이 형성되는 막전극접합체;
상기 막전극접합체의 후측에 밀착되고, 전후로 노출되는 제 2 가스디퓨전레이어를 가지며, 상기 제 4 수소주입홀 및 상기 제 4 산소주입홀 각각에 연결되는 제 5 수소주입홀 및 상기 제 5 산소주입홀이 형성되는 제 2 가스켓;
상기 제 2 가스켓 후측에 밀착되고, 접속을 위한 제 2 전극이 마련되며, 상기 제 5 수소주입홀 및 상기 제 5 산소주입홀 각각에 연결되는 제 6 수소주입홀 및 제 6 산소주입홀이 형성되는 산소극집전판;
상기 산소극집전판 후측에 밀착되고, 상기 제 6 수소주입홀 및 제 6 산소주입홀 각각에 연결되는 제 7 수소주입홀 및 제 7 산소주입홀이 형성되는 제 2 엔드플레이트; 및
상기 제 2 엔드플레이트와 상기 산소극집전판에 마련되고, 상기 제 6 산소주입홀을 통해서 주입되는 산소가 상기 제 2 가스디퓨전레이어에 분산되도록 하는 산소분산부;를 포함하고,
상기 연료전지는,
상기 제 1 또는 제 7 산소주입홀을 통해 물을 주입함과 아울러, 상기 제 1 및 제 2 전극을 통해 전원을 공급함으로써, 수소와 산소를 발생시키도록 하는 수전해 반응용으로도 사용이 가능한, 연료전지를 사용하는 드론.drone body;
A plurality of drive motors provided to rotate each of the propellers in the drone body;
a fuel cell providing power necessary for driving the driving motor;
a hydrogen supply unit supplying hydrogen necessary for driving the fuel cell; and
An oxygen supply unit supplying oxygen necessary for driving the fuel cell;
The fuel cell,
a first end plate having a first hydrogen injection hole and a first oxygen injection hole, respectively;
A second hydrogen injection hole and a second oxygen injection hole are provided in close contact with the rear side of the first end plate, a first electrode for connection is provided, and connected to the first hydrogen injection hole and the first oxygen injection hole, respectively. a hydrogen electrode current collector plate formed;
a hydrogen dispersing unit provided on the first end plate and the hydrogen electrode collector plate and distributing hydrogen injected through the first oxygen injection hole to the hydrogen electrode collector plate;
A first gas diffusion layer is provided in close contact with the rear side of the hydrogen electrode collector plate and is exposed in front and rear so that hydrogen is dispersed and contacted by the hydrogen dispersion unit, and is provided in each of the second hydrogen injection hole and the second oxygen injection hole. a first gasket in which a third hydrogen injection hole and a third oxygen injection hole connected thereto are formed;
A fourth gasket closely adhered to the rear side of the first gasket, permeating positive ions, having a hydrogen electrode catalyst on the front side and an oxygen electrode catalyst on the rear side, and connected to the third hydrogen injection hole and the third oxygen injection hole, respectively. a membrane electrode assembly in which a hydrogen injection hole and a fourth oxygen injection hole are formed;
A fifth hydrogen injection hole and a fifth oxygen injection hole connected to the fourth hydrogen injection hole and the fourth oxygen injection hole, respectively, having a second gas diffusion layer closely adhered to the rear side of the membrane electrode assembly and exposed in the front and rear directions. a second gasket formed thereon;
Closely adhered to the rear side of the second gasket, a second electrode for connection is provided, and a sixth hydrogen injection hole and a sixth oxygen injection hole connected to the fifth hydrogen injection hole and the fifth oxygen injection hole, respectively, are formed. Oxygen electrode collector plate;
a second end plate attached to a rear side of the oxygen electrode collector plate and having a seventh hydrogen injection hole and a seventh oxygen injection hole connected to the sixth hydrogen injection hole and the sixth oxygen injection hole, respectively; and
An oxygen dispersion unit provided on the second end plate and the oxygen electrode collector plate to disperse oxygen injected through the sixth oxygen injection hole into the second gas diffusion layer;
The fuel cell,
It can also be used for a water electrolysis reaction to generate hydrogen and oxygen by injecting water through the first or seventh oxygen injection hole and supplying power through the first and second electrodes, Drones using fuel cells.
상기 연료전지는,
상기 제 2 엔드플레이트의 후측에 상기 수소극집전판, 상기 제 1 가스켓, 상기 막전극접합체, 상기 제 2 가스켓, 상기 산소극집전판, 상기 제 2 엔드플레이트가 후측으로 연속해서 적어도 하나 이상 반복되도록 마련되되, 제 2 엔드플레이트의 후측에 제 1 가스켓이 접할 경우, 서로 접하는 제 2 엔드플레이트와 상기 제 1 가스켓에 상기 수소분산부가 마련되는, 연료전지를 사용하는 드론.The method of claim 1,
The fuel cell,
At least one of the hydrogen electrode collector plate, the first gasket, the membrane electrode assembly, the second gasket, the oxygen electrode collector plate, and the second end plate is provided to be continuously repeated on the rear side of the second end plate. However, when the first gasket is in contact with the rear side of the second end plate, the hydrogen dispersion unit is provided on the second end plate and the first gasket that are in contact with each other.
상기 수소분산부는,
상기 수소극집전판에 전.후측으로 개방되도록 형성되고, 상기 제 2 수소주입홀에 연결되어 상기 수소극집전판에 수소의 분산을 위한 경로를 제공하는 제 1 분산경로; 및
상기 제 1 엔드플레이트의 후면에 상기 제 1 분산경로에 일치하도록 형성되는 제 1 분산홈;을 포함하고,
상기 산소분산부는,
상기 산소극집전판에 전.후측으로 개방되도록 다수의 홀로 형성되는 제 2 분산경로; 및
상기 제 2 엔드플레이트의 전면에 상기 제 7 산소주입홀에 연결되어 상기 제 2 분산경로에 산소를 분사키도록 상기 홀 각각에 대응하는 돌기가 내측에 다수로 형성되는 제 2 분산홈;
을 포함하는, 연료전지를 사용하는 드론.According to claim 1 or claim 2,
The hydrogen dispersion unit,
a first dispersion path formed to be open to the front and rear sides of the hydrogen electrode collector plate and connected to the second hydrogen injection hole to provide a path for dispersing hydrogen in the hydrogen electrode collector plate; and
A first distribution groove formed on the rear surface of the first end plate to coincide with the first distribution path;
The oxygen dispersion unit,
a second dispersion path formed with a plurality of holes so as to be open to the front and rear sides of the oxygen electrode collector plate; and
a second distribution groove connected to the seventh oxygen injection hole on the front surface of the second end plate and having a plurality of protrusions corresponding to the holes formed therein so as to inject oxygen into the second distribution path;
Including, a drone using a fuel cell.
상기 산소극 촉매는,
물 배출과 산소 버블 배출이 용이하도록 티타늄 파우더 담지체를 사용하고,
상기 티타늄 파우더 담지체는,
촉매 물질에 해당하는 백금, 이리듐, 루테늄, 백금-이리듐합금 및 백금-루테늄합금 중에서 적어도 하나 이상을 담지하는, 연료전지를 사용하는 드론.According to claim 1 or claim 2,
The oxygen electrode catalyst,
A titanium powder carrier is used to facilitate water discharge and oxygen bubble discharge,
The titanium powder carrier,
A drone using a fuel cell that supports at least one of platinum, iridium, ruthenium, platinum-iridium alloy, and platinum-ruthenium alloy corresponding to a catalytic material.
상기 드론본체는,
하측에 지면에의 설치를 위해 한 쌍의 지지대 각각이 서로 이격되도록 마련되고, 상기 지지대 사이에 위치하여 상기 연료전지가 적재되는 연료전지적재부가 상기 지지대 각각의 수평부분에 수평끼움부에 의해 끼워짐으로써 고정되며, 상기 지지대 각각에 설치되는 수소공급부적재부 각각이 상기 지지대의 수직부분과 수평부분에 수직끼움부 및 수평끼움부에 의해 각각 끼워짐으로써 고정되고,
상기 산소공급부는,
상기 연료전지의 양측에 위치하여 상기 연료전지적재부 내에 각각 장착되는 송풍부 및 흡입부를 포함하고, 상기 송풍부가 상기 연료전지에 공기를 송풍하도록 하고, 상기 흡입부가 상기 연료전지로부터 물과 함께 공기를 배출시키도록 흡입하는, 연료전지를 사용하는 드론.According to claim 1 or claim 2,
The drone body,
A pair of supports are provided to be spaced apart from each other for installation on the lower side, and a fuel cell loading part in which the fuel cell is loaded is located between the supports and is inserted into the horizontal portion of each support by a horizontal fitting part. It is fixed by being fixed, and each of the hydrogen supply unit mounting parts installed on each of the supports is fixed by being fitted into the vertical and horizontal parts of the support by vertical fitting parts and horizontal fitting parts, respectively,
The oxygen supply unit,
A blowing part and a suction part located on both sides of the fuel cell and mounted in the fuel cell mounting part, the blowing part blowing air to the fuel cell, and the suction part supplying air together with water from the fuel cell. A drone that uses a fuel cell that draws in to exhale.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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