KR20230111303A - Hydrogen compressor with backflow prevention function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역류방지 기능을 가진 수소 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 역류방지 기능을 가진 수소 압축기는 각각 수소가 이동할 수 있는 수소이동로가 형성되어 있고, 동일한 축선 상에 간격을 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍의 분리판들; 상기 한 쌍의 분리판들 중 어느 하나를 통과한 수소의 이동 경로 상에 배치되어, 전압 인가에 따른 산화 환원 반응에 의해 수소를 압축된 상태로 다른 하나의 분리판 측으로 이동시킬 수 있게 하는 막전극 접합체; 및 상기 다른 하나의 분리판과 막전극 접합체 사이에 배치되는 것으로, 상기 막전극 접합체를 통과한 수소가 상기 다른 하나의 분리판 측으로 유입될 수 있게 하는 복수의 통과슬릿들과, 상기 각 통과슬릿을 통과한 수소가 역류하는 것을 방지시켜 주기 위한 역류방지부들이 마련되어 있는 역류방지 패턴막;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a hydrogen compressor having a backflow prevention function. The hydrogen compressor having a backflow prevention function according to the present invention includes a pair of separation plates, each having a hydrogen movement path through which hydrogen can move, and disposed facing each other at intervals on the same axis; a membrane-electrode assembly disposed on a path of hydrogen passing through one of the pair of separator plates to move hydrogen in a compressed state to the side of the other separator plate by a redox reaction according to application of a voltage; and a reverse flow prevention pattern film disposed between the other separator and the membrane electrode assembly, and provided with a plurality of passage slits through which hydrogen passing through the membrane electrode assembly can flow into the other separation plate, and reverse flow prevention parts to prevent reverse flow of hydrogen passing through each passage slit.
Description
본 발명은 역류방지 기능을 가진 수소 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기화학적 수소압축기와 같이 고분자 전해질 막(MEA; 막전극 접합체)을 사용하는 장치의 경우 고분자 전해질 막(MEA)을 순방향으로 통과함으로써 압축된 수소가역방향으로 역확산되는 것을 억제시킬 수 있도록, 구조가 개선된 역류방지 기능을 가진 수소 압축기에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrogen compressor having a backflow prevention function, and more particularly, in the case of a device using a polymer electrolyte membrane (MEA; Membrane Electrode Assembly), such as an electrochemical hydrogen compressor, the present invention relates to a hydrogen compressor having a backflow prevention function having an improved structure so as to suppress reverse diffusion of compressed hydrogen in the reverse direction by passing through a polymer electrolyte membrane (MEA) in the forward direction.
최근 화석에너지 중심의 에너지 정책을 신재생에너지로 전환하는 등 저탄소 경제구조로 전환하고자 하는 그린뉴딜 정책에 힘입어 수소 연료전지차가 각광받고 있는 실정이다.Recently, thanks to the Green New Deal policy to convert the energy policy centered on fossil energy to new and renewable energy, etc. to convert to a low-carbon economic structure, hydrogen fuel cell vehicles are in the limelight.
수소 연료전지차는 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 얻은 전기를 이용해 모터를 구동하는 방식으로 운행하는 친환경 자동차인 수소 연료전지차를 말하는 것으로, 엔진이 없기 때문에 배기가스 및 오염물질을 배출하지 않는다.A hydrogen fuel cell vehicle refers to an eco-friendly hydrogen fuel cell vehicle that operates by driving a motor using electricity obtained by reacting hydrogen and oxygen in the air instead of a gasoline internal combustion engine. Since there is no engine, it does not emit exhaust gas or pollutants.
이러한 수소 연료전지차에 연료를 공급하는 수소 주유소의 경우 수소를 저장하는 수소 저장탱크가 마련되어 있는데, 수소 저장탱크는 공간 상의 제약 때문에 작은 체적에도 많은 양의 수소가 저장되어 있도록 설계될 것이 요구되고, 이러한 요구에 의해 규격이 큰 기계식 압축기에 비해 높은 전력 효율 및 공간 효율을 갖는 전기 화학적 압축기를 개발할 필요성이 제기된 것이다.In the case of a hydrogen gas station that supplies fuel to such a hydrogen fuel cell vehicle, a hydrogen storage tank for storing hydrogen is provided. The hydrogen storage tank is required to be designed to store a large amount of hydrogen even in a small volume due to space constraints. Due to this demand, the need to develop an electrochemical compressor having higher power efficiency and space efficiency than a mechanical compressor with a large standard has been raised.
그러나, 종래기술에 의한 전기 화학적 압축기에 의하면 도 1과 같은 산화-환원 반응에 의해 수소 압축과정이 진행되는 막전극접합체(MEA)에서 압축된 수소의 역확산이 발생됨으로써 수소 압축 효율이 저해되는 문제점이 있었다. However, according to the electrochemical compressor according to the prior art, there is a problem in that hydrogen compression efficiency is hindered by reverse diffusion of compressed hydrogen in a membrane electrode assembly (MEA) in which a hydrogen compression process is performed by an oxidation-reduction reaction as shown in FIG. 1 .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기화학적 수소압축기에서 수소 압축과정이 진행되는 막전극 접합체(MEA)에서 역확산이 발생하는 것을 억제하여 수소 압축 효율을 높일 수 있게 하는 역류방지 기능을 가진 수소 압축기를 제공하고자 하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to suppress back diffusion from occurring in a membrane electrode assembly (MEA) in which a hydrogen compression process is performed in an electrochemical hydrogen compressor, thereby increasing hydrogen compression efficiency. It is to provide a hydrogen compressor with a backflow prevention function.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 역류방지 기능을 가진 수소 압축기는 각각 수소가 이동할 수 있는 수소이동로가 형성되어 있고, 동일한 축선 상에 간격을 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍의 분리판들; 상기 한 쌍의 분리판들 중 어느 하나를 통과한 수소의 이동 경로 상에 배치되어, 전압 인가에 따른 산화 환원 반응에 의해 수소를 압축된 상태로 다른 하나의 분리판 측으로 이동시킬 수 있게 하는 막전극 접합체; 및 상기 다른 하나의 분리판과 막전극 접합체 사이에 배치되는 것으로, 상기 막전극 접합체를 통과한 수소가 상기 다른 하나의 분리판 측으로 유입될 수 있게 하는 복수의 통과슬릿들과, 상기 각 통과슬릿을 통과한 수소가 역류하는 것을 방지시켜 주기 위한 역류방지부들이 마련되어 있는 역류방지 패턴막;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a hydrogen compressor having a backflow prevention function according to the present invention includes a pair of separation plates each having a hydrogen movement path through which hydrogen can move and disposed facing each other at intervals on the same axis; a membrane-electrode assembly disposed on a path of hydrogen passing through one of the pair of separator plates to move hydrogen in a compressed state to the side of the other separator plate by a redox reaction according to application of a voltage; and a reverse flow prevention pattern film disposed between the other separator and the membrane electrode assembly, and provided with a plurality of passage slits through which hydrogen passing through the membrane electrode assembly can flow into the other separation plate, and reverse flow prevention parts to prevent reverse flow of hydrogen passing through each passage slit.
상기 역류방지 패턴막은 탄성을 가진 전도성 폴리머 재질을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. Preferably, the backflow prevention pattern film includes a conductive polymer material having elasticity.
상기 역류방지 패턴막은, 상기 역류방지부들이 하나의 재질에 의해 일체로 형성되는 패턴부와 상기 패턴부를 감싸는 형태로 그 패턴부에 결합되고 상기 막전극 접합체의 전극 부분과 통전이 가능한 전도성 재질로 이루어지는 통전부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The backflow prevention pattern film preferably includes a pattern portion in which the backflow prevention portions are integrally formed of one material, and a conduction portion made of a conductive material that is coupled to the pattern portion in a form surrounding the pattern portion and is capable of conducting electricity with the electrode portion of the membrane electrode assembly.
상기 각 역류방지부는, 수소의 순방향 통과시 서로 틈새를 형성하도록 이격되어서 수소 통과를 가능하게 하고, 수소 통과 이후 상기 틈새를 메우는 원래의 위치로 복원되어서 수소의 역방향 역류를 방지시키는 탄성을 가진 한 쌍의 밸브체들을 포함하는 것이 바람직하다. Each of the backflow prevention parts is spaced apart from each other to form a gap when hydrogen passes in the forward direction to allow hydrogen to pass through, and to restore the original position filling the gap after hydrogen passes through to prevent reverse reverse flow of hydrogen. It is preferable to include a pair of valve elements having elasticity.
상기 역류방지 패턴막은 상기 다른 하나의 분리판과 막전극 접합체 사이 뿐만 아니라 상기 어느 하나의 분리판과 막전극 접합체 사이에도 배치되는 것도 가능하다. The backflow prevention pattern film may be disposed not only between the other separator and the membrane electrode assembly, but also between the one separator and the membrane electrode assembly.
본 발명은 상기 역류방지 패턴막과 막전극 접합체 사이에 배치되는 가스 디퓨저 레이어를 더 포함하는 것이 바람직하다. The present invention preferably further includes a gas diffuser layer disposed between the backflow prevention pattern film and the membrane electrode assembly.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 역류방지 기능을 가진 수소 압축기는 산화-환원 반응에 의한 수소 압축이 발생하는 막전극 접합체와 분리판 사이에 배치된 역류방지 패턴막을 포함하여 이루어져서, 그 막전극 접합체과 역류방지 패턴막을 통과함으로써 압축된 수소가 막전극 접합체 측으로 역확산되는 것을 억제시킬 수 있게 됨에 따라, 수소 압축 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다. The hydrogen compressor with the backflow prevention function according to the present invention having the configuration as described above includes a backflow prevention pattern film disposed between the membrane electrode assembly where hydrogen compression by an oxidation-reduction reaction occurs and the separator, so that the reverse diffusion of compressed hydrogen toward the membrane electrode assembly can be suppressed by passing through the membrane electrode assembly and the backflow prevention pattern film, so that the hydrogen compression efficiency can be improved.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 역류장비 기능을 가진 수소 압축기의 수소 압축 원리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명 일실시예의 사시도.
도 3은 본 발명 일실시예의 분리 사시도.
도 4는 본 발명 일실시예의 부분단면 정면도.
도 5는 도 4의 Ⅴ부분 확대도.
도 6은 도 5의 Ⅵ부분 발췌단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 채용된 역류방지 패턴막의 구조를 보인 도면.1 is a view for explaining the principle of hydrogen compression of a hydrogen compressor having a reverse flow device function according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of one embodiment of the present invention;
Figure 3 is an exploded perspective view of one embodiment of the present invention.
Figure 4 is a partial cross-sectional front view of one embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of part V of FIG. 4;
6 is an excerpted cross-sectional view of section VI of FIG. 5;
7 is a view showing the structure of a backflow prevention pattern film employed in another embodiment of the present invention.
이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.In order to clarify the understanding of the present invention in the following description, descriptions of known techniques for the features of the present invention will be omitted. The following examples are detailed descriptions to aid understanding of the present invention, and it will be natural that they do not limit the scope of the present invention. Therefore, equivalent inventions that perform the same functions as the present invention will also fall within the scope of the present invention.
그리고, 이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 발명의 배경이 되는 기술에 대한 기재 내용과 중복되는 이하의 본 발명의 각 실시예에 관한 설명 역시 생략하기로 한다.And, in the following description, the same identification symbol means the same configuration, and unnecessary redundant descriptions and descriptions of known technologies will be omitted. In addition, the description of each embodiment of the present invention below, which overlaps with the description of the background technology of the present invention, will also be omitted.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 역류방지 기능을 가진 수소 압축기를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a detailed description will be made with reference to a hydrogen compressor having a reverse flow prevention function according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 역류장비 기능을 가진 수소 압축기의 수소 압축 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 사시도이며, 도 3은 본 발명 일실시예의 분리 사시도이며, 도 4는 본 발명 일실시예의 부분단면 정면도이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ부분 확대도이며, 도 6은 도 5의 Ⅵ부분 발췌단면도이다. 1 is a view for explaining the hydrogen compression principle of a hydrogen compressor having a countercurrent device function according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a partial cross-sectional front view of an embodiment of the present invention, FIG.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 역류방지 기능을 가진 수소 압축기는 전기화학적 수소 압축기와 같이 고분자 전해질 막을 포함한 막전극 접합체(20)(MEA)에서 산화-환원 반응을 일으켜 수소 압축을 가능하게 하는 것으로, 한 쌍의 분리판(10)들과 막전극 접합체(20)와 역류방지 패턴막(30)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 2 to 4, the hydrogen compressor having a backflow prevention function according to an embodiment of the present invention, like an electrochemical hydrogen compressor, enables hydrogen compression by causing an oxidation-reduction reaction in a membrane electrode assembly 20 (MEA) including a polymer electrolyte membrane, and includes a pair of
상기 한 쌍의 분리판(10)들은 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 각각 수소가 이동할 수 있는 수소이동로가 형성되어 있고, 인접한 플레이트 또는 필름 형태의 요소들과 적층이 가능하도록 두께가 얇은 판 형태로 형성되며, 동일한 축선 상에 간격을 두고 서로 대향 배치된다. As well shown in FIG. 3, the pair of
이러한 각 분리판(10)은 구리나 알루미늄과 같은 통전이 가능한 재질로 형성되고 전류가 인가되는 집전판(도시되지 않음)과 전기적으로 연결되어서 그 인가된 전류를 상기 막전극 접합체(20)에 전달시켜 줄 수 있게 된다. Each
상기 막전극 접합체(20)(MEA)는, 수소의 이동경로 상에 배치되어 전압 인가에 따른 산화 환원 반응에 의해 수소를 압축된 상태로 이동시킬 수 있게 하는 것으로, 도 3 및 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 수소 이온을 이동시켜주는 고분자 전해질막, 전해질막의 양면에 백금 촉매를 도포하여 구성되는 촉매전극인 양극(Anode, 공기극)과 음극(Cathode, 연료극)으로 이루어져서, 양극에서의 산화 반응에 의해 수소를 이온화시키고 이온화된 수소 이온을 고분자 전해질막을 통해 이동시킨 후 음극에서 환원 반응에 의해 수소를 압축시킬 수 있게 한다. 이러한 막전극 접합체(20)에 의한 산화 환원 반응의 메카니즘은 도 1에 잘 도시되어 있다.The membrane-electrode assembly 20 (MEA) is disposed on a hydrogen movement path to allow hydrogen to be moved in a compressed state by a redox reaction according to voltage application. As shown in FIGS. 3 and 4, the membrane electrode assembly 20 (MEA) is composed of a polymer electrolyte membrane that moves hydrogen ions, an anode (air electrode) and a cathode (cathode), which are catalytic electrodes composed by coating both sides of the electrolyte membrane with a platinum catalyst, and ionizes hydrogen by an oxidation reaction at the anode. After moving hydrogen ions through a polymer electrolyte membrane, hydrogen can be compressed by a reduction reaction at the cathode. The mechanism of the redox reaction by the
본 실시예에 채용된 막전극 접합체(20)는 상기 한 쌍의 분리판(10)들 중 어느 하나를 통과한 수소의 이동 경로 상에 배치되어, 전압 인가에 따른 산화 환원 반응에 의해 수소를 압축된 상태로 다른 하나의 분리판(10) 측으로 이동시킬 수 있게 한다.The
상기 역류방지 패턴막(30)은 상기 다른 하나의 분리판(10)과 막전극 접합체(20) 사이에 배치되는 것으로, 도 4 내지 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 복수의 통과슬릿(31)들과 역류방지부(32)들을 포함하여 이루어지고, 전도성 고무, 기능성 재료(Carbon black, Graphene nanoplatelets, ZnO nanorods, AgNWs, Graphene Oxide 등) 기반 실리콘이나 아크릴 계열 고분자(PDMS, polydimethylsiloxane) 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. The backflow
상기 각 통과슬릿(31)은 상기 막전극 접합체(20)를 통과한 수소가 상기 다른 하나의 분리판(10) 측으로 유입될 수 있게 하는 수소의 순방향(도 5의 실선 화살표 방향) 이동 통로 역할을 하고, 상기 각 역류방지부(32)는 상기 각 통과슬릿(31)을 통과한 수소가 반대방향인 역방향(도 5의 점선 화살표 방향)으로 역류하는 것을 방지시켜 주기 역할을 한다.Each
이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 역류방지 기능을 가진 수소 압축기는 산화-환원 반응에 의한 수소 압축이 발생하는 막전극 접합체(20)와 분리판(10) 사이에 배치된 역류방지 패턴막(30)을 포함하여 이루어져서, 그 막전극 접합체(20)과 역류방지 패턴막(30)을 통과함으로써 압축된 수소가 막전극 접합체(20) 측으로 역확산되는 것을 억제시킬 수 있게 됨에 따라, 수소 압축 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 기대할 수 있게 한다. The hydrogen compressor having a backflow prevention function according to an embodiment of the present invention having such a configuration includes a backflow
상기 역류방지 패턴막(30)은 상기 압축된 수소의 역확산 방지를 위한 다양한 구조 또는 재질에 의해 구현될 수 있음은 물론이나, 본 실시예에서는 탄성을 가진 전도성 폴리머 재질을 포함하여 이루어져서, 그 역류방지 패턴막(30)의 기본 구성인 상기 통과슬릿(31)과 역류방지부(32)를 하나의 재질에 의해 일체로 형성시킬 수 있도록 구성됨에 따라 성형의 용이성 및 구조의 간소화를 이룰 수 있게 하여 제품의 양산성 향상 및 제조원가 절감을 가능하게 한다. The backflow
본 실시예에 채용된 상기 각 역류방지부(32)는, 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 수소의 순방향 통과시 서로 틈새를 형성하도록 이격되어서 수소 통과를 가능하게 하고, 수소 통과 이후 상기 틈새를 메우는 원래의 위치로 복원되어서 수소의 역방향 역류를 방지시키는 탄성을 가진 한 쌍의 밸브체(32a)(32b)들을 포함하여 이루어진다. As well shown in FIG. 6, each of the
이러한 구성을 가지는 본 실시예는 유체의 역방향 흐름을 방지시키는 일반적인 체크 밸브 또는 혈액의 역방향 흐름을 방지시키는 인공 판막과 같은 구조를 가진 한 쌍의 밸브체(32a)(32b)를 수소 압축기의 역류방지 패턴막(30)의 주요 구성으로 하고, 이러한 역류방지 패턴막(30)을 수소 압축기의 막전극 접합체(20) 및 분리판(10)과 유기적으로 결합시킴으로써 수소 압축 효율을 향상시킬 수 있게 하는 장점을 도출한다. In the present embodiment having such a configuration, a pair of
본 실시예 채용된 상기 역류방지 패턴막(30)은 상기 막전극 접합체(20)를 거쳐 수소가 압축된 이후 그 압축된 수소의 역확산을 방지시킬 수 있도록 상기 다른 하나의 분리판(10)과 막전극 접합체(20) 사이에 배치되는 것에 더하여, 그 막전극 접합체(20) 통과 이전의 수소가 상기 다른 하나의 분리판(10)과 대향 배치되는 어느 하나의 분리판(10) 측으로 역확산되는 것을 억제시킬 수 있도록, 그 어느 하나의 분리판(10)과 막전극 접합체(20) 사이에도 배치되도록 구성되었다. The backflow
본 실시예는 상기 역류방지 패턴막(30)과 막전극 접합체(20) 사이에 배치되는 가스 디퓨저 레이어(40)를 더 포함하여 이루어진다.This embodiment further includes a
상기 가스 디퓨저 레이어(40)는 다공질 전도성 소재인 카본페이퍼 또는 메탈폼 재질로 이루어져서, 상기 분리판(10)에서 유동하는 가스의 막전극 접합체(20)로 향한 이동을 방해하지 않고, 상기 막전극 접합체(20)에 인가된 전압에 의한 산화반응이 수소가 이동하는 경로 전체에 걸쳐 골고루 일어나도록 하여, 수소 압축 효율 향상에 기여하게 된다. The
그리고, 상기 분리판(10)과 막전극 접합체(20) 사이에는 실링을 위해 가스켓(G)이 설치되는데, 상기 가스 디퓨저 레이어(40)는 이러한 가스켓(G)과 간섭되지 않는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, a gasket G is installed between the
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 채용된 역류방지 패턴막의 구조를 보인 도면이다.Meanwhile, FIG. 7 is a view showing the structure of a backflow prevention pattern film employed in another embodiment of the present invention.
본 실시예에 채용된 역류방지 패턴막(300)은, 위에서 설명한 체크밸브와 같은 구조를 가지는 역류방지부(312)들이 하나의 재질에 의해 일체로 형성되는 패턴부(310)와 상기 패턴부(310)를 감싸는 형태로 그 패턴부(310)에 결합되고 상기 막전극 접합체(20)의 전극 부분과 통전이 가능한 전도성 재질로 이루어지는 통전부(320)를 포함하여 이루어져서, 상기 통전부(320)를 통해 막전극 접합체(20) 및 분리판(10)과 전기적으로 연결되고 상기 패턴부(310)를 통해 압축된 수소의 역확산을 방지할 수 있도록 구성되었다. The backflow
이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다. Although various embodiments of the present invention have been described above, this embodiment and the drawings accompanying this specification clearly represent only a part of the technical idea included in the present invention, and the specification and drawings of the present invention It will be apparent that all modifications and specific examples that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea are included in the scope of the present invention.
10:분리판
20:막전극 접합체
30:역류방지 패턴막
31:통과슬릿
32:역류방지부
40:가스 디퓨저 레이어
G:가스켓10: separator 20: membrane electrode assembly
30: backflow prevention pattern film 31: through slit
32: backflow prevention unit 40: gas diffuser layer
G: Gasket
Claims (6)
상기 한 쌍의 분리판들 중 어느 하나를 통과한 수소의 이동 경로 상에 배치되어, 전압 인가에 따른 산화 환원 반응에 의해 수소를 압축된 상태로 다른 하나의 분리판 측으로 이동시킬 수 있게 하는 막전극 접합체; 및
상기 다른 하나의 분리판과 막전극 접합체 사이에 배치되는 것으로, 상기 막전극 접합체를 통과한 수소가 상기 다른 하나의 분리판 측으로 유입될 수 있게 하는 복수의 통과슬릿들과, 상기 각 통과슬릿을 통과한 수소가 역류하는 것을 방지시켜 주기 위한 역류방지부들이 마련되어 있는 역류방지 패턴막;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 역류방지 기능을 가진 수소 압축기a pair of separator plates, each having a hydrogen transport path through which hydrogen can move, disposed opposite to each other at intervals on the same axis;
a membrane-electrode assembly disposed on a path of hydrogen passing through one of the pair of separator plates to move hydrogen in a compressed state to the side of the other separator plate by a redox reaction according to application of a voltage; and
A hydrogen compressor with a reverse flow prevention function, characterized in that it comprises a backflow prevention function, which is disposed between the other separator plate and the membrane electrode assembly, and has a plurality of passage slits through which hydrogen passing through the membrane electrode assembly can flow into the other separation plate side, and a backflow prevention pattern film provided with backflow prevention parts to prevent backward flow of hydrogen passing through each passage slit.
상기 역류방지 패턴막은 탄성을 가진 전도성 폴리머 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 역류방지 기능을 가진 수소 압축기According to claim 1,
The anti-backflow pattern film is a hydrogen compressor with a backflow prevention function, characterized in that made of a conductive polymer material having elasticity.
상기 역류방지 패턴막은, 상기 역류방지부들이 하나의 재질에 의해 일체로 형성되는 패턴부와 상기 패턴부를 감싸는 형태로 그 패턴부에 결합되고 상기 막전극 접합체의 전극 부분과 통전이 가능한 전도성 재질로 이루어지는 통전부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 역류방지 기능을 가진 수소 압축기According to claim 1,
The anti-backflow pattern film includes a pattern portion in which the backflow prevention portions are integrally formed of one material and a conducting portion made of a conductive material coupled to the pattern portion in a form surrounding the pattern portion and conducting electricity with the electrode portion of the membrane electrode assembly.
상기 각 역류방지부는, 수소의 순방향 통과시 서로 틈새를 형성하도록 이격되어서 수소 통과를 가능하게 하고, 수소 통과 이후 상기 틈새를 메우는 원래의 위치로 복원되어서 수소의 역방향 역류를 방지시키는 탄성을 가진 한 쌍의 밸브체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 역류방지 기능을 가진 수소 압축기According to claim 1,
Each of the backflow prevention units includes a pair of elastic valve elements that are spaced apart from each other to form a gap when hydrogen passes in a forward direction to allow hydrogen to pass through, and are restored to an original position filling the gap after hydrogen passes to prevent reverse flow of hydrogen.
상기 역류방지 패턴막은 상기 다른 하나의 분리판과 막전극 접합체 사이 뿐만 아니라 상기 어느 하나의 분리판과 막전극 접합체 사이에도 배치되는 것을 특징으로 하는 역류방지 기능을 가진 수소 압축기 According to claim 1,
The backflow prevention pattern film is disposed not only between the other separator and the membrane electrode assembly, but also between the one separator and the membrane electrode assembly, characterized in that the hydrogen compressor having a backflow prevention function.
상기 역류방지 패턴막과 막전극 접합체 사이에 배치되는 가스 디퓨저 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역류방지 기능을 가진 수소 압축기 According to claim 1,
A hydrogen compressor with a backflow prevention function, characterized in that it further comprises a gas diffuser layer disposed between the backflow prevention pattern film and the membrane electrode assembly.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220006958A KR20230111303A (en) | 2022-01-18 | 2022-01-18 | Hydrogen compressor with backflow prevention function |
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| KR20230111303A true KR20230111303A (en) | 2023-07-25 |
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ID=87428728
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| KR (1) | KR20230111303A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100986525B1 (en) | 2008-02-25 | 2010-10-07 | 현대자동차주식회사 | Evaporative cooling type fuel cell system and stack cooling method for the same |
| KR101461874B1 (en) | 2012-12-31 | 2014-11-13 | 현대자동차 주식회사 | Full cell system and its humidifying and cooling method |
-
2022
- 2022-01-18 KR KR1020220006958A patent/KR20230111303A/en not_active Application Discontinuation
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