KR20240002761A - 연료 전지 - Google Patents

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Abstract

실시 예의 연료 전지는 복수의 단위 셀이 제1 방향으로 적층된 셀 스택과, 셀 스택의 양 측단에 각각 배치되며, 금속 인서트가 수지부에 의해 둘러싸인 형태를 갖는 제1 및 제2 엔드 플레이트 및 제1 및 제2 엔드 플레이트 중에서, 복수의 단위 셀 중 전위가 가장 높은 셀에 인접한 제2 엔드 플레이트의 수지부에 배치된 희생 전극을 포함한다.

Description

연료 전지{Fuel cell}
실시 예는 연료 전지에 관한 것이다.
일반적으로, 연료 전지는 복수의 단위 셀이 적층된 셀 스택을 포함하고, 복수의 단위 셀 각각은 고분자 전해질막을 기준으로 한 쪽 면으로 공기를 공급받고 다른 쪽 면으로 수소를 공급받아 전기를 생산한다.
이론상으로 셀 스택의 내부에 냉각수의 이온 전도도가 거의 없어야 한다. 그러나, 셀 스택이 발전하면서 분리판 등 구성 부품에서 이온이 용출되어 전기전도도가 상승하여 부식이 가속화될 수 있으며, 이온 용출의 악순환을 반복할 수 있다. 따라서, 이러한 부식을 방지하기 위한 연구가 진행되고 있다.
실시 예는 전위가 높은 셀 측의 부식을 방지할 수 있는 연료 전지를 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 의한 연료 전지는, 복수의 단위 셀이 제1 방향으로 적층된 셀 스택; 상기 셀 스택의 양 측단에 각각 배치되며, 금속 인서트가 수지부에 의해 둘러싸인 형태를 갖는 제1 및 제2 엔드 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 중에서, 상기 복수의 단위 셀 중 전위가 가장 높은 셀에 인접한 제2 엔드 플레이트의 수지부에 배치된 희생 전극을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 단위 셀 중에서 전위가 가장 높은 셀은 마지막 셀일 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 엔드 플레이트는 냉각수가 상기 셀 스택으로 유입되며 상기 수지부가 배치된 냉각수 유입부; 및 상기 셀 스택으로부터 유출된 냉각수가 배출되며 상기 수지부가 배치된 냉각수 유출부를 포함하고, 상기 희생 전극은 상기 냉각수 유입부 또는 상기 냉각수 유출부 중 적어도 한 곳의 상기 수지부에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 냉각수 유입부의 상기 수지부는 상기 냉각수가 지나가는 유로를 형성하는 복수의 내면을 포함하고, 상기 희생 전극은 상기 복수의 내면 중에서 적어도 하나의 내면에 고정되어 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 냉각수 유출부의 상기 수지부는 상기 냉각수가 지나가는 유로를 형성하는 복수의 내면을 포함하고, 상기 희생 전극은 상기 복수의 내면 중에서 적어도 하나의 내면에 고정되어 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 연료 전지는, 상기 복수의 내면 중에서 상기 희생 전극이 배치된 상기 내면에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 돌출된 가이드부를 더 포함하고, 상기 희생 전극은 상기 가이드부를 수용하는 가이드 수용홈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 엔드 플레이트는 상기 셀 스택과 대향하는 내측면; 및 상기 제1 방향으로 상기 내측면의 반대측에 위치한 외측면을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 희생 전극이 배치된 상기 수지부는 상기 내면에 형성되어 상기 희생 전극이 안착되는 안착홈; 상기 안착홈에 안착된 상기 희생 전극을 고정시키는 전극 고정부; 및 상기 제2 엔드 플레이트의 상기 내측면에 인접하며 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 돌출되어, 상기 안착홈으로부터 상기 제1 방향으로 상기 희생 전극의 탈출을 저지하고 스토퍼를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 희생 전극은 제1 결합부를 포함하고, 상기 냉각수 유입부 또는 상기 냉각수 유출부 중 적어도 하나의 수지부는 상기 제1 결합부와 체결되는 제2 결합부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 결합부는 볼트를 포함하고, 상기 제2 결합부는 상기 볼트와 나사 결합하는 나사홈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전극 고정부는 상기 제2 엔드 플레이트의 상기 외측면 중에서 상기 유로의 주변에 형성된 고정 수용홈; 및 상기 고정 수용홈 내에서 상기 제1 방향으로 돌출되어 형성된 걸림턱을 포함하고, 상기 희생 전극은 상기 내면의 상기 안착홈에 수용되며, 상기 스토퍼와 대향하는 일단을 갖는 몸체; 및 상기 몸체의 상기 일단의 반대측 타단에서 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 구부러져 연장되고, 상기 걸림턱과 결합하여 상기 몸체를 상기 내면에 고정시키고, 상기 걸림턱과 함께 상기 고정 수용홈에 수용되는 연장부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 연료 전지는, 상기 희생 전극을 덮으면서 상기 유로를 노출시키는 중공을 갖는 덮개를 더 포함하고, 상기 냉각수 유입부 또는 상기 냉각수 유출부 중 적어도 하나의 수지부는 상기 제2 엔드 플레이트의 상기 외측면에서 상기 유로의 주변에 형성되어 상기 덮개를 수용하는 덮개 수용홈; 및 상기 덮개를 상기 수지부에 고정시키는 덮개 고정부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 덮개는 상기 희생 전극의 상기 연장부를 덮고, 상기 덮개의 외면과 상기 제2 엔드 플레이트의 상기 외측면은 동일한 수평면을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 덮개는 투광성 또는 반투광성을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 희생 전극은 상기 내면에 사출 방식으로 결합된 구조를 가질 수 있다.
실시 예에 따른 연료 전지는 전위가 가장 높은 마지막 셀에 인접하여 배치된 제2 엔드 플레이트에서 냉각수가 흐르는 유로 즉, 냉각수 유입부 또는 냉각수 유출부 중 적어도 하나에 희생 전극을 배치함으로써, 마지막 셀 측의 부식을 방지할 수 있고, 안착홈, 전극 고정부, 스토퍼 또는 덮개 중 적어도 하나를 이용하여 희생 전극을 수지부에 단단히 고정할 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시 예에 의한 연료 전지의 외관 사시도를 나타낸다.
도 2는 일 실시 예에 의한 연료 전지에 포함되는 셀 스택의 단면도를 나타낸다.
도 3a는 실시 예에 의한 연료 전지의 결합 사시도를 나타낸다.
도 3b는 실시 예에 의한 연료 전지의 분해 사시도를 나타낸다.
도 3c는 실시 예에 의한 연료 전지의 정면도를 나타낸다.
도 3d는 실시 예에 의한 연료 전지의 배면도를 나타낸다.
도 4a 내지 도 4f는 실시 예에 의한 희생 전극의 다양한 사시도를 나타낸다.
도 5a는 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 일 실시 예에 의한 분해 사시도를 나타낸다.
도 5b는 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 일 실시 예에 의한 부분 결합 사시도를 나타낸다.
도 5c는 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 일 실시 예에 의한 결합 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 다른 실시 예에 의한 분해 사시도를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
이하, 실시 예에 의한 연료 전지(100)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 편의상, 데카르트 좌표계(x축, y축, z축)를 이용하여 연료 전지(100)를 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 이를 설명할 수 있음은 물론이다. 또한, 데카르트 좌표계에 의하면, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축 및 z축은 서로 교차할 수도 있다. 설명의 편의상, +x축 방향 또는 -x축 방향을 ‘제1 방향’이라 칭하고, +y축 방향 또는 -y축 방향을 ‘제2 방향’이라 칭하고, +z축 방향 또는 -z축 방향을 ‘제3 방향’이라 칭한다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 외관 사시도를 나타내고, 도 2는 일 실시 예에 의한 연료 전지(100)에 포함되는 셀 스택(또는, 발전 모듈)(122)의 단면도를 나타낸다. 도 2에서 도 1a 및 도 1b에 도시된 인클로저(enclosure)(280)의 도시는 생략된다.
연료 전지(100)는 예를 들어, 차량 구동을 위한 전력 공급원으로 가장 많이 연구되고 있는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell)일 수 있으나, 실시 예는 연료 전지(100)의 특정한 형태에 국한되지 않는다.
연료 전지(100)는 엔드 플레이트(end plate)(또는, 가압 플레이트 또는 압축판)(110A, 110B), 집전판(112), 셀 스택(cell stack)(122) 및 인클로저(280)를 포함할 수 있다.
또한, 비록 도시되지 않았지만, 단위 셀의 외형에 대응되는 판 형태의 더미 셀이 셀 스택(122)의 양단과 엔드 플레이트 사이에 배치될 수도 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 인클로저(280)는 엔드 플레이트(110A, 110B)와 결합하여, 엔드 플레이트(110A, 110B) 사이에 배치된 셀 스택(122)의 측부 중 적어도 일부를 감싸며 배치될 수 있다. 인클로저(280)는 엔드 플레이트(110A, 110B)와 함께 복수의 단위 셀을 제1 방향으로 체결하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 셀 스택(122)의 체결압은 강체 구조의 엔드 플레이트(110A, 110B)와 인클로저(280)에 의해 유지될 수 있다. 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)의 금속 인서트는 내부 면압에 견디기 위해 고강성 특성을 가질 수 있으며 금속 재질을 기계 가공하여 구현될 수 있다. 이를 위해, 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B) 각각은 금속 인서트가 수지부(예를 들어, 플라스틱 사출물)에 의해 둘러싸인 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)는 다수 개의 플레이트를 결합하여 형성될 수 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)의 특정한 구성에 제한되지 않는다.
그러나, 인클로저(280)를 이용하지 않고도, 셀 스택(122)의 체결압을 유지할 수 있으며, 실시 예는 체결압을 유지하기 위한 특정한 형태에 국한되지 않는다.
엔드 플레이트는 셀 스택(122)의 양 단부 중 적어도 한 곳에 배치되어, 복수의 단위 셀을 지지하며 고정시킬 수 있다. 즉, 제1 엔드 플레이트(110A)는 셀 스택(122)의 양 단부 중 일 단부에 배치되고, 제2 엔드 플레이트(110B)는 셀 스택(122)의 양 단부 중 타 단부에 배치될 수 있다.
연료 전지(100)는 복수의 매니폴드(M: Manifold)를 포함할 수 있다. 복수의 매니폴드는 제1 유입 연통부(또는, 제1 인렛(inlet) 매니폴드)(IN1), 제2 유입 연통부(또는, 제2 인렛 매니폴드)(IN2), 제3 유입 연통부(또는, 제3 인렛 매니폴드)(IN3), 제1 유출 연통부(또는, 제1 아웃렛(outlet) 매니폴드)(OUT1), 제2 유출 연통부(또는, 제2 아웃렛 매니폴드)(OUT2) 및 제3 유출 연통부(또는, 제3 아웃렛 매니폴드)(OUT3)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 유입 연통부(IN1, IN2) 중 하나는 외부로부터의 반응 가스인 수소를 셀 스택(122)으로 유입시키는 수소 유입구에 해당하고, 다른 하나는 외부로부터의 반응 가스인 산소를 셀 스택(122)으로 유입시키는 산소 유입구에 해당할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 유출 연통부(OUT1, OUT2) 중 하나는 반응 가스인 수소와 응축수를 셀 스택(122)의 외부로 유출시키는 수소 유출구에 해당할 수 있고, 다른 하나는 반응가스인 산소와 응축수를 셀 스택(122)의 외부로 유출시키는 산소 유출구에 해당할 수 있다.
예를 들어, 제1 유입 연통부(IN1)는 산소 유입구에 해당하고, 제2 유입 연통부(IN2)는 수소 유입구에 해당하고, 제1 유출 연통부(OUT1)는 산소 유출구에 해당하고, 제2 유출 연통부(OUT2)는 수소 유출구에 해당할 수 있다.
또한, 제3 유입 연통부(IN3)는 냉각 매체(예를 들어, 냉각수)를 외부로부터 유입시키는 냉각수 유입부에 해당하고, 제3 유출 연통부(OUT3)는 냉각 매체를 외부로 유출시키는 냉각수 유출부에 해당할 수 있다.
제1 및 제2 유출 연통부(OUT1, OUT2)가 제1 및 제2 유입 연통부(IN1, IN2)보다 더 아래에 배치되며, 제1 유입 연통부(IN1)와 제1 유출 연통부(OUT1)는 서로 대각선 방향으로 위치하고, 제2 유입 연통부(IN2)와 제2 유출 연통부(OUT2)는 서로 대각선 방향으로 위치할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 유입 연통부(IN1, IN2)와 제1 및 제2 유출 연통부(OUT1, OUT2)가 배치될 경우, 중력의 영향으로 응축수가 셀 스택(122)에 포함된 복수의 단위 셀의 하부로 배출되거나 하부에 잔류할 수 있다.
실시 예에 의하면, 제1 및 제2 유입 연통부(IN1, IN2)와 제1 및 제2 유출 연통부(OUT1, OUT2)는 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B) 중 어느 하나(예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 엔드 플레이트(110A))에 포함되고, 제3 유입 연통부(IN3)와 제3 유출 연통부(OUT3)는 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B) 중 다른 하나(예를 들어, 도 1b에 도시된 제2 엔드 플레이트(110B))에 포함될 수 있다.
도 2를 참조하면, 셀 스택(122)은 제1 방향으로 적층된 복수의 단위 셀(122-1 내지 122-N)을 포함할 수 있다. 여기서, N은 1 이상의 양의 정수로서, 수십 내지 수백일 수 있다. 연료 전지(100)로부터 부하로 공급하고자 하는 전력의 세기에 따라 N이 결정될 수 있다. 여기서, 부하란, 연료 전지가 사용되는 차량에서 전력을 요구하는 부분을 의미할 수 있다.
각 단위 셀(122-n)은 막전극 접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)(210), 가스 확산층(GDL:Gas Diffusion Layer)(222, 224), 개스킷(Gasket)(232, 234, 236) 및 분리판(또는, 바이폴라 플레이트(bipolar plate) 또는 세퍼레이터(separator))(242, 244)을 포함할 수 있다. 여기서, 1≤n≤N.
막전극 접합체(210)는 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매 전극층이 부착된 구조를 갖는다. 구체적으로, 막전극 접합체(210)는 고분자 전해질막(또는, 프로톤(proton) 교환막)(212), 연료극(또는, 수소극 또는 산화 전극)(214) 및 공기극(또는, 산소극 또는 환원 전극)(216)을 포함할 수 있다. 또한, 막전극 접합체(210)는 서브 개스킷(238)을 더 포함할 수도 있다.
고분자 전해질막(212)은 연료극(214)과 공기극(216) 사이에 배치된다.
연료 전지(100)에서 연료인 수소는 제1 분리판(242)을 통해 연료극(214)으로 공급되고, 산화제인 산소를 포함하는 공기는 제2 분리판(244)을 통해 공기극(216)으로 공급될 수 있다.
연료극(214)으로 공급된 수소는 촉매에 의해 수소 이온(proton, H+)과 전자(electron, e-)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 고분자 전해질막(212)을 통과하여 공기극(216)으로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 가스 확산층(222, 224)과 분리판(242, 244)을 통해 공기극(216)으로 전달될 수 있다. 전술한 동작을 위해, 연료극(214)과 공기극(216) 각각에는 촉매층이 도포될 수 있다. 이와 같이, 전자의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하여 전류가 생성된다. 즉, 연료인 수소와 공기에 포함된 산소와의 전기 화학 반응에 의해, 연료 전지(100)는 전력을 발생함을 알 수 있다.
공기극(216)에서는 고분자 전해질막(212)을 통해 공급된 수소 이온과 분리판(242, 244)을 통해 전달된 전자가 공기극(216)으로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물(이하, ‘응축수’ 또는 ‘생성수’라 함)을 생성하는 반응을 일으킨다. 이와 같이, 공기극(216)에서 생성된 응축수는 고분자 전해질막(212)을 투과하여 연료극(214)으로 전달될 수 있다.
경우에 따라, 연료극(214)을 양극(anode)이라 칭하고 공기극(216)을 음극(cathode)이라고 칭하거나 이와 반대로 연료극(214)을 음극이라 칭하고 공기극(216)을 양극이라고 칭할 수도 있다.
가스 확산층(222, 224)은 반응 기체인 수소와 산소를 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 가스 확산층(222, 224)은 막전극 접합체(210)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1 가스 확산층(222)은 연료극(214)의 좌측에 배치되고, 제2 가스 확산층(224)은 공기극(216)의 우측에 배치될 수 있다.
제1 가스 확산층(222)은 제1 분리판(242)을 통해 공급되는 반응 기체인 수소를 확산시켜 고르게 분포시키는 역할을 하며, 전기 전도성을 가질 수 있다.
제2 가스 확산층(224)은 제2 분리판(244)을 통해 공급되는 반응 기체인 공기를 확산시켜 고르게 분포시키는 역할을 하며, 전기 전도성을 가질 수 있다.
제1 및 제2 가스 확산층(222, 224) 각각은 미세한 카본 파이버(carbon fiber)들이 결합된 미세 기공층일 수 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 가스 확산층(222, 224)의 특정한 형태에 국한되지 않는다.
개스킷(232, 234, 236)은 반응기체들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하며, 분리판(242, 244)을 적층할 때 응력을 분산시키며, 유로를 독립적으로 밀폐시키는 역할을 수행한다.
분리판(242, 244)은 반응기체들 및 냉각매체를 이동시키는 역할과 복수의 단위 셀 각각을 다른 단위 셀과 분리시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 분리판(242, 244)은 막전극 접합체(210)와 가스 확산층(222, 224)을 구조적으로 지지하며, 발생한 전류를 수집하여 집전판(340)으로 전달하는 역할을 수행할 수도 있다.
분리판(242, 244)은 가스 확산층(222, 224)의 외측에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1 분리판(242)은 제1 가스 확산층(222)의 좌측에 배치되고, 제2 분리판(244)은 제2 가스 확산층(224)의 우측에 배치될 수 있다.
제1 분리판(242)은 반응 기체인 수소를 제1 가스 확산층(222)을 통해 연료극(214)으로 공급하는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 분리판(242)은 수소가 흐를 수 있는 채널(즉, 경로 또는 유로)이 형성된 애노드 플레이트(AP:Anode Plate)를 포함할 수 있다.
제2 분리판(244)은 반응 기체인 공기를 제2 가스 확산층(224)을 통해 공기극(216)으로 공급하는 역할을 한다. 이를 위해, 제2 분리판(244)은 산소를 포함하는 공기가 흐를 수 있는 채널이 형성된 캐소드 플레이트(CP:Cathode Plate)를 포함할 수 있다. 그 밖에, 제1 및 제2 분리판(242, 244) 각각은 냉각 매체가 흐를 수 있는 채널을 형성할 수도 있다.
또한, 분리판(242, 244)은 흑연계, 복합 흑연계 또는 금속계의 물질로 구현될 수 있으나, 실시 예는 분리판(242, 244)의 특정한 재질에 국한되지 않는다.
예를 들어, 제1 및 제2 분리판(242, 244) 각각은 제1 내지 제3 유입 연통부(IN1, IN2, IN3) 및 제1 내지 제3 유출 연통부(OUT1, OUT2, OUT3) 또는, 이들의 일부를 포함할 수 있다.
즉, 막전극 접합체(210)에서 필요한 반응 기체는 제1 및 제2 유입 연통부(IN1, IN2)를 통해 유입되고, 가습되어 공급된 반응 기체와 셀 내부에서 생성된 응축수가 더해진 기체 또는 액체가 제1 및 제2 유출 연통부(OUT1, OUT2)를 통해 연료 전지(100)의 외부로 유출될 수 있다.
집전판(112)은 셀 스택(122)과 대면하는 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)의 내측면(110AI, 110BI)과 셀 스택(122) 사이에 배치될 수 있다.
집전판(112)은 셀 스택(122)에서 전자의 흐름으로 생성된 전기 에너지를 모아 연료 전지(100)가 사용되는 차량의 부하로 공급하는 역할을 한다. 예를 들어, 집전판(112)은 전기 전도성 재질인 금속판으로 형성되어 셀 스택(122)과 통전될 수 있다.
한편, 셀 스택(122)의 발전 시 전위차로 인하여 복수의 셀 중에서 전위가 높은 셀의 분리판에서 부식이 진행될 수 있다. 따라서, 실시 예에 의한 연료 전지는 이러한 부식을 억제하기 위해 희생 전극을 포함할 수 있다.
이하, 희생 전극을 포함하는 실시 예에 의한 연료 전지를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 3a는 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 결합 사시도를 나타내고, 도 3b는 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 분해 사시도를 나타내고, 도 3c는 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 정면도를 나타내고, 도 3d는 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 배면도를 나타낸다.
희생 전극은 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B) 중에서, 복수의 단위 셀(122-1 내지 122-N) 중 전위가 가장 높은 셀에 인접한 엔드 플레이트에 배치될 수 있다. 예를 들어, 희생 전극은 SUS(Steel Use Stainless)와 같은 금속으로 구현될 수 있다.
복수의 단위 셀(122-1 내지 122-N) 중에서 전위가 가장 높은 셀은 제N 셀(122-N)일 수 있다. 따라서, 희생 전극(310, 312)은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 제2 엔드 플레이트(110B)에 배치될 수 있다. 따라서, 설명의 편의상, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 희생 전극(310, 312)이 배치된 제2 엔드 플레이트(110B) 측만을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 제2 엔드 플레이트(110B)는 도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 제2 엔드 플레이트(110B)의 실시 예에 해당한다. 따라서, 제2 엔드 플레이트(110B)는 금속 인서트(144)가 수지부(예를 들어, 플라스틱 사출물)(142)에 의해 둘러싸인 형태를 가질 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 수지부(142)는 제2 엔드 플레이트(110B)의 내측면(110BI) 주에서 반응면(130)을 제외한 부분에 배치되고, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 냉각수 유입부(IN3) 및 냉각수 유출부(OUT3)에 배치될 수 있다. 냉각수 유입부(IN3) 및 냉각수 유출부(OUT3)는 절연 성능을 확보하기 위해, 수지부(142)로 덮여질 수 있다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 금속 인서트(144) 및 수지부(142)에서 냉각수 유출부(OUT3)와 냉각수 유입부(IN3)에 수지부(142)가 배치될 수 있다면, 실시 예는 금속 인서트(144) 및 수지부(142) 각각의 특정한 배치 형태에 국한되지 않는다.
전술한 바와 같이, 실시 예에 의한 연료 전지(100)에서, 냉각수 유입부(IN3)는 냉각수가 셀 스택(122)으로 유입되는 부분이고, 냉각수 유출부(OUT3)는 셀 스택(122)으로부터 유출된 냉각수가 배출되는 부분이다. 냉각수 유입부(IN3) 및 냉각수 유출부(OUT3) 각각에는 도시된 바와 같이, 수지부(142)가 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 희생 전극은 냉각수 유입부(IN3) 또는 냉각수 유출부(OUT3) 중 적어도 한 곳의 수지부(142)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 냉각수 유입부(IN3)에 희생 전극(310)이 배치되고, 냉각수 유출부(OUT3)에도 희생 전극(312)이 배치될 수도 있다.
또는, 도시된 바와 달리, 냉각수 유입부(IN3)에 희생 전극(310)이 배치되지만, 냉각수 유출부(OUT3)에는 희생 전극(312)이 배치되지 않을 수도 있다.
또는, 도시된 바와 달리, 냉각수 유입부(IN3)에 희생 전극(310)이 배치되지 않지만, 냉각수 유출부(OUT3)에는 희생 전극(312)이 배치될 수도 있다.
이하, 희생 전극(310, 312)의 실시 예에 의한 다양한 형태를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 4a 내지 도 4f는 실시 예에 의한 희생 전극의 다양한 사시도를 나타낸다.
도 3c를 참조하면, 냉각수 유입부(IN3)의 수지부(412)는 냉각수가 지나가는 유로를 형성하는 복수의 제1 내지 제4 내면(IS1 내지 IS4)을 포함할 수 있다. 이 경우, 희생 전극은 복수의 제1 내지 제4 내면(IS1 내지 IS4) 중에서 적어도 하나의 내면에 고정되어 배치될 수 있다.
냉각수 유출부(OUT3)의 수지부(412)는 냉각수가 지나가는 유로를 형성하는 복수의 제5 내지 제8 내면(IS5 내지 IN8)을 포함할 수 있다. 이 경우, 희생 전극은 복수의 제5 내지 제8 내면(IS5 내지 IS8) 중에서 적어도 하나의 내면에 고정되어 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 도 3a 내지 도 3d와 도 4a, 도 4b 및 도 4e에 도시된 바와 같이, 하나의 희생 전극(310)은 제1 내지 제4 내면(IS1 내지 IS4) 중 3곳의 내면(IS1, IS2, IS3)에 배치될 수 있고, 다른 희생 전극(312)도 제5 내지 제8 내면(IS5 내지 IS8) 중 3곳의 내면(IS5, IS7, IS8)에 배치될 수 있다. 이 경우, 희생 전극(310, 312)은 도 3b 또는 도 4a에 도시된 바와 같이, ‘⊂‘자 또는 ‘⊃’자 형태일 수도 있고, 도 4b 및 도 4e에 도시된 바와 같이 ‘∩’또는‘∪’자 형태일 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 희생 전극은 제1 내지 제4 내면(IS1 내지 IS4)에 모두 배치될 수도 있고 제5 내지 제8 내면(IS5 내지 IS8)에 모두 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4d에 도시된 바와 같이 희생 전극은 ‘□’자 형태일 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 희생 전극은 제1 내지 제4 내면(IS1 내지 IS4) 중 2곳의 내면에 배치될 수도 있고 제5 내지 제8 내면(IS5 내지 IS8) 중 2곳의 내면에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 도 4c 및 도 4f에 도시된 바와 같이 희생 전극은 ‘ㄴ’자 또는 ‘ㄱ’자 형태일 수 있다.
이하, 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 5a는 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 일 실시 예(A1)에 의한 분해 사시도를 나타내고, 도 5b는 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 일 실시 예(A1)에 의한 부분 결합 사시도를 나타내고, 도 5c는 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 일 실시 예(A1)에 의한 결합 사시도를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 희생 전극(312A)은 도 3b에 도시된 희생 전극(312)의 실시 예에 해당한다.
먼저, 도 5a에 도시된 화살표 방향(AR1)으로 희생 전극(312A)을 이동시켜 냉각수 유출부(OUT3)의 수지부(142)에 도 5b에 도시된 바와 같이 희생 전극(312A)을 결합시킬 수 있다.
이후, 도 5b에 도시된 화살표 방향(AR2)으로 후술되는 덮개(412)를 이동시켜 냉각수 유출부(OUT3)의 수지부(142)에 도 5c에 도시된 바와 같이 덮개(412)를 결합시킬 수 있다.
냉각수 유입부(IN3)의 수지부(142) 쪽에도 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 희생 전극(310)이 고정되어 배치될 수 있다.
이하, 실시 예에 의한 연료 전지(100)에서 희생 전극(310, 312)과 그 주변에 배치되는 구성에 대해 구체적으로 다음과 같이 살펴본다. 이때, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 냉각수 유출부(OUT3)와 이곳(OUT3)에 고정되어 배치되는 희생 전극(312A) 및 희생 전극(312A)의 주변의 구성에 대해 설명하지만, 이러한 설명은 냉각수 유입부(IN3)와 이곳(IN3)에 고정되어 배치되는 희생 전극(310) 및 희생 전극(310)의 주변이 구성에 대해서도 적용될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제2 엔드 플레이트(110B)는 셀 스택(122)과 대향하는 내측면(110BI) 및 복수의 단위 셀(122-1 내지 122-N)이 적층된 제1 방향으로 내측면(110BI)의 반대측에 위치한 외측면(110BO)을 포함함은 전술한 바와 같다.
실시 예에 의한 연료 전지(100)는 가이드부(152)를 포함하고, 희생 전극(312A)은 가이드 수용홈(312H)를 포함할 수 있다.
가이드부(152)는 복수의 내면[(IS1 내지 IS4) 또는 (IS5 내지 IS8)] 중에서 희생 전극이 배치된 내면에 배치되고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 가이드부(152)는 희생 전극(312A)에 형성된 가이드 수용홈(312H)에 수용될 수 있다.
제2 엔드 플레이트(110B)의 냉각수 유출부(OUT3)의 수지부(142)를 향하여 희생 전극(312A)이 제1 방향으로 인입할 때, 가이드 수용홈(312H)에 가이드부(152)가 슬라이딩되어 수용됨으로써, 희생 전극(312A)을 냉각수 유출부(OUT3)에 결합하는 동작이 가이드부(152)와 가이드 수용홈(312H)에 의해 가이드될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 희생 전극(312A)이 배치된 수지부(142)는 안착홈(H1), 스토퍼(stopper)(172) 또는 전극 고정부(162, 164) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
희생 전극(312A)은 냉각수 유출부(OUT3)의 내면(예를 들어, IS5, IS7, IS8)에 형성된 안착홈(H1)에 안착될 수 있다.
스토퍼(172)는 제2 엔드 플레이트(110B)의 내측면(110BI)에 인접하며 제1 방향과 교차하는 제2 방향 또는 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되어, 안착홈(H1)으로부터 제1 방향으로 희생 전극(312A)의 탈출을 저지할 수 있다. 만일, 스토퍼(172)가 생략될 경우 희생 전극(312A)이 안착부(H1)로부터 제1 방향(예를 들어, +x축 방향)으로 이탈될 수도 있으므로, 스토퍼(172)는 이러한 이탈을 방지하는 역할을 한다.
전극 고정부(162, 164)는 안착홈(H1)에 안착된 희생 전극(312A)을 고정시키는 역할을 한다.
일 실시 예에 의하면, 전극 고정부(162, 164)는 고정 수용홈(H21, H22) 및 걸림턱(PT1, PT2)을 포함할 수 있다.
고정 수용홈(H21, H22)은 제2 엔드 플레이트(110B)의 외측면(110BO) 중에서 냉각수 유출부(OUT3)인 유로의 주변에 형성될 수 있다.
걸림턱(PT1, PT2)은 고정 수용홈(H21, H22) 내에서 제1 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 희생 전극(312A)은 몸체(BO) 및 연장부(EPT1, EPT2)를 포함할 수 있다.
몸체(BO)는 내면의 안착홈(H1)에 수용되며, 스토퍼(172)와 대향하는 일단(312E1)을 갖는다.
연장부(EPT1, EPT2)는 몸체(BO)의 일단(312E1)의 반대측 타단(312E2)에서 제1 방향과 교차하는 제2 방향 또는 제3 방향 중 적어도 하나의 방향(도 5a 및 도 5b의 경우, z축 방향)으로 구부러져 연장된다. 연장부(EPT1, EPT2)는 걸림턱(PT1, PT2)과 결합하여 몸체(BO)를 내면의 안착홈(H1)에 고정시키는 역할을 한다.
이와 같이, 연장부(EPT1, EPT2)와 걸림턱(PT1, PT2)의 결합에 의해 희생 전극(312A)이 수지부(142)의 내면에 안정적으로 고정될 수 있다.
이때, 걸림턱(PT1, PT2)은 고정 수용홈(H21, H22)의 바깥까지 돌출하지 않고, 고정 수용홈(H21, H22)의 내부에만 형성되고, 걸림턱(PT1, PT2)과 결합된 상태에서도 연장부(EPT1, EPT2)는 고정 수용홈(H21, H22)에 수용될 수 있다. 따라서, 도 5b에 도시된 바와 같이 연장부(EPT1, EPT2)가 걸림턱(PT1, PT2)과 결합한 이후에, 냉각수 유출부(OUT3) 주변의 수지부(142)의 면(S1)과 연장부(EPT1, EPT2)의 측면(S2)은 동일한 수평면을 이루어 평평할 수 있다. 이와 같이, 평평한 수평면을 이룰 경우, 이 수평면에 배치되는 후술되는 덮개(412)가 평평하게 배치될 수 있다.
계속해서 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 덮개(412)는 희생 전극(312A)을 덮으면서 유로인 냉각수 유출구(OUT3)를 노출시키는 중공(412H)을 포함할 수 있다.
이를 위해, 냉각수 유출부(OUT3)의 수지부(142)는 덮개 수용홈(H3) 및 덮개 고정부(182)를 포함할 수 있다.
덮개 수용홈(H3)은 제2 엔드 플레이트(110B)의 외측면(110BO)에서 유로(OUT3)의 주변에 형성되어 덮개(412)를 수용하는 역할을 한다.
덮개 고정부(182)는 덮개(412)를 수지부(142)에 고정시키는 역할을 한다.
덮개(410)는 플레이트 형상일 수 있다.
예를 들어, 덮개(412)를 덮개 수용홈(H3)에 수용시킨 후 레이저를 이용한 융착으로 덮개(412)를 수지부(142)에 고정시킬 수 있다. 이때, 융착이 진행될 수 있도록, 덮개 고정부(182)는 융착시 덮개 수용홈(H3)의 바깥으로 누출되는 비드(bead)일 수 있다.
덮개(410, 412)의 재질은 수지부(142)의 재질과 동일할 수 있다.
그러나, 수지부(142)가 광투과성을 갖지 않는 반면, 레이저를 이용한 융착으로 덮개(412)를 수지부(142)에 고정시킬 경우, 레이저가 덮개(412)를 통과하여 덮개 고정부(182)에 닿을 수 있도록, 덮개(412)는 투광성 또는 반투광성을 가질 수 있다.
또한, 도 5c에 도시된 바와 같이 덮개(412)는 희생 전극(312A)의 연장부(EPT1, EPT2)와 고정 수용홈(H21, H22)을 덮을 때, 덮개(412)의 외면(S3)과 제2 엔드 플레이트(110B)의 외측면(110BO)은 동일한 수평면을 형성하여 평평할 수 있다. 이때, 외면(S3)과 외측면(110BO) 사이에 수지부(142)의 일면(S4)이 노출될 경우, 일면(S4)과 외면(S3)과 외측면(110BO)은 동일한 수평면을 형성하여 평평할 수 있다.
이와 같이, 수평면을 이룰 경우 제2 엔드 플레이트(110B)의 외측면(110BO)의 평탄도가 개선되어, 냉각수 유출부(OUT3) 및 냉각수 유입부(IN3)와 접하는 개스킷(미도시)의 기밀성이 개선될 수 있다.
실시 예에 의한 연료 전지(100)는 전술한 바와 같이 덮개(410, 412)를 더 포함함으로써, 안착홈(H1)에 수용된 희생 전극(310, 312)이 수지부(142)에 더욱 견고하게 고정 배치될 수 있다.
한편, 실시 예에 의하면, 전술한 구성 이외에도, 희생 전극(310, 312)은 냉각수 유입부(IN3) 또는 냉각수 유출부(OUT3) 중 적어도 하나의 수지부(142)에 다양한 형태로 결합될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 연료 전지를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 6은 도 3a에 도시된 ‘A’ 부분의 다른 실시 예(A2)에 의한 분해 사시도를 나타낸다.
도 6에 도시된 희생 전극(312B)은 도 3a에 도시된 희생 전극(312)의 다른 실시 예에 해당한다. 도 6에서 도 5a 내지 도 5c와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하여 중복되는 설명을 생략한다.
희생 전극(312B)은 제1 결합부를 포함하고, 냉각수 유입부(IN3) 또는 냉각수 유출부(OUT3) 중 적어도 하나의 수지부(142)는 제1 결합부와 체결되는 제2 결합부(192, 194)를 포함할 수 있다.
제1 결합부는 연장부(EPT3, EPT4) 및 볼트(322, 324)를 포함할 수 있다.
연장부(EPT3, EPT4)는 몸체(BO)의 일단(312E1)의 반대측 타단(312E2)에서 제1 방향과 교차하는 제2 방향 또는 제3 방향 중 적어도 하나의 방향(도 6의 경우, z축 방향)으로 구부러져 연장된다. 연장부(EPT3, EPT4)는 볼트(322, 324)가 관통하는 관통홀을 포함한다. 이때, 제2 결합부(192, 194)는 볼트(322, 324)와 나사 결합하는 나사홈일 수 있다. 이때, 나사홈은 수지부(142)로부터 금속 인서트(144)까지 연장될 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 희생 전극(310, 312)은 제2 엔드 플레이트(110B)의 수지부(142)의 내면에 사출 방식으로 결합될 수도 있다. 즉, 금속 인서트(144)에 수지부(142)를 일차적으로 사출한 이후, 수지부(142)에 희생 전극을 이차적으로 사출하는 이중 사출 방식으로 희생 전극을 수지부의 내면에 결합시킬 수도 있다.
전술한 바와 같이, 나사 결합 또는 이중 사출 방식으로 희생 전극을 수지부에 결합시키는 연료 전지도 전극 고정부(162, 164) 또는 덮개(140, 142) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 의한 연료 전지(100)의 경우, 전위가 가장 높은 마지막 셀에 인접하여 배치된 제2 엔드 플레이트(110B)에서 냉각수가 흐르는 유로 즉, 냉각수 유입부(IN3) 또는 냉각수 유출부(OUT3) 중 적어도 하나에 희생 전극(310, 312)을 배치함으로써, 마지막 셀 측의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 경우, 안착홈(H1), 전극 고정부(162, 164), 스토퍼(172) 또는 덮개(140, 142) 중 적어도 하나를 이용하여 희생 전극(130, 132)을 수지부(142)에 단단히 고정할 수 있다.
전술한 여러 개의 실시 예는 서로 조합될 수 없다고 특별히 언급되지 않는 한, 서로 조합할 수 있다.
또한, 여러 개의 실시 예 중 어느 하나의 실시 예에 대한 설명에서 누락된 부분은 특별히 언급되지 않는 한, 다른 실시 예에 대한 설명이 적용될 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 복수의 단위 셀이 제1 방향으로 적층된 셀 스택;
    상기 셀 스택의 양 측단에 각각 배치되며, 금속 인서트가 수지부에 의해 둘러싸인 형태를 갖는 제1 및 제2 엔드 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 중에서, 상기 복수의 단위 셀 중 전위가 가장 높은 셀에 인접한 제2 엔드 플레이트의 수지부에 배치된 희생 전극을 포함하는 연료 전지.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 단위 셀 중에서 전위가 가장 높은 셀은 마지막 셀인 연료 전지.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제2 엔드 플레이트는
    냉각수가 상기 셀 스택으로 유입되며 상기 수지부가 배치된 냉각수 유입부; 및
    상기 셀 스택으로부터 유출된 냉각수가 배출되며 상기 수지부가 배치된 냉각수 유출부를 포함하고,
    상기 희생 전극은 상기 냉각수 유입부 또는 상기 냉각수 유출부 중 적어도 한 곳의 상기 수지부에 배치된 연료 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 냉각수 유입부의 상기 수지부는 상기 냉각수가 지나가는 유로를 형성하는 복수의 내면을 포함하고,
    상기 희생 전극은 상기 복수의 내면 중에서 적어도 하나의 내면에 고정되어 배치된 연료 전지.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 냉각수 유출부의 상기 수지부는 상기 냉각수가 지나가는 유로를 형성하는 복수의 내면을 포함하고,
    상기 희생 전극은 상기 복수의 내면 중에서 적어도 하나의 내면에 고정되어 배치된 연료 전지.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 내면 중에서 상기 희생 전극이 배치된 상기 내면에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 돌출된 가이드부를 더 포함하고,
    상기 희생 전극은 상기 가이드부를 수용하는 가이드 수용홈을 포함하는 연료 전지.
  7. 제4 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 제2 엔드 플레이트는
    상기 셀 스택과 대향하는 내측면; 및
    상기 제1 방향으로 상기 내측면의 반대측에 위치한 외측면을 포함하는 연료 전지.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 희생 전극이 배치된 상기 수지부는
    상기 내면에 형성되어 상기 희생 전극이 안착되는 안착홈;
    상기 안착홈에 안착된 상기 희생 전극을 고정시키는 전극 고정부; 및
    상기 제2 엔드 플레이트의 상기 내측면에 인접하며 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 돌출되어, 상기 안착홈으로부터 상기 제1 방향으로 상기 희생 전극의 탈출을 저지하고 스토퍼를 포함하는 연료 전지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 희생 전극은 제1 결합부를 포함하고,
    상기 냉각수 유입부 또는 상기 냉각수 유출부 중 적어도 하나의 수지부는 상기 제1 결합부와 체결되는 제2 결합부를 더 포함하는 연료 전지.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제1 결합부는 볼트를 포함하고,
    상기 제2 결합부는 상기 볼트와 나사 결합하는 나사홈을 포함하는 연료 전지.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 전극 고정부는
    상기 제2 엔드 플레이트의 상기 외측면 중에서 상기 유로의 주변에 형성된 고정 수용홈; 및
    상기 고정 수용홈 내에서 상기 제1 방향으로 돌출되어 형성된 걸림턱을 포함하고,
    상기 희생 전극은
    상기 내면의 상기 안착홈에 수용되며, 상기 스토퍼와 대향하는 일단을 갖는 몸체; 및
    상기 몸체의 상기 일단의 반대측 타단에서 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 구부러져 연장되고, 상기 걸림턱과 결합하여 상기 몸체를 상기 내면에 고정시키고, 상기 걸림턱과 함께 상기 고정 수용홈에 수용되는 연장부를 포함하는 연료 전지.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 희생 전극을 덮으면서 상기 유로를 노출시키는 중공을 갖는 덮개를 더 포함하고,
    상기 냉각수 유입부 또는 상기 냉각수 유출부 중 적어도 하나의 수지부는
    상기 제2 엔드 플레이트의 상기 외측면에서 상기 유로의 주변에 형성되어 상기 덮개를 수용하는 덮개 수용홈; 및
    상기 덮개를 상기 수지부에 고정시키는 덮개 고정부를 더 포함하는 연료 전지.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 희생 전극의 상기 연장부를 덮고,
    상기 덮개의 외면과 상기 제2 엔드 플레이트의 상기 외측면은 동일한 수평면을 형성하는 연료 전지.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 덮개는 투광성 또는 반투광성을 갖는 연료 전지.
  15. 제4 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 희생 전극은 상기 내면에 사출 방식으로 결합된 구조를 갖는 연료 전지.
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