WO2014017846A1 - 연료전지 공용분배기 - Google Patents

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WO2014017846A1
WO2014017846A1 PCT/KR2013/006672 KR2013006672W WO2014017846A1 WO 2014017846 A1 WO2014017846 A1 WO 2014017846A1 KR 2013006672 W KR2013006672 W KR 2013006672W WO 2014017846 A1 WO2014017846 A1 WO 2014017846A1
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WO
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hydrogen
fuel cell
unreacted
distributor
reaction
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/006672
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English (en)
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Inventor
한성호
송화섭
장규진
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주식회사 효성
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Publication date
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    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
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    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a common fuel cell distributor, and more particularly, to a fuel cell common distributor for improving the arrangement and structure of the fuel cell piping to perform an ejector role therein.
  • a fuel cell system is a power generation system that converts chemical energy into electrical energy.
  • a fuel cell stack that generates electrical and thermal energy, a fuel supply system that supplies hydrogen to a fuel cell stack, and air that supplies oxygen as an oxidant to the fuel cell stack
  • a cooling system for controlling the temperature of the stack by removing the heat of reaction of the supply system and the fuel cell stack to the outside of the system.
  • the fuel cell which is widely used for automobiles, homes, and power generation, is a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), which is generally called a polymer electrolyte fuel cell, and uses hydrogen as a fuel.
  • PEMFC proton exchange membrane fuel cell
  • the main components of the fuel cell stack are an electrolyte membrane including a fuel electrode and an oxygen electrode, an electrode membrane (MEA) having a catalyst layer attached to both sides of the electrolyte membrane, and an outer portion of the electrode membrane to transfer electricity generated while evenly distributing the reactants.
  • Gas Diffusion Layer which is attached to the gas diffusion layer is a gasket for maintaining the airtightness of the reactor and the cooling water, the flow path to supply fuel from the gas diffusion layer and discharge the water generated by the reaction And an end plate formed at the outermost side and supporting each component.
  • the hydrogen ions (H + ) produced in the anode moves to the cathode through the electrolyte, and reacts with oxygen in the cathode to generate water while generating electrical energy and thermal energy.
  • the fuel supply system of the conventional fuel cell system fuels a hydrogen supply line, a hydrogen recycling line for recycling unreacted hydrogen in the fuel cell stack, and an ejector for supplying reactive hydrogen and unreacted hydrogen recycled to the fuel cell stack. It was arranged inside or outside the stack of cells.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0094904 discloses a fuel cell system in which an ejector is embedded in a fuel cell stack and an unreacted gas recycled from an ejector side of a cartridge is introduced into the ejector and supplied to the stack.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0006922 discloses a technique for reducing the total volume of the common distributor and ensuring the flow rate distribution by adjusting the arrangement and the cross-sectional area of the pipe through which hydrogen, oxygen, and cooling water move.
  • the prior art relates to a technique for implementing a fuel cell system including an ejector in a stack, or to implement a fuel cell system by arranging an ejector externally and adjusting the pipe arrangement and thickness of the fuel cell common distributor.
  • the ejector In order to recycle and use, the ejector has to be manufactured, processed and installed separately, which increases cost and simplifies the fuel cell system.
  • An object of the present invention for solving the above-mentioned problems is to improve the structure and arrangement of the piping directly inside the common fuel cell distributor without installing an independent ejector, thereby enabling the ejector function to be performed, thereby improving the efficiency of the fuel cell system.
  • the fuel cell common distributor is installed between the fuel cell stack fuel cell stack, the hydrogen inlet receiving the reaction hydrogen from the hydrogen tank, the supplied reaction hydrogen and inlet Hydrogen supply line for mixing and discharging unreacted hydrogen, hydrogen distribution line for distributing the mixed hydrogen discharged from the hydrogen supply line to the fuel cell stack, and hydrogen delivered to the hydrogen supply line so that the unreacted hydrogen can be recycled It provides a fuel cell common distributor including a recirculation line.
  • the hydrogen supply line has a main flow portion receiving the reaction hydrogen from the hydrogen inlet, a nozzle unit for ejecting by controlling the flow rate of the reaction hydrogen, the cross-sectional area is reduced in size, the reaction received from the nozzle It has a form in which the hydrogen and the unreacted hydrogen is mixed and the cross-sectional area is enlarged, and a diffusion for transferring the mixed hydrogen from the mixing to the hydrogen distribution line.
  • the hydrogen recycle line is a non-reacted hydrogen inlet for transferring the unreacted hydrogen remaining after the electrochemical reaction in the fuel cell stack to the hydrogen recycle line, the cross-sectional ratio of the upper and lower ends, the delivered unreacted hydrogen It includes an intermediate portion for controlling the flow rate and kinetic energy of and the suction portion for delivering the unreacted hydrogen to the hydrogen supply line.
  • the recycle hydrogen inlet comprises a water trap for removing the droplets contained in the unreacted hydrogen.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a fuel cell common distributor comprising a first plate and a second plate of a tubular shape which are bilaterally symmetrical.
  • the present invention also provides a fuel cell system including the fuel cell common distributor.
  • the ejector function in the common fuel cell distributor, it is possible to reduce the production and processing cost of the fuel cell system, simplify the fuel cell recirculation system, and greatly reduce the volume and weight of the entire system.
  • the ejector function may be realized in the common fuel cell distributor to maximize the hydrogen recycle, thereby improving the efficiency of the fuel cell system.
  • FIG. 1 is a view of a fuel cell common distributor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a more detailed view of the structure of the fuel supply line and the hydrogen recycle line of the common fuel cell distributor according to the present invention.
  • FIG 3 is a view showing the structure of each floor of the common fuel cell distributor according to the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a fuel cell system including a fuel cell common distributor according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view of a fuel cell common distributor 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the common fuel cell distributor 10 includes a hydrogen inlet unit 100, a hydrogen supply line 200, a hydrogen recycle line 300, a recycle hydrogen inlet unit 400, and a hydrogen distribution line. 500, a hydrogen distribution port 501, and a casing 600.
  • the common fuel cell distributor 10 receives the reaction hydrogen from the hydrogen tank to the hydrogen inlet unit 100 and delivers the reaction hydrogen to the hydrogen supply line 200, and supplies hydrogen to the unreacted hydrogen from the hydrogen recycle line 200. Received by the line 200, the reaction hydrogen and unreacted hydrogen is mixed in the hydrogen supply line (200). Thereafter, mixed hydrogen mixed with reaction hydrogen and unreacted hydrogen is transferred to the hydrogen distribution line 500, and mixed hydrogen into the fuel cell stacks 20 and 21 through the hydrogen distribution port 501 of the hydrogen distribution line 500. To discharge.
  • the hydrogen inlet unit 100 is positioned above the fuel cell common distributor 10, and is a portion into which reactive hydrogen is introduced from the hydrogen tank. At this time, the reaction water introduced from the hydrogen tank has a high flow rate and high pressure.
  • the hydrogen supply line 200 is an annular pipe, receives the reaction hydrogen from the hydrogen inlet unit 100, receives the unreacted hydrogen from the hydrogen recycle line 300, and reacts the reaction hydrogen with the hydrogen distribution line 500. Unreacted hydrogen delivers mixed hydrogen. In the mixing unit 220 of the hydrogen supply line 200, the reaction hydrogen and the unreacted hydrogen of high flow rate are exchanged and mixed.
  • the diffuser 240 lowers the flow rate of the mixed gas and converts the mixed hydrogen of low pressure into a high pressure and is discharged through the outlet. At this time, while the vacuum pressure is formed in the mixing unit 220, the unreacted hydrogen is introduced into the mixing unit 220 from the inlet of the hydrogen recycle line 300.
  • the ratio of the cross-sectional area of the front and rear ends of the hydrogen supply line 200 it is possible to adjust the flow rate, pressure and flow rate of the hydrogen supply line of the mixed gas.
  • the mixed gas discharged from the hydrogen supply line 200 is delivered to the hydrogen distribution line 500.
  • the hydrogen distribution line 500 distributes mixed hydrogen to the fuel cell stacks 20 and 21 connected at positions symmetrically opposed to each other.
  • the fuel cell stacks 20 and 21 connected to the hydrogen distribution line 500 may be two or more.
  • the hydrogen recycle line 300 passes through each fuel cell stack 20 and 21 and transfers unreacted hydrogen remaining after the electrochemical reaction to the hydrogen supply line 200, and recycle hydrogen inlet 400. ), An intermediate part 410, and a suction part 420.
  • the recycle hydrogen inlet 400 is a portion receiving unreacted hydrogen in water (H 2 O), unreacted oxygen, and unreacted hydrogen remaining after the electrochemical reaction from the unreacted hydrogen inlet 401, and unreacted oxygen and water (H 2 O) is discharged to the outside through each discharge port (not shown).
  • the unreacted hydrogen contains water, uses the water contained therein, and in low-humidity operation, the humidification operation of the fuel cell stack is possible.
  • a water trap (not shown) may be installed at the recycle hydrogen inlet 400 of the hydrogen recycle line 300 to remove droplets of unreacted hydrogen, thereby improving the efficiency of the fuel cell system. Can be.
  • the middle portion 410 of the hydrogen recycle line 300 is a portion for transferring the unreacted hydrogen introduced into the suction portion 420 of the hydrogen recycle line 300.
  • the cross-sectional area ratio of the top and bottom of the intermediate portion 410 it is possible to increase the flow rate of the unreacted hydrogen and have a large kinetic energy.
  • the cross-sectional area of the lower end of the middle part is widened and configured to be narrowed toward the upper end, so as to have a high flow rate at the upper end of the middle part 410, and thus, unreacted hydrogen has high kinetic energy. Have it. Thereafter, the unreacted hydrogen delivered to the upper end of the intermediate part 410 is introduced into the mixing part 220 of the hydrogen supply line 200 through the suction part 420.
  • the suction part 420 of the hydrogen recirculation line 300 is disposed between the middle part 410 and the hydrogen supply line 200, and the hydrogen supply line 200 receives unreacted hydrogen having a high flow rate at the top of the middle part 410.
  • the suction part 420 as described above, when the mixed gas is discharged in the high pressure state in the hydrogen supply line 200, and a vacuum pressure is formed in the mixing part 220 of the hydrogen supply line 200, The reaction hydrogen is introduced into the mixing unit 220 of the hydrogen supply line 200.
  • the casing 600 is disposed at the outermost portion of the common fuel cell distributor 10, and fixes the pipes inside the common fuel cell distributor, and the hydrogen inlet 101, the recirculating hydrogen inlet 401, and the surface of the casing 600. Hydrogen distribution port 501, and the like. As such, the mixed hydrogen is discharged and distributed into the fuel cell stacks 20 and 21 through a simple structure implemented in the casing 600 of the common fuel cell distributor 10.
  • the common fuel cell distributor 10 includes a fuel supply line 200 and a hydrogen recycling line 300 which serve as an ejector therein.
  • the cross-sectional area and length of the piping of the fuel supply line 200 and the hydrogen recycle line 300 may be designed to optimize the flow rate, pressure, and flow rate of the reaction gas, the unreacted gas, and the mixed gas.
  • FIG. 2 is a more detailed view of the structure of the fuel supply line 200 and the hydrogen recycling line 300 of the common fuel cell distributor 10 according to the present invention.
  • the reaction hydrogen is introduced through the hydrogen inlet unit 100, and is transferred to the mixing unit 220 through the first nozzle 210, and the suction unit 420 of the hydrogen recycle line 300 is provided. Unreacted hydrogen is introduced through the mixing unit 220 is delivered. In the mixing unit 220, the reaction hydrogen and the unreacted hydrogen are mixed, and the mixed hydrogen is discharged to the hydrogen distribution line 500 through the outlet 250 through the first nozzle 210.
  • the reaction hydrogen is introduced into the main flow part 209 of the hydrogen supply line through the hydrogen inlet part 100.
  • the introduced reaction hydrogen is transferred from the main flow portion 209 to the first nozzle 210.
  • the first nozzle 210 includes a first nozzle front 211, a first nozzle neck 212, and a first nozzle rear end 213.
  • the first nozzle front 211 is configured such that the cross-sectional area from the main flow portion 209 to the first nozzle neck 212 is reduced. Therefore, the flow rate of the reaction hydrogen is higher toward the first nozzle neck 212, whereby the reaction hydrogen has a high kinetic energy.
  • the first nozzle neck 212 has a constant cross-sectional area ratio, and the reaction hydrogen is transferred to the first nozzle rear end 213 via the first nozzle neck 212.
  • the first nozzle rear end 213 increases in cross-sectional area toward the mixing unit 220, and can slightly increase the pressure of the reaction hydrogen passing through the first nozzle rear end 213, thereby increasing the flow rate of the reaction hydrogen. It can be adjusted more precisely.
  • the first nozzle or the rear end of the first nozzle may be omitted.
  • the reaction hydrogen and the unreacted hydrogen are mixed, and the cross-sectional area thereof becomes smaller toward the second nozzle neck 221.
  • the reaction hydrogen ejected through the first nozzle 210 is high speed, and thus has a large kinetic energy.
  • Inhaled unreacted hydrogen and reacted hydrogen exchange mutual momentum in the mixing unit 220, wherein the high kinetic energy that the reacted hydrogen had becomes the kinetic energy of the entire mixed hydrogen.
  • the pressure is primarily restored while experiencing a vertical shock wave due to the low pressure of the mixed hydrogen and the high speed of the supersonic speed or more in the second nozzle neck 221.
  • the vertical shock wave due to the vertical shock wave, the mixed hydrogen at the supersonic speed is changed to the subsonic state, and the pressure rises momentarily.
  • the diffusion part 240 has a structure in which a cross-sectional area is enlarged from the second nozzle part 230 toward the outlet 250, and the mixed hydrogen decreases the flow velocity, and the pressure gradually recovers. That is, the kinetic energy of the mixed hydrogen passes through the diffusion unit 240 and is converted into pressure. As a result, a vacuum pressure is formed in the mixing part 220, and unreacted hydrogen flows in from the suction part 420 of the hydrogen recirculation line 300.
  • mixed hydrogen is transferred from the diffusion unit 240 to the hydrogen distribution line 500, and the mixed hydrogen is distributed to the fuel cell stacks 20 and 21 through the hydrogen distribution line 500 and ejected.
  • the hydrogen recycle line 300 includes a recycle hydrogen inlet 400, an intermediate part 410, and a suction part 420. Unreacted hydrogen is introduced into the hydrogen recycle line 300 through the recycle hydrogen inlet 400, and the middle portion 410 of the hydrogen recycle line 300 is the inlet portion 420 of the unreacted hydrogen introduced into the hydrogen recycle line ) In one embodiment, by adjusting the cross-sectional area ratio of the top and bottom of the intermediate portion 410, it is possible to increase the flow rate of the unreacted hydrogen, thereby having a high kinetic energy.
  • the cross-sectional area of the lower end of the middle part 410 is widened and configured to become narrower toward the upper end, so as to have a high flow rate at the upper end of the middle part 410, and thus high unreacted hydrogen.
  • the flow rate of unreacted hydrogen can also be adjusted by increasing the cross-sectional area of the annular pipe. Thereafter, the unreacted hydrogen delivered to the upper end of the intermediate part 410 is introduced into the mixing part 220 of the hydrogen supply line 200 through the suction part 420.
  • the common fuel cell distributor 10 may perform an ejector function through the hydrogen supply line 200 and the hydrogen recycling line 300, thereby simplifying the fuel cell system and thereby fuel cell system.
  • the overall efficiency can be improved.
  • FIG 3 is a view showing the structure of each floor of the common fuel cell distributor 10 according to the present invention.
  • the common fuel cell distributor may be manufactured by dividing the first plate and the second plate in a plate shape having conductivity.
  • the first plate is made of a right first plate 610 and a left first plate 620 which are symmetrical to each other, and the second plate also has a right second plate which is symmetrically to the left and right.
  • the plate 630 and the left second plate 640 may be divided and manufactured.
  • the fabrication of each plate is not limited to machining and can be fabricated using other forming techniques.
  • FIG. 4 is a block diagram of a fuel cell system 1000 including a common fuel cell distributor according to the present invention.
  • the fuel cell system 1000 includes a common fuel cell distributor 1100, a fuel cell stack 1200 and 1300, a coolant pump 1400, a humidifier 1500, and an air supply 1600. And a hydrogen tank 1700.
  • the fuel cell stacks 1200 and 1300 perform a function of electrochemically reacting hydrogen and oxygen to generate electric energy, heat and water.
  • the number of fuel cell stacks connected to the fuel cell common distributor 1100 is not limited, and may be connected to two or more fuel cell stacks.
  • the coolant pump 1400 pumps coolant around the cell to remove heat generated during operation of the fuel cell to maintain the cell of the fuel cell at an optimal operating temperature.
  • the humidifier 1500 performs a function of controlling a humidification state of hydrogen or air in order to make the electrolyte membrane sufficiently hydrated to have ion conductivity in the case of the polymer electrolyte fuel cell.
  • the air supply 1600 performs a function of supplying oxygen into the fuel cell stacks 1200 and 1300, and may be supplied through a pump (not shown) or a blower (not shown) according to an embodiment.
  • the fuel cell common distributor 1100 is disposed between the fuel cell stacks 1200 and 1300 to supply hydrogen, oxygen, and water to the fuel cell stacks 1200 and 1300.
  • the fuel cell system 1000 according to the present invention unlike the prior art, is implemented in a simple structure, to perform the ejector function in the fuel cell common distributor 1100 to recycle the hydrogen by no power, The efficiency of the entire fuel cell system 1000 may be improved.
  • the fuel cell stack may be operated at a low humidity by using moisture contained in unreacted gas during low-humidity operation.
  • the present invention can be applied to a common fuel cell distributor for improving the arrangement and structure of the fuel cell pipe to perform the ejector role therein.

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Abstract

본 발명은 연료전지 스택의 공용분배기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관의 배치 및 구조를 통해 이젝터 역할이 내부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 연료전지 공용분배기에 관한 것이다. 이를 위해, 수소탱크로부터 반응수소를 공급받는 수소유입부, 상기 공급받은 반응수소와 미반응수소를 혼합하여 배출하고, 상기 미반응수소가 유입되는 수소공급라인, 상기 수소공급라인으로부터 배출된 혼합수소를 연료전지 스택으로 분배하는 수소분배라인 및 상기 미반응수소가 재순환할 수 있도록 상기 수소공급라인으로 전달하는 수소재순환라인을 포함하는 연료전지 공용분배기를 제공한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 14.10.2013]　연료전지 공용분배기
본 발명은 연료전지 공용분배기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 배관의 배치 및 구조를 개선하여 이젝터 역할을 내부에서 수행하도록 하는 연료전지 공용분배기에 관한 것이다.
연료전지 시스템은 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전시스템으로서, 전기에너지 및 열에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 수소를 공급하는 연료공급시스템, 연료전지 스택에 산화제인 산소를 공급하는 공기공급 시스템, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하여 스택의 온도를 제어하는 냉각 시스템 등을 포함하여 이루어진다.
차량용, 가정용 및 발전용으로 많이 쓰이는 연료전지는 프로톤 교환막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cell; PEMFC)으로서, 일반적으로 고분자전해질 연료전지라고 일컫으며, 수소를 연료로 사용한다. 연료전지 스택의 주요 구성요소는 연료극과 산소극을 포함하는 전해질막과 전해질막 양쪽에 촉매층이 부착된 전극막(MEA), 전극막의 바깥쪽에 위치하여 반응기체들을 고르게 분포시키면서 발생된 전기의 전달 역할을 수행하는 기체확산층(Gas Diffusion Layer; GDL), 기체 확산층에 부착되어 반응기체들 및 냉각수의 기밀성을 유지시키기 위한 가스켓, 기체확산층 외부에서 연료를 공급하고 반응에 의해 발생된 물을 배출하도록 유로가 형성된 분리판 및 가장 바깥쪽에 배치되고 각 구성요소를 지지하는 엔드플레이트를 포함하여 구성된다.
이러한 수소를 연료로 하는 연료전지의 전기화학반응은 다음과 같다.
[연료극(Anode) 반응] H2 → 2H+ + 2e-
[공기극(Cathode) 반응] 1/2O2 + 2H+ + 2e- → H2O
[전체 반응] H2 + 1/2O2 → H2O + 전기에너지 + 열에너지
상기와 같이, 연료극(Anode)에서 생산된 수소이온(H+)은 전해질을 통해서 공기극(Cathode)으로 이동하고, 공기극에서 산소와 반응하여 물을 생성하면서 전기에너지와 열에너지를 발생시킨다.
한편, 종래의 연료전지 시스템의 연료공급 시스템은 수소공급라인, 연료전지 스택에서 미반응된 수소가 재순환되는 수소재순환라인, 및 반응수소와 재순환된 미반응수소를 연료전지 스택으로 공급하는 이젝터를 연료전지의 스택 내부나 외부에 배치하여 구성되었다. 예를 들어, 한국 공개특허 2009-0094904에서는 이젝터를 연료전지 스택 내에 내장시키고, 카트리지 형태의 이젝터 측면으로부터 재순환되는 미반응가스를 이젝터 내부로 유입시켜 스택에 공급하는 연료전지 시스템을 개시하였다. 또한, 한국 공개특허 2009-0006922에서는 수소, 산소 및 냉각수가 이동하는 배관의 배치와 단면적을 조절하여 공용분배기의 전체 부피를 줄이고 유량분배의 동일성을 확보하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 종래 기술은 스택 내에 이젝터를 포함하여 연료전지 시스템을 구현하거나, 이젝터는 외부에 배치하고 연료전지 공용분배기의 배관 배치 및 두께를 조절하여 연료전지 시스템을 구현하는 기술에 관한 것들로서, 연료를 재순환하여 사용하기 위해서는 이젝터를 별도로 제작, 가공 및 설치하여야 하므로, 비용이 증가하고 연료전지 시스템을 단순화 할 수 없는 문제점이 있었다.
전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 독립된 이젝터를 설치하지 않고, 연료전지 공용분배기 내부에서 직접 배관의 구조 및 배치를 개선하여 이젝터 기능을 수행할 수 있도록 함으로써, 연료전지 시스템의 효율 향상 및 연료전지 전체 부피를 감소시키는 연료전지 공용분배기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 연료전지 스택연료전지 스택 사이에 설치되는 연료전지 공용분배기에 있어서, 수소탱크로부터 반응수소를 공급받는 수소유입부, 공급받은 상기 반응수소와 유입되는 미반응수소를 혼합하여 배출하는 수소공급라인, 상기 수소공급라인으로부터 배출된 혼합수소를 연료전지 스택으로 분배하는 수소분배라인 및 상기 미반응수소가 재순환할 수 있도록 상기 수소공급라인으로 전달하는 수소재순환라인을 포함하는 연료전지 공용분배기를 제공한다.
또한, 상기 수소공급라인은 상기 수소유입부로부터 상기 반응수소를 공급받는 주유동부, 상기 반응수소의 유속을 조절하여 분출시키는 노즐부, 단면적이 축소되는 형태를 가지며, 상기 노즐부로부터 전달받은 상기 반응수소와 상기 미반응수소가 혼합되는 혼합부 및 단면적이 확대되는 형태를 가지며, 상기 혼합부로부터 상기 혼합수소를 상기 수소분배라인으로 전달하는 확산부를 포함한다.
또한, 상기 수소재순환라인은 상기 연료전지 스택에서의 전기화학반응 후에 남은 미반응수소를 상기 수소재순환라인으로 전달하는 재순환수소유입부, 상단과 하단의 단면적 비를 다르게 하여, 전달된 상기 미반응수소의 유속 및 운동에너지를 조절하는 중간부 및 상기 미반응수소를 상기 수소공급라인으로 전달하는 흡입부를 포함한다.
또한, 상기 재순환수소유입부는 상기 미반응수소에 포함된 액적을 제거하기 위한 워터트랩을 포함한다.
또한, 좌우 대칭되는 관상 형태의 제 1플레이트 및 제 2플레이트로 이루어지는 연료전지 공용분배기를 제작하는 방법을 제공한다.
그리고, 상기 연료전지 공용분배기를 포함하는 연료전지 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 연료전지 공용분배기 내에 이젝터 기능을 통합함으로써, 연료전지 시스템의 제작 및 가공비용을 줄이고, 연료전지 재순환 시스템을 단순화하여 시스템 전체의 부피 및 무게를 크게 줄일 수 있다. 또한, 연료전지 공용분배기 내에 이젝터 기능을 실현하여 수소재순환량을 극대화하여 연료전지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 공용분배기에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기의 연료공급라인과 수소재순환라인의 구조에 대한 보다 상세한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기의 각 층별 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 블록도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 연료전지 공용분배기의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 공용분배기(10)에 대한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기(10)는 수소유입부(100), 수소공급라인(200), 수소재순환라인(300), 재순환수소 유입부(400), 수소분배라인(500), 수소분배구(501) 및 케이싱(600)을 포함한다.
본 발명에 따른 연료전지 공용분배기(10)는 수소탱크로부터 수소유입부(100)로 반응수소를 공급받아 수소공급라인(200)으로 전달하고, 수소재순환라인(200)으로부터 미반응 수소를 수소공급라인(200)으로 전달받아, 수소공급라인(200)에서 반응수소와 미반응수소가 혼합된다. 이후, 반응수소와 미반응수소가 혼합된 혼합수소가 수소분배라인(500)으로 전달되고, 수소분배라인(500)의 수소분배구(501)를 통해 연료전지 스택(20, 21) 안으로 혼합수소를 배출한다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 연료전기 공용분배기(10)의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
수소유입부(100)는 연료전지 공용분배기(10) 상부에 위치하며, 수소탱크로부터 반응 수소가 유입되는 부분이다. 이 때, 수소탱크로부터 유입된 반응 소수는 높은 유속과 고압상태를 갖는다.
수소공급라인(200)은 환형 형상의 배관이며, 수소유입부(100)로부터 반응수소를 전달받고, 수소재순환라인(300)으로부터 미반응수소를 제공받아, 수소분배라인(500)으로 반응수소와 미반응수소가 혼합된 혼합수소를 전달한다. 수소공급라인(200)의 혼합부(220)에서는 높은 유속의 반응수소와 미반응수소가 운동량을 교환하고 혼합된다.
확산부(diffuser)(240)에서는 혼합가스의 유속을 낮추고 저압의 혼합수소를 고압으로 변환시켜 배출구를 통해 배출된다. 이 때, 혼합부(220)에 진공압력이 형성되면서 수소재순환라인(300)의 흡입부로부터 미반응수소가 혼합부(220)로 유입되게 된다.
일 실시예에서, 수소공급라인(200)의 앞단과 뒷단의 단면적 비율을 달리하여, 혼합가스의 유속, 압력 및 수소공급라인의 유량을 조절할 수 있다. 수소공급라인(200)으로부터 배출된 혼합가스는 수소분배라인(500)에 전달된다.
수소분배라인(500)은 반대방향으로 대칭되는 위치에서 연결되는 연료전지 스택(20, 21)으로 혼합수소를 분배한다. 일 실시예에서, 수소분배라인(500)에 연결되는 연료전지 스택(20, 21)은 2개 이상일 수 있다.
수소재순환라인(300)은 각각의 연료전지 스택(20, 21)을 통과하며 전기화학반응을 거친 후에도 남아있는 미반응수소를 수소공급라인(200)으로 전달하는 부분으로서, 재순환수소유입부(400), 중간부(410), 흡입부(420)로 구성된다.
재순환수소유입부(400)는 미반응수소유입구(401)로부터 전기화학반응 후에 남은 물(H2O), 미반응산소 및 미반응수소 중에 미반응수소를 전달받는 부분이고, 미반응 산소와 물(H2O)은 각각 배출구(미도시)를 통해 외부로 배출된다. 이 때, 미반응수소는 수분을 함유하고 있으며, 함유하고 있는 수분을 이용하며, 저가습 운전 시에는 연료전지 스택의 무가습 운전이 가능하다. 일 실시예에서는 수소재순환라인(300)의 재순환수소유입부(400)에는 미반응수소의 액적을 제거하기 위한 워터트랩(미도시)이 설치될 수 있고, 이를 통해 연료전지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
수소재순환라인(300)의 중간부(410)는 유입된 미반응수소를 수소재순환라인(300)의 흡입부(420)로 전달하는 부분이다. 일 실시예에서, 중간부(410)의 상단과 하단의 단면적 비를 조절하여, 미반응수소의 유속을 높이고, 큰 운동에너지를 갖도록 할 수 있다. 구체적으로, 베르누이 원리에 의해 중간부의 하단의 단면적을 넓게 하고, 상단으로 갈수록 좁아지는 형태로 구성하여, 중간부(410)의 상단에서 높은 유속을 갖도록 하고, 그에 따라 미반응수소가 높은 운동에너지를 가지도록 한다. 이 후, 중간부(410)의 상단으로 전달된 미반응수소는 흡입부(420)를 통해 수소공급라인(200)의 혼합부(220)로 유입된다.
수소재순환라인(300)의 흡입부(420)는 중간부(410)와 수소공급라인(200) 사이에 배치되며, 중간부(410) 상단에서 높은 유속을 갖는 미반응수소를 수소공급라인(200)으로 전달하는 부분이다. 흡입부(420)에서는 상술한 바와 같이, 수소공급라인(200)에서 고압의 상태로 혼합가스가 배출되어, 수소공급라인(200)의 혼합부(220)에서 진공압력이 형성된 때, 그로 인해 미반응수소가 수소공급라인(200)의 혼합부(220)로 유입된다.
케이싱(600)은 연료전지 공용분배기(10)의 최외곽에 배치되며, 연료전지 공용분배기 내부의 배관들을 고정하며, 케이싱(600)의 표면에는 수소유입구(101), 재순환수소유입구(401) 및 수소분배구(501) 등을 포함한다. 이와 같이, 연료전지 공용분배기(10)의 케이싱(600) 내에 구현되는 간단한 구조를 통해 혼합수소가 연료전지 스택(20, 21) 안으로 배출 및 분배된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기(10)는 그 내부 자체에 이젝터 역할을 수행하는 연료공급라인(200)과 수소재순환라인(300)을 포함하고 있다. 게다가, 연료공급라인(200)과 수소재순환라인(300)의 배관의 단면적 및 길이를 최적화가 되도록 설계하여 반응가스, 미반응가스 및 혼합가스의 유속, 압력 및 유량을 조절할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기(10)는 연료전지 시스템의 효율이 최대가 되도록 할 수 있고, 또한 연료전지 스택(20, 21)과의 통합 모듈화를 통해 간단한 구조가 가능하여 공정 비용을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기(10)의 연료공급라인(200)과 수소재순환라인(300)의 구조에 대한 보다 상세한 도면이다.
도 2를 참조하면, 수소유입부(100)를 통해 반응수소가 유입되고, 제 1노즐(210)을 거쳐 혼합부(220)로 전달되며, 수소재순환라인(300)의 흡입부(420)를 통해 미반응 수소가 유입되어 혼합부(220)로 전달된다. 혼합부(220)에서 반응수소와 미반응수소가 혼합되고, 혼합된 수소는 제 1노즐(210)을 통해 배출구(250)를 거쳐 수소분배라인(500)으로 배출된다.
이하, 연료전지 공용분배기(10) 내에서 이젝터 기능을 수행하기 위한 수소공급라인(200)과 수소재순환라인(300)의 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.
반응수소는 수소유입부(100)를 통해 수소공급라인의 주유동부(209)로 유입된다. 유입된 반응 수소는 주유동부(209)로부터 제1 노즐(210)로 전달된다.
제1 노즐(210)은 제1 노즐전단(211), 제1 노즐목부(212) 및 제1 노즐후단(213)을 포함한다. 제1 노즐전단(211)은 주유동부(209)에서 제1 노즐목부(212)까지 단면적이 작아지는 형태로 구성된다. 따라서, 반응수소의 유속은 제1 노즐목부(212)로 갈수록 높아지며, 이에 따라 반응수소는 높은 운동에너지를 갖는다. 제 1노즐목(212)은 단면적의 비가 일정한 구조이고, 반응수소는 제 1노즐목(212)을 거쳐 제 1노즐후단(213)에 전달된다. 제 1노즐후단(213)은 혼합부(220) 방향으로 갈수록 단면적이 증가되며, 제1 노즐후단(213)을 통과하는 반응수소의 압력을 소폭으로 상승시킬 수 있어, 그에 따라 반응수소의 유속을 보다 정밀하게 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1노즐 또는 제 1노즐후단은 생략될 수도 있다.
혼합부(220)에서는 반응수소와 미반응수소가 혼합되고, 단면적이 제 2노즐목(221) 방향으로 갈수록 작아지는 형태를 갖는다. 상술한 바와 같이, 제 1노즐(210)을 통해 분출된 반응수소는 고속이며, 이로 인해 큰 운동에너지를 갖게 된다.
흡입된 미반응수소와 반응수소는 혼합부(220)에서 상호 운동량을 교환하며, 이 때 반응수소가 가지고 있던 높은 운동에너지는 혼합수소 전체의 운동에너지로 된다.
이 후, 제 2노즐목(221)에서 혼합수소의 낮은 압력과 초음속 이상의 고속으로 인해 수직충격파(shock)를 겪으면서 1차적으로 압력이 회복된다. 즉, 수직충격파로 인해 초음속의 혼합수소는 아음속 상태로 바꾸면서 순간적으로 압력이 상승한다.
확산부(240)는 제 2노즐부(230)로부터 배출구(250) 방향으로 단면적이 확대되는 형태의 구조이며, 이러한 구조로 인해 혼합수소는 유속이 감소하고, 이에 따라 압력이 점차 회복된다. 즉, 혼합수소의 운동에너지가 확산부(240)를 통과하며 압력으로 전환된다. 그에 따라, 혼합부(220)에서는 진공압력이 형성되어, 수소재순환라인(300)의 흡입부(420)로부터 미반응수소가 유입된다.
이 후, 확산부(240)로부터 수소분배라인(500)으로 혼합수소가 전달되며, 전달된 혼합수소는 수소분배라인(500)을 통해 연료전지 스택(20, 21)으로 분배되어 분출된다.
수소재순환라인(300)은 재순환수소유입부(400), 중간부(410) 및 흡입부(420)를 포함한다. 재순환수소유입부(400)를 통해 미반응수소가 수소재순환라인(300)으로 유입되고, 수소재순환라인(300)의 중간부(410)는 유입된 미반응수소를 수소재순환라인의 흡입부(420)로 전달하는 부분이다. 일 실시예에서, 중간부(410)의 상단과 하단의 단면적 비를 조절하여, 미반응수소의 유속을 높이고, 이에 따라 높은 운동에너지를 갖도록 할 수 있다. 즉, 베르누이 원리에 의해 중간부(410)의 하단의 단면적을 넓게 하고, 상단으로 갈수록 좁아지는 형태로 구성하여, 중간부(410)의 상단에서 높은 유속을 갖도록 하고, 그에 따라 미반응수소가 높은 운동에너지를 가지도록 한다.
한편, 환형 형상의 배관의 단면적을 넓힘으로써 미반응수소의 유량을 조절할 수도 있다. 이 후, 중간부(410)의 상단으로 전달된 미반응수소는 흡입부(420)를 통해 수소공급라인(200)의 혼합부(220)로 유입된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기(10)는 수소공급라인(200) 및 수소재순환라인(300)을 통해 이젝터 기능을 수행할 수 있도록 하여, 연료전지 시스템의 단순화 및 이를 통한 연료전지 시스템 전체의 효율을 향상 시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기(10)의 각 층별 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 연료전지 공용분배기는 전도성을 갖는 판상 형태의 제 1플레이트(plate)와 제 2플레이트(plate)로 나누어 제작될 수 있다. 제 1플레이트(plate)는 좌우 대칭되는 우측 제 1플레이트(plate)(610)와 좌측 제 1플레이트(plate)(620)로 각각 제작되며, 제 2플레이트(plate)도 좌우 대칭되는 우측 제 2플레이트(plate)(630)와 좌측 제 2플레이트(plate)(640)로 각각 나누어 제작될 수 있다. 따라서, 이와 같은 방식을 통해, 각각의 배관을 제작하여 조립 및 배치하는 설계에 비해 가공 비용을 낮출 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 플레이트(plate)의 제작은 기계가공에 제한되지 않고, 여타 성형기술을 이용하여 제작될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 공용분배기를 포함하는 연료전지 시스템(1000)에 관한 블록도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(1000)은 연료전지 공용분배기(1100)와 연료전지 스택(1200, 1300), 냉각수 펌프(1400), 가습기(1500), 공기공급기(1600) 및 수소탱크(1700)를 포함한다.
연료전지 스택(1200, 1300)은 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지, 열 및 물 등을 생성하는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 연료전지 공용분배기(1100)에 연결되는 연료전지 스택의 수는 제한되지 않으며, 2개 이상의 연료전지 스택에 연결될 수도 있다.
냉각수 펌프(1400)는 연료전지의 셀을 최적 작동 온도로 유지하기 위해 연료전지의 운전 중에 발생된 열을 제거하는 냉각수를 셀 주위로 펌펑하는 기능을 수행한다.
가습기(1500)는 고분자전해질 연료전지의 경우 전해질 막을 충분히 수화된 상태로 만들어 이온 전도성을 갖도록 하기 위해, 수소나 공기의 가습상태를 조절하는 기능을 수행한다.
공기공급기(1600)는 연료전지 스택(1200, 1300) 내에 산소를 공급하는 기능을 수행하며, 실시예에 따라 외부에서 펌프(미도시)나 블로워(미도시)를 통해 공급할 수 있다.
또한, 연료전지 공용분배기(1100)를 연료전지 스택(1200, 1300) 사이에 배치하여, 연료전지 스택(1200, 1300)으로 수소, 산소 및 물을 공급한다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(1000)은 종래 기술과 달리, 무동력으로 수소를 재순환하게 하는 이젝터 기능을 연료전지 공용분배기(1100) 내에서 수행되도록 하는, 간단한 구조로 구현되므로, 연료전지 시스템(1000) 전체의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 저가습 운전 시 미반응가스가 함유하고 있는 수분을 이용하여 연료전지 스택을 무가습으로 운전할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명은 연료전지 배관의 배치 및 구조를 개선하여 이젝터 역할을 내부에서 수행하도록 하는 연료전지 공용분배기에 적용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 연료전지 스택 사이에 설치되는 연료전지 공용분배기로서,
    수소탱크로부터 반응수소를 공급받는 수소유입부;
    공급받은 상기 반응수소와 유입되는 미반응수소를 혼합하여 배출하는 수소공급라인;
    상기 수소공급라인으로부터 배출된 혼합수소를 연료전지 스택으로 분배하는 수소분배라인; 및
    상기 미반응수소가 재순환할 수 있도록 상기 수소공급라인으로 전달하는 수소재순환라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 공용분배기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수소공급라인은,
    상기 수소유입부로부터 상기 반응수소를 공급받는 주유동부;
    상기 반응수소의 유속을 조절하여 분출시키는 노즐부;
    단면적이 축소되는 형태를 가지며, 상기 노즐부로부터 전달받은 상기 반응수소와 상기 미반응수소가 혼합되는 혼합부; 및
    단면적이 확대되는 형태를 가지며, 상기 혼합부로부터 상기 혼합수소를 상기 수소분배라인으로 전달하는 확산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 공용분배기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수소재순환라인은,
    상기 연료전지 스택에서의 전기화학반응 후에 남은 미반응수소를 상기 수소재순환라인으로 전달하는 재순환수소유입부;
    상단과 하단의 단면적 비를 다르게 하여, 전달된 상기 미반응수소의 유속 및 운동에너지를 조절하는 중간부; 및
    상기 미반응수소를 상기 수소공급라인으로 전달하는 흡입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 공용분배기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 재순환수소유입부는 상기 미반응수소에 포함된 액적을 제거하기 위한 워터트랩을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 공용분배기.
  5. 제 1항의 연료전지 공용분배기는 좌우 대칭되는 판상 형태의 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 공용분배기를 제작하는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 연료전지 공용분배기를 포함하는 연료전지 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020192641A1 (zh) * 2019-03-25 2020-10-01 长城汽车股份有限公司 用于燃料电池的喷射器、燃料电池系统及燃料电池车辆
WO2021243681A1 (zh) * 2020-06-05 2021-12-09 罗伯特·博世有限公司 氢气供应装置和燃料电池

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101610457B1 (ko) 2014-01-28 2016-04-07 현대자동차주식회사 이젝터 기능을 가지는 연료전지 스택 매니폴드
EP3324475A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzellenmodul, brennstoffzellensystem sowie betriebsverfahren
US20220190378A1 (en) * 2019-07-16 2022-06-16 Fcp Fuel Cell Powertrain Gmbh Fuel cell system and integration back-plane for fuel cell modules

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060063083A (ko) * 2004-12-07 2006-06-12 현대자동차주식회사 연료 전지 시스템
US20060251935A1 (en) * 2001-08-31 2006-11-09 Barrett Scott N Fuel cell system and method for recycling exhaust
JP2007522607A (ja) * 2003-12-15 2007-08-09 ユーティーシー フューエル セルズ，エルエルシー 燃料電池用の透過性入口燃料ガス分配器
KR20080053402A (ko) * 2005-10-13 2008-06-12 지멘스 파워 제너레이션, 인코포레이티드 연료전지용 중간-섹션 연료 분배기
KR20090094904A (ko) * 2008-03-04 2009-09-09 현대자동차주식회사 이젝터 내장형 연료전지 시스템
KR20090107388A (ko) * 2008-04-08 2009-10-13 현대자동차주식회사 연료전지 시스템용 공용분배기 및 이를 이용한 수소 퍼지장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060251935A1 (en) * 2001-08-31 2006-11-09 Barrett Scott N Fuel cell system and method for recycling exhaust
JP2007522607A (ja) * 2003-12-15 2007-08-09 ユーティーシー フューエル セルズ，エルエルシー 燃料電池用の透過性入口燃料ガス分配器
KR20060063083A (ko) * 2004-12-07 2006-06-12 현대자동차주식회사 연료 전지 시스템
KR20080053402A (ko) * 2005-10-13 2008-06-12 지멘스 파워 제너레이션, 인코포레이티드 연료전지용 중간-섹션 연료 분배기
KR20090094904A (ko) * 2008-03-04 2009-09-09 현대자동차주식회사 이젝터 내장형 연료전지 시스템
KR20090107388A (ko) * 2008-04-08 2009-10-13 현대자동차주식회사 연료전지 시스템용 공용분배기 및 이를 이용한 수소 퍼지장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020192641A1 (zh) * 2019-03-25 2020-10-01 长城汽车股份有限公司 用于燃料电池的喷射器、燃料电池系统及燃料电池车辆
WO2021243681A1 (zh) * 2020-06-05 2021-12-09 罗伯特·博世有限公司 氢气供应装置和燃料电池

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