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KR101137763B1 - 연료전지용 활성화장치 - Google Patents

연료전지용 활성화장치 Download PDF

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KR101137763B1
KR101137763B1 KR1020090087475A KR20090087475A KR101137763B1 KR 101137763 B1 KR101137763 B1 KR 101137763B1 KR 1020090087475 A KR1020090087475 A KR 1020090087475A KR 20090087475 A KR20090087475 A KR 20090087475A KR 101137763 B1 KR101137763 B1 KR 101137763B1
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fuel cell
air
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이명식
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주식회사 하이젠
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Abstract

본 발명은 연료전지가 최고의 성능을 발휘할 수 있도록 활성화를 시키는 연료전지용 활성화장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전기는 작동(운전) 조건에 따라 최고의 성능을 발휘하도록 활성되는데까지 도달하는 시간은 오랜 시간(수일)이 걸리고, 적절하지 못한 작동(운전) 조건에 의하여 연료전지가 제대로 활성화되지 않아 최대의 성능을 발휘하지 못하게 된다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 본 발명의 연료전지용 활성화장치는, 연료전지 스택(Stack)에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치와 상기 연료공급장치에서 공급되는 연료의 유량을 조절하여 연료 가습기에 공급하여 가습된 습윤연료를 공급하도록 하는 연료공급수단과; 상기 연료전지 스택에 공기(산소)를 공급하는 공기공급장치와 상기 공기공급장치에서 공급되는 공기의 유량을 조절하여 공기 가습기에 공급하여 가습된 습윤공기를 공급하도록 하는 공기공급수단과; 상기 연료공급수단의 연료 가습기와 공기공급수단의 공기 가습기에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급장치와; 상기 연료전지 스택에 부하를 가하고 성능을 측정하는 전자부하와; 상기 연료전지 스택에 공급된 연료 중 미 사용된 연료(수소)를 재생하여 연료공급수단에 공급하는 연료재처리장치와; 상기 연료전지 스택에서 배출되는 탈이온수를 응축시켜 탈이온수 공급장치에 공급하는 탈이온수 응축기와; 상기 연료공급수단과 공기공급수단을 제어하는 제어장치로 이루어진다.
연료전지, 활성화장치, 가습기, 스택

Description

연료전지용 활성화장치{EQUIPMENT OF ACTIVATING STACK FOR FUEL CELL}
본 발명은 연료전지가 최고의 성능을 발휘할 수 있도록 활성화를 시키는 연료전지용 활성화장치에 관한 것이다.
연료전지(Fuel cell)는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.
이러한 연료전지는 화석 에너지를 대체할 수 있는 청정 에너지원으로서, 단위 전지(Cell)의 적층에 의한 스택 구성으로 다양한 범위의 출력을 낼 수 있는 장점을 갖고 있으며, 소형 리튬 전지에 비하여 4-10배의 에너지 밀도를 나타내기 때문에 소형 및 이동용 휴대 전원으로 주목받고 있다.
연료전지의 대표적인 예로는 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 직접 산화형 연료전지(Direct Oxidation Fuel Cell)를 들 수 있다.
상기 직접 산화형 연료전지에서 연료로 메탄올을 사용하는 경우는 직접 메탄올 연료전지(DMFC: Direct Methanol Fuel Cell)라 한다.
상기 고분자 전해질형 연료전지는 에너지 밀도가 크고, 출력이 높다는 장점을 가지고 있으나, 수소 가스의 취급에 주의를 요하고 연료가스인 수소를 생산하기 위하여 메탄이나 메탄올 및 천연 가스 등을 개질하기 위한 연료 개질 장치 등의 부대 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.
이에 반해 직접 산화형 연료전지는 고분자 전해질형 연료전지에 비해 에너지 밀도는 낮으나 연료의 취급이 용이하고 운전 온도가 낮아, 상온에서 운전이 가능하며, 특히 연료 개질 장치를 필요하지 않는다는 장점이 있다.
이러한 연료전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly: MEA)와 세퍼레이터(Separator)(또는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)라고도 함)로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수 십개로 적층된 구조를 가진다.
상기 막-전극 어셈블리는 수소 이온 전도성 고분자를 포함하는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 애노드 전극(일명, "연료극" 또는 "산화 전극"이라 한다)과 캐소드 전극(일명 "공기극" 또는 "환원 전극"이라고 한다)이 위치하는 구조를 가진다.
연료전지에서 전기를 발생시키는 원리는 연료가 연료극인 애노드 전극으로 공급되어 애노드 전극의 촉매에 흡착되고, 산화 반응에 의하여 연료가 이온화되고 또한 전자가 발생하며, 이때 발생된 전자는 외부 회로에 따라 산화극인 캐소드 전 극에 도달하며, 수소 이온은 고분자 전해질 막을 통과하여 캐소드 전극으로 전달된다. 캐소드 전극으로 산화제가 공급되고, 이 산화제, 수소 이온 및 전자가 캐소드 전극의 촉매 상에서 반응하여 물을 생성하면서 전기를 발생시키게 된다.
이러한 연료전지는 제작되어 바로 사용하는 경우에는 최고 성능을 발휘하기까지 많은 시간이 소요되며, 작동(운전) 상태에 따라 활성화 시간은 더 길어질 수 있다. 또한, 연료전지의 초기 작동(운전) 상태가 오랜기간 불량으로 이루어지는 경우에는 연료전지가 제대로 활성화되지 못하여 최고 성능을 발휘하지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 연료전지 스택을 연료전지 스택의 알맞은 조건으로 작동(운전)을 시켜 활성화를 시킴으로써 연료전지가 최고의 성능을 발휘할 수 있도록 하고자 한다.
즉, 단위 전지(Cell)가 연료전지 스택으로 조립된 후 최고의 성능까지 최단 시간 내에 도달할 수 있도록 일정 전압 상태에서 반복적인 사이클 운전이 가능토록 하여 활성화 시간의 단축 및 활성화 운전 시 소모되는 수소 사용량을 절감하여 연료전지의 대량 생산시 생산 시간 및 활성화 시간을 단축시키고 소요 비용을 절감하여 연료전지의 상용화에 기여할 수 있도록 연료전지용 활성화장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자 하는 본 발명인 연료전지용 활성화장치는,
다수의 단위 전지(Cell)로 이루어진 연료전지 스택(Stack)에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치와 상기 연료공급장치에서 공급되는 연료의 유량을 조절하여 연료 가습기에 공급하여 가습된 습윤연료를 공급하도록 하는 연료공급수단과; 상기 연료전지 스택에 공기(산소)를 공급하는 공기공급장치와 상기 공기공급장치에서 공급되는 공기의 유량을 조절하여 공기 가습기에 공급하여 가습된 습윤공기를 공급하도록 하는 공기공급수단과; 상기 연료공급수단의 연료 가습기와 공기공급수단의 공 기 가습기에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급장치와; 상기 연료전지 스택에 부하를 가하고 성능을 측정하는 전자부하와; 상기 연료전지 스택에 공급된 연료 중 미 사용된 연료(수소)를 재생하여 연료공급수단에 공급하는 연료재처리장치와; 상기 연료전지 스택에서 배출되는 탈이온수를 응축시켜 탈이온수 공급장치에 공급하는 탈이온수 응축기와; 상기 연료공급수단과 공기공급수단을 제어하는 제어장치를 포함하도록 구성된다.
상기 연료전지 스택의 단위 전지(Cell)를 모니터링 하는 셀 확인장치를 더 포함하여 불량의 단위 전지(Cell)를 구분하여 교체할 수 있도록 한다.
상기 연료전지 스택의 공급 및 배출을 위한 스택(Stack) 이송장치를 더 포함할 수 있다.
상기 연료전지 스택의 온도상승을 방지하기 위하여 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환장치를 이용한 냉각수단을 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 연료전지용 활성화장치에 의하여 연료전지 스택은 최고의 성능을 발휘할 수 있도록 활성화된 상태로 제작되어 출고됨으로써 연료전지 스택에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 연료전지 스택이 최고의 성능을 발휘하도록 활성화됨으로써 연료소비의 절약과 오염물의 배출을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 연료전지용 활성화장치에는 연료전지 스택의 활성화를 위하 여 공급된 연료(수소) 중 미 사용된 연료(수소)를 연료재처리장치로 재생하여 연료공급수단에 공급함으로써 연료의 소비량을 줄일 수 있는 장점이 있다.
첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 연료전지용 활성화장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하여 상세하게 설명하면,
다수의 단위 전지(Cell)로 이루어진 연료전지 스택(10, Stack)을 활성화시키는 본 발명인 연료전지용 활성화장치는,
연료전지 스택(10, Stack)의 활성화시키기 위하여 공급하고, 활성화된 연료 전지 스택(10, Stack)을 배출하도록 하는 스택 이송장치(21)와, 활성화를 시키기 위하여 공급된 연료전지 스택(10)에 가습된 습윤연료를 공급하는 연료공급수단(30)과, 활성화를 시키기 위하여 공급된 연료전지 스택(10)에 가습된 공기(산소)를 공급하는 공기공급수단(40)과, 상기 연료공급수단(30)과 공기공급수단(40)에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급장치(51)와, 상기 연료전지 스택(10)에 부하를 가하고 성능을 측정하는 전자부하(61)와, 상기 연료전지 스택(10)에 공급된 연료 중 미 사용된 연료(수소)를 재생하여 연료공급수단(30)에 공급하는 연료재처리장치(71)와, 상기 연료전지 스택(10)에서 배출되는 탈이온수를 응축시켜 탈이온수 공급장치(51)에 공급하는 탈이온수 응축기(81)와; 상기 연료전지 스택(10)의 온도상승을 방지하기 위하여 냉각수를 순환시키는 냉각수단(90)과, 상기 연료전지 스택의 단위 전지(Cell)를 모니터링 하는 셀 확인장치(101)와; 상기 연료공급수단(30)과 공기공급수단(40)을 제어하는 제어장치(100)로 구성된다.
상기 연료전지 스택(10)은 다수의 단위 전지(Cell)가 적층된 형태로 형성되며, 스택 이송장치(21)에 의하여 이송된다. 즉, 상기 스택 이송장치(21)는 연료전지 스택(10)을 이송시키는 장치로 활성화될 연료전지 스택(10)를 공급하고, 활성화된 연료전지 스택(10)를 배출한다.
상기 연료공급수단(30)은 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치(31)와, 상기 연료공급장치(31)로부터 공급되는 연료유량을 조절하는 유량조절밸브(33)와, 상기 유량조절밸브(33)로 유량이 조절되어 공급되는 연료(수소)를 가습 및 가열하는 연료 가습기(32)와, 상기 가습기(32)로 배출되는 가습된 연료의 온도를 측정하는 온도센서(34)로 이루어진다.
이렇게 이루어진 연료공급수단(30)에 의하여 연료전지 스택(10)에 공급되는 연료의 유량과 온도는 제어장치(100)에 의하여 조절되어 공급된다. 즉, 제어장치(100)는 유량조절밸브(33)를 조절하여 연료공급장치(31)에서 공급되는 연료(수소)의 유량을 조절하여 습윤연료의 유량을 조절하고, 온도센서(34)로 측정된 온도로 가습기(32) 내에 설치된 히터를 제어하여 습윤연료의 온도를 제어한다.
상기 공기공급수단(40)은 공기(산소)를 공급하는 공기공급장치(41)와, 상기 연료공급장치(41)로부터 공급되는 공기유량을 조절하는 유량조절밸브(43)와, 상기 유량조절밸브(43)로 유량이 조절되어 공급되는 공기를 가습 및 가열하는 공기 가습기(42)와, 상기 가습기(42)로 배출되는 가습된 공기의 온도를 측정하는 온도센서(44)로 이루어진다.
이렇게 이루어진 공기공급수단(40)에 의하여 연료전지 스택(10)에 공급되는 공기의 유량과 온도는 제어장치(100)에 의하여 조절되어 공급된다. 즉, 제어장치(100)는 유량조절밸브(43)를 조절하여 공기공급장치(41)에서 공급되는 공기의 유량을 조절하여 습윤공기의 유량을 조절하고, 온도센서(44)로 측정된 온도로 가습기(42) 내에 설치된 히터를 제어하여 습윤공기의 온도를 제어한다.
상기 탈이온수 공급장치(51)는 연료공급수단(30)의 연료 가습기(32)와, 공기공급수단(40)의 공기 가습기(42)에 탈이온수를 공급하는 장치이다.
상기 전자부하(61)는 연료전지 스택(10)이 동작(운전)할 수 있도록 부하를 가하고, 연료전지의 성능을 측정한다.
상기 연료재처리장치(71)는, 일반적으로 연료전지 스택(10)이 동작(운전) 시 공급되는 연료(수소)가 모두 반응되지 않고 외부로 배출된다. 이와 같이 미 반응된 수소만을 배출되는 배출가스 중에서 포집하여 연료공급수단(30)의 연료공급장치(31) 공급하여 재사용될 수 있도록 함으로써 연료(수소)의 소모를 최소화한다.
상기 탈이온수 응축기(81)는 연료전지 스택(10)에서 배출되는 탈이온수를 재용할 수 있도록 응축시켜 탈이온수 공급장치(51)에 공급하여 탈이온수의 소모를 최소화한다.
상기 냉각수단(90)은 연료전지 스택(10)의 온도상승을 방지하기 위한 것으로, 냉각수 순환장치(91)로 연료전지 스택(10)에 냉각수를 순환공급하여 연료전지 스택(10)의 과열을 방지한다. 상기 냉각수 순환장치(91)에는 냉각수를 순환시키는 순환펌프(92)와 냉각수 내의 이온을 제거하는 탈이온화기(93)가 설치된다.
상기 셀 확인장치(101)는 연료전지 스택(10)을 이루는 다수의 단위 전지(Cell) 각각 모니터링을 하고, 모니터링을 통해 스택(Stack) 내의 Cell 별 기능 및 활성을 자동으로 감시 기록하여 불량의 단위 전지(Cell)를 파악하여 교체하도록 함으로써 연료전지 스택(10)이 최고의 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 연료전지용 활성화장치는,
일정 전압 상태 및 OCV(Open Circuit Voltage) 상태에서 일정 시간 동안 반복적인 사이클 운전이 가능토록 함으로써 연료전지를 짧은 시간 내 활성화시켜 연료전지의 최고 성능에서 운전가능하도록 하며, 활성화 시간의 단축으로 활성화에 소모되는 연료 소모량을 절감할 수 있도록 하며, 연료재처리장치를 통한 수소의 정제 및 재압축으로 연료 소모량의 절감할 수 있다.
또한, 스택 이송장치에 의하여 연료전지 스택(Stack)의 탈부착, 이동 및 결합이 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 연료전지용 활성화장치의 구성 개략도.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
10 : 연료전지 스택 21 : 스택 이송장치
30 : 연료공급수단 31 : 연료공급장치
32 : 가습기 33 : 밸브
34 : 온도센서 40 : 공기공급수단
41 : 공기공급장치 42 : 가습기
43 : 밸브 44 : 온도센서
51 : 탈이온수 공급장치 61 : 전자부하
71 : 연료재처리장치 81 : 탈이온수 응축기
90 : 냉각수단 100 : 제어장치
101 : 셀 확인장치

Claims (4)

  1. 다수의 단위 전지(Cell)로 이루어진 연료전지 스택(Stack)를 활성화시키는 연료전지용 활성화장치에 있어서,
    연료전지 스택(10)의 공급 및 배출을 위한 스택(Stack) 이송장치(21)와;
    연료전지 스택(10, Stack)에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치(31)와 상기 연료공급장치(31)에서 공급되는 연료의 유량을 조절하여 연료 가습기(32)에 공급하여 가습된 습윤연료를 공급하도록 하는 연료공급수단(30)과;
    상기 연료전지 스택(10)에 공기(산소)를 공급하는 공기공급장치(41)와 상기 공기공급장치(41)에서 공급되는 공기의 유량을 조절하여 공기 가습기(42)에 공급하여 가습된 습윤공기를 공급하도록 하는 공기공급수단(40)과;
    상기 연료공급수단(30)의 연료 가습기(32)와 공기공급수단(40)의 공기 가습기(42)에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급장치(51)와;
    상기 연료전지 스택(10)에 부하를 가하고 성능을 측정하는 전자부하(61)와;
    상기 연료전지 스택(10)에 공급된 후 배출되는 배출 가스 중 미 사용된 연료(수소) 만을 포집하여 하여 연료공급수단(30)에 공급하는 연료재처리장치(71)와;
    상기 연료전지 스택(10)에서 배출되는 탈이온수를 응축시켜 탈이온수 공급장치(51)에 공급하는 탈이온수 응축기(81)와;
    상기 연료전지 스택(10)의 온도상승을 방지하기 위하여 냉각수를 순환공급하는 순환펌프(92)와 탈이온화기(93)가 설치된 냉각수 순환장치(91)로 이루어진 냉각수단(90)과;
    상기 연료전지 스택(10)의 단위 전지(Cell)를 모니터링 하는 셀 확인장치(101)와;
    상기 연료공급수단과 공기공급수단을 제어하는 제어장치(100)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 연료전지용 활성화장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101326484B1 (ko) 2012-08-09 2013-11-08 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 부분 활성화 방법
KR20230111294A (ko) 2022-01-18 2023-07-25 영일엔지니어링(주) 연료전지의 스택 활성화 장치용 가습기

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101776314B1 (ko) 2011-07-18 2017-09-08 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 활성화 장치 및 방법
CN103928695B (zh) * 2014-04-16 2016-02-17 同济大学 一种恢复质子交换膜燃料电池低效膜电极性能的方法
KR102249209B1 (ko) * 2018-06-29 2021-05-06 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 막전극접합체의 연속 검사장치 및 검사방법
KR102026151B1 (ko) * 2019-06-27 2019-09-27 서울대학교산학협력단 연료전지 스택의 활성화 장치
CN111063915B (zh) * 2019-12-10 2021-06-25 郑州正方科技有限公司 应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法及装置
KR102441847B1 (ko) * 2022-04-06 2022-09-08 인성기공(주) 연료전지용 활성화 설비 및 이를 위한 가습기
KR102476162B1 (ko) * 2022-10-07 2022-12-09 인성기공(주) 연료전지 활성화 설비의 유량분배장치
CN115548382B (zh) * 2022-12-02 2023-03-24 山东国创燃料电池技术创新中心有限公司 燃料电池堆活化控制方法、装置、燃料电池测试台及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000058092A (ja) * 1998-08-12 2000-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子型燃料電池システム
JP2002280029A (ja) * 2001-03-15 2002-09-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの制御装置
KR20070054497A (ko) * 2005-11-23 2007-05-29 엘지전자 주식회사 연료전지의 가습 장치
KR20080025614A (ko) * 2006-09-18 2008-03-21 엘지전자 주식회사 연료전지를 이용한 제습 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000058092A (ja) * 1998-08-12 2000-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子型燃料電池システム
JP2002280029A (ja) * 2001-03-15 2002-09-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの制御装置
KR20070054497A (ko) * 2005-11-23 2007-05-29 엘지전자 주식회사 연료전지의 가습 장치
KR20080025614A (ko) * 2006-09-18 2008-03-21 엘지전자 주식회사 연료전지를 이용한 제습 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101326484B1 (ko) 2012-08-09 2013-11-08 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 부분 활성화 방법
KR20230111294A (ko) 2022-01-18 2023-07-25 영일엔지니어링(주) 연료전지의 스택 활성화 장치용 가습기

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