KR101405689B1 - 연료전지용 가습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료전지용 가습장치에 관한 것으로서, 연료전지를 신속히 승온시키기 위해 연료전지에 공급되는 건조공기를 가습함과 더불어 연료전지에서 배출되는 수소와 공기의 발열반응을 통해 연료전지에 공급되는 가습공기의 온도를 높일 수 있는 연료전지용 가습장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 연료전지 스택으로부터 배출된 뒤 하우징 내부로 유입되어 중공사막 주위를 통과하는 스택 배출가스로부터 중공사막 내부의 건조공기가 수분과 열을 전달받아 가습되는 막가습기를 포함하며, 상기 막가습기는 하우징 내부로 유입된 스택 배출가스 중 공기의 산소와 수소를 반응시켜 물과 열을 발생시키는 촉매물질을 갖는 중공사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치를 제공한다.

Description

연료전지용 가습장치{Humidifier for fuel cell}

본 발명은 연료전지용 가습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지에 공급되는 건조공기를 가습함과 더불어 발열반응을 통해 가습되는 공기의 온도를 높여줄 수 있는 연료전지용 가습장치에 관한 것이다.

연료전지의 예로, 차량 구동을 위한 전력공급원으로 가장 많이 연구되고 있는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 전극층이 부착된 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly), 반응가스들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 가스확산층(GDL:Gas Diffusion Layer), 그리고 반응가스들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(bipolar plate)을 포함하여 구성된다.

상기한 연료전지에서 연료인 수소와 산화제인 산소(공기)가 분리판의 유로를 통해 막전극접합체의 전극층인 애노드(anode)와 캐소드(cathode)로 각각 공급되는데, 수소는 애노드로 공급되고, 산소(공기)는 캐소드로 공급된다.

애노드로 공급된 수소는 전극층의 촉매에 의해 수소 이온(proton, H⁺)과 전자(electron, e^-)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 양이온교환막인 전해질막을 통과하여 캐소드로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 가스확산층과 분리판을 통해 캐소드로 전달된다.

상기 캐소드에서는 전해질막을 통해 공급된 수소 이온과 분리판을 통해 전달된 전자가 공기공급장치에 의해 캐소드로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다. 이때 일어나는 수소 이온의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하며, 이러한 전자의 흐름으로 전류가 생성된다.

한편, 고분자 연료전지의 경우 작동을 위해서는 반드시 수분이 필요하며, 이를 위해 연료전지에 공급되는 공기를 가습기를 이용하여 가습시킨다.

가습기의 타입에는 버블러(bubbler) 타입, 인젝션(injection) 타입, 흡착제 타입 등의 여러 방법이 있지만, 연료전지 차량의 경우 패키지 면에서 제한이 있기 때문에 상대적으로 부피가 작은 막가습기가 적용되고 있다. 막가습기는 패키지 측면뿐만 아니라 특별한 동력을 필요로 하지 않는 큰 이점을 가지고 있다.

도 1은 통상의 연료전지용 가습장치에서 막가습기를 이용하여 공기를 가습하는 상태를 도시한 개략도로서, 도시된 바와 같이, 외부의 건조공기를 공기블로워(1)로 강제 송풍하여 막가습기(10)에 통과시키며, 이때 연료전지 스택(20)의 출구로부터 배출된 물이 포함된 과포화 습윤공기를 막가습기(10)에 통과시켜, 과포화 습윤공기와 건조공기 간의 수분 교환에 의해 건조공기의 가습이 이루어지도록 하고, 여기서 가습된 가습공기를 연료전지 스택(20)에 공급한다.

통상의 막가습기는 중공사막(hollow fiber)을 이용한 가스-가스 막가습기(gas to gas membrane humidifier)로서, 이러한 막가습기는 접촉표면적이 넓은 중공사막의 고집적화가 가능하여 소용량으로도 연료전지 스택의 가습이 충분히 가능하고, 막가습기를 통해 연료전지 스택에서 고온으로 배출되는 가스에 포함된 수분과 열을 회수하여 재사용하게 되므로 연료전지 스택의 가습에 들어가는 별도의 수분과 에너지를 절약할 수 있다.

도 2는 중공사막을 이용한 막가습기의 구성을 나타내는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 막가습기(10)는 하우징(11)을 포함한다. 상기 하우징(11)에는 건조공기가 유입되는 제1유입구(12), 가습된 공기가 배출되는 제1유출구(13), 연료전지의 배출가스가 유입되는 제2유입구(14), 및 배출가스가 배출되는 제2유출구(15)가 형성된다.

또한 하우징(11)의 내부에는 중공사막 모듈(17)이 배치되고, 상기 중공사막 모듈(17)은 다수의 중공사막(16)을 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 갖는 막가습기(10)에서는, 연료전지 스택으로부터 배출되는 배출가스(습윤공기를 포함함)가 제2유입구(14)를 통해 하우징(11) 내부로 공급되면, 중공사막(16)의 모세관 작용에 의해 배출가스 중의 수분이 분리되고, 분리된 수분은 각 중공사막(16)의 모세관 내를 투과하면서 응축되어 중공사막 내부로 이동한다. 이어 수분이 분리된 배출가스는 하우징(11)의 제2유출구(15)로 이동하여 배출된다.

그리고, 공기블로워의 구동으로 외기(건조공기)가 하우징(11)의 제1유입구(12)를 통해 공급될 때, 제1유입구(12)를 통해 공급된 건조공기는 각 중공사막(16)의 내부를 통해 이동하고, 이때 배출가스로부터 분리된 수분이 중공사막(16) 내부로 이동되는 상태이므로, 이 수분에 의해 중공사막 내부를 통과하는 건조공기가 가습된 후 제1유출구(13)를 통해 연료전지 스택으로 공급된다.

이와 더불어 중공사막(16) 외부를 통과하는 고온의 배출가스와 중공사막 내부를 통과하는 공기(가습되는 공기) 간에 열 교환이 이루어지며, 이에 막가습기(10)는 연료전지 스택에 공급되는 공기를 가습하는 가습장치의 역할과 더불어, 배출가스의 열을 가습되는 공기에 전달하여 회수하는 열교환기의 역할도 하게 된다.

연료전지의 운전 중에 성능에 가장 직접적인 영향을 미치는 요인 중 하나는 연료전지의 핵심 구성요소인 막전극접합체의 전해질막과 촉매층 내의 이오노머(ionomer)에 일정량 이상의 수분을 공급하여 함수율을 유지시킴으로써 전해질막과 이오노머 자체가 보유하고 있는 이온전도도의 최대 성능을 얻는 것이다.

이때, 막가습기의 역할은 연료전지에서 고온으로 배출되는 가스에 포함된 수분과 열을 막 표면을 통해 연료전지에 공급되는 상온의 건조한 반응가스에 공급함으로써 연료전지의 가습과 온도 유지를 달성하는 것이다.

한편, 연료전지 시스템의 시동시에 외기온도가 낮으면 연료전지 스택에 공급되는 반응가스의 온도가 낮아 시동시간이 지연되고 적정 운전온도에 도달할 때까지는 스택의 최적 성능과 효율을 얻을 수 없다.

따라서, 저온 시동성 확보를 위한 해결책의 일환으로, 외부 부하를 이용하여 스택을 자체 발열시키는 방법, 히터로 가열한 냉각수를 공급하여 스택을 급속 승온시키는 방법, 스택에 공급되는 공기 또는 수소를 압축기나 열교환기, 히터나 촉매 연소장치(catalytic combustor)와 같은 별도 장치를 이용하여 가열하는 방법 등이 시도되고 있다.

미국특허 제7960064호(선행기술문헌1), 미국특허 제8062803호(선행기술문헌2), 미국공개특허 제2007-0231632호(선행기술문헌3)에는 스택에 열을 제공하기 위한 수단으로서 촉매 연소장치에 대한 내용이 개시되어 있다.

또한 미국특허 제7713056호(선행기술문헌4)에는 미반응 수소 가스를 촉매 반응을 통해 연소시킴으로써 외부로 배출되는 수소 가스의 농도를 규제치 이하로 줄여주는 촉매 연소장치에 대한 내용이 개시되어 있다.

연료전지 운전시 애노드에 축적된 물, 질소, 공기 등의 이물질을 배출하기 위해 애도드 출구측 배기라인에 설치된 퍼지 밸브를 이용하여 수소를 퍼지하는데, 이때 배출되는 수소 농도가 폭발 범위를 넘지 않아야 하므로, 선행기술문헌4에서와 같이 수소를 공기와 화학적으로 반응시켜 제거하는 촉매 연소장치를 퍼지 밸브 후단에 배치하게 된다.

또한 스택의 온도를 적정 운전온도로 신속히 올려주기 위해 선행기술문헌1 ~ 3과 같은 촉매 연소장치를 이용하여 수소와 공기를 화학적으로 반응시킨 뒤 별도 열교환기를 이용하여 스택에 공급되는 반응가스의 온도를 높인다.

그러나, 촉매반응(발열반응)을 이용하여 반응가스의 온도를 높임으로써 스택을 승온시키는 방식에서는 상술한 촉매 연소장치와 열교환기와 같은 별도 장치를 연료전지 시스템에 구비해야 하고, 이는 연료전지 시스템의 비용을 상승시키는 요인이 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 연료전지에 공급되는 건조공기를 가습함과 더불어 연료전지에서 배출되는 수소와 공기의 발열반응을 통하여 가습되는 공기의 온도를 높일 수 있는 기능을 가짐으로써 연료전지에 필요한 열을 제공할 수 있는 연료전지용 가습장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 연료전지 스택으로부터 배출된 뒤 하우징 내부로 유입되어 중공사막 주위를 통과하는 스택 배출가스로부터 중공사막 내부의 건조공기가 수분과 열을 전달받아 가습되는 막가습기를 포함하며, 상기 막가습기는 하우징 내부로 유입된 스택 배출가스 중 공기의 산소와 수소를 반응시켜 물과 열을 발생시키는 촉매물질을 갖는 중공사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치를 제공한다.

바람직한 일 실시예에서, 상기 중공사막은 외부 표면에 상기 촉매물질을 함유한 다공성 촉매층이 코팅된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직한 다른 실시예에서, 상기 중공사막은 막 벽 내부에 존재하는 촉매입자들을 가지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 연료전지용 가습장치는 촉매에 의한 공기와 수소의 화학반응으로 발생하는 열이 막가습기의 중공사막, 및 중공사막 내부를 통해 스택에 공급되는 반응가스(가습공기)의 온도를 높이도록 구성됨으로써, 스택을 빠른 시간 내에 승온시켜 냉시동 시간을 단축하고 연료전지 시스템의 냉시동성을 개선하는데 기여할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 가습장치가 화학반응을 통해 스택에서 배출되는 수소를 소비하므로, 배출 수소의 농도를 낮추기 위해 스택의 애노드측 배기라인에 구비되던 종래의 후처리 장치가 삭제될 수 있고, 별도 후처리 장치를 구비하던 것에 비해 시스템 비용의 절감, 패키징 문제 개선 등의 여러 이점이 제공될 수 있다.

도 1은 통상의 연료전지용 가습장치에서 막가습기를 이용해 공기를 가습하여 공급하는 상태를 도시한 개략도이다.
도 2는 중공사막을 이용한 막가습기의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가습장치에서 막가습기의 연결 상태 및 공기를 가습하여 공급하는 상태를 도시한 개략도이다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 가습장치에서 일 실시예와 다른 실시예에 따른 막가습기의 중공사막을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 연료전지 스택으로부터 배출되는 배출가스(습윤공기)를 이용하여 스택에 공급되는 건조공기를 가습함과 더불어, 배출가스(애노드 출구에서 배출되는 수소와 캐소드 출구에서 배출되는 공기 중 산소)의 화학반응(촉매에 의한 발열반응)으로부터 발생하는 열을 이용하여 가습공기를 가열할 수 있는 연료전지용 가습장치에 관한 것으로서, 반응가스(가습공기)를 가열할 수 있는 반응로와 열교환기, 그리고 가습장치의 역할이 통합된 하나의 장치를 제공하고자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 스택에 공급되는 공기를 가습하는 본연의 기능과 더불어, 촉매에 의한 수소와 공기(산소)의 화학반응을 통하여 열을 발생시키는 반응로, 및 그로부터 발생하는 열을 가습공기에 전달하는 열교환기의 기능을 모두 가지는 가습장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 가습장치는 기본 구성이 중공사막을 이용한 막가습기를 포함한다는 점에서 종래와 유사하나, 포함되는 막가습기가 촉매물질을 갖는 중공사막을 이용한다는 점에서 분명한 차이가 있다.

이러한 차이를 제외한 나머지 막가습기의 구성은 도 2에 예시한 종래의 막가습기와 비교할 때 차이가 없다.

즉, 통상의 막가습기에서와 마찬가지로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 연료전지 스택(도 1 및 도 3에서 도면부호 20임)의 캐소드에서 배출되는 고온의 배출가스(습윤공기로서 스택에서 생성된 물과 반응되지 않은 공기를 포함하는 것임)를 하우징(11) 내 막 모듈(17)을 구성하는 중공사막(16) 주위로 통과시키고, 공기블로워(도 1 및 도 3에서 도면부호 1임)에 의해 공급되는 외기(건조공기)를 각 중공사막(16)의 내부로 통과시켜, 배출가스로부터 수분과 열이 건조공기에 전달되도록 함으로써, 스택(20)에 공급되는 건조공기를 가습함과 더불어, 스택의 열을 회수하게 된다.

이와 같은 막가습기(10)에서 중공사막 모듈(17)이 내장되는 하우징(11)에는, 건조공기가 유입되는 제1유입구(12)와, 가습된 공기가 배출되는 제1유출구(13)와, 연료전지 스택의 배출가스가 유입되는 제2유입구(14)와, 가습 후 배출가스가 배출되는 제2유출구(15)가 구비된다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 가습장치에서 막가습기의 연결 상태 및 공기를 가습하여 공급하는 상태를 도시한 개략도이고, 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 가습장치에서 일 실시예와 다른 실시예에 따른 막가습기의 중공사막을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 스택(20)의 애노드 출구에는 물과 공기, 질소 등의 애노드 내 축적된 이물질과 함께 퍼지 수소가 배출되는 배기라인(22)(애노드측 배기라인)이 연결되고, 이 배기라인(22)에는 주기적으로 개폐작동되는 퍼지 밸브(24)가 설치된다.

또한 퍼지 밸브(24)의 후단에는 애노드측 배기라인(22)으로부터 분기되어 퍼지된 수소를 막가습기(10)로 공급하기 위한 별도의 배기라인(23)이 설치되며, 이 분기된 배기라인(23)은 스택(20)의 캐소드 출구에서 막가습기(10)의 제2유입구(도 2에서 도면부호 14임)로 연결되는 스택의 캐소드측 배기라인(21)과 합관된다.

따라서, 퍼지 밸브(24)의 개방시 배출되는 퍼지 수소가 분기된 배기라인(23) 및 캐소드측 배기라인(21)을 통해 막가습기(10)의 제2유입구로 유입되고, 이로써 스택(20)의 캐소드 출구에서 배출되는 습윤공기와, 애노드 출구에서 배출되는 퍼지 수소가 막가습기(10)의 중공사막(도 2에서 도면부호 16임) 주위를 통과하게 된다.

요컨대, 도 3에서와 같이, 막가습기(10)로 최종 유입되는 스택 배출가스에는 캐소드 출구로부터 배출되는 습윤공기(물+공기)와, 애노드 출구에서 배출되는 퍼지 수소가 포함되며, 배출 공기와 물, 퍼지 수소가 포함된 스택 배출가스는 도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이 각 중공사막(16) 주위를 통과하게 된다.

통상의 연료전지 시스템에서는 주기적으로 개폐작동(주기적인 수소 퍼지 작동)되는 퍼지 밸브(24)의 후단에, 퍼지 수소를 공기와 혼합하여 희석한 뒤 외부로 방출하는 별도의 후처리 장치(희석장치), 또는 퍼지 수소를 공기 중 산소와 화학반응시켜 농도를 낮추는 별도의 촉매 연소장치가 설치되나, 본 발명에서는 퍼지 수소를 막가습기(10)에서 공기를 가열하는데 소비하게 되므로, 배출 수소의 농도를 낮추기 위한 상기의 장치들이 삭제될 수 있다.

도 4와 도 5는 본 발명의 가습장치에서 막가습기의 중공사막을 도시한 것으로, 스택의 배출가스 중 공기(산소)와 수소를 반응시키는 촉매를 갖는 중공사막(16)을 도시한 것이다.

도 4에 나타낸 일 실시예에서는 포러스(porous)한(다공성의) 촉매층(18)이 외부 표면에 코팅된 중공사막(16)이 사용되며, 여기서 중공사막(16)은 촉매물질(촉매입자)(19)을 함유한 슬러리(slurry)를 막 표면에 도포한 뒤 건조시킴으로써 포러스한 촉매층(18)을 갖도록 제조된다.

또한 도 5에 나타낸 다른 실시예에서는 막 벽 내부에 촉매물질(19)을 침투시킨 중공사막(16)이 사용되며, 여기서 중공사막(16)은 촉매물질을 첨가한 막 원료를 사용하여 제조함으로써 촉매입자(19)가 막 벽 내부에 침투한 구조를 갖도록 제조된다.

결국, 도 3에 나타낸 바와 같이 배출 공기와 물, 퍼지 수소가 배기라인(21)을 통해 막가습기(10)로 공급되면, 도 4 및 도 5에서와 같이 중공사막(16)이 가지는 촉매물질에 의해 공기 중 산소와 수소는 화학반응하여 열을 발생시키며, 이 열은 중공사막(16) 내부를 통과하는 공기(스택에 공급되는 공기)를 가열시켜 온도를 높이게 된다.

또한 공기 중 산소와 수소의 화학반응시 하기 화학식 1에 나타낸 바와 같이 물이 발생하는데, 이때의 물은 중공사막(16) 내부를 통과하는 공기의 가습도를 높여주게 된다.

또한 중공사막(16) 내부를 통과하는 공기는, 상기와 같이 공기 중 산소와 수소의 화학반응으로 발생하는 열에 의해 가열됨과 더불어, 중공사막(16) 주위를 통과하는 습윤공기의 수분(스택에서 배출된 수분)을 전달받게 되며, 결국 중공사막(16) 내부의 공기는 스택(20)에서 생성된 수분과 화학반응으로 생성된 물에 의해 가습된 뒤 스택(20)의 캐소드로 최종 공급될 수 있게 된다.

본 발명의 가습장치에서 중공사막(16)에 사용되는 촉매물질로는 열을 발생시키도록 공기 중 산소와 수소를 화학반응시킬 수 있는 공지의 촉매물질이라면 채택 가능하다.

예컨대, 상기 촉매물질로는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 철(Fe), 및 이들을 포함하는 화합물과 산화물, 아연 산화물(Zinc Oxide) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질이 사용될 수 있다.

이와 같이 하여, 본 발명의 가습장치는 스택 배출가스 중 공기의 산소와 수소를 화학반응시켜 열과 물을 발생시키는 촉매물질을 갖는 중공사막을 사용한 막가습기를 포함하는 것으로서, 촉매에 의한 공기와 수소의 화학반응으로 발생하는 열이 중공사막, 및 이 중공사막 내부를 통해 스택에 공급되는 반응가스(가습공기)의 온도를 높이도록 구성됨으로써, 스택을 빠른 시간 내에 승온시켜 냉시동 시간을 단축하고 연료전지 시스템의 냉시동성을 개선하는데 기여할 수 있게 된다.

또한 화학반응을 통해 스택에서 배출되는 수소를 소비해줌으로써, 배출 수소의 농도를 낮추기 위해 스택의 애노드측 배기라인에 구비되던 종래의 후처리 장치를 삭제할 수 있게 해주며, 별도 후처리 장치를 구비하던 것에 비해 시스템 비용의 절감, 패키징 문제 개선 등의 여러 이점을 제공하게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 공기블로워 10 : 막가습기
11 : 하우징 12 : 제1유입구
13 : 제1유출구 14 : 제2유입구
15 : 제2유출구 16 : 중공사막
17 : 중공사막 모듈 18 : 다공성(porous) 촉매층
19 : 촉매물질(촉매입자) 20 : 연료전지 스택
21 : 캐소드측 배기라인 22 : 애노드측 배기라인
23 : 분기된 배기라인 24 : 퍼지 밸브

Claims (6)

1. 연료전지 스택으로부터 배출된 뒤 하우징 내부로 유입되어 중공사막 주위를 통과하는 스택 배출가스로부터 중공사막 내부의 건조공기가 수분과 열을 전달받아 가습되는 막가습기를 포함하며, 상기 막가습기는 하우징 내부로 유입된 스택 배출가스 중 공기의 산소와 수소를 반응시켜 물과 열을 발생시키는 촉매물질을 갖는 중공사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 중공사막은 외부 표면에 상기 촉매물질을 함유한 다공성 촉매층이 코팅된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 중공사막은 막 벽 내부에 존재하는 촉매입자들을 가지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 촉매물질은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 철(Fe), 및 이들을 포함하는 화합물과 산화물, 아연 산화물(Zinc Oxide) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연료전지 스택의 애노드 출구로부터 연결되는 배기라인이,
   연료전지 스택의 캐소드 출구로부터 상기 막가습기의 하우징으로 연결되는 스택의 캐소드측 배기라인과 합관되어,
   상기 하우징에 유입되는 스택 배출가스에 스택의 캐소드 출구로부터 배출되는 습윤공기와, 스택의 애노드 출구로부터 배출되는 수소가 포함되도록 한 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 스택의 애노드 출구에 애노드측 배기라인이 연결되고, 상기 애노드측 배기라인에 퍼지 밸브가 설치되며, 상기 퍼지 밸브 후단의 애노드측 배기라인에서 분기된 별도의 배기라인이 상기 스택의 캐소드측 배기라인과 합관되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.

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