KR20100010516A

KR20100010516A - 연료 전지 발전 시스템 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20100010516A
Application number: KR1020097027474A
Authority: KR
Inventors: 유우스께 사또; 마사또 아끼따; 다꾸야 혼고; 료스께 야기
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-02-01
Also published as: JP5248070B2; KR101096303B1; WO2009041289A2; CN101689653A; US20090104499A1; JP2009080948A; WO2009041289A3; CN101689653B

Abstract

연료 전지 시스템은 애노드(21), 캐소드(22), 및 애노드(21)와 캐소드(22) 사이에 개재된 전해질막(3)을 포함하는 막전극 복합체(8)를 갖는다. 소액성 다공체(10)는 애노드(21)에 인접하여 위치되고, 애노드 유로판(30)도 다공체(10)에 인접하여 위치된다. 가스 회수 유로(32a, 32b) 및 연료 공급 유로(31a)는 애노드 유로판(30)에 형성되고, 애노드측에서 생성된 가스가 가스 회수 유로(32a, 32b)에서 회수되며, 액체 연료가 연료 공급 유로(31a)를 통해 애노드(21)에 공급된다. 발전 시스템은 또한 연료가 순환하는 순환 시스템(54) 및 연료를 순환 시스템(54)에 공급하는 연료 공급부를 포함한다.

액체 연료, 막전극 복합체, 다공체, 애노드, 캐소드, 전해질막

Description

연료 전지 발전 시스템 및 그 제조 방법{FUEL CELL POWER GENERATING SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 액체 연료를 직접 전극에 공급하는 연료 전지 시스템 및 전지 발전 시스템의 제조 방법에 관한 것이다.

알코올 등의 액체 연료를 직접 발전부에 공급하는 몇몇 직접형 연료 전지가 존재한다. 직접형 연료 전지는 기화기(vaporizer) 또는 개질기(reformer) 등의 보조 장치를 필요로 하지 않아서, 휴대 장치의 소형 전원 등에 이용될 것으로 기대된다. 직접형 연료 전지 등을 이용하는 알려진 발전 시스템은 알코올 수용액을 발전부에 직접 공급해서 프로톤(protons)을 취출함과 함께, 발전부로부터 배출된 물 등의 배출물을 발전부의 상류측에 위치된 혼합 탱크 등에 순환시켜서 재이용하는 순환형 연료 전지 발전 시스템이다.

직접 메탄올 공급 연료 전지(ＤＭＦＣ;direct methanol supply fuel cell)는, 애노드, 캐소드 및 막전극 복합체(ＭＥＡ;membrane electrode assembly)를 구비하는 각각의 발전 셀을 적층한 셀 스택(발전부)을 포함한다. 셀 스택이 발전을 행한다. 애노드에는 용액 전달 펌프 등을 통해서 물과 메탄올의 혼합 용액이 공급된다. 식(1)로 나타내어진 반응이 애노드측에서 발생하여, 이산화탄소를 발생시킨 다. 한편, 캐소드에는 공기 공급 펌프 등을 통해서 공기가 공급된다. 식(2)으로 나타내어진 반응이 캐소드측에서 발생하여, 물을 발생시킨다.

애노드에서 발생한 ＣＯ₂ 및 물과 미반응 메탄올의 혼합 용액은 가스-액체 2상류(gas-liquid two-phase stream)로서 애노드로부터 배출된다. 애노드로부터 배출된 가스-액체 2상류는 애노드의 출구측의 유로에 설치된 가스-액체 분리기에 의해 가스와 액체로 분리된다. 가스-액체 분리기에 의해 분리된 액체는 회수 유로를 통해서 혼합 탱크 등에 순환된다. 분리된 가스는 대기로 방출된다.

그러나, 애노드의 출구측의 유로에 가스-액체 분리기를 설치한 시스템에서는, 가스-액체 2상류가 애노드 유로와 애노드 출구측의 유로를 통해 흐른다. 이는 불리하게도 애노드 유로의 허용 압력 손실을 증가시킨다. 또한, 이 시스템에 가스-액체 분리기를 위치시켰기 때문에, 대형 애노드 순환부가 필요하게 된다. 이는 불리하게도 시스템의 소형화를 곤란하게 한다.

직접형 연료 전지를 소형화하는 알려진 기술은, 예를 들어, JP-A 2006-49115(공개)에 개시된 바와 같이, 연료를 공급하기 위해 애노드 전극의 확산층에 인접하여 위치된 연료 공급 유로와, 생성된 가스를 배출하는 배출 유로가 제공되는 분리기 사이에 다공질막을 개재시키는 구조이다.

그러나, 전술된 특허 문서에 따르면, 연료 공급 유로를 통해 흐르는 액체 연 료에 가스가 혼입되어, 가스-액체 2상류를 발생시킨다. 불리하게도, 이에 의해 체적이 증가되어 액체 연료의 유속을 증가시키나, 또는 메니스커스가 형성되어 유체의 압력 손실뿐만 아니라 펌프의 소비 전력을 증가시키거나, 또는 애노드 순환 시스템의 사이즈가 증가될 필요가 있을 수 있다.

본 발명의 목적은, 액체 연료가 흐르는 배관 내에 ＣＯ₂ 등의 가스가 유입하는 것을 억제하여 허용 압력 손실을 줄이고, 연료 전지 발전 시스템의 사이즈를 축소시키는 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 연료 전지 시스템으로서,

전해질막을 끼워서 서로 대향하여 위치된 애노드 및 캐소드를 포함하는 막전극 복합체;

상기 애노드에 인접하여 위치된 소액성 다공체; 및

상기 소액성 다공체에 인접하여 위치된 애노드 유로판 - 상기 애노드 유로판은,

상기 애노드에 의해 생성되는 가스를 상기 소액성 다공체를 통해서 회수하는 가스 회수 유로, 및

상기 애노드에 액체 연료를 공급하는 연료 공급 유로를 포함함 -

를 포함하는 연료 전지 시스템이 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 양상에 따르면, 연료 전지 시스템의 제조 방법으로서,

전해질막을 끼워서 서로 대향하여 위치된 애노드 및 캐소드를 포함하는 막전극 복합체를 배치하고, 상기 애노드에 인접하여 소액성 다공체를 배치하는 단계; 및

상기 소액성 다공체의 배치 후에, 상기 소액성 다공체에 인접하여 애노드 유로판을 배치하는 단계 - 상기 애노드 유로판은 상기 애노드에 의해 생성되는 가스를 회수하는 가스 회수 유로, 및 상기 애노드에 액체 연료를 공급하는 연료 공급 유로를 포함함 -

을 포함하는 연료 전지 시스템의 제조 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시하는 단면도.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 발전 시스템을 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도면에서 동일한 부분 및 영역은 동일한 참조 부호로 표기하고, 중복 설명은 생략한다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 도시한다. 도 1에 도시된 연료 전지 발전 시스템은, 애노드와 캐소드 사이에 개재되도록 위치되는 전해질막(3)을 갖는 막전극 복합체(8)를 포함한다. 전해질막(3)은 프로톤 도전성의 고체 고분자막 등으로 구성된다. 애노드(21)는 전해질막(3)의 표면에 촉매를 도포(coating)해서 형성된 애노드 촉매층(1)과, 애노드 촉매층(1) 외측에 형성된 애노드 가스 확산층(4) 등으로 구성된다. 캐소드(22)는, 애노드 촉매층이 형성된 표면과 대향하는 전해질막(3)의 표면에 촉매를 도포해서 형성된 캐소드 촉매층(2)과, 캐소드 촉매층(2) 외측에 형성된 캐소드 가스 확산층(5) 등으로 구성된다.

연료 전지 발전 시스템의 애노드측에는, 소액성 다공체(lyophobic porous member)(10)가 또한 애노드 가스 확산층(4)에 접해서 위치되어 있다. 애노드 유로판(30)은 소액성 다공체(10)에 접해서 위치된다. 또한, 캐소드측에는, 캐소드 유로판(40)이 애노드 유로판(30)에 대향하여 위치된다. 소액성 다공체(10), 막전극 복합체(8) 등은 애노드 유로판(30)과 캐소드 유로판(40) 사이에 배치된다. 또한, 전해질막(3), 애노드 유로판(30), 및 캐소드 유로판(40)은 막전극 복합체(8)의 주위에 배치된 가스킷(gasket)(9)에 의해 밀봉(seal)된다. 애노드 유로판(30)과 캐소드 유로판(40) 사이에 막전극 복합체(8)를 액밀(liquid tight) 방식으로 밀봉한다.

연료 전지 발전 시스템은, 예를 들어, 고농도 메탄올 등의 액체 연료가 저장되는 연료 탱크(45)와, 연료를 공급하는 연료 공급 배관(51)을 포함한다.

테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene)과 퍼플루오로비닐에테르술폰 산(perfluorovinylethersulfonic acid)과의 공중합체, 예를 들어, 나피온 (Nafion)(듀퐁사의 등록 상표)이 전해질막(3)으로서 이용가능하다. 애노드 촉매층(1)에 포함되는 백금 또는 루테늄이 애노드 촉매로서 이용가능하다. 캐소드 촉매층(2)에 포함되는 백금 등이 캐소드 촉매로서 이용가능하다. 애노드 가스 확산층(4) 및 캐소드 가스 확산층(5)으로서 다공질의 카본 페이퍼 등이 사용된다.

애노드 촉매층(1)과 애노드 가스 확산층(4) 사이에는, 서브마이크로미터의(sub-micron) 구멍 사이즈로 소액 처리(lyophobic treatment)가 행해진 수십 마이크로미터의 두께를 갖는 탄소로 이루어진 애노드 미세다공층(anode microporous layer)(6)이 배치될 수 있다. 캐소드 촉매층(2)과 캐소드 가스 확산층(5) 사이에는, 서브마이크로미터의 구멍 사이즈와 수십 마이크로미터의 두께를 갖는 탄소로 이루어진 캐소드 미세다공층(cathode microporous layer)(7)이 배치될 수 있다.

소액성 다공체(10)는 애노드 가스 확산층(4)에 접하는 면과 애노드 유로판(30)에 접하는 면을 갖는다. 즉, 소액성 다공체(10)는 애노드 가스 확산층(4)과 애노드 유로판(30) 사이에 개재되도록 위치된다. 애노드 유로판(30)에 접하는 소액성 다공체(10)의 표면의 적어도 일부는 소액 처리된 약 1 마이크로미터의 평균 구멍 사이즈를 갖는 도전성 재료인 것이 바람직하다.

액체 연료로서 메탄올 수용액을 사용하는 경우, 메탄올은 낮은 표면 장력을 제공하기 때문에, 테트라플루오로에틸렌 수지, 예를 들어, 테플론(Teflon)(듀퐁사의 등록 상표)에 소액 처리가 행해진 서브마이크로미터 정도의 평균 구멍 사이즈의 치밀 다공체에 용이하게 침투한다. 농도 3M (mol/Ｌ)의 메탄올 수용액은 테트라플루오로에틸렌 수지에 소액 처리가 행해진 약 1 마이크로미터보다 작은 평균 구멍 사이즈를 갖는 치밀 다공체에는 침투하지 않는 것으로 발견되었다.

소액성 다공체(10)는 소액 처리가 행해진 수 마이크로미터의 구멍 사이즈의 구멍을 갖는 탄소 섬유로 형성된 카본 페이퍼, 소액 처리가 행해진 소결 금속(sintered metal)으로 이루어진 재료, 또는 구멍 사이즈가 수 마이크로미터 이하인 전기 도전성 다공체로 이루어진 소액성 재료일 수 있다. 적어도 애노드 유로판(30)에 접하는 소액성 다공체(10)의 표면은, 소액 처리가 행해진 탄소로 이루어진 약 1 마이크로미터보다 작은 평균 구멍 사이즈를 갖는 치밀 다공체층으로 형성되는 것이 바람직하다. 구명 사이즈가 작을수록, 메탄올 수용액이 소액성 다공체(10)에 침투하기 어려워진다.

애노드 유로판(30)은 액체 연료를 유통시키는 연료 공급 유로(31)와 가스 회수 유로(32)를 갖는다. 연료 공급 유로(31)는, 예를 들어, 액체 연료 서펜타인 유로(31a)와 연료 공급부(3lb)로 구성된다. 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)는 액체 연료가 상류측에서 하류측을 향해서 구불구불하게 흐르는 적어도 하나의 유로로 형성된 유로이다. 한편, 연료 공급부(3lb)는 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)로부터 분기하여 애노드 가스 확산층(4)으로 연장하도록 형성되어, 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)를 따라 흐르는 연료의 일부를 애노드 가스 확산층(4)에 공급한다.

가스 회수 유로(32)는, 예를 들어, 가스 유로(32a)와 가스 회수부(32b)로 구성된다. 가스 유로(32a)는 가스가 가스 유로(32a)를 따라 흐르는 것을 허용하도록 연료 공급 유로(31)와 교차하지 않도록 형성된다. 가스 회수부(32b)는 애노드 가 스 확산층(4)으로부터 ＣＯ₂ 등의 가스를 회수하도록 형성된다.

연료 탱크(45)는 제1 펌프(47), 개폐 밸브(49), 및 제2 펌프(48)를 통해 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)의 입구측에 연결된다. 또한, 연료 공급 배관(51)은 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)의 출구측으로부터 연장되어, 배압 밸브(back pressure valve)(50) 등을 통하여, 개폐 밸브(49)의 하류측의 제2 펌프(48)의 상류측에 연결된다. 즉, 제2 펌프(48), 서펜타인 유로부(31a), 및 배압 밸브(50)는 개폐 밸브(49)의 하류측의 순환 경로를 형성한다. 본 명세서에서는, 이 순환 경로를 애노드 순환 시스템(54)이라 한다.

캐소드 유로판(40)은 캐소드 촉매층(2)에 공기를 공급하는 흡기 공급 구멍(41)을 갖는다. 또한, 캐소드 가스 확산층(5)과 캐소드 유로판(40) 사이에는, 캐소드 촉매층(2)이 건조되는 것을 방지하기 위한 보습 기능을 갖는 다공체(20)를 제공할 수 있다.

이 예에서는, 캐소드 유로판(40)의 흡기 공급 구멍(41)에 의해, 공기가 브리징(breezing)(자연 흡기 방식)을 통해 막전극 복합체(8)에 공급되게 된다.

본 실시예에 사용되는 "소액성(lyophobicity)"이라는 용어는, 메탄올 수용액이 다공체 등에 침투하지 않거나 또는 침투하기 어렵다는 것을 의미한다. 예를 들어, "소액성"이라는 용어는, 액체 연료의 접촉각이 50°보다 작은 경우, 재료가 소액성을 나타낸다는 것을 의미한다.

이제, 액체 연료 등의 흐름에 대해서 설명할 것이다.

도 1에 도시된 시스템에서, 연료 탱크(45)에 저장되는 액체 연료는 고농도 메탄올이다. 연료 탱크(45)에 저장되는 고농도 메탄올은 애노드 순환 시스템(54)에 공급된다. 즉, 고농도 메탄올은 제1 펌프(47), 개폐 밸브(49), 및 제2 펌프(48)를 통하여, 애노드 순환 시스템(54)에 공급된다. 고농도 메탄올은 스택(stack)에 의해 연료 공급 배관(51)을 향하여 배출된 희석 메탄올과 혼합된다. 그 결과물인 메탄올이, 소정의 농도로, 애노드 유로판(30)에 형성된 연료 공급 유로(31)의 액체 연료 서펜타인 유로(31a)의 입구측에 공급된다.

액체 연료 서펜타인 유로부(31a)에 공급된 액체 연료의 일부는, 예를 들어, 메탄올과 수증기(methanol-gas and H₂0-gas)로서, 소액 처리가 행해진 소액성 다공체(10)를 통해 애노드 가스 확산층(4)에 공급된다. 애노드 확산층(4)을 통과하는 액체 연료는 애노드 촉매층(1)에 공급되어, 발전 등에 사용된다. 액체 연료의 일부는 전해질막(3)을 통해 캐소드측에 침투한다(크로스오버). 액체 연료의 남은 부분은 액체 연료 서펜타인 유로(31a)의 출구측에 연결되는 연료 회수 유료(53)로 들어간다. 액체 연료 서펜타인 유로(31a)의 출구측으로부터 공급된 액체 연료는 연료 회수 유로(53)에 공급되고, 제2 펌프(48)의 상류측과 개폐 밸브(49)의 하류측 사이의 연료 공급 유로(51)로 되돌아와서, 배압 밸브(50)를 통하여 다시 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)의 입구측에 공급된다.

한편, 발전 시에, 식(1)에 의해 나타내지는 반응에 의해 생성되는 ＣＯ₂는, 연료 공급 유로(31)를 유통하지 않고, 가스 회수부(32b)와, 그 후 가스 유로 부(32a)를 유통하여, 그 다음에 ＣＯ₂ 배기부(52)를 통해 연료 전지 발전 시스템의 외부로 방출된다. 따라서, 애노드 유로판(30)에 형성되는 액체 연료 서펜타인 유로부(31a) 및 연료 공급부(3lb)에서는, ＣＯ₂의 유입으로부터 초래되는 허용 압력 손실을 억제할 수 있다.

ＣＯ₂가 식(1)에 나타내어지는 애노드 발전 반응에 의해 생성되어, 애노드 가스 확산층(4)을 통해 소액성 다공체(10)를 유통한다. 이때, 애노드 유로판(30)과 소액성 다공체(10)의 계면에서, ＣＯ₂는 가스 회수부(32b)를 우선적으로 유통한다. 즉, 소액성 다공체(10)의 다공성에 의해, 소액성 다공체(10) 내의 ＣＯ₂는 액체 연료가 채워진 연료 공급부(3lb) 내에 기포를 형성하게 된다. 하지만, 이 기포는 연료 공급부(3lb)를 유통하기보다는 액체 연료가 채워지지 않은 가스 회수부(32b)를 향하여 유통하기 쉽다.

결과적으로, 애노드 유로판(30)의 연료 공급 유로(31)의 출구측을 유통하는 액체 연료 내에 가스가 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 이는 가스-액체 2상류의 형성을 억제한다. 이는 차례로 ＣＯ₂의 혼입에 의해 일어나는 액체 연료의 체적 증가로부터 초래되는 연료 공급 유로(31) 내의 액체 연료의 가능한 유속 증가, 또는 메니스커스 형성으로부터 초래되는 유체의 허용 압력 손실 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 애노드(연료 공급 유로(31))의 허용 압력 손실을 대폭으로 삭감할 수 있다.

단위 면적당 애노드 가스 확산층(4)에 침투하는 ＣＯ₂의 낮은 유속으로 인해, ＣＯ₂가 소액성 다공체(10)를 통과할 때에 허용 압력 손실이 줄어든다. 또한, 막전극 복합체(8)를 임의의 방향으로 기울어져 있는 경우에도, 소액성 다공체(10)의 존재에 의해, ＣＯ₂와 반응하지 않는 연료를 용이하게 가스-액체 분리하는 것이 가능하다.

연료 공급 유로(31)의 출구측으로부터 배출된 미사용된 액체 연료는, 연료 공급 유로(31)의 입구로 순환된다. 식(1)에 의해 나타내어진 애노드 발전 반응에서 소비되는 메탄올과 물, 그리고 애노드측에서 캐소드측으로 크로스오버하는 메탄올과 물에 대해, 고농도 메탄올 수용액이 저장되는 연료 탱크(45)로부터 동일한 양의 메탄올과 물이 애노드 순환 시스템(54)으로 공급된다.

따라서, 연료 공급 유로(31)를 통해 순환하는 액체 연료는 체적 몰 농도가 3Ｍ 이하인 저농도 메탄올 수용액이다. 3Ｍ 이하의 저농도 메탄올은 소액성 다공체(10)에 침투하기가 어려워, 연료 공급 유로(31)로부터 소액성 다공체(10)를 통해 가스 회수 유로(32) 내에 유입되는 것이 방지될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 시스템은 가스-액체 분리기 등을 별도로 제공할 필요 없이, 가스-액체가 서로 분리되는 것을 허용한다. 이로 인해 연료 전지 발전 시스템의 사이즈가 보다 소형화될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 액체 연료가 순환 경로를 유통함으로써, 고농도 연료의 사용이 가능하게 된다.

[제2 실시예]

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템이다.

도 2에 도시된 연료 전지 발전 시스템에서는, 소액 처리가 행해진 소액성 미세다공층(11)이 애노드 유로판(30) 측에 막전극 복합체(8)의 애노드 가스 확산층(4)상에 제공된다. 소액성 미세다공층(11)은 애노드 가스 확산층(4)의 표면상에 일체적으로 형성된 박막층으로서 형성된다. 즉, 도 2에 도시된 시스템에서는, 도 1에 도시된 소액성 다공체(10) 대신에, 소액 처리가 행해진 소액성 미세다공층층(11)이 제공된다.

소액성 미세다공층(11)에는, 평균 직경이 1 마이크로미터 이하인 구멍이 형성되어 있다. 또한, 소액성 미세다공층(11)은 탄소 재료로 이루어지는 박막층일 수 있다.

애노드 유로판(30)은 서펜타인 형상을 형성하는 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)와, 가스 회수 유로(32)를 갖는다. 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 가스 회수 유로(32)는 가스 유로(32a)와 가스 회수부(32b)로 구성된다.

액체 연료 서펜타인 유로부(31a)는 소액성 미세다공층(11)을 따라 연장하도록 형성되어 있다. 또한, 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)는 유로 내에 채워진 액체 연료가 소액성 미세다공층(11)에 접촉하도록 형성되어 있다.

애노드 발전 반응에 의해 생성되어 소액성 미세다공층(11)을 통과하는 ＣＯ₂는, 액체 연료 서펜타인 유로부(31a)를 유통하지 않고, 가스 회수부(32b)를 우선적 으로 유통한다. 가스 회수부(32b)를 유통하는 ＣＯ₂는, 가스 유로(32a)를 통과하여, ＣＯ₂ 배기부(52)를 통해 연료 전지 발전 시스템의 외부로 방출된다.

[다른 실시예들]

본 실시예들에 대한 설명은 본 발명을 설명하기 위한 예시이며, 청구항들에 기재된 발명을 한정하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 각 부분의 구성은 전술된 실시예들에 한정되는 것이 아니며, 청구항들에 기재된 기술적 범위 내에서 변형이 가능하다.

연료 공급 유로(31) 및 가스 회수 유로(32)의 구성은 서펜타인 유형에 한정되는 것이 아니다. 서펜타인 유형은 단지 예시일 뿐이며, 다양한 구성의 연료 공급 유로(31) 및 가스 회수 유로(32)가 채용될 수 있다.

또한, 메탄올 이외의 액체, 예를 들어, 탄화수소 및 에테르가 액체 연료로서 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, ＣＯ₂ 등의 가스가 액체 연료가 흐르는 배관에 유입되는 것이 방지되어 허용 압력 손실을 감소시킴으로써, 연료 전지 발전 시스템의 사이즈를 소형화하는 것이 가능하다.

Claims

연료 전지 발전 시스템으로서,

애노드, 캐소드, 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재된 전해질막을 포함하는 막전극 복합체;

상기 애노드에 인접하여 위치된 소액성 다공체; 및

상기 소액성 다공체에 인접하여 위치된 애노드 유로판을 포함하며,

상기 애노드 유로판은,

상기 애노드에 의해 생성되는 가스를 상기 소액성 다공체를 통해 회수하는 가스 회수 유로, 및

상기 애노드에 액체 연료를 공급하는 연료 공급 유로

를 포함하는, 연료 전지 발전 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소액성 다공체는 상기 애노드의 상기 전해질막과 접하는 면의 대향면에 형성되는 박막층이며, 상기 막전극 복합체와 통합되도록 구성되는, 연료 전지 발전 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소액성 다공체는 1 마이크로미터 이하의 평균 구멍 사이즈의 다수의 구멍이 형성되어 있는 탄소 재료를 포함하는, 연료 전지 발전 시스템.
제1항에 있어서, 상기 연료는 3Ｍ이하 농도의 메탄올 수용액인, 연료 전지 발전 시스템.
제1항에 있어서, 상기 연료 공급 유로는 입구 포트 및 출구 포트를 갖고,

상기 연료 전지 발전 시스템은,

상기 액체 연료를 상기 입구 포트에 공급하는 연료 공급 배관; 및

상기 출구 포트로부터 상기 액체 연료를 회수하여 상기 연료 공급 배관에 공급하는 연료 회수 배관

을 더 포함하는, 연료 전지 발전 시스템.
연료 전지 발전 시스템으로서,

애노드, 캐소드, 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재된 전해질막을 포함하는 막전극 복합체;

상기 애노드에 제공되는 소액 처리가 행해진 소액성 미세다공층; 및

상기 소액성 미세다공층 상에 위치된 애노드 유로판을 포함하며,

상기 애노드 유로판은,

상기 애노드에 의해 생성되는 가스를 소액성 다공체를 통해 회수하는 가스 회수 유로, 및

상기 애노드에 액체 연료를 공급하는 연료 공급 유로

를 포함하는, 연료 전지 발전 시스템.
제6항에 있어서, 상기 소액성 미세다공층은 상기 애노드의 상기 전해질막과 접하는 면의 대향면에 형성되는 박막층이며, 상기 막전극 복합체와 통합되도록 구성되는, 연료 전지 발전 시스템.
제6항에 있어서, 상기 소액성 미세다공층은 1 마이크로미터 이하의 평균 구멍 사이즈의 다수의 구멍이 형성되어 있는 탄소 재료를 포함하는, 연료 전지 발전 시스템.
제6항에 있어서, 상기 연료는 3Ｍ이하 농도의 메탄올 수용액인, 연료 전지 발전 시스템.
제6항에 있어서, 상기 연료 공급 유로는 입구 포트 및 출구 포트를 갖고,

상기 연료 전지 발전 시스템은,

상기 액체 연료를 상기 입구 포트에 공급하는 연료 공급 배관; 및

상기 출구 포트로부터 상기 액체 연료를 회수하여 상기 연료 공급 배관에 공급하는 연료 회수 배관

을 더 포함하는, 연료 전지 발전 시스템.
연료 전지 발전 시스템의 제조 방법으로서,

애노드, 캐소드, 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재된 전해질막을 포함하는 막전극 복합체를 제공하는 단계;

상기 애노드에 인접하여 소액성 다공체를 위치시키는 단계; 및

상기 소액성 다공체를 위치시킨 후에, 상기 소액성 다공체에 인접하여 애노드 유로판을 배치하는 단계를 포함하며,

상기 애노드 유로판은,

상기 애노드에 의해 생성되는 가스를 회수하는 가스 회수 유로, 및

상기 애노드에 액체 연료를 공급하는 연료 공급 유로

를 포함하는, 연료 전지 발전 시스템의 제조 방법.