KR20130057106A - 연료전지 스택 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집전판과 복수개의 단위셀 간의 체결성이 향상될 수 있는 연료전지 스택에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연료전지 스택은 길이방향이 제1 방향과 나란하게 배치되고, 전기적으로 연결되는 복수개의 단위셀; 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 이격되어 배열된 지지부재; 및 상기 지지부재와 체결되며 금속층 및 금속 산화물층으로 이루어진 체결부재를 구비하는 집전판을 포함한다.
이러한 구성에 의하여, 체결부재를 이루는 금속층의 표면에 소정 두께를 갖는 금속 산화물층을 형성하여 단위셀과 집전판의 체결성을 향상된 연료전지 스택을 제공할 수 있다.

Description

연료전지 스택{Fuel cell stack}

본 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연료전지 스택의 체결부재에 관한 것이다.

고체산화물 연료전지(SOFC, Solid oxide fuel cell)는 600℃ 내지 1000℃ 정도의 고온에서 작동되며, 다른 형태의 연료전지들과 비교하여 가장 효율이 높고 공해가 적다. 또한, 고체산화물 연료전지는 연료 개질기를 필요로 하지 않고, 복합발전이 가능하다는 장점을 가진다.

이러한 고체산화물 연료전지는 전압이 낮기 때문에 고전압을 얻기 위하여 복수개의 단위셀을 연결하여 스택으로 구성하여 사용한다. 이때, 연료전지 스택은 복수개의 지지부재와 이와 체결되는 체결부재가 구비된 집전판에 의해 가압되어 수용된다.

본 발명은 체결부재를 이루는 금속층의 표면에 소정 두께를 갖는 금속 산화물층을 형성하여 지지부재와 이와 체결되는 체결부재 간의 체결력을 증가시킴으로써 단위셀과 집전판의 체결성이 향상된 연료전지 스택을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 집전판과 단위셀 사이에 홈부를 형성하여 단위셀을 보다 견고하게 집전판에 고정할 수 있는 연료전지 스택을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 연료전지 스택은 길이방향이 제1 방향과 나란하게 배치되고, 전기적으로 연결되는 복수개의 단위셀; 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 이격되게 배열된 지지부재; 및 상기 지지부재와 체결되며 금속층 및 금속 산화물층으로 이루어진 체결부재를 구비하는 집전판을 포함한다.

상기 금속 산화물층은 상기 금속층의 표면을 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 상기 금속 산화물층의 두께는 0.05mm 내지 0.15mm의 범위일 수 있다.

상기 금속층은 티타늄, 니켈, 몰리브덴, 철, 코발트, 텅스텐, 망간, 규소, 크롬 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.

상기 지지부재는 상기 집전판에 형성된 관통홀에 수용될 수 있으며, 상기 관통홀에는 상기 체결부재와 이웃하며 상기 지지부재와 체결되는 절연부재가 더 구비될 수 있다.

상기 체결부재는 상기 집전판의 표면 상에 형성되되, 상기 지지부재의 일단부와 상기 절연부재 사이에 개재될 수 있다.

상기 지지부재의 일단부는 길이방향의 단면이 T자인 볼트 또는 리벳 형태일 수 있고, 상기 지지부재의 타단부에는 상기 지지부재와 체결되는 너트 형태의 체결구가 더 결합될 수 있다.

상호 체결된 상기 지지부재와 상기 체결부재 사이에 인가되는 체결력은 상온에서 0.1Nm 내지 0.3Nm의 범위일 수 있다.

상기 체결부재는 와셔(washer) 형태일 수 있다.

상기 제1 방향은 중력방향일 수 있다.

상기 단위셀은 상기 단위셀 내부의 제1 전극의 외주면에 길이 방향으로 돌출형성된 연결재 및 이웃하는 적어도 하나의 상기 단위셀을 전기적으로 연결하는 집전부재를 포함할 수 있다.

상기 집전판은 상기 연결재와 상응하는 홈부를 더 구비할 수 있다.

상기 단위셀의 적어도 일단을 수용하는 하우징이 더 포함될 수 있다.

본 발명에 의하면, 체결부재를 이루는 금속층의 표면에 소정 두께를 갖는 금속 산화물층을 형성하여 지지부재와 이와 체결되는 체결부재 간의 체결력을 증가시킴으로써 단위셀과 집전판의 체결성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 집전판과 단위셀 사이에 홈부를 형성하여 단위셀을 보다 견고하게 집전판에 고정시킴으로써 체결성이 향상된 연료전지 스택을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택을 나타내는 결합사시도.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재와 이와 체결되는 집전판을 나타내는 결합사시도.
도 4는 도 3의 B-B'에 따른 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지부재와 이와 체결되는 집전판을 나타내는 결합사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에서 체결압 크기에 따른 금속판 사이의 간격과 그 차이값을 도시한 그래프.

이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.

본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택을 나타내는 결합사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(1)은 길이방향이 제1 방향(d1)과 나란하게 배치되고, 전기적으로 연결되는 복수개의 단위셀(10), 제1 방향(d1)을 가로지르는 제2 방향(d2)으로 이격되게 배열된 지지부재(31) 및 지지부재(31)와 체결되는 체결부재(33)를 구비하는 집전판(30: 30a, 30b)을 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 연료극 지지체식 원통형 고체산화물 연료전지 스택에서 일어나는 전기·화학적 반응은 다음과 같다. 원통형 단위셀(10)의 연료극인 제1 전극(11)을 통해 공급되는 수소와 공기극인 제2 전극(13)을 통해 공급되는 산소가 전기·화학적으로 반응하여 전자가 생성된다. 이와 같이 생성된 전자는 띠 모양의 연결재(14)와 집전부재(15)를 통하여 인접하는 단위셀(10)로 이동하는 과정을 반복하면서 전기와 열을 발생시키게 된다.

즉, 하나의 단위셀(10)은 원통의 내부인 연료극인 제1 전극(11)에 연료 가스가 공급되고 원통의 외주부인 공기극인 제2 전극(13)에 공기가 공급됨으로써 발생되는 전기 화학적 반응에 의해, 제1 전극(11)과 제2 전극(13) 사이, 즉, 연결재(14)와 제2 전극(13) 사이에서 발생 전압이 얻어지도록 구성될 수 있다.

이하에서는 연료전지 스택의 각 구성요소에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 복수개의 단위셀(10)은 5S3P(5직렬 3병렬) 구조의 15개의 단위셀(10)로 이루어지며, 집전부재(15)에 의해 전기적으로 연결된 형태로 형성된다. 여기서, 각 단위셀(10)은 중공을 가진 튜브형의 제1 전극(11)과, 제1 전극(11)의 외주면에 길이 방향으로 돌출형성된 연결재(14)와, 연결재(14)를 제외한 제1 전극(11)의 외주면에 형성된 전해질층(12) 및 전해질층(12)의 외주면에 연결재(14)와 접촉하지 않도록 형성된 제2 전극(13)을 포함할 수 있다. 그리고, 단위셀(10)은 하부가 밀폐된 형상일 수 있다.

이하에서는 설명의 편의상 제1 전극(11)을 연료극, 제2 전극(13)을 공기극으로 설명하기로 한다. 하지만, 제1 전극(11)이 공기극, 제2 전극(13)이 연료극으로 형성되어도 무방하다.

이러한 복수개의 단위셀(10)은 집전부재(15)에 의해 구조적으로 지지되는 동시에 전기적으로 연결된다. 집전부재(15)는 인접하는 단위셀(10) 사이에 위치되어, 각각의 단위셀(10)이 일정 간격을 두고 배치되도록 한다.

하나의 열에서 보면, 3개의 단위셀(10) 각각의 외주면인 공기극인 제2 전극(33)에는 하나의 집전부재(15)가 동시에 접촉되어, 병렬로 단위셀(10)들을 연결할 수 있다. 그리고, 이러한 집전부재(15)는 인접하는 다른 3개의 단위셀(10)의 연료극인 제1 전극(11)과 연결된 연결재(14)와 접촉하며 직렬로 단위셀(10)들을 연결할 수 있다. 이처럼 집전부재(15)는 복수개의 단위셀(10)을 5S3P(5직렬 3병렬) 구조로 전기적으로 연결할 수 있다.

그리고, 단위셀(10)의 양측 단부는 하우징(20)에 수용될 수 있다. 제1 하우징(20a)은 복수개의 단위셀(10)과 대응하는 위치에 형성된 복수개의 홀(10a)을 구비하며, 단위셀(10)의 일단부는 홀(10a)을 관통하도록 끼워진다. 여기서, 제1 하우징(20a)의 외부로 노출된 단위셀(10)의 일단부와 제1 하우징(20a)의 경계에는 홀(10a)을 밀폐하는 실링재(16)를 형성할 수 있다. 한편, 밀폐된 형상을 갖는 단위셀(10)의 타단부는 상기 타단부를 수용하는 오목부(미도시)가 구비된 제2 하우징(20b)에 수용되어 지지될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재와 이와 체결되는 집전판을 나타내는 결합사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B'에 따른 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지부재와 이와 체결되는 집전판을 나타내는 결합사시도이다.

상술한 구성을 갖도록 형성된 복수개의 단위셀(10)은 그 길이방향이 중력방향인 제1 방향(d1)과 나란하게 배치된다. 그리고, 복수개의 단위셀(10)과 인접하게 복수개의 지지부재(31)가 제1 방향(d1)을 가로지르는 제2 방향(d2)으로 이격되게 배열된다.

여기서, 지지부재(31)의 일단부는 제1 집전판(30a)의 관통홀(H1)을 통과하도록 제1 집전판(30a)에 수용된다. 관통홀(H1)에는 체결부재(33)와 이웃하며 지지부재(31)와 체결되는 절연부재(32)가 구비되고, 제1 집전판(30a)의 외부로 노출된 지지부재(31)의 일단부(31a)에는 체결부재(33)가 결합된다. 여기서, 지지부재(31)의 일단부(31a)는 길이방향의 단면이 T자인 볼트(35)일 수 있으며, 리벳 형태도 가능하다. 따라서, 체결부재(33)는 제1 집전판(30a)의 표면 상에 형성되되, 지지부재(31)의 일단부(31a)와 절연부재(32) 사이에 개재된다. 지지부재(31)의 일단부(31a)와 같이, 지지부재(31)의 타단부(31b)에도 체결부재(33)가 결합된다. 하지만, 지지부재(31)의 타단부(31b)는 일단부(31a)와는 볼트 또는 리벳 형태가 아닌 일반적인 봉의 형태로, 지지부재(31)의 타단부(31b)에는 지지부재(31)와 체결되는 너트 형태의 체결구(34)가 결합된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 집전판(30) 중 제2 집전판(30b)에는 연결재(14)에 상응하는 홈부(36)가 구비된다. 제2 집전판(30b)에 연결재(14)가 홈부(36)를 구비함으로써 집전판(30)과 복수개의 단위셀(10) 간의 체결성이 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 체결부재(33)는 지지부재(31)가 통과하도록 중심부가 개구된 와셔(washer) 형태이다. 체결부재(33)는 금속층(33a) 및 금속층(33a)의 표면을 둘러싸도록 형성되는 금속 산화물층(33b)으로 이루어진다. 금속층(33a)은 티타늄, 니켈, 몰리브덴, 철, 코발트, 텅스텐, 망간, 규소, 크롬 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 고온에서 금속층(33a)의 표면에 금속 산화물층(33b)을 형성할 수 있는 금속이면 이에 한정되지 않고 사용할 수 있다. 예를 들어, 니켈, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 텅스텐, 망간, 규소 중 적어도 2개의 원소의 합금으로 이루어지는 하스텔로이(Haselloy)이거나 또는 니켈, 크롬, 몰리브덴, 철 중 적어도 2개의 원소의 합금으로 이루어지는 인코넬(Inconel)도 금속층으로 사용 가능하다.

여기서, 금속층(33a)의 표면에 형성된 금속 산화물층(33b)의 두께는 0.05mm 내지 0.15mm의 범위인 것이 바람직하며, 금속 산화물층(33b)이 형성됨으로써 상호 결합된 상태의 지지부재(31)와 체결부재(33) 사이에 인가되는 체결력은 상온에서 0.1Nm 내지 0.3Nm의 범위일 수 있다. 상기한 금속 산화물층(33b)의 두께 및 지지부재(31)와 체결부재(33) 사이에 인가되는 체결력의 임계적 의의와 이와 같은 결과를 얻을 수 있는 연료전지 스택(1)의 모사 구조물의 제조방법은 이하의 실시예를 통하여 설명한다.

이하의 실시예 1에서는 본 발명에 따른 연료전지 스택(1)을 구성하는 금속 산화물층(33b)의 두께 및 지지부재(31)와 체결부재(33) 사이에 인가되는 체결력 사이에 상관 관계를 알아보고자 한다.

5cm×3cm×1mm 크기의 본 발명의 집전판(30)과 동일한 2개의 금속판에 2개의 관통홀을 형성하였다. 2개의 금속판 사이에는 본 발명의 집전부재(15)를 형성하는 니켈폼(Nickel form)을 배치하였다. 관통홀의 내부에는 본 발명의 절연부재(32)와 동일한 절연판을 배치하고, 본 발명의 지지부재(31)와 동일한 일단부가 T자 형태인 지지대를 관통홀을 통과하도록 배치하였다. 또한, T자 형태인 지지대의 일단부에 금속판과 인접하도록 본 발명의 체결부재(33)와 동일한 체결판을 1Nm로 조절된 토크 렌치(torque wrench)로 결합시키고, 일반적인 봉의 형태인 지지대의 타단부에 본 발명의 너트 형태의 체결구(34)와 동일한 체결수단을 1Nm로 조절된 토크 렌치로 결합시켰다. 본 실시예에서는 크롬, 망간 또는 철 합금계열의 금속으로 이루어진 체결판을 사용하였다. 여기서, 토크 렌치는 볼트와 너트를 규정된 토크(회전력)에 맞춰 조일 때 사용하는 공구로 내부에 구비된 눈금을 통해 사용자가 원하는 토크를 볼트와 너트에 용이하게 인가할 수 있다.

본 발명에 따른 체결부재(33)를 이루는 금속 산화물층(33b)은 800℃ 내지 1000℃의 고온 온도 범위에서 형성된다. 따라서, 이와 같은 고온의 온도 범위에서 금속층(33a)의 표면에 형성된 금속 산화물층(33b)의 두께는 실제로 측정하기에 용이하지 않은 점이 있다. 이에 따라서, 본 실시예에서는 상온에서 토크 렌치를 사용하여 체결수단에 인가하는 체결압 크기에 따라 변동되는 2개의 금속판 사이의 줄어든 간격의 차이값을 측정하였다. 체결압 크기에 따른 금속판 사이의 간격과 그 차이값은 하기 표 1 및 도 6에 기재한다.

표 1을 참조하면, 1.0Nm 미만의 체결압을 금속판에 인가하는 경우에는 체결압이 증가함에 따라 2개의 금속판 사이의 간격의 차이값이 1.0Nm 이상의 체결압을 인가하는 경우보다 비교적 크다. 그리고, 1.4Nm의 체결압을 인가하는 경우에는 금속판이 파괴되어 금속판 사이의 간격을 측정할 수 없었다.

도 6을 참조하여 체결압 인가에 따른 2개의 금속판 사이의 간격의 추이를 보면, 가로축에서 1.0Nm 미만의 체결압을 체결수단을 통하여 금속판에 인가하는 경우, 세로축의 간격의 차이값이 1.0Nm 이상의 체결압을 인가하는 경우보다 비교적 크기 때문에 실선인 추세선의 기울기가 큰 것을 볼 수 있다. 한편, 가로축에서 1.0Nm 이상의 체결압을 체결수단을 통하여 금속판에 인가하는 경우에는 세로축의 간격의 차이값이 1.0Nm 미만의 체결압을 인가하는 경우보다 비교적 작아져, 실선인 추세선의 기울기가 점차 작아지는 것을 볼 수 있다.

이는 동일한 정도의 체결압을 금속판에 인가하여도 더 이상 2개의 금속판 사이의 간격이 줄어드는 정도가 미미한 수준인 것으로, 2개의 금속판 사이에 개재된 니켈폼이 거의 수축되었음을 추정할 수 있는 것이다. 그리고, 체결압을 인가하기 이전의 2개의 금속판 사이의 간격과 체결압을 인가한 이후의 2개의 금속판 사이의 간격의 차이값에 해당하는 길이에 상당하는 두께로 금속 산화물층이 형성될 수 있다. 이와 같이, 체결압 인가에 따른 금속 산화물층의 두께의 상관 관계를 알 수 있다면, 실제로 고온에서 형성된 금속 산화물층의 두께를 통하여 체결수단에 인가되는 체결력을 추정하는 것도 가능할 것이다.

참고로, 실제로 연료전지 스택(1)의 운전을 위한 기본적인 결합이 가능한 체결력은 1.0Nm 정도이다. 상기 표 1 및 도 6에서 2개의 금속판 사이에 개재된 니켈폼이 거의 수축되어 더 이상 수축하기 어렵다고 추정되는 체결력은 1.1Nm 내지 1.3Nm이다. 따라서, 실질적으로 체결수단을 통하여 금속판에 인가되는 체결력은 상온에서 0.1Nm 내지 0.3Nm의 범위인 것을 추정할 수 있다. 또한, 0.3Nm의 체결력을 인가하였을 때의 금속판 사이의 간격(17.90mm)이 기본적인 결합이 가능한 1.0Nm일 때의 금속판 사이의 간격(18.05mm)과 0.15mm의 차이값을 가지므로, 형성 가능한 금속 산화물층의 두께가 0.15mm임을 추정할 수 있으며, 체결력과의 산술적인 계산을 통해 0.1Nm의 체결력일 때, 형성 가능한 금속 산화물층의 두께가 0.05mm임을 추정하였다.

이하의 실시예 2에서는 실시예 1에서 형성한 본 발명에 따른 연료전지 스택(1)을 모사한 구조물을 일정 시간 동안 800℃의 온도가 유지되는 오븐에 적치하였다. 이에 따라, 체결판인 너트의 표면에 형성되어 측정된 금속 산화물층의 두께가 실시예 1을 통하여 추정한 금속 산화물층의 두께 범위의 범위 안에 포함되는지에 대하여 평가하였다. 이와 동시에, 오븐에 모사 구조물을 적치하는 시간에 따른 금속 산화물층의 두께 변화를 측정하여 금속 산화물층 형성에 적합한 운전 시간의 범위를 추정하였다. 오븐에 모사 구조물을 적치하는 시간에 따른 금속 산화물층의 두께 변화는 하기 표 2에 기재한다.

표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 스택(1)을 모사한 구조물을 800℃의 온도가 유지되는 오븐에 120분(min) 동안 적치하였을 때, 표면에 형성된 금속 산화물층 두께는 체결판이 너트인 경우에는 0.03mm였고, 체결판이 와셔인 경우에는 0.035mm였다. 적치 시간이 4000분(min)으로 이전에 비하여 현저하게 증가되었을 때에도 체결판이 너트인 경우, 표면에 형성된 금속 산화물층 두께는 0.035mm로 오븐에 120분(min) 동안 적치하였을 때에 비하여 금속 산화물층 두께 증가 정도가 미미한 수준이었다. 이로부터 연료전지 스택(1)을 모사한 구조물을 800℃의 온도가 유지되는 오븐에 최소한 120분(min) 동안 적치하는 경우에 충분한 금속 산화물층 두께를 얻을 수 있음을 추정할 수 있었다. 그리고, 상온 상태인 모사 구조물을 빠른 속도로 승온하면 모사 구조물 자체가 파송되거나 일부분에 리크(leak)가 발생할 수 있으므로, 0.5℃/min 내지 2℃/min의 속도로 승온하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서는 연료전지 스택(1)을 모사한 구조물에는 집전판인 2개의 금속판과 각각 인접하게 체결되는 2개의 와셔와 2개의 와셔 중 1개와 인접하게 배치되는 1개의 너트가 체결판으로 구비된다. 따라서, 너트 표면에 형성된 금속 산화물층의 두께(0.03mm)와 2개의 와셔 표면에 형성된 금속 산화물층의 두께(2×0.035mm)를 모두 더하면 연료전지 스택(1)을 모사한 구조물 전체에 형성된 금속 산화물층의 두께인 0.1mm가 된다. 이로부터 모사 구조물에 형성된 금속 산화물층의 두께가 실시예 1에서 추정한 금속 산화물층의 두께 범위인 0.05mm 내지 0.15mm 사이의 범위 안에 포함되는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.

1: 연료전지 스택 10 : 단위셀
11 : 제1 전극 12 : 전해질층
13 : 제2 전극 14 : 연결재
15 : 집전부재 16 : 실링재
20 : 하우징 30 : 집전판
31 : 지지부재 32 : 절연부재
33 : 체결부재 34 : 체결구
35 : 볼트 36 : 홈부
H1, H2 : 관통홀

Claims (15)

1. 길이방향이 제1 방향과 나란하게 배치되고, 전기적으로 연결되는 복수개의 단위셀;
   상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 이격되게 배열된 지지부재; 및
   상기 지지부재와 체결되며 금속층 및 금속 산화물층으로 이루어진 체결부재를 구비하는 집전판을 포함하는 연료전지 스택.
2. 제1항에 있어서,
   상기 금속 산화물층은 상기 금속층의 표면을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
3. 제1항에 있어서,
   상기 금속 산화물층의 두께는 0.05mm 내지 0.15mm의 범위인 연료전지 스택.
4. 제1항에 있어서,
   상기 금속층은 티타늄, 니켈, 몰리브덴, 철, 코발트, 텅스텐, 망간, 규소, 크롬 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어지는 연료전지 스택.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재는 상기 집전판에 형성된 관통홀에 수용되는 연료전지 스택.
6. 제1항에 있어서,
   상기 관통홀에는 상기 체결부재와 이웃하며 상기 지지부재와 체결되는 절연부재가 더 구비되는 연료전지 스택.
7. 제1항에 있어서,
   상기 체결부재는 상기 집전판의 표면 상에 형성되되, 상기 지지부재의 일단부와 상기 절연부재 사이에 개재되는 연료전지 스택.
8. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재의 일단부는 길이방향의 단면이 T자인 볼트 또는 리벳 형태인 연료전지 스택.
9. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재의 타단부에는 상기 지지부재와 체결되는 너트 형태의 체결구가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
10. 제1항에 있어서,
    상호 체결된 상기 지지부재와 상기 체결부재 사이에 인가되는 체결력은 상온에서 0.1Nm 내지 0.3Nm의 범위인 연료전지 스택.
11. 제1항에 있어서,
    상기 체결부재는 와셔(washer) 형태인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향은 중력방향인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
13. 제1항에 있어서,
    상기 단위셀은 상기 단위셀 내부의 제1 전극의 외주면에 길이 방향으로 돌출형성된 연결재 및 이웃하는 적어도 하나의 상기 단위셀을 전기적으로 연결하는 집전부재를 포함하는 연료전지 스택.
14. 제13항에 있어서,
    상기 집전판은 상기 연결재와 상응하는 홈부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
15. 제1항에 있어서,
    상기 단위셀의 적어도 일단을 수용하는 하우징이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.

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