하이브리드형 용융탄산염 연료전지 및 이에 사용되는 단위 전지
HYBRID TYPE MOLTEN CARBONATE FUEL CELL AND UNIT CELL USED THE SAME
특허 요약
본 발명은 기존의 간접 내부 개질형 용융탄산염 연료전지의 특징인 열 관리의 장점과 단순한 시스템을 바탕으로 하여 이의 문제점인 연료전지가스 공급상의 밀폐성 문제를 해결하기 위한 것이다. 외부 개질형 용융탄산염 연료전지의 경우 가스 공급의 밀폐성은 뛰어나다. 하지만 이를 위해 전체적으로 가스의 압력을 대기압 이상으로 상압 하여야 하는 문제점이 있다. 이와 같이 외부 개질형 용융탄산염 연료전지에서 가스의 압력을 대기압 이상으로 상압하는 경우 열관리 및 연료전지전체 스택의 관리에 문제가 생길 수 있다. 따라서 본 발명에서는 내부 개질형 및 외부 개질형의 장점을 모두 살려 한쪽에서는 내부 개질형 용융탄산염 연료전지의 구조, 다른 한쪽에서는 외부 개질형 용융탄산염 연료전지의 구조를 사용하였다. 따라서 내부 개질형 용융탄산염 연료전지의 연료 공급극 쪽의 매니폴드 두 개중 한 개를 제거할 수 있다는 장점이 있다. 또한 스택을 제작하는 데 있어서 한 개의 내부 개질기를 중심으로 위 아래 쪽에 몇 개의 단위 전지를 사용하는 단위 스택을 제작함으로써 이의 제작 및 유지, 보수에 있어서 장점을 가지고 있다. 하이브리드형 용융탄산염 연료전지, 분리판
청구항
번호청구항
1

한 쌍의 애노드판과 캐소드판, 상기 한 쌍의 애노드판과 캐소드판 사이에 배치되며 용융탄산염 전해질을 포함하는 매트릭스 판, 및 금속 분리판으로서, 상기 애노드판과 상기 금속 분리판 사이 및 상기 캐소드판과 상기 금속 분리판 사이로 가스가 흐르게 하며 상기 애노드판과 상기 캐소드판을 사이에 위치하는 금속 분리판으로 이루어지고, 용융탄산염 연료전지에서 사용되는 단위 전지에 있어서, 상기 금속 분리판의 한 쪽은 캐소드측 가스 출입구 및 상기 캐소드측 가스 출입구의 아래에 배치되는 애노드측 가스 출입구를 포함하고, 상기 캐소드측 가스 출입구는 상하로 가스 출입이 가능하도록 복수의 구멍이 형성되어 있으며, 상기 애노드측 가스 출입구는 상하로 가스 출입이 가능하도록 복수의 구멍과 애노드측으로 가스의 출입이 가능하도록 틈새가 형성되어 있으며, 그리고 상기 매트릭스 판의 한 쪽에는 상하로 가스 출입이 가능하도록 복수의 구멍이 상기 캐소드측 가스 출입구의 복수의 구멍과 유체소통하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 용융탄산염 연료전지에 사용되는 단위 전지.

2

제1항에 따른 단위 전지를 복수개 적층하고, 공급된 원료 연료를 개질반응에 의하여 수소로 개질하여 상기 복수의 단위 전지들로 공급하기 위한 간접 내부 개질기를 포함하며, 상기 간접 내부 개질기의 한 쪽에는, 개질된 수소의 유체소통이 가능하도록 복수의 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드형 용융탄산염 연료전지.

3

제2항에 있어서, 상기 복수의 단위 전지는 상기 간접 내부 개질기를 중심으로 상하로 적층되어 단위 스택을 형성하며, 상기 단위 스택을 구성하는 복수개의 단위 전지 중 최상부 및 최하부에 배치되는 단위 전지의 매트릭스 판은 밀폐형인 것을 특징으로 하는, 하이브리드형 용융탄산염 연료전지.

4

제3항에 있어서, 상기 단위 스택을 복수개 적층하여 전체 연료 전지 스택을 형성하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드형 용융탄산염 연료전지.

5

제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 간접 내부 개질기에 연료가스를 공급하기 위한 연료 가스 파이프가 제공되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 용융탄산염 연료전지.

6

제5항에 있어서, 상기 전체 연료 전지 스택에서 상기 애노드측의 연료 가스 파이프가 연결된 측면에는 상기 연료 가스 파이프를 수용하도록 한 개의 매니폴드가 제공되고, 상기 전체 연료 전지 스택에서 상기 캐소드 측의 양쪽 측면에는 각각 매니폴드가 제공되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드형 용융탄산염 연료전지.