説明

燃料電池モジュール

【課題】本発明は、燃料電池モジュールに関する。
【解決手段】本発明の一実施例によると、燃料電池の外周面の一側面を包む第1本体部及び第1本体部の長さ方向の一側に形成された第1連結部を含む第1支持部と、燃料電池の外周面の他側面を包む第2本体部及び第2本体部の長さ方向の一側に形成された第2連結部を含む第2支持部と、第1連結部及び第2連結部をそれぞれ通過して第1連結部及び第2連結部を互いに連結及び固定させる固定部と、を含む燃料電池モジュールが提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
燃料電池とは、燃料(水素、LNG、LPGなど)と空気(酸素)の化学エネルギーを電気化学的反応によって電気及び熱に直接変換させる装置である。燃料電池は、燃料燃焼、蒸気発生、タービン駆動、発電機駆動などの過程を取る既存の発電技術とは異なって、燃料燃焼やタービン駆動の過程がないため、効率が高いだけでなく、環境問題を誘発しない新しい概念の発電技術である。このような燃料電池は、SOXとNOXなどの大気汚染物質を殆ど排出せず、二酸化炭素の発生も少ないため無公害発電が可能であり、低騷音、無振動などの長所を有する。
【0003】
燃料電池は、リン酸型燃料電池(PAFC)、アルカリ型燃料電池(AFC)、高分子電解質型燃料電池(PEMFC)、直接メタノール燃料電池(DMFC)、固体酸化物燃料電池(SOFC)など、多様な種類がある。これらのうちでも、固体酸化物燃料電池(SOFC)は、高効率発電及び石炭ガス−燃料電池−ガスタービンなどの複合発電が可能であり、発電容量の多様性を有しているため、小型、大型発電所または分散型電源に適する。従って、固体酸化物燃料電池は、今後の水素経済社会への進入のために必須の発電技術である。
【0004】
従来技術では、燃料電池で生成される電流を集電する集電体が外部に金属線を採用することにより集電を行った(特許文献1)。しかし、このような構造では、セルが大型化するほど高価である金属線の量が増加するため製造コストが上昇し、構造的に複雑になるため大量生産が困難であるという問題点がある
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】韓国公開特許第2011−0085848号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、燃料電池を容易に挿入することができる燃料電池モジュールを提供することをその目的とする。
【0007】
本発明は、燃料電池との接触面積を最大化して集電能力を向上させることができる燃料電池モジュールを提供することをその目的とする。
【0008】
本発明は、耐酸化性コーティングが容易になり、耐久性を向上させることができる燃料電池モジュールを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一側面によると、燃料電池の外周面の一側面を包む第1本体部及び第1本体部の長さ方向の一側に形成された第1連結部を含む第1支持部と、燃料電池の外周面の他側面を包む第2本体部及び第2本体部の長さ方向の一側に形成された第2連結部を含む第2支持部と、第1連結部及び第2連結部をそれぞれ通過して第1連結部及び第2連結部を互いに連結及び固定させる固定部と、を含む燃料電池モジュールが提供される。
【0010】
第1本体部は、燃料電池の外周面に接触して燃料電池を包み、空気が通過する第1空気供給孔を含む第1内部面と、第1内部面から所定間隔離隔されて第1内部面を包み、第1内部面の長さ方向の両側面と連結される第1外部面と、を含み、第1外部面と所定間隔離隔されて形成された離隔空間である第1空気通路と第1空気供給孔とが連結されることができる。
【0011】
第1外部面の剛性は第1内部面の剛性より大きく形成されることができる。
【0012】
第1外部面の厚さは第1内部面の厚さより厚く形成されることができる。
【0013】
第1内部面及び第1外部面は、ステンレス鋼(stainless steel)を含む合金で形成されることができる。
【0014】
第2本体部は、燃料電池の外周面に接触して燃料電池を包み、空気が通過する第2空気供給孔を含む第2内部面と、第2内部面から所定間隔離隔されて第2内部面を取り囲み、第2内部面の長さ方向の両側面と連結される第2外部面と、を含み、第2外部面と所定間隔離隔されて形成された離隔空間である第2空気通路と第2空気供給孔とが連結されることができる。
【0015】
第2外部面の剛性は第2内部面の剛性より大きく形成されることができる。
【0016】
第2外部面の厚さは第2内部面の厚さより厚く形成されることができる。
【0017】
第2内部面及び第2外部面は、ステンレス鋼(stainless steel)を含む合金で形成されることができる。
【0018】
第1連結部は、第1本体部の一側から突出され、第1本体部の一側の長さ方向に多数個形成されており、長さ方向に中央に貫通された形態の第1貫通孔を含むことができる。
【0019】
第2連結部は、第2本体部の一側から突出され、第2本体部の一側の長さ方向に多数個形成されており、長さ方向に中央に貫通された形態の第2貫通孔を含むことができる。
【0020】
本発明の他の側面によると、燃料電池の外周面に接触して燃料電池を包み、空気が通過する空気供給孔を含む内部面と、内部面から所定間隔離隔されて内部面の一部を包み、一側が内部面の長さ方向の一側面と連結される第1外部面と、内部面から所定間隔離隔されて内部面の一部を包み、他側が内部面の長さ方向の他側面と連結される第2外部面と、第1外部面の他側及び第2外部面の一側に挿入固定される固定部と、を含む燃料電池モジュールが提供される。
【0021】
第1外部面及び第2外部面の剛性は内部面の剛性より大きく形成されることができる。
【0022】
第1外部面及び第2外部面の厚さは内部面の厚さより厚く形成されることができる。
【0023】
第1外部面、第2外部面及び内部面は、ステンレス鋼(stainless steel)を含む合金で形成されることができる。
【0024】
第1外部面の他側及び第2外部面の一側には、長さ方向に多数個の挿入孔が形成されることができる。
【0025】
固定部は、一面に第1外部面及び第2外部面の挿入孔に対応して突出され、挿入孔に挿入される第1コントロールバーを含むことができる。
【0026】
固定部は、一面に第1外部面及び第2外部面の挿入孔に対応して突出され、挿入孔に挿入され、第1コントロールバーから外側に所定間隔離隔されて形成される第2コントロールバーを含むことができる。
【0027】
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【0028】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【0029】
本発明の実施例による燃料電池モジュールは蝶番構造に形成されるため、燃料電池を容易に挿入することができる。
【0030】
本発明の実施例による燃料電池モジュールは、内部面が軟性金属で形成されるため、燃料電池との接触面積を最大限に広げることができる。
【0031】
本発明の実施例による燃料電池モジュールは、燃料電池の接触面積が最大になるため集電能力を向上させることができる。
【0032】
本発明の実施例による燃料電池モジュールは、ステンレス鋼を含む合金で形成されるため、後の耐酸化性コーティングが容易になり、耐久性を向上させることができる。
【0033】
本発明の実施例による燃料電池モジュールは、ステンレス鋼を含む合金で形成されるため、製作コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施例による燃料電池が装着された燃料電池モジュールを示した例示図である。
【図2】本発明の実施例による燃料電池モジュールを示した例示図である。
【図3】本発明の実施例による多層燃料電池モジュールを示した例示図である。
【図4】本発明の他の実施例による燃料電池が装着された燃料電池モジュールを示した例示図である。
【図5】本発明の他の実施例による燃料電池モジュールを示した例示図である。
【図6】本発明のさらに他の実施例による燃料電池モジュールを示した例示図である。
【図7】本発明の他の実施例による多層燃料電池モジュールを示した例示図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0035】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。
【0036】
また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。本明細書において、「第1、第2」などの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。
【0037】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例による燃料電池モジュールについて詳細に説明する。
【0038】
図1は本発明の実施例による燃料電池が装着された燃料電池モジュールを示した例示図である。
【0039】
燃料電池モジュール100は、燃料電池200の発電過程により生成された電気エネルギーを集電する装置である。図1を参照すると、燃料電池モジュール100は、第1支持部110と、第2支持部120と、固定部130と、を含むことができる。
【0040】
第1支持部110は、燃料電池200の外周面の一側面を包む第1本体部111と、第1本体部111の長さ方向の一側に形成された第1連結部(不図示)と、を含むことができる。
【0041】
第1本体部111は、第1内部面112と、第1外部面114と、第1空気通路115と、を含むことができる。
【0042】
第1内部面112は、燃料電池200の外周面に直接接触して燃料電池200を包む形態に形成される。第1内部面112は、燃料電池200の外周面に対応するように曲面に形成されることができる。また、第1内部面112は軟性金属で形成されることができる。例えば、第1内部面112は薄いステンレス鋼を含む合金で形成されることができる。即ち、第1内部面112をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを薄くして軟性を有するようにすることができる。このように、第1内部面112は、燃料電池200に対応する曲面であり、軟性金属で形成され、燃料電池200の接触面積を最大限に広げることにより、集電効率を極大化することができる。
【0043】
第1外部面114は、第1内部面112から所定間隔離隔されて第1内部面112を包む形態に形成されることができる。第1外部面114の長さ方向の両側面は、それぞれ第1内部面112の長さ方向の両側面と連結されることができる。第1外部面114は剛性金属で形成されることができる。例えば、第1外部面114は厚いステンレス鋼を含む合金で形成されることができる。即ち、第1外部面114をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。このように、第1外部面114は剛性金属で形成され、燃料電池200が装着された第1内部面112を支持することができる。
【0044】
第1空気通路115は、第1内部面112と第1外部面114とが互いに所定間隔離隔されて形成されることにより形成された離隔空間である。第1空気通路115により、燃料電池200に供給される空気が通過される。
【0045】
第1連結部(不図示)は第1本体部111の長さ方向の一側に形成されることができる。即ち、第1連結部(不図示)は、第1内部面112と第1外部面114とが連結される両側面のうち一側面に突出されるように形成されることができる。第1連結部(不図示)は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するためのものであり、固定部130が挿入されることができる。図1には、第1連結部(不図示)は第2支持部120の第2連結部126と重なるため図示されていない。
【0046】
第2支持部120は、燃料電池200の外周面の他側面を包む第2本体部121と、第2本体部121の長さ方向の一側に形成された第2連結部126と、を含むことができる。
【0047】
第2本体部121は、第2内部面122と、第2外部面124と、第2空気通路125と、を含むことができる。
【0048】
第2内部面122は、燃料電池200の外周面に直接接触して燃料電池200を包む形態に形成される。第2内部面122は、燃料電池200の外周面に対応するように曲面に形成されることができる。また、第2内部面122は軟性金属で形成されることができる。例えば、第2内部面122は薄いステンレス鋼を含む合金で形成されることができる。このように、第2内部面122は、燃料電池200に対応する曲面であり、軟性金属で形成され、燃料電池200の接触面積を最大限に広げることにより、集電効率を極大化することができる。
【0049】
第2外部面124は、第2内部面122から所定間隔離隔されて第2内部面122を包む形態に形成されることができる。第2外部面124の長さ方向の両側面は、それぞれ第2内部面122の長さ方向の両側面と連結されることができる。第2外部面124は剛性金属で形成されることができる。例えば、第2外部面124は厚いステンレス鋼で形成されることができる。このように第2外部面124は剛性金属で形成され、燃料電池200が装着された第2内部面122を支持することができる。
【0050】
第2空気通路125は、第2内部面122と第2外部面124とが互いに所定間隔離隔されて形成されることにより形成された離隔空間である。第2空気通路125により、燃料電池200に供給される空気が通過される。
【0051】
第2連結部126は、第2本体部121の長さ方向の一側に形成されることができる。即ち、第2連結部126は、第2内部面122と第2外部面124とが連結される両側面のうち一側面に突出されるように形成されることができる。第2連結部126は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するためのものであり、固定部130が挿入されることができる。
【0052】
固定部130は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するための構成部である。固定部130は、第1支持部110の第1連結部(不図示)と第2支持部120の第2連結部126とが互いに結合された状態で挿入されることができる。このように、第1支持部110と第2支持部120とが結合された状態で固定部130が挿入されることにより、燃料電池200が装着された状態で第1支持部110と第2支持部120とが固定されることができる。
【0053】
このような燃料電池モジュール100は、第1支持部110、第2支持部120及び固定部130により、燃料電池200を包む形態に形成されることができる。
【0054】
図2は本発明の実施例による燃料電池モジュールを示した例示図である。
【0055】
図2を参照すると、燃料電池モジュール100は、第1支持部110と、第2支持部120と、固定部130と、を含むことができる。
【0056】
第1支持部110は、第1本体部111と、第1連結部116と、を含むことができる。
【0057】
第1本体部111は、第1内部面112と、第1外部面114と、第1空気通路115と、第1空気供給孔113と、を含むことができる。
【0058】
第1内部面112は、燃料電池(不図示)の外周面に直接接触して燃料電池(不図示)を包む形態に形成される。第1内部面112は、燃料電池(不図示)の外周面に対応するように曲面に形成されることができる。また、第1内部面112は軟性金属で形成されることができる。例えば、第1内部面112は薄いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第1内部面112をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを薄くして軟性を有するようにすることができる。このように、第1内部面112は、燃料電池(不図示)に対応する曲面であり、軟性金属で形成され、燃料電池(不図示)の接触面積を最大限に広げることにより、集電効率を極大化することができる。また、第1内部面112には、空気を燃料電池(不図示)に供給するための第1空気供給孔113が形成されることができる。
【0059】
第1外部面114は、第1内部面112から所定間隔離隔されて第1内部面112を包む形態に形成されることができる。第1外部面114の長さ方向の両側面は、それぞれ第1内部面112の長さ方向の両側面と連結されることができる。第1外部面114は剛性金属で形成されることができる。例えば、第1外部面114は厚いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第1外部面114をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。このように第1外部面114は剛性金属で形成され、燃料電池(不図示)が装着された第1内部面112を支持することができる。
【0060】
第1空気通路115は、第1内部面112と第1外部面114とが互いに所定間隔離隔されて形成されることにより形成された離隔空間である。第1空気通路115は、第1内部面112の第1空気供給孔113と連結されることができる。
【0061】
第1空気供給孔113が第1内部面112に多数個形成されることができる。第1空気供給孔113により、第1空気通路115と燃料電池(不図示)が装着される燃料電池モジュール100の内部とが連結されることができる。即ち、第1空気供給孔113により、第1空気通路115を通過した空気が燃料電池モジュール100に装着された燃料電池(不図示)に供給されることができる。
【0062】
第1連結部116は第1本体部111の長さ方向の一側に形成されることができる。即ち、第1連結部116は、第1内部面112と第1外部面114とが連結される両側面のうち一側面に突出されるように形成されることができる。第1連結部116は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するためのものである。第1連結部116は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するための固定部130が挿入される第1貫通孔117を含むことができる。
【0063】
第1貫通孔117は、第1連結部116の中央に長さ方向に貫通されるように形成されることができる。
【0064】
第2支持部120は、燃料電池(不図示)の外周面の他側面を包む第2本体部121と、第2本体部121の長さ方向の一側に形成された第2連結部126と、を含むことができる。
【0065】
第2本体部121は、第2内部面122と、第2外部面124と、第2空気通路125と、を含むことができる。
【0066】
第2内部面122は、燃料電池(不図示)の外周面に直接接触して燃料電池(不図示)を包む形態に形成される。第2内部面122は、燃料電池(不図示)の外周面に対応するように曲面に形成されることができる。また、第2内部面122は軟性金属で形成されることができる。例えば、第2内部面122は薄いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第2内部面122をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを薄くして軟性を有するようにすることができる。このように、第2内部面122は、燃料電池(不図示)に対応する曲面であり、軟性金属で形成され、燃料電池(不図示)の接触面積を最大限に広げることにより、集電効率を極大化することができる。また、第2内部面122には、空気を燃料電池(不図示)に提供するための第2空気供給孔123が形成されることができる。
【0067】
第2外部面124は、第2内部面122から所定間隔離隔されて第2内部面122を包む形態に形成されることができる。第2外部面124の長さ方向の両側面は、それぞれ第2内部面122の長さ方向の両側面と連結されることができる。第2外部面124は剛性金属で形成されることができる。例えば、第2外部面124は厚いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第2外部面124をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。このように第2外部面124は剛性金属で形成され、燃料電池(不図示)が装着された第2内部面122を支持することができる。
【0068】
第2空気通路125は、第2内部面122と第2外部面124とが互いに所定間隔離隔されて形成されることにより形成された離隔空間である。第2空気通路125は、第2内部面122の第2空気供給孔123と連結されることができる。
【0069】
第2空気供給孔123は第2内部面122に多数個形成されることができる。第2空気供給孔123により、第2空気通路125と燃料電池(不図示)が装着される燃料電池モジュール100の内部とが連結されることができる。即ち、第2空気供給孔123により、第2空気通路125を通過した空気が燃料電池モジュール100に装着された燃料電池(不図示)に供給されることができる。
【0070】
第2連結部126は、第2本体部121の長さ方向の一側に形成されることができる。即ち、第2連結部126は、第2内部面122と第2外部面124とが連結される両側面のうち一側面に突出されるように形成されることができる。第2連結部126は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するためのものである。第2連結部126は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するための固定部130が挿入される第2貫通孔127を含むことができる。
【0071】
第2貫通孔127は、第2連結部126の中央に長さ方向に貫通されるように形成されることができる。
【0072】
固定部130は、第1支持部110と第2支持部120とを互いに締結するための構成部である。固定部130は、第1支持部110の第1連結部116と第2支持部120の第2連結部126とが互いに結合された状態で挿入されることができる。即ち、第1連結部116と第2連結部126とが互いに結合されることにより、第1連結部116の第1貫通孔117と第2連結部126の第2貫通孔127とが互いに重なることができる。このように重なった第1貫通孔117及び第2貫通孔127に固定部130が挿入されることにより、第1支持部110と第2支持部120とが互いに締結されることができる。
【0073】
図3は本発明の実施例による多層燃料電池モジュールを示した例示図である。
【0074】
図3を参照すると、多層燃料電池モジュールは、燃料電池200、210を装着した二つ以上の燃料電池モジュール100、100−1を交互に積層することができる。燃料電池200、210を装着した燃料電池モジュール100、100−1を交互に積層する場合、燃料電池モジュール100、100−1の内部面は燃料電池200、210の外周面と選択的に接触し、燃料電池モジュール100、100−1の外周面は連結材140、180または正電流集電板194と接触することができる。
【0075】
図3に図示されたものを例として説明すると、第1燃料電池モジュール100、第2燃料電池モジュール100−1、第1燃料電池200、第2燃料電池210、第1連結材140、第2連結材180、正電流集電板194、負電流集電板191及び絶縁板193が積層されている。
【0076】
第1燃料電池モジュール100には第1燃料電池200が装着される。第1燃料電池モジュール100の外周面下部は正電流集電板194と接触することができ、第1燃料電池モジュール100の内部面は第1燃料電池200の一側面と接触することができる。ここで、第1燃料電池200の一側面は下面になることができる。
【0077】
第1燃料電池200は第1燃料電池モジュール100に装着される。第1燃料電池200の下面は第1燃料電池モジュール100と接触することができ、第1燃料電池200の上面は第1連結材140と接触することができる。
【0078】
第1連結材140は、第1燃料電池200で生成された負電流を第1燃料電池200の外部に伝達する構成部である。第1連結材140は、第1燃料電池200の集電のための部材であり、電気伝導性を有する金属で形成されることができる。第1連結材140の一側は第1燃料電池200と連結される。即ち、第1連結材140の一側は、第1燃料電池200の内部の燃料極支持体(不図示)と電気的に連結されるように形成されることができる。また、第1連結材140の他側は、第2燃料電池モジュール100−1の外周面下部と接触することができる。
【0079】
第2燃料電池モジュール100−1には第2燃料電池210が装着される。第2燃料電池モジュール100−1の外周面下部は第1連結材140と接触することができる。第2燃料電池モジュール100−1が第1連結材140と接触することにより、第1燃料電池200と電気的に連結されることができる。第2燃料電池モジュール100−1の内部面は第2燃料電池210の一側面と接触することができる。ここで、第2燃料電池210の一側面は下面になることができる。
【0080】
第2燃料電池210は第2燃料電池モジュール100−1に装着される。第2燃料電池210の下面は第2燃料電池モジュール100−1と接触することができ、第2燃料電池210の上面は第2連結材180と接触することができる。
【0081】
第2連結材180は、第2燃料電池210で生成された負電流を第2燃料電池210の外部に伝達する構成部である。第2連結材180は、第2燃料電池210の集電のための部材であり、電気伝導性を有する金属で形成されることができる。第2連結材180の一側は第2燃料電池210と連結される。即ち、第2連結材180の一側は、第2燃料電池210の内部の燃料極支持体(不図示)と電気的に連結されるように形成されることができる。また、第2連結材180の他側は負電流集電板191と接触することができる。
【0082】
正電流集電板194には、第1燃料電池200及び第2燃料電池210により生成された正電流が集電されることができる。
【0083】
負電流集電板191には、第1燃料電池200及び第2燃料電池210により生成された負電流が集電されることがある。
【0084】
絶縁板193は、第1燃料電池モジュール100及び第2燃料電池モジュール100−1の両側面に形成されることができる。絶縁板193は、第1燃料電池モジュール100の両側面を加圧することにより、装着された第1燃料電池200と第1燃料電池モジュール100とがより確実に接触されるようにすることができる。また、絶縁板193は、第2燃料電池モジュール100−1の両側面を加圧することにより、装着された第2燃料電池210と第2燃料電池モジュール100−1とがより確実に接触されるようにすることができる。
【0085】
このように、第1燃料電池モジュール100及び第2燃料電池モジュール100−1により、第1燃料電池200及び第2燃料電池210を垂直に配置することができる。また、第1燃料電池モジュール100及び第2燃料電池モジュール100−1は、垂直に配置された第1燃料電池200及び第2燃料電池210を直列に連結して、第1燃料電池200及び第2燃料電池210で生成された正電流を正電流集電板194に集電することができる。
【0086】
本発明の実施例では、二つの燃料電池モジュール及び二つの燃料電池を例として説明したが、これは例示的なものであり、燃料電池モジュール及び燃料電池の数はこれに限定されない。燃料電池モジュール及び燃料電池の数は当業者によって変更されることができる。
【0087】
また、本発明の実施例では、多数個の燃料電池モジュールを垂直に配置して多数個の燃料電池を直列連結したが、これも例示的なものであり、多数個の燃料電池モジュールを水平に配置して多数個の燃料電池を並列連結することもできる。また、多数個の燃料電池モジュールを垂直及び水平に連結することにより、多数個の燃料電池を直列連結及び並列連結することができる。
【0088】
本発明の実施例において、第1内部面、第2内部面は軟性金属であり、第1外部面及び第2外部面は剛性金属であるということは、相対的な表現として用いられることができる。即ち、第1内部面及び第2内部面を形成する金属が軟性であるということは、第1外部面及び第2外部面を形成する金属に比べ軟性であるということを意味する。また、第1外部面及び第2外部面を形成する金属が剛性であるということは、第1内部面及び第2内部面を形成する金属に比べ剛性であるということを意味する。ここで、本発明の実施例によると、第1内部面、第2内部面、第1外部面及び第2外部面が同一のステンレス鋼を含む合金で形成されるという点で、軟性及び剛性は、ステンレス鋼を含む合金の厚さにより決まることができる。
【0089】
図4は本発明の他の実施例による燃料電池が装着された燃料電池モジュールを示した例示図である。
【0090】
図4を参照すると、燃料電池モジュール300は、内部面310と、第1外部面331と、第2外部面332と、空気通路340と、第1連結部351と、第2連結部353と、固定部360と、を含むことができる。
【0091】
内部面310は、燃料電池400の外周面に直接接触して燃料電池400を包む形態に形成される。例えば、内部面310は、燃料電池400の両側及び下部を包む形態に形成されることができる。内部面310は、燃料電池400の外周面に対応するように曲面に形成されることができる。また、内部面310は軟性金属で形成されることができる。例えば、内部面310は薄いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、内部面310をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを薄くして軟性を有するようにすることができる。このように、内部面310は、燃料電池400に対応する曲面であり、軟性金属で形成され、燃料電池400の接触面積を最大限に広げることにより、集電効率を極大化することができる。
【0092】
第1外部面331は、内部面310から所定間隔離隔されて内部面310の一部を包む形態に形成されることができる。第1外部面331の長さ方向の一側面は、内部面310の長さ方向の一側面と連結されることができる。第1外部面331は剛性金属で形成されることができる。例えば、第1外部面331は厚いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第1外部面331をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。このように第1外部面331は剛性金属で形成され、燃料電池400が装着された内部面310を支持することができる。
【0093】
第2外部面332は、内部面310から所定間隔離隔されて内部面310の一部を包む形態に形成されることができる。第2外部面332の長さ方向の他側面は、内部面310の長さ方向の他側面と連結されることができる。第2外部面332は剛性金属で形成されることができる。例えば、第2外部面332は厚いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第2外部面332をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。このように第2外部面332は剛性金属で形成され、燃料電池400が装着された内部面310を支持することができる。
【0094】
第1連結部351は、第1外部面331の他側面の長さ方向に形成されることができる。第1連結部351には固定部360のコントロールバー361が挿入されることができる。
【0095】
第2連結部353は、第2外部面332の他側面の長さ方向に形成されることができる。第2連結部353には固定部360のコントロールバー361が挿入されることができる。
【0096】
固定部360は、内部面310に燃料電池400が装着されるように、第1外部面331及び第2外部面332を固定するための構成部である。固定部360はコントロールバー361を含むことができる。コントロールバー361は固定部360の一面から突出された多数個の挿入部になることができる。コントロールバー361は、第1連結部351及び第2連結部353に貫通される形態に挿入されることができる。即ち、固定部360は、コントロールバー361を第1連結部351及び第2連結部353に挿入し、第1外部面331及び第2外部面332を固定することにより、内部面310が所定の幅に固定されるようにすることができる。
【0097】
空気通路340は、内部面310と内部面310から所定間隔離隔されて形成された第1外部面331及び第2外部面332とにより形成された離隔空間である。空気通路340により、燃料電池モジュール300に装着された燃料電池400に供給される空気が通過されることができる。
【0098】
このような燃料電池モジュール300は、内部面310、第1外部面331、第2外部面332及び固定部360により、燃料電池400を包む形態に形成されることができる。
【0099】
図5は本発明の他の実施例による燃料電池モジュールを示した例示図である。
【0100】
図5を参照すると、燃料電池モジュール300は、内部面310と、空気供給孔320と、第1外部面331と、第2外部面332と、空気通路340と、第1連結部351と、第2連結部353と、固定部360と、を含むことができる。
【0101】
内部面310は、燃料電池(不図示)の外周面に直接接触して燃料電池(不図示)を包む形態に形成される。例えば、内部面310は、燃料電池(不図示)の両側及び下部を包む形態に形成されることができる。内部面310は、燃料電池(不図示)の外周面に対応するように曲面に形成されることができる。また、内部面310は軟性金属で形成されることができる。例えば、内部面310は薄いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、内部面310をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを薄くして軟性を有するようにすることができる。このように、内部面310は、燃料電池(不図示)に対応する曲面であり、軟性金属で形成され、燃料電池(不図示)の接触面積を最大限に広げることにより、集電効率を極大化することができる。また、内部面310には、空気を燃料電池(不図示)に供給するための空気供給孔320が形成されることができる。
【0102】
第1外部面331は、内部面310から所定間隔離隔されて内部面310の一部を包む形態に形成されることができる。第1外部面331の長さ方向の一側面は、内部面310の長さ方向の一側面と連結されることができる。第1外部面331は剛性金属で形成されることができる。例えば、第1外部面331は厚いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第1外部面331をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。このように第1外部面331は剛性金属で形成され、燃料電池(不図示)が装着された内部面310を支持することができる。
【0103】
第2外部面332は、内部面310から所定間隔離隔されて内部面310の一部を包む形態に形成されることができる。第2外部面332の長さ方向の他側面は、内部面310の長さ方向の他側面と連結されることができる。第2外部面332は剛性金属で形成されることができる。例えば、第2外部面332は厚いステンレス鋼で形成されることができる。即ち、第2外部面332をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。このように第2外部面332は剛性金属で形成され、燃料電池(不図示)が装着された内部面310を支持することができる。
【0104】
空気通路340は、内部面310と内部面310から所定間隔離隔されて形成された第1外部面331及び第2外部面332とにより形成された離隔空間である。空気通路340により、燃料電池モジュール300に装着された燃料電池(不図示)に供給される空気が通過されることができる。
【0105】
空気供給孔320は内部面310に多数個形成されることができる。空気供給孔320により、空気通路340と燃料電池(不図示)が装着される燃料電池モジュール300の内部と連結されることができる。即ち、空気供給孔320により、空気通路340を通過する空気が燃料電池モジュール300に装着された燃料電池(不図示)に供給されることができる。
【0106】
第1連結部351は、第1外部面331の他側面の長さ方向に形成されることができる。第1連結部351には、固定部360のコントロールバー361が挿入されるための第1貫通孔352が形成されることができる。第1貫通孔352は、第1連結部351の長さ方向に多数個が形成されることができる。
【0107】
第2連結部353は、第2外部面332の他側面の長さ方向に形成されることができる。第2連結部353には、固定部360のコントロールバー361が挿入されるための第2貫通孔354が形成されることができる。第2貫通孔354は、第2連結部353の長さ方向に多数個が形成されることができる。
【0108】
固定部360は、内部面310に燃料電池(不図示)が装着されるように、第1外部面331及び第2外部面332を固定するための構成部である。固定部360はコントロールバー361を含むことができる。コントロールバー361は固定部360の一面から突出された多数個の挿入部になることができる。また、突出された形態の多数個のコントロールバー361は、第1連結部351の第1貫通孔352及び第2連結部353の第2貫通孔354に対応するように形成されることができる。このように形成されたコントロールバー361は、第1連結部351に形成された第1貫通孔352及び第2連結部に形成された第2貫通孔354に挿入されることができる。
【0109】
固定部360は、このように形成されたコントロールバー361により、内部面310が所定の幅を有するように固定することができる。例えば、固定部360は、コントロールバー361を第1貫通孔352及び第2貫通孔354に挿入し、第1外部面331及び第2外部面332を固定することにより、内部面310が所定の幅に固定されるようにすることができる。
【0110】
図6は本発明のさらに他の実施例による燃料電池モジュールを示した例示図である。
【0111】
図6を参照すると、燃料電池モジュール300は、内部面310と、空気供給孔320と、第1外部面331と、第2外部面332と、空気通路340と、第1連結部351と、第2連結部353と、固定部360と、を含むことができる。
【0112】
内部面310は、燃料電池(不図示)の外周面に直接接触して燃料電池(不図示)を包む形態に形成される。内部面310をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを薄くして軟性を有するようにすることができる。内部面310には、空気を燃料電池(不図示)に供給するための空気供給孔320が形成されることができる。
【0113】
第1外部面331は、内部面310から所定間隔離隔されて内部面310の一部を包む形態に形成されることができる。第1外部面331をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。
【0114】
第2外部面332は、内部面310から所定間隔離隔されて内部面310の一部を包む形態に形成されることができる。第2外部面332をステンレス鋼で形成するにあたり、厚さを厚くして剛性を有するようにすることができる。
【0115】
このように形成された第1外部面331及び第2外部面332は、燃料電池(不図示)が装着された内部面310を支持することができる。
【0116】
空気通路340は、内部面310と内部面310から所定間隔離隔されて形成された第1外部面331及び第2外部面332とにより形成された離隔空間である。空気通路340により、燃料電池モジュール300に装着された燃料電池(不図示)に供給される空気が通過されることができる。
【0117】
空気供給孔320が内部面310に多数個形成されることができる。空気供給孔320により、空気通路340を通過した空気が燃料電池モジュール300に装着された燃料電池(不図示)に供給されることができる。
【0118】
第1連結部351は、第1外部面331の他側面の長さ方向に形成されることができる。第1連結部351には、固定部360のコントロールバー361が挿入されるための第1貫通孔352が形成されることができる。第1貫通孔352は、図6に図示されたように、第1連結部351の長さ方向に多数列に形成されることができる。例えば、第1貫通孔352は、第1内貫通孔355及び第1外貫通孔356を含むことができる。
【0119】
第2連結部353は、第2外部面332の他側面の長さ方向に形成されることができる。第2連結部353には、固定部360のコントロールバー361が挿入されるための第2貫通孔354が形成されることができる。第2貫通孔354は、図6に図示されたように、第2連結部353の長さ方向に多数列に形成されることができる。例えば、第2貫通孔354は、第2内貫通孔357及び第2外貫通孔358を含むことができる。
【0120】
固定部360は、内部面310に燃料電池(不図示)が装着されるように、第1外部面331及び第2外部面332を固定するための構成部である。固定部360はコントロールバー361を含むことができる。コントロールバー361は固定部360の一面から突出された多数個の挿入部になることができる。コントロールバー361も、図6に図示されたように多数列に形成されることができる。例えば、コントロールバー361は、第1列コントロールバー362と、第2列コントロールバー363と、第3列コントロールバー364と、第4列コントロールバー365と、を含むことができる。
【0121】
固定部360は、このように形成されたコントロールバー361によって内部面310の幅を調節することができる。例えば、固定部360の第1列コントロールバー362が第1外貫通孔356に挿入され、第4列コントロールバー365が第2外貫通孔358に挿入されると、内部面310の直径が最小になることができる。また、固定部360の第2列コントロールバー363が第1内貫通孔355に挿入され、第3列コントロールバー364が第2内貫通孔357に挿入されると、内部面310の直径が最大になることができる。
【0122】
第1貫通孔352、第2貫通孔354の列の数及びコントロールバー361の列の数は限定されず、当業者によって変更されることができる。
【0123】
図7は本発明の他の実施例による多層燃料電池モジュールを示した例示図である。
【0124】
図7を参照すると、多層燃料電池モジュールは、燃料電池400、410が装着された二つ以上の燃料電池モジュール300、300−1を積層することができる。
【0125】
図7に図示されたものを例として説明すると、第1燃料電池モジュール300、第2燃料電池モジュール300−1、第1燃料電池400、第2燃料電池410、第1連結材392、第2連結材393、正電流集電板396、負電流集電板394及び絶縁板397が積層されている。
【0126】
第1燃料電池モジュール300には第1燃料電池400が装着される。第1燃料電池モジュール300の外周面下部は正電流集電板396と接触することができる。即ち、第1燃料電池モジュール300の第1固定部360は正電流集電板396と接触することができる。また、第1燃料電池モジュール300の内部面は第1燃料電池400の一側面と接触することができる。ここで、第1燃料電池400の一側面は下面になることができる。
【0127】
第1燃料電池400は第1燃料電池モジュール300に装着される。第1燃料電池400の下面は第1燃料電池モジュール300と接触することができ、第1燃料電池400の上面は第1連結材392と接触することができる。
【0128】
第1連結材392は、第1燃料電池400で生成された負電流を第1燃料電池400の外部に伝達する構成部である。第1連結材392は、第1燃料電池400の集電のための部材であり、電気伝導性を有する金属で形成されることができる。第1連結材392の一側は第1燃料電池400と連結される。即ち、第1連結材392の一側は、第1燃料電池400の内部の燃料極支持体(不図示)と電気的に連結されるように形成されることができる。また、第1連結材392の他側は、第2燃料電池モジュール300−1の外周面下部と接触することができる。
【0129】
第2燃料電池モジュール300−1には第2燃料電池410が装着される。第2燃料電池モジュール300−1の外周面下部は第1連結材392と接触することができる。即ち、第2燃料電池モジュール300−1の第2固定部390は第1連結材392の他側と接触されることができる。第2燃料電池モジュール300−1が第1連結材392と接触することにより、第1燃料電池400と電気的に連結されることができる。第2燃料電池モジュール300−1の内部面は第2燃料電池410の一側面と接触することができる。ここで、第1燃料電池400の一側面は下面になることができる。
【0130】
第2燃料電池410は第2燃料電池モジュール300−1に装着される。第2燃料電池410の下面は第2燃料電池モジュール300−1と接触することができ、第2燃料電池410の上面は第2連結材393と接触することができる。
【0131】
第2連結材393は、第2燃料電池410で生成された負電流を第2燃料電池410の外部に伝達する構成部である。第2連結材393は、第2燃料電池410の集電のための部材であり、電気伝導性を有する金属で形成されることができる。第2連結材393の一側は第2燃料電池410と連結される。即ち、第2連結材393の一側は、第2燃料電池410の内部の燃料極支持体(不図示)と電気的に連結されるように形成されることができる。また、第2連結材393の他側は負電流集電板394と接触することができる。
【0132】
正電流集電板396には、第1燃料電池400及び第2燃料電池410により生成された正電流が集電されることができる。
【0133】
負電流集電板394には、第1燃料電池400及び第2燃料電池410により生成された負電流が集電されることができる。
【0134】
絶縁板397は、第1燃料電池モジュール300及び第2燃料電池モジュール300−1の両側面に形成されることができる。絶縁板397は、第1燃料電池モジュール300の両側面を加圧することにより、装着された第1燃料電池400と第1燃料電池モジュール300とがより確実に接触されるようにすることができる。また、絶縁板397は、第2燃料電池モジュール300−1の両側面を加圧することにより、装着された第2燃料電池410と第2燃料電池モジュール300−1とがより確実に接触されるようにすることができる。
【0135】
このように第1燃料電池モジュール300及び第2燃料電池モジュール300−1により、第1燃料電池400及び第2燃料電池410を垂直に配置することができる。また、第1燃料電池モジュール300及び第2燃料電池モジュール300−1は、垂直に配置された第1燃料電池400及び第2燃料電池410を直列に連結して、第1燃料電池400及び第2燃料電池410で生成された正電流を正電流集電板396に集電することができる。
【0136】
本発明の実施例では、二つの燃料電池モジュール及び二つの燃料電池を例として説明したが、これは例示的なものであり、燃料電池モジュール及び燃料電池の数はこれに限定されない。燃料電池モジュール及び燃料電池の数は当業者によって変更されることができる。
【0137】
また、本発明の実施例では、多数個の燃料電池モジュールを垂直に配置して多数個の燃料電池を直列連結したが、これも例示的なものであり、多数個の燃料電池モジュールを水平に配置して多数個の燃料電池を並列連結することもできる。また、多数個の燃料電池モジュールを垂直及び水平に連結することにより、多数個の燃料電池を直列連結及び並列連結することができる。
【0138】
本発明の実施例において、内部面は軟性金属であり、第1外部面及び第2外部面は剛性金属であるということは、相対的な表現として用いられることができる。即ち、内部面を形成する金属が軟性であるということは、第1外部面及び第2外部面を形成する金属に比べ軟性であるということを意味する。また、第1外部面及び第2外部面を形成する金属が剛性であるということは、内部面を形成する金属に比べ剛性であるということを意味する。ここで、本発明の実施例によると、内部面、第1外部面及び第2外部面が同一のステンレス鋼を含む合金で形成されるという点で、軟性及び剛性は、ステンレス鋼を含む合金の厚さにより決まることができる。
【0139】
本発明の実施例による燃料電池モジュールは、蝶番構造に形成されるため、燃料電池を容易に挿入することができる。また、本発明の実施例による燃料電池モジュールの内部面が軟性金属で形成されるため、燃料電池との接触面積を最大限に広げることができる。また、本発明の実施例による燃料電池モジュールは、燃料電池の接触面積が最大になるため集電能力を向上させることができる。また、本発明の実施例による燃料電池モジュールは、ステンレス鋼を含む合金で形成されるため、後の耐酸化性コーティングが容易になり、耐久性を向上させることができる。また、本発明の実施例による燃料電池モジュールは、ステンレス鋼を含む合金で形成されるため、製作コストを低減することができる。
【0140】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明による燃料電池モジュールはこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【0141】
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【符号の説明】
【0142】
100、300 燃料電池モジュール、第1燃料電池モジュール
100−1、300−1 第2燃料電池モジュール
110 第1支持部
111 第1本体部
112 第1内部面
113 第1空気供給孔
114、331 第1外部面
115 第1空気通路
116、351 第1連結部
117、352 第1貫通孔
120 第2支持部
121 第2本体部
122 第2内部面
123 第2空気供給孔
124、332 第2外部面
125 第2空気通路
126、353 第2連結部
127、354 第2貫通孔
130、360 固定部、第1固定部
140、392 第1連結材
390 第2固定部
180、393 第2連結材
191、394 負電流集電板
193、397 絶縁板
194、396 正電流集電板
200、210、400、410 燃料電池
310 内部面
320 空気供給孔
340 空気通路
361 コントロールバー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料電池の外周面の一側面を包む第1本体部及び前記第1本体部の長さ方向の一側に形成された第1連結部を含む第1支持部と、
前記燃料電池の外周面の他側面を包む第2本体部及び前記第2本体部の長さ方向の一側に形成された第2連結部を含む第2支持部と、
前記第1連結部及び前記第2連結部をそれぞれ通過して第1連結部及び第2連結部を互いに連結及び固定させる固定部と、
を含む燃料電池モジュール。
【請求項2】
前記第1本体部は、
前記燃料電池の外周面に接触して前記燃料電池を包み、空気が通過する第1空気供給孔を含む第1内部面と、
前記第1内部面から所定間隔離隔されて前記第1内部面を包み、前期第1内部面の長さ方向の両側面と連結される第1外部面と、を含み、
前記第1外部面と所定間隔離隔されて形成された離隔空間である第1空気通路と前記第1空気供給孔とが連結される、請求項1に記載の燃料電池モジュール。
【請求項3】
前記第1外部面の剛性は前記第1内部面の剛性より大きく形成される請求項2に記載の燃料電池モジュール。
【請求項4】
前記第1外部面の厚さは前記第1内部面の厚さより厚く形成される請求項2に記載の燃料電池モジュール。
【請求項5】
前記第1内部面及び前記第1外部面は、ステンレス鋼(stainless steel)を含む合金で形成される請求項2に記載の燃料電池モジュール。
【請求項6】
前記第2本体部は、
前記燃料電池の外周面に接触して前記燃料電池を包み、空気が通過する第2空気供給孔を含む第2内部面と、
前記第2内部面から所定間隔離隔されて前記第2内部面を包み、前記第2内部面の長さ方向の両側面と連結される第2外部面と、を含み、
前記第2外部面と所定間隔離隔されて形成された離隔空間である第2空気通路と前記第2空気供給孔とが連結される、請求項1に記載の燃料電池モジュール。
【請求項7】
前記第2外部面の剛性は前記第2内部面の剛性より大きく形成される請求項6に記載の燃料電池モジュール。
【請求項8】
前記第2外部面の厚さは前記第2内部面の厚さより厚く形成される請求項6に記載の燃料電池モジュール。
【請求項9】
前記第2内部面及び前記第2外部面は、ステンレス鋼(stainless steel)を含む合金で形成される請求項6に記載の燃料電池モジュール。
【請求項10】
前記第1連結部は、前記第1本体部の一側から突出され、前記第1本体部の一側の長さ方向に多数個形成されており、前記長さ方向に中央に貫通された形態の第1貫通孔を含む、請求項1に記載の燃料電池モジュール。
【請求項11】
前記第2連結部は、前記第2本体部の一側から突出され、前記第2本体部の一側の長さ方向に多数個形成されており、前記長さ方向に中央に貫通された形態の第2貫通孔を含む、請求項1に記載の燃料電池モジュール。
【請求項12】
燃料電池の外周面に接触して燃料電池を包み、空気が通過する空気供給孔を含む内部面と、
前記内部面から所定間隔離隔されて前記内部面の一部を包み、一側が前記内部面の長さ方向の一側面と連結される第1外部面と、
前記内部面から所定間隔離隔されて前記内部面の一部を包み、他側が前記内部面の長さ方向の他側面と連結される第2外部面と、
前記第1外部面の他側及び前記第2外部面の一側に挿入固定される固定部と、
を含む燃料電池モジュール。
【請求項13】
前記第1外部面及び前記第2外部面の剛性は前記内部面の剛性より大きく形成される請求項12に記載の燃料電池モジュール。
【請求項14】
前記第1外部面及び前記第2外部面の厚さは前記内部面の厚さより厚く形成される請求項12に記載の燃料電池モジュール。
【請求項15】
前記第1外部面、前記第2外部面及び前記内部面は、ステンレス鋼(stainless steel)を含む合金で形成される請求項12に記載の燃料電池モジュール。
【請求項16】
前記第1外部面の他側及び前記第2外部面の一側には、長さ方向に多数個の挿入孔が形成される請求項12に記載の燃料電池モジュール。
【請求項17】
前記固定部は、一面に前記第1外部面及び前記第2外部面の挿入孔に対応して突出され、前記挿入孔に挿入される第1コントロールバーを含む請求項16に記載の燃料電池モジュール。
【請求項18】
前記固定部は、一面に前記第1外部面及び前記第2外部面の挿入孔に対応して突出され、前記挿入孔に挿入され、前記第1コントロールバーから外側に所定間隔離隔されて形成される第2コントロールバーを含む請求項17に記載の燃料電池モジュール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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