Circular Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell with Centre Forced Cooling

본 발명은 원통형 연료전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 내부에서 발생되는 열분포를 더욱 고르게 할 수 있으며 연료전지 내부로 유입되는 공기의 흐름을 원활하며, 연료전지에서 생성된 물의 배출이 쉬워 에너지 효율이 높은 수동 공기 공급형 원통형 연료전지에 관한 것이다.본 발명에 따르면, 기존의 직각형태의 유로설계에서 벗어나 유로내부 유체의 마찰을 최소화할 수 있어 연료전지 내부의 열분포를 고르게 하며, 원통형 연료전지 어셈블리를 원통형으로 구성하여 분리판과 압축판의 접촉 저항을 더욱 감소시킬 수 있다.중공형의 원판으로 일면에 연료가스 공급유로가 형성되고, 상기 연료가스 공급유로에 연료가스를 공급하기 위한 가스공급부가 형성된 제 1 분리판;상기 분리판의 연료가스 공급유로가 형성된 면과 대향하도록 형성되며, 중공형의 원판 형태이고 상기 연료가스를 전달시키는 음극확산층;상기 음극확산층과 대향하도록 형성되며, 중공형의 원판 형태이고 상기 연료가스의 산화반응과 산소의 환원반응이 일어나는 고분자 전해질 막을 포함하는 멤브레인 층;상기 멤브레인 층과 대향하도록 형성되며, 중공형의 원판 형태이고 상기 멤브레인 층에 산소를 전달시키는 양극확산층; 및 중공형의 원판으로 일면에 공기 공급유로가 형성되며, 상기 공기 공급유로가 형성된 면과 상기 양극확산층이 대향하도록 형성되는 제 2 분리판;을 포함하되,상기 공기 공급유로는,상기 제 2 분리판의 중공을 통해 공기가 유입되고,상기 가스공급부는,상기 제 1 분리판, 상기 음극확산층, 상기 멤브레인 층, 상기 양극확산층, 상기 제 2 분리판을 관통하여 형성되어, 가스가 원통형 연료전지 스택을 관통하여 흐르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 연료전지 어셈블리를 적어도 두 개 이상 직렬로 적층시키고, 양 말단에 고정부를 포함하되,상기 고정부는 상기 공기 공급유로와 연통하는 중공 및 상기 연료가스 공급유로와 연통하는 홀을 포함하는 원통형 연료전지 스택

Ultralight fuel cell stack with metallic flow plates

본 발명은 연료전지 어셈블리 및 초경량 연료전지 스택에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기나 휴대용 전원용 동력장치로 사용될 수 있는 초경량 연료전지 어셈블리 및 초경량 연료전지 스택에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 초경략 금속성 양극판을 사용하여 연료전지 스택의 기존의 그라파이트로 양극판(bipolar plate)이 형성된 연료전지에 비해 더욱 가볍고 부피가 작으며, 작은 공간에서 높은 에너지 밀도를 가질 수 있으며, 외부에 장착된 냉각팬을 제어하여 연료전지의 온도를 제어할 수 있다.판형 부재로 일면에 연료가스 공급유로가 형성되는 음극분리판;상기 음극분리판과 대향하도록 형성되며, 상기 연료가스 공급유로에 유입되는 연료가스가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 음극 개스킷(gasket);상기 음극 개스킷과 대향하도록 형성되며, 상기 연료가스를 전달시키기 위한 음극확산층; 판형 부재로 일면에 공기공급 유로가 형성되며, 타면에 냉각유로가 형성되는 양극분리판;상기 양극분리판의 일측에 형성된 공기 유입구;상기 양극분리판의 타측에 형성된 공기 배출구;상기 양극분리판과 대향하도록 형성되며, 연료가스가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 양극 개스킷(gasket);상기 양극 개스킷과 대향하도록 형성되며, 산소를 전달시키기 위한 양극확산층;상기 음극확산층 및 상기 양극확산층의 사이에 위치하며, 상기 연료가스의 산화반응과 상기 산소의 환원반응이 일어나는 고분자 전해질 막을 포함하는 멤브레인 층; 및상기 음극 분리판, 음극 개스킷, 음극확산층, 멤브레인 층, 양극확산층, 양극 개스킷 및 양극 분리판을 관통하여 형성되는 연료가스 이동부;를 포함하고, 상기 음극분리판 및 양극분리판은, 금속이 포함된 섬유질로 형성되며, 기체가 투과되지 않고,상기 양극 개스킷은, 상기 양극 분리판 및 상기 양극확산층 사이에 형성되고, 상기 연료가스 이동부를 둘러싼 영역에 배치됨으로써 상기 양극 개스킷을 관통하여 형성되는 연료가스 이동부를 외부로부터 밀봉하는 것을 특징으로 하는 연료전지 어셈블리