KR100551060B1 - Fuel cell system, reformer used thereto and manufacturing method of the same - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기; 상기 수소 가스와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 상기 개질기로 연료를 공급하는 연료 공급원; 및 상기 개질기 및 전기 발생부로 산소를 공급하는 산소 공급원을 포함하며, 상기 개질기는, 상기 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 적어도 하나의 반응 기판과, 상기 반응 기판의 일면에 밀착되어 상기 채널에 의한 통로를 형성하는 밀착부와, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 일체로 고정시키는 접합부를 포함한다.A fuel cell system according to the present invention includes: a reformer for generating hydrogen gas from a fuel containing hydrogen through a chemical catalytic reaction by thermal energy; At least one electricity generating unit generating electrical energy through an electrochemical reaction between the hydrogen gas and oxygen; A fuel supply source for supplying fuel to the reformer; And an oxygen supply source for supplying oxygen to the reformer and the electricity generator, wherein the reformer is in close contact with at least one reaction substrate having a channel on one surface thereof to enable flow of the fuel, and one surface of the reaction substrate. And a contact portion forming a passage through the channel, and a junction portion fusion formed on the contact portion between the reaction substrate and the contact portion to integrally fix the reaction substrate and the contact portion.

연료전지, 스택, 전기발생부, 개질기, 반응기판, 플레이트, 채널, 접합부, 금속박막, 용융Fuel cell, stack, electricity generation unit, reformer, reactor plate, plate, channel, junction, metal thin film, melting

Description

연료 전지 시스템, 이에 사용되는 개질기 및 그 제조 방법 {FUEL CELL SYSTEM, REFORMER USED THERETO AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}FUEL CELL SYSTEM, REFORMER USED THERETO AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시한 스택의 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the structure of the stack shown in FIG.

도 3은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 대한 개질기 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view showing a reformer structure for the first to fourth embodiments of the present invention.

도 4는 도 3의 결합 단면 구성도이다.4 is a cross-sectional view of the coupling cross-sectional view of FIG.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 대한 개질기 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view showing a reformer structure for a fifth embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 결합 단면 구성도이다.6 is a cross-sectional view of the coupling section of FIG.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.7 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a reformer used in a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플레이트 타 입으로 이루어지는 개질기의 결합 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a coupling structure of a reformer consisting of a plate type.

알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 메탄올, 에탄올, 천연 가스와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와, 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.As is known, a fuel cell is a power generation system that converts chemical reaction energy of hydrogen and oxygen contained in hydrocarbon-based materials such as methanol, ethanol, and natural gas directly into electrical energy.

이 연료 전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라, 인산형 연료전지, 용융탄산염형 연료전지, 고체 산화물형 연료전지, 고분자 전해질형 또는 알칼리형 연료전지 등으로 분류된다. 이들 각각의 연료전지는 근본적으로 같은 원리에 의해 작동되지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 및 전해질 등이 서로 다르다.This fuel cell is classified into a phosphoric acid fuel cell, a molten carbonate fuel cell, a solid oxide fuel cell, a polymer electrolyte type or an alkaline fuel cell according to the type of electrolyte used. Each of these fuel cells operates on essentially the same principle, but differs in the type of fuel used, operating temperature, catalyst, and electrolyte.

이들 중 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 편의상 PEMFC라 한다)는 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지며, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.Among these, the polymer electrolyte fuel cell (PEMFC, hereinafter referred to as PEMFC for convenience), which has been developed recently, has excellent output characteristics, low operating temperature, and fast start-up and response characteristics compared to other fuel cells. In addition to mobile power supplies such as automobiles, as well as distributed power supplies such as homes and public buildings and small power supplies such as for electronic devices has a wide range of applications.

상기와 같은 PEMFC는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 개질기(Reformer), 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 스택은 연료 전지의 본체를 형성하며, 연료 펌프는 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기는 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 그 수소 가스를 스택으로 공급한다. 따라서, 이 PEMFC는 연료 펌프의 작동으로 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급하고, 이 개질기에서 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키며, 스택에서 이 수소 가스와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시킨다.Such a PEMFC basically includes a stack, a reformer, a fuel tank, a fuel pump, and the like to constitute a system. The stack forms the body of the fuel cell, and the fuel pump supplies the fuel in the fuel tank to the reformer. The reformer reforms the fuel to generate hydrogen gas and supplies the hydrogen gas to the stack. Thus, the PEMFC supplies fuel in the fuel tank to the reformer by operation of the fuel pump, reforming the fuel in the reformer to generate hydrogen gas, and electrochemically reacting the hydrogen gas and oxygen in the stack to generate electrical energy. Let's do it.

상기와 같은 연료 전지 시스템에 있어 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 전극-전해질 합성체(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 이의 양면에 밀착하는 세퍼레이터(separator)로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수십 개로 적층된 구조를 갖는다. 전극-전해질 합성체는 전해질막을 사이에 두고 애노드 전극과 캐소드 전극이 부착된 구조를 가진다. 그리고 세퍼레이터는 통상 당 업계에서 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)라고 칭하는 것으로서, 상기 각각의 전극-전해질 합성체를 분리하고 연료 전지의 반응에 필요한 수소 가스와 산소를 전극-전해질 합성체의 애노드 전극과 캐소드 전극으로 공급하는 통로의 역할과, 각 전극-전해질 합성체의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행한다. 따라서, 세퍼레이터를 통해 애노드 전극에는 수소 가스가 공급되는 반면, 캐소드 전극에는 산소가 공급된다. 이 과정에서 애노드 전극에서는 수소 가스의 산화 반응이 일어나게 되고, 캐소드 전극에서는 산소의 환원 반응이 일어나게 되며 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기를 발생시키고, 열과 수분을 부수적으로 발생시킨다.In such a fuel cell system, a stack that substantially generates electricity is formed by stacking several to tens of unit cells including an electrode-electrolyte assembly (MEA) and a separator that adheres to both surfaces thereof. Has a structure. The electrode-electrolyte composite has a structure in which an anode electrode and a cathode electrode are attached with an electrolyte membrane interposed therebetween. In addition, the separator is commonly referred to as a bipolar plate in the art, and separates the respective electrode-electrolyte composites and supplies hydrogen gas and oxygen necessary for the reaction of the fuel cell to the anode electrode and the cathode electrode of the electrode-electrolyte composite. It simultaneously serves as a passage for supplying and a conductor connecting the anode electrode and the cathode electrode of each electrode-electrolyte composite in series. Accordingly, hydrogen gas is supplied to the anode electrode through the separator, while oxygen is supplied to the cathode electrode. In this process, an oxidation reaction of hydrogen gas occurs at an anode electrode, and a reduction reaction of oxygen occurs at a cathode electrode, thereby generating electricity due to the movement of electrons generated, and additionally generating heat and moisture.

전술한 바 있는 개질기는 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 장치이다. 통상적으로 상기한 개질기는 상기 열 에너지를 발생시키는 열원부와, 상기 열 에너지를 이용하여 상기 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부와, 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 제거부를 포함한다.The reformer as described above is a device for generating hydrogen gas from a fuel containing hydrogen through a chemical catalytic reaction by thermal energy. Typically, the reformer includes a heat source unit for generating the heat energy, a reforming reaction unit for generating hydrogen gas from the fuel using the heat energy, and a carbon monoxide removing unit for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas. Include.

그런데, 종래에 따른 연료 전지 시스템의 개질기는 상기 열원부, 개질 반응부, 일산화탄소 제거부가 소정의 내부 공간을 갖는 반응 용기로 이루어지고 이들 각각이 파이프 타입의 배관에 의해 연결되어 분산 배치되는 바, 이로 인해 전체적인 시스템을 컴팩트 하게 구현하지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, the reformer of the fuel cell system according to the related art is composed of a reaction vessel having a predetermined internal space of the heat source portion, the reforming reaction portion, and the carbon monoxide removal portion, and each of them is connected to and distributed by a pipe-type pipe. Due to this, there was a problem that the entire system can not be compactly implemented.

본 발명은 상술한 문제점을 감안한 것으로서, 그 목적은 개질기의 전체적인 크기를 컴팩트 하게 구현할 수 있는 결합 구조를 갖는 연료 전지 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a fuel cell system having a coupling structure capable of compactly implementing the overall size of a reformer.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기는, 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 적어도 하나의 반응 기판; 상기 반응 기판의 일면에 밀착되어 상기 채널에 의한 통로를 형성하는 밀착부; 및 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 일체로 고정시키는 접합부를 포함한다.The reformer used in the fuel cell system according to the present invention for achieving the above object comprises at least one reaction substrate having a channel on one surface to enable the flow of fuel; A close contact with one surface of the reaction substrate to form a passage by the channel; And a bonding part which is melt-formed in the close contact portion of the reaction substrate and the close contact portion to integrally fix the reaction substrate and the close contact portion.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 밀착부는 상기 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비할 수 있다.In the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, the close contact portion may include a cover plate closely contacted to one surface of the reaction substrate.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 접합부는 상기 반응 기판의 채널에 의하여 형성되는 리브의 표면과 상기 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 것이 바람직하다.In addition, in the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, it is preferable that the junction part is melt-formed on the surface of the rib formed by the channel of the reaction substrate and the adhesion part of the adhesion part to fix the reaction substrate and the adhesion part. Do.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 접합부는 상기 채널에 대응하는 개방부를 형성하고 있는 금속 박판이 상기 반응 기판과 밀착부 사이에 개재되어 이 금속 박판이 열에 의해 용융되면서 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 금속 박판은 구리 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.More specifically, in the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, the joining portion is interposed between the reaction substrate and the contact portion with a thin metal plate forming an opening corresponding to the channel, so that the thin metal plate is heated by heat. It is preferable to fix the reaction substrate and the adhesion part while melting. In this case, the metal thin plate is preferably made of a copper material.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기는, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 고정에 의하여 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 열 에너지를 발생시키는 열원부를 구성할 수 있다.In addition, the reformer used in the fuel cell system according to the present invention may constitute a heat source unit that generates thermal energy through an oxidation-catalyzed reaction of the fuel by tightly fixing the reaction substrate and the adhesion unit.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기는, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 고정에 의하여 상기 열 에너지에 의한 연료의 개질 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부를 구성할 수 있다.In addition, the reformer used in the fuel cell system according to the present invention may constitute a reforming reaction unit for generating hydrogen gas from the fuel through reforming catalytic reaction of the fuel by the thermal energy by tightly fixing the reaction substrate and the close contact portion. have.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기는, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 고정에 의하여 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부를 구성할 수 있다.In addition, the reformer used in the fuel cell system according to the present invention may constitute at least one carbon monoxide reduction unit for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas by tightly fixing the reaction substrate and the close contact portion.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기는, 상기 채널의 내표면에 촉매층을 형성하고 있다.In addition, the reformer used in the fuel cell system according to the present invention forms a catalyst layer on the inner surface of the channel.

아울러 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기는, 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 적어도 둘 이상의 반응 기판; 상기 반응 기판의 일면에 밀착되어 상기 채널에 의한 통로를 형성하는 밀착부; 및 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 일체로 고정시키는 접합부를 포함하며,In addition, the reformer used in the fuel cell system according to the present invention for achieving the above object, at least two or more reaction substrates that form a channel to enable the flow of fuel on one surface; A close contact with one surface of the reaction substrate to form a passage by the channel; And a bonding part which is melt-formed in the close contact portion of the reaction substrate and the close contact portion to integrally fix the reaction substrate and the close contact portion.

상기 반응 기판들의 적층 구조로 이루어지고,It is made of a laminated structure of the reaction substrates,

상기 밀착부는, 상기 반응 기판 각각의 일면에 밀착되는 다른 반응 기판과, 최상측 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비한다.The close contact portion includes another reaction substrate in close contact with one surface of each of the reaction substrates, and a cover plate in close contact with one surface of the uppermost reaction substrate.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 반응 기판은, 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 열 에너지를 발생시키는 열원부와, 상기 열 에너지에 의한 연료의 개질 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부를 구성할 수 있다.In the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, the reaction substrate is a heat source portion for generating heat energy through the oxidation catalyst reaction of the fuel, and the fuel through the reforming catalytic reaction of the fuel by the heat energy The reforming reaction unit for generating hydrogen gas can be configured.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 반응 기판은 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부를 구성할 수 있다.In addition, in the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, the reaction substrate may constitute at least one carbon monoxide reduction unit for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 접합부는 상기 반응 기판의 채널에 의하여 형성되는 리브의 표면과 상기 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 것이 바람직하다.And in the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, it is preferable that the junction portion is melt-formed on the surface of the rib formed by the channel of the reaction substrate and the close contact portion of the contact portion to fix the reaction substrate and the contact portion. Do.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 접합부는 상기 채널에 대응하는 개방부를 형성하고 있는 금속 박판이 상기 반응 기판과 밀착부 사이에 개재되어 이 금속 박판이 열에 의해 용융되면서 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 것이 바람직하다. 이 경우 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기에 있어서, 상기 금속 박판은 구리 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.More specifically, in the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, the joining portion is interposed between the reaction substrate and the contact portion with a thin metal plate forming an opening corresponding to the channel, so that the thin metal plate is heated by heat. It is preferable to fix the reaction substrate and the adhesion part while melting. In this case, in the reformer used in the fuel cell system according to the present invention, the metal sheet is preferably made of a copper material.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기는, 상기 채널의 내표면에 촉매층을 형성하고 있다.In addition, the reformer used in the fuel cell system according to the present invention forms a catalyst layer on the inner surface of the channel.

아울러 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법은, (a) 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 반응 기판을 준비하는 단계; (b) 상기 반응 기판의 일면에 상기 채널에 대응하는 개방부를 갖는 금속 박판을 로딩시키는 단계; 및 (c) 상기 금속 박판의 상면에 밀착부를 밀착시킨 상태에서 상기 반응 기판과 밀착부에 소정 온도의 열을 가하여 상기 금속 박판을 용융시키는 단계를 포함한다.In addition, the method for manufacturing a reformer used in the fuel cell system according to the present invention for achieving the above object, the method comprising the steps of (a) preparing a reaction substrate for forming a channel for enabling the flow of fuel; (b) loading a metal sheet having an opening corresponding to the channel on one surface of the reaction substrate; And (c) melting the metal sheet by applying heat of a predetermined temperature to the reaction substrate and the contact portion in a state in which the contact portion is in close contact with the upper surface of the metal sheet.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법은, 상기 금속 박판이 구리 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the reformer used for the fuel cell system which concerns on this invention, it is preferable that the said metal thin plate consists of copper materials.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법은, 상기 반응 기판과 밀착부가 써스 또는 알루미늄 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.Moreover, in the manufacturing method of the reformer used for the fuel cell system which concerns on this invention, it is preferable that the said reaction substrate and a close part consist of a sus or aluminum material.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법은, 상기 (c) 단계에서, 상기 반응 기판과 밀착부를 500∼900℃로 가열하여 상기 금속 박판을 용융시키는 것이 바람직하다.And in the method of manufacturing a reformer used in the fuel cell system according to the present invention, in the step (c), it is preferable to heat the reaction substrate and the close contact portion at 500 ~ 900 ℃ to melt the metal thin plate.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기; 상기 수소 가스와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 상기 개질기로 연료를 공급하는 연료 공급원; 및 상기 개질기 및 전기 발생부로 산소를 공급하는 산소 공급원을 포 함하며,In addition, a fuel cell system according to the present invention for achieving the above object, the reformer for generating hydrogen gas from a fuel containing hydrogen through a chemical catalytic reaction by thermal energy; At least one electricity generating unit generating electrical energy through an electrochemical reaction between the hydrogen gas and oxygen; A fuel supply source for supplying fuel to the reformer; And an oxygen source for supplying oxygen to the reformer and the electricity generator,

상기 개질기는,The reformer,

상기 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 적어도 하나의 반응 기판과, 상기 반응 기판의 일면에 밀착되어 상기 채널에 의한 통로를 형성하는 밀착부와, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 일체로 고정시키는 접합부를 포함한다.At least one reaction substrate having a channel to enable the flow of the fuel on one surface thereof, an adhesion portion in close contact with one surface of the reaction substrate to form a passage through the channel, and an adhesion portion of the reaction substrate and the adhesion portion. And a junction part which is melt-formed to integrally fix the reaction substrate and the adhesion part.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 밀착부는 상기 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the adhesion part may include a cover plate in close contact with one surface of the reaction substrate.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 개질기는 상기 반응 기판이 복수로 구비되어 이들의 적층 구조로 이루어지며, 상기 밀착부는 상기 반응 기판 각각의 일면에 밀착되는 다른 반응 기판과, 최상측 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비할 수 있다.In addition, in the fuel cell system according to the present invention, the reformer is provided with a plurality of the reaction substrate is made of a laminated structure, the contact portion is in contact with the other reaction substrates in close contact with each surface of the reaction substrate, the top reaction The cover plate may be provided to be in close contact with one surface of the substrate.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 접합부는 상기 반응 기판의 채널에 의하여 형성되는 리브의 표면과 상기 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 것이 바람직하다.In the fuel cell system according to the present invention, it is preferable that the junction part is melt-formed on the surface of the rib formed by the channel of the reaction substrate and the adhesion part of the adhesion part to fix the reaction substrate and the adhesion part.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 접합부는 상기 채널에 대응하는 개방부를 형성하고 있는 금속 박판이 상기 반응 기판과 밀착부 사이에 개재되어 이 금속 박판이 열에 의해 용융되면서 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 것이 바람직하다.More specifically, in the fuel cell system according to the present invention, the bonding portion is a metal thin plate forming an opening corresponding to the channel is interposed between the reaction substrate and the contact portion and the metal thin plate is melted by heat to react the reaction. It is preferable to fix the substrate and the adhesion part.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시한 스택의 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of the stack shown in FIG.

도면을 참고하면, 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은 수소를 함유한 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스와 산소를 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrode Membrane Fuel Cell; PEMFC) 방식을 채용한다.Referring to the drawings, the fuel cell system 100 according to the present invention reforms a fuel containing hydrogen to generate hydrogen gas, and reacts the hydrogen gas with oxygen to generate electrical energy. Electrode Membrane Fuel Cell (PEMFC) is adopted.

상기한 연료 전지 시스템(100)에 있어 전기를 발생시키기 위한 연료라 함은 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스와 같이 수소를 함유한 협의(狹義)의 연료 이 외에, 광의(廣義)의 연료로서 물 및 산소가 더욱 포함된다. 그러나 이하에서 설명하는 연료는 상기 협의의 연료로서 편의상 액상으로 이루어진 연료라 정의하고, 상기 액상의 연료와 물을 혼합 연료라고 정의한다.In the fuel cell system 100, the fuel for generating electricity is a broad fuel in addition to narrow fuel containing hydrogen such as methanol, ethanol or natural gas. It is further included. However, the fuel to be described below is defined as a fuel composed of a liquid phase as the fuel of the above discussion, and the liquid fuel and water are defined as a mixed fuel.

그리고 본 시스템(100)은 상기 연료에 함유된 수소와 반응하는 산소 연료로서 별도의 저장수단에 저장된 순수한 산소 가스를 사용할 수 있으며, 산소를 함유한 공기를 그대로 사용할 수도 있다. 그러나 이하에서는 상기한 산소 연료로서 공기를 사용하는 후자의 예를 설명한다.In addition, the system 100 may use pure oxygen gas stored in a separate storage means as oxygen fuel reacting with hydrogen contained in the fuel, and may use air containing oxygen as it is. However, the latter example of using air as the oxygen fuel described above will be described below.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은, 기본적으로 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 전기 발생부(11)와, 전술한 바 있는 액상의 연료로부터 수소 가스를 발생시키고 이 수소 가스를 전기 발생부(11)로 공급하는 개질기(30)와, 상기 연료를 개질기(30)로 공급하는 연료 공급원(50)과, 산소를 개질기(30)와 전기 발생부(11)로 각각 공급하는 산소 공급원(70)을 포함하여 구성된다.The fuel cell system 100 according to the present invention basically generates an electric energy through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and generates hydrogen gas from the above-described liquid fuel. A reformer 30 for supplying the hydrogen gas to the electricity generator 11, a fuel supply source 50 for supplying the fuel to the reformer 30, and oxygen to the reformer 30 and the electricity generator 11. It is comprised including the oxygen supply source 70 which supplies, respectively.

상기 전기 발생부(11)는 전극-전해질 합성체(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(16)를 배치하여 전기를 발생시키는 최소 단위의 스택을 형성하고, 이 전기 발생부(11)가 복수로 구비되어 본 실시예에서와 같은 적층 구조의 스택(10)을 형성한다. 여기서 전극-전해질 합성체(12)는 양측에 애노드 전극과 캐소드 전극을 구비하며, 수소와 공기 중의 산소를 산화/환원 반응시키는 기능을 가진다. 그리고 세퍼레이터(16)는 전극-전해질 합성체(12)의 양측에 수소 가스와 산소를 함유한 공기를 공급하는 기체 통로를 형성하고, 상기 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 기능을 하게 된다. 이와 같은 스택(10)의 구성은 통상적인 고분자 전해질형 연료 전지의 스택 구성으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략하기로 한다.The electricity generation unit 11 forms a stack of minimum units for generating electricity by arranging the separators 16 on both sides thereof with the electrode-electrolyte composite 12 at the center, and the electricity generation unit 11 is A plurality is provided to form the stack 10 of the laminated structure as in this embodiment. Here, the electrode-electrolyte composite 12 has an anode electrode and a cathode electrode on both sides, and has a function of oxidizing / reducing hydrogen and oxygen in air. Separator 16 forms a gas passage for supplying air containing hydrogen gas and oxygen to both sides of the electrode-electrolyte composite 12, and serves as a conductor that connects the anode electrode and the cathode electrode in series. Done. Since the stack 10 may be configured as a stack of a conventional polymer electrolyte fuel cell, detailed description thereof will be omitted herein.

그리고 본 발명에 적용되는 개질기(30)는 통상적으로 액상의 연료와 공기의 산화 촉매 반응을 통해 열 에너지를 발생시키는 열원부(31)와, 상기 열 에너지에 의한 수증기 개질 촉매 반응을 통해 전술한 바 있는 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부(32)와, 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부(33, 34)를 포함하고 있다. 일 예로서, 상기 일산화탄소 저감부(33, 34)는 수성가스 전환(Water-Gas Shift: WGS) 촉매 반응을 통해 추가의 수소 가스를 발생시키고 그 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 1차적으로 저감시키는 제1 일산화탄소 저감부(33)와, 수소 가스와 공기의 선택적 산화(Preferential CO Oxidation: PROX) 촉매 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 2차적으로 저감시키는 제2 일산화탄소 저감부(34)를 포함할 수 있다.In addition, the reformer 30 applied to the present invention typically has the heat source part 31 for generating heat energy through an oxidation catalyst reaction of a liquid fuel and air, and the above-described method through a steam reforming catalyst reaction by the heat energy. And a reforming reaction section 32 for generating hydrogen gas from the mixed fuel present, and at least one carbon monoxide reduction section 33, 34 for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas. As an example, the carbon monoxide reduction units 33 and 34 generate additional hydrogen gas through a water-gas shift (WGS) catalytic reaction and primarily reduce the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas. The second carbon monoxide reduction unit 33 to secondly reduce the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas through the catalytic reaction of the first carbon monoxide reduction unit 33 and the selective CO Oxidation (PROX) of the hydrogen gas ( 34).

위와 같은 개질기(30)로 연료를 공급하는 연료 공급원(50)은 액상의 연료를 저장하는 제1 탱크(51)와, 물을 저장하는 제2 탱크(53)와, 각각의 제1 및 제2 탱크(51, 53)에 연결 설치되는 연료 펌프(55)를 포함하고 있다. 그리고 상기 산소 공급원(70)은 소정의 펌핑력으로 공기를 흡입하여 상기 개질기(30)로 공급하는 공기 펌프(71)를 포함하고 있다.The fuel supply source 50 for supplying fuel to the reformer 30 as described above includes a first tank 51 for storing liquid fuel, a second tank 53 for storing water, and first and second, respectively. A fuel pump 55 connected to the tanks 51 and 53 is provided. In addition, the oxygen supply source 70 includes an air pump 71 that sucks air with a predetermined pumping force and supplies the air to the reformer 30.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)의 작용시 개질기(30)를 통해 발생되는 수소 가스와 산소를 함유한 공기를 전기 발생부(11)로 공급하게 되면, 상기 전기 발생부(11)에서는 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기와 물 그리고 열을 발생시킨다.When the air containing hydrogen gas and oxygen generated through the reformer 30 when the fuel cell system 100 according to the present invention configured as described above is supplied to the electricity generating unit 11, the electricity generating unit ( In 11), electricity, water and heat are generated through the electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.

본 발명에 있어 상기 개질기(30)는 연료 공급원(50)과 산소 공급원(70)으로부터 연료와 공기를 공급받아 수소 가스를 발생시키는 바, 이러한 개질기(30)를 구성하는 각각의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.In the present invention, the reformer 30 receives the fuel and air from the fuel supply source 50 and the oxygen supply 70 to generate hydrogen gas, and thus, each embodiment constituting the reformer 30 is attached. It demonstrates in detail with reference to drawings.

도 3은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 대한 개질기 구조를 나타내 보인 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 결합 단면 구성도이다.FIG. 3 is an exploded perspective view showing a reformer structure for the first to fourth embodiments of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of FIG.

도면을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 개질기(30)는 연료 공급원(50)과 산소 공급원(70)으로부터 공급되는 액상의 연료와 공기의 산화 촉매 반응을 통해 소정의 열 에너지를 발생시키는 열원부(31)를 구비하고 있다.Referring to the drawings, the reformer 30 according to the first embodiment of the present invention generates a predetermined heat energy through an oxidation catalytic reaction of liquid fuel and air supplied from the fuel source 50 and the oxygen source 70. The heat source part 31 to be provided is provided.

본 실시예에 따르면, 상기한 열원부(31)는 액상의 연료와 공기의 흐름을 가능하게 하는 제1 채널(31c)을 가지면서 플레이트 타입으로 이루어지는 제1 반응 기판(31a)과, 제1 반응 기판(31a)의 채널 형성면에 밀착되어 연료와 공기를 통과시키는 통로(31d)를 형성하는 밀착부(40)와, 상기 제1 반응 기판(31a)과 밀착부(40)의 밀착 부분에 용융 형성되어 이들을 실질적으로 고정시키는 접합부(60)를 포함한다.According to the present embodiment, the heat source part 31 has a first channel 31c that enables the flow of liquid fuel and air, and has a first reaction substrate 31a made of a plate type and a first reaction. Melt to the contact portion 40 that is in close contact with the channel formation surface of the substrate 31a to form a passage 31d for allowing fuel and air to pass through, and the close contact portion of the first reaction substrate 31a and the contact portion 40. And a junction 60 formed to substantially secure them.

상기 제1 반응 기판(31a)은 써스, 알루미늄, 구리, 니켈, 철과 같은 메탈 소재, 바람직하게는 써스 또는 알루미늄 소재로 형성될 수 있고, 대략 사각형의 플레이트 형상으로 이루어진다. 이 때 제1 채널(31c)은 기판 몸체(31b)의 상면에서 임의의 간격을 두고 돌출 형성된 리브(31h)들 사이의 공간에 의해 형성될 수 있다. 이러한 채널(31c)은 몸체(31b)의 상면에 대해 임의의 간격을 두고 직선 상태로 배치되고, 그 양단을 교호적으로 연결하여 형성되고 있다. 그리고 상기 제1 채널(31c)의 내표면에는 연료와 공기의 산화 반응을 촉진시키는 통상적인 산화 촉매층(31e)을 형성하고 있다.The first reaction substrate 31a may be formed of a metal material such as sus, aluminum, copper, nickel, iron, preferably sus or aluminum, and has a substantially rectangular plate shape. In this case, the first channel 31c may be formed by the space between the ribs 31h protruding at a predetermined interval from the upper surface of the substrate body 31b. These channels 31c are arranged in a straight line at arbitrary intervals with respect to the upper surface of the body 31b, and are formed by alternately connecting both ends thereof. The inner surface of the first channel 31c is formed with a conventional oxidation catalyst layer 31e for promoting an oxidation reaction between fuel and air.

상기 밀착부(40)는 제1 반응 기판(31a)의 몸체(31b) 상면을 덮는 덮개 플레이트(41)를 구비하며, 제1 채널(31c)과 덮개 플레이트(41)의 덮개면에 의하여 액상의 연료와 공기를 통과시킬 수 있는 제1 통로(31d)를 형성할 수 있다. 이러한 덮개 플레이트(41)는 제1 반응 기판(31a)과 같은 메탈 소재로 형성될 수 있다.The close contact portion 40 includes a cover plate 41 covering an upper surface of the body 31b of the first reaction substrate 31a, and the liquid contact portion 40 is formed by a cover surface of the first channel 31c and the cover plate 41. A first passage 31d through which fuel and air can pass can be formed. The cover plate 41 may be formed of a metal material such as the first reaction substrate 31a.

본 발명에 있어서, 상기 접합부(60)는 제1 반응 기판(31a)과 덮개 플레이트(41)의 밀착 부분에 용융 형성되어 제1 채널(31c)과 덮개 플레이트(41)의 덮개면에 의한 제1 통로(31d)를 형성하고, 상기 제1 통로(31d)의 기밀을 유지시킴과 동시에, 제1 반응 기판(31a)과 덮개 플레이트(41)를 일체로 고정시키는 기능을 하게 된다.In the present invention, the junction part 60 is melt-formed in the close contact portion of the first reaction substrate 31a and the cover plate 41 so that the first part is formed by the cover surface of the first channel 31c and the cover plate 41. The passage 31d is formed, while maintaining the airtightness of the first passage 31d, the first reaction substrate 31a and the lid plate 41 are integrally fixed.

상기한 접합부(60)는 제1 반응 기판(31a)의 제1 채널(31c)을 제외한 나머지 부분, 즉 제1 반응 기판(31a)의 리브(31h) 표면 및 상기 채널(31c)의 가장자리 부분과, 이에 상응하는 덮개 플레이트(41)의 덮개면에 소정 열에 의해 용융 형성되면서 제1 반응 기판(31a)과 덮개 플레이트(41)를 일체로 고정시키는 기능을 하게 된다. 즉, 상기 접합부(60)는 구리 등의 금속 소재로 이루어져 상기한 열에 의해 용융되어 제1 반응 기판(31a)과 덮개 플레이트(41)의 밀착 부분을 고착시킨다.The junction 60 may be formed of the remaining portion of the first reaction substrate 31a except for the first channel 31c, that is, the surface of the rib 31h of the first reaction substrate 31a and the edge portion of the channel 31c. In this case, the first reaction substrate 31a and the cover plate 41 are integrally fixed while being melt-formed by a predetermined heat on the cover surface of the cover plate 41 corresponding thereto. That is, the junction part 60 is made of a metal material such as copper, and is melted by the heat described above to fix the adhesion part between the first reaction substrate 31a and the cover plate 41.

따라서 제1 반응 기판(31a)과 덮개 플레이트(41)는 제1 반응 기판(31a)의 밀착 부분과 덮개 플레이트(41)의 밀착 부분에 용융 형성되는 금속 소재의 접합부(60)에 의해 견고하게 고정될 수 있다.Therefore, the first reaction substrate 31a and the cover plate 41 are firmly fixed by the bonding portion 60 of the metal material which is melted and formed in the close contact portion of the first reaction substrate 31a and the close contact portion of the cover plate 41. Can be.

그리고 본 발명의 제2 실시예에 의한 개질기(30)는 열원부(31)로부터 발생되는 열 에너지를 흡열하여, 연료 공급원(50)으로부터 공급되는 혼합 연료의 개질 촉매 반응을 통해 상기 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부(32)를 구비할 수 있다.In addition, the reformer 30 according to the second embodiment of the present invention absorbs heat energy generated from the heat source unit 31, and generates hydrogen from the mixed fuel through reforming catalytic reaction of the mixed fuel supplied from the fuel supply source 50. The reforming reaction unit 32 for generating a gas may be provided.

본 실시예에 따르면, 상기한 개질 반응부(32)는 혼합 연료의 흐름을 가능하게 하는 제2 채널(32c)을 가지면서 플레이트 타입으로 이루어지는 제2 반응 기판(32a)과, 제2 반응 기판(32a)의 채널 형성면에 밀착되어 상기한 혼합 연료를 통과시키는 통로(32d)를 형성하는 밀착부(40)와, 이 제2 반응 기판(32a)과 밀착부(40)의 밀착 부분에 용융 형성되어 이들을 실질적으로 고정시키는 융착부(60)를 포함한다. 여기서 상기 제2 채널(31c)의 내표면에는 혼합 연료의 수증기 개질 반응을 촉진시키는 통상적인 수증기 개질 촉매층(32e)을 형성하고 있다.According to the present exemplary embodiment, the reforming reaction part 32 includes a second reaction substrate 32a made of a plate type while having a second channel 32c enabling the flow of the mixed fuel, and a second reaction substrate ( Melt is formed on the close contact portion 40 which is in close contact with the channel forming surface of 32a to form the passage 32d through which the above-described mixed fuel passes, and the close contact portion of the second reaction substrate 32a and the close contact portion 40. And a fusion portion 60 to substantially fix them. Here, a conventional steam reforming catalyst layer 32e is formed on the inner surface of the second channel 31c to promote the steam reforming reaction of the mixed fuel.

나머지 구성은 전기 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since the rest of the configuration is the same as in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

또한 본 발명의 제3 실시예에 의한 개질기(30)는 개질 반응부(32)에서 발생된 수소 가스의 수성 가스 전환 촉매 반응을 통해 추가의 수소 가스를 발생시키고, 상기한 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 제1 일산화탄소 저감부(33)를 구비할 수 있다.In addition, the reformer 30 according to the third embodiment of the present invention generates additional hydrogen gas through a water gas shift catalytic reaction of hydrogen gas generated in the reforming reaction unit 32, and the carbon monoxide contained in the hydrogen gas. The first carbon monoxide reduction unit 33 may be provided to reduce the concentration of.

본 실시예에 따르면, 제1 일산화탄소 저감부(33)는 상기 수소 가스의 흐름을 가능하게 하는 제3 채널(33c)을 가지면서 플레이트 타입으로 이루어지는 제3 반응 기판(33a)과, 제3 반응 기판(33a)의 채널 형성면에 밀착되어 상기한 수소 가스를 통과시키는 통로(33d)를 형성하는 밀착부(40)와, 상기 제3 반응 기판(33a)과 밀착부(40)의 밀착 부분에 용융 형성되어 이들을 실질적으로 고정시키는 융착부(60)를 포함한다. 여기서 상기 제3 채널(33c)의 내표면에는 상기 수소 가스의 수성가스 전환 반응을 촉진시키는 통상적인 수성가스 전환 촉매층(33e)을 형성하고 있다.According to the present embodiment, the first carbon monoxide reduction unit 33 has a third reaction substrate 33a made of a plate type while having a third channel 33c enabling the flow of the hydrogen gas, and a third reaction substrate. It adheres to the channel formation surface of 33a, and it melt | dissolves in the contact part 40 which forms the channel | path 33d which passes the said hydrogen gas, and the contact part of the said 3rd reaction board | substrate 33a and the contact part 40. And a fusion portion 60 formed to substantially fix them. Here, a conventional water gas shift catalyst layer 33e is formed on the inner surface of the third channel 33c to promote the water gas shift reaction of the hydrogen gas.

나머지 구성은 전기 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since the rest of the configuration is the same as in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

아울러 본 발명의 제4 실시예에 의한 개질기(30)는 제1 일산화탄소 저감부(33)를 통해 배출되는 상기 수소 가스와, 산소 공급원(70)으로부터 공급되는 공기의 선택적 산화 촉매 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 제2 일산화탄소 저감부(34)를 구비할 수 있다.In addition, the reformer 30 according to the fourth embodiment of the present invention uses the hydrogen gas discharged through the first carbon monoxide reduction unit 33 and the hydrogen through a selective oxidation catalytic reaction of air supplied from an oxygen source 70. A second carbon monoxide reduction unit 34 for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the gas may be provided.

본 실시예에 따르면, 제2 일산화탄소 저감부(34)는 상기 수소 가스와 공기의 흐름을 가능하게 하는 제4 채널(34c)을 가지면서 플레이트 타입으로 이루어지는 제4 반응 기판(34a)과, 제4 반응 기판(34a)의 채널 형성면에 밀착되어 상기한 수소 가스를 통과시키는 통로(34d)를 형성하는 밀착부(40)와, 상기 제4 반응 기판(34a)과 밀착부(40)의 밀착 부분에 용융 형성되어 이들을 실질적으로 고정시키는 융착부(60)를 포함한다. 여기서 상기 제4 채널(34c)의 내표면에는 상기 수소 가스의 선택적 산화 반응을 촉진시키는 통상적인 선택적 산화 촉매층(34e)을 형성하고 있다.According to the present exemplary embodiment, the second carbon monoxide reduction unit 34 has a fourth reaction substrate 34a made of a plate type while having a fourth channel 34c enabling the flow of hydrogen gas and air, and a fourth The close contact portion 40 which is in close contact with the channel formation surface of the reaction substrate 34a to form a passage 34d through which the hydrogen gas passes, and the close contact portion of the fourth reaction substrate 34a and the close contact portion 40. And a fusion unit 60 which is melt-formed in and substantially fixes them. Here, the inner surface of the fourth channel 34c is formed with a conventional selective oxidation catalyst layer 34e for promoting the selective oxidation reaction of the hydrogen gas.

나머지 구성은 전기 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since the rest of the configuration is the same as in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)은 개질기(30)를 구성하는 열원부(31), 개질 반응부(32) 및 일산화탄소 저감부(33, 34)들 중 어느 하나를 구비할 수 있으며, 둘 이상 또는 이들 모두를 구비할 수도 있다.As described above, the fuel cell system 100 according to the present invention includes any one of the heat source unit 31, the reforming reaction unit 32, and the carbon monoxide reduction units 33 and 34 constituting the reformer 30. In addition, two or more or both may be provided.

상기와 같이 구성되는 각 실시예에 의한 개질기(30)의 제조 방법을 도 7을 참조하여 설명하면, 우선 상술한 바와 같은 채널(31c, 32c, 33c, 34c)을 형성하고 있는 플레이트 타입의 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)을 준비한다(S10 단계).The manufacturing method of the reformer 30 according to each embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. 7. First, the plate-type reaction substrate forming the channels 31c, 32c, 33c, and 34c as described above. To prepare (31a, 32a, 33a, 34a) (step S10).

그런 다음, 상기 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 상면에, 채널(31c, 32c, 33c, 34c)의 형상에 대응하는 개방부(71)를 형성하고 있는 금속 박막(70)을 로딩시킨다(S20 단계). 이 때 상기 S20 단계는 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 채널(31c, 32c, 33c, 34c)과 금속 박막(70)의 개방부(71)가 서로 일치되도록 상기 금속 박막(70)을 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 상면에 정위치시키는 것이 바람직하다.Then, the metal thin film 70 having the openings 71 corresponding to the shapes of the channels 31c, 32c, 33c, 34c is loaded on the upper surfaces of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a. (S20 step). At this time, the step S20 is the metal thin film 70 so that the channels 31c, 32c, 33c, 34c of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the openings 71 of the metal thin film 70 coincide with each other. Is preferably placed on the upper surfaces of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a.

이러한 상태에서 상기 금속 박막(70) 위에 덮개 플레이트(41)를 가압 밀착시키고, 상기한 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)를 소정 온도로 가열하여 상기한 금속 박막(70)을 용융시킨다(S30 단계). 예를 들어 상기한 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)가 써스로 이루어지는 경우, 이들을 대략 900℃로 가열하여 상기 금속 박막(70)을 용융시키는 것이 바람직하다. 또한 상기한 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)가 알루미늄으로 이루어지는 경우, 이들을 대략 500∼900℃로 가열하여 상기 금속 박막(70)을 용융시키는 것이 바람직하다.In this state, the cover plate 41 is pressed and closely adhered to the metal thin film 70, and the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a and the cover plate 41 are heated to a predetermined temperature so that the metal thin film ( 70) to melt (step S30). For example, when the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41 are made of a source, it is preferable to heat them to approximately 900 占 폚 to melt the metal thin film 70. In addition, when the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41 are made of aluminum, it is preferable to heat them to approximately 500 to 900 占 폚 to melt the metal thin film 70.

따라서 상기 금속 박막(70)이 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41) 사이 즉, 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 채널(31c, 32c, 33c, 34c)을 제외한 부분과 이에 상응하는 덮개 플레이트(41)의 밀착면에서 상기와 같이 용융됨에 따라, 상기 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 밀착 부분과 덮개 플레이트(41)의 밀착 부분에 접합부(60)를 형성하게 되고, 상기한 접합부(60)에 의해 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)를 견고히 고정시킬 수 있게 된다.Therefore, the metal thin film 70 is disposed between the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41, that is, the channels 31c, 32c, 33c, 34c of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a. As melted as described above in the contact surface of the portion except for the cover plate 41 and the corresponding, as shown in the above, the contact portion of the contact portion of the reaction substrate (31a, 32a, 33a, 34a) and the contact portion of the cover plate 41 ( 60 may be formed, and the junction part 60 may fix the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a and the cover plate 41.

이로써 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 밀착부(40)를 융착부(60)를 통해 고정시킴에 따라, 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 채널(31c, 32c, 33c, 34c)과 밀착부(40)의 밀착면에 의하여 연료를 통과시키는 통로(31d, 32d, 33d, 34d)를 형 성할 수 있다. 그리고 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 밀착부(40)의 밀착 부분에 접합부(60)가 위치함에 따라, 이 접합부(60)에 의해 상기한 통로(31d, 32d, 33d, 34d)를 통과하는 연료가 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 밀착부(40) 사이의 틈새로 누설되는 것을 방지할 수 있다.As a result, the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a and the adhesion part 40 are fixed through the fusion unit 60, so that the channels 31c, 32c, and 33c of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a are fixed. , 34c) and abutment surfaces 31d, 32d, 33d, and 34d through which the fuel can pass through can be formed. And as the junction part 60 is located in the close contact part of the reaction board | substrate 31a, 32a, 33a, 34a and the adhesion part 40, the said passage part 31d, 32d, 33d, 34d is mentioned. The fuel passing through can be prevented from leaking into the gap between the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the contact portion 40.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 대한 개질기 구조를 나타내 보인 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합 단면 구성도이다.FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a reformer structure of a fifth embodiment of the present invention, and FIG.

도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 의한 개질기(30)는 전기 제1 내지 제4 실시예에 따른 열원부(31), 개질 반응부(32), 제1 일산화탄소 저감부(33) 및 제2 일산화탄소 저감부(34)들이 서로 적층된 구조로 이루어진다.5 and 6, the reformer 30 according to the present embodiment includes a heat source unit 31, a reforming reaction unit 32, and a first carbon monoxide reduction unit 33 according to the first to fourth embodiments. And a second carbon monoxide reduction unit 34 is stacked on each other.

바람직하게, 상기한 개질기(30)는 열원부(31)의 상측에 개질 반응부(32)와 제1 일산화탄소 저감부(33)를 순차적으로 적층하고, 열원부(31)의 하측에 제2 일산화탄소 저감부(34)를 적층하여 구성할 수 있다. 이러한 개질기(30)는 상기한 각 반응부의 적층 구조에 반드시 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형을 통해 본 발명에 의한 적층 구조를 구성할 수 있다.Preferably, the reformer 30 sequentially stacks the reforming reaction part 32 and the first carbon monoxide reduction part 33 on the heat source part 31 and the second carbon monoxide below the heat source part 31. The reduction parts 34 can be laminated | stacked and comprised. The reformer 30 is not necessarily limited to the laminated structure of each reaction unit described above, and may constitute a laminated structure according to the present invention through various modifications.

보다 구체적으로, 이 경우는 제1 반응 기판(31a)을 중심으로 그 상측에 제2 반응 기판(32a)과 제3 반응 기판(33a)을 순차적으로 적층하고, 제1 반응 기판(31a)의 하측에 제4 반응 기판(34a)을 적층하여 본 실시예에 의한 개질기(30)를 구성할 수 있다. 그리고 개질기(30)의 최상측에 위치하고 있는 제3 반응 기판(33a)의 상면에는 덮개 플레이트(41)가 결합될 수 있다. 상기 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 상면에는 전기 제1 내지 제4 실시예에서와 같은 채널(31c, 32c, 33c, 34c) 을 형성하고, 이 채널(31c, 32c, 33c, 34c)의 내표면에는 촉매층(31e, 32e, 33e, 34e)을 형성하고 있다.More specifically, in this case, the second reaction substrate 32a and the third reaction substrate 33a are sequentially stacked on the upper side of the first reaction substrate 31a and the lower side of the first reaction substrate 31a. The reformer 30 according to the present embodiment can be configured by stacking the fourth reaction substrate 34a on the substrate. The cover plate 41 may be coupled to an upper surface of the third reaction substrate 33a positioned at the uppermost side of the reformer 30. On the upper surface of each of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a, the same channels 31c, 32c, 33c, 34c as in the first to fourth embodiments are formed, and the channels 31c, 32c, 33c, Catalyst layers 31e, 32e, 33e, and 34e are formed on the inner surface of 34c).

상기와 같이 구성된 본 실시예에 의한 개질기(30)는 제1 반응 기판(31a)의 제1 채널(31c)과 제2 반응 기판(32a)의 밀착면에 의하여 제1 통로(31d)를 형성하고, 제2 반응 기판(32a)의 제2 채널(32c)과 제3 반응 기판(33a)의 밀착면에 의하여 제2 통로(32d)를 형성하며, 제3 반응 기판(33a)의 제3 채널(33c)과 덮개 플레이트(41)의 밀착면에 의하여 제3 통로(33d)를 형성하고, 제4 반응 기판(34a)의 제4 채널(34c)과 제1 반응 기판(31a)의 밀착면에 의하여 제4 통로(34d)를 형성할 수 있다. 이 때 상기한 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)는 전기 실시예들과 마찬가지로 써스, 알루미늄, 구리, 니켈, 철과 같은 메탈 소재, 바람직하게는 써스 또는 알루미늄 소재로 형성될 수 있고, 대략 사각형의 플레이트 형상으로 이루어진다.The reformer 30 according to the present embodiment configured as described above forms the first passage 31d by the contact surface between the first channel 31c and the second reaction substrate 32a of the first reaction substrate 31a. The second channel 32d is formed by the contact surface of the second channel 32c of the second reaction substrate 32a and the third reaction substrate 33a, and the third channel ( The third passage 33d is formed by the contact surface of the cover plate 41 with the surface 33c, and the contact surface between the fourth channel 34c and the first reaction substrate 31a of the fourth reaction substrate 34a is formed. The fourth passage 34d can be formed. At this time, each of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a and the cover plate 41 may be made of a metal material such as sus, aluminum, copper, nickel, iron, preferably sus or aluminum, as in the above embodiments. It may be formed as, and consists of a substantially rectangular plate shape.

이러한 개질기(30)에는, 상술한 바와 같은 각각의 통로(31d, 32d, 33d, 34d)를 형성하기 위한 본 발명에 따른 밀착부(40)가 제공되는 바, 상기 밀착부(40)는 제1 반응 기판(31a)의 상면에 밀착되어 제1 채널(31c)에 의한 제1 통로(31d)를 형성하는 제2 반응 기판(32a), 제2 반응 기판(32a)의 상면에 밀착되어 제2 채널(32c)에 의한 제2 통로(32d)를 형성하는 제3 반응 기판(33a), 제3 반응 기판(33a)의 상면에 밀착되어 제3 채널(33c)에 의한 제3 통로(33d)를 형성하는 덮개 플레이트(41) 및 제4 반응 기판(34a)의 상면에 밀착되어 제4 채널(34c)에 의한 제4 통로(34d)를 형성하는 제1 반응 기판(31a)이 적용될 수 있다.The reformer 30 is provided with a close contact portion 40 according to the present invention for forming each of the passages 31d, 32d, 33d, 34d as described above, wherein the close contact portion 40 is a first The second channel 32a is in close contact with the top surface of the reaction substrate 31a to form the first passage 31d by the first channel 31c, and the second channel is in close contact with the top surface of the second reaction substrate 32a. The third reaction substrate 33a forming the second passage 32d by 32c and the upper surface of the third reaction substrate 33a are in close contact with each other to form the third passage 33d by the third channel 33c. The first reaction substrate 31a may be applied to the cover plate 41 and the upper surface of the fourth reaction substrate 34a to form the fourth passage 34d by the fourth channel 34c.

이에 더하여 본 실시예에 따른 개질기(30)는 상기 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a) 중 어느 하나의 반응 기판과 이를 제외한 나머지 밀착부(40)의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기한 통로(31d, 32d, 33d, 34d)들을 형성하고, 각 통로(31d, 32d, 33d, 34d)의 기밀을 유지시킴과 동시에, 이들을 실질적으로 고정시키는 접합부(60)를 포함하고 있다.In addition, the reformer 30 according to the present embodiment is melt-formed on the contact portion of any one of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a and the remaining contact portion 40 except for the above passage. (31d, 32d, 33d, 34d) are formed, and each junction (31d, 32d, 33d, 34d) maintains the airtightness, and includes the joining part 60 which substantially fixes them.

상기 접합부(60)는 제1 반응 기판(31a)과 제2 반응 기판(32a)의 밀착 부분에 용융 형성되고, 제2 반응 기판(32a)과 제3 반응 기판(33a)의 밀착 부분에 용융 형성되며, 제3 반응 기판(33a)과 덮개 플레이트(41)의 밀착 부분에 용융 형성되고, 제4 반응 기판(34a)과 제1 반응 기판(31a)의 밀착 부분에 용융 형성될 수 있다.The junction part 60 is melt-formed in the tight contact portion of the first reaction substrate 31a and the second reaction substrate 32a, and melt-formed in the tight contact portion of the second reaction substrate 32a and the third reaction substrate 33a. The first reaction substrate 33 may be melt-formed on the tight contact portion of the third reaction substrate 33a and the cover plate 41, and may be melt-formed on the tight contact portion of the fourth reaction substrate 34a and the first reaction substrate 31a.

보다 구체적으로, 상기한 접합부(60)는 제1 반응 기판(31a)의 제1 채널(31c)을 제외한 나머지 부분, 즉 제1 반응 기판(31a)의 리브(31h) 표면 및 상기 채널(31c)의 가장자리 부분과, 이에 상응하는 제2 반응 기판(32a)의 밀착면에 소정 열에 의해 용융 형성되면서 제1 반응 기판(31a)과 제2 반응 기판(32a)를 일체로 고정시킨다. 상기한 접합부(60)는 제2 반응 기판(32a)의 제2 채널(32c)을 제외한 나머지 부분, 즉 제2 반응 기판(32a)의 리브(32h) 표면 및 상기 채널(32c)의 가장자리 부분과, 이에 상응하는 제3 반응 기판(33a)의 밀착면에 소정 열에 의해 용융 형성되면서 제2 반응 기판(32a)과 제3 반응 기판(33a)를 일체로 고정시킨다. 상기한 접합부(60)는 제3 반응 기판(33a)의 제3 채널(33c)을 제외한 나머지 부분, 즉 제3 반응 기판(33a)의 리브(33h) 표면 및 상기 채널(33c)의 가장자리 부분과, 이에 상응하는 덮개 플레이트(41)의 밀착면에 소정 열에 의해 용융 형성되면서 제3 반응 기판(33a)과 덮개 플레이트(41)를 일체로 고정시킨다. 그리고 상기한 접합부(60)는 제4 반응 기판(34a)의 제4 채널(34c)을 제외한 나머지 부분, 즉 제4 반응 기판(34a)의 리브(34h) 표면 및 상기 채널(34c)의 가장자리 부분과, 이에 상응하는 제1 반응 기판(31a)의 밀착면에 소정 열에 의해 용융 형성되면서 제4 반응 기판(34a)과 제1 반응 기판(31a)를 일체로 고정시킨다. 즉, 상기 접합부(60)는 구리 등의 금속 소재로 이루어져 상기한 열에 의해 용융되면서 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a) 중 어느 하나의 반응 기판과 이를 제외한 나머지 밀착부(40)들의 밀착 부분을 고착시킨다.More specifically, the junction part 60 may have a portion other than the first channel 31c of the first reaction substrate 31a, that is, the surface of the rib 31h of the first reaction substrate 31a and the channel 31c. The first reaction substrate 31a and the second reaction substrate 32a are integrally fixed while being melted and formed by a predetermined heat on an edge portion of the second reaction substrate 32a and a corresponding contact surface of the second reaction substrate 32a. The junction 60 may be formed on the remaining portion of the second reaction substrate 32a except for the second channel 32c, that is, the surface of the rib 32h of the second reaction substrate 32a and the edge portion of the channel 32c. In addition, the second reaction substrate 32a and the third reaction substrate 33a are integrally fixed while being melted and formed on a contact surface of the corresponding third reaction substrate 33a by a predetermined heat. The junction 60 may be formed on the remaining portion of the third reaction substrate 33a except for the third channel 33c, that is, the surface of the rib 33h of the third reaction substrate 33a and the edge portion of the channel 33c. In addition, the third reaction substrate 33a and the cover plate 41 are integrally fixed while being melt-formed by a predetermined heat on the contact surface of the cover plate 41 corresponding thereto. In addition, the junction part 60 may have a portion other than the fourth channel 34c of the fourth reaction substrate 34a, that is, the surface of the rib 34h of the fourth reaction substrate 34a and the edge portion of the channel 34c. And the fourth reaction substrate 34a and the first reaction substrate 31a are integrally fixed while being melt-formed on a contact surface of the corresponding first reaction substrate 31a by a predetermined heat. That is, the junction part 60 is made of a metal material such as copper, and is melted by the heat described above, so that any one of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a of each of the reaction substrates and the other close contact parts 40 except for the same. Stick the parts.

따라서 각각의 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)는 이들 사이의 밀착 부분에 용융 형성되는 금속 소재의 접합부(60)에 의해 견고하게 고정될 수 있다.Therefore, each of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41 can be firmly fixed by the joining portion 60 of the metal material which is melt-formed at the contact portion therebetween.

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 의한 개질기(30)의 제조 방법을 도 7을 참조하여 설명하면, 우선 상술한 바와 같은 채널(31c, 32c, 33c, 34c)을 형성하고 있는 플레이트 타입의 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)들을 준비한다(S10 단계).The manufacturing method of the reformer 30 according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. 7. First, the plate-type reaction substrate forming the channels 31c, 32c, 33c, and 34c as described above. Prepare (31a, 32a, 33a, 34a) (step S10).

그런 다음, 제1 반응 기판(31a)을 중심으로 그 상측에 제2 반응 기판(32a), 제3 반응 기판(33a) 및 덮개 플레이트(41)를 순차적으로 적층하고, 제1 반응 기판(31a)의 하측에 제4 반응 기판(34a)을 적층한다.Then, the second reaction substrate 32a, the third reaction substrate 33a and the cover plate 41 are sequentially stacked on the upper side of the first reaction substrate 31a, and the first reaction substrate 31a is stacked. The 4th reaction board | substrate 34a is laminated | stacked below.

이러는 과정에서 각각의 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a) 및 덮개 플레이트(41) 사이에, 상기 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 각 채널(31c, 32c, 33c, 34c)에 상응하는 개방부(71)를 형성하고 있는 금속 박막(70)을 개재시킨다(S20 단계). 이 때 상기 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 각 채널(31c, 32c, 33c, 34c)과 상기 개방부(71)가 서로 일치되도록 금속 박막(70)을 정위치시키는 것이 바람직하다.In this process, between each reaction substrate 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41, each channel 31c, 32c, 33c, 34c of the reaction substrate 31a, 32a, 33a, 34a. The metal thin film 70 forming the corresponding opening part 71 is interposed (step S20). At this time, it is preferable to position the metal thin film 70 so that the channels 31c, 32c, 33c, 34c of the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the opening 71 are coincident with each other.

이 후, 상기 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a) 및 덮개 플레이트(41)를 가압 밀착시킨 상태에서, 이들을 소정 온도로 가열하여 금속 박막(70)을 용융시킨다(S30 단계). 예를 들어 상기한 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)가 써스로 이루어지는 경우, 이들을 대략 900℃로 가열하여 상기 금속 박막(70)을 용융시키는 것이 바람직하다. 또한 상기한 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)가 알루미늄으로 이루어지는 경우, 이들을 대략 500∼900℃로 가열하여 상기 금속 박막(70)을 용융시키는 것이 바람직하다.Thereafter, the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a and the lid plate 41 are in close contact with each other, and are heated to a predetermined temperature to melt the metal thin film 70 (step S30). For example, when the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41 are made of a source, it is preferable to heat them to approximately 900 占 폚 to melt the metal thin film 70. In addition, when the reaction substrates 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41 are made of aluminum, it is preferable to heat them to approximately 500 to 900 占 폚 to melt the metal thin film 70.

따라서 상기 금속 박막(70)이 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41) 사이의 밀착 부분에서 용융됨에 따라, 상기 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)의 밀착 부분과 덮개 플레이트(41)의 밀착 부분에 접합부(60)를 형성하게 되고, 상기한 접합부(60)에 의해 각 반응 기판(31a, 32a, 33a, 34a)과 덮개 플레이트(41)를 견고히 고정시킬 수 있게 된다.Therefore, as the metal thin film 70 is melted at the contact portion between the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a and the cover plate 41, the contact between the reaction substrates 31a, 32a, 33a, and 34a is tight. The junction part 60 is formed in the contact part of the part and the cover plate 41, and each reaction board 31a, 32a, 33a, 34a and the cover plate 41 are firmly fixed by the junction part 60 mentioned above. It becomes possible.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 의하면, 연료의 흐름이 가능한 채널을 갖는 반응 기판을 구비하고 이들을 적층하여 개질기를 구성하는 바, 개질기의 크기를 줄여 전체적인 시스템을 컴팩트하게 구현할 수 있는 효과가 있다. According to the fuel cell system according to the present invention, the reactor includes a reaction substrate having a channel through which the fuel can flow, and the stacker is stacked to form a reformer, thereby reducing the size of the reformer and implementing the entire system compactly.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 의하면, 반응 기판과 밀착부 사이에 금속 박막을 개재하고 이 금속 박막을 용융시켜 반응 기판과 밀착부를 접합시키는 접합부를 형성하는 바, 개질기의 전체적인 제조 공정이 단순하여 생산성이 향상되고, 접합부에 의해 반응 기판과 밀착부 사이의 기밀 유지를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the fuel cell system according to the present invention, since the metal thin film is interposed between the reaction substrate and the close contact portion and the metal thin film is melted to form a joint to join the close contact with the reaction substrate, the overall manufacturing process of the reformer is simple. Productivity improves and there exists an effect which can improve the airtight holding | maintenance between a reaction substrate and a contact part by a junction part.

Claims (25)

연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 적어도 하나의 반응 기판;At least one reaction substrate forming a channel on one surface to enable flow of fuel; 상기 반응 기판의 일면에 밀착되어 상기 채널에 의한 통로를 형성하는 밀착부; 및A close contact with one surface of the reaction substrate to form a passage by the channel; And 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 일체로 고정시키는 접합부The junction part which is melt-formed in the close contact part of the said reaction substrate and a close part, and fixes the said reaction board and a close part integrally. 를 포함하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀착부는 상기 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.The close contact portion is a reformer for use in a fuel cell system having a cover plate in close contact with one surface of the reaction substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접합부는 상기 반응 기판의 채널에 의하여 형성되는 리브의 표면과 상기 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.And the junction portion is fused to the surface of the rib formed by the channel of the reaction substrate and the contact portion of the contact portion to fix the reaction substrate and the contact portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접합부는 상기 채널에 대응하는 개방부를 형성하고 있는 금속 박판이 상기 반응 기판과 밀착부 사이에 개재되어 이 금속 박판이 열에 의해 용융되면서 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.And the joining portion is used in a fuel cell system in which a metal thin plate forming an opening corresponding to the channel is interposed between the reaction substrate and the contact portion, and the metal sheet is melted by heat to fix the reaction substrate and the contact portion. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 금속 박판이 구리 소재로 이루어지는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system in which the metal sheet is made of copper material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 고정에 의하여 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 열 에너지를 발생시키는 열원부를 구성하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system comprising a heat source portion for generating thermal energy through an oxidation-catalyzed reaction of the fuel by tightly fixing the reaction substrate and the close contact portion. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 고정에 의하여 상기 열 에너지에 의한 연료의 개질 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부를 구성하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system comprising a reforming reaction section for generating hydrogen gas from the fuel through reforming catalytic reaction of fuel by the thermal energy by tightly fixing the reaction substrate and the close contact portion. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 고정에 의하여 상기 수소 가스에 함유된 일 산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부를 구성하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system comprising at least one carbon monoxide reduction portion for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas by tightly fixing the reaction substrate and the adhesion portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널의 내표면에 촉매층을 형성하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system that forms a catalyst layer on the inner surface of the channel. 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 적어도 둘 이상의 반응 기판;At least two reaction substrates forming channels on one surface to enable flow of fuel; 상기 반응 기판의 일면에 밀착되어 상기 채널에 의한 통로를 형성하는 밀착부; 및A close contact with one surface of the reaction substrate to form a passage by the channel; And 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 일체로 고정시키는 접합부The junction part which is melt-formed in the close contact part of the said reaction substrate and a close part, and fixes the said reaction board and a close part integrally. 를 포함하며,Including; 상기 반응 기판들의 적층 구조로 이루어지고,It is made of a laminated structure of the reaction substrates, 상기 밀착부는, 상기 반응 기판 각각의 일면에 밀착되는 다른 반응 기판과, 최상측 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.The close contact portion is a reformer for use in a fuel cell system having a second reaction substrate in close contact with one surface of each of the reaction substrate and a cover plate in close contact with one surface of the uppermost reaction substrate. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 반응 기판은, 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 열 에너지를 발생시키는 열원부와, 상기 열 에너지에 의한 연료의 개질 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부를 구성하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.The reaction substrate includes a heat source unit generating heat energy through an oxidation catalytic reaction of the fuel and a reforming reaction unit generating hydrogen gas from the fuel through a reforming catalytic reaction of the fuel by the heat energy. Reformer used for. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 반응 기판은 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부를 구성하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.Wherein said reaction substrate comprises at least one carbon monoxide reduction portion for reducing the concentration of carbon monoxide contained in said hydrogen gas. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 접합부는 상기 반응 기판의 채널에 의하여 형성되는 리브의 표면과 상기 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.And the junction portion is fused to the surface of the rib formed by the channel of the reaction substrate and the contact portion of the contact portion to fix the reaction substrate and the contact portion. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 접합부는 상기 채널에 대응하는 개방부를 형성하고 있는 금속 박판이 상기 반응 기판과 밀착부 사이에 개재되어 이 금속 박판이 열에 의해 용융되면서 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.And the joining portion is used in a fuel cell system in which a metal thin plate forming an opening corresponding to the channel is interposed between the reaction substrate and the contact portion, and the metal sheet is melted by heat to fix the reaction substrate and the contact portion. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 금속 박판이 구리 소재로 이루어지는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system in which the metal sheet is made of copper material. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 채널의 내표면에 촉매층을 형성하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기.A reformer for use in a fuel cell system that forms a catalyst layer on the inner surface of the channel. (a) 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 반응 기판을 준비하는 단계;(a) preparing a reaction substrate having a channel on one surface thereof to enable flow of fuel; (b) 상기 반응 기판의 일면에 상기 채널에 대응하는 개방부를 갖는 금속 박판을 로딩시키는 단계; 및(b) loading a metal sheet having an opening corresponding to the channel on one surface of the reaction substrate; And (c) 상기 금속 박판의 상면에 밀착부를 밀착시킨 상태에서 상기 반응 기판과 밀착부에 소정 온도의 열을 가하여 상기 금속 박판을 용융시키는 단계를 포함하는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법.and (c) melting the metal sheet by applying heat of a predetermined temperature to the reaction substrate and the contact portion in a state in which the contact portion is in close contact with the upper surface of the metal sheet. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 금속 박판이 구리 소재로 이루어지는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법.The manufacturing method of the reformer used for the fuel cell system in which the said metal sheet is a copper material. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 반응 기판과 밀착부가 써스 또는 알루미늄 소재로 이루어지는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법.A method for producing a reformer for use in a fuel cell system in which the reaction substrate and the adhesion part are made of a sus or aluminum material. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 (c) 단계에서,In the step (c), 상기 반응 기판과 밀착부를 500∼900℃로 가열하여 상기 금속 박판을 용융시키는 연료 전지 시스템에 사용되는 개질기의 제조 방법.A method for producing a reformer for use in a fuel cell system in which the reaction substrate and the close contact portion are heated to 500 to 900 ° C. to melt the metal thin plate. 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질기;A reformer for generating hydrogen gas from a hydrogen containing fuel through a chemical catalytic reaction by thermal energy; 상기 수소 가스와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부;At least one electricity generating unit generating electrical energy through an electrochemical reaction between the hydrogen gas and oxygen; 상기 개질기로 연료를 공급하는 연료 공급원; 및A fuel supply source for supplying fuel to the reformer; And 상기 개질기 및 전기 발생부로 산소를 공급하는 산소 공급원을 포함하며,An oxygen supply source for supplying oxygen to the reformer and the electricity generating unit, 상기 개질기는,The reformer, 상기 연료의 흐름을 가능케 하는 채널을 일면에 형성하고 있는 적어도 하나의 반응 기판과, 상기 반응 기판의 일면에 밀착되어 상기 채널에 의한 통로를 형성하는 밀착부와, 상기 반응 기판과 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 일체로 고정시키는 접합부를 포함하는 연료 전지 시스템.At least one reaction substrate having a channel to enable the flow of the fuel on one surface thereof, an adhesion portion in close contact with one surface of the reaction substrate to form a passage through the channel, and an adhesion portion of the reaction substrate and the adhesion portion. A fuel cell system comprising a junction formed by melting and integrally fixing the reaction substrate and the contact portion integrally. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 밀착부는 상기 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비하는 연료 전지 시스템.The close contact part includes a cover plate in close contact with one surface of the reaction substrate. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 개질기는 상기 반응 기판이 복수로 구비되어 이들의 적층 구조로 이루어지며,The reformer is provided with a plurality of the reaction substrate is made of a laminated structure thereof, 상기 밀착부는 상기 반응 기판 각각의 일면에 밀착되는 다른 반응 기판과, 최상측 반응 기판의 일면에 밀착되는 덮개 플레이트를 구비하는 연료 전지 시스템.The close contact portion includes another reaction substrate in close contact with one surface of each of the reaction substrates, and a fuel cell system including a cover plate in close contact with one surface of the uppermost reaction substrate. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 접합부는 상기 반응 기판의 채널에 의하여 형성되는 리브의 표면과 상기 밀착부의 밀착 부분에 용융 형성되어 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 연료 전지 시스템.And the junction part is fused to the contact surface of the rib formed by the channel of the reaction substrate and the contact portion to fix the reaction substrate and the contact part. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 접합부는 상기 채널에 대응하는 개방부를 형성하고 있는 금속 박판이 상기 반응 기판과 밀착부 사이에 개재되어 이 금속 박판이 열에 의해 용융되면서 상기 반응 기판과 밀착부를 고정시키는 연료 전지 시스템.And the joining portion is a metal thin plate forming an opening corresponding to the channel is interposed between the reaction substrate and the contact portion to fix the reaction substrate and the contact portion while the metal sheet is melted by heat.

Images