KR100812757B1 - Electric generator utility by using fuel cell coupled electrolyzer for education - Google Patents

Electric generator utility by using fuel cell coupled electrolyzer for education Download PDF

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KR100812757B1
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김창수
손영준
이원용
윤영기
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박석희
임성대
박구곤
박진수
김민진
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한국에너지기술연구원
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Abstract

An electricity generation device for education using a fuel cell and an electrolyzer is provided to allow the procedure from the generation of hydrogen to the generation of an electric energy to be embodied in an integrated device. An electricity generation device for education comprises a base(4); a fuel cell(1) which is mounted on the base and can be assembled or disassembled; a fuel supply part(2) which is mounted on the base to supply fuel to the fuel cell and can be assembled or disassembled; and an operation machine part(3) which is mounted on the base and is electrically connected with the fuel cell so as to be operated or emit light by the electric energy generated from the fuel cell.

Description

연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치{Electric Generator Utility by using Fuel Cell Coupled Electrolyzer for Education}Electric Generator Utility by using Fuel Cell Coupled Electrolyzer for Education

도 1은 본 발명에 따른 교육용 발전장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing the overall configuration of the educational power generation apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 나타낸 연료전지의 분해 사시도.FIG. 2 is an exploded perspective view of the fuel cell shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 2에 따른 연료전지의 결합 단면도.3 is a cross-sectional view of the fuel cell according to FIG.

도 4는 도 3에 따른 연료전지 다른 사용 실시예에 따른 결합 단면도.4 is a cross-sectional view of a fuel cell according to another embodiment of the use of FIG. 3.

도 5는 도 1에 나타낸 전해조의 분해 사시도.5 is an exploded perspective view of the electrolytic cell shown in FIG.

도 6은 도 5에 따른 전해조의 결합 단면도.6 is a cross-sectional view of the electrolytic cell according to FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1...연료전지 2...연료 공급부1. fuel cell 2. fuel supply unit

3...작동기재 4...베이스3 ... Operating Base 4 ... Base

5...연료공급호스 10...단위전지 구조체5.Fuel supply hose 10 ... Unit cell structure

16...연료전지 셀 18...거치대16 fuel cell 18 stand

17,27...고정판 20...전해조17,27 ... fixed plate 20 ... electrolyzer

20a...수소측 수조 20b...산소측 수조20a ... hydrogen side water tank 20b ... oxygen side water tank

22...전해 구조체 26...전해 셀22 Electrolytic structure 26 Electrolytic cell

본 발명은 교육용 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 에너지의 발생 및 수소 발생의 원리에 대한 이해를 돕기 위해 각종 교육 및 전시 용도로 활용될 수 있는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to an educational power generation apparatus, and more particularly, to an educational power generation apparatus using a fuel cell and a faucet tank, which can be used for various educational and exhibition purposes to help understand the principles of electric energy generation and hydrogen generation. It is about.

발전 효율이 높고 환경친화적인 차세대 에너지 전환 장치로서 연료전지가 각광 받고 있다. 연료전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라, 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: polymer electrolyte membrane fuel cell), 인산 연료전지(PAFC: phosphoric acid fuel cell), 용융탄산염 연료전지(MCFC: molten carbonate fuel cell), 고체산화물 연료전지(SOFC: solid oxide fuel cell) 등으로 구분될 수 있다. 이러한 연료전지의 종류에 따라, 작동온도, 구성 부품의 재질 등이 달라진다.Fuel cells are in the spotlight as next generation energy conversion devices with high power generation efficiency and eco-friendliness. The fuel cell is a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), or a molten carbonate fuel cell (MCFC) depending on the type of electrolyte used. It may be classified into a solid oxide fuel cell (SOFC). Depending on the type of fuel cell, the operating temperature, the material of the component, and the like vary.

그 중 PEMFC는, 연료전지의 작동 온도로서는 낮은 온도인 상온에서부터 200℃까지 작동될 수 있으며, 매우 높은 전력밀도를 가질 수 있기 때문에, 자동차용, 가정용, 휴대용 기기 등의 전력원으로서 적용될 수 있다. 이러한 PEMFC는 복수의 바이폴라 플레이트(bipolar plate; 이하 "분리판"이라 한다)와, 막-전극 접합체(MEA, Membrane Electrode Assembly)가 이루어진 여러개의 단위전지 복수개가 적층되어 하나의 스택(Stack)을 이루며, 스택에 연료 예컨대, 수소가스를 공급하는 라인과, 공기를 공급하는 라인을 포함하고 있다. Among them, the PEMFC can be operated from room temperature to 200 ° C., which is a low temperature as the operating temperature of the fuel cell, and can be applied as a power source for automobiles, households, portable devices, etc., because it can have a very high power density. The PEMFC is formed by stacking a plurality of bipolar plates (hereinafter, referred to as "separation plates") and a plurality of unit cells including a membrane-electrode assembly (MEA). And a line for supplying fuel such as hydrogen gas to the stack and a line for supplying air.

이때, 상기 막-전극 접합체는, 연료의 산화가 일어나는 애노드, 산화제의 환 원이 일어나는 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 위치하는 전해질막을 포함하며, 전해질막은, 애노드에서 생성된 수소이온을 캐소드로 전달시키기 위하여 이온전도성을 가지며, 애노드와 캐소드를 전자적으로 절연시키기 위한 전자절연성을 갖는다.In this case, the membrane-electrode assembly includes an anode in which oxidation of fuel occurs, a cathode in which reduction of an oxidant occurs, and an electrolyte membrane positioned between the anode and the cathode, and the electrolyte membrane is configured to transfer hydrogen ions generated from the anode to the cathode. In order to have ion conductivity, and to electrically insulate the anode and the cathode.

위와 같은 연료전지의 작동 메카니즘은, 수소, 천연가스, 메탄올 등과 같은 연료를 매개로 애노드에서 연료를 산화시켜 전자와 수소이온을 생성시키는 것에서 시작한다. 즉, 애노드에서 생성된 수소이온은 전해질막을 통해 캐소드로 이동하고, 애노드에서 생성된 전자는 도선을 통하여 외부의 회로에 공급된다. 캐소드에 도달한 수소이온은, 외부 회로를 통하여 캐소드에 도달한 전자 및 산소 또는 공기 중의 산소와 결합하여 물을 생성하며, 이 과정에서 열과 전기 에너지가 발생된다.The operating mechanism of the fuel cell starts with oxidizing fuel at the anode to produce electrons and hydrogen ions through fuels such as hydrogen, natural gas and methanol. That is, the hydrogen ions generated at the anode move to the cathode through the electrolyte membrane, and the electrons generated at the anode are supplied to the external circuit through the conducting wire. The hydrogen ions that reach the cathode combine with electrons and oxygen that reach the cathode through an external circuit or oxygen in the air to generate water, and heat and electrical energy are generated in this process.

이러한 연료전지의 작동 메카니즘을 쉽게 이해하기 위해서는 기본적으로, 연료전지 기본 구성과 각 구성요소 간에 유기적인 결합관계 및 작동 원리를 파악하는 것이 중요하다. 예로서, 피 교육생에게 연료전지에 대한 작동 메카니즘을 이해 시키기 위한 가장 좋은 방법은, 연료전지의 연료로 사용되는 수소 발생에서부터 시작해서 연료인 수소를 이용하여 연료전지로부터 전기 에너지를 얻어내는 일련의 과정을 육안으로 살피고 직접 장비를 다루게 함으로써 그 원리를 종합적으로 이해시키는 것이 무엇보다 중요하다.In order to easily understand the operation mechanism of such a fuel cell, it is basically important to understand the fuel cell basic configuration and organic coupling relationship and operating principle between each component. As an example, the best way for a trainee to understand the operating mechanism for a fuel cell is to begin with the generation of hydrogen used as fuel in the fuel cell, followed by a series of processes that derive electrical energy from the fuel cell using the fuel, hydrogen. It is important to have a comprehensive understanding of the principles by looking at them and handling the equipment yourself.

현존하는 실험실습 장비의 경우, 수소 발생을 위한 실험 기자재 예컨대, 전해조와 전기 발생을 위한 기자재가 예컨대, 실험용 연료전지 등 각 요소별 독립된 기술과 독립된 장치 구현에 대한 예는 많이 있다. 그러나 이들을 교육용으로 활용 함에 있어서는 수소 발생에서부터 이를 이용한 발전 및 그 응용에 이르기까지의 과정이 독립되어 있어 일련화되지 못한 관계로 교육의 성과가 떨어지는 문제가 있다. In the case of the existing laboratory training equipment, there are many examples of the implementation of the device and the independent technology for each element such as the experimental equipment for generating hydrogen, for example, the electrolytic cell and the equipment for generating electricity, for example, an experimental fuel cell. However, when using them for educational purposes, the process from hydrogen generation to power generation and its application is independent, and there is a problem in that the performance of education is deteriorated because it is not serialized.

더욱이, 종래에는 위와 같이 각 요소별로 장치가 서로 독립되어 있는 관계로 실험기자재의 이동이 불편하고 부피가 커서 설치 시 공간을 많이 차지하는 문제가 있으며, 또한 교육을 위한 기능성만이 강조되어 전시를 위한 장식용으로 활용할 수 없는 단점이 있다.Moreover, in the related art, the devices are inconsistent with each other as described above, and thus, the movement of the experimental equipment is inconvenient and bulky, and thus there is a problem of occupying a lot of space during installation, and only the functionality for education is emphasized for decoration. There are drawbacks that cannot be utilized.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수소 발생에서부터 전기 에너지 발생에 이르기까지의 일련된 과정이 하나의 통합장치에서 구현될 수 있고, 따라서 교육의 성과를 높일 수 있는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, a series of processes from the generation of hydrogen to the generation of electrical energy can be implemented in one integrated device, and thus fuel cells and faucet tanks that can increase the performance of education The purpose is to provide the educational power generation equipment used.

또한 본 발명은, 이동이 편리하고, 교육을 위한 기능성과 전시를 위한 장식성을 동시에 충족시킬 수 있는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치를 제공함에 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an educational power generation apparatus using a fuel cell and a faucet tank, which is convenient to move and simultaneously satisfy functionality for education and decoration for display.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베이스와, 베이스 상에 장착되고 분해/조립이 가능한 연료전지와, 연료전지에 연료를 공급하기 위해 베이스 상에 장착된 분해/조립이 가능한 연료 공급부 및, 베이스 상에 장착되고 연료전지와 전기 적으로 연결되어 연료전지로부터 생성된 전기 에너지에 의해서 구동 또는 발광하는 작동기재를 포함하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a base, a fuel cell mounted on the base and disassembled / assembled, a fuel supply unit mounted on the base for supplying fuel to the fuel cell, and Provided is an educational power generation apparatus using a fuel cell and an electrolytic cell including an operating base mounted on a base and electrically connected to a fuel cell to drive or emit light by electrical energy generated from the fuel cell.

상기 연료전지는, 막-전극 접합체와 확산판 그리고 집전판으로 이루어진 연료전지 셀을 내부에 수용하는 분해/조립이 가능한 단위전지 구조체와, 단위전지 구조체 삽탈을 위한 장착공을 갖으며 장착공 일측은 이 장착공 내에 설치된 구조체에 연료를 공급하기 위한 입구와 연통된 거치대로 이루어질 수 있다. 이 경우에, 거치대에 연료전지 셀을 포함한 상기 단위전지 구조체를 피 교육자가 임의로 분해/조립할 수 있어서 교육효과를 높일 수 있다. The fuel cell has a unit cell structure for disassembling / assembling to accommodate a fuel cell consisting of a membrane-electrode assembly, a diffusion plate, and a current collector plate, and a mounting hole for inserting and removing a unit cell structure. It may be made of a cradle in communication with the inlet for supplying fuel to the structure installed in the mounting hole. In this case, the trainee can arbitrarily disassemble / assemble the unit cell structure including the fuel cell in the holder, thereby increasing the educational effect.

상기 단위전지 구조체는, 상기 연료전지 셀을 내부에 수용하는 원통형의 캡 너트와, 캡 너트와 나사 체결되어 하나의 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트 및, 연료전지 셀을 캡 너트 안쪽에 밀착 고정시키기 위해 상기 연료전지 셀과 캡 볼트 사이에 개입되는 링형상의 고정판으로 구성될 수 있다. 이 경우 역시, 연료전지 셀을 포함하는 단위전지 구조체를 임의로 분해/조립 할 수 있어서 연료전지의 내부 구조를 이해함에 있어 큰 도움을 줄 수 있다.The unit cell structure may include a cylindrical cap nut for accommodating the fuel cell therein, a cylindrical cap bolt screwed with the cap nut to form a body, and tightly fixing the fuel cell to the inside of the cap nut. It may be composed of a ring-shaped fixing plate interposed between the fuel cell and the cap bolt. In this case, too, since the unit cell structure including the fuel cell can be arbitrarily disassembled / assembled, it can be very helpful in understanding the internal structure of the fuel cell.

상기 장착공에는 연료전지 셀을 포함하는 단위전지 구조체를 단수 또는 적어도 두 개 이상 직렬 배치시킬 수 있다. 이 경우에는, 거치대에 장착되는 연료전지 셀의 개수에 따라 전력 발생량이 어떻게 달라지는가를 파악할 수 있어 교육효과를 높일 수 있다.In the mounting hole, a single cell or at least two or more unit cell structures including a fuel cell may be disposed in series. In this case, it is possible to grasp how the amount of power generation varies depending on the number of fuel cell cells mounted on the cradle, thereby increasing the educational effect.

상기 연료 공급부는 내부에 전해질을 수용하며 격벽을 통해 수소측 수조와 산소측 수조로 그 내부 공간이 분리 구획된 전해조와, 격벽에 장착되고 전해질막과 확산판으로 이루어진 전해 셀을 내부에 수용하는 분해/조립이 가능한 전해 구조체를 포함한다. 이때 상기 전해조 바닥면과 접하는 격벽 하단에 통수구멍이 형성될 수 있다.The fuel supply part accommodates the electrolyte therein and disassembles the electrolyte chamber in which the inner space is divided into a hydrogen tank and an oxygen tank through partitions, and an electrolyte cell mounted on the partition walls and containing an electrolyte membrane and a diffusion plate therein. Contains an electrolytic structure that can be assembled. In this case, a water passage may be formed at a lower end of the partition wall which contacts the bottom of the electrolyzer.

바람직하게는, 상기 전해조는 투명하여 그 내부를 볼 수 있도록 함이 좋을 것이다. 이 경우, 전해조 내에서 화학 및 전기 반응에 생성되는 산소 및 수소의 발생을 눈으로 직접 볼 수 있어, 전해조의 원리를 이해시키는 데에 도움을 줄 수 있다.Preferably, the electrolyzer will be transparent so that it can be seen inside. In this case, the generation of oxygen and hydrogen generated in the chemical and electrical reactions in the electrolytic cell can be seen directly, which can help to understand the principle of the electrolytic cell.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 교육용 발전장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing the overall configuration of the educational power generation apparatus according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명인 교육용 발전장치는 연료 예컨대, 수소 발생을 위한 연료 공급부(2)와, 연료 공급부(2)로부터 제공된 연료를 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 연료전지(1)와, 연료전지(1)에서 발생된 전기 에너지의 육안 확인을 위해 전기 에너지를 외부 일로 출력하는 작동기재(3)가 하나의 베이스(4) 상에 마련된 구조로 이루어져, 수소 발생에서부터 전기 에너지 발생 및 그 에너지의 응용에 이르기까지의 일련된 과정이 하나의 통합장치에서 구현될 수 있다. As shown in the figure, the present invention educational power generation apparatus includes a fuel supply unit 2 for generating fuel, for example, hydrogen, a fuel cell 1 for generating electrical energy using fuel provided from the fuel supply unit 2, In order to visually check the electrical energy generated by the fuel cell 1, an operating substrate 3 for outputting electrical energy to an external work is provided on one base 4. A series of steps from application to application can be implemented in one integrated device.

본 발명의 구성을 도 2 내지 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.The configuration of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 6.

도 2는 도 1에 따른 연료전지의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 연료 전지의 결합 단면도이다.2 is an exploded perspective view of the fuel cell according to FIG. 1, and FIG. 3 is a cross sectional view of the fuel cell according to FIG. 2.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용된 상기 연료전지(1)는 이를 이루는 단위 구성요소들이 상호 분해/조립 가능하여 사용자(피 교육자)에게 연료전지의 전반적인 구조를 이해시키는 데에 있어 매우 유리한 구조로 되어 있다.As shown in the figure, the fuel cell 1 applied to the present invention has a structure which is very advantageous in understanding the overall structure of the fuel cell to the user (trainee), since the unit components constituting the fuel cell 1 are mutually disassembled / assembled. It is.

도 2 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 연료전지(1)는 단위전지 구조체(10) 및 이 단위전지 구조체(10)가 착탈가능하게 조립되는 거치대(18)를 포함한다. 상기 단위전지 구조체(10)는 외부에서 제공된 연료 예컨대, 수소 및 산소의 화학적 작용에 의해 전기 에너지를 생성하는 연료전지 셀(16)을 내부에 수용하며, 상기 거치대(18)는 상기 단위전지 구조체(10) 삽탈을 위한 장착공(180)을 가지며 내부를 볼 수 있도록 투명하게 할 수도 있다. 여기서 상기 연료전지 셀(16)은 막-전극 접합체(MEA; 160)와 확산판(162) 그리고 집전판(164)으로 이루어진 일반적인 구조의 단위전지이다. 2 to 3, the fuel cell 1 includes a unit cell structure 10 and a cradle 18 to which the unit cell structure 10 is detachably assembled. The unit cell structure 10 accommodates a fuel cell 16 that generates electrical energy by chemical action of a fuel, for example, hydrogen and oxygen, provided from the outside, and the cradle 18 includes the unit cell structure ( 10) It has a mounting hole 180 for insertion and removal and may be transparent to see the inside. The fuel cell 16 is a unit cell having a general structure including a membrane-electrode assembly (MEA) 160, a diffusion plate 162, and a current collector plate 164.

구체적으로, 연료전지 셀(16)을 내부에 수용하는 상기 단위전지 구조체(10)는 분해/조립이 가능한 구조로 이루어져 있다. 보다 구체적으로, 상기 단위전지 구조체(10)는 상기 연료전지 셀(16)을 내부에 수용하는 원통형의 캡 너트(12)와, 캡 너트(12)와 나사 체결되어 한 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트(14)로 이루어져 분해/조립이 가능하며, 상기 연료전지 셀(16)과 캡 볼트(14) 사이에는 링형상의 고정판(17)이 개입되어 단위전지 구조체(10) 조립 시 상기 연료전지 셀(16)을 캡 너트(12) 안쪽에 밀착 고정시켜준다. 이때, 상기 캡 너트(12)는 그 일측 폐쇄단 측 중앙에 외부 공기 유입을 위한 통공(120)을 구비함과 아울러 그 외연에는 씰링을 위한 오링(O-Ring; 122)이 설치되어 있으며, 캡 볼트(14)는 그 외연에 상기 캡 너트(12)와의 나사 체결을 위한 나사산을 구비하고 있다.In detail, the unit cell structure 10 accommodating the fuel cell 16 is configured to be disassembled / assembled. More specifically, the unit cell structure 10 has a cylindrical cap nut 12 accommodating the fuel cell 16 therein, and a cylindrical cap bolt screwed with the cap nut 12 to form a body. It is composed of a (14) is possible to disassemble / assemble, the ring-shaped fixing plate 17 is interposed between the fuel cell (16) and the cap bolt (14) when the unit cell structure (10) assembled when the fuel cell ( 16) tightly fixed inside the cap nut (12). In this case, the cap nut 12 is provided with a through hole 120 for inflow of outside air at the center of one side of the closed end thereof, and an O-ring 122 for sealing is installed at the outer edge thereof. The bolt 14 has a thread for screwing the cap nut 12 to the outer edge thereof.

바람직하게는, 상기 연료전지 셀(16) 및 고정판(17)은 상호 밀착 시 동일선상에서 서로 연통되는 정렬공(168)(178)을 구비한다. 동일선상에서 연통된 상기 정렬공(168)(178)에는 고정축(175)이 끼워져 상기 연료전지 셀(16) 및 고정판(17)을 정렬시킨다. 즉, 단위전지 구조체(10) 조립 시 캡 너트(12) 내부에 위치하는 연료전지 셀(16) 및 고정판(17)은 각각에 형성된 정렬공(168)(178)을 동시에 관통하는 고정축(175)에 의해 캡 너트(12) 내부에서 정위치에 정렬될 수 있다.Preferably, the fuel cell 16 and the fixed plate 17 are provided with alignment holes 168 and 178 communicating with each other on the same line when closely contacted with each other. A fixed shaft 175 is fitted into the alignment holes 168 and 178 communicating on the same line to align the fuel cell 16 and the fixing plate 17. That is, when assembling the unit cell structure 10, the fuel cell 16 and the fixing plate 17 positioned inside the cap nut 12 simultaneously pass through the alignment holes 168 and 178 formed therein, respectively. Can be aligned in place within the cap nut 12.

거치대(18)는 상기한 단위전지 구조체(10) 삽탈을 위한 장착공(180)을 일측에 갖는다. 상기 장착공(180)은 거치대(18) 상면으로부터 장착공 내면까지 이어지는 입구(182)를 통해 외부와 연통되어 있으며, 입구(182)에는 연료전지(1)와 연료 공급부(2)를 잇는 연료공급호스(5, 도 1 참조) 한 쪽 끝이 호스커플러 또는 체결구틀 통해 연결된다. 따라서 연료 공급부(2)로 공급된 연료 예컨대, 수소가스는 연료공급호스(5)와 상기 거치대(18) 입구(182)를 거쳐 상기 장착공(180) 내부로 공급될 수 있다.The cradle 18 has a mounting hole 180 for inserting and removing the unit cell structure 10 on one side. The mounting hole 180 is in communication with the outside through the inlet 182 extending from the upper surface of the cradle 18 to the inner surface of the mounting hole, the fuel supply connecting the fuel cell 1 and the fuel supply unit 2 to the inlet 182. One end of the hose 5 is connected via a hose coupler or fastener. Therefore, the fuel supplied to the fuel supply unit 2, for example, hydrogen gas, may be supplied into the mounting hole 180 through the fuel supply hose 5 and the cradle 18 inlet 182.

바람직하게는, 상기 장착공(180)의 폭(도면상 좌에서 우 방향 폭)은 이에 설치되는 단위전지 구조체(10)의 축방향 두께에 비해 충분히 크다. 따라서 상기 장착공(180)에는 사용자(피 교육자) 선택에 따라 단위전지 구조체(10)가 하나에서 여러개까지 설치될 수 있다. 즉, 상기 장착공(180)에는 연료전지 셀(16)을 포함하는 상기 단위전지 구조체(10)가 하나 또는 필요에 따라 그 이상이 설치될 수 있다. Preferably, the width (width from left to right in the drawing) of the mounting hole 180 is sufficiently larger than the axial thickness of the unit cell structure 10 installed therein. Therefore, the mounting hole 180 may be installed from one to several unit cell structure 10 according to the user (trainee) selection. That is, one or more of the unit battery structures 10 including the fuel cell 16 may be installed in the mounting hole 180.

이처럼, 장착공(180)에 설치되는 단위전지 구조체(10)의 갯수를 임의 조절할 수 있는 경우, 단위전지 구조체(10)의 갯수에 따라 연료전지(1)를 통해 발생되는 전체적인 전력량이 달라질 수 있고, 따라서 실험실습 시 사용자(피교육자)는 장착공(180)에 설치되는 단위전지 구조체(10)의 설치 갯수를 변화시켜가면서 그에 따른 전력량의 변화를 관찰할 수 있다. 결과적으로, 연료전지(1)의 구조 및 연료전지 셀(16)의 갯수에 따라 달라지는 전력 발생량의 상관관계에 대한 이해도 및 학습능률을 보다 향상시키는 데에 도움을 줄 수 있다.As such, when the number of unit cell structures 10 installed in the mounting hole 180 can be arbitrarily adjusted, the total amount of power generated through the fuel cell 1 may vary according to the number of unit cell structures 10. Therefore, the user (trainee) during the experiment can change the number of installation of the unit cell structure 10 installed in the mounting hole 180 can observe the change in the amount of power accordingly. As a result, it is possible to further improve the understanding and learning efficiency of the correlation between the power generation amount that depends on the structure of the fuel cell 1 and the number of fuel cell 16.

예로서, 도 3과 같이 상기 장착공(180)에 단위전지 구조체(10)가 한 개 장착된 경우에는, 외연에 오링이 설치된 마개(19)를 이용해 장착공(180)의 일측 개구단을 폐쇄하여 마개(19)와 단위전지 구조체(10) 사이에 연료가 이동할 수 있는 일정 체적의 밀폐된 공간(S)을 형성토록 함이 바람직하다. 이와는 다르게, 도 4의 다른 사용 실시예에와 같이 단위전지 구조체(10)가 두 개 장착되는 경우에는, 입구(182)를 중심으로 두 개의 단위전지 구조체(10)가 소정의 이격거리를 두고 직렬 배치되도록 함이 바람직하다. 이 경우에는 도 3과는 달리 밀폐를 위한 마개(19)가 요구되지 않는다. 즉, 두 개의 단위전지 구조체(10)가 설치된 경우, 상기 각각의 단위전지 구조체(10)에 의해서 이들 사이에 연료가 이동할 수 있는 일정 체적의 밀폐된 공간(S)이 형성되므로 마개(19)를 설치할 필요가 없다.For example, when one unit cell structure 10 is mounted in the mounting hole 180 as shown in FIG. 3, one end of the mounting hole 180 is closed by using a stopper 19 having an O-ring installed at an outer edge thereof. Therefore, it is preferable to form a closed volume S of a certain volume through which the fuel can move between the stopper 19 and the unit cell structure 10. Alternatively, when two unit cell structures 10 are mounted as in the other use embodiment of FIG. 4, two unit cell structures 10 are arranged in series with a predetermined distance from the inlet 182. It is preferred to be arranged. In this case, unlike FIG. 3, a stopper 19 for sealing is not required. That is, when two unit cell structures 10 are installed, each unit cell structure 10 forms a closed volume S in which a volume of fuel can be moved therebetween so that a stopper 19 is formed. No need to install

도 5 내지 도 6은 본 발명에 적용된 연료 공급부를 나타낸 도면으로서, 도 5는 연료 공급부의 분해 사시도이며, 도 6은 도 5에 따른 연료 공급부의 결합 단면도이다.5 to 6 is a view showing a fuel supply unit applied to the present invention, Figure 5 is an exploded perspective view of the fuel supply unit, Figure 6 is a cross-sectional view of the fuel supply unit according to FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용된 상기 연료 공급부(2) 역시 전술한 연료전지(1) 측과 마찬가지로, 이 연료 공급부(2)를 이루는 단위 구성요소들이 상호 분해/조립이 가능하여 사용자(피 교육자)에게 연료 공급부의 전반적인 구조를 이해시키는 데에 있어 매우 유리한 구조로 되어 있다.As shown in the figure, the fuel supply unit 2 applied to the present invention also has a user (because of the above-described fuel cell 1 side), the unit components constituting the fuel supply unit 2 can be mutually disassembled / assembled. It is very advantageous for the trainee to understand the overall structure of the fuel supply.

도 5 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴 보면, 상기 연료 공급부(2)는 내부에 전해질을 수용하는 전해조(20) 및 전해조(20) 내에 충진된 상기 전해질을 전기 분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전해 구조체(22)를 포함한다. 상기 전해조(20)는 격벽(200)을 기준으로 수소측 수조(20a)와 산소측 수조(20b)로 그 내부 공간이 분리 구획되고, 전해 구조체(22)는 상기 격벽(200)에 착탈 가능하게 장착되면서 전해질막(260)과 확산판(262)으로 이루어진 전해 셀(26)을 그 내부에 수용한다. 이때 상기 확산판(262)은 전기 전도성을 지니며 외부 전원선으로부터 전기 분해를 위한 전력을 제공 받는다.Specifically, referring to FIGS. 5 to 6, the fuel supply unit 2 generates oxygen and hydrogen by electrolyzing the electrolyte 20 containing the electrolyte therein and the electrolyte filled in the electrolyte 20. An electrolytic structure 22. The interior of the electrolytic cell 20 is divided into a hydrogen side water tank 20a and an oxygen side water tank 20b based on the partition wall 200, and the electrolytic structure 22 is detachably attached to the partition wall 200. While being mounted, an electrolytic cell 26 composed of an electrolyte membrane 260 and a diffusion plate 262 is accommodated therein. In this case, the diffusion plate 262 is electrically conductive and receives power for electrolysis from an external power line.

구체적으로, 상기 전해조(20)는 격벽(200)을 기준으로 분리된 수소측 수조(20a)와 산소측 수조(20b)가 상호 분리/조립이 가능한 구조로 이루어져 있으며, 상기 수소측 수조(20a) 상면에는 이로부터 발생된 수소의 외부 배출을 위한 출구(202)가 마련된다. 상기 출구(202)에는 연료전지(1)와 연료 공급부(2)를 잇는 상기한 연료공급호스(5, 도 1 참조) 다른 한 쪽 끝이 호스커플러 또는 체결구틀 통해 연결된다. 따라서 수소측 수조(20a)로부터 발생된 연료 예컨대, 수소가스는 상기 연료공급호스(5)를 거쳐 연료전지(1) 측으로 공급될 수 있다.Specifically, the electrolytic cell 20 has a structure in which the hydrogen-side water tank 20a and the oxygen-side water tank 20b separated based on the partition wall 200 can be separated / assembled from each other, and the hydrogen-side water tank 20a is provided. The upper surface is provided with an outlet 202 for external discharge of hydrogen generated therefrom. The other end of the fuel supply hose 5 (see FIG. 1) connecting the fuel cell 1 and the fuel supply unit 2 is connected to the outlet 202 via a hose coupler or a fastening frame. Therefore, fuel generated from the hydrogen side water tank 20a, for example, hydrogen gas, may be supplied to the fuel cell 1 side via the fuel supply hose 5.

바람직하게는, 전해조(20) 바닥면과 접하는 격벽(200) 하단에 통수를 위한 통수구멍(205)이 형성된다. 이러한 통수구멍(205)을 통해서는 격벽(200)을 기준으로 수소측 수조(20a)와 산소측 수조(20b) 각각에 수용된 전해질(예컨대 물)의 통수가 가능하다. 따라서 상기 수소측 수조(20a)와 산소측 수조(20b)의 전해질 수위는 항상 동일한 수위가 유지될 수 있다. 즉, 전기 분해에 의해 생성되는 산소와 수소의 발생비율(산소:수소=1:2)이 달라 각 수조측 전해질량이 같지 않더라도, 상기 통수구멍(205)에 의해 부족한 쪽으로 전해질이 계속해서 보충되므로, 두 수조(20a)(20b)의 전해질 량은 항상 동일하게 유지될 수 있다. Preferably, a water passage hole 205 for water passage is formed at the bottom of the partition wall 200 in contact with the bottom surface of the electrolytic cell 20. Through the water passage hole 205, the electrolyte (for example, water) contained in each of the hydrogen-side water tank 20a and the oxygen-side water tank 20b can be passed through the partition wall 200. Therefore, the electrolyte level of the hydrogen-side water tank 20a and the oxygen-side water tank 20b can always be maintained at the same water level. That is, even if the amount of generated oxygen (hydrogen: hydrogen = 1: 2) of the oxygen and the hydrogen produced by electrolysis is not the same, the amount of electrolyte in each tank is not the same. The amount of electrolyte in the two tanks 20a and 20b can always be kept the same.

예로서, 도 6의 산소측 수조(20b) 상면에 마련된 보충수 주입구(204)를 통해 산소측 수조(20b)에 전해질 예컨대, 물을 주입하는 경우 역시, 상기 통수구멍(205)을 통해 수소측 수조(20a)로 전해질이 이동되므로, 수소측 수조(20a)에 별도로 전해질을 주입하지 않아도 상기 수소측 수조(20a)와 산소측 수조(20b)는 항상 동일한 수위가 유지될 수 있다.For example, when the electrolyte, for example, water is injected into the oxygen-side water tank 20b through the supplemental water inlet 204 provided on the upper surface of the oxygen-side water tank 20b of FIG. 6, the hydrogen side through the water passage hole 205 is also used. Since the electrolyte is moved to the water tank 20a, the hydrogen-side water tank 20a and the oxygen-side water tank 20b can always be maintained at the same level even if the electrolyte is not separately injected into the hydrogen-side water tank 20a.

위와 같은 전해조(20)는 투명한 재질 예컨대, 강화 유리 또는 투명 아크릴을 소재로 하여 그 내부를 볼 수 있도록 함이 좋을 것이다. 이 경우, 전해조(20) 내에서 화학 및 전기 반응에 생성되는 기포형태의 산소 및 수소의 발생을 눈으로 직접 볼 수 있게 되므로, 사용자(피 교육자)로 하여금 전해조 원리를 이해하는 데에 도움이 될 수 있다.The electrolyzer 20 as described above may be made of transparent material such as tempered glass or transparent acrylic material so that the inside thereof can be viewed. In this case, since the generation of bubble-shaped oxygen and hydrogen generated in the chemical and electrical reactions in the electrolytic cell 20 can be seen directly, it will be helpful for the user (trainee) to understand the electrolytic cell principle. Can be.

상기한 전해 구조체(22)는 전술한 단위전지 구조체와 마찬가지로 분해/조립이 가능한 구조로 되어 있다. 구체적으로, 상기 전해 구조체(22)는 전해 셀(26)을 내부에 수용하는 원통형의 캡 너트(24)와, 상기 캡 너트(24)와 나사 체결되어 한 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트(25)로 이루어져 분해/조립이 가능하다. 또한 상기 전해 셀(26)과 캡 볼트(25) 사이에는 다수의 통공을 갖는 고정판(27)이 개입되어 전해 구조체(22) 조립 시 상기 전해 셀(26)을 캡 너트(24) 안쪽에 밀착 고정시켜준다. 이때, 상기 캡 너트(24)는 외연에는 씰링을 위한 오링(O-Ring; 242)이 설치되어 있으며, 캡 볼트(25)는 그 외연에 상기 캡 너트(24)와의 나사 체결을 위한 나사산을 구비하고 있다.The electrolytic structure 22 has a structure capable of disassembling / assembling similarly to the unit cell structure described above. Specifically, the electrolytic structure 22 has a cylindrical cap nut 24 accommodating the electrolytic cell 26 therein, and a cylindrical cap bolt 25 screwed with the cap nut 24 to form a body. It can be disassembled and assembled. In addition, between the electrolytic cell 26 and the cap bolt 25, a fixing plate 27 having a plurality of holes is interposed so that the electrolytic cell 26 is tightly fixed to the inside of the cap nut 24 when the electrolytic structure 22 is assembled. Let it be. At this time, the cap nut 24 is provided with an O-ring 242 for sealing on the outer edge, and the cap bolt 25 has a thread for screwing with the cap nut 24 on the outer edge thereof. Doing.

상기 전해조(20) 내에 설치된 전해 구조체(22), 구체적으로 전해 셀(26)은 전기 분해를 위해 외부로부터 일정한 전력을 공급받는다. 예로서, 외부로부터 제공된 교류 전원(110V ~ 240V)이 베이스(4) 일측에 마련된 직류 전원 변환기(8)를 거쳐 전해 셀(26)의 확산판(262)의 양측에 공급되도록 구성할 수 있다. 물론 본 실시예에서는 작동의 편의를 위해 외부 전원을 공급하는 방법을 사용하고 있지만, 실제 개념을 더욱 확립시키기 위해서는 태양전지나 풍력 발전 장치 등을 직접 활용하여 전원을 공급함으로써 사용자(피 교육자)가 신재생 에너지에 대한 전반적인 이해와 필요성을 보다 폭 넓게 인식할 수 있도록 할 수도 있다. The electrolytic structure 22 installed in the electrolytic cell 20, specifically the electrolytic cell 26, receives a constant power from the outside for electrolysis. For example, the AC power 110V to 240V provided from the outside may be configured to be supplied to both sides of the diffusion plate 262 of the electrolytic cell 26 via a DC power converter 8 provided at one side of the base 4. Of course, the present embodiment uses a method of supplying external power for convenience of operation, but in order to further establish the actual concept, users (trainees) are newly regenerated by directly supplying power using solar cells or wind power generation devices. It can also give a broader appreciation for the overall understanding and need for energy.

한편, 작동기재(3)는 연료전지에서 발생된 전기 에너지의 육안 확인을 위해 입력된 전기 에너지를 외부 일로 출력한다. 상기 작동기재로는 입력된 전기 에너지를 빛 에너지로 출력하는 수단 예컨대, 전구(또는 LED) 또는 기계적 운동에너지로 출력하는 수단 예컨대, 회전차를 갖는 모터가 이용될 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않는 것은 물론이며, 이 외에도 입력된 전기 에너지에 의해 작동되는 수단(예컨대, MP3 또는 PMP와 같은 소형 전자 기기)이면 어떠한 구성이든 적용 가능하다. On the other hand, the operating substrate 3 outputs the electrical energy input to the external work for visual confirmation of the electrical energy generated in the fuel cell. As the operating substrate, a means for outputting the input electrical energy as light energy, for example, a light bulb (or LED) or a means for outputting as mechanical kinetic energy, for example, a motor having a rotation difference may be used. Of course, not limited to this, in addition to this, any configuration can be applied as long as the means (for example, a small electronic device such as MP3 or PMP) operated by the input electrical energy.

미설명 부호 6은 연료전지와 작동기재를 전기적으로 연결하는 전원선이며, 7은 전원선 중간에 마련되는 접속구를 가르킨다.Reference numeral 6 denotes a power line for electrically connecting the fuel cell and the operating equipment, and 7 indicates a connection port provided in the middle of the power line.

다음은 상기한 구성에 따른 본 발명의 작동 및 효과에 대해 살펴보기로 한다.Next will be a look at the operation and effect of the present invention according to the above configuration.

전체적인 구성이 도시된 도 1을 다시 참조하면, 사용자(피 교육자)는 전술한 구성으로 이루어진 본 발명의 교육용 발전장치를 이루는 각 구성요소들을 조립하여 도 1과 같은 하나의 발전 시스템을 구축한다. Referring back to FIG. 1, the overall configuration of which is illustrated, a user (trainee) builds one power generation system as shown in FIG. 1 by assembling each component of the educational power generation device of the present invention having the above-described configuration.

이 상태에서 연료 공급부의 전해조(20)에 전해질 예컨대, 물을 붓고 장치의 메인 스위치(미도시)를 온(ON) 시키면, 전해조(20) 내에 마련되어 있는 전해 구조체(22), 구체적으로는 전해 셀(26)의 전기, 화학적 반응에 수소측 수조(20a)와 산소측 수조(20b)에 수소(H2)와 산소(O2)가 발생되고, 이때 상기 전해조(20)는 투명하여 내부를 볼 수 있다. 때문에 사용자(피 교육자)는 수소와 산소(기포형태) 발생을 눈으로 직접 확인할 수 있다.In this state, when an electrolyte such as water is poured into the electrolytic cell 20 of the fuel supply unit and the main switch (not shown) of the apparatus is turned on, the electrolytic structure 22 provided in the electrolytic cell 20, specifically, the electrolytic cell Hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) are generated in the hydrogen-side water tank 20a and the oxygen-side water tank 20b in the electric and chemical reaction of 26, and the electrolytic cell 20 is transparent to see the inside. Can be. Therefore, the user (trainee) can directly check the generation of hydrogen and oxygen (bubble form).

산소측 수조(20b)에서 발생된 산소는 보충수 주입구(204)를 통해 외부에 배출되고, 수소측 수조(20a)에서 발생된 수소는 연료공급호스(5)를 통해 연료전지(1) 측으로 제공되어 전기 에너지 생성을 위한 반응연료로 이용된다. Oxygen generated in the oxygen-side water tank 20b is discharged to the outside through the supplemental water inlet 204, and hydrogen generated in the hydrogen-side water tank 20a is provided to the fuel cell 1 side through the fuel supply hose 5. It is used as a reaction fuel for generating electric energy.

상기와 같이 연료전지 측에 반응을 위한 연료 구체적으로, 수소가스가 공급되면, 외부에서 공급되는 공기와 상기 수소가스(도 3,4의 화살표 참조)에 의해 연료전지(1)에서는 화학적 산화·환원 반응에 의해 열과 전기 에너지가 발생되고, 그 중 전기 에너지는 전원선(6)을 통해 작동기재(3)에 입력되어 이 작동기재(3)에서 외부 일로 출력된다.Fuel for reaction on the fuel cell side as described above, when hydrogen gas is supplied, chemical oxidation and reduction in the fuel cell 1 by the air supplied from the outside and the hydrogen gas (see arrows in FIGS. 3 and 4). Heat and electrical energy are generated by the reaction, among which electrical energy is input to the working base material 3 through the power supply line 6 and output from the working base material 3 to external work.

상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 연료 발생을 위한 연료 공급부(2), 구체적으로 전해조(20)와, 전해조(20)로부터 제공된 연료를 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 연료전지(1)와, 연료전지(1)에서 발생된 전기 에너지의 육안 확인을 위해 전기 에너지를 외부 일로 출력하는 작동기재(3)가 하나의 베이스(4) 상에 마련된다. 따라서 수소 발생에서부터 전기 에너지 발생 및 그 에너지의 응용에 이르기까지의 일련된 과정이 하나의 통합장치에서 구현될 수 있다. 결과적으로, 전해조를 통한 수소 발생 및 연료전지를 통한 전기 에너지 발생과 그 이용에 대한 일련된 개념을 실질적으로 이해할 수 있도록 도움을 줄 수 있어서 교육의 성과를 높이는데 기여할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described above, a fuel supply unit 2 for generating fuel, specifically an electrolytic cell 20, a fuel cell 1 for generating electrical energy using the fuel provided from the electrolytic cell 20, In order to visually check the electrical energy generated by the fuel cell 1, an operating substrate 3 for outputting electrical energy to an external work is provided on one base 4. Thus, a series of processes from hydrogen generation to electrical energy generation and its application can be realized in one integrated device. As a result, it can help to practically understand a series of concepts about the generation of hydrogen through electrolyzers and the generation and use of electrical energy through fuel cells, thereby contributing to the achievement of education.

또한, 본 발명은 각각의 독립된 구성요소가 각기 분해/조립이 가능한 구조로 이루어져, 각 구성요소들의 유기적 결합을 통해 하나의 발전 시스템이 구축된다. 즉, 사용자(피 교육자)가 장치를 직접 조립하고 가동시킬 수 있다. 따라서 장치 구조 및 원리 이해에 대한 교육적인 목표를 극대화 할 수 있다. In addition, the present invention consists of a structure in which each independent component can be disassembled / assembled separately, and one power generation system is constructed through organic combination of each component. That is, the user (trainee) can assemble and operate the device directly. Therefore, the educational goal for understanding the device structure and principle can be maximized.

더욱이, 하나의 베이스 상에 장치가 구현됨에 따라 이동이 편리하고, 전체적으로 투명하여 교육용 뿐 아니라 홍보 전시용으로도 활용될 수 있다.Furthermore, as the device is implemented on a single base, the device is easy to move and transparent to the whole, and thus can be used not only for education but also for promotional display.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통 상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is made without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with ordinary knowledge in this field will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 수소 발생에서부터 전기 에너지 발생에 이르기까지의 일련된 과정이 하나의 통합장치에서 구현될 수 있다. 이에 따라, 연료전지와 수소 발생에 대한 신기술의 이해를 높이는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 장치 통합형으로서 이동이 편리한 이점이 있으며, 교육을 위한 기능성 뿐 아니라 전시를 위한 장식성을 동시에 충족시킬 수 있다. 따라서 교육을 위한 기자재 뿐 아니라 홍보 전시용으로 활용될 수 있다.As described above, in the present invention, a series of processes from hydrogen generation to electrical energy generation may be implemented in one integrated device. This can help to improve the understanding of new technologies for fuel cells and hydrogen generation. In addition, there is an advantage that the device is integrated, easy to move, and can meet not only functionality for education but also decoration for exhibition. Therefore, it can be used for promotional exhibitions as well as equipment for education.

Claims (13)

베이스;Base; 베이스 상에 장착되고 분해/조립이 가능한 연료전지;A fuel cell mounted on the base and capable of being disassembled / assembled; 연료전지에 연료를 공급하기 위해 베이스 상에 장착된 분해/조립이 가능한 연료 공급부; 및A disassembled / assembled fuel supply unit mounted on the base for supplying fuel to the fuel cell; And 베이스 상에 장착되고 연료전지와 전기적으로 연결되어 연료전지로부터 생성된 전기 에너지에 의해서 구동 또는 발광하는 작동기재;를 포함하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.And a working base mounted on the base and electrically connected to the fuel cell to drive or emit light by the electric energy generated from the fuel cell. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 연료전지는,The fuel cell, 막-전극 접합체와 확산판 그리고 집전판으로 이루어진 연료전지 셀을 내부에 수용하는 분해/조립이 가능한 단위전지 구조체; 및A unit cell structure capable of disassembling / assembling to accommodate a fuel cell consisting of a membrane-electrode assembly, a diffusion plate, and a current collector; And 단위전지 구조체 삽탈을 위한 장착공을 갖으며, 장착공은 연료 공급을 위한 입구를 통해 외부와 연통된 투명한 거치대;로 이루어져,It has a mounting hole for inserting and removing the unit cell structure, the mounting hole consists of a transparent cradle communicating with the outside through the inlet for fuel supply, 거치대에 연료전지 셀을 포함한 상기 단위전지 구조체를 임의 분해/조립할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.Educational power generation apparatus using a fuel cell and a water receiving tank, characterized in that the unit cell structure including a fuel cell in the cradle can be arbitrarily disassembled / assembled. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 단위전지 구조체는,The unit cell structure, 상기 연료전지 셀을 내부에 수용하고, 외부 공기 유입을 위한 통공을 폐쇄단 측 중앙에 갖으며, 씰링을 위한 오링을 그 외연에 갖는 원통형의 캡 너트와; A cylindrical cap nut accommodating the fuel cell therein, having a through hole for inflow of outside air at the center of the closed end side, and having an O-ring at its outer edge for sealing; 캡 너트와 나사 체결되어 하나의 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트와; A cylindrical cap bolt screwed with the cap nut to form a body; 연료전지 셀을 캡 너트 안쪽에 밀착 고정시키기 위해 상기 연료전지 셀과 캡 볼트 사이에 개입되는 링형상의 고정판;으로 구성됨을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치. And a ring-shaped fixing plate which is interposed between the fuel cell and the cap bolt to fix the fuel cell in close contact with the cap nut. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 연료전지 셀 및 고정판에는 상호 밀착 시 동일선상에서 서로 연통되는 정렬공이 각각 형성되고, 상기 정렬공을 동시에 관통하는 고정축을 통해 상기 연료전지 셀 및 고정판은 캡 너트 내부에서 정위치에 정렬됨을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.The fuel cell and the fixing plate are formed in the fuel cell and the fixing plate are in contact with each other on the same line when in close contact with each other, the fuel cell and the fixing plate is aligned in place in the cap nut through a fixed shaft through the alignment hole at the same time Educational power generation device using fuel cell and faucet tank. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 장착공의 폭은 단위전지 구조체의 두께보다 커서, 상기 장착공에는 연료전지 셀을 포함하는 상기 단위전지 구조체가 단수 또는 적어도 두 개 이상이 직렬 배치시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.The width of the mounting hole is greater than the thickness of the unit cell structure, the fuel cell and the water receiving tank, characterized in that the unit cell structure including a fuel cell cell can be arranged singularly or at least two or more in the mounting hole. Educational power generation device using. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 장착공에 연료전지 셀을 포함하는 단위전지 구조체가 한 개 장착된 경우, 외연에 오링이 설치된 마개로서 장착공의 일측 개구단이 폐쇄됨을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.When one unit cell structure including a fuel cell is mounted in the mounting hole, an opening end of one side of the mounting hole is closed as a stopper having an O-ring installed on the outer edge thereof. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 연료 공급부는,The fuel supply unit, 내부에 전해질을 수용하며 격벽을 통해 수소측 수조와 산소측 수조로 그 내부 공간이 분리 구획된 전해조와;An electrolytic cell accommodating the electrolyte therein and having an internal space separated into a hydrogen-side water tank and an oxygen-side water tank through a partition wall; 상기 격벽에 장착되고 전해질막과 확산판 그리고 전극으로 이루어진 전해 셀을 내부에 수용하는 분해/조립이 가능한 전해 구조체;로 구성됨을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.And an electrolytic structure mounted on the partition wall and capable of disassembling / assembling an electrolytic cell including an electrolyte membrane, a diffusion plate, and an electrode therein. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 수소측 수조와 산소측 수조 내에 전해질 수위가 항상 균형을 이룰 수 있도록, 전해조 바닥면과 접하는 상기 격벽 하단에는 통수구멍이 천공된 것을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.In order to ensure that the electrolyte level is always balanced in the hydrogen-side tank and the oxygen-side tank, an electric power generation device using the fuel cell and the water-receiving tank, characterized in that a water hole is perforated at the bottom of the partition wall in contact with the bottom of the electrolytic cell. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 전해조는 투명하여 그 내부를 볼 수 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치. The electrolytic cell is transparent and the power generation apparatus for education using a fuel cell and a water receiving tank, characterized in that the interior can be seen. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 전해 구조체는,The electrolytic structure, 상기 전해 셀을 내부에 수용하고, 통수를 위한 복수의 통공을 폐쇄단 측 중앙에 갖으며, 씰링을 위한 오링을 그 외연에 갖는 원통형의 캡 너트와; A cylindrical cap nut accommodating the electrolytic cell therein, having a plurality of through holes at the center of the closed end side, and having an O-ring at its outer edge for sealing; 캡 너트와 나사 체결되어 하나의 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트와; A cylindrical cap bolt screwed with the cap nut to form a body; 전해 셀을 캡 너트 안쪽에 밀착 고정시키기 위해 상기 전해 셀과 캡 볼트 사이에 개입되며 다수의 통공을 갖는 고정판;으로 구성됨을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치. And a fixed plate interposed between the electrolytic cell and the cap bolt to securely fix the electrolytic cell to the inside of the cap nut and having a plurality of through holes. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 작동기재는, 입력된 전기 에너지에 의해 작동되는 소형 전자 기기 또는 입력된 전기 에너지를 빛 에너지로 출력하는 수단 또는 입력된 전기 에너지를 기계적 운동에너지로 출력하는 수단인 것을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.The operating base may be a small electronic device operated by input electric energy, a means for outputting input electric energy as light energy, or a means for outputting input electric energy as mechanical kinetic energy, and Educational power generation device using an electrolytic cell. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 빛 에너지 출력수단은, LED 또는 전구인 것을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.The light energy output means is a power generation device for education using a fuel cell and a faucet tank, characterized in that the LED or bulb. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 기계적 출력수단은, 회전차를 갖는 모터인 것을 특징으로 하는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치.The mechanical output means is a power generator for education using a fuel cell and a water receiving tank, characterized in that the motor having a rotary difference.
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