KR101107072B1 - Fuel cell system and reformer - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부와, 이 수소 가스의 산화 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부를 구비한 개질기; 상기 수소 가스와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 상기 연료를 상기 개질 반응부로 공급하는 연료 공급원; 산소를 상기 일산화탄소 저감부 및 전기 발생부로 각각 공급하는 산소 공급원; 및 상기 개질 반응부로 공급되는 연료를 상기 일산화탄소 저감부로 순환시켜 상기 일산화탄소 저감부에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각장치를 포함한다.

Figure R1020040071656

연료전지, 스택, 전기발생부, 개질기, 개질반응부, 일산화탄소저감부, SR, PROX, 냉각장치, 패스부재

A fuel cell system according to the present invention includes a reforming reaction unit that generates hydrogen gas from a fuel containing hydrogen through a chemical catalytic reaction by thermal energy, and a carbon monoxide contained in the hydrogen gas through an oxidation reaction of the hydrogen gas. A reformer having at least one carbon monoxide reduction unit for reducing the concentration; At least one electricity generating unit generating electrical energy through an electrochemical reaction between the hydrogen gas and oxygen; A fuel supply source supplying the fuel to the reforming reaction unit; An oxygen source for supplying oxygen to the carbon monoxide reduction unit and the electricity generation unit, respectively; And a cooling device for circulating the fuel supplied to the reforming reaction unit to the carbon monoxide reduction unit to cool the heat generated in the carbon monoxide reduction unit.

Figure R1020040071656

Fuel cell, stack, electricity generation unit, reformer, reforming reaction unit, carbon monoxide reduction unit, SR, PROX, cooling device, pass member

Description

연료 전지 시스템 및 개질기 {FUEL CELL SYSTEM AND REFORMER}Fuel Cell System and Reformer {FUEL CELL SYSTEM AND REFORMER}

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 도 1에 도시한 개질기 구조를 나타내 보인 개략도이다.3 is a schematic view showing a reformer structure shown in FIG.

도 4는 도 3에 도시한 냉각장치 부위를 나타내 보인 사시도이다.4 is a perspective view showing a portion of the cooling device shown in FIG.

본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개질기의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a cooling device for a reformer.

알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 메탄올과 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와, 산소 또는 산소를 포함한 공기의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.As is known, a fuel cell is a power generation system that directly converts the chemical reaction energy of hydrogen contained in a hydrocarbon-based material such as methanol and oxygen or air containing oxygen into electrical energy.

상기 연료 전지는 메탄올 또는 에탄올 등을 개질하여 만들어진 수소를 연료로 사용하여 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 갖는다. The fuel cell uses hydrogen produced by reforming methanol or ethanol as a fuel, and has a wide range of applications such as mobile power supplies such as automobiles, distributed power supplies such as houses and public buildings, and small power supplies such as electronic devices. Have                         

이와 같은 연료 전지는 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. 그리고 개질기는 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 그 수소 가스를 스택으로 공급한다.Such a fuel cell 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 then reforms the fuel to generate hydrogen gas and supplies the hydrogen gas to the stack.

일반적인 연료 전지 시스템에 있어 상기 개질기는 열 에너지에 의한 개질 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부와, 상기 수소 가스와 산소의 산화 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 저감부로 구성된다.In a typical fuel cell system, the reformer includes a reforming reaction unit generating hydrogen gas from the fuel through a reforming catalytic reaction by thermal energy, and a concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas through an oxidation reaction between the hydrogen gas and oxygen. It consists of a carbon monoxide reduction unit to reduce the.

그러나 상기한 일산화탄소 저감부는 수소 가스와 산소의 산화 반응시 수소 가스와 공기의 발열 반응이 일어나므로, 상기한 발열 반응에 의해 발생되는 열과 수소 가스 자체의 열이 예를 들어 200℃를 초과하는 경우, 상기한 열에 의해 수소가 소비되어 버리는 메탄화 반응이 일어나 개질기의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.However, since the exothermic reaction of hydrogen gas and air occurs during the oxidation reaction of hydrogen gas and oxygen, the carbon monoxide reduction part is heat generated by the exothermic reaction and the heat of hydrogen gas itself exceeds, for example, 200 ° C. There is a problem in that a methanation reaction in which hydrogen is consumed by the above heat occurs to lower the efficiency of the reformer.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 연료 전지 시스템은, 냉각수를 일산화탄소 저감부로 공급하여 이 일산화탄소 저감부에서 발생하는 열을 냉각시키는 구조를 가지는 바, 일산화탄소 저감부를 거치면서 데워진 냉각수를 그대로 배수하여 실질적으로 상기 일산화탄소 저감부로부터 회수한 열을 버리게 되므로, 그 만큼의 에너지 손실을 유발하게 되는 문제점이 있다.In order to solve this problem, the conventional fuel cell system has a structure in which cooling water is supplied to the carbon monoxide reducing unit to cool the heat generated in the carbon monoxide reducing unit, and the coolant warmed through the carbon monoxide reducing unit is drained as it is. Since the heat recovered from the carbon monoxide reduction unit is discarded, there is a problem that causes energy loss.

또한 종래의 연료 전지 시스템은 별도의 예열장치를 이용하여 개질 반응부로 공급되는 연료를 예열하는 바, 상기 연료를 예열하는데 따른 에너지의 소모로 인해 전체적인 시스템의 성능 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the conventional fuel cell system preheats the fuel supplied to the reforming reaction unit by using a separate preheater, and there is a problem in that the performance efficiency of the overall system is reduced due to the consumption of energy for preheating the fuel.

본 발명은 상술한 문제점을 감안한 것으로서, 그 목적은 개질 반응부로 공급되는 연료를 이용하여 일산화탄소 저감부에서 발생하는 열을 냉각시키고, 이를 통해 연료를 예열할 수 있는 연료 전지 시스템을 제공하는 데 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 capable of preheating fuel by cooling heat generated in a carbon monoxide reduction unit using a fuel supplied to a reforming reaction unit.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 개질기는, 열 에너지에 의한 개질 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부; 상기 개질 반응부와 실질적으로 연결 설치되어 상기 수소 가스의 산화 반응을 통해 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부; 및 상기 개질 반응부로 공급되는 연료를 상기 일산화탄소 저감부로 순환시켜 상기 일산화탄소 저감부에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각장치를 포함한다.The reformer of the fuel cell system according to the present invention for achieving the above object, the reforming reaction unit for generating hydrogen gas from the fuel containing hydrogen through the reforming catalytic reaction by thermal energy; At least one carbon monoxide reduction unit substantially connected to the reforming reaction unit to reduce a concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas through an oxidation reaction of the hydrogen gas; And a cooling device for circulating the fuel supplied to the reforming reaction unit to the carbon monoxide reduction unit to cool the heat generated in the carbon monoxide reduction unit.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 개질기에 있어서, 상기 냉각장치는, 상기 일산화탄소 저감부의 몸체에 코일 형태로 접촉 설치되어 상기 연료를 통과시키고, 이 연료를 상기 개질 반응부로 공급하는 패스부재를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 몸체와 패스부재는 열전도성을 갖는 써스, 알루미늄, 구리, 철로 이루어지는 군에서 선택되는 재질로 형성될 수 있다.In the reformer of the fuel cell system according to the present invention, the cooling device may include a pass member installed in contact with the body of the carbon monoxide reducing unit in the form of a coil to pass the fuel and supply the fuel to the reforming reaction unit. have. In this case, the body and the pass member may be formed of a material selected from the group consisting of heat, aluminum, copper, iron having thermal conductivity.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 개질기는, 상기 개질 반응부와 연 결 설치되어 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 상기 열 에너지를 발생시키고, 이 열 에너지를 상기 개질 반응부에 제공하는 열원부를 포함할 수 있다.The reformer of the fuel cell system according to the present invention includes a heat source unit connected to the reforming reaction unit to generate the heat energy through an oxidation catalyst reaction of the fuel and providing the heat energy to the reforming reaction unit. can do.

아울러 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부와, 이 수소 가스의 산화 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부를 구비한 개질기; 상기 수소 가스와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부; 상기 연료를 상기 개질 반응부로 공급하는 연료 공급원; 산소를 상기 일산화탄소 저감부 및 전기 발생부로 각각 공급하는 산소 공급원; 및 상기 개질 반응부로 공급되는 연료를 상기 일산화탄소 저감부로 순환시켜 상기 일산화탄소 저감부에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각장치를 포함한다.In addition, the fuel cell system according to the present invention for achieving the above object, the reforming reaction unit for generating hydrogen gas from the fuel containing hydrogen through a chemical catalytic reaction by thermal energy, and the oxidation reaction of the hydrogen gas A reformer having at least one carbon monoxide reduction unit for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas; At least one electricity generating unit generating electrical energy through an electrochemical reaction between the hydrogen gas and oxygen; A fuel supply source supplying the fuel to the reforming reaction unit; An oxygen source for supplying oxygen to the carbon monoxide reduction unit and the electricity generation unit, respectively; And a cooling device for circulating the fuel supplied to the reforming reaction unit to the carbon monoxide reduction unit to cool the heat generated in the carbon monoxide reduction unit.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 냉각장치는, 상기 일산화탄소 저감부의 몸체에 코일 형태로 접촉 설치되어 상기 연료를 통과시키고, 이 연료를 상기 개질 반응부로 공급하는 패스부재를 포함할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the cooling device may include a pass member installed in contact with the body of the carbon monoxide reducing unit in the form of a coil to pass the fuel and supply the fuel to the reforming reaction unit.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 개질기는, 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 상기 열 에너지를 발생시키고, 이 열 에너지를 상기 개질 반응부에 제공하는 열원부를 포함한다.In the fuel cell system according to the present invention, the reformer includes a heat source unit for generating the heat energy through an oxidation-catalyzed reaction of the fuel and providing the heat energy to the reforming reaction unit.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 연료 공급원은, 상기 연료를 저장하는 제1 탱크; 물을 저장하는 제2 탱크; 및 상기 제1,2 탱크와 연 결 설치되는 연료 펌프를 포함할 수 있다.And a fuel cell system according to the present invention, wherein the fuel supply source comprises: a first tank for storing the fuel; A second tank for storing water; And it may include a fuel pump connected to the first and second tanks.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 제1,2 탱크와 상기 개질 반응부에 상기 패스부재를 연결 설치하는 것이 바람직하다.In addition, in the fuel cell system according to the present invention, it is preferable that the first and second tanks and the reforming reaction part are connected to each other to provide the pass member.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 산소 공급원은 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 개질 반응부 및 전기 발생부로 각각 공급하는 적어도 하나의 공기 펌프를 포함할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the oxygen supply source may include at least one air pump that sucks air and supplies the air to the reforming reaction unit and the electricity generating unit, respectively.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 전기 발생부가 복수로 구비되며, 이 전기 발생부의 적층 구조에 의한 스택을 형성할 수 있다.In addition, the fuel cell system according to the present invention is provided with a plurality of the electricity generating unit, it is possible to form a stack by the laminated structure of the electricity generating unit.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 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. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

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.

이러한 연료 전지 시스템(100)에 있어 전기를 발생시키기 위한 연료라 함은 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스 등과 같이 액상 또는 기체 상태로 이루어진 수소 연료를 의미한다. 그러나 이하에서 설명하는 연료는 편의상 액상으로 이루어진 연료라 정의하고, 이 액상의 연료와 물을 혼합 연료라고 정의한다.In the fuel cell system 100, the fuel for generating electricity refers to a hydrogen fuel formed in a liquid or gaseous state such as methanol, ethanol or natural gas. However, the fuel described below is defined as a fuel composed of a liquid phase for convenience, and the fuel and water of the liquid phase are defined as a mixed fuel.

그리고 본 시스템(100)은 상기 수소와 반응하는 산소로서 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 reacting with the hydrogen, 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 적어도 하나의 전기 발생부(11)를 구비한 스택(10)과, 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 includes a stack 10 having at least one electric generator 11 for generating electrical energy through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and as described above. A reformer 30 for generating hydrogen gas from the liquid fuel present and supplying the hydrogen gas to the electricity generating unit 11, a fuel supply source 50 for supplying the fuel to the reformer 30, and an oxygen reformer ( 30) and an oxygen supply source 70 for supplying the electricity generator 11, respectively.

상기 전기 발생부(11)는 막-전극 어셈블리(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 막-전극 어셈블리(12)는 양측에 애노드 전극과 캐소드 전극을 구비하며, 수소와 산소를 산화/환원 반응시키는 기능을 하게 된다. 그리고 세퍼레이터(16)는 막-전극 어셈블리(12)의 양측에 수소 가스와 산소를 공급하는 기체 통로를 형성하고, 상기 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 기능을 하게 된다.The electricity generating unit 11 forms a stack of minimum units for generating electricity by arranging the separators 16 on both sides thereof with the membrane-electrode assembly 12 at the center thereof. It is provided with to form a stack 10 of a laminated structure as in the present embodiment. The membrane-electrode assembly 12 includes an anode electrode and a cathode electrode at both sides, and functions to oxidize / reduce hydrogen and oxygen. The separator 16 functions as a conductor that forms a gas passage for supplying hydrogen gas and oxygen to both sides of the membrane-electrode assembly 12 and connects the anode electrode and the cathode electrode in series.

도면에 도시한 바와 같이, 상기 스택(10)의 최 외곽에는 상기한 복수의 전기 발생부(11)를 밀착시키는 가압 플레이트(13)가 위치할 수도 있다. 그러나 본 발명에 의한 스택(10)은 상기한 가압 플레이트(13)를 배제하고, 복수의 전기 발생부(11)의 최 외곽에 위치하는 세퍼레이터(16)가 상기 가압 플레이트의 역할을 대신하도록 구성할 수 있다. 또한 가압 플레이트(13)가 복수의 전기 발생부(11)를 밀착시키는 기능 외에, 세퍼레이터(16)의 고유한 기능을 갖도록 구성할 수도 있다.As shown in the figure, the outermost of the stack 10 may be a pressing plate 13 for contacting the plurality of electricity generating unit 11 in close contact. However, the stack 10 according to the present invention excludes the pressure plate 13 and the separator 16 positioned at the outermost portion of the plurality of electricity generating units 11 may be configured to take the role of the pressure plate. Can be. Moreover, the press plate 13 can be comprised so that it may have a function unique to the separator 16 in addition to the function which keeps the some electricity generation part 11 in close contact.

그리고 상기 가압 플레이트(13)에는 개질기(30)로부터 발생되는 수소 가스를 전기 발생부(11)로 공급하기 위한 제1 주입부(13a)와, 산소 공급원(40)으로부터 공급되는 공기를 전기 발생부(11)로 공급하기 위한 제2 주입부(13b)와, 막-전극 어셈블리(12)의 애노드 전극에서 반응하고 남은 수소 가스를 배출시키기 위한 제1 배출부(13c)와, 막-전극 어셈블리(12)의 캐소드 전극에서 수소와 산소의 결합 반응에 의해 생성된 수분을 함유한 미반응 공기를 배출시키기 위한 제2 배출부(13d)를 형성하고 있다.In addition, the pressurizing plate 13 includes a first injection unit 13a for supplying hydrogen gas generated from the reformer 30 to the electricity generating unit 11, and air supplied from the oxygen supply source 40. A second injection portion 13b for supplying to (11), a first discharge portion 13c for discharging hydrogen gas remaining after reacting at the anode electrode of the membrane-electrode assembly 12, and a membrane-electrode assembly ( In the cathode electrode of 12), a second discharge portion 13d for discharging the unreacted air containing water generated by the hydrogen-oxygen combined reaction is formed.

한편 본 발명에 적용되는 개질기(30)는 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 전술한 바 있는 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시킬 수 있는 구조로 이루어진다.Meanwhile, the reformer 30 applied to the present invention has a structure capable of generating hydrogen gas from the aforementioned mixed fuel through a chemical catalytic reaction by thermal energy and reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas. .

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. 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.                     

그리고 상기 산소 공급원(70)은 소정의 펌핑력으로 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 개질기(30) 및 전기 발생부(11)로 각각 공급하는 공기 펌프(71)를 포함하고 있다. 이 때 상기 공기 펌프(71)와 스택(10)의 제2 주입부(13b)는 관로 형태의 제7 공급라인(97)에 의해 연결 설치될 수 있다.The oxygen source 70 includes an air pump 71 that sucks air with a predetermined pumping force and supplies the air to the reformer 30 and the electricity generator 11, respectively. At this time, the air pump 71 and the second injection portion 13b of the stack 10 may be connected by a seventh supply line 97 in the form of a pipe.

도 3은 도 1에 도시한 개질기 구조를 나타내 보인 개략도이다.3 is a schematic view showing a reformer structure shown in FIG.

전술한 바 있는 개질기(30)의 구조를 도 1 및 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 의한 개질기(30)는 액상의 연료와 공기의 산화 촉매 반응을 통해 소정 온도의 열 에너지를 발생시키는 열원부(31)와, 상기 열 에너지에 의한 수증기 개질(Steam Reforming: SR) 촉매 반응을 통해 전술한 바 있는 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부(32)와, 상기 수소 가스의 산화 반응을 통해 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부(33)를 포함하고 있다.Looking at the structure of the reformer 30 described above with reference to Figures 1 and 3, the reformer 30 according to the present embodiment generates heat energy of a predetermined temperature through the oxidation catalyst reaction of the liquid fuel and air An oxidation reaction between the heat source unit 31, the reforming reaction unit 32 for generating hydrogen gas from the mixed fuel as described above through the steam reforming (SR) catalytic reaction by the thermal energy, and the hydrogen gas. At least one carbon monoxide reduction unit 33 for reducing the concentration of carbon monoxide contained in this hydrogen gas is included.

열원부(31)는 관로 형태의 제1 공급라인(91)에 의해 제1 탱크(51)와 연결 설치되고, 관로 형태의 제2 공급라인(92)에 의해 공기 펌프(71)와 연결 설치되어 액상의 연료와 공기를 통과시키는 몸체(31a)를 구비한다. 그리고 상기 몸체(31a)에는 상기 연료와 공기의 산화 반응을 촉진시켜 상기 열 에너지를 발생시키는 촉매층(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 이 때 상기 몸체(31a)는 도면에 도시한 바와 같이 액상의 연료와 공기의 흐름을 가능케 하는 채널(도시하지 않음)을 형성하고 있는 플레이트 형태로 구비되어 이 채널의 표면에 상기 촉매층을 코팅 형성하고 있다. 대안으로서 상기 몸체(31a)는 소정의 내부 공간을 갖는 원통 형태로 구비되어 상기 내부 공간에 촉매층 예컨대, 펠릿 형태로 충전되는 촉매 모듈 또는 허니콤(honey comb) 타입으로 이루어지는 촉매 모듈을 형성할 수도 있다.The heat source part 31 is connected to the first tank 51 by a first supply line 91 in the form of a pipe, and connected to the air pump 71 by the second supply line 92 in the form of a pipe. A body 31a for passing liquid fuel and air is provided. The body 31a is provided with a catalyst layer (not shown) which promotes an oxidation reaction of the fuel and air to generate the thermal energy. At this time, the body (31a) is provided in the form of a plate that forms a channel (not shown) to enable the flow of liquid fuel and air as shown in the drawing to form a coating of the catalyst layer on the surface of the channel have. Alternatively, the body 31a may be provided in a cylindrical form having a predetermined inner space to form a catalyst module or a honeycomb type catalyst module filled in the inner space with a catalyst layer, for example, pellets. .

개질 반응부(32)는 상기 열원부(31)로부터 발생되는 열 에너지를 흡열하여, 제1,2 탱크(51, 53)로부터 공급되는 혼합 연료의 수증기 개질 촉매 반응을 통해 상기 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시킨다. 이러한 개질 반응부(32)는 관로 형태의 제3 공급라인(93)에 의해 열원부(31)의 몸체(31a)와 연결 설치되고, 뒤에서 더욱 설명하는 패스부재(36)에 의해 제1,2 탱크(51, 53)와 연결 설치되는 몸체(32a)를 구비한다. 그리고 상기 몸체(32a)에는 상기 혼합 연료의 수증기 개질 반응을 촉진시켜 상기 수소 가스를 발생시키는 촉매층(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 이 때 상기 몸체(32a)는 도면에 도시한 바와 같이 혼합 연료의 흐름을 가능케 하는 채널(도시하지 않음)을 형성하고 있는 플레이트 형태로 구비되어 이 채널의 표면에 상기 촉매층을 코팅 형성하고 있다. 대안으로서 상기 몸체(32a)는 소정의 내부 공간을 갖는 원통 형태로 구비되어 상기 내부 공간에 촉매층 예컨대, 펠릿 형태로 충전되는 촉매 모듈 또는 허니콤(honey comb) 타입으로 이루어지는 촉매 모듈을 형성할 수도 있다.The reforming reaction unit 32 absorbs the heat energy generated from the heat source unit 31 and hydrogen gas from the mixed fuel through the steam reforming catalytic reaction of the mixed fuel supplied from the first and second tanks 51 and 53. Generates. The reforming reaction part 32 is connected to the body 31a of the heat source part 31 by a third supply line 93 in the form of a pipe, and is first and second by the pass member 36 described later. It is provided with a body (32a) that is connected to the tank (51, 53). The body 32a is provided with a catalyst layer (not shown) for promoting the steam reforming reaction of the mixed fuel to generate the hydrogen gas. At this time, the body 32a is provided in the form of a plate that forms a channel (not shown) to enable the flow of the mixed fuel, as shown in the figure to form a coating of the catalyst layer on the surface of the channel. Alternatively, the body 32a may be provided in a cylindrical form having a predetermined inner space to form a catalyst module or a honeycomb type catalyst module filled in the inner space with a catalyst layer, for example, pellets. .

일산화탄소 저감부(33)는 상기 개질 반응부(32)로부터 발생되는 수소 가스와 공기 펌프(71)로부터 공급되는 공기의 선택적 산화(Preferential CO Oxidation: PROX) 촉매 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시킨다. 이러한 일산화탄소 저감부(33)는 관로 형태의 제4 공급라인(94)에 의해 개질 반응부(32)의 몸체(32a)와 연결 설치되고, 관로 형태의 제5 공급라인(95)에 의해 공기 펌프(71)와 연결 설치되어 상기 수소 가스와 공기를 통과시키는 몸체(33a)를 구비한다. 그리고 상기 몸체(33a)에는 상기 수소 가스와 공기의 선택적 산화 반응을 촉진시켜 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 촉매층(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 이 때 상기 몸체(33a)는 도면에 도시한 바와 같이 상기 수소 가스와 공기의 흐름을 가능케 하는 채널(도시하지 않음)을 형성하고 있는 플레이트 형태로 구비되고, 이 채널의 표면에 상기 촉매층을 코팅 형성하고 있다. 대안으로서 상기 몸체(33a)는 소정의 내부 공간을 갖는 원통 형태로 구비되어 상기 내부 공간에 촉매층 예컨대, 펠릿 형태로 충전되는 촉매 모듈 또는 허니콤(honey comb) 타입으로 이루어지는 촉매 모듈을 형성할 수도 있다. 그리고 본 발명에 의한 상기 일산화탄소 저감부(33)는 도면에 도시한 바와 같이, 하나의 개소로 이루어지는 것에 국한되지 않고, 둘 이상의 개소로 구비될 수도 있다. 이 때 상기 일산화탄소 저감부(33)의 몸체(33a)와 스택(10)의 제1 주입부(13a)는 관로 형태의 제6 공급라인(96)에 의해 연결 설치되는 바, 일산화탄소 저감부(33)에 의해 일산화탄소의 농도가 저감된 수소 가스를 상기 스택(10)의 전기 발생부(11)로 공급할 수 있는 구조로 이루어진다. 그리고 상기한 일산화탄소 저감부(33)의 몸체(33a)는 열전도성을 갖는 써스, 알루미늄, 구리, 철 등으로 형성될 수 있다.Carbon monoxide reduction unit 33 is a carbon monoxide contained in the hydrogen gas through a selective reaction (Preferential CO Oxidation (PROX) PROX) catalytic reaction of the hydrogen gas generated from the reforming reaction unit 32 and the air pump 71 Reduce the concentration of The carbon monoxide reduction unit 33 is connected to the body 32a of the reforming reaction unit 32 by the fourth supply line 94 in the form of a pipe, and the air pump is provided by the fifth supply line 95 in the form of a pipe. It is provided with a body 71a connected to the 71 to allow the hydrogen gas and air to pass therethrough. The body 33a is provided with a catalyst layer (not shown) which promotes selective oxidation of the hydrogen gas and air to reduce the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas. At this time, the body 33a is provided in the form of a plate that forms a channel (not shown) to enable the flow of the hydrogen gas and air, as shown in the figure, the coating of the catalyst layer formed on the surface of the channel Doing. Alternatively, the body 33a may be provided in a cylindrical shape having a predetermined internal space to form a catalyst module made of a catalyst module or honey comb type in which the internal space is filled with a catalyst layer, for example, pellets. . And the carbon monoxide reduction unit 33 according to the present invention, as shown in the figure, is not limited to one consisting of, may be provided in two or more places. At this time, the body 33a of the carbon monoxide reduction unit 33 and the first injection portion 13a of the stack 10 are connected to each other by a sixth supply line 96 in the form of a pipe, and thus, the carbon monoxide reduction unit 33 ), A hydrogen gas having a reduced concentration of carbon monoxide can be supplied to the electricity generating unit 11 of the stack 10. The body 33a of the carbon monoxide reduction unit 33 may be formed of heat, aluminum, copper, iron, or the like having thermal conductivity.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템(100)의 작용시 일산화탄소 저감부(33)에서 반응하는 수소 가스와 공기의 선택적 산화 반응이 발열 반응이므로, 일산화탄소 저감부(33)에서는 수소 가스와 공기의 선택적 산화 반응에 필요한 온도 범위를 초과하는 열이 발생하게 된다. Since the selective oxidation reaction of hydrogen gas and air reacted in the carbon monoxide reduction unit 33 during the operation of the fuel cell system 100 according to the present invention configured as described above is an exothermic reaction, the carbon monoxide reduction unit 33 generates hydrogen gas and Heat is generated that exceeds the temperature range required for the selective oxidation of air.                     

이에 본 발명의 실시예에서는 개질 반응부(33)로 공급되는 비교적 온도가 낮은 혼합 연료를 일산화탄소 저감부(33)로 순환시켜 이 일산화탄소 저감부(33)에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각장치(35)를 포함하고 있다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, the cooling device 35 for cooling the heat generated in the carbon monoxide reduction unit 33 by circulating the mixed fuel having a relatively low temperature supplied to the reforming reaction unit 33 to the carbon monoxide reduction unit 33. ) Is included.

도 4는 도 3에 도시한 냉각장치 부위를 나타내 보인 사시도이다.4 is a perspective view showing a portion of the cooling device shown in FIG.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 상기 냉각장치(35)는 상기한 혼합 연료를 일산화탄소 저감부(33)로 순환시키기 위해 제1,2 탱크(51, 53)와 개질 반응부(32)의 몸체(32a)에 연결 설치되는 관로 형태의 패스부재(36)를 구비한다.1 to 4, the cooling device 35 according to the present embodiment includes first and second tanks 51 and 53 and a reforming reaction part for circulating the mixed fuel to the carbon monoxide reduction part 33. It includes a passage member 36 in the form of a pipe connected to the body 32a of the (32).

상기 패스부재(36)는 일산화탄소 저감부(33)의 몸체(33a)에 접촉 설치되어 상기 혼합 연료를 통과시키고, 이 혼합 연료를 개질 반응부(32)의 몸체(32a)로 공급하기 위한 것이다.The pass member 36 is installed in contact with the body 33a of the carbon monoxide reducing unit 33 to allow the mixed fuel to pass therethrough, and to supply the mixed fuel to the body 32a of the reforming reaction unit 32.

구체적으로, 상기 패스부재(36)는 상기 몸체(33a)의 외주면에 대하여 코일 형태로 감긴 구조로 이루어진다. 이 때 상기한 패스부재(36)는 일산화탄소 저감부(33)의 몸체(33a)와 같이 열전도성을 갖는 써스, 알루미늄, 구리, 철 등으로 형성될 수 있다.Specifically, the pass member 36 has a structure wound in a coil shape with respect to the outer circumferential surface of the body 33a. In this case, the pass member 36 may be formed of heat, aluminum, copper, iron, or the like having a thermal conductivity, such as the body 33a of the carbon monoxide reducing unit 33.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the fuel cell system according to an embodiment of the present invention configured as described above in detail as follows.

우선, 본 시스템(100)의 초기 기동시, 연료 펌프(55)를 가동시켜 제1 탱크(51)에 저장된 액상의 연료를 제1 공급라인(91)을 통해 열원부(31)로 공급한다.First, when the system 100 is initially started, the fuel pump 55 is operated to supply liquid fuel stored in the first tank 51 to the heat source part 31 through the first supply line 91.

이와 동시에, 공기 펌프(71)를 가동시켜 공기를 제2 공급라인(92)을 통해 상기 열원부(31)로 공급한다. 그러면 상기 열원부(31)에서는 촉매층에 의한 액상의 연료와 공기의 산화 반응을 통해 소정 온도의 반응열을 발생시킨다. 이 때 상기 산화 촉매 반응에 의해 발생되는 액상의 연료와 공기의 연소 가스는 상기한 반응열과 함께 제3 공급라인(93)을 통해 개질 반응부(32)로 공급된다.At the same time, the air pump 71 is operated to supply air to the heat source part 31 through the second supply line 92. Then, the heat source unit 31 generates heat of reaction at a predetermined temperature through an oxidation reaction between the liquid fuel and the air by the catalyst layer. At this time, the combustion gas of the liquid fuel and air generated by the oxidation catalyst reaction is supplied to the reforming reaction unit 32 through the third supply line 93 together with the reaction heat.

이어서, 상기 연료 펌프(55)의 구동에 의하여 제1 탱크(51)에 저장된 액상의 연료와 제2 탱크(53)에 저장된 물을 패스부재(36)를 통해 개질 반응부(32)로 공급한다. 그러면 상기 액상의 연료와 물의 혼합 연료는 개질 반응부(32)에서 상기한 반응열을 흡열하게 된다. 따라서 상기 개질 반응부(32)에서는 촉매층에 의한 혼합 연료의 개질 반응을 통해 이 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시킨다. 즉, 상기 개질 반응부(32)는 수증기 개질 촉매 반응을 통한 연료의 분해 반응이 진행되어 이산화탄소와 수소를 함유하고 있는 수소 가스를 생성하게 된다. 이 때 상기 개질 반응부(32)에서는 부(副) 생성물로서의 일산화탄소가 미량 함유된 수소 가스를 생성하게 된다.Subsequently, the fuel of the liquid phase stored in the first tank 51 and the water stored in the second tank 53 are supplied to the reforming reaction part 32 through the pass member 36 by driving the fuel pump 55. . Then, the mixed fuel of the liquid fuel and water absorbs the reaction heat in the reforming reaction unit 32. Therefore, the reforming reaction unit 32 generates hydrogen gas from the mixed fuel through the reforming reaction of the mixed fuel by the catalyst layer. In other words, the reforming reaction unit 32 generates a hydrogen gas containing carbon dioxide and hydrogen through a decomposition reaction of the fuel through a steam reforming catalytic reaction. At this time, the reforming reaction unit 32 generates hydrogen gas containing a trace amount of carbon monoxide as a minor product.

다음, 상기 일산화탄소를 함유하고 있는 수소 가스를 제4 공급라인(94)을 통해 일산화탄소 저감부(33)로 공급한다. 이와 동시에, 공기 펌프(71)의 구동에 의하여 공기를 제5 공급라인(95)을 통해 상기 일산화탄소 저감부(33)로 공급한다. 그러면 상기 일산화탄소 저감부(33)에서는 촉매층에 의한 수소 가스와 공기의 선택적 산화 반응을 통해 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시킨다.Next, the hydrogen gas containing the carbon monoxide is supplied to the carbon monoxide reduction unit 33 through the fourth supply line 94. At the same time, the air is supplied to the carbon monoxide reduction unit 33 through the fifth supply line 95 by driving the air pump 71. Then, the carbon monoxide reduction unit 33 reduces the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas through the selective oxidation reaction of hydrogen gas and air by the catalyst layer.

이어서, 상기 수소 가스를 제6 공급라인(96)을 통해 스택(10)의 제1 주입부(13a)로 공급하고, 상기 공기 펌프(71)의 구동에 의하여 공기를 제7 공급라인(97)을 통해 스택(10)의 제2 주입부(13b)로 공급한다. Subsequently, the hydrogen gas is supplied to the first injection part 13a of the stack 10 through the sixth supply line 96, and air is driven by the air pump 71 to supply the seventh supply line 97. Through the supply to the second injection portion (13b) of the stack (10).                     

따라서 상기 수소 가스는 세퍼레이터(16)를 통하여 막-전극 어셈블리(12)의 애노드 전극으로 공급된다. 그리고 공기는 세퍼레이터(16)를 통하여 막-전극 어셈블리(12)의 캐소드 전극으로 공급된다.Thus, the hydrogen gas is supplied to the anode electrode of the membrane-electrode assembly 12 through the separator 16. Air is then supplied to the cathode of the membrane-electrode assembly 12 through the separator 16.

이로써 애노드 전극에서는 산화 반응을 통해 수소 가스를 전자와 프로톤(수소이온)으로 분해한다. 그리고 프로톤이 전해질막을 통하여 캐소드 전극으로 이동하고, 전자는 전해질막을 통하여 이동되지 못하고 세퍼레이터(16)를 통해 이웃하는 막-전극 어셈블리(12)의 캐소드 전극으로 이동하게 되는데 이 때 전자의 흐름으로 전류를 발생시키고, 부수적으로 열과 물을 발생시킨다.As a result, the anode decomposes hydrogen gas into electrons and protons (hydrogen ions) through an oxidation reaction. The proton moves to the cathode electrode through the electrolyte membrane, and the electrons do not move through the electrolyte membrane but move to the cathode electrode of the neighboring membrane-electrode assembly 12 through the separator 16. Heat and water incidentally.

상기와 같은 본 시스템(100)의 초기 기동 과정을 거치는 동안, 일산화탄소 저감부(33)에서는 수소 가스와 산소의 산화 반응에 필요한 온도 범위를 초과하는 열이 발생하게 된다.During the initial start-up of the system 100 as described above, the carbon monoxide reduction unit 33 generates heat exceeding the temperature range required for the oxidation reaction of hydrogen gas and oxygen.

이 후에서는 본 실시예에 의한 연료 전지 시스템(100)의 본격적인 운전 과정을 설명하는 것으로, 연료 펌프(55)의 구동에 의하여 제1 탱크(51)에 저장된 액상의 연료와 제2 탱크(53)에 저장된 물을 패스부재(36)로 공급한다. 그러면 상기 패스부재(36)가 일산화탄소 저감부(33)의 몸체(33a)에 코일 형태로 감긴 구조로 이루어지고 있기 때문에, 비교적 낮은 온도의 혼합 연료가 패스부재(36)를 통과하면서 상기 몸체(33a)에서 발생하는 열을 냉각시킨다. 그리고 상기 혼합 연료는 몸체(33a)로부터 발생하는 열을 흡열한 하여 소정 온도로 예열된 상태에서 상기 패스부재(36)를 통해 개질 반응부(32)로 공급된다. 이 때 열원부(31)에서는 액상의 연료와 공기를 계속적으로 공급받아 이 연료와 공기의 산화 촉매 반응을 통해 열 에너 지를 계속적으로 발생시키고 있다.Hereinafter, a full-scale operation of the fuel cell system 100 according to the present embodiment will be described. The liquid fuel and the second tank 53 stored in the first tank 51 by the fuel pump 55 are driven. The water stored in the supply to the pass member (36). Then, since the pass member 36 is formed in a coil wound around the body 33a of the carbon monoxide reducing portion 33, the mixed fuel having a relatively low temperature passes through the pass member 36 and the body 33a. Cool the heat generated from The mixed fuel absorbs heat generated from the body 33a and is supplied to the reforming reaction part 32 through the pass member 36 in a state of being preheated to a predetermined temperature. At this time, the heat source unit 31 continuously receives the liquid fuel and air and continuously generates thermal energy through an oxidation catalyst reaction of the fuel and air.

본 실시예에 의한 연료 전지 시스템(100)의 나머지 동작은 전술한 바와 같은 초기 기동 과정과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since the rest of the operation of the fuel cell system 100 according to the present embodiment is the same as the initial start-up process as described above, a detailed description thereof will be omitted.

따라서 상기 연료 전지 시스템(100)은 이와 같은 일련의 반복적인 동작에 의해 연료 공급원(50)으로부터 공급되는 혼합 연료를 일산화탄소 저감부(33)로 순환시켜 이 일산화탄소 저감부(33)에서 발생하는 열을 냉각시키고, 상기 일산화탄소 저감부(33)를 냉각하면서 예열된 혼합 연료를 개질 반응부(32)로 공급할 수 있게 된다.Therefore, the fuel cell system 100 circulates the mixed fuel supplied from the fuel supply source 50 to the carbon monoxide reduction unit 33 by the series of repetitive operations such as the heat generated by the carbon monoxide reduction unit 33. After cooling, the pre-heated mixed fuel can be supplied to the reforming reaction unit 32 while cooling the carbon monoxide reduction unit 33.

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, 개질 반응부로 공급되는 비교적 낮은 온도의 혼합 연료를 일산화탄소 저감부로 순환시켜 이 일산화탄소 저감부에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있으므로, 일산화탄소 저감부의 과도한 열에 의해 수소가 소모되어 버리는 메탄화 반응을 억제하여 개질기의 효율을 향상시킬 수 있다.According to the fuel cell system according to the present invention, since the mixed fuel of a relatively low temperature supplied to the reforming reaction unit can be circulated to the carbon monoxide reducing unit to cool the heat generated in the carbon monoxide reducing unit, hydrogen is consumed by excessive heat of the carbon monoxide reducing unit. It is possible to suppress the methanation reaction that has become, thereby improving the efficiency of the reformer.

또한 본 발명의 연료 전지 시스템에 의하면, 일산화탄소 저감부를 냉각하면서 데워진 연료를 개질 반응부로 공급할 수 있는 냉각장치를 구비하므로, 종래의 수냉식 냉각장치와 같이 일산화탄소 저감부를 냉각하면서 손실되는 열에너지를 줄 일 수 있다.In addition, according to the fuel cell system of the present invention, since the cooling unit capable of supplying the fuel heated while cooling the carbon monoxide reducing unit to the reforming reaction unit, the heat energy lost while cooling the carbon monoxide reducing unit as in the conventional water-cooling cooling unit can be reduced. .

또한 개질 반응부로 공급되는 연료를 별도로 예열할 필요가 없으므로, 연료의 예열에 필요한 열 부하를 줄여 에너지의 손실을 막고, 전체적인 시스템의 효율 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, since the fuel supplied to the reforming reaction unit does not need to be preheated separately, the heat load required for preheating the fuel can be reduced to prevent energy loss and further improve the efficiency and performance of the overall system.

Claims (11)

열 에너지에 의한 개질 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부;A reforming reaction unit generating hydrogen gas from a fuel containing hydrogen through a reforming catalytic reaction by thermal energy; 상기 개질 반응부와 연결 설치되어 상기 수소 가스의 산화 반응을 통해 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부; 및At least one carbon monoxide reduction unit connected to the reforming reaction unit to reduce a concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas through an oxidation reaction of the hydrogen gas; And 상기 개질 반응부로 공급되는 연료를 상기 일산화탄소 저감부로 순환시켜 상기 일산화탄소 저감부에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각장치Cooling apparatus for circulating the fuel supplied to the reforming reaction unit to the carbon monoxide reducing unit to cool the heat generated in the carbon monoxide reducing unit 를 포함하며,Including; 상기 냉각장치는 상기 일산화탄소 저감부의 몸체에 코일 형태로 접촉 설치되어 상기 연료를 통과시키고, 이 연료를 상기 개질 반응부로 공급하는 패스부재를 포함하는 연료 전지 시스템의 개질기.The cooling device is a reformer of a fuel cell system including a passage member installed in contact with the body of the carbon monoxide reduction portion in the form of a coil to pass the fuel, and supply the fuel to the reforming reaction unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 패스부재에는 액상의 연료와 물이 혼합된 혼합 연료가 공급되는 연료 전지 시스템의 개질기.The path member is a reformer of a fuel cell system supplied with a mixed fuel of a liquid fuel and water. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 몸체와 패스부재가 열전도성을 갖는 써스, 알루미늄, 구리, 철로 이루어지는 군에서 선택되는 재질로 형성되는 연료 전지 시스템의 개질기.A reformer of a fuel cell system, wherein the body and the pass member are formed of a material selected from the group consisting of heat, aluminum, copper, and iron having thermal conductivity. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개질 반응부와 연결 설치되어 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 상기 열 에너지를 발생시키고, 이 열 에너지를 상기 개질 반응부에 제공하는 열원부를 포함하는 연료 전지 시스템의 개질기.And a heat source unit connected to the reforming reaction unit to generate the heat energy through an oxidation-catalyzed reaction of the fuel and providing the heat energy to the reforming reaction unit. 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 개질 반응부와, 이 수소 가스의 산화 반응을 통해 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 적어도 하나의 일산화탄소 저감부를 구비한 개질기;Reforming reaction unit for generating hydrogen gas from the hydrogen-containing fuel through a chemical catalytic reaction by thermal energy, and at least one carbon monoxide reduction to reduce the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas through the oxidation reaction of the hydrogen gas A reformer having a portion; 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 연료를 상기 개질 반응부로 공급하는 연료 공급원;A fuel supply source supplying the fuel to the reforming reaction unit; 산소를 상기 일산화탄소 저감부 및 전기 발생부로 각각 공급하는 산소 공급원; 및An oxygen source for supplying oxygen to the carbon monoxide reduction unit and the electricity generation unit, respectively; And 상기 개질 반응부로 공급되는 연료를 상기 일산화탄소 저감부로 순환시켜 상기 일산화탄소 저감부에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각장치Cooling apparatus for circulating the fuel supplied to the reforming reaction unit to the carbon monoxide reducing unit to cool the heat generated in the carbon monoxide reducing unit 를 포함하며,Including; 상기 냉각장치는 상기 일산화탄소 저감부의 몸체에 코일 형태로 접촉 설치되어 상기 연료를 통과시키고, 이 연료를 상기 개질 반응부로 공급하는 패스부재를 포함하는 연료 전지 시스템.The cooling device is a fuel cell system including a passage member which is installed in contact with the body of the carbon monoxide reducing unit in the form of a coil to pass the fuel, and supplies the fuel to the reforming reaction unit. 삭제delete 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 개질기는,The reformer, 상기 연료의 산화 촉매 반응을 통해 상기 열 에너지를 발생시키고, 이 열 에너지를 상기 개질 반응부에 제공하는 열원부를 포함하는 연료 전지 시스템.And a heat source unit generating the heat energy through an oxidation catalytic reaction of the fuel and providing the heat energy to the reforming reaction unit. 삭제delete 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 연료 공급원은,The fuel supply source, 상기 연료를 저장하는 제1 탱크;A first tank for storing the fuel; 물을 저장하는 제2 탱크; 및A second tank for storing water; And 상기 제1,2 탱크와 연결 설치되는 연료 펌프를 포함하고,It includes a fuel pump connected to the first and second tanks, 상기 제1,2 탱크와 상기 개질 반응부에 상기 패스부재를 연결 설치하여 상기 패스부재로 연료와 물이 혼합된 혼합 연료가 공급되는 연료 전지 시스템.And a passage member connected to the first and second tanks and the reforming reaction unit to supply a mixed fuel in which fuel and water are mixed to the passage member. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 산소 공급원은 공기를 흡입하여 이 공기를 상기 개질 반응부 및 전기 발생부로 각각 공급하는 적어도 하나의 공기 펌프를 포함하는 연료 전지 시스템.And the oxygen source includes at least one air pump that sucks air and supplies the air to the reforming reaction unit and the electricity generating unit, respectively. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전기 발생부가 복수로 구비되며, 이 전기 발생부의 적층 구조에 의한 스택을 형성하는 연료 전지 시스템.A fuel cell system comprising a plurality of said electricity generating parts, and forming a stack by the laminated structure of this electricity generating parts.
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