[go: up one dir, main page]

KR101409303B1 - 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법 - Google Patents

수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101409303B1
KR101409303B1 KR1020087020348A KR20087020348A KR101409303B1 KR 101409303 B1 KR101409303 B1 KR 101409303B1 KR 1020087020348 A KR1020087020348 A KR 1020087020348A KR 20087020348 A KR20087020348 A KR 20087020348A KR 101409303 B1 KR101409303 B1 KR 101409303B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
fuel cell
pressure
anode
supplying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020087020348A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080094924A (ko
Inventor
조르그 지머만
조이 로버츠
제레미 쉬루튼
Original Assignee
소시에떼 비아이씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소시에떼 비아이씨 filed Critical 소시에떼 비아이씨
Publication of KR20080094924A publication Critical patent/KR20080094924A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101409303B1 publication Critical patent/KR101409303B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04104—Regulation of differential pressures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2418—Grouping by arranging unit cells in a plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 수동적, 통기성 연료 전지 시스템의 가동 방법에 관한 것이다. 일 구현예에서, 본 발명의 시스템은 하나 이상의 연료 전지, 및 연료 공급부에 연결된 폐쇄된 연료 플레넘을 포함한다. 상기 방법의 몇몇 구현예에서, 연료 전지 캐소드는 주변 공기에 노출되고, 연료는 주변 공기의 압력보다 높은 압력으로 연료 플레넘을 통해 애노드로 공급된다.
연료 전지 시스템, 연료 플레넘, 연료 공급부, 금속 수소화물

Description

수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법 {METHOD FOR OPERATING FUEL CELLS WITH PASSIVE REACTANT SUPPLY}
본 발명의 우선권
본 출원은 35 U.S.C. §119(e)에 의거하여 2006년 1월 25일에 출원된 미국특허 가출원 제60/743,173호를 우선권으로 주장하며, 상기 특허문헌은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 발명은 연료 전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폐쇄형 연료 공급 시스템을 가진 수동적(passive), 통기성(air-breathing) 연료 전지의 가동 방법에 관한 것이다. 상기 방법의 실시예를 이용하여 가동 시간을 연장하고 높은 연료 활용성을 달성할 수 있다.
저작권
본 특허문헌의 개시내용 중 일부는 저작권 보호를 받는 대상을 포함한다. 저작권 보유자는 임의 개인에 의한 상기 특허문헌 또는 특허 개시내용의 팩시밀리 복사에 대해서는 그것이 특허상표청 특허 파일 또는 기록에 나타나 있음에 비추어 거부하지 않지만, 그 밖에는 어떠한 경우에도 모든 저작권을 가진다. 다음의 고지는 이하에 기재된 소프트웨어 및 데이터 및 본 서류의 일부를 형성하는 도면에 적 용된다: 2005년도 저작권의 모든 권리는 Angstrom Power Inc.가 보유함.
전기화학적 연료 전지는 연료 및 산화제를 전기로 변환한다. 고체 폴리머 전기화학적 연료 전지는 일반적으로 이온교환 멤브레인 또는 2개의 전극, 즉 애노드와 캐소드 사이에 설치된 몇 가지 다른 종류의 고체 폴리머 전해질을 활용하며, 그 각각은 원하는 전기화학적 반응을 유도하기 위한 촉매의 층을 포함한다. 종래의 수소 연료 전지 시스템의 실시예를 도 1에 참조번호 10으로 개략적으로 나타낸다. 상기 시스템은 애노드(12)와 수소 가스 입구(14), 및 캐소드(18)와 공기 입구(20)를 포함한다. 수소 가스는 입구(14)에서 연료 전지에 유입되고, 애노드(12)에서 산화되어 양성자(16)와 전자(17)를 형성한다. 보통 공기로부터 얻어지는 산소는 캐소드(18)에서 환원되어 물(22)을 형성한다. 상기 연료 전지 시스템은 또한 애노드(12)로부터 캐소드(18)로의 양성자의 통로를 위한 양성자 교환 멤브레인(24)을 포함한다. 멤브레인(24)은 수소 이온을 안내할 뿐 아니라 산화물 스트림(stream)으로부터 수소 연료 스트림을 분리시킨다. 종래의 연료 전지는 또한 산화제 및 연료용 출구(24, 26)를 각각 포함한다.
많은 종래의 연료 전지에서, 전기전도성 반응제 유동 필드 플레이트(flow field plate)를 이용하여, 가압될 수 있는 반응제 스트림을 반응제 스트림 입구와 출구 사이로 애노드와 캐소드를 가로질러 흐르도록 인도한다. 그러한 반응제 유동 필드 플레이트는 전형적으로 일면 또는 양면에 형성된 하나 이상의 유동 통로 또는 채널을 가진다. 유체 유동 필드 플레이트는 집전기로서 작용하여, 전극을 지지하 고, 연료 및 산화물에 대해 각각의 애노드 및 캐소드 표면으로의 접근 채널 또는 통로를 제공하며, 전지를 가동하는 동안 형성되는 물과 같은 반응 생성물을 제거하기 위한 통로를 제공한다.
전극 전체에 반응제가 충분히 공급되지 않으면 연료 전지의 성능은 현저히 저하될 수 있다. 따라서, 종래의 연료 전지에서는 전극에 적절한 공급을 보장하기 위해 연료 전지에 과량의 반응제를 제공하는 것이 통상적이었다. 애노드 전극의 경우에, 이것은 일반적으로 귀중한 연료를 낭비하는 것이며, 공급된 연료량 대비 전력 생성에 실제로 소비된 연료량의 비인 연료 활용도를 저하시킨다. 이상적으로는, 연료 전지에 공급된 모든 연료가 전력 생성에 사용되는 것이다(연료 활용도 1 또는 100%).
몇몇 연료 전지는 반응제 활용도를 증가시키려는 시도로 반응제측의 한쪽 또는 양쪽에서 폐쇄 모드로 가동하도록 설계된다. 이러한 상황에서, 폐쇄측에서 사용되는 반응제는 일반적으로 실질적으로 순수하다. 그러나, 그러한 시스템과 관련된 문제 중 하나는, 애노드에서 축적되어 국소적 연료 농도를 희석시키는 경향이 있는 비반응성 성분의 누적이다. 전력 요구량을 유지하는 데 필요한 연료 공급이(국소적으로 시스템에서의 특별한 연료 전지 내에서 조차) 이용될 수 없는 경우, 연료 전지 시스템은 전반적 또는 국소적 연료 고갈(fuel starvation)을 겪을 수 있다. 연료 고갈은 연료 전지에 대해 영구적, 회복불능의 재료 손상을 야기하여 성능의 저하 또는 궁극적인 시스템의 고장을 초래할 수 있다.
폐쇄 연료 시스템의 애노드에서 누적되기 쉬운 비반응성 성분의 소스로는 여 러 가지가 있다. 그중 하나는 연료 스트림 자체의 불순물이며- 연료가 다른 성분들의 농도가 매우 낮은 실질적으로 순수한 것이더라도, 이들 불순물은 폐쇄 시스템에서 시간이 지남에 따라 축적되기 쉽다. 또한, 캐소드에서 생성된 물과 공기로부터의 질소(통기형 구조에서)는 전해질을 가로질러 애노드에서 누적되기 쉽다.
전형적인 해법은, 폐쇄 시스템 가동시 애노드에서 축적될 수 있는 비반응성 성분의 누적물을 주기적으로 배출시키기 위한 퍼지 밸브(purge valve)(폐쇄 시스템 가동시 정상적으로 폐쇄되어 있음)를 연료 통로 중 어딘가에 설치하는 것이다. 종래의 연료 전지 퍼지 시스템에서, 퍼지 밸브는, 예를 들면 수작업으로 또는 규칙적인 고정된 시간 간격으로, 또는 모니터된 파라미터에 응답하여 수시로 개방된다. 이와는 달리, 비반응성 성분의 누적을 방지하기 위해 반응제의 연속적인 소형 벤트(vent)를 사용할 수도 있다. 연료 전지 시스템을 통한 반응제 유동 통로는, 비반응성 성분이 어셈블리내의 각각의 전지의 출구 영역에서가 아니라 연료 전지 어셈블리의 단 하나 또는 몇 개의 연료 전지에서 먼저 누적되기 쉬운 구조로 만들어질 수 있다.
그러한 시스템은 진정으로 데드-엔드(dead-end)되지 않고, 퍼징이나 연속적 벤트가 폐쇄된 연료 공급 시스템을 가진 연료 전지의 성능을 개선할 수는 있지만, 귀중한 연료를 낭비시키고, 결과적으로 연료 활용도를 저하시킨다. 또한, 시스템에 대한 기생 부하(parasitic load)를 증가시키고, 퍼징 장치가 필요할 경우에는 복잡성을 증대시킨다. 그뿐 아니라, 주변 환경으로의 수소의 방출은 바람직하지 않을 수 있다.
이하의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 이루어지며, 상기 도면은 상세한 설명의 일부를 이룬다. 예로서, 도면은 본 발명을 실시할 수 있는 특정한 구현예들을 나타낸다. 이들 구현예는, 여기서 "실시예"라고도 지칭되는 것으로, 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 구체적으로 설명된다. 구현예들은 조합될 수 있고, 다른 구현예들이 활용될 수 있으며, 또는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구조적, 논리적 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 제한적인 의미로 해설되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위 및 그의 등가물에 의해 정해진다.
본 명세서에서, "하나의"라는 용어는 하나 또는 하나 이상을 포함하는 의미로 사용되며, "또는"이라는 용어는 배타적이 아닌 것임을, 또는 달리 지적되지 않는 한을 의미하는 것으로 사용된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 문구나 용어는 달리 한정되지 않는 한, 단지 설명을 목적으로 하는 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에서 인용하는 모든 출판물, 특허 및 특허문헌은, 개별적으로 원용되어 포함되더라도, 그 전체가 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 본 명세서와 상기 원용에 의해 포함된 문헌 사이에 모순이 있는 경우, 포함된 원용문의 사용은 본 명세서를 보충하는 것으로 간주되어야 하며; 양립되지 않는 모순에 있어서, 본 명세서에서의 그러한 사용은 억제된다.
본 발명의 상세한 구현예가 개시되지만, 개시된 구현예는 단지 다양한 다른 형태로 구현될 수 있는 본 발명을 예시하는 것임을 이해해야 한다. 여기에 개시된 특정한 구조적, 기능적 상세사항은 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 단지 연료 전지 가동 구현예를 다양하게 활용하도록 당업자를 교시하기 위한 토대로서 해석되어야 한다. 도면 전체에 걸쳐, 동일한 부재에는 동일한 번호가 부여된다. 본 명세서에 기재된 연료 전지 가동 방법의 구현예들은, 수송 용도, 휴대용 전력 공급원, 가정용 및 상업용 발전, 대형 발전, 소형 발전 시스템을 포함하는 일반적인 연료 전지 발전, 및 그러한 시스템을 이용함으로써 혜택을 받는 임의의 다른 응용분야에 적용된다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 구현예는 폐쇄된 연료 공급부를 가진 수동적, 통기성 연료 전지의 가동 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용하는 "수동적"이라는 용어는 외부의 기계적 동력을 활용하지 않은 반응제의 유동을 의미한다. 예를 들면, 반응제의 유동은 확산 또는 압력 구배의 차에 의해 초래될 수 있다. 연료 전지 시스템에서의 수동적 가동 하에, 반응제의 압력은, 예를 들면, 조절되거나, 조정되거나, 변동될 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 "데드 엔디드"라 함은, 연료가 연료 전지를 통해 재순환되지 않거나, 연료 공급부로부터 실질적으로 고갈/방출/제거되는, 연료 전지 또는 연료 전지 시스템을 의미한다. 예를 들면, 연료 공급원으로부터 하나 이상의 연료 전지로 이송되는 모든 연료는 시스템으로부터 확산되지 않고 연료 전지 반응에 의해 소비된다. 데드 엔디드 가동에 있어서, 연료 전지 또는 연료 전지 시스템은, 예를 들어, 폐쇄된 플레넘(plenum)을 포함한다. 데드 엔디드 연료 전지 시스템은 몇몇 구현예에 있어서는 폐쇄된 연료 출구를 포함하고, 다른 구현예에 있어서는 데드 엔디드 연료 전지 시스템이 연료 출구를 포함하지 않는다.
본 명세서에서 사용하는 "압력"이라는 용어는 표면에 균일하게 인가되는 힘을 의미하며, 단위 면적당 힘으로서 측정될 수 있다. 예를 들면, 반응제 또는 연료의 압력은 연료 전지 시스템에서 사용 시 조절되거나 변동될 수 있다. 여기서 사용되는 압력은 절대압 측정치와 상대압 측정치를 모두 포함한다.
본 명세서에서 사용하는 "퍼지" 또는 "퍼징"이라는 용어는 물질(들)의 배기, 방출 또는 제거를 의미한다. 예를 들면, 몇몇 구현예에서, 그러한 물질들은 누적된 비반응성 성분 또는 오염물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비반응성 성분은 폐쇄된 연료 전지 시스템에서의 애노드에서 축적될 수 있고, 밸브의 개방과 같은 퍼징에 의해 제거될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "연료 공급부"라는 용어는 연료를 저장하는 임의의 구조물 또는 어셈블리를 의미한다. 연료의 일례는 수소이다. 연료 공급부에서, 연료는 다양한 기구(mechanism)를 이용하여 저장될 수 있다. 예를 들면, 수소 연료 공급부에서, 수소는 금속 수소화물, 복합 금속 수소화물, 탄소-흑연 나노섬유, 압축된 수소 가스, 화학적 수소화물 또는 이들 물질의 조합으로서 저장될 수 있다. 몇몇 구현예에 있어서, 연료 공급부는 또한 연료 저장 물질 및 연료 저장 물질에 부가적인 성분을 포함한다. 몇몇 구현예에 있어서, 연료 공급부는 연료 저장조와 같은 내부적인 것이다. 다른 구현예에 있어서, 연료 공급부는 연료 카트리지와 같은 외부적이거나 제거가능한 것이다. 다른 구현예에 있어서, 연료 공급부는, 선택적으로 연료 플레넘을 통해, 연료 전지 시스템의 애노드로 연료를 공급하는 저장조를 충전하는 카트리지와 같은 내부적 및 외부적 성분의 조합이다.
본 명세서에서 사용하는 "연료 플레넘", "연료 인클로저(enclosure)" 및 "연료 챔버"라 함은 연료를 수용하는 구조물로서, 연료 전지의 애노드와 유체로 접촉되어 있을 수 있는 것을 의미한다. 연료 플레넘, 연료 인클로저 및 연료 챔버는 가요성인 구현예, 연료 전지 시스템에서 일체로 형성되어 있는 구현예 및 다양한 형상과 크기일 수 있는 구현예를 포함한다.
가장 통상적인 연료 전지에는, 전형적으로 애노드로의 연료의 강제 유동이 있지만, 경우에 따라서는 연료가 가압된 공급원으로부터 공급된다. 전형적으로 연료 전지 시스템은 또한, 연료 전지 파워 출력 요구량 또는 몇몇 다른 파라미터에 응답하여 하나 또는 두 반응제의 공급 속도를 조절하는 일종의 능동적 유동 제어(active flow control)를 내포한다. 종종 유량계(rotameter) 또는 질량 유동 제어기가 사용된다.
수동적, 통기성 연료 전지에서, 캐소드는 단순히 주변 공기에 노출되어 있다. 연료 전지가 가동될 때, 캐소드는 연료 전지 반응을 지지하기 위해 주변 공기로부터 산소를 소비한다. 공기는 이와 같이 확산에 의해 캐소드로 공급된다. 캐소드로 공급되는 산화제의 능동적인 유동 제어는 없으며, 본질적으로 산화제 입구 또는 출구가 없다. 몇몇 구현예에서, 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지 어셈블리는 변동되거나, 조절되거나 조정된 압력 조작을 포함한다.
폐쇄된 연료 인클로저는 연료 전지로의 연료 공급부가 데드-엔디드임을 의미한다. 연료는 연료 전지 어셈블리의 애노드에 유체로 접촉되고, 환원 반응을 통해 소비된다.
하나의 구현예에서, 도 5의 (100)에 분해 사시도로 나타낸 연료 전지 시스템은 다른 것들 중에서 애노드(107) 및 캐소드(108)를 포함하는 하나 이상의 연료 전지층(102)을 포함하고, 그 사이에 이온-전도성 전해질(109) 및 연료 공급부(에컨대, 연료 카트리지 또는 내부 연료 저장조)(104)가 배치되어 있다.
여러 가지 실시예에서, 연료 공급부(104)는 선택적으로 연료 재공급 포트(refueling port)(112) 및/또는 압력 조절기(110)를 포함한다. 연료 재공급 포트(112)는 유체 연료와 같은 유체를 연료 공급부(104)로 유입시킬 수 있는 압력 작동 밸브이다.
연료 인클로저 또는 연료 플레넘(도시되지 않음)은 연료 저장조(104)의 하나 이상의 표면에 인접하게 연료 전지층(102)을 위치시킴으로써 생성될 수 있다. 연료 전지층(102)과 접촉되어 있는 연료 공급부(104) 표면의 주위는 (압축형 또는 탄성) 가스켓 또는 접착제와 같은 밀봉 부재(seal member)(126)에 의해 밀봉됨으로써 폐쇄된 연료 인클로저(도시되지 않음)을 형성할 수 있다. 예시적 구현예에서, 압력 조절기(110)는 연료 공급부(104)를 연료 인클로저 또는 플레넘(도시되지 않음)으로 유체 방식으로 연결시킨다.
그러한 연료 전지 시스템의 가동 방법의 구현예는 캐소드(들)(108)를 주변 공기에 노출시키는 단계, 및 주변 공기의 압력보다 높은 압력으로 연료 플레넘(도시되지 않음)을 통해 연료 스트림을 애노드(들)(107)로 공급하는 단계를 포함한다.
애노드(107)로부터 캐소드(108)로의 포지티브 압력차를 이용하는 것은, 수동적 통기성 연료 전지 시스템에서 성능의 향상 및/또는 가동 시간의 연장 및/또는 높은 연료 활용도의 달성을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다. 포지티브 압력차를 이용함으로써, 75% 이상, 또는 심지어 90% 이상의 연료 활용도를 달성할 수 있다.
애노드에 대한 연료 압력이 높을수록 공기로부터 캐소드측에 대한 질소의 이동이 지연되는 것으로 생각된다. 폐쇄된 연료 인클로저에서의 질소 누적은 결국 연료 전지 성능의 저하와 함께 적어도 국소적 연료 고갈을 초래하게 되고, 잠재적으로는 연료 전지 자체의 궁극적 손상을 초래할 것이다. 그러나, 압력차가 지나치게 크면(과다한 연료 압력), 애노드로부터 캐소드로의 과다한 수소 교차(crossover)가 일어날 것이다. 이에 따라 연료가 낭비되고(연료 활용도의 감소), 캐소드에서의 산화 반응이 지연될 수 있다.
또한, 애노드(107)로부터 캐소드(108)로의 압력차를 이용하면 전지의 물 관리 거동을 조절할 수 있을 것이다. 이것은 물의 존재가 전해질에서의 양성자 전도(conduction)로부터 전극에서의 반응 가스 접근으로의 모든 것에 영향을 줄 수 있기 때문에 전지 가동에 대해 심각한 충격을 줄 수 있다.
상기 방법의 몇몇 구현예에서, 연료는 실질적으로 순수한 수소이다. 예를 들면, 수소는 압축된 수소 공급원, 금속 수소화물, 복합 금속 수소화물, 탄소-흑연 나노섬유와 같은 수소 저장 물질, 또는 화학적 수소화물 수소 공급원으로부터 공급될 수 있다. 수소 저장 물질로서 사용할 수 있는 금속 수소화물에는 여러 가지가 있으며, 일반적으로 그의 결정 구조(즉, AB5, AB2, AB BCC)에 의해 분류된다. 수소화물의 예는, 제한되지는 않지만, 다음을 포함한다: LaNi5, FeTi, 발화합금(mischmetal) 수소화물(MmNi5와 같은 금속 또는 광석의 혼합물), 수소화바나듐, 수소화마그네슘, 금속간(intermetallic) 수소화물, 고용체 수소화물, 다중상(multiphase) 수소화물, 복합 수소화물, 이들의 합금 또는 이들의 고용체. 화학적 수소화물 수소 공급원의 예는, 제한되지는 않지만, 붕수소나트륨, 나트륨 알라네이트(sodium alanate) 및 리튬 알라네이트를 포함한다.
몇몇 구현예에서, 연료는 예를 들면 도 5의 (110)에 나타낸 바와 같은 압력 조절기를 통해 연료 인클로저에 공급된다. 연료는 일정한 압력 또는 가변 압력으로 공급될 수 있다. 연료가 공급되는 압력은, 예를 들어 연료 전지 또는 연료 전지층의 파워 요구량과 같은 시스템 성능의 양상에 응답하여 조절될 수 있다. 연료는 능동적 유동 제어 없이(예를 들면, 질량 유량계 또는 로터미터를 사용하지 않고) 공급되며; 상기 방법의 몇몇 구현예에서, 애노드로 연료를 공급하는 압력은, 예를 들면 도 5의 (102)에 나타낸 바와 같이, 연료 전지 또는 연료 전지층으로부터 요구되는 파워에 무관할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 연료 인클로저(도시되지 않음)로 공급되는 연료의 압력은 조절되지 않는다. 예를 들면, 연료 인클로저는 금속 수소화물 수소 저장 시스템에 유체 방식으로 연결될 수 있으므로, 금속 수소화물로부터 수소가 배출되는 어떠한 압력에서도 금속 수소화물로부터 수소를 받아들인다. 본 명세서에 기재된 방법의 구현예는 수동적, 통기성 연료 전지가 되도록 구성될 수 있는 매우 다양한 연료 전지 구성양식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 방법의 구현예는 다음과 같은 공통 소유의 특허 문헌에 기재된 형태의 연료 전지 어셈블리와 함께 사용될 수 있으며 이들 특허문헌은 모두 원용에 의해 본 명세서에 포함된다: 미국 특허출원 제10/887,519호(발명의 명칭: 컴팩트 화학 반응기); 제10/818,610호(발명의 명칭: 반응기 프레임을 구비한 컴팩트 화학 반응기); 제10/818,611호(발명의 명칭: 연료 전지층); 제10/818,843호(발명의 명칭: 반응기 프레임을 구비한 연료 전지층); 및 제11/047,557호(발명의 명칭: 주름진 기판 상에 형성된 전기화학적 연료 전지). 또 다른 예로서, 상기 방법의 구현예는 평면형 연료 전지 어레이를 포함하는, 다음과 같은 공통 소유의 특허 문헌에 기재된 형태의 연료 전지 어셈블리와 함께 사용될 수 있다: 미국 특허출원 제11/047,560호(발명의 명칭: 하부 반응 층에 전류-운반 구조물을 가진 전기화학적 연료 전지)(이 문헌도 원용에 의해 본 명세서에 포함됨).
어셈블리 내부의 연료 전지는 병렬 또는 직렬로, 또는 이들 둘의 조합을 포함하는 서브-그룹으로 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 방법의 구현은 어셈블리에서의 연료 전지가 서로 전기적으로 연결되는 방식과는 본질적으로 무관하다.
폐쇄된 연료 인클로저는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 폐쇄된 연료 인클로저는 병렬로 연결된 복수 개의 애노드 각각에 연료가 공급되도록, 또는 직렬로 연결된 애노드의 일부 또는 전부에 연료가 공급되도록, 또는 그 밖의 몇몇 다른 구성으로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법의 구현은 어셈블리에서의 애노드가 서로 유체 방식으로 연결되는 방식과 무관하지만, 특별한 설계에 대해서는 최적화될 수 있다.
연료 전지 어셈블리는 종래의 연료 전지에서와 같이, 전극의 표면을 가로질러 반응제를 인도하기 위해, 반드시 분리된 유동 채널을 포함해야 하는 것은 아니다.
몇몇 구현예에서, 연료 공급부(104)를 연료 전지 어셈블리에 직접 결합함으로써, 연료 플레넘이 더 이상 연료 전지 시스템의 명확한 성분이 아니고, 시스템의 다른 성분의 통합을 통해 내재적으로 생성되는 것으로 간주될 수 있도록 연료가 애노드와 연료 공급부 사이에서 일체를 이루고 수용되는 것을 생각할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 연료 플레넘은 연료 공급부 내에 직접 통합되어, 연료 공급부와 연료 플레넘은 필수적으로 단일체가 된다.
노출된 캐소드는 여러 가지 위해요소(hazard)로부터 보호를 필요로 할 수 있다. 그러한 위해요소로는, 제한되지는 않지만, 마모나 천공(puncture)과 같은 물리적 손상, 과도한 건조, 과도한 수분 및 촉매 및/또는 연료 전지의 성능에 해로운 SO2, CO 및 CO2와 같은 대기중 오염물이 포함된다. 그러므로, 연료 전지 시스템은 캐소드를 보호하는 기구를 포함할 수 있다. 또한, 그러한 기구는 시스템의 물 관리 양상에 영향을 주고, 조절하고 및/또는 제어하는 데 이용될 수도 있다. 그러한 기구의 예는, 제한되지는 않지만, 다음을 포함한다:
1. 오염물을 흡수하도록 활성화되는 가스 확산층 내에 적층된 탄소층.
2. 캐소드가 발수성(water repellent)이 되도록 하는, 연료 전지 표면 상에 적층된 소수층(hydrophobic layer).
3. 다음으로 구성되는, 연료 전지 상부의 다공질 커버:
i. 다공질의 소수성 Teflon? 시트
ii. 다공질의 활성 탄소 필터
4. 스크린 또는 메쉬 커버.
이러한 캐소드 보호용 기구는 독립적으로 또는 서로 협동적으로 사용될 수 있다. 이들 기구는 캐소드를 보호하는 방법의 예일 뿐이며, 이러한 목록에 국한되는 것은 아니다.
몇몇 구현예에서, 연료 전지 시스템은 연료 인클로저 입구 및 연료 인클로저 출구를 포함하고, 플러그 처리된다. 몇몇 구현예에 있어서, 연료 전지 시스템은 연료 인클로저 출구를 전혀 포함하지 않는다. 상기 연료 전지 시스템은 주변 공기에 노출되거나 유체로 접촉되어 있는 캐소드를 포함할 수 있다. 상기 연료 전지 시스템은 또한 애노드와 캐소드 사이에 배치된 전해질을 포함한다. 몇몇 구현예에 있어서, 전해질은 이온교환 멤브레인 또는 이온 전도성 전해질을 포함한다.
연료 인클로저 출구가 있는 경우, 연료 인클로저 출구는 수소가 연료 전지 시스템으로부터 배기되지 않도록 방지하기 위해 플러그 처리되고, 연료 인클로저를 효과적으로 데드-엔딩한다.
본 명세서에 기재된 방법의 구현예는 효과적인 연료압을 식별하고 그 연료압을 연료 전지 조작에 인가함으로써 연료 전지 효율 및 성능을 향상시킨다. 연료압은 연료 전지를 가로질러 물의 밸런스(water balance)를 변형 및/또는 제어하도록 선택할 수 있다. 연료 전지의 가동점(operation point)은, 제한되지는 않지만, 온도, 압력, 가스 조성, 반응제 활용도, 물 밸런스 및 전류 밀도와 아울러, 이상적인 전지 전위 및 전압 손실의 크기에 영향을 주는 불순물 및 전지 수명과 같은 다른 인자 등의 조작 변수를 평가함으로써 선택될 수 있다. 종래 기술의 시스템에는, 종종 시스템에 적용되는 부하의 변화와, 적용된 부하의 변화에 응답한 시스템 사이의 '시간 지연(time delay)'이 있다. 본 명세서에 기재된 본 발명의 방법의 구현예는, 연료 인클로저로 내부 연료 공급압을 일정하게 인가하는 것에 의존하기 때문에, 시간 지연 및 시간 지연으로부터 초래되는 문제가 배제된다. 몇몇 구현예에 있어서, 내부 연료 공급압은 사전에 선택된다. 다른 연료 공급 제어는 필요하지 않다. 몇몇 구현예에 있어서, 연료 공급을 제어하는 유일한 수단은 압력 조절기이다. 몇몇 구현예에 있어서, 연료 공급압은 사전에 선택되지 않고 압력 조절기를 통해 제어되며, 환경 조건, 파워 요구량 및/또는 연료량과 같은 임의 개수의 원하는 파라미터를 토대로 조절될 수 있다.
연료는 반응 요구량을 초과하여 연료 전지 시스템에 제공되기 때문에, 연료 제어에 의해 동적 제어(dynamic control) 없이 더욱 신축적인 가동이 가능해진다. 유량이 아닌 압력의 제어에 의해, 개선되고 안정화된 연료 공급 제어가 가능하다. 부가적으로, 유량이 아닌 제어를 이용한 연료 공급의 제어는, 압력 제어가 부하 요구량과는 무관하기 때문에 연료 전지 또는 연료 전지 스택(stack)으로의 연료 공급을 단순화한다. 연료 전지 어셈블리로의 압력을 조절하기 위해 패드백 제어를 설명했지만, 특정한 형태의 응용에는 다른 형태의 제어가 적합할 수 있는 것으로 이해된다. 상기 연료 전지 시스템은 또한, 몇몇 구현예에 있어서, 도 5의 (126)에 나타낸 것과 같이 연료 전지 시스템으로부터의 연료 손실을 방지하는 밀봉재를 포함한다. 상기 연료 전지 시스템은 또한 포지티브 및 네거티브 전기적 커넥터를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 복수 개의 애노드 및 이온-전도성 전해질에 의해 분리된 복수 개의 캐소드, 및 상기 복수 개의 애노드와 유체 방식으로 접촉되어 있는 폐쇄된 연료 공급부를 포함하는, 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법으로서,
a. 상기 캐소드를 주변 공기에 노출시키는 단계, 및
b. 상기 주변 공기의 압력보다 높은 압력으로 상기 애노드에 연료를 공급하는 단계를 포함하는 연료 전지의 가동 방법에 관한 것이다.
일 실시예에서, 상기 연료는 수소이다.
일 실시예에서, 상기 연료 활용도는 75%를 초과한다.
일 실시예에서, 상기 연료 활용도는 90%를 초과한다.
일 실시예에서, 연료 공급압력은 하나 이상의 압력 조절기를 통해 제어된다.
일 실시예에서, 상기 연료 공급부는, 금속 수소화물, 복합 금속 수소화물, 탄소-흑연 나노섬유, 압축된 수소 가스, 및 화학적 수소화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수소 저장 물질을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 연료는 실질적으로 일정한 압력으로 상기 복수 개의 애노드에 공급된다.
일 실시예에서, 연료가 상기 복수 개의 애노드로 공급되는 압력은 상기 연료 전지 시스템의 파워 요구량과 무관하다.
일 실시예에서, 상기 폐쇄된 연료 공급부와 상기 복수 개의 애노드 사이에는 압력 조절을 위한 구성요소가 없다.
일 실시예에서, 상기 연료가 상기 애노드로 공급되는 압력은 상기 연료 전지 시스템의 파워 요구량에 의존한다.
일 실시예에서, 상기 폐쇄된 연료 공급부와 상기 복수 개의 애노드 사이에 하나 이상의 압력 제어 부재가 설치된다.
일 실시예에서, 상기 연료 공급부는 금속 수소화물을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 연료는 가습되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 연료 전지 시스템은 연료 전지의 평면형 어레이를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 평면형 어레이 내의 각각의 연료 전지의 면적은 0.00000001㎠ 내지 1,000㎠의 범위이다.
일 실시예에서, 상기 반응제 연료는 상기 복수 개의 애노드 각각에 병렬로 공급된다.
일 실시예에서, 상기 반응제 연료는 상기 복수 개의 애노드의 적어도 일부에 직렬로 공급된다.
일 실시예에서, 상기 이온-전도성 전해질이 양성자 교환 멤브레인이다.
일 실시예에서, 상기 이온-전도성 전해질이 폴리머계 퍼플루오로술폰산을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 이온-전도성 전해질의 이온-전도도가 상기 전해질의 수화 레벨(hydration level)에 의존한다.
일 실시예에서, 상기 이온-전도성 전해질의 두께가 1㎛ 내지 100㎛의 범위이다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 애노드, 하나 이상의 캐소드 및 상기 연료 전지 시스템에 커플링되어 있는 폐쇄된 연료 공급부를 포함하고, 각각의 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 이온-전도성 전해질이 배치되어 있는, 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법으로서,
a. 주변 압력보다 높은 압력으로 상기 폐쇄된 연료 공급부를 가압하는 단계, 및
b. 상기 캐소드를 주변 공기에 노출시키는 단계
를 포함하는 연료 전지의 가동 방법에 관한 것이다.
일 실시예에서, 상기 폐쇄된 연료 공급부는 금속 수소화물을 포함한다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 애노드, 하나 이상의 캐소드 및 상기 애노드를 포함하는 폐쇄된 연료 플레넘을 포함하고, 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 이온-전도성 전해질이 배치되어 있는, 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법으로서, 상기 연료 플레넘은 연료 공급부에 연결되어 있고,
a. 상기 캐소드를 주변 공기에 노출시키는 단계, 및
b. 상기 주변 공기의 압력보다 높은 압력으로 상기 연료 플레넘을 통해 상기 애노드에 연료를 공급하는 단계
를 포함하는 연료 전지의 가동 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 애노드, 하나 이상의 캐소드 및 상기 하나 이상의 애노드와 유체 방식으로 접촉되어 있는 폐쇄된 연료 공급부를 포함하고, 각각의 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 이온-전도성 전해질이 배치되어 있는, 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법으로서,
a. 상기 캐소드를 주변 공기에 노출시키는 단계, 및
b. 상기 주변 공기의 압력보다 높은 압력으로 상기 하나 이상의 애노드에 연료를 공급하는 단계
를 포함하고, 상기 압력은, 정상 상태 가동 시 연료 전지 시스템에 의해 생성되는 물의 양이 상기 연료 전지 시스템으로부터 배출되는 물의 양과 실질적으로 동일하게 상기 연료 전지가 물 밸런스를 얻을 수 있도록 선택되는, 연료 전지의 가동 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 애노드, 하나 이상의 캐소드 및 상기 하나 이상의 애노드와 유체 방식으로 접촉되어 있는 폐쇄된 연료 공급부를 포함하고, 각각의 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 이온-전도성 전해질이 배치되어 있는, 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법으로서,
a. 상기 캐소드를 주변 공기에 노출시키는 단계, 및
b. 상기 주변 공기의 압력보다 높은 압력으로 상기 하나 이상의 애노드에 연료를 공급하는 단계
를 포함하고, 상기 압력은 상기 캐소드로부터 상기 애노드로 질소의 확산을 감소시키고 상기 전해질의 적절한 수화를 유지하기에 유효한, 연료 전지 시스템의 가동 방법에 관한 것이다.
일 실시예에서, 상기 연료 전지 시스템은, 휴대용 전력 공급원, 휴대폰, PDA, 위성 전화기, 랩탑 컴퓨터, 휴대용 DVD 플레이어, 휴대용 CD 플레이어, 휴대용 퍼스널 케어 장치, 휴대용 스테레오, 휴대용 텔레비전, 무선 송신기, 레이더 송신기, 레이더 검출기, 임의의 휴대용 전자 장치, 임의의 휴대용 통신 장치 및 이들의 조합물 중 하나 이상의 하우징 내에 일체화된다.
일 실시예에서, 연료 압력이 조정된다.
일 실시예에서, 상기 애노드로부터의 연료의 퍼징 또는 배기에 의해 상기 연료 전지 시스템으로부터 연료가 방출되지 않는다.
도 1은 종래의 연료 전지의 개략도이다.
도 2는, 다양한 조건에서 가동되는 수동형, 통기성 10-셀 연료 전지 시스템 에 대한 가동 시간 대비 연료 전지 전압을 나타내는 그래프이다.
도 3은, 애노드로부터 캐소드로 약 24 psig의 압력차로 수소에 대해 데드-엔디드로 가동되는 수동형, 통기성 10-셀 연료 전지 시스템에 대한 가동 시간 대비 연료 전지 전압을 나타내는 그래프이다.
도 4는, 애노드로부터 캐소드로 약 5 psig의 압력차로 수동형, 통기성 평면형 연료 전지 어레이의 연장된 데드-엔디드 가동에 대한 가동 시간 대비 연료 전지 전압을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 연료 전지 시스템의 일 실시예의 분해 사시도이다.
전술한 본 발명의 방법의 구현예를 적용하는 실시예를 제시한다. 이러한 실시예는 본 발명의 방법의 구현예를 더 잘 설명하기 위해 제시되는 것이며, 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.
실시예 1
도 2에 도시된 테스트 결과는 연장된 가동 시간 및 안정적인 성능을 얻는 것과 동시에 높은 연료 활용도를 얻는 것이 어렵다는 것을 나타낸다. 도 2는 연료 활용도가 상이한 데드-엔디드 모드와 오픈-엔디드 모드에서의 연료 전지 시스템의 가동을 나타낸다. 네 가지 테스트 모두에서, 연료 전지 캐소드는 단지 산화제의 공급을 위해 주변 공기에 노출되었으며; 압축 가스 실린더로부터의 가습되지 않은 순수한 수소가 애노드로 유입되었다. 연구 대상으로 한 연료 전지는 200 mA/㎠에서 가동된 10-셀 어셈블리였다.
곡선 A는 연료 전지 시스템이 1 psig 미만의 수소 압력(즉, 수소가 애노드를 지나 출구를 통해 배출되어 흐르는 상태)에서 오픈-엔디드로 가동되었을 때 가동 시간에 대한 전압을 나타낸다. 유량은 연료 활용도가 약 90%가 되는 수준이었으며, 다시 말하면, 애노드로 공급되는 수소의 대부분이 소비되었다. 이와 같은 높은 연료 활용도(및 그에 대응하여 낮은 수소 유량)에서, 연료 전지 성능은 단지 약 5분 후에 급격히 저하되었다.
그래프 전체를 가로지르는 평탄한 곡선인 곡선 B는 동일한 형태의 오픈-엔디드 가동을 나타내지만, 연료 활용도가 약 40%에 불과한 유량에서의 가동, 다시 말하면 실질적으로 과량의 수소가 애노드로 공급되고 연료 출구를 통해 연료 전지 시스템에서 배출되는 것을 나타낸다. 이러한 조건 하에서, 연료 전지는 1시간 이상(이 시간에 테스트는 의도적으로 중단되었음) 안정된 성능을 나타냈다.
2개의 딥(dip)을 가진 곡선 C는 수소에 대해 데드-엔디드 가동되는(연료 출구가 폐쇄됨) 동일한 연료 전지 시스템을 나타낸다. 애노드로부터 캐소드로의 압력차는 초기에 약 0.25 psig였다. 전압이 감소되기 시작함에 따라, 애노드에서 캐소드로의 압력차는 약 2.85 psig로 증가되었다. 연료 압력의 증가에도 불구하고, 연료 전지 전압은 단지 약 20분 후에 급격히 저하되었다. 연료 출구 밸브를 잠시 개방하여 소량의 수소를 연료 전지 시스템으로부터 배기시켰을 때, 연료 전지 전압은 잠시 동안 회복되었지만, 압력차가 2.85 psig임에도 불구하고, 출구가 닫힌 상태에서 상기 전압은 수분 내에 다시 저하되었다.
실시예 2
이 실시예에서, 실시예 1에서와 동일한 10-셀 어셈블리를 이번에는 약 24 psig로 훨씬 더 높은 애노드로부터 캐소드로의 압력차로 수소에 대한 데드-엔디드 가동되었다. 또한, 캐소드는 단지 산화제의 공급을 위해 주변 공기에 노출되었다. 이 데드-엔디드 가동시 가동 시간에 대한 전압의 그래프를 도 3에 나타낸다. 그래프는 연료 전지가 약 7.0∼7.5 볼트의 전압에서 25,000초(약 7시간) 동안 가동되었으며, 이때 테스트는 의도적으로 정지되었다. 이것은 연료측에서 데드-엔디드 상태인 수동적, 통기성 연료 전지 시스템에서 높은 압력차를 이용하는 것이 유리하다는 것을 나타낸다. 이러한 가동 조건 하에 연료 전지 시스템의 이러한 특별한 형태 및 크기에 있어서, 2.85 psig의 압력차는 충분하지 않고(실시예 1에서 나타난 바와 같음), 24 psig의 압력차가 가동 시간에서의 현저한 향상을 가져왔다.
실시예 3
이 실시예에서는, 실시예 1과 2에서 사용한 것과는 상이한 연료 전지 구성을 사용하여 본 발명의 방법을 테스트했으며(특허문헌 '하부 반응 층에 전류-운반 구조물을 가진 전기화학적 연료 전지'에 기재된 바와 같이), 도 4에 나타낸 바와 같이 200 mA/㎠에서 가동 시간 대비 전압을 측정했다. 주변 온도도 모니터하여 그래프로 나타낸다. 여기서도, 연료 전지 캐소드는 단지 산화제의 공급을 위해 주변 공기에 노출시켰다. 데드-엔디드인 캐소드에 약 5 psig의 압력으로 수소를 공급했다. 데이터에 의하면, 상기 스택은 4∼8 volt의 전압 범위 내에서 약 1,900시간(10주일 초과) 동안 가동된 것으로 나타난다. 수소는 상기 기간 내내 데드-엔디드 상태로 잔존했다 - 배기 또는 퍼징이 없었음. 주변 온도는 약 20∼35℃ 범위였 다.
따라서, 이러한 가동 조건 하에서 이 특별한 연료 전지 구성의 경우에, 애노드에서 캐소드 간의 5 psig의 압력차는 연장된 시간 동안 수소에 대한 안정적인 데드-엔디드 가동을 허용하기에 충분했다.
몇몇 구현예에 있어서, 본 명세서에 기재된 방법에서 사용되는 연료 전지 어셈블리는 전동식 장치의 하우징 내에 일체화된다. 전동식 장치의 하우징과 연료 전지의 일체화는 연료 전지의 캐소드 영역의 부분들이 장치 인클로저의 외측 부분을 형성하는 기회를 제공한다. 이것은 공간을 절약할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 캐소드는 주변 환경에 노출되지만, 애노드 및 연료 플레넘은 연료 전지 시스템의 내측 표면 상에 위치한다. 본 명세서에 기재된 방법 및 연료 전지 구현예는 전자 장치에 내장될 수 있을 것으로 생각된다. 그러한 전자 장치는, 예를 들면 다음과 같은 것일 수 있다: 휴대폰, PDA, 위성 전화기, 랩탑 컴퓨터, 휴대용 DVD 플레이어, 휴대용 CD 플레이어, 휴대용 퍼스널 케어 장치, 휴대용 스테레오, 휴대용 텔레비전, 레이더, 무선 송신기, 레이더 검출기, 및 이들의 조합물.
본 발명의 몇몇 구현예의 설명에서, 본 발명의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조했는데, 도면에는 실행될 수 있는 본 발명의 특정한 구현예가 예로서 제시되어 있다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 여러 개의 도면을 통해 실질적으로 유사한 성분들을 나타낸다. 이들 구현예는 당업자가 본 발명을 실시하기에 충분히 구체적으로 기재되어 있다. 다른 구현예를 이용할 수 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구조적, 논리적 및 전기적 변화를 가져올 수 있을 것이다. 전술한 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부하는 청구의 범위와 아울러, 상기 청구의 범위의 자격을 가지는 모든 범위의 등가물에 의해서만 한정된다.

Claims (30)

  1. 수동적 반응제 공급부(passive reactant supply)를 구비한 연료 전지 시스템의 가동 방법으로서,
    복수 개의 애노드, 복수 개의 캐소드 및 이온-전도성 전해질을 포함하는 연료 전지층(fuel cell layer)을 제공하는 단계;
    상기 캐소드를 주변 공기에 노출시키는 단계; 및
    상기 주변 공기의 압력보다 높은 압력으로 상기 애노드에 수소 가스를 포함하는 연료를 공급하는 단계를 포함하며,
    상기 복수 개의 애노드와 상기 복수 개의 캐소드는 평면형 어레이로 배열되며, 상기 복수 개의 애노드는 상기 연료 전지층의 제1 면 상에 인접하게 배열되고 상기 복수 개의 캐소드는 상기 제1 면의 맞은편 상기 연료 전지층의 제2 면 상에 인접하게 배열되어 있으며,
    상기 연료 전지 시스템은 상기 복수 개의 애노드와 유체 방식으로 접촉되어 있는 데드 엔디드(dead-ended) 연료 공급부(fuel supply)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연료가 순수한 수소(pure hydrogen)인 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    연료 활용도(utilization)가 75%를 초과하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    연료 활용도가 90%를 초과하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    연료 공급압력을 하나 이상의 압력 조절기를 통해 제어하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연료 공급부가, 금속 수소화물, 복합 금속 수소화물, 탄소-흑연 나노섬유, 압축된 수소 가스, 및 화학적 수소화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수소 저장 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 실질적으로 일정한 압력으로 상기 복수 개의 애노드에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 상기 복수 개의 애노드에 상기 연료 전지 시스템의 파워 요구량(power demand)과 무관한 압력으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 공급하는 단계는 상기 연료 공급부와 상기 복수 개의 애노드 사이에 압력 조절을 위한 구성요소가 결여된 상태에서 상기 연료를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 상기 애노드에 상기 연료 전지 시스템의 파워 요구량에 의존하는 압력으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 공급하는 단계는 상기 연료 공급부와 상기 복수 개의 애노드 사이에 배치된 하나 이상의 압력 제어 부재를 통해 상기 연료를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 공급하는 단계는 상기 연료가 금속 수소화물로부터 상기 애노드로 공급되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 공급하는 단계는 상기 연료를 가습되지 않은 형태로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 평면형 어레이 내의 각각의 연료 전지의 면적이 0.00000001㎠ 내지 1,000㎠의 범위인 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 공급하는 단계는 상기 연료를 상기 복수 개의 애노드 각각에 병렬로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 연료를 공급하는 단계는 상기 연료를 상기 복수 개의 애노드의 적어도 일부에 직렬로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 이온-전도성 전해질이 양성자 교환 멤브레인인 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 이온-전도성 전해질이 폴리머계 퍼플루오로술폰산을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 이온-전도성 전해질의 이온-전도도가 상기 이온-전도성 전해질의 수화 레벨(hydration level)에 의존하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 이온-전도성 전해질의 두께가 1㎛ 내지 100㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  21. 수동적 반응제 공급부(passive reactant supply)를 구비한 연료 전지 시스템의 가동 방법으로서,
    하나 이상의 평면형 연료 전지층과 수소 가스를 포함하는 데드 엔디드(dead-ended) 연료 공급부를 포함하는 연료 전지 시스템(fuel cell system)을 제공하는 단계 ― 여기서, 각각의 평면형 연료 전지층은, 2 이상의 애노드 및 2 이상의 캐소드를 포함하되, 애노드와 캐소드 사이에는 이온-전도성 전해질이 배치되어 있고, 상기 2 이상의 애노드는 상기 평면형 연료 전지층의 제1 면 상에 인접하게 배열되고, 상기 2 이상의 캐소드는 상기 제1 면의 맞은편 상기 평면형 연료 전지층의 제2 면 상에 인접하게 배열되고, 또한, 상기 평면형 연료 전지층과 상기 데드 엔디드 연료 공급부는 폐쇄된 연료 공급부(closed fuel supply)를 형성하기에 충분하게 유체 방식으로 커플링되어 있음 ―;
    주변 압력보다 높은 압력으로 상기 연료 공급부를 가압하는 단계; 및
    상기 캐소드를 주변 압력으로 주변 공기에 노출시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 연료 공급부가 금속 수소화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 연료 전지 시스템은 상기 평면형 연료 전지층의 제1 면에 밀봉가능하게 커플링되는 폐쇄된 연료 플레넘(plenum)을 추가로 포함하며,
    상기 연료 플레넘은 상기 연료 공급부 및 상기 연료 전지층의 2 이상의 애노드와 유체 교류되며,
    상기 방법은 연료를 상기 연료 플레넘을 통해 주변 공기의 압력 보다 높은 압력으로 상기 애노드에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    연료를 상기 주변 공기의 압력 보다 높은 압력으로 상기 평면형 연료 전지층의 2 이상의 애노드에 공급하는 단계를 더 포함하며,
    상기 압력은, 정상 상태 가동 시 연료 전지 시스템에 의해 생성되는 물의 양이 상기 연료 전지 시스템으로부터 배출되는 물의 양과 실질적으로 동일하게 상기 연료 전지가 물 밸런스를 얻을 수 있도록 선택되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 평면형 연료 전지 어레이의 2 이상의 애노드에 주변 공기의 압력 보다 높은 압력으로 연료를 공급하는 단계를 더 포함하며,
    상기 압력은 상기 캐소드로부터 상기 애노드로 질소의 확산을 감소시키고 상기 전해질의 적절한 수화를 유지하기에 충분한 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  26. 제1항 또는 제21항에 있어서,
    상기 연료 전지 시스템은, 휴대용 전력 공급원, 휴대폰, PDA, 위성 전화기, 랩탑 컴퓨터, 휴대용 DVD 플레이어, 휴대용 CD 플레이어, 휴대용 퍼스널 케어 장치, 휴대용 스테레오, 휴대용 텔레비전, 무선 송신기, 레이더 송신기, 레이더 검출기, 임의의 휴대용 전자 장치, 임의의 휴대용 통신 장치 및 이들의 조합물 중 하나 이상의 하우징 내에 일체화되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  27. 제1항 또는 제21항에 있어서,
    상기 연료 압력을 조정하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 가동 방법.
  28. 삭제
  29. 연료 전지의 평면형 어레이의 가동 방법으로서,
    단일 연료 전지층 상에 배열된 2 이상의 단위 연료 전지를 포함하는 연료 전지들로 구성된 평면형 어레이를 제공하는 단계;
    상기 평면형 어레이의 애노드 부분을 밀봉되게 둘러싸는 데드 엔디드(dead-ended) 연료 인클로저를 상기 평면형 어레이의 애노드 부분에 인접하여 제공하는 단계;
    수소 가스를 포함하는 연료를 상기 연료 인클로저로 유입시켜 상기 인클로저 내부에서 상기 연료를 선결된 연료 압력으로 유지하면서 보유하는 단계; 및
    상기 평면형 어레이의 캐소드 부분을 주변 공기에 노출시키는 단계를 포함하며,
    상기 선결된 연료 압력은 상기 주변 공기의 압력 보다 높은 것을 특징으로 하는 연료 전지의 평면형 어레이의 가동 방법.
  30. 제29항에 있어서, 소수성 시트, 활성 탄소 필터 및 스크린 또는 메쉬 중 하나 이상을 포함하는, 상기 노출된 캐소드 부분의 주위에 다공질 보호 커버를 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지의 평면형 어레이의 가동 방법.
KR1020087020348A 2006-01-25 2007-01-25 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법 Expired - Fee Related KR101409303B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US74317306P 2006-01-25 2006-01-25
US60/743,173 2006-01-25
PCT/CA2007/000151 WO2007085096A1 (en) 2006-01-25 2007-01-25 Method for operating fuel cells with passive reactant supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080094924A KR20080094924A (ko) 2008-10-27
KR101409303B1 true KR101409303B1 (ko) 2014-06-20

Family

ID=38308814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087020348A Expired - Fee Related KR101409303B1 (ko) 2006-01-25 2007-01-25 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8597806B2 (ko)
EP (1) EP1982378A4 (ko)
JP (2) JP2009524902A (ko)
KR (1) KR101409303B1 (ko)
CN (2) CN101411023B (ko)
CA (1) CA2640306C (ko)
WO (1) WO2007085096A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009524902A (ja) 2006-01-25 2009-07-02 オングストローム パワー インク． パッシブ型反応物供給による燃料電池の操作方法
JP2008004451A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Toyota Motor Corp 燃料電池車用のイオン交換器
US8377555B2 (en) 2008-02-22 2013-02-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Gas storage materials, including hydrogen storage materials
KR101131166B1 (ko) * 2008-09-04 2012-03-28 삼성전기주식회사 연료전지 시스템
US10193169B2 (en) 2013-03-15 2019-01-29 Intelligent Energy Limited Fluidic interface module for a fuel cell system
US9577273B2 (en) 2013-03-15 2017-02-21 Intelligent Energy Limited Fluidic interface module for a fuel cell system
US9680171B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Intelligent Energy Limited Methods for operating a fuel cell system
EP3012189B1 (en) * 2014-10-22 2018-02-07 Airbus Operations GmbH Galley system, method for operating electrical galley devices and use of a fuel cell in a galley system
FR3040240B1 (fr) 2015-08-19 2017-08-04 Commissariat Energie Atomique Pile a combustible a couche de gestion d’eau integree et son procede de realisation.
CN107464944B (zh) 2016-05-27 2021-02-02 通用电气公司 燃料电池系统及其操作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161997A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Sony Corp 水素カートリッジ、水素ガス供給システム及び水素カートリッジの管理方法
JP2005122972A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池システム及び燃料電池システムの動作方法
JP2005347252A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Celaya Emparanza Y Galdos Sa (Cegasa) 燃料電池技術を利用した消費電池

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229222A (en) * 1990-11-14 1993-07-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Fuel cell system
JP2609952B2 (ja) 1990-11-30 1997-05-14 三洋電機株式会社 燃料電池発電システム
US5879826A (en) * 1995-07-05 1999-03-09 Humboldt State University Foundation Proton exchange membrane fuel cell
JP3810178B2 (ja) * 1997-05-06 2006-08-16 松下電器産業株式会社 高分子電解質型燃料電池の製造方法
HK1043878A1 (zh) 1999-05-06 2002-09-27 Sandia Corporation 燃料电池和薄膜
US6423434B1 (en) * 1999-08-09 2002-07-23 Motorola, Inc. Method and apparatus for managing fuel cell performance
US6322918B1 (en) * 1999-10-18 2001-11-27 Motorola, Inc. Water management system for fuel cells
AU2001250055A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-15 Manhattan Scientifics, Inc. Portable chemical hydrogen hydride system
DE50002722D1 (de) * 2000-04-28 2003-08-07 Omg Ag & Co Kg Gasverteilerstrukturen und Gasdiffusionselektroden für Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen
US6447945B1 (en) * 2000-12-12 2002-09-10 General Atomics Portable electronic device powered by proton exchange membrane fuel cell
US6423437B1 (en) * 2001-01-19 2002-07-23 Enable Fuel Cell Corporation Passive air breathing fuel cells
ATE400904T1 (de) * 2001-06-01 2008-07-15 Polyfuel Inc Austauschbare brennstoffpatrone, brennstoffzellenaggregat mit besagter brennstoffpatrone für tragbare elektronische geräte und entsprechendes gerät
JP4042101B2 (ja) * 2001-07-06 2008-02-06 ソニー株式会社 燃料電池および燃料電池を用いた電力供給方法
JP2003031241A (ja) * 2001-07-18 2003-01-31 Toyotomi Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池のガス差圧抑制構造
US6986961B1 (en) * 2001-08-29 2006-01-17 The Regents Of The University Of California Fuel cell stack with passive air supply
JP4041961B2 (ja) * 2001-09-26 2008-02-06 ソニー株式会社 燃料電池，電気機器及び燃料電池の実装方法
CN1307736C (zh) * 2001-12-28 2007-03-28 佳能株式会社 燃料电池和电气设备
JP2003217631A (ja) * 2002-01-17 2003-07-31 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池の制御装置
KR100450820B1 (ko) 2002-04-23 2004-10-01 삼성에스디아이 주식회사 공기 호흡형 직접 메탄올 연료전지 셀팩
JP4546018B2 (ja) 2002-06-27 2010-09-15 キヤノン株式会社 燃料電池および電気機器
JP4042526B2 (ja) * 2002-10-22 2008-02-06 株式会社日立製作所 シート状電解質膜電極接合複合体及びそれを用いた燃料電池
JP2004253358A (ja) * 2002-12-26 2004-09-09 Sony Corp 水素ガス湿度制御装置、燃料電池および水素ガス湿度制御方法
JP2004214131A (ja) * 2003-01-08 2004-07-29 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池の制御装置
CN100446321C (zh) * 2003-03-07 2008-12-24 百拉得动力系统公司 具有封闭的反应物供应系统的燃料电池的操作方法
JP4501351B2 (ja) * 2003-03-27 2010-07-14 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP2004311149A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Sony Corp 燃料電池運転方法および燃料電池
JP2004342482A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN1305156C (zh) * 2003-09-02 2007-03-14 中国科学院大连化学物理研究所 空气自呼吸式微型直接醇类燃料电池结构与制作方法
JP2005166516A (ja) 2003-12-04 2005-06-23 Horiba Ltd 燃料電池の過圧防止装置
JP4544525B2 (ja) * 2004-03-31 2010-09-15 キヤノン株式会社 バルブおよびそれを用いた燃料電池
JP2005294107A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Toyota Motor Corp 燃料電池及びこれを用いた燃料電池システム
JP2005294175A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Nissan Motor Co Ltd 電極触媒層およびその製造方法
US7067217B2 (en) 2004-04-06 2006-06-27 Angstrom Power Compact fuel cell layer
US7063910B2 (en) 2004-04-06 2006-06-20 Angstrom Power Compact chemical reactor with reactor frame
US7241525B2 (en) 2004-04-06 2007-07-10 Angstrom Power Inc. Fuel cell layer with reactor frame
US7632587B2 (en) 2004-05-04 2009-12-15 Angstrom Power Incorporated Electrochemical cells having current-carrying structures underlying electrochemical reaction layers
US7201986B2 (en) 2004-05-04 2007-04-10 Angstrom Power Incorporated Electrochemical cells formed on pleated substrates
JP3902609B2 (ja) * 2004-06-04 2007-04-11 株式会社日立製作所 燃料電池発電装置とそれを用いた装置
US7455925B2 (en) 2004-07-08 2008-11-25 Angstrom Power Incorporated Thin-layer fuel cell structure
US20080248338A1 (en) * 2004-10-05 2008-10-09 Masaya Yano Fuel Cell and Power Generating Method
US7687090B2 (en) * 2004-11-30 2010-03-30 Corning Incorporated Fuel cell device assembly and frame
JP3114148U (ja) * 2005-05-20 2005-09-29 日東電工株式会社 着脱式燃料電池及び電源供給システム
US8187758B2 (en) * 2005-08-11 2012-05-29 Ardica Technologies Inc. Fuel cell apparatus with a split pump
JP2009524902A (ja) 2006-01-25 2009-07-02 オングストローム パワー インク． パッシブ型反応物供給による燃料電池の操作方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161997A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Sony Corp 水素カートリッジ、水素ガス供給システム及び水素カートリッジの管理方法
JP2005122972A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池システム及び燃料電池システムの動作方法
JP2005347252A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Celaya Emparanza Y Galdos Sa (Cegasa) 燃料電池技術を利用した消費電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN102820479A (zh) 2012-12-12
KR20080094924A (ko) 2008-10-27
US20140038075A1 (en) 2014-02-06
CN101411023A (zh) 2009-04-15
EP1982378A1 (en) 2008-10-22
EP1982378A4 (en) 2010-01-13
CA2640306A1 (en) 2007-08-02
US20070196701A1 (en) 2007-08-23
CA2640306C (en) 2015-12-29
JP2015130365A (ja) 2015-07-16
CN101411023B (zh) 2012-08-08
CN102820479B (zh) 2015-07-29
JP2009524902A (ja) 2009-07-02
US8835024B2 (en) 2014-09-16
US8597806B2 (en) 2013-12-03
WO2007085096A1 (en) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101409303B1 (ko) 수동적 반응제 공급부를 구비한 연료 전지의 가동 방법
US6268077B1 (en) Portable fuel cell power supply
US5972530A (en) Air-cooled, hydrogen-air fuel cell
EP1744390B1 (en) Electrochemical fuel cell stack with integrated anode exhaust valves
CA2518364C (en) Methods of operating fuel cells having closed reactant supply systems
EP1758191B1 (en) Storing method and storably treated body of high polymer electrolyte fuel cell stack
JPH07272738A (ja) 燃料電池システム
KR101102198B1 (ko) 연료전지시스템의 발전정지방법 및 발전정지수단을 구비한 연료전지시스템
US20080248369A1 (en) Fuel cell system with flame arresting recombiner
US8546040B2 (en) Fuel cell
WO2005122310A1 (ja) 高分子電解質型燃料電池スタックの保存方法及び高分子電解質型燃料電池スタックの保存処理体
JP3866246B2 (ja) 燃料電池
US8486575B2 (en) Passive hydrogen vent for a fuel cell
JP5806951B2 (ja) 燃料電池システム
JP7735978B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池の劣化の抑制方法
CN101268573A (zh) 燃料电池
WO2007029423A1 (en) Fuel cell
JP2012064412A (ja) 燃料電池及び燃料電池装置
JP2005011581A (ja) 燃料電池
JP2014049344A (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A15-nap-PA0105

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

A201 Request for examination
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U12-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170704

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180620

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190531

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20200613

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20200613