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KR101257788B1 - Power generation demonstration kit for fuel cell education - Google Patents

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KR101257788B1
KR101257788B1 KR1020100113999A KR20100113999A KR101257788B1 KR 101257788 B1 KR101257788 B1 KR 101257788B1 KR 1020100113999 A KR1020100113999 A KR 1020100113999A KR 20100113999 A KR20100113999 A KR 20100113999A KR 101257788 B1 KR101257788 B1 KR 101257788B1
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fuel cell
hydrogen
storage tank
power generation
fuel
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KR1020100113999A
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손영준
박구곤
김민진
최영우
박석희
임성대
양태현
윤영기
이원용
김창수
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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명은 교육용 연료전지 발전 시연 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소의 발생 원리를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 과정에 대한 이해를 돕기 위해 각종 교육 및 전시 용도로 활용될 수 있는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 연료전지 발전 시연 키트에 관한 것이다.
이 교육용 연료전지 발전 시연 키트는, 물 저장조; 상기 물 저장조로부터 공급된 물을 전기분해하여 수소 가스를 생성하는 연료 공급부; 생성된 수소 가스를 저장하며 상기 물 저장조와 개방된 연결관으로 연결되는 수소 저장조; 상기 수소 저장조로부터 수소 가스를 공급받아 전기 에너지를 생성하는 연료전지; 및 상기 연료전지로부터 생성된 전기 에너지를 공급받아 동작하는 작동기재를 포함한다.
본 발명에 따르면, 물 저장조와 수소 저장조를 구비시킴으로써 외부 전원을 수전해 장치인 연료 공급부에 지속적으로 공급하지 않아도 되므로 연료 전지의 원리를 명확하게 설명하는 것이 가능하다.
The present invention relates to a fuel cell power generation demonstration kit for education, and more particularly, a fuel cell and a number that can be used for various educational and exhibition purposes in order to help understand the process of generating electric energy using the generation principle of hydrogen. The present invention relates to a fuel cell power generation demonstration kit using an electrolytic cell.
This educational fuel cell power generation demonstration kit includes: a water reservoir; A fuel supply unit configured to generate hydrogen gas by electrolyzing water supplied from the water storage tank; A hydrogen storage tank for storing the generated hydrogen gas and connected to the water storage tank and an open connection pipe; A fuel cell that receives hydrogen gas from the hydrogen storage tank and generates electrical energy; And an operating substrate that is operated by receiving electrical energy generated from the fuel cell.
According to the present invention, since the water storage tank and the hydrogen storage tank are provided, it is not necessary to continuously supply the external power supply to the fuel supply unit, which is an electric power receiving device, so that the principle of the fuel cell can be clearly explained.

Description

교육용 연료전지 발전 시연 키트{Power generation demonstration kit for fuel cell education}Power generation demonstration kit for fuel cell education

본 발명은 교육용 연료전지 발전 시연 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소의 발생 원리를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 과정에 대한 이해를 돕기 위해 각종 교육 및 전시 용도로 활용될 수 있는 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 연료전지 발전 시연 키트에 관한 것이다.
The present invention relates to a fuel cell power generation demonstration kit for education, and more particularly, a fuel cell and a number that can be used for various educational and exhibition purposes in order to help understand the process of generating electric energy using the generation principle of hydrogen. The present invention relates to a fuel cell power generation demonstration kit using an electrolytic cell.

발전 효율이 높고 환경친화적인 차세대 에너지 전환 장치로서 연료전지가 각광받고 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), 고체산 화물 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. And solid oxide fuel cells (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 여러 개의 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 환원이 일어나는 캐소드 및 애노드 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 where the oxidation of the fuel occurs, a cathode where the reduction of the oxidant occurs, and an electrolyte membrane positioned between the anode, and the electrolyte membrane is ion conductive to transfer hydrogen ions generated from the anode to the cathode. Has an electronic insulating property for electronically insulating 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 활용함에 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, in using them for education, there is a problem in that the results of education are deteriorated because the processes from hydrogen generation to power generation and its application are independent so that they are not serialized.

이를 해소하기 위해 여러 가지 방식이 제안되었다. 이중 특히 한국등록특허번호 제 10-0812757(발명의 명칭: 연료전지 및 수전해조를 이용한 교육용 발전장치)를 들 수 있다. Several approaches have been proposed to address this. Particularly, Korean Patent No. 10-0812757 (name of the invention: an educational power generation device using a fuel cell and a faucet tank) is mentioned.

그런데, 이러한 방식의 경우, 수소를 저장하는 장치가 별도로 구비되어 있기 않기 때문에 연료전지의 수소 소비량이 수전해조의 수소 생산량과 완전히 일치하지 않은 상태, 특히 수전해조의 수소 생산량이 연료전지의 수소 소비량 보다 많은 상태에서 연료전지의 연료 배출구를 막게 되면 내부에 압력이 상승하여 문제가 될 수 있다. 한편 내부 압력을 해소하기 위해 연료 배출구를 열어두면 연료전지의 연료 소비 효율상 공급된 수소가 모두 전기를 발생하는데 사용되지 않고 외부로 방출되므로 수소의 활용 효율이 떨어지는 단점이 있다. However, in this case, since there is no separate device for storing hydrogen, the hydrogen consumption of the fuel cell is not completely consistent with the hydrogen production of the receiving cell, in particular, the hydrogen production of the receiving cell is greater than that of the fuel cell. In many states, blocking the fuel outlet of the fuel cell may cause a problem due to an increase in pressure therein. On the other hand, if the fuel outlet is opened to relieve the internal pressure, the hydrogen is not used to generate electricity due to the fuel consumption efficiency of the fuel cell.

또한, 수소 저장 장치를 구비하지 않고 연료 전지에 의해 전기가 생성되려면 수전해 장치인 연료 공급부가 계속 동작해야 하고, 이에 따라 연료 공급부의 수명이 단축된다는 단점이 있다. In addition, in order to generate electricity by the fuel cell without having a hydrogen storage device, the fuel supply unit, which is a hydroelectrolyzer, must continue to operate, thereby shortening the life of the fuel supply unit.

또한, 수전해 장치가 계속 동작하기 위해서 외부 계통 전원을 사용할 경우 신재생에너지를 이용한 수소 생산 및 저장된 수소를 이용하는 연료 전지의 발전 원리가 가지는 전반적인 의미를 효과적으로 설명하기 어렵다는 단점이 있다. In addition, there is a disadvantage that it is difficult to effectively explain the overall meaning of the power generation principle of the fuel cell using the hydrogen production and stored hydrogen when using an external system power source to continue to operate the electrolytic device.

또한, 이러한 방식의 경우, 수소 낭비가 크고 에너지 효율이 떨어지는 단점이 있다.
In addition, this method has the disadvantage of high hydrogen waste and low energy efficiency.

본 발명은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 외부 전원을 수전해 장치인 연료 공급부에 지속적으로 공급하지 않고서도 연료 전지의 원리를 잘 설명할 수 있는 교육용 연료전지 발전 시연 키트를 제공함을 그 목적으로 하고 있다.The present invention has been proposed to solve the problems according to the prior art, and provides an educational fuel cell power generation demonstration kit that can explain the principle of a fuel cell without continuously supplying the external power supply to the fuel supply unit, which is a power supply device. For that purpose.

또한, 본 발명은 생산된 수소(H2 )를 저장하는 장치를 구비함으로써 연료 전지에서 소비되고 남은 연료를 안정적으로 저장하여 발전에 사용되지 않고 외부로 배출되는 수소량을 줄이는 교육용 연료전지 발전 시연 키트를 제공함을 다른 목적으로 하고 있다. In addition, the present invention is equipped with a device for storing the produced hydrogen (H 2 ) by the fuel cell power generation demonstration kit for education to reduce the amount of hydrogen discharged to the outside without being used for power generation by stably storing the remaining fuel consumed in the fuel cell To provide a different purpose.

또한, 본 발명은 연료 공급부가 계속 동작하지 않아도 되므로 연료 공급부의 수명을 연장하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트를 제공함을 또 다른 목적으로 하고 있다. In addition, another object of the present invention is to provide an education fuel cell power generation demonstration kit for extending the life of the fuel supply unit because the fuel supply unit does not need to continue to operate.

또한, 본 발명은 수전해를 위한 전력 공급을 위해 계통 전원 및 임의의 신재생에너지원 (태양전지, 풍력발전기)을 선택적으로 사용할 수 있도록 하여 신재생에너지원의 사용이 용이하지 않을 경우에도 시스템을 편리하게 사용할 수 있게 함과 동시에 효과적인 교육을 위한 구성도 손쉽게 할 수 있는 기능성을 가진 교육용 연료전지 발전 시연 키트를 제공함을 또 다른 목적으로 하고 있다.
In addition, the present invention allows the system power source and any renewable energy sources (solar cell, wind power generator) to be selectively used for power supply for hydroelectricity, so that the system can be used even when the use of renewable energy sources is not easy. It is another object of the present invention to provide an educational fuel cell power generation demonstration kit that is easy to use and functionally easy to configure for effective education.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 교육용 연료전지 발전 시연 키트를 제공한다. 이 교육용 연료전지 발전 시연 키트는, 물 저장조; 상기 물 저장조로부터 공급된 물을 전기분해하여 수소 가스를 생성하는 연료 공급부; 생성된 수소 가스를 저장하며 상기 물 저장조와 개방된 연결관으로 연결되는 수소 저장조; 상기 수소 저장조로부터 수소 가스를 공급받아 전기 에너지를 생성하는 연료전지; 및 상기 연료전지로부터 생성된 전기 에너지를 공급받아 동작하는 작동기재를 포함한다. The present invention to achieve the above object, Provides educational fuel cell power generation demonstration kits. This educational fuel cell power generation demonstration kit includes: a water reservoir; A fuel supply unit configured to generate hydrogen gas by electrolyzing water supplied from the water storage tank; A hydrogen storage tank for storing the generated hydrogen gas and connected to the water storage tank and an open connection pipe; A fuel cell that receives hydrogen gas from the hydrogen storage tank and generates electrical energy; And an operating substrate that is operated by receiving electrical energy generated from the fuel cell.

이때, 상기 연료전지는, 막-전극 접합체와 확산판 그리고 집전판으로 이루어진 연료전지 셀을 내부에 수용하는 분해/조립이 가능한 단위 전지 구조체; 및 단위전지 구조체 삽탈을 위한 장착공을 갖으며, 장착공은 연료 공급을 위한 입구를 통해 외부와 연통된 투명한 거치대;로 이루어져, 거치대에 연료전지 셀을 포함한 상기 단위전지 구조체를 분해/조립할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다. The fuel cell may include a unit battery structure capable of disassembling / assembling to accommodate a fuel cell including a membrane-electrode assembly, a diffusion plate, and a current collecting plate therein; And a mounting hole for inserting and removing a unit cell structure, the mounting hole consisting of a transparent holder communicating with the outside through an inlet for fuel supply, so that the unit battery structure including the fuel cell can be disassembled / assembled in the holder. It is characterized by.

이때, 상기 단위전지 구조체는, 상기 연료전지 셀을 내부에 수용하고, 외부 공기 유입을 위한 통공을 폐쇄단 측 중앙에 갖으며, 씰링을 위한 오링을 그 외연에 갖는 원통형의 캡 너트와; 캡 너트와 나사 체결되어 하나의 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트와; 연료전지 셀을 캡 너트 안쪽에 밀착 고정시키기 위해 상기 연료전지 셀과 캡 볼트 사이에 개입되는 링형상의 고정판으로 구성됨을 특징한다. At this time, the unit cell structure, and the cylindrical cap nut to accommodate the fuel cell inside, having a through hole for the outside air inlet at the center of the closed end side, and has an O-ring for sealing on the outer edge thereof; A cylindrical cap bolt screwed with the cap nut to form a body; And a ring-shaped fixing plate interposed between the fuel cell and the cap bolt to closely fix the fuel cell to the inside of the cap nut.

여기서, 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 한다. Here, 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 It is done.

여기서, 상기 장착공의 폭은 단위전지 구조체의 두께보다 커서, 상기 장착공에는 연료전지 셀을 포함하는 상기 단위전지구조체가 단수 또는 적어도 두 개 이상이 직렬 배치시킬 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the width of the mounting hole is greater than the thickness of the unit battery structure, the mounting hole may be characterized in that the unit cell structure including a single fuel cell or a single number or at least two or more can be arranged in series.

여기서, 상기 장착공에 연료전지 셀을 포함하는 단위전지 구조체가 한 개 장착된 경우, 외연에 오링이 설치된 마개로서 장착공의 일측 개구단이 폐쇄됨을 특징으로 한다. Here, when one unit battery 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 at an outer edge thereof.

이때, 연료 공급부는, 내부에 전해질을 수용하며 격벽을 통해 수소측 수조와 산소측 수조로 그 내부 공간이 분리 구획된 전해조와; 상기 격벽에 장착되고 전해질막과 확산판 그리고 전극으로 이루어진 전해 셀을 내부에 수용하는 분해/조립이 가능한 전해 구조체;로 구성됨을 특징으로 한다. In this case, the fuel supply unit includes an electrolytic cell that accommodates the electrolyte therein and has an internal space separated into a hydrogen side water tank and an oxygen side water tank through a partition wall; And an electrolytic structure capable of disassembling / assembling, which is mounted on the partition wall and accommodates an electrolytic cell composed of an electrolyte membrane, a diffusion plate, and an electrode therein.

또한, 상기 연료전지는 수소 가스 배출을 제어하는 수소 가스 배출 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the fuel cell is characterized in that it further comprises a hydrogen gas discharge valve for controlling the hydrogen gas discharge.

여기서, 상기 전해조, 물 저장조 및 수소 저장조는 투명한 재질인 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the electrolytic cell, the water storage tank and the hydrogen storage tank may be characterized in that the transparent material.

이때, 상기 전해 구조체는, 상기 전해 셀을 내부에 수용하고, 통수를 위한 복수의 통공을 폐쇄단 측 중앙에 갖으며, 씰링을 위한 오링을 그 외연에 갖는 원통형의 캡 너트와; 캡 너트와 나사 체결되어 하나의 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트와; 전해 셀을 캡 너트 안쪽에 밀착 고정시키기 위해 상기 전해 셀과 캡 볼트 사이에 개입되며 다수의 통공을 갖는 고정판;으로 구성됨을 특징으로 한다. At this time, the electrolytic structure includes 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; A cylindrical cap bolt screwed with the cap nut to form a body; And a fixing 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.

이때, 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 할 수 있다. At this time, the operating base may be characterized in that the small electronic device operated by the input electrical energy or means for outputting the input electrical energy as light energy or means for outputting the input electrical energy as mechanical kinetic energy. .

이때, 상기 빛 에너지 출력수단은, LED 또는 전구인 것을 특징으로 한다. At this time, the light energy output means, characterized in that the LED or light bulb.

이때, 상기 기계적 출력수단은, 회전차를 갖는 모터인 것을 특징으로 한다. At this time, the mechanical output means is characterized in that the motor having a rotation difference.

또한, 상기 수소 저장조는, 상단에 수소 가스 배출을 위한 수소 저장소 개폐 밸브; 및 상기 연료 전지에 공급되는 수소 가스를 제어하는 연결 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the hydrogen storage tank, the hydrogen reservoir opening and closing valve for discharging hydrogen gas at the top; And a connection valve for controlling hydrogen gas supplied to the fuel cell.

이때, 상기 물 저장조는 상기 연료 공급부에 공급되는 물을 제어하는 물 공급 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In this case, the water reservoir further comprises a water supply valve for controlling the water supplied to the fuel supply unit.

본 발명에 따르면, 물 저장조와 수소 저장조를 구비시킴으로써 외부 전원을 수전해 장치인 연료 공급부에 지속적으로 공급하지 않아도 되므로 연료 전지의 원리를 명확하게 설명하는 것이 가능하다. According to the present invention, since the water storage tank and the hydrogen storage tank are provided, it is not necessary to continuously supply the external power supply to the fuel supply unit, which is an electric power receiving device, so that the principle of the fuel cell can be clearly explained.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 물 저장조와 수소 저장조를 구비시킴으로써 수전해조의 수소 생산량이나 연료전지의 수소 소비량과 상관없이 잉여 수소를 안정적으로 저장하는 완충 공간 기능을 하게 되어 연료 출구 측에 밸브가 구비된 연료 전지로부터 배출되는 미활용 수소량을 안정적으로 줄이는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다. In addition, another effect of the present invention is to provide a water storage tank and a hydrogen storage tank to function as a buffer space for stably storing surplus hydrogen regardless of the hydrogen production amount of the electrolytic cell or the hydrogen consumption of the fuel cell. It is possible to stably reduce the amount of unused hydrogen discharged from the used fuel cell.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 수소 저장조로 인해서 사용을 위한 수소가 충분히 저장되었을 경우에 연료 공급부가 계속 동작하지 않아도 되므로 연료 공급부의 수명이 연장된다는 점을 들 수 있다.
In addition, another effect of the present invention is that the fuel supply unit does not need to continue to operate when hydrogen for use is sufficiently stored due to the hydrogen storage tank, thereby extending the life of the fuel supply unit.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교육용 연료전지 발전 시연 키트의 전체적인 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 나타낸 연료전지의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 연료전지를 X-X'축으로 절개한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 연료전지의 결합 단면도.
도 5는 도 1에 나타낸 전해조의 분해 사시도.
도 6은 도 5에서 도시된 전해조를 I-I'축으로 절개한 단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 교육용 연료전지 발전 시연 키트에서 물 저장조와 수소 저장조의 물 높이가 동일한 상태를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 교육용 연료전지 발전 시연 키트에서 물 저장조와 수소 저장조의 물 높이가 다른 상태를 보여주는 도면.
1 is a perspective view showing the overall configuration of a fuel cell power generation demonstration kit for education according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the fuel cell shown in FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the X-X 'axis of the fuel cell shown in FIG.
4 is a cross-sectional view of a fuel cell according to another embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of the electrolytic cell shown in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of the electrolytic cell shown in FIG. 5.
Figure 7 is a view showing a state in which the water height of the water reservoir and the hydrogen reservoir in the educational fuel cell power generation demonstration kit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a state in which the water height of the water reservoir and the hydrogen reservoir in the educational fuel cell power generation demonstration kit according to an embodiment of the present invention is different.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하 첨부된 도면을 참조하여 교육용 발전 키트에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, the educational development kit will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 교육용 연료전지 발전 시연 키트의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명인 교육용 연료전지 발전 시연 키트는 연료 예컨대, 수소 발생을 위한 연료 공급부(2)와, 연료 공급부(2)로부터 발생한 수소 가스를 저장하는 수소 저장조(9)와, 수소 저장조(9) 내에 수소 가스가 차면서 생긴 수소 가스 압력에 의해 물 수위가 올라가면서 수소 저장조(9)내의 압력과 평형을 이루는 물 저장조(10)와, 수소 저장조(9)로부터 제공된 수소 가스 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. 물론, 수소 발생을 위해 일시적으로 전원을 연료 공급부(2)에 공급하는 전원 공급 장치(8)가 구성된다. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a fuel cell power generation demonstration kit for training according to the present invention. As shown in the drawings, the present inventors' educational fuel cell power generation demonstration kit includes a fuel supply unit 2 for generating fuel, for example, hydrogen, a hydrogen storage tank 9 for storing hydrogen gas generated from the fuel supply unit 2, and hydrogen The water level rises due to the hydrogen gas pressure generated by the filling of the hydrogen gas in the reservoir 9, and the water reservoir 10 in equilibrium with the pressure in the hydrogen reservoir 9 and the hydrogen gas fuel provided from the hydrogen reservoir 9 are used. Fuel cell 1 for generating electrical energy and an operating substrate 3 for outputting electrical energy to external work for visual confirmation of electrical energy generated from fuel cell 1 are provided on one base 4. Structured, a series of processes from hydrogen generation to electrical energy generation and its application can be implemented in one integrated device. Of course, the power supply device 8 is configured to temporarily supply power to the fuel supply unit 2 for hydrogen generation.

선택적으로는 상용 전원을 이용하는 전원 공급 장치(8)이외에도 제 1 전원 단자(11-1), 제 2 전원 단자(11-2) 및 스위치부(11)로 구성된 전원 공급 수단이 구성될 수 있다. 물론, 이 전원 공급 수단은 태양 전지 에너지, 풍력 발전 등에 의해 발생한 전원을 연결하기 위해 구성된다. 물론, 스위치부(11)는 전원선(11-3)을 통하여 연료 공급부(2)에 연결된다. Optionally, in addition to the power supply device 8 using commercial power, a power supply means composed of the first power terminal 11-1, the second power terminal 11-2 and the switch unit 11 may be configured. Of course, this power supply means is configured for connecting the power generated by solar cell energy, wind power generation and the like. Of course, the switch section 11 is connected to the fuel supply section 2 via the power supply line 11-3.

도 2는 도 1에 나타낸 연료전지의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 연료전지를 X-X'축으로 절개한 단면도이다. FIG. 2 is an exploded perspective view of the fuel cell shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell shown in FIG. 2 taken along the line X-X '.

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(100) 및 이 단위전지 구조체(100)가 착탈가능하게 조립되는 거치대(18)를 포함한다. 상기 단위전지 구조체(100)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(100) 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 100 and a cradle 18 to which the unit cell structure 100 is detachably assembled. The unit cell structure 100 accommodates a fuel cell 16 that generates electrical energy by a chemical action of a fuel, for example, hydrogen and oxygen, provided from the outside, and the cradle 18 is the unit cell structure. (100) 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 수용되는 상기 단위전지 구조체(100)는 분해/조립이 가능한 구조로 이루어져 있다. 보다 구체적으로, 상기 단위전지 구조체(100)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(100) 조립 시 상기 연료전지 셀(16)을 캡 너트(12) 안쪽에 밀착 고정시켜 준다. Specifically, the unit cell structure 100 accommodated therein has a structure capable of disassembling / assembling. More specifically, the unit cell structure 100 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 (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 100 when assembling the fuel cell ( 16) tightly fixed inside the cap nut (12).

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 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.

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 연료전지셀(16) 및 고정판(17)을 정렬시킨다. 즉, 단위전지 구조체(100) 조립 시 캡 너트(12) 내부에 위치하는 연료전지셀(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.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 they are in close contact 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 fixed plate 17. That is, when assembling the unit cell structure 100, 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(100) 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 100 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.

상기 장착공(180)의 폭(도면상 좌에서 우 방향 폭)은 이에 설치되는 단위전지 구조체(100)의 축방향 두께에 비해 충분히 크다. 따라서 상기 장착공(180)에는 사용자(피 교육자) 선택에 따라 단위전지 구조체(100)가 하나에서 여러 개까지 설치될 수 있다. 즉, 상기 장착공(180)에는 연료전지 셀(16)을 포함하는 상기 단위 전지 구조체(10)가 하나 또는 필요에 따라 그 이상이 설치될 수 있다.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 100 installed therein. Therefore, the mounting hole 180 may be installed up to one unit cell structure 100 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(100)의 갯수를 임의 조절할 수 있는 경우, 단위전지 구조체(100)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(100)의 설치 갯수를 변화시켜가면서 그에 따른 전력량의 변화를 관찰할 수 있다. As such, when the number of unit cell structures 100 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 100. Therefore, the user (trainee) during the experiment can change the number of installation of the unit cell structure 100 installed in the mounting hole 180 can observe the change in the amount of power accordingly.

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 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(100)가 한 개 장착된 경우에는, 외연에 오링이 설치된 마개(19)를 이용해 장착공(180)의 일측 개구단을 폐쇄하여 마개(19)와 단위전지 구조체(100) 사이에 연료가 이동할 수 있는 일정 체적의 밀폐된 공간(S)을 형성토록 함이 바람직하다. For example, when one unit cell structure 100 is mounted in the mounting hole 180 as shown in FIG. 3, one opening 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 predetermined volume in which fuel can move between the stopper 19 and the unit cell structure 100.

또한, 하단에 수소 가스 배출 밸브(300)를 두어, 연료전지(도 1의 1)가 동작되는 동안에는 수소 가스 배출 밸브(300)를 클로즈하여 수소 저장조(도 1의 9)로부터 입구(182)로 유입되는 수소 가스가 빈 통로를 통하여 배출되는 것을 방지함으로써 낭비되지 않도록 한다. In addition, the hydrogen gas discharge valve 300 is placed at the lower end, and the hydrogen gas discharge valve 300 is closed while the fuel cell (1 in FIG. 1) is operated to the inlet 182 from the hydrogen storage tank (9 in FIG. 1). The incoming hydrogen gas is prevented from being discharged through the empty passageway so that it is not wasted.

따라서, 수소 가스가 낭비되지 않으므로 에너지 낭비가 없게 되어 연료전지(도 1의 1)의 효율이 향상된다. Therefore, since hydrogen gas is not wasted, there is no waste of energy, thereby improving the efficiency of the fuel cell (1 in FIG. 1).

이와는 다르게, 도 4의 다른 사용 실시예와 같이 단위전지 구조체(100)가 두 개 장착되는 경우에는, 입구(182)를 중심으로 두 개의 단위전지 구조체(100)가 소정의 이격거리를 두고 직렬 배치되도록 함이 바람직하다. 이 경우에는 도 3과는 달리 밀폐를 위한 마개(도 3의 19)가 요구되지 않는다. Unlike this, when two unit cell structures 100 are mounted as in the other use embodiment of FIG. 4, two unit cell structures 100 are arranged in series with a predetermined distance from the inlet 182. Preferably. In this case, unlike FIG. 3, a closure for closing (19 in FIG. 3) is not required.

즉, 두 개의 단위전지 구조체(100)가 양면 방향에서 맞대게 설치된 경우, 상기 각각의 단위전지 구조체(100)에 의해서 이들 사이에 연료가 이동할 수 있는 일정 체적의 밀폐된 공간(S)이 형성되므로 마개(도 3의 19)를 설치할 필요가 없다.That is, when two unit cell structures 100 are installed to face each other in both directions, the unit cell structures 100 form a sealed volume S having a predetermined volume through which fuel can move. There is no need to install a stopper (19 in FIG. 3).

도 5는 도 1에 나타낸 전해조의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5에서 도시된 전해조를 I-I'축으로 절개한 단면도이다. 5 is an exploded perspective view of the electrolytic cell shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the electrolytic cell shown in FIG. 5 taken along the line II ′.

도 5에 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 FIG. 5, the fuel supply unit 2 applied to the present invention also has the same fuel cell 1 side as described above, and the unit components constituting the fuel supply unit 2 may be mutually disassembled / assembled. It is very advantageous for (trainee) to understand the overall structure of the fuel supply.

도 5 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 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. Specifically, referring to FIGS. 5 to 6, the fuel supply unit 2 may include an electrolytic cell 20 containing an electrolyte therein and an electrolytic cell that generates oxygen and hydrogen by electrolyzing the electrolyte filled in the electrolytic cell 20. The structure 22 is included.

도 5를 참조하면, 전해조(20)는 격벽(200)을 기준으로 수소측 수조(20a)와 산소측 수조(20b)로 그 내부 공간이 분리구획되고, 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 제공받는다. Referring to FIG. 5, an 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 an electrolytic structure 22 includes the partition wall 200. Removably mounted on the) to accommodate the electrolytic cell 26 consisting of the electrolyte membrane 260 and the diffusion plate 262 therein. In this case, the diffusion plate 262 is electrically conductive and receives power for electrolysis from an external power line.

부연하면, 수전해 장치인 연료 공급부(도 1의 2)가 초기 동작할 수 있도록 외부 전원 공급 장치(8)와 연료 공급부(2)가 연결된다. 물론, 일정 시간이 경과되면, 외부 전원 공급 장치(8)가 연료 공급부(2)에 전원을 공급하지 않아도, 수소 저장조(도 1의 9)에 저장된 수소 가스를 이용하게 되므로, 연료 전지의 작동 원리를 알려주는 것이 가능하다. 이에 대하여는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다. In other words, the external power supply device 8 and the fuel supply unit 2 are connected so that the fuel supply unit (2 in FIG. 1), which is the electrolytic device, can be initially operated. Of course, when a certain time elapses, even if the external power supply device 8 does not supply power to the fuel supply unit 2, the hydrogen gas stored in the hydrogen storage tank (9 of FIG. 1) is used, and thus the operating principle of the fuel cell is provided. It is possible to tell. This will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

물론, 상용 전원을 공급하는 외부 전원 공급 장치(8)를 이용하지 않고, 태양열, 풍력 발전 등에 의해 생성된 전원을 사용하는 것도 가능하다. 이를 위해 제 1 전원 단자(11-1), 제 2 전원 단자(11-2), 스위치부(11) 및 전원선(11-3)이 구성될 수 있다. Of course, it is also possible to use the power generated by solar heat, wind power generation, etc., without using the external power supply 8 which supplies commercial power. To this end, the first power terminal 11-1, the second power terminal 11-2, the switch unit 11, and the power line 11-3 may be configured.

부연하면, 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.In other words, although the present embodiment uses a method of supplying external power for convenience of operation, in order to further establish the actual concept, a user (trainee) is provided by directly supplying power by using a solar cell or a wind power generator. It may also be able to broaden our appreciation for the overall understanding and need for renewable energy.

계속 도 5를 참조하여 설명하면, 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 연료 공급부(도 1의 2)와 수소 저장조(도 1의 9)를 잇는 수소 가스 연결 호스(도 1의 2-1)를 다른 한 쪽 끝이 호스커플러 또는 체결구를 통해 연결된다. 따라서 수소측 수조(20a)로부터 발생된 연료 예컨대, 수소가스는 상기 수소 가스 연결 호스(2-1)를 거쳐 수소 저장조(도 1의 9) 측으로 공급될 수 있다.Referring to FIG. 5, 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. The upper surface of the side water tank 20a is provided with an outlet 202 for external discharge of hydrogen generated therefrom. The outlet 202 has a hydrogen gas connection hose (2-1 in FIG. 1) connecting the fuel supply unit (2 in FIG. 1) and the hydrogen storage tank (9 in FIG. 1) to the other end through a hose coupler or a fastener. Connected. Therefore, fuel generated from the hydrogen-side water tank 20a, for example, hydrogen gas, may be supplied to the hydrogen storage tank (9 in FIG. 1) via the hydrogen gas connection hose 2-1.

전해조(20) 바닥면과 접하는 격벽(200)은 종래 한국등록특허 제10-0812757호와 달리 통수를 위한 통수구멍이 형성되지 않고 격벽(200)만이 형성된다. 이를 도시한 도면이 도 6에 도시된다. 따라서, 물 저장조(도 1의 10)으로부터 유입된 물은 수소측 수조(20a)에 유입된다. 물론, 산소측 수조(20b)에도 적정량의 물을 공급해야 되는데, 이는 사용자가 육안으로 확인하고 일정 수위 이하이면 물을 호스를 이용하여 공급할 수 있다. 이와 달리, 산소측 수조(20b)의 내측에 수위 측정 센서(미도시)를 설치하여 자동적으로 산소측 수조(20b)에 물을 공급하는 것도 가능할 것이다. Unlike the conventional Korean Patent Registration No. 10-0812757, the barrier rib 200 contacting the bottom surface of the electrolytic cell 20 is not provided with a passage hole for water passage, and only the barrier rib 200 is formed. A diagram illustrating this is shown in FIG. 6. Therefore, the water which flowed in from the water storage tank (10 of FIG. 1) flows into the hydrogen side water tank 20a. Of course, the oxygen-side water tank 20b should also be supplied with an appropriate amount of water, which the user can visually check and if the water level is below a predetermined level, can supply water using a hose. Alternatively, it may be possible to automatically supply water to the oxygen-side water tank 20b by installing a water level measurement sensor (not shown) inside the oxygen-side water tank 20b.

도 6을 계속 참조하여 설명하면, 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. 또한, 물 저장조(도 1의 10), 수소 저장조(도 1의 9)도 전해조(20)의 재질과 동일하게 투명한 재질이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 6, the electrolyzer 20 may be made of a transparent material such as tempered glass or transparent acrylic so that the inside thereof may 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. In addition, a water storage tank (10 of FIG. 1) and a hydrogen storage tank (9 of FIG. 1) may be used in the same manner as the material of the electrolytic cell 20.

도 5를 참조하여 설명하면, 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. Referring to FIG. 5, the electrolytic structure 22 has a structure that can be disassembled / assembled 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.

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.In addition, between the electrolytic cell 26 and the cap bolt 25, a fixing plate 27 having a plurality of through holes is interposed so that the electrolytic cell 26 is closely attached to the inside of the cap nut 24 when assembling the electrolytic structure 22. Fix it. 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 외부 전원 공급 장치(8)를 거쳐 수전해를 하기에 용이한 직류 전원으로 변환되어 전해 셀(26)의 확산판(262)의 양측에 공급되도록 구성된다. The electrolytic structure 22 installed in the electrolytic cell 20, specifically the electrolytic cell 26, receives a constant power from the outside for electrolysis. As an example, an AC power source 110V to 240V provided from the outside is converted into a DC power source for easy electrolysis through an external power supply device 8 provided on one side of the base 4 so that the diffusion plate of the electrolytic cell 26 is provided. 262 is configured to be supplied to both sides.

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 원리를 설명하기로 한다. 이를 보여주는 도면이 도 7 및 도 8에 도시된다. 즉, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 교육용 연료전지 발전 시연 키트에서 물 저장조와 수소 저장조의 물 높이가 동일한 상태를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 교육용 연료전지 발전 시연 키트에서 물 저장조와 수소 저장조의 물 높이가 다른 상태를 보여주는 도면이다. Next will be described the operating principle of the present invention according to the above configuration. A diagram showing this is shown in FIGS. 7 and 8. That is, Figure 7 is a view showing a state in which the water height of the water reservoir and the hydrogen reservoir in the educational fuel cell power generation demonstration kit according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is an educational fuel cell according to an embodiment of the present invention In the power generation demonstration kit, the water level of the water reservoir and the hydrogen reservoir are different.

도 7을 참조하면, 물 저장조(10)에 담수된 물(710)은 동작되지 않은 상태에서 수소 저장조(9)에 담수된 물(710)과 동일한 높이(h1=h2)를 갖는다. 이때, 수소 저장조(9)내 기압(720)은 예를 들면 이해하기 쉽게 1기압이라고 하자. 물론, 이는 본 발명의 용이한 이해를 위한 설명으로 물 저장조(10)와 수소 저장조(9)에 담수된 물의 양이 동일하지 않을 수 있다. Referring to FIG. 7, the fresh water 710 in the water reservoir 10 has the same height (h1 = h2) as the fresh water 710 in the hydrogen reservoir 9 without being operated. At this time, the atmospheric pressure 720 in the hydrogen storage tank 9 is assumed to be 1 atmosphere for easy understanding. Of course, this is a description for easy understanding of the present invention may not be the same amount of water in the water reservoir 10 and the hydrogen reservoir (9).

이러한 상태에서, 연료 공급부(2)에 외부 전원 공급 장치(8)를 이용하여 전원을 인가하게 되면, 연료 공급부(2)가 전기 분해 과정을 수행하여 수소 가스를 생성시킨다. 이때 수전해조에서 전기 분해를 위한 물의 양이 충분하지 않을 경우에는 물 공급 밸브(10-3)를 오픈하여 물을 공급할 수 있다.In this state, when power is applied to the fuel supply unit 2 using the external power supply device 8, the fuel supply unit 2 performs an electrolysis process to generate hydrogen gas. At this time, when the amount of water for electrolysis in the electrolytic bath is not enough, the water supply valve 10-3 may be opened to supply water.

따라서, 물 저장조(10)에 담수된 물(710)이 연료 공급부(2)에 공급된다. 정확히 말하면, 수소측 수조(도 6의 20a)로 유입된다. 이때 물 공급 밸브(10-3)은 수소측 수조에 물을 공급하기 위해 일시적으로 개방되며 수조의 물 수위가 만수위에 이르면 닫아두게 된다. Therefore, the water 710 fresh water in the water storage tank 10 is supplied to the fuel supply unit (2). To be precise, it flows into the hydrogen side bath (20a in FIG. 6). At this time, the water supply valve 10-3 is temporarily opened to supply water to the hydrogen-side water tank and is closed when the water level of the water tank reaches the full water level.

이에 따라, 연료 공급부(2)에서는 수소(H2)와 산소(O2)가 발생되며, 연료 공급부(2)가 투명 재질로 되어 있으므로 사용자(피 교육자)는 수소와 산소(기포형태) 발생을 눈으로 직접 확인할 수 있다. As a result, hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) are generated in the fuel supply unit 2, and since the fuel supply unit 2 is made of a transparent material, a user (trainee) generates hydrogen and oxygen (bubble form). You can see it yourself.

생성된 수소 가스는 수소 저장조(9)로 유입되며 이를 위해 수소 가스 연결 호스(2-1)가 연료 공급부(2)와 수소 저장조(9)간을 연결시킨다. 물론, 이때 산소측 수조(도 6의 20b)에서 발생된 산소는 보충수 주입구(204)를 통해 외부에 배출된다. The generated hydrogen gas flows into the hydrogen storage tank 9 and a hydrogen gas connection hose 2-1 connects the fuel supply unit 2 and the hydrogen storage tank 9 to this end. Of course, the oxygen generated in the oxygen-side water tank (20b of Figure 6) is discharged to the outside through the supplemental water inlet 204.

수소측 수조(도 6의 20a)에서 발생된 수소 가스가 수소 저장조(9)에 유입되면 유입된 수소량 만큼 수소 저장조의 수위는 내려가고 물 저장조(10)의 수위는 올라간다. 이때 수소 저장조(9) 내의 압력은 물 저장조(10)와 수소 저장조(9)의 수위차에 해당하는 수압으로 일반적인 키트 제작 수위인 수십 센티미터 범위에서는 대기압과 큰 차이가 없다.When the hydrogen gas generated in the hydrogen-side water tank (20a of FIG. 6) flows into the hydrogen storage tank 9, the level of the hydrogen storage tank is lowered by the amount of hydrogen introduced and the water level of the water storage tank 10 is increased. At this time, the pressure in the hydrogen reservoir (9) is a water pressure corresponding to the water level difference between the water reservoir (10) and the hydrogen reservoir (9) is not much different from the atmospheric pressure in the range of several tens of centimeters, which is a general kit production level.

한편, 수소 저장조(9)에 저장된 수소 가스는 연료 공급 호스(9-3)를 통해 연료 전지(1)에 공급된다. 즉, 수소 가스는 연료전지(1) 측으로 제공되어 전기 에너지 생성을 위한 반응연료로 이용된다. 이때 소비되는 수소량과 수전해조의 수소 공급량에 따라 자동적으로 물 저장조(10)와 수소 저장조(9)의 물이 소통되면서 수소 저장조(9)의 수소 저장과 공급이 이루어진다. On the other hand, the hydrogen gas stored in the hydrogen storage tank 9 is supplied to the fuel cell 1 through the fuel supply hose 9-3. That is, the hydrogen gas is provided to the fuel cell 1 side and used as a reaction fuel for generating electrical energy. At this time, the water of the water storage tank 10 and the hydrogen storage tank 9 are automatically communicated according to the amount of hydrogen consumed and the hydrogen supply amount of the electrolytic bath, so that hydrogen storage and supply of the hydrogen storage tank 9 are performed.

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.

물론, 수소 저장조(9) 상단에는 연결 밸브(9-2)가 구비되며, 이 연결 밸브(9-2)가 연료 공급 호스(9-3)의 일단과 연결된다. 따라서, 사용자는 수소 저장조(9)로부터 연료 전지(1)쪽으로 유출되는 수소 가스량을 제어하는 것이 가능하다. Of course, the upper end of the hydrogen reservoir (9) is provided with a connecting valve (9-2), the connecting valve (9-2) is connected to one end of the fuel supply hose (9-3). Therefore, the user can control the amount of hydrogen gas flowing out from the hydrogen storage tank 9 toward the fuel cell 1.

또한, 수소 저장조(9) 상단에는 수소 저장조 개폐 밸브(9-1)가 더 구성되어 수소 저장조(9)내의 수소 압력을 적절하게 배출시키는 것도 가능하다. In addition, a hydrogen reservoir opening / closing valve 9-1 is further configured at the upper end of the hydrogen reservoir 9 so that the hydrogen pressure in the hydrogen reservoir 9 can be properly discharged.

한편으로, 연료전지(1)에도 수소 배출측에 수소 가스 배출 밸브(300)가 구비되어 막아둘 수 있게 함으로써 수소 낭비가 없고, 에너지 낭비가 없게 된다. 즉, 생성된 수소 가스를 모두 사용하는 것이 가능하게 된다.
On the other hand, the fuel cell 1 is also provided with a hydrogen gas discharge valve 300 on the hydrogen discharge side so that it can be blocked, there is no hydrogen waste and no energy waste. That is, it becomes possible to use all the generated hydrogen gas.

1...연료전지 2...연료 공급부
2-1...수소가스 연결 호스
3...작동기재 4...베이스
5...연료공급호스 6...전원선
7...접속구 8...외부 전원 공급 장치
9...수소 저장조 9-1...수소 저장조 개폐 밸브
9-2...연결 밸브
9-3...연료 공급 호스
10...물 저장조 10-1...물 저장조 개폐 밸브
10-2...연결관 10-3...물 공급 밸브
10-4...물 공급 호스 11...스위치부
11-1...제 1 전원 단자 11-2...제 2 전원 단자
11-3...전원선
16...연료전지 셀 18...거치대
17,27...고정판 20...전해조
20a...수소측 수조 20b...산소측 수조
22...전해 구조체 26...전해 셀
100...단위전지 구조체 300...수소 가스 배출 밸브
1. fuel cell 2. fuel supply unit
2-1 ... Hydrogen Gas Connection Hose
3 ... Operating Base 4 ... Base
5.Fuel supply hose 6 ... Power line
7.Connects 8 ... External power supply
9.Hydrogen reservoir 9-1 ... Hydrogen reservoir opening and closing valve
9-2 ... Connection valve
9-3 ... Fuel Supply Hose
10 ... Water Reservoir 10-1 ... Water Reservoir Opening Valve
10-2 ... Connectors 10-3 ... Water supply valve
10-4 ... Water supply hose 11 ... Switch section
11-1 ... 1st power terminal 11-2 ... 2nd power terminal
11-3 ... Power Line
16 fuel cell 18 stand
17,27 ... fixed plate 20 ... electrolyzer
20a ... hydrogen side water tank 20b ... oxygen side water tank
22 Electrolytic structure 26 Electrolytic cell
100 ... Unit cell structure 300 ... Hydrogen gas discharge valve

Claims (15)

물 저장조;
상기 물 저장조로부터 공급된 물을 전기분해하여 수소 가스를 생성하는 연료 공급부;
생성된 수소 가스를 저장하며 상기 물 저장조와 개방된 연결관으로 연결되는 수소 저장조;
상기 수소 저장조로부터 수소 가스를 공급받아 전기 에너지를 생성하며,
막-전극 접합체와 확산판 및 집전판으로 이루어지는 연료전지 셀을 내부에 수용하는 단위전지 구조체 및
상기 단위전지 구조체가 삽탈 가능하도록 하며, 연료공급을 위해 외부와 연통되는 장착공이 형성되는 거치대를 포함하고,
상기 거치대에 상기 단위전지 구조체가 분해/조립 가능하며, 상기 장착공의 폭이 단위전지 구조체의 두께보다 크게 형성되어 상기 장착공에 하나의 상기 단위전지 구조체가 구비되거나, 적어도 두 개 이상의 상기 단위전지 구조체가 직렬 배치되는 연료전지; 및
상기 연료전지로부터 생성된 전기 에너지를 공급받아 동작하는 작동기재;
를 포함하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
Water reservoir;
A fuel supply unit configured to generate hydrogen gas by electrolyzing water supplied from the water storage tank;
A hydrogen storage tank for storing the generated hydrogen gas and connected to the water storage tank and an open connection pipe;
Hydrogen gas is supplied from the hydrogen storage tank to generate electrical energy,
A unit cell structure accommodating therein a fuel cell comprising a membrane-electrode assembly, a diffusion plate, and a current collector plate;
The unit cell structure is detachable, and includes a cradle that is formed with a mounting hole in communication with the outside for fuel supply,
The unit cell structure may be disassembled / assembled in the cradle, and the width of the mounting hole is greater than the thickness of the unit cell structure, so that one unit cell structure is provided in the mounting hole, or at least two or more unit cells. A fuel cell in which the structures are arranged in series; And
An operating substrate operating by receiving electrical energy generated from the fuel cell;
Educational fuel cell power generation kit comprising a.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 단위전지 구조체는,
상기 연료전지 셀을 내부에 수용하고, 외부 공기 유입을 위한 통공을 폐쇄단 측 중앙에 갖으며, 씰링을 위한 오링을 그 외연에 갖는 원통형의 캡 너트와;
캡 너트와 나사 체결되어 하나의 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트와;
연료전지 셀을 캡 너트 안쪽에 밀착 고정시키기 위해 상기 연료전지 셀과 캡 볼트 사이에 개입되는 링형상의 고정판;으로 구성됨을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 1,
The unit cell structure,
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;
A cylindrical cap bolt screwed with the cap nut to form a body;
And a ring-shaped fixing plate 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,
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 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 3, wherein
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 fuel cell power generation demonstration kit.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 장착공에 연료전지 셀을 포함하는 단위전지 구조체가 한 개 장착된 경우, 외연에 오링이 설치된 마개로서 장착공의 일측 개구단이 폐쇄됨을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 1,
When one unit cell structure including a fuel cell is mounted in the mounting hole, the fuel cell power generation demonstration kit for education characterized in that one end of the mounting hole is closed as a stopper having an O-ring installed on the outer edge thereof.
제 1 항에 있어서,
연료 공급부는,
내부에 전해질을 수용하며 격벽을 통해 수소측 수조와 산소측 수조로 그 내부 공간이 분리 구획된 전해조와;
상기 격벽에 장착되고 전해질막과 확산판 그리고 전극으로 이루어진 전해 셀을 내부에 수용하는 분해/조립이 가능한 전해 구조체;로 구성됨을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 1,
The fuel supply unit,
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;
And an electrolyte structure mounted on the partition wall and capable of disassembling / assembling an electrolyte cell including an electrolyte membrane, a diffusion plate, and an electrode therein.
제 7 항에 있어서,
상기 연료전지는 수소 가스 배출을 제어하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 7, wherein
The fuel cell is a fuel cell power generation demonstration kit for education characterized in that it further comprises a valve for controlling the discharge of hydrogen gas.
제 7 항에 있어서,
상기 전해조, 물 저장조 및 수소 저장조는 투명한 재질인 것을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 7, wherein
The electrolytic cell, the water storage tank and the hydrogen storage tank are educational fuel cell power generation demonstration kit, characterized in that the transparent material.
제 7 항에 있어서,
상기 전해 구조체는,
상기 전해 셀을 내부에 수용하고, 통수를 위한 복수의 통공을 폐쇄단 측 중앙에 갖으며, 씰링을 위한 오링을 그 외연에 갖는 원통형의 캡 너트와;
캡 너트와 나사 체결되어 하나의 몸체를 이루는 원통형의 캡 볼트와;
전해 셀을 캡 너트 안쪽에 밀착 고정시키기 위해 상기 전해 셀과 캡 볼트 사이에 개입되며 다수의 통공을 갖는 고정판;으로 구성됨을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 7, wherein
The electrolytic structure,
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;
A cylindrical cap bolt screwed with the cap nut to form a body;
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,
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 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 1,
The operating unit is a small electronic device operated by the input electrical energy or means for outputting the input electrical energy as light energy or means for outputting the input electrical energy as mechanical kinetic energy, the fuel cell power generation for education Demonstration Kit.
제 11 항에 있어서,
상기 빛 에너지 출력수단은, LED 또는 전구인 것을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 11,
The light energy output means is an educational fuel cell power generation kit, characterized in that the LED or bulb.
제 11 항에 있어서,
상기 기계적 출력수단은, 회전차를 갖는 모터인 것을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 11,
The mechanical output means is a fuel cell power generation demonstration kit for education, characterized in that the motor having a rotor.
제 1 항에 있어서,
상기 수소 저장조는, 상단에 수소 가스 배출을 위한 수소 가스 배출 밸브; 및 상기 연료 전지에 공급되는 수소 가스를 제어하는 연결 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 1,
The hydrogen storage tank, the hydrogen gas discharge valve for discharging hydrogen gas at the top; And Educational fuel cell power generation demonstration kit comprising a connection valve for controlling the hydrogen gas supplied to the fuel cell.
제 1 항에 있어서,
상기 물 저장조는 상기 연료 공급부에 공급되는 물을 제어하는 물 공급 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 연료전지 발전 시연 키트.
The method of claim 1,
The water storage tank further comprises a water supply valve for controlling the water supplied to the fuel supply educational fuel cell power generation demonstration kit.
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