KR101703573B1 - 연료 전지 스택 - Google Patents

Abstract

연료 전지 스택이 개시된다. 개시된 연료 전지 스택은, ⅰ)다수의 단위 셀들을 연속적으로 적층하여 이루어지는 전기 발생 집합체와, ⅱ)전기 발생 집합체의 최외곽 단위 셀과 전기적으로 연결되게 설치되며, 전기 발생 집합체에서 발생되는 전기를 집전하는 집전판과, ⅲ)각 집전판에 밀착되게 배치되며 전기 발생 집합체를 가압하는 엔드 플레이트와, ⅳ)전기 전도성을 지니고 최외곽의 단위 셀과 집전판 사이에 설치되며, 엔드 플레이트의 가압에 의한 전기 저항으로 최외곽의 단위 셀의 온도를 상승시키는 다공판과, ⅴ)최외곽 단위 셀과 다공판 사이에 배치되고, 각 엔드 플레이트에 밀착되게 설치되는 한 쌍의 압력판과, ⅵ)압력판 사이에 배치되며 탄성부재를 통해 각 압력판에 연결되게 설치되고, 외부 온도의 변화에 따라 압력판의 압축력을 가변시키는 가압유닛을 포함할 수 있다.

Description

연료 전지 스택 {FUEL CELL STACK}

본 발명의 실시예는 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영하의 온도 조건에서 냉 시동성을 향상시킬 수 있는 연료 전지 스택에 관한 것이다.

알려진 바와 같이 연료 전지 시스템은 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 일종의 발전 시스템으로서, 모터 구동의 전동력을 발생시키는 차량에 적용되고 있다.

연료 전지 시스템은 연료 전지 스택, 연료 전지 스택에 수소를 포함한 연료를 공급하는 연료 공급부, 연료 전지 스택의 전기 화학 반응에 필요한 산소를 공급하는 공기 공급부, 및 연료 전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료 전지 스택의 운전 온도를 제어하는 열 및 물 관리 장치를 구비한다.

상기에서 연료 전지 스택은 연료와 공기의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키며, 반응 부산물로서 열과 물을 배출하게 된다.

이러한 연료 전지 스택은 다수 개의 단위 셀들이 연속적으로 배열되어 이루어지며, 상기 각 단위 셀은 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)를 사이에 두고 이의 양측에 세퍼레이터를 배치하여 구성될 수 있다.

연료 전지 스택은 영하 온도 조건에서의 초기 시동 시, 전체 단위 셀들에 대해 균일한 온도 분포를 유지해야 하는데, 최외곽 단위 셀에서 중앙 측의 단위 셀들로 갈수록 점차 높아지는 발열 온도를 나타낸다.

이러한 온도 편차는 연료 전지 시스템의 초기 시동이 원활하게 이루어지지 않거나 전기를 안정적으로 출력하지 못하게 되는 등 연료 전지 스택의 전반적인 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.

본 발명의 실시예들은 영하 온도 조건에서의 초기 시동 시, 간단한 구성으로 최외곽 단위 셀의 온도를 상승시켜 냉 시동성을 개선할 수 있도록 한 연료 전지 스택을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택은, ⅰ)다수의 단위 셀들을 연속적으로 적층하여 이루어지는 전기 발생 집합체와, ⅱ)상기 전기 발생 집합체의 최외곽 단위 셀과 전기적으로 연결되게 설치되며, 전기 발생 집합체에서 발생되는 전기를 집전하는 집전판과, ⅲ)상기 각 집전판에 밀착되게 배치되며 상기 전기 발생 집합체를 가압하는 엔드 플레이트와, ⅳ)전기 전도성을 지니고 상기 최외곽의 단위 셀과 집전판 사이에 설치되며, 상기 엔드 플레이트의 가압에 의한 전기 저항으로 상기 최외곽의 단위 셀의 온도를 상승시키는 다공판과, ⅴ)상기 최외곽 단위 셀과 다공판 사이에 배치되고, 상기 각 엔드 플레이트에 밀착되게 설치되는 한 쌍의 압력판과, ⅵ)상기 압력판 사이에 배치되며 탄성부재를 통해 상기 각 압력판에 연결되게 설치되고, 외부 온도의 변화에 따라 상기 압력판의 압축력을 가변시키는 가압유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택은, 상기 다공판의 외압에 의한 압축력과 상기 최외곽 단위 셀의 전기 저항이 반비례인 상관 관계를 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 다공판은 전기 전도 섬유로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 가압유닛을 통해 상기 압력판에 압축력이 가해지는 때, 상기 최외곽 단위 셀은 상기 다공판에 의해 전기 저항이 감소할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 가압유닛을 통해 상기 압력판에 압축력이 해소되는 때, 상기 최외곽 단위 셀은 상기 다공판에 의해 전기 저항이 증가할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 가압유닛은 양단이 개방된 케이스와, 상기 케이스의 양측 개방단에 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 케이스의 내부에서 상기 이동부재 사이에는 외부 온도에 의해 액체에서 고체로 동결되며 고체에서 액체로 상변화가 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 온도 반응 유체는 물일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 이동부재는 영하의 온도 조건에서 상기 온도 반응 유체가 액체에서 고체로 동결되면서 부피가 팽창하는 때, 상기 압력판 측으로 이동하며 상기 탄성부재를 통해 상기 압력판의 압축력을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 이동부재는 영상의 온도 조건에서 상기 온도 반응 유체가 고체에서 액체로 상변화되면서 부피가 축소하는 때, 서로 마주하는 방향으로 이동하며 상기 탄성부재를 통해 상기 압력판의 압축력을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 각 이동부재 및 압력판에 연결되는 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 영하 온도 조건에서의 초기 시동 시 가압유닛을 통해 전기 발생 집합체의 최외곽 단위 셀에 대한 전기 저항을 증가시킴으로써 최외곽 단위 셀의 온도 상승을 가속화시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 영하의 온도 조건에서 상온 운전 시의 성능을 그대로 유지하며 전기 발생 집합체의 온도 분포를 균일하게 유지시킴으로써 냉 시동성을 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택에 적용되는 가압유닛을 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택(100)은 연료 및 산화제 가스의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 다수의 연료 전지들이 적층된 전기 발생 집합체(10)로 이루어진다.

여기서, 연료는 연료 전지 스택이 직접 산화형 연료 전지(Direct Oxidation Fuel Cell) 방식으로서 구성되는 경우, 메탄올, 에탄올 등과 같은 알코올류 액체 연료를 포함할 수 있으며, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄을 주성분으로 하는 탄화수소 계열의 액화 가스 연료를 포함할 수 있다.

그리고, 연료는 연료 전지 스택이 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) 방식으로 구성되는 경우, 당 업계에서 "리포머(Reformer)"라고 하는 개질 장치를 통해 상기한 액체 연료 또는 액화 가스 연료로부터 생성된 수소 성분의 개질 가스를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 산화제 가스는 별도의 저장 탱크에 저장된 산소 가스일 수 있고, 자연 그대로의 공기일 수도 있다.

상기 연료 전지 스택(100)에 있어, 전기 발생 집합체(10)는 기본적으로 다수 개의 단위 셀들(11)을 연속적으로 배열한 스택 어셈블리로서 구성된다.

상기 단위 셀들(11)은 연료 및 산화제 가스의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 단위의 연료 전지로서, 상술한 바 있는 연료에 따라 고분자 전해질형 연료 전지로 이루어질 수 있으며, 직접 산화형 연료 전지로서 이루어질 수도 있다.

상기 단위 셀들(11)은 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)와, 막-전극 어셈블리를 중심에 두고 이의 양측에 각각 밀착되게 배치되는 세퍼레이터(당 업계에서는 통상적으로 "분리판" 또는 "바이폴라 플레이트" 라고도 한다)를 포함한다.

상기에서, 세퍼레이터는 도전성을 지닌 플레이트 형태로 이루어지며, 막-전극 어셈블리로 연료와 산화제 가스를 공급하는 기능을 하게 된다. 상기 세퍼레이터에는 연료와 공기를 막-전극 어셈블리로 각각 공급하는 반응 유로와, 냉각수를 유통시키는 냉각 유로를 형성하고 있다.

상기 막-전극 어셈블리는 일면에 애노드 전극을 형성하고, 다른 일면에 캐소드 전극을 형성하며, 이들 두 전극 사이에 전해질막을 형성하는 구조로 이루어진다.

애노드 전극은 세퍼레이터를 통해 공급되는 연료를 산화 반응시켜 전자와 수소 이온으로 분리시키고, 전해질막은 수소 이온을 캐소드 전극으로 이동시키는 기능을 하게 된다.

그리고, 캐소드 전극은 애노드 전극 측으로부터 받은 전자, 수소 이온, 및 세퍼레이터를 통해 제공받은 산화제 가스를 환원 반응시켜 수분 및 열을 생성하는 기능을 하게 된다.

이러한 단위 셀들(11)의 구조, 및 냉각수가 유통 가능한 전기 발생 집합체(10)의 구조는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기에서와 같은 연료 전지 스택(100)은 초기 시동 시 영하의 온도 조건에서도 전기 발생 집합체(10)의 전체 단위 셀(11)에 대해 균일한 온도 분포를 유지해야 하는데, 이러한 경우 전기 발생 집합체(10)의 최외곽 단위 셀(11)에서 중앙 측의 단위 셀들(11)로 갈수록 점차 높아지는 발열 온도를 나타내고 있다.

즉, 상기 전기 발생 집합체(10)의 최외곽에 위치하는 단위 셀(11)의 온도가 안쪽에 위치하는 단위 셀들(11) 보다 늦게 상승하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택(100)은 초기 시동 시 영하의 온도 조건에서 전기 발생 집합체(10)의 최외곽 단위 셀(11)에 대한 전기 저항을 증가시킴으로써 전기 발생 집합체(10)의 온도 분포를 균일하게 유지시키며 냉 시동성을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 스택(100)은 전술한 바와 같은 전기 발생 집합체(10)를 기본으로 하면서, 집전판(20)과, 엔드 플레이트(30)와, 다공판(40)과, 압력판(50)과, 가압유닛(60)을 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 집전판(20)은 전기 발생 집합체(10)의 최외곽 단위 셀(11)과 전기적으로 연결되게 설치되며, 전기 발생 집합체(10)에서 발생되는 전기를 집전하는 기능을 하게 된다.

이러한 집전판(20)은 전기 발생 집합체(10)의 일측 최외곽 단위 셀(11)과 전기적으로 연결되는 양극 집전판, 전기 발생 집합체(10)의 다른 일측 최외곽 단위 셀(11)과 전기적으로 연결되는 음극 집전판으로 구성될 수 있다.

상기 엔드 플레이트(30)(당 업계에서는 통상적으로 "가압 플레이트" 라고도 한다)는 전기 발생 집합체(10)의 최 외측에서 각 집전판(20)에 밀착되게 배치되며 전기 발생 집합체(10)의 단위 셀들(11)을 가압한다.

여기서, 상기 엔드 플레이트(30)는 전기 발생 집합체(10)의 단위 셀들(11)을 설정된 압력으로 가압한 상태에서 별도의 체결수단(도면에 도시되지 않음)을 통해 상호 체결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 다공판(40)은 전기 전도성을 지니며 전기 발생 집합체(10)의 최외곽 단위 셀(11)과 집전판(20) 사이에 설치된다.

상기 다공판(40)은 엔드 플레이트(30)의 가압력에 의한 전기 저항으로 최외곽 단위 셀(11)의 온도를 상승시키는 기능을 하게 된다.

이 경우, 상기 다공판(40)은 전기 전도성을 지닌 전기 전도 섬유로 이루어지는데, 다공판(40)의 외압에 의한 압축력과 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항은 반비례인 상관 관계를 나타낸다.

본 발명의 실시예에서, 상기 압력판(50)은 한 쌍으로 구비되며, 어느 하나가 최외곽 단위 셀(11)과 다공판(40) 사이에 배치되고, 다른 하나가 엔드 플레이트(30)에 밀착되게 설치된다.

즉, 상기 압력판(50)들은 다공판(40), 집전판(20) 및 엔드 플레이트(30)를 사이에 두고 이들의 양측에 각각 밀착되게 배치된다.

이러한 압력판들(50)은 다공판(40), 집전판(20) 및 엔드 플레이트(30)를 사이에 두고 뒤에서 더욱 설명될 가압유닛(60)에 의해 압축력이 증가하는 경우, 다공판(40)이 압축되면서 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항을 감소시킬 수 있다.

그리고, 상기 압력판들(50)은 다공판(40), 집전판(20) 및 엔드 플레이트(30)를 사이에 두고 뒤에서 더욱 설명될 가압유닛(60)에 의해 압축력이 해소되는 경우, 다공판(40)에 의해 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항을 증가시킬 수 있다.

여기서, 상기 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항 감소는 다공판(40)의 줄열(Joule heating effect) 발생을 최소화시킴을 의미하며, 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항 증가는 다공판(40)의 줄열 발생을 극대화시킴을 의미한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가압유닛(60)은 압력판들(50) 사이에 복수 개로서 배치되며, 외부 온도의 변화에 따라 압력판들(50)의 압축력을 가변시키기 위한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택에 적용되는 가압유닛을 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 가압유닛(60)은 케이스(61)와, 한 쌍의 이동부재(63)와, 탄성부재(65)를 포함한다.

상기에서, 케이스(61)는 양단이 개방된 파이프 형태로 이루어지며, 이동부재(63)는 케이스(61)의 양측 개방단에 삽입되며 그 케이스(61)의 내주면을 따라 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 케이스(61)의 내부에서 각각의 이동부재(63) 사이에는 외부 온도에 의해 액체에서 고체로 동결되며 고체에서 액체로 상변화가 이루어지는 온도 반응 유체(64)가 충진된다.

예를 들면, 상기 온도 반응 유체(64)로는 케이스(61)의 내부에서 이동부재(63) 사이의 밀폐 공간에 충진되며 영하의 외부 온도 조건에서 동결되며 부피가 팽창할 수 있고, 영상의 외부 온도 조건에서 액체로 상변화가 이루어지며 부피가 줄어들 수 있는 물을 사용할 수 있다.

따라서, 상기 이동부재(63)는 영하의 온도 조건에서 온도 반응 유체(64)가 액체에서 고체로 동결되면서 부피가 팽창하는 때, 압력판(50) 측으로 이동하며 그 압력판(50)의 압축력을 감소시킬 수 있다.

그리고, 상기 이동부재(63)는 영상의 온도 조건에서 온도 반응 유체(64)가 고체에서 액체로 상변화되면서 부피가 축소하는 때, 서로 마주하는 방향으로 이동하며 압력판(50)의 압축력을 증가시킬 수 있다.

상기에서, 탄성부재(65)는 이동부재(63)에 지지된 상태로 영상의 온도 조건에서 압력판(50)에 기설정된 탄성력을 제공함으로써 다공판(40)에 의한 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항을 최소화시킬 수 있다.

또한, 상기 탄성부재(65)는 이동부재(63)에 지지된 상태로 영하의 온도 조건에서 압력판(50) 측으로 이동하는 이동부재(63)에 의해 기설정된 탄성력 보다 큰 탄성력을 압력판(50)에 제공함으로써 다공판(40)에 의한 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항을 극대화시킬 수 있다.

이와 같은 탄성부재(65)는 각각의 이동부재(63)와 압력판(50)에 연결되는 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택(100)의 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 초기 시동 시, 영상의 온도 조건에서 가압유닛(60)의 온도 반응 유체(64)는 액체 상태를 유지하고 있으며, 이동부재(63)는 도 2에서와 같이 케이스(61)의 양측 개방단 내부에 몰입된 상태에 있다.

여기서, 상기 가압유닛(60)은 탄성부재(65)가 이동부재(63)에 지지된 상태로 압력판(50)에 기설정된 탄성력을 제공하고 있으며, 이에 압력판(50)을 통해 다공판(40)에 작용하는 압축력이 증가하면서 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항을 감소시킬 수 있다.

따라서, 이 경우는 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항이 감소됨으로 인해 다공판(40)의 줄열 발생을 최소화시키면서 전기 에너지의 손실 또한 최소화시킬 수 있다.

상기에서와 같은 영상의 온도 조건에서 본 실시예에 따른 연료 전지 스택(100)은 최외곽의 단위 셀(11)과 안쪽에 위치하는 단위 셀들(11)의 온도 분포는 균일한 상태를 유지하고 있다.

한편, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초기 시동 시, 영하의 온도 조건에서 가압유닛(60)의 온도 반응 유체(64)는 외부 온도에 의해 액체 상태에서 고체 상태로 동결되며 부피가 팽창하게 된다.

이에 따라, 가압유닛(60)의 이동부재(63)는 케이스(61)의 양측 개방단 내주면을 따라 압력판(50) 측으로 이동하게 되고, 탄성부재(65)는 이동부재(63)에 의해 기설정된 탄성력 보다 큰 탄성력을 압력판(50)에 제공하게 된다.

그러면, 본 발명의 실시예에서는 상기 압력판(50)에 의해 다공판(40)에 작용하는 압축력이 감소하면서 최외곽 단위 셀(11)의 전기 저항을 증가시킬 수 있게 되고, 다공판(40)의 줄열 발생을 극대화시킴으로써 최외곽 단위 셀(11)의 온도 상승을 가속화시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 초기 시동 시 영하의 온도 조건에서 가압유닛(60)을 통해 최외곽 단위 셀(11)의 온도 상승을 가속화시킴으로써 전기 발생 집합체(10)의 온도 분포를 균일하게 유지시킬 수 있게 되고, 결과적으로는 냉 시동성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10... 전기 발생 집합체 11... 단위 셀
20... 집전판 30... 엔드 플레이트
40... 다공판 50... 압력판
60... 가압유닛 61... 케이스
63... 이동부재 64... 온도 반응 유체
65... 탄성부재

Claims (6)

1. 다수의 단위 셀들을 연속적으로 적층하여 이루어지는 전기 발생 집합체;
   상기 전기 발생 집합체의 최외곽 단위 셀과 전기적으로 연결되게 설치되며, 전기 발생 집합체에서 발생되는 전기를 집전하는 집전판;
   상기 각 집전판에 밀착되게 배치되며 상기 전기 발생 집합체를 가압하는 엔드 플레이트;
   전기 전도성을 지니고 상기 최외곽의 단위 셀과 집전판 사이에 설치되며, 상기 엔드 플레이트의 가압에 의한 전기 저항으로 상기 최외곽의 단위 셀의 온도를 상승시키는 다공판;
   상기 최외곽 단위 셀과 다공판 사이에 배치되고, 상기 각 엔드 플레이트에 밀착되게 설치되는 한 쌍의 압력판; 및
   상기 압력판 사이에 배치되며 탄성부재를 통해 상기 각 압력판에 연결되게 설치되고, 외부 온도의 변화에 따라 상기 압력판의 압축력을 가변시키는 가압유닛
   을 포함하는 연료 전지 스택.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 다공판의 외압에 의한 압축력과 상기 최외곽 단위 셀의 전기 저항이 반비례인 상관 관계를 나타내는 연료 전지 스택.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 가압유닛을 통해 상기 압력판에 압축력이 가해지는 때, 상기 최외곽 단위 셀은 상기 다공판에 의해 전기 저항이 감소하고,
   상기 가압유닛을 통해 상기 압력판에 압축력이 해소되는 때, 상기 최외곽 단위 셀은 상기 다공판에 의해 전기 저항이 증가하는 연료 전지 스택.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 가압유닛은,
   양단이 개방된 케이스와, 상기 케이스의 양측 개방단에 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동부재를 포함하며,
   상기 케이스의 내부에서 상기 이동부재 사이에는 외부 온도에 의해 액체에서 고체로 동결되며 고체에서 액체로 상변화가 이루어지는 온도 반응 유체가 충진되는 연료 전지 스택.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 이동부재는,
   영하의 온도 조건에서 상기 온도 반응 유체가 액체에서 고체로 동결되면서 부피가 팽창하는 때, 상기 압력판 측으로 이동하며 상기 탄성부재를 통해 상기 압력판의 압축력을 감소시키는 연료 전지 스택.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 이동부재는,
   영상의 온도 조건에서 상기 온도 반응 유체가 고체에서 액체로 상변화되면서 부피가 축소하는 때, 서로 마주하는 방향으로 이동하며 상기 탄성부재를 통해 상기 압력판의 압축력을 증가시키는 연료 전지 스택.

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