CN109075355B - 燃料电池用多孔隔离件的制备方法和燃料电池用多孔隔离件 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个示例性实施方案提供了制备燃料电池用多孔隔离件的方法，所述方法包括：准备复数个多孔图案结构，每一个多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与所述一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，其中在制备多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与所述一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。

Description

燃料电池用多孔隔离件的制备方法和燃料电池用多孔隔离件
技术领域
本说明书要求于2016年5月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0056649号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及制备燃料电池用多孔隔离件的方法和燃料电池用多孔隔离件。
背景技术
燃料电池的基本结构是这样的结构：其中交替并重复地堆叠有产生电化学反应的膜电极组件(MEA)、使反应气体均匀地分散至MEA的为多孔介质的气体扩散层(GDL)，和隔离件。燃料电池中的聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)是通过氢和氧的电化学反应直接发电的发电装置。
在PEMFC中，通过阳极供应氢并且氧被供应至阴极。通过阳极供应的氢被形成在电解质两侧的电极层分离成氢离子和电子。氢离子穿过电解质膜并被传递至阴极，电子通过外部导线被收集穿过隔离件以产生电流。此外，被传递至阴极的氢离子与供应的空气中的氧相遇而产生水。
隔离件用作收集和传递所产生的电流的结构，防止氢与氧直接接触以防止爆炸和燃烧的风险，传输反应气体和产物，传递反应热，并接合各电极和催化剂以及气体扩散层。
多孔隔离件分配燃料电池的燃料并改善电化学性能，但是多孔隔离件具有非常复杂的整体形状和结构，并且由于复杂的形状而难以形成和批量生产隔离件。为了制备多孔隔离件，使用蚀刻处理方法或冲压处理方法，但是消耗了大量的制备成本和制备时间，并且由于形成中的局限性，难以制备具有微小的不同形状的多孔隔离件。
相关技术文献是韩国专利申请特许公开第10-2015-0134583号(专利文献1)，并且该文献描述了用于燃料电池的隔离件和包括该隔离件的燃料电池。
相关技术文献
[专利文献]
专利文献1：韩国专利申请特许公开第10-2015-0134583号
发明内容
技术问题
本发明涉及制备燃料电池用多孔隔离件的方法和燃料电池用多孔隔离件。
技术方案
本发明的一个示例性实施方案提供了制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法包括：准备复数个多孔图案结构，每一个多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，其中在制备多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。
本发明的另一示例性实施方案提供了燃料电池用多孔隔离件，该多孔隔离件包括：复数个堆叠的多孔图案结构，每一个多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心，其中在该复数个多孔图案结构中，相邻多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。
本发明的又一示例性实施方案提供了燃料电池，该燃料电池包括根据本发明的另一示例性实施方案的燃料电池用多孔隔离件。
有益效果
根据本发明的示例性实施方案，可以提供制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法能够简单且容易地制备具有复杂形状的燃料电池用多孔隔离件。
根据本发明的另一示例性实施方案，可以提供燃料电池用多孔隔离件，其具有改进的燃料分配性能和批量生产可用性。
附图说明
图1a至1c是示出了根据本发明的一个示例性实施方案的形成有复数个单元孔的多孔图案结构的图。
图2a至2c是示出了根据本发明的一个示例性实施方案的堆叠多孔图案结构以制备燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
图3是示出了根据本发明的示例性实施方案，根据由相邻多孔图案结构的中心轴形成的角度来形成新的流路图案的情况的图。
图4是示出了根据本发明的示例性实施方案以使得多孔图案结构的中心轴彼此间隔开的方式堆叠多孔图案结构以制备燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
图5是示出了堆叠多孔图案结构以制备根据本发明的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
图6是示出了堆叠多孔图案结构以制备根据本发明的实施例2的燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
图7是示出包括根据本发明的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的燃料电池和包括根据比较例1的隔离件的燃料电池的I-V曲线的图。
具体实施方式
在整个本说明书中，除非有明确相反的描述，否则词语“包括”以及诸如“包含”或“含有”的变型将被理解为暗示包括所声称的要素但不排除任何其它要素。此外，在本说明书中，当说特定构件位于另一构件“上”时，这包括在两个构件之间存在又一构件的情况，以及该特定构件与该另一构件接触的情况。
下文中，将对本说明书进行更详细的描述。
本发明的一个示例性实施方案提供了制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法包括：准备复数个多孔图案结构，所述多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，并且在制备多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴间隔开，或者一个多孔图案结构的中心轴和与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴以大于0°但小于90°的角度相交。
根据本发明的示例性实施方案，可以提供制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法能够简单且容易地制备具有复杂形状的燃料电池用多孔隔离件。
根据本发明的示例性实施方案，包括在多孔图案结构中的复数个单元孔可以规则地重复，并且可以具有相同的形状。复数个单元孔形成在多孔图案结构上，使得多孔图案结构可以具有网格形状的多孔图案。
根据本发明的示例性实施方案，单元孔可以具有圆形形状、多边形形状或由曲线形成的形状。特别地，除了圆形形状之外，单元孔可以具有诸如椭圆形形状和半球形形状的形状。此外，除了多边形(例如三角形、四边形、五边形和六边形)之外，单元孔还可以具有其中多边形的一条或更多条边由曲线形成的形状。然而，单元孔的前述形状仅是用于描述的示例，并不限制单元孔的形状。
根据本发明的示例性实施方案，多孔图案结构可以具有形状如网格的多孔图案。特别地，根据形成在多孔图案结构中的复数个单元孔的重复形式，多孔图案结构可以具有孔图案、线图案和网格图案的多孔图案。
图1a至1c是示出了根据本发明的一个示例性实施方案的形成有复数个单元孔的多孔图案结构的图。图1a是示出了其中形成有孔图案的多孔图案的多孔图案结构的图，图1b是示出了其中形成有网格图案的多孔图案的多孔图案结构的图，以及图1c是示出了其中形成有线图案的多孔图案的多孔图案结构的图。
参照图1a，多孔图案结构100a可以具有孔图案的多孔图案，其中单元孔110a的边界彼此间隔开。也就是说，多孔图案结构100a可以具有网格形式的多孔图案，其中复数个单元孔110a形成孔图案。此外，单元孔110a可以具有圆形形状、椭圆形形状、半球形形状或由曲线形成的形状。当多孔图案结构100a具有孔图案的多孔图案时，每个单元孔110a的面积可以为0.5mm2或更大且7mm2或更小，并且特别地，面积可以为2mm2或更大且5mm2或更小。此外，一个单元孔和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔可以在以一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心之间的距离为5mm或更小彼此间隔开的同时形成在多孔图案结构上。
参照图1b，多孔图案结构100b可以具有线图案的多孔图案。单元孔110b可以沿多孔图案结构的一侧的方向延长，并且可以具有有预定宽度的形状。单元孔110b的边界可以具有直线形状、锯齿形图案形状、曲线形状或波形图案形状。此外，当多孔图案结构100b具有线图案的多孔图案时，单元孔110b的宽度d可以为2mm或更小。
参照图1c，多孔图案结构100c可以具有网格图案的多孔图案，其中复数个单元孔110c的边界彼此接触。也就是说，多孔图案结构100c可以具有网格形式的多孔图案，其中复数个单元孔110c形成网格图案。单元孔110c可以具有三角形、四边形、五边形、六边形或多边形的形状。此外，每个单元孔110c的面积可以为0.5mm2或更大且7mm2或更小，并且特别地，面积可以为2mm2或更大且5mm2或更小。
参照图1a至1c，在多孔图案结构中，中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心，并且该一个单元孔和该另一个单元孔可以具有基于中心轴对称的结构。可以将中心轴设置成穿过多孔图案结构的一个单元孔的中心和与该一个单元孔最相邻的另一个单元孔的中心。
根据本发明的示例性实施方案，制备多孔隔离件可以以如下这样的方式堆叠复数个多孔图案结构：使得一个多孔图案结构的中心轴和与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴间隔开，或者使得一个多孔图案结构的中心轴穿过与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴以形成大于0°但小于90°的角度。通过堆叠复数个多孔图案结构使得相邻多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者彼此相交形成大于0°但小于90°的角度，可以制备具有新形状的流路图案的多孔隔离件。
根据本发明的示例性实施方案，复数个多孔图案结构的单元孔交叠，使得多孔隔离件可以形成三维流路图案。
堆叠包括复数个单元孔的多孔图案结构，使得可以制备多孔隔离件，其中二维单元孔交叠以形成具有更复杂形状的三维流路图案。
因此，根据本发明的示例性实施方案，通过堆叠具有简单形状的单元孔的多孔图案结构的简单方法，可以容易地制备具有复杂形状的三维流路图案的多孔隔离件。
图2a至2c是示出了根据本发明的一个示例性实施方案的堆叠多孔图案结构以制备燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
参照图2a，通过堆叠两个多孔图案结构(每个都具有由复数个六边形单元孔形成的网格图案的多孔图案)以在各多孔图案结构的中心轴之间具有预定角度，可以制备具有与多孔图案结构的单元孔的形状不同的新形状的流路图案的多孔隔离件。当将多孔隔离件应用于燃料电池时，燃料电池内驱动燃料电池所需的原料、未反应的材料或反应产物可以流动通过形成在多孔隔离件中的流路图案。
参照图2b，与图2a类似，堆叠两个具有相同网格图案的多孔图案结构，但是这两个多孔图案结构可以以使得由这两个多孔图案结构的中心轴形成的角度可以与图2a的角度不同的方式进行堆叠。
参照图2c，通过堆叠三个具有网格图案的多孔图案结构，可以制备具有新形状的流路图案的多孔隔离件。
图3是示出了根据本发明的示例性实施方案，根据由相邻多孔图案结构的中心轴形成的角度形成新流路图案的情况的图。图3是示出了在改变由具有线图案的多孔图案的多孔图案结构的中心轴形成的角度的同时堆叠多孔图案结构的情况的图，所述线图案的多孔图案包括具有曲线形边界的复数个单元孔。
参照图3，通过改变由堆叠的多孔图案结构的中心轴形成的角度，可以制备形成有具有各种形状的流路图案的多孔隔离件。
根据本发明的示例性实施方案，可以以使得相邻多孔图案结构的中心轴相交形成大于0°但小于90°的角度的方式堆叠复数个多孔图案结构。特别地，可以以使得相邻多孔图案结构的中心轴相交形成10°或更大且80°或更小、20°或更大且60°或更小、和25°或更大且45°或更小的角度这样的方式堆叠复数个多孔图案结构。
通过堆叠复数个多孔图案结构使得复数个多孔图案结构的中心轴具有大于0°但小于90°的角度，可以制备形成有具有与多孔图案结构的单元孔的形状不同的新形状的流路图案的多孔隔离件。
特别地，另一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在位于最下层的多孔图案结构上：使得另一个多孔图案结构的中心轴相对于位于最下层的多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度；并且又一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在前述另一个多孔图案结构上：使得又一个多孔图案结构的中心轴相对于前述另一个多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度。此外，另一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在一个多孔图案结构上：使得另一个多孔图案结构的中心轴相对于该一个多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度；并且又一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在前述另一个多孔图案结构上：使得又一个多孔图案结构的中心轴相对于该一个多孔图案结构的中心轴沿逆时针方向具有约5°的角度。
此外，可以以使得相邻多孔图案结构的中心轴具有不同角度的方式堆叠复数个多孔图案结构中的每一个。特别地，另一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在位于下层的多孔图案结构上：使得另一个多孔图案结构的中心轴相对于位于下层的多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度；并且又一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在前述另一个多孔图案结构上：使得又一个多孔图案结构的中心轴相对于前述另一个多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约7°的角度。
图4是示出了根据本发明的示例性实施方案以使得多孔图案结构的中心轴彼此间隔开这样的方式堆叠多孔图案结构以制备燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
根据本发明的示例性实施方案，通过以如下状态将一个多孔图案结构堆叠在与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构上，可以制备形成有流路图案的多孔隔离件：其中该一个多孔图案结构的中心轴与另一个多孔图案结构的中心轴间隔开。通过堆叠复数个多孔图案结构使得复数个多孔图案结构的单元孔的边界彼此不完全交叠以及使得复数个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开，可以制备形成有三维流路图案的多孔隔离件。
参照图4，通过以使得复数个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开预定间距这样的方式堆叠复数个多孔图案结构，可以容易地制备形成有复杂形状的流路图案的多孔隔离件。
特别地，在位于最下层的多孔图案结构的中心轴与相邻地位于该多孔图案结构上的另一个多孔图案结构的中心轴之间的角度为0°的状态下，可以以使得这两个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开预定间距这样的方式堆叠这两个多孔图案结构。
根据本发明的示例性实施方案，流路图案可以在多孔隔离件的一个表面上形成有莫尔(moiré)图案。
堆叠包括复数个单元孔的复数个多孔图案结构并且复数个单元孔交叠，使得可以在多孔隔离件上形成流路图案。在形成有流路图案的多孔隔离件的平面方向上流路图案可以显示为莫尔图案。也就是说，当操作者等在多孔隔离件的平面方向上观察多孔隔离件时，可以观察到流路图案为莫尔图案。
根据本发明的示例性实施方案，多孔隔离件可以包括二至五个多孔图案结构。通过堆叠两个或更多个多孔图案结构，可以制备形成有流路图案的多孔隔离件。可以通过堆叠五个或更少的多孔图案结构来制备燃料电池用多孔隔离件，以减小使用多孔隔离件的燃料电池堆叠体的体积。
然而，可以通过调节多孔图案结构的厚度来堆叠五个或更多个多孔图案结构来制备多孔隔离件，并且为了形成更复杂的流路图案，也可以堆叠五个或更多个多孔图案结构。
根据本发明的示例性实施方案，多孔图案结构可以由金属材料、碳材料或碳复合材料形成。特别地，可以使用不锈钢、钛或镍作为金属材料，并且可以使用碳纤维和树脂或石墨的混合物作为碳复合材料。然而，可用于多孔图案结构的前述种类的材料是用于描述的示例，并且材料的种类不受限制。
当使用由金属材料形成的多孔图案结构时，在导电性方面可以使用其上进行了表面处理的多孔图案结构。
根据本发明的示例性实施方案，多孔图案结构的厚度可以为0.05mm或更大且0.25mm或更小。使用厚度为0.05mm或更大且0.25mm或更小的多孔图案结构，从而减小形成有流路图案的多孔隔离件的体积。
根据本发明的示例性实施方案，各个多孔图案结构的单元孔可以具有相同的形状。各个多孔图案结构具有形状相同的单元孔，使得流路图案可以在多孔隔离件的一个表面上具有莫尔图案。特别地，通过堆叠其中规则地重复有圆形单元孔的多孔图案结构，可以制备具有形成有莫尔图案的流路图案的燃料电池用多孔隔离件。
根据本发明的示例性实施方案，可以将形成有流路图案的多孔隔离件切割成预定尺寸。其中堆叠有复数个多孔图案结构使得形成三维流路图案的多孔隔离件根据期望的尺寸被切割并且可用作燃料电池用多孔隔离件。特别地，形成有流路图案的多孔隔离件根据燃料电池的使用面积通过使用刀或激光被切割，并且可用作燃料电池用多孔隔离件。
根据本发明的示例性实施方案，通过简单地堆叠包括复数个具有简单形状的单元孔的多孔图案结构并切割，可以制备具有更复杂的流路图案的多孔隔离件，从而通过简单的方法批量生产具有期望性能的燃料电池用多孔隔离件。
本发明的另一示例性实施方案提供了燃料电池用多孔隔离件，其中堆叠有复数个多孔图案结构，所述多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心，并且在复数个多孔图案结构中，相邻多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。
根据本发明的另一示例性实施方案，可以提供具有改进的燃料分配性能和批量生产可用性的燃料电池用多孔隔离件。
根据本发明的另一示例性实施方案的燃料电池用多孔隔离件中使用的多孔图案结构可以与根据本发明的示例性实施方案的制备燃料电池用多孔隔离件的方法中使用的多孔图案结构相同。
根据本发明的另一示例性实施方案，单元孔可以具有圆形形状、多边形形状或由曲线形成的形状。特别地，除了圆形形状之外，单元孔可以具有诸如椭圆形形状和半球形形状的形状。此外，除了多边形(例如三角形、四边形、五边形和六边形)之外，单元孔还可以具有其中多边形的一条或更多条边由曲线形成的形状。然而，单元孔的前述形状仅是用于描述的示例，并不限制单元孔的形状。
根据本发明的另一示例性实施方案，多孔隔离件可以具有根据复数个多孔图案结构的单元孔的交叠形成的三维流路图案。堆叠复数个多孔图案结构，使得可以在多孔隔离件中形成具有与多孔图案结构的单元孔的形状不同的复杂形状的三维流路图案。当使用形成有三维流路图案的多孔隔离件作为燃料电池用多孔隔离件时，可以通过在多孔隔离件中形成的三维流路图案将燃料顺利地供应至燃料电池的催化剂层，可以容易地排出占反应产物的大部分的水，并且可以容易地收集和传递燃料电池中产生的电流，从而改善燃料电池的性能。
因此，根据本发明的另一示例性实施方案，燃料电池用多孔隔离件具有复杂形状的三维流路图案，使得燃料电池的燃料分配性能和电化学性能可以是优异的。
根据本发明的另一示例性实施方案，在包括在多孔隔离件中的复数个多孔图案结构中，相邻多孔图案结构的中心轴可以彼此间隔开或者可以相交形成大于0°但小于90°的角度。可以以使得相邻多孔图案结构的中心轴相交形成10°或更大且80°或更小、20°或更大且60°或更小、和25°或更大且45°或更小的角度这样的方式堆叠复数个多孔图案结构。
特别地，另一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在位于最下层的多孔图案结构上：使得另一个多孔图案结构的中心轴相对于位于最下层的多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度；并且又一个多孔图案结构可以堆叠在前述另一个多孔图案结构上，使得又一个多孔图案结构的中心轴相对于前述另一个多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度。此外，另一个多孔图案结构可以堆叠在一个多孔图案结构上，使得另一个多孔图案结构的中心轴相对于该一个多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度；并且又一个多孔图案结构可以堆叠在前述另一个多孔图案结构上，使得又一个多孔图案结构的中心轴相对于该一个多孔图案结构的中心轴沿逆时针方向具有约5°的角度。
此外，可以以使得相邻多孔图案结构的中心轴具有不同角度这样的方式堆叠复数个多孔图案结构中的每一个。特别地，另一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在位于下层的多孔图案结构上：使得另一个多孔图案结构的中心轴相对于位于下层的多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约5°的角度；并且又一个多孔图案结构可以以如下这样的方式堆叠在前述另一个多孔图案结构上：使得又一个多孔图案结构的中心轴相对于前述另一个多孔图案结构的中心轴沿顺时针方向具有约7°的角度。
根据本发明的另一示例性实施方案，一个多孔图案结构可以以如下状态堆叠在与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构上：其中该一个多孔图案结构的中心轴与另一个多孔图案结构的中心轴间隔开。
通过堆叠复数个多孔图案结构使得复数个多孔图案结构的单元孔的边界彼此不完全交叠以及使得复数个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开，多孔隔离件可以具有三维流路图案。
特别地，在位于最下层的多孔图案结构的中心轴与相邻地位于该多孔图案结构上的另一个多孔图案结构的中心轴之间的角度为0°的状态下，可以以使得这两个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开预定间距这样的方式堆叠这两个多孔图案结构。
根据本发明的另一示例性实施方案，流路图案可以在多孔隔离件的一个表面上形成有莫尔图案。在形成有流路图案的多孔隔离件的平面方向上流路图案可以显示为莫尔图案。也就是说，当操作者等沿多孔隔离件的平面方向观察多孔隔离件时，可以观察到流路图案为莫尔图案。
根据本发明的另一示例性实施方案，各个多孔图案结构的单元孔可以具有相同的形状。各个多孔图案结构具有形状相同的单元孔，使得流路图案可以在多孔隔离件的一个表面上具有莫尔图案。
本发明的又一示例性实施方案提供了燃料电池，该燃料电池包括根据本发明的另一示例性实施方案的燃料电池用多孔隔离件。
根据本发明的又一示例性实施方案，燃料电池可以具有与本领域中通常使用的燃料电池的配置相同的配置。特别地，燃料电池可以包括在阳极与阴极之间的设置有电解质层的膜电极组件(MEA)、隔离件和气体扩散层，并且可以使用根据本发明的另一示例性实施方案的燃料电池用多孔隔离件作为隔离件。
因此，根据本发明的又一示例性实施方案，燃料电池包括根据本发明的另一示例性实施方案的燃料电池用多孔隔离件，从而具有优异的燃料分配性能和电化学性能。
附图标记
100a、100b、100c：多孔图案结构
110a、110b、110c：单元孔
发明实施方式
下文中，将参照实施例对本发明进行更加详细的描述。这些实施例仅是说明性的并且不旨在限制本发明的技术范围。
实施例1
图5是示出了堆叠多孔图案结构以制备根据本发明的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
参照图5，准备两个多孔图案结构，每一个多孔图案结构都具有网格图案的多孔图案，具有0.2mm的厚度，并且由不锈钢制成，所述网格图案的多孔图案包括重复的面积为0.8mm2的六边形单元孔。在堆叠之前在两个多孔图案结构上进行碳涂覆，以便对多孔图案结构的表面进行导电处理。将两个多孔图案结构当中的一个多孔图案结构定位，并堆叠另一个多孔图案结构以相对于该一个多孔图案结构的中心轴沿逆时针方向具有15°。通过堆叠两个具有网格图案的多孔图案的多孔图案结构，制备了形成有三维流路图案的多孔隔离件。如图5所示，可以看出，流路图案在多孔隔离件的平面方向上显示为莫尔图案。通过将具有流路图案的多孔隔离件切割成50mm宽和50mm长，制备了燃料电池用多孔隔离件。
实施例2
图6是示出了堆叠多孔图案结构以制备根据本发明的实施例2的燃料电池用多孔隔离件的情况的图。
参照图6，准备两个多孔图案结构，每一个多孔图案结构都具有宽度为0.1mm的线图案的多孔图案并且在多孔图案结构中单元孔的边界表面彼此间隔开0.1mm，每一个多孔图案结构具有0.1mm的厚度，并且由不锈钢制成。除了准备这两个多孔图案结构之外，通过与实施例1的方法相同的方法如图6所示制备燃料电池用多孔隔离件。
比较例1
准备流动隔离件(LG CHEM公司)，其具有0.2mm的厚度并且包括复数个直径为1mm的圆孔。
燃料电池性能的测试
制备燃料电池1：其包括根据实施例1的燃料电池用多孔隔离件、阴极(LG CHEM公司)、阳极(LG CHEM公司)、烃基MEA(LG CHEM公司)、气体扩散层(JNT30，JNTG公司)。此外，除了包括根据比较例1的燃料电池用多孔隔离件之外，制备具有与燃料电池1的配置相同的配置的燃料电池2。
在70℃的温度条件、1巴的压力条件和RH 50％的湿度条件下，通过基于化学计量比将氢的流量调节为1.5并将空气的流量调节为2.0来将氢供应至燃料电池1和燃料电池2各自的阳极并将氧供应至燃料电池1和燃料电池2各自的阴极。
图7是示出包括根据本发明的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的燃料电池和包括根据比较例1的隔离件的燃料电池的I-V曲线的图。图7示出了燃料电池1和燃料电池2的I-V曲线，并且在0mA/cm2或更大且2,000mA/cm2或更小的电流密度范围内以50mA/cm2的间隔测量了对应于各电流密度的电压。
参照图7，可以看出，包括根据本发明的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的燃料电池1的电压高于包括根据比较例1的燃料电池用多孔隔离件的燃料电池2的电压。因此，可以看出，包括根据本发明的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的燃料电池1的性能比包括根据比较例1的燃料电池用多孔隔离件的燃料电池2的性能更优异。
对本发明的上述描述是说明性的，并且本发明所属领域的技术人员可以理解，在不改变本发明的技术精神或本质特征的情况下，可以容易地修改成其他特定形式。因此，应该理解，上述实施方案在各个意义上都旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，可以分布并实施以单数形式描述的各构成要素，并且类似地，可以以组合形式实施以分布形式描述的构成要素。
本发明的范围由以上描述的权利要求而非详细描述来表示，并且应理解，权利要求的含义和范围以及源自其等同方案的所有改变或修改形式均落入本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种制备燃料电池用多孔隔离件的方法，所述方法包括：
准备复数个多孔图案结构，每一个所述多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在该多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与所述一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及
通过堆叠所述复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，
其中在制备所述多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与所述一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成5°至20°的角度，
其中所述多孔图案结构的厚度为0.05mm或更大且0.25mm或更小，
其中每个所述单元孔的面积为0.5mm2或更大且7mm2或更小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述复数个多孔图案结构的所述单元孔交叠，使得所述多孔隔离件形成有三维流路图案。
3.根据权利要求1所述的方法，其中每一个所述多孔图案结构的所述单元孔具有相同的形状。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述单元孔具有多边形形状或由曲线形成的形状。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述单元孔具有圆形形状。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多孔隔离件包括2至5个多孔图案结构。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多孔图案结构由金属材料、碳材料或碳复合材料形成。
8.一种燃料电池用多孔隔离件，所述多孔隔离件包括：
复数个堆叠的多孔图案结构，每一个所述多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在该多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与所述一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心，
其中在所述复数个多孔图案结构中，相邻多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成5°至20°的角度，
其中所述多孔图案结构的厚度为0.05mm或更大且0.25mm或更小，
其中每个所述单元孔的面积为0.5mm2或更大且7mm2或更小，
其中所述多孔隔离件是通过堆叠所述复数个多孔图案结构来制备的。
9.根据权利要求8所述的多孔隔离件，其中所述多孔隔离件具有根据所述复数个多孔图案结构的所述单元孔的交叠而形成的三维流路图案。
10.根据权利要求8所述的多孔隔离件，其中每一个所述多孔图案结构的所述单元孔具有相同的形状。
11.根据权利要求8所述的多孔隔离件，其中所述单元孔具有多边形形状或由曲线形成的形状。
12.根据权利要求8所述的多孔隔离件，其中所述单元孔具有圆形形状。
13.一种燃料电池，包括根据权利要求8所述的燃料电池用多孔隔离件。
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