KR100426096B1

KR100426096B1 - 고분자 전해질형 연료전지

Info

Publication number: KR100426096B1
Application number: KR10-2002-7000644A
Authority: KR
Inventors: 호리요시히로; 요나미네다케시; 사카이오사무; 호사카마사토
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2004-04-06
Also published as: EP1244166A4; EP1244166A1; JP3970026B2; CN1373911A; KR20020029906A; CN1177385C; US6696194B1; WO2001028018A1

Abstract

본 발명은, 수소이온전도성고분자전해질막과, 상기 막을 사이에 끼우는 한쌍의 전극과, 한쪽의 전극에 연료를 공급하는 가스유로를 가진 도전성세퍼레이터판과, 다른 쪽의 전극에 산화제를 공급하는 가스유로를 가진 도전성 세퍼레이터판을 구비하는, 고분자 전해질형 연료전지에 관한 것이다. 종래의 도전성 세퍼레이터판은 카본재료로 구성되어 있었으나, 가공비용 등의 비용을 인하하는 것이 곤란하였기 때문에, 카본재료에 대신하여 금속판을 사용하는 것이 시도되고 있다. 그러나, 금속판이 고온의 산화성분위기에 바래지게 되기 때문에, 장시간 사용하면, 금속판의 부식 등이 일어나, 발전효율이 점차 저하한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 고분자 전해질형 연료전지에서는, 도전성 세퍼레이터판으로서, 가스유로를 가진 면에 도전성 입자와 글라스를 포함한 도전성 피막을 형성한, 금속판을 사용하였다. 이에 따라, 금속판의 부식 등이 억제되고, 장시간 사용시의 발전효율의 저하의 억제가 가능해졌다.

Description

고분자 전해질형 연료전지{POLYMER ELECTROLYTIC FUEL CELL}

고분자 전해질을 사용한 연료전지는, 수소를 함유한 연료가스와, 공기 등의 산소를 함유한 연료가스를, 전기화학적으로 반응시킴으로써, 전력과 열을 동시에 발생시킨다. 이 연료전지는, 기본적으로는, 수소 이온을 선택적으로 수송하는 고분자 전해질막의 양면에 형성된 한 쌍의 전극, 즉 양극과 양극으로 구성된다. 상기의 전극은, 백금족 금속촉매를 담지한 카본분말을 주성분으로 하는 촉매층과, 이 촉매층의 바깥면에 형성된, 통풍성과 전자도전성을 함께 가지는 확산층으로 이루어진다.

또한, 전극에 공급되는 연료가스 및 산화제가스가 외부로 누출되거나, 2종류의 가스가 서로 혼합하지 않도록, 전극의 주위에는 고분자 전해질막을 사이에 두고 가스 시일재나 가스켓이 배치된다. 이들 시일재나 가스켓은, 전극 및 고분자 전해질막과 일체화하여 미리 조립된다. 이것을 MEA(전해질막-전극접합체)라고 한다. MEA의 바깥쪽에는, 이것을 기계적으로 고정함과 동시에, 인접한 MEA를 서로 전기적으로 직렬로 접속하기 위한 도전성의 세퍼레이터판이 배치된다. 세퍼레이터판의MEA와 접촉하는 부분에는, 전극면에 반응 가스를 공급하고, 생성 가스나 잉여 가스를 운반하기 위한 가스유로가 형성된다. 가스유로는, 세퍼레이터판과 별도로 형성할 수도 있지만, 세퍼레이터판의 표면에 홈을 형성하여 가스유로로 하는 방식이 일반적이다.

이들 홈에 연료가스 및 산화제가스를 공급하기 위해서는, 연료가스 및 산화제가스를 각각 공급하는 배관을, 사용하는 세퍼레이터판의 매수로 분기하고, 그 분기되는 부분을 직접 세퍼레이터판의 홈에 연결해 넣는 배관치구가 필요하다. 이 치구를 매니폴드라 하며, 상기와 같은 연료가스 및 산화제가스의 공급배관으로부터 직접 연결해 넣는 타입을 외부 매니폴드라 한다. 이 매니폴드에는, 구조를 보다 간단하게 한 내부 매니폴드라고 하는 형식인 것이 있다. 내부 매니폴드는, 가스유로를 형성한 세퍼레이터판에, 관통한 구멍을 형성하여, 가스유로의 출입구를 이 구멍까지 통과시켜, 이 구멍으로부터 직접 연료가스 및 산화제가스를 공급하는 것이다.

연료전지는, 운전중에 발열하기 때문에, 전지를 양호한 온도상태로 유지하기 위해서, 냉각수 등으로 냉각할 필요가 있다. 통상, 1∼3셀마다 냉각수를 흐르게 하는 냉각부가 설치된다. 냉각부를 세퍼레이터판과 세퍼레이터판의 사이에 삽입하는 형식과, 세퍼레이터판의 배면에 냉각수유로를 형성하여 냉각부로 하는 형식이 있으며, 후자가 많이 이용된다. 이들 MEA와 세퍼레이터 및 냉각부를 교대로 쌓아 나가며, 10∼200셀 적층하고, 그 적층체를 집전판과 절연판를 개재시켜 끝단판으로 끼워, 체결 볼트로 양끝단에서 고정하는 것이 일반적인 적층전지의 구조이다.

이러한 고분자 전해질형 연료전지는, 세퍼레이터판은 도전성이 높고, 또한 연료가스 및 산화제가스에 대하여 기밀성이 높으며, 더욱 수소/산소를 산화환원할 때의 반응에 대하여 높은 내식성을 가질 필요가 있다. 이러한 이유로부터, 종래의 세퍼레이터판은, 통상 그래쉬카본이나 팽창흑연 등의 카본재료로 구성되고, 가스유로도 그 표면의 절삭이나, 팽창흑연의 경우는 형(型)에 의한 성형에 의해, 제작되고 있었다.

종래의 카본판의 절삭에 의한 방법에서는, 카본판의 재료비용과 함께, 이것을 절삭하기 위한 비용을 인하하는 것이 곤란하였다. 또한, 팽창흑연을 사용하는 방법도 재료비용이 높아, 이것이 실용화되는 데에 장해로 여겨지고 있다.

근래, 종래부터 사용된 카본재료 대신에, 스테인레스강 등의 금속판을 사용하는 시도가 이루어지고 있다.

그러나, 상술의 금속판을 사용하는 방법에서는, 금속판이 고온에서 pH2∼3정도의 산화성의 분위기에서 바래기 때문에, 장기간 사용하면, 금속판의 부식이나 용해가 일어난다. 금속판이 부식하면, 부식부분의 전기저항이 증대하여, 전지의 출력이 저하한다. 또한, 금속판이 용해되면, 용해된 금속 이온이 고분자전해질로 확산하고, 이것이 고분자전해질의 이온교환 사이트에 트랩되어, 결과적으로 고분자전해질 자체의 이온전도성이 저하한다. 이들 원인에 의해, 금속판을 그대로 세퍼레이터판으로 사용하여, 전지를 장기간 운전하면, 발전효율이 점차 저하한다고 하는 문제가 있었다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은, 연료전지에 사용되는 세퍼레이터판을 개량하고, 가공이 용이한 금속을 소재로 하여, 그 가스에 노출한 표면을 산성분위기에 바래게 되어도 화학적 불활성을 유지하게 하여, 부식과 용해가 억제되고, 또한 양호한 도전성을 갖는 세퍼레이터판을 제공하는 것이다.

본 발명은, 수소 이온전도성 고분자 전해질막과, 상기 수소 이온전도성 고분자 전해질막을 사이에 끼우는 한 쌍의 전극과, 상기 한쪽의 전극에 연료를 공급하는 가스유로를 가진 도전성 세퍼레이터판과, 다른 쪽의 전극에 산화제를 공급하는 가스유로를 가진 도전성 세퍼레이터판을 구비한 고분자 전해질형 연료전지용으로서, 상기 도전성 세퍼레이터판이, 상기 가스유로를 가진 면에 도전성입자와 글라스를 포함한 도전성 피막을 형성한 금속판으로 이루어지는 고분자 전해질형 연료전지를 제공한다.

여기에 사용하는 글라스는, 저 알칼리 글라스인 것이 바람직하다. 고 알칼리 글라스이면, 연료전지발전시에, 글라스중의 알칼리 이온이 물 등을 통해 고분자전해질로 확산한다. 그리고, 고분자전해질의 이온교환사이트에 트랩되면, 고분자 전해질 자체의 이온전도성이 저하한다. 따라서, 장기안정성을 고려하여, 알칼리성분을 거의 포함하지 않은 글라스조성을 선택하는 것이 바람직하다. 바람직한 저알칼리 글라스의 조성을 이하에 나타낸다.

Pb0 35∼50wt%

SiO₂40∼50wt%

B₂O₃10∼15wt%

Al₂O₃5∼10wt%

도전성입자로서는, Au, Pt, Rh, Pd 등의 금속, RuO₂등의 도전성무기산화물, TiN, ZrN, TaN 등의 도전성무기질화물, TiC, WC, ZrC 등의 도전성무기탄화물이 사용된다. 그 중에서도 RuO₂가 도전성 및 비용면에서 바람직하다.

금속판의 표면에 피막을 형성하는 글라스와 도전성입자와의 혼합비율은, 도전성입자의 종류에 따라서도 다르지만, 피막의 밀착강도와 도전성을 고려하여, 글라스 50∼90wt%, 도전성입자 10∼50wt%의 범위가 바람직하고, 특히 글라스 70∼ 90wt%, 도전성입자 10∼30 wt%의 범위가 바람직하다. 도전성입자가 1Owt% 미만이면, 충분한 도전성을 얻을 수 없고, 또한 50wt%을 넘으면 피막의 밀착성이나 강도가 뒤떨어지게 된다.

다음에, 도전입자 및 글라스플리트의 혼합물을 금속판에 피복하는 방법으로서는, 유기 바인더 등을 사용하여, 충분히 분산한 슬러리, 잉크, 페이스트 등의 형태로 조제한다. 유기 바인더는, 열처리후에 분해잔류물이 남지 않도록 셀룰로오즈계 수지 또는 아크릴계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 도포방법으로서는, 스크린인쇄법, 닥터블레이드법, 묘획법, 옵셋인쇄법, 스프레이법, 딥법 등이 있다.

상기한 바와 같이 형성되는 도전성피막의 두께는, 3∼20㎛의 범위가 적당하다. 3㎛보다 얇으면, 하지(下地)금속의 내식성이 충분하지 않고, 또한 20㎛을 넘으면, 저항이 증대한다.

본 발명은, 포터블전원, 전기자동차용전원, 가정내 코제너레이션시스템 등에 사용되는 고분자 전해질형 연료전지에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 연료전지의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 2는 동연료전지의 양극(anode)쪽 세퍼레이터판의 평면도이다.

도 3은 동연료전지의 음극(cathode)쪽 세퍼레이터판의 평면도이다.

도 4는 양극측 세퍼레이터판을 구성하는 금속판의 평면도이다.

도 5는 양극측 세퍼레이터판을 구성하는 절연성 시트의 평면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예 1 및 비교예의 연료전지의 출력특성을 나타낸 도면이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명에 의한 연료전지의 구성예를 도 1∼도 5를 참조하여 설명한다. 여기에 사용된 구조도는 이해를 쉽게 하기 위한 것으로, 각 요소의 상대적 크기나 위치관계는 반드시 정확하지는 않다.

도 1은 연료전지적층체의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 그 양극측 세퍼레이터판의 평면도, 도 3은 음극쪽 세퍼레이터판의 평면도이다.

10은 고분자전해질막(11), 그 양면에 접합된 양극(12) 및 음극(13), 및 이들 주변부에 배치된 가스켓(14,15)등으로 이루어지는 전해질막-전극접합체(이하, MEA라고 함)를 나타낸다. 이 MEA의 바깥쪽에는, 양극측 세퍼레이터판(21) 및 음극측 세퍼레이터판(31)이 배치되어 있다. 상기의 MEA(10)및 세퍼레이터판(21,31)이 단셀을 구성하고, 이들 단셀이 복수개 직렬로 접속되도록 적층되어 있다. 이 예에서는, 2셀마다 세퍼레이터판(21과 31)의 사이에 도전성의 금속 메쉬(16) 및 가스켓 (17)을 삽입하여, 냉각수를 통과시키기 위한 냉각부를 구성하고 있다.

양극측 세퍼레이터판(21)은, 도 4에 나타낸 금속판(22)과 도 5에 나타낸 절연성 시트(27)를 점착하여 구성한 것이다. 금속판(22)은 프레스가공에 의해, 양극에 대향하는 한쪽의 주표면측에 돌출한 복수의 리브(23)의 배열을 중앙에 가지며, 좌우에는 유체도입용 개구(24a,25a,26a)와 유체배출용 개구(24b,25b,26b)를 갖는다. 한편, 절연성 시트(27)는, 시트를 뚫어 가공하여 제작한 것으로, 금속판(22)의 리브(23)를 가진 면에 점착함으로써, 유체도입용 개구(24a)에서 유체배출용 개구(24b)에 유체, 즉 연료가스를 유도하는 홈(28)을 형성함과 동시에, 양극에 밀착시켰을 때, 상기의 홈(28)으로부터 연료가스가 외부로 누출되는 것을 방지하고, 더욱 개구(25a,25b), 개구(26a,26b)를 지나는 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 가스켓으로서 기능한다.

세퍼레이터판(21)의 표면에 형성되는 홈(28)은, 금속판(22)의 리브(23)와 시트(27)의 리브편(29)과의 조합에 의하여, 리브(23)의 양쪽에 형성된 2개의 홈(23')이 연료가스를 유통시키게 된다.

음극측 세퍼레이터판(31)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 프레스가공에 의해 음극에 대향하는 한쪽의 주표면쪽에 돌출한 복수의 리브(33)의 배열을 중앙에 가지며, 좌우에는 유체도입용 개구(34a,35a,36a)와 유체배출용 개구(34b,35b,36b)를 가진 금속판(32)과, 그 리브(33)를 가진 면에 점착된 절연성 시트(37)로 구성되어 있다. 이 음극쪽 세퍼레이터판(31)의 음극과 대향하는 표면에는, 유체도입용 개구(36a)에서 유체 도출용 개구(36b)로 유체, 즉 산화제가스를 유도하는 홈(38)이 형성되어 있다. 그리고, 시트(37)는, 상기의 홈(38)으로부터 산화제가스가 외부로 누출되는 것을 방지함과 동시에, 개구(34a,35a), 개구(34b,35b)를 지나는 유체가 외부에 누출되는 것을 방지하는 가스켓으로서 기능한다.

상기의 홈(38)은, 금속판(32)의 리브(33)와 시트(37)의 리브편(39)과의 조합에 의하여, 리브(33)의 사이에 형성되는 4개의 홈(33')이 산화제 가스를 유통시키게 된다.

이와 같이 프레스가공에 의해 복수의 리브를 형성한 금속판과 뚫어 가공한 절연성 시트를 조합하여 세퍼레이터판을 구성하면, 절연 시트의 형상을 바꾸는 것만으로, 유체통로용 홈의 크기를 바꿀 수 있다.

상기의 예에서는, 음극측 세퍼레이터판(31)의 홈(38)에 연속해 있는 가스유로인 리브(33)의 사이에 형성된 유로의 단면적은, 양극측 세퍼레이터판(21)의 홈 (28)에 연속해 있는 가스유로인 리브(23)의 사이에 형성되는 유로의 단면적의 3배이다. 따라서, 산화제가스의 유속을 연료가스의 유속보다 빨리 할 수 있다.

상기의 예에서는, 양극측 도전성 세퍼레이터판 및 음극측 도전성 세퍼레이터판은 각각 독립하여 제작되었지만, 양극측 도전성 세퍼레이터판 및 음극측 도전성 세퍼레이터판이 1매의 세퍼레이터판으로 구성되어, 그 한쪽 면측이 양극측 도전성 세퍼레이터판이고, 다른 쪽 면측이 음극측 도전성 세퍼레이터판인 구성으로 할 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는것은 아니다.

실시예 1

아세틸렌블랙계 카본분말에, 평균입자지름 약 30Å의 백금입자를 담지시켰다. 카본분말과 백금과의 중량비는 75:25이다. 이 촉매분말을 이소프로판올에 분산시켰다. 이 분산액에, 다음식:

(단, m= 5∼13, n≒1000, x=1, y=2)로 표시되는 퍼플루오로카본술폰산분말의 에틸알콜분산액을 혼합하여, 페이스트상태로 하였다. 이 페이스트를 스크린인쇄법에 의해, 두께 250㎛의 카본부직포의 한쪽면에 도포하고, 건조하여 촉매층을 형성하였다.

이렇게 해서 제작된 전극에 포함되는 백금량은 0.5mg/cm², 퍼플루오로카본술폰의 양은 1.2mg/cm²이 되도록 조정하였다.

상기의 전극을 양극 및 음극으로 하였다. 이들 전극을, 그것보다 한둘레 큰 면적을 가진 프로톤전도성 고분자 전해질막의 중심부의 양면에, 촉매층이 전해질막측에 접하도록, 핫프레스에 의해서 접합하여, MEA를 제작하였다. 여기서는, 프로톤전도성 고분자 전해질로서, 상기 식(단, m=5∼13, n≒1000, x=2, y= 2)에 나타낸 퍼플루오로카본술폰산을 50㎛의 두께에 박막화한 것을 사용하였다.

다음에, 세퍼레이터판의 제작방법을 설명한다.

먼저, 두께 0.3mm의 스테인레스강 SUS 316판의 중앙부 10cm×9cm의 영역에, 프레스가공에 의해서, 높이 약 1mm, 폭 약 2.8mm의 리브를 5.6mm의 피치로 형성하였다. 이 후, 양끝단에 각각 연료가스, 냉각수, 산화제가스를 공급·배출하기 위한 매니폴드구멍을 형성하였다. 다음에, 탈지처리한 후, 10% 왕수로 산세정을 하였다. 한편, 도전성입자로서의 평균입자지름이 0.5㎛의 산화루테늄과, 평균입자지름이 1.0㎛의 45wt% PbO-45wt% SiO₂-7.5wt% B₂O₃-2.5wt% Al₂O₃로 이루어진 글라스플리트를 중량비로 1:1의 비율로 혼합하여, 볼-밀을 사용하여 분쇄·혼합하였다. 이 혼합물에 에틸셀룰로오즈와 α-테르피네올을 주성분으로 하는 유기비히클을, 산화 루테늄과 글라스의 혼합물 100중량부에 대하여 20중량부의 비율로 첨가하였다. 이들을 유발로 혼합하여, 더욱 3개의 롤러로 2시간 혼합하여, 금속판 피복용의 페이스트를 얻었다. 유발 및 3개의 롤러에 의한 혼합, 및 스크린인쇄를 할 때에, 희석제로서 부틸카르비톨아세테이트를 적절히 가하여, 페이스트점도를 조정하였다.

상기 페이스트를, 상기의 금속판의 양면에 스크린인쇄법을 사용하여 도포하였다. 이 금속판을 건조후, 700℃에서 소성하고, 두께를 4.0㎛의 피막을 형성하였다.

상기의 피막을 형성한 금속판에, 양극용의 페놀수지제의 절연성 시트(27) 및 음극용의 페놀수지제의 절연성 시트(37)를 조합하여, 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같은 양극측 세퍼레이터판(21) 및 음극측 세퍼레이터판(31)을 제작하였다.

도 2 및 도 3의 비교로부터 명백하듯이, 동일한 구성의 금속판에 조합시키는 절연성 시트(27 및 37)의 리브편(29 및 39)의 형상을 바꾸는 것에 의해, 가스유로의 구성을 바꾸고 있다. 이에 따라서, 음극측 도전성 세퍼레이터판(31)의 유로를 흐르는 공기의 유량을, 양극측의 유로를 흐르는 수소의 유량의 25배 정도로 할 수 있다. 이와 같이, 가스유량에 따라서 절연성수지 시트의 형상을 바꾸는 것에 의해, 최적의 가스유속과 가스압력손실로 할 수 있다.

이들 세퍼레이터판을 상기의 MEA에 조합하여 50셀을 적층하고, 이 적층 셀을 집전판과 절연판을 개재시켜, 스테인레스강제의 끝단판과 체결로드로, 20kgf/cm'의 압력으로 체결하였다. 적층전지는, 2셀마다 세퍼레이터판(21)과 세퍼레이터판(31)의 사이에 스테인레스강 SUS316제의 금속 메쉬(16)를 삽입하여 냉각수의 통로를 형성하였다. 또한, 가스켓과 MEA, 세퍼레이터판과 세퍼레이터판, 가스켓과 세퍼레이터판 등의 가스 시일이 필요한 부분은, 그리스를 얇게 도포함으로써, 너무 도전성을 저하시키지 않고 시일성을 확보하였다.

비교예로서, 표면에 피막을 형성하지 않은 스테인레스강 SUS316에 의해 도전성 세퍼레이터를 구성한 것 외에는 실시예 1과 같은 구성의 전지를 조합하였다.

실시예 1 및 비교예의 고분자 전해질형 연료전지를, 85℃로 유지하고, 양극에 83℃의 노점이 되도록 가습·가온한 수소 가스를, 음극에 78℃의 노점이 되도록 가습·가온한 공기를 각각 공급하였다. 그 결과, 전류를 외부로 출력하지 않은 무부하시에는, 50V의 전지개방전압을 얻었다.

이들 전지를 연료이용율 80%, 산소이용율 40%, 전류밀도 0.5A/cm²의 조건으로 연속발전시험을 하고, 출력특성의 시간변화를 도 6에 나타내었다. 그 결과, 비교예의 전지는 구동시간과 함께 출력이 저하하는 데 비하여, 실시예 1의 전지는, 8000시간 이상에 걸쳐 1000W(22V-45A)의 전지출력을 유지하였다.

실시예 2

우선, 두께 0.3mm의 스테인레스강 SUS 316판을, 샌드블러스트장치를 사용하여 표면처리를 하였다. 다음에, 실시예 1과 같이 하여 프레스가공에 의해서 리브를 형성하고, 더욱 매니폴드구멍을 형성하였다. 한편, 잉크는, 도전입자로서의 평균입자지름 0.3㎛의 금입자와, 평균입자지름이 0.3㎛의 45wt% PbO-45wt% SiO₂-7.5wt% B₂O₃-2.5wt% Al₂O₃으로 이루어진 글라스플리트를 중량비로 20:l의 비율로 혼합하여, 볼-밀을 사용하여 분쇄·혼합하였다. 이 혼합물에 에틸셀룰로오즈와 α-테르피네올을 주성분으로 하는 유기 비히클을 금입자와 글라스의 혼합물 100중량부에 대하여 5중량부의 비율로 첨가하였다. 이들을 유발과 3개의 롤러로 2시간 혼합하였다. 다음에, 이 혼합물에, 금입자와 글라스의 혼합물에 대하여 중량비로10∼20배량의 초산부틸을 교반하면서 첨가하여, 금속판 피복용의 잉크를 조제하였다. 이 잉크를 상기 금속판의 양면에 닥터 블레이드법에 의해 도포하였다. 건조후, 650℃에서 소성하고, 두께 3.0㎛의 피막을 형성하였다.

이상과 같이 하여 얻은 도전성 세퍼레이터판을 사용하여 실시예 1과 같은 적층전지를 조립하여, 실시예 1과 같은 조건으로 연속발전시험을 하였다.

이 전지의 초기(운전개시 10시간후)와, 운전시간이 8000시간 경과하였을 때의 출력을, 실시예 1 및 비교예의 전지와 비교하여 표 1에 나타낸다.

표 1

	출력/W
	초기	2000시간후	8000시간후
실시예 1	1200	1050	1000
실시예 2	1150	1000	950
비교예	1200	1000	680

표 1에서 명백하듯이, 실시예 2의 전지도 실시예 1의 전지와 같이 뛰어난 특성을 갖는다.

본 발명에 의하면, 종래의 카본판의 절삭공법 대신에, 스테인레스강등의 금속재료를 절삭가공하지 않고 세퍼레이터판을 구성할 수 있기 때문에, 대폭적인 비용저감을 도모할 수 있다. 또한, 세퍼레이터판을 한층 더 얇게 할 수 있기 때문에, 적층전지의 컴팩트화에도 기여한다.

Claims

수소 이온 전도성 고분자 전해질막과, 상기 수소 이온 전도성 고분자 전해질막을 사이에 끼우는 한 쌍의 전극과, 상기 한쪽의 전극에 연료를 공급하는 가스유로를 가진 도전성 세퍼레이터판과, 다른 쪽의 전극에 산화제를 공급하는 가스유로를 가진 도전성 세퍼레이터판을 구비한 고분자 전해질형 연료전지로서, 상기 도전성 세퍼레이터판이, 상기 유로를 가진 면에 도전성입자와 글라스를 포함하는 도전성피막을 형성한 금속판으로 이루어지고, 상기 도전성피막을 형성하는 글라스가 저 알칼리 글라스인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질형 연료전지.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 저알칼리 글라스가, 35∼50wt%의 PbO, 40∼50wt%의 SiO₂, 10∼15wt%의 B₂O₃및 5∼10wt%의 Al₂O₃로 이루어지는 고분자 전해질형 연료전지.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성입자가, Au, Pt, Rh, Pd, TiN, ZrN, TaN, TiC, WC, ZrC, 및 RuO₂으로 이루어지는 군으로부터 선택된 고분자 전해질형 연료전지.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성피막이, 50∼90wt%의 저알칼리 글라스와 10∼50wt%의 도전성입자로 이루어지는 고분자 전해질형 연료전지.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성피막의 두께가 3∼20㎛인 고분자 전해질형 연료전지.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 세퍼레이터판이 스테인레스강으로 이루어진 고분자 전해질형 연료전지.