KR100790423B1 - 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트 - Google Patents

친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트 Download PDF

Info

Publication number
KR100790423B1
KR100790423B1 KR1020060131389A KR20060131389A KR100790423B1 KR 100790423 B1 KR100790423 B1 KR 100790423B1 KR 1020060131389 A KR1020060131389 A KR 1020060131389A KR 20060131389 A KR20060131389 A KR 20060131389A KR 100790423 B1 KR100790423 B1 KR 100790423B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrophilic
carbon black
particles
resin
bipolar plate
Prior art date
Application number
KR1020060131389A
Other languages
English (en)
Inventor
김성준
홍창민
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020060131389A priority Critical patent/KR100790423B1/ko
Priority to JP2009542621A priority patent/JP5479913B2/ja
Priority to PCT/KR2006/005854 priority patent/WO2008075812A1/en
Priority to EP06835554A priority patent/EP2118209A4/en
Priority to CN2006800566978A priority patent/CN101589116B/zh
Priority to TW096148544A priority patent/TW200843183A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR100790423B1 publication Critical patent/KR100790423B1/ko
Priority to US12/488,855 priority patent/US20090317666A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0081—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0081—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound
    • C09C1/0084—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound containing titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40—Compounds of aluminium
    • C09C1/407—Aluminium oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • Y10T428/2996—Glass particles or spheres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를 포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트가 제공된다. 친수성 카본블랙 결집체는 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 포함한다.
친수성 카본블랙 결집체, 하이브리드 입자, 친수성 복합재, 연료 전지, 바이폴라 플레이트

Description

친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를 포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트{HYDROPHILIC CARBON BLACK AGGREGATE, ITS PREPARATION PROCESS, HYDROPHILIC COMPOSITE MATERIAL AND BIPOLARPLATE FOR FUEL CELL COMPRISING IT}
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체에 포함된 하이브리드 입자의 개략적 모식도이다.
본 발명은 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를 포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 보다 향상된 전기 전도도 및 친수성을 가진 바이폴라 플레이트를 제공하기 위해 사용될 수 있는 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이러한 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트에 관한 것이다.
연료 전지는 메탄올이나 천연가스 등 탄화수소계 물질 내에 함유된 수소와 공기 중의 산소 사이에 일어나는 전기 화학 반응에 의해 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템으로서 고효율의 청정 에너지 변환 장치이며, 연소 과정 없이 연료 가스와 산화제 가스의 전기 화학 반응에 의해 생성되는 전기와 그 부산물인 열을 동시에 사용할 수 있다는 특징을 가진다. 이러한 연료 전지는 높은 에너지 변환 효율 및 오염 물질을 배출하지 않은 친환경 특성 등으로 인해 차세대 에너지원으로 주목받고 있다.
이러한 연료 전지는 수소 이온 분리막이라고도 불리우는 고분자 전해질막의 양 측에 양극 및 음극의 전극이 각각 접합된 막-전극 접합체와, 이러한 막-전극 접합체의 양 측에 각각 적층되는 양극 측 바이폴라 플레이트 및 음극 측 바이폴라 플레이트를 포함할 수 있다.
이러한 연료 전지의 기본적 작동 원리는 다음과 같다.
먼저, 양극 측 바이폴라 플레이트의 가스 유로 채널을 통해 수소를 포함한 연료 가스가 공급된다. 이러한 연료 가스의 수소는 양극 측에서 전자를 빼앗겨 수소 이온으로 된다. 수소 이온은 고분자 전해질막을 통해 음극 측으로 이동하고, 위 수소로부터 분리된 전자는 외부 회로를 통해 역시 음극 측으로 이동한다. 한편, 음극 측 바이폴라 플레이트의 가스 유로 채널을 통해서는 산소를 포함하는 산화제 가스가 공급되는데, 이러한 산소가 위 전자에 의해 환원되어 산소 이온으로 되고, 산소 이온은 위 고분자 전해질막을 통해 음극 측으로 이동한 수소 이온과 반응하여 물로 변환된다. 이 물은 미반응 산화제 가스와 함께 음극 측 바이폴라 플레이트의 가스 유로 채널 출구를 통해 배출된다. 이러한 전기 화학 반응이 계속적으로 일어나는 과정에서, 외부 회로를 통해 전자가 흐르면서 전기가 발생한다.
한편, 이러한 연료 전지에서, 바이폴라 플레이트는 일종의 전기 전도성 플레이트로서 연료 가스와 산화제 가스 및 전기 화학 반응에 의해 생성된 전자나 물 등을 이송하는 역할을 하며, 이와 함께, 전체적인 연료 전지 스택을 지지하는 역할을 한다. 이러한 역할을 위해, 바이폴라 플레이트는 일정 수준 이상의 전기 전도도 및 굴곡 강도를 지녀야 하는 것으로 알려져 있다.
또한, 양극에서 생성된 수소 이온이 고분자 전해질막을 통해 음극 측으로 원활하게 이동하기 위해 수소 이온 자체의 습도가 적정 수준 이상으로 유지될 필요가 있고, 또한, 고분자 전해질막도 적정 수준 이상의 습도가 유지될 필요가 있음이 알려져 있다. 이러한 습도의 유지를 위해 바이폴라 플레이트를 친수화하는 것이 수소 이온 전도도에 유리하게 작용할 수 있다. 그리고, 고분자 전해질막은 열에 약한 단점이 있는데 연료 전지의 작동 온도가 비교적 고온일 경우, 이러한 고온 환경 하에서 고분자 전해질막을 보호하기 위해서도 고분자 전해질막 자체 뿐 아니라 바이폴라 플레이트를 친수화하는 것이 유리하다고 알려져 있다.
부가하여, 바이폴라 플레이트의 가스 유로 채널을 통해 전기적으로 극성화된 연료 가스를 이송하는 경우, 이러한 연료 가스와 극성의 물 그리고 바이폴라 플레이트를 이루는 고분자로부터의 잔류 이오노머(Ionomer) 등이 서로 엉기어 유로 흐름 저항이 높아지는 물 뭉침(Water slugs)현상이 발생할 수 있다. 또한, 이러한 물뭉침 현상으로 인해 침전물이 형성되어 궁극적으로 유로 막힘 문제가 발생할 수도 있다. 그런데, 바이폴라 플레이트의 친수화를 통해 가스 유로 채널 표면에 얇은 물-필름을 형성시켜 위 물 뭉침 현상을 억제할 수도 있다. 또, 친수화된 바이폴라 플레이트는 양극 측에서 수소 이온과 함께 이동해온 수분이 음극 면에 물방울 형태로 맺혀 산화제 가스의 흐름을 방해하는 물방울 효과도 억제할 수 있고, 상술한 물-필름 효과를 일으켜 음극 측 바이폴라 플레이트의 가스 유로 채널을 통한 물의 배출도 원활히 할 수 있다.
이러한 여러 가지 기술적 이점 때문에, 바이폴라 플레이트의 친수화를 위한 여러 가지 시도 및 연구가 이루어진 바 있다. 이러한 시도 중에 친수성 무기물을 단순히 바이폴라 플레이트에 첨가한 예가 있다. 그런데, 이러한 경우 무기물이 첨가됨에 따라 전기 전도도가 저하될 수 있다. 또한 카본블랙의 표면을 친수성 유기물인 술폰산 등으로 개질하여 바이폴라 플레이트에 사용한 예도 있다. 그러나, 이러한 바이폴라 플레이트에서는, 산화, 환원 반응이 연속적으로 발생하는 연료 전지 내부에서 상기 친수성 유기물이 화학적으로 안정하게 유지되기 어렵다. 따라서, 시간이 지남에 따라 위 친수성 유기물이 카본블랙에서 분리되거나 화학적으로 변화되어 바이폴라 플레이트의 친수성 또는 전기 전도도가 저하될 수 있다.
이에 본 발명은 바이폴라 플레이트의 전기 전도도 및 친수성을 안정적으로 향상시킬 수 있게 하는 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 친수성 복합재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 연료 전지용 바이폴라 플레이트를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 포함하는 친수성 카본블랙 결집체가 제공된다.
이러한 친수성 카본블랙 결집체에서, 상기 친수성 무기물은 지르코늄 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 실리콘 디옥사이드 및 알루미늄 옥사이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 친수성 무기물 입자는 상기 카본블랙 입자의 1/500 ~ 1/10의 입경을 가질 수 있다.
다른 구현예에 따라, 카본블랙 입자의 표면에서 친수성 무기물 입자에 물리적 힘을 가하여 상기 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 제조하는 단계를 포함하는 친수성 카본블랙 결집체의 제조 방법이 제공된다.
이러한 친수성 카본블랙 결집체의 제조 방법에서, 상기 카본블랙 입자 및 친수성 무기물 입자를 입자 하이브리드 방법으로 처리해 상기 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 제조할 수 있다.
또 다른 구현예에 따라, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 수지 바인더와, 전도성 필러와, 상기 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 친수성 복합재가 제공된다.
이러한 친수성 복합재는 상기 수지 바인더의 1 ~ 45 중량%와, 상기 전도성 필러의 50 ~ 98 중량%와, 상기 친수성 카본블랙 결집체의 0.5 ~ 45 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 이러한 친수성 복합재에서, 상기 열가소성 수지는 폴리비닐리덴 플로라이드, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있고, 상기 열경화성 수지는 에폭시계 수지 또는 페놀계 수지를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전도성 필러는 카본블랙, 카본섬유, 탄소나노튜브 및 그라파이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 탄소계 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따라, 상기 또 다른 구현예에 따른 친수성 복합재로 제조되는 연료 전지용 바이폴라 플레이트가 제공된다.
또 다른 구현예에 따라, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 수지 기재와, 상기 수지 기재 내에 분산되어 있는 전도성 필러와, 상기 수지 기재 내에 분산되어 있는 상기 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 연료 전지용 바이폴라 플레이트가 제공된다.
기타 본 발명의 실시 형태들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 포함되어 있다.
이하, 첨부 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 구현예를 당업자가 자명하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체에 포함된 하이브리드 입자의 개략적 모식도이다.
이러한 친수성 카본블랙 결집체는 카본블랙 입자(100) 표면에 친수성 무기물 입자(110)가 매립된 하이브리드 입자를 포함한다.
이때, 상기 도 1에서 카본블랙 입자(100) 표면에 친수성 무기물 입자(110)가 매립된 하나의 형태를 예시하였지만, 친수성 무기물 입자(110)가 이러한 형태로만 매립되는 것은 아니며 친수성 무기물 입자의 형태 및 종류에 따라 다양한 형태로 매립되어 하이브리드 입자를 이룰 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 친수성 무기물 입자는 카본블랙 입자 표면에 부분적 또는 전체적으로 코팅된 형태로 매립될 수 있 고, 기타 다양한 형태로 매립될 수 있다.
한편, 상기 친수성 카본블랙 결집체는 기본적으로 전기 전도성을 띄는 카본블랙 입자(100) 표면에 친수성 무기물 입자(110)가 매립된 하이브리드 입자를 포함함에 따라, 예를 들어, 연료 전지용 바이폴라 플레이트에 포함되어 이의 전기 전도도를 저하시키지 않고도 친수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 친수성 무기물 입자(110)가 카본블랙 입자(100) 표면에 매립되어 단단히 결합될 수 있고, 산화, 환원 반응에 의한 영향이 비교적 작은 상기 친수성 무기물 입자가 연료 전지 내부에서도 화학적으로 안정하게 유지될 수 있다. 따라서, 이러한 친수성 카본블랙 결집체를 사용하여, 예를 들어, 연료 전지용 바이폴라 플레이트의 전기 전도도 및 친수성을 안정적으로 향상시킬 수 있다.
상기 친수성 카본블랙 결집체에서, 상기 친수성 무기물은 지르코늄 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 실리콘 디옥사이드 및 알루미늄 옥사이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 다만, 상기 친수성 카본블랙 결집체에서 사용 가능한 친수성 무기물의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 친수성을 띄고 화학적으로 비교적 높은 안정성을 가진 것으로 알려진 임의의 무기물을 제한없이 사용할 수 있다.
또한, 상기 친수성 무기물 입자(110)는 카본블랙 입자(100) 표면에 매립되어야 하므로, 카본블랙 입자(100)보다 작은 입경을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 친수성 무기물 입자(110)는 카본블랙 입자(100)의 1/10 이하의 입경을 가질 수 있고, 더욱 바람직하게는, 카본블랙 입자(100)의 1/500 ~ 1/10의 입경을 가질 수 있다. 또한, 이러한 친수성 무기물 입자(110)는 수십 나노 미터 이하의 작은 입경을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 카본블랙 입자는, 예를 들어, 10nm ~100μm의 입경을 가질 수 있다.
상기 친수성 무기물 입자(110)가 이러한 입경 범위를 가짐에 따라, 상기 친수성 무기물 입자(110)의 크기가 되도록 작아져 상기 친수성 카본 블랙 결집체의 친수성 및 전기 전도도 측면에서 유리해 질 수 있고, 또한, 상기 카본블랙 입자(100)의 표면에 매립된 하이브리드 입자를 제조하기 어려울 정도로 상기 친수성 무기물 입자(110)의 크기가 작아지는 것을 억제할 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따라, 카본블랙 입자의 표면에서 친수성 무기물 입자에 물리적 힘을 가하여 상기 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 제조하는 단계를 포함하는 친수성 카본블랙 결집체의 제조 방법이 제공된다.
이러한 친수성 카본블랙 결집체의 제조 방법에서, 상기 카본블랙 입자 및 친수성 무기물 입자를 입자 하이브리드 방법으로 처리해 상기 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 제조할 수 있다. 상기 입자 하이브리드 방법은 카본블랙 입자 표면에 물리적 압착력 또는 전단력을 가해 상기 친수성 무기물 입자를 상기 카본블랙 입자 표면에 매립시키는 방법이다. 이러한 입자 하이브리드 방법에는, 예를 들어, 미국 특허 공보 제 6,892,475 호에 개시된 기류를 이용한 입자 하이브리드 방법 또는 미국 특허 공보 제 4,789,105 호에 개시된 블래이드(Blade)를 이용한 입자 하이브리드 방법 등이 있다. 위 미국 특허 공보들 에는 각각의 입자 하이브리드 방법을 실시하는 구체적 방법 및 장치가 개시되어 있다. 즉, 이렇게 공지된 입자 하이브리드 방법을 사용해 상기 카본블랙 입자의 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 상기 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체가 제조될 수 있다.
다만, 이러한 입자 하이브리드 방법에 제한되지 않고, 물리적 힘을 가해 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자를 매립시킬 수 있는 임의의 공지된 방법으로 상기 친수성 카본블랙 결집체를 제조할 수도 있다.
한편, 상술한 방법으로 제조된 친수성 카본블랙 결집체의 구성은 이미 일 구현예에 관하여 상술한 바 있으므로, 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.
발명의 또 다른 구현예에 따르면, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 수지 바인더와, 전도성 필러와, 상술한 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 친수성 복합재가 제공된다.
이러한 친수성 복합재는 전도성 필러와 함께 상기 친수성 카본블랙 결집체를 포함한다. 따라서, 연료 전지용 바이폴라 플레이트로 제조되어 충분한 전기 전도성을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 친수성 복합재가 상기 친수성 카본블랙 결집체를 포함함에 따라 상기 연료 전지용 바이폴라 플레이트로 제조되어 그 전기 전도도의 저하없이 친수성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 상술한 친수성 카본블랙 결집체는 산화, 환원 반응이 연속적으로 발생하는 연료 전지 내에서도 화학적으로 안정하게 유지될 수 있으므로, 상기 친수성 복합재를 사용해 전기 전도도 및 친수성이 안정적으로 향상된 연료 전지용 바이폴라 플레이트를 제공할 수 있다.
이러한 친수성 복합재는 상기 수지 바인더의 1 ~ 45 중량%와, 상기 전도성 필러의 50 ~ 98 중량%와, 상기 친수성 카본블랙 결집체의 0.5 ~ 45 중량%를 포함할 수 있다. 상기 친수성 복합재가 각각의 구성 성분을 이러한 함량 범위로 포함함에 따라 전기 전도도 및 친수성 등의 제반 특성이 바람직한 연료 전지용 바이폴라 플레이트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 친수성 복합재에서, 상기 열가소성 수지로는 폴리비닐리덴 플로라이드, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있고, 상기 열경화성 수지로는 에폭시계 수지 또는 페놀계 수지를 사용할 수 있다. 다만, 상기 친수성 복합재에서 사용 가능한 열가소성 수지 또는 열경화성 수지의 종류가 이에 제한되지는 않으며, 기타 연료 전지용 바이폴라 플레이트의 수지 기재 등에 사용 가능한 것으로 알려진 임의의 열가소성 수지 또는 열경화성 수지가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 전도성 필러는 연료 전지용 바이폴라 플레이트에 요구되는 기본적인 전기 전도도(예를 들어, 75 ~ 100 S/cm의 전기 전도도)를 부여하기 위한 성분으로서, 연료 전지용 바이폴라 플레이트에 사용 가능한 것으로 알려진 임의의 전도성 필러, 예를 들어, 카본계 전도성 필러나 금속성 필러 등을 제한없이 사용할 수 있다. 또한, 상기 카본계 전도성 필러로는, 예를 들어, 카본블랙, 카본섬유, 탄소나노튜브 및 그라파이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 탄소계 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따라, 상기 또 다른 구현예에 따른 친수성 복합재로 제조되는 연료 전지용 바이폴라 플레이트가 제공된다. 이러한 연료 전지용 바이폴라 플레이트는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지로 형성된 수지 기재를 포함하고, 이러한 수지 기재 내에 전도성 필러와 상기 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체가 분산되어 있는 형태를 띌 수 있다.
이러한 연료 전지용 바이폴라 플레이트는 일 구현예에 따른 친수성 카본블랙 결집체가 균일하게 분산됨에 따라, 전기 전도도의 저하없이 바람직한 친수성을 띌 수 있다. 이러한 친수성은 상기 친수성 카본블랙 결집체 주위에 미세한 공극이 형성되기 때문인 것으로 보인다. 또한, 상기 친수성 카본블랙 결집체의 화학적 안정성 때문에 이러한 전기 전도도 및 친수성이 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서, 상기 연료 전지용 바이폴라 플레이트는 보다 향상된 전기 전도도 및 친수성을 나타내며, 이러한 전기 전도도 및 친수성이 안정적으로 유지될 수 있다.
상기 연료 전지용 바이폴라 플레이트는, 수지계 바이폴라 플레이트의 통상적인 제조 방법에 따라, 상기 친수성 복합재에 열을 가해 수지 바인더를 경화시킴으로서 제조될 수 있다. 또한, 이러한 바이폴라 플레이트의 제조 과정에서는, 예를 들어, 핫 프레스를 사용할 수 있다.
한편, 상기 연료 전지용 바이폴라 플레이트에 포함될 수 있는 열가소성 수지, 열경화성 수지 및 전도성 필러 등에 대해서는, 이미 또 다른 구현예에 따른 친수성 복합재에 관하여 상술한 바 있으므로, 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
이하의 열가소성 수지, 전도성 필러 및 친수성 카본블랙 결집체를 하기 표 1 및 2에 기재된 함량으로 사용하여, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 7에 따른 바이폴라 플레이트를 각각 제조하였다.
(1) 열가소성 수지
바이폴라 플레이트의 수지 기재를 형성하기 위해 열가소성 수지의 일종인 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide; PPS)를 사용하였다. 이러한 PPS로는 Chevron Phillips Chemical 사제 Ryton PR-11을 사용하였으며, 315.5℃의 온도 및 질소 분위기에서 측정한 영점도(Zero viscosity)는 300[P]이었다.
(2) 전도성 필러
바이폴라 플레이트의 탄소계 전도성 필러로서 평균 입경이 100μm인 인공 그라파이트를 사용하였다.
(3) 친수성 카본 블랙 결집체
키본블랙 입자 [ASTM D3037-89 측정법에 의해 표면적이 65m2/g이고, 초음파 방사기에서 초음파를 5분 가한 후의 평균 입경이 5.1μm인 것]의 표면에 나노 사이즈의 티타늄 디옥사이드 입자[J. Phys. Chem. 98 (1994) 1366에 기재된 방법에 따라 티타늄 테트라이소프로폭사이드의 조절된 가수 분해를 통해 얻어진 것, 평균 입경 : 27nm]가 매립된 하이브리드 입자를 포함하는 친수성 카본블랙 결집체를 사용하였다.
이러한 하이브리드 입자의 제조에는 미국 특허 공보 제 6,892,475 호에 개시된 입자 하이브리드 방법이 이용되었다.
상기 (1) ~ (3)의 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 함량으로 혼합하여 친수성 복합재를 제조하였다(다만, 비교예 2 내지 4에서는 표면에 친수성 무기물 입자가 매립되지 않은 일반적인 카본블랙이 사용되었고, 비교예 5 내지 7에서는 티타늄 디옥사이드가 단독으로 사용되었다.). 이러한 친수성 복합재의 제조에는 하케(HAAKE) 믹서가 사용되었다. 이어서, 핫프레스를 사용하여 이들 각각의 친수성 복합재로부터 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 7의 바이폴라 플레이트를 제조하였다.
이들 바이폴라 플레이트의 전기 전도도는 4-핀 프루브(4-pins probe) 방법으로 측정하였고, 친수성은 함수율(Water uptake, W)을 측정해 평가하였다. 함수율 은, 각각의 바이폴라 플레이트 샘플을 80℃ 오븐에서 12 시간 동안 건조하여 측정한 무게(W1)와, 25℃ 물 속에 바이폴라 플레이트 샘플을 8 시간 담근 후의 무게 (W2)의 중량 차이를 초기 중량(W1)으로 나눈 중량%로 측정하였다 [W(%) = 100(W2-W1)/W1]. 이렇게 측정된 각각의 바이폴라 플레이트의 전기 전도도 및 함수율을 하기 표 1 및 2에 표시하였다.
[표 1]
Figure 112006094724051-pat00001
1) 친수성 카본블랙 결집체 A - 카본블랙 입자 : 티타늄 디옥사이드 입자 = 1 : 1 중량비
2) 친수성 카본블랙 결집체 B - 카본블랙 입자 : 티타늄 디옥사이드 입자 = 1 : 2 중량비
[표 2]
Figure 112006094724051-pat00002
상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 6에서는 소정의 친수성 카본블랙 결집체가 포함됨에 따라, 전기 전도도의 저하가 거의 없으면서도 친수성이 향상됨이 확인되었다. 또한, 표 1 및 표 2의 비교예 5 내지 7을 참조하면, 티타늄 디옥사이드와 같은 친수성 무기물 단독으로 포함시킨 경우에 비해서도, 상기 실시예 1 내지 6에서 전기 전도도의 저하가 작으면서, 보다 향상된 친수성을 나타냄이 확인되었다.
본 발명에 따르면, 보다 향상된 전기 전도도 및 친수성을 나타내는 연료 전지용 바이폴라 플레이트가 제공될 수 있다. 또한, 이러한 연료 전지용 바이폴라 플레이트는 이렇게 향상된 전기 전도도 및 친수성을 안정적으로 유지할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 보다 향상된 제반 특성을 가진 연료 전지용 바이폴라 플레이트가 제공되어 우수한 연료 전지의 제공이 가능케 된다.

Claims (15)

  1. 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 수지 바인더와, 전도성 필러와, 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 포함하는 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 친수성 복합재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 바인더의 1 ~ 45 중량%와, 상기 전도성 필러의 50 ~ 98 중량%와, 상기 친수성 카본블랙 결집체의 0.5 ~ 45 중량%를 포함하는 친수성 복합재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리비닐리덴 플로라이드, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하고, 상기 열경화성 수지는 에폭시계 수지 또는 페놀계 수지를 포함하는 친수성 복합재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 필러는 카본블랙, 카본섬유, 탄소나노튜브 및 그라파이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 탄소계 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 친수성 복합재.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 친수성 무기물은 지르코늄 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 실리콘 디옥사이드 및 알루미늄 옥사이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합물인 친수성 복합재.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 친수성 무기물 입자는 상기 카본블랙 입자의 1/500 ~ 1/10의 입경을 가지는, 친수성 복합재.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 친수성 카본블랙 결집체는 카본블랙 입자의 표면에서 친수성 무기물 입자에 물리적 힘을 가하여 상기 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 제조하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조되는, 친수성 복합재.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 친수성 카본블랙 결집체는 카본블랙 입자 및 친수성 무기물 입자를 하이브리드 방법으로 처리해 상기 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 제조하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조되는, 친수성 복합재.
  9. 제 1 항에 의한 친수성 복합재로 제조되는 연료 전지용 바이폴라 플레이트.
  10. 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 수지 기재와, 상기 수지 기재 내에 분산되어 있는 전도성 필러와, 상기 수지 기재 내에 분산되어 있는, 카본블랙 입자 표면에 친수성 무기물 입자가 매립된 하이브리드 입자를 포함하는 친수성 카본블랙 결집체를 포함하는 연료 전지용 바이폴라 플레이트.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리비닐리덴 플로라이드, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하고, 상기 열경화성 수지는 에폭시계 수지 또는 페놀계 수지를 포함하는 연료 전지용 바이폴라 플레이트.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전도성 필러는 카본블랙, 카본섬유, 탄소나노튜브 및 그라파이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 탄소계 물질 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 연료 전지용 바이폴라 플레이트.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020060131389A 2006-12-20 2006-12-20 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트 KR100790423B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060131389A KR100790423B1 (ko) 2006-12-20 2006-12-20 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트
JP2009542621A JP5479913B2 (ja) 2006-12-20 2006-12-28 親水性カーボンブラック集合体、その製造方法、それを含む親水性複合材及び燃料電池用バイポーラプレート
PCT/KR2006/005854 WO2008075812A1 (en) 2006-12-20 2006-12-28 Hydrophilic carbon black aggregate, its preparation process, hydrophilic composite material and bipolarplate for fuel cell comprising it
EP06835554A EP2118209A4 (en) 2006-12-20 2006-12-28 HYDROPHILIC CARBON BLACK AGGREGATE AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME, HYDROPHILIC COMPOSITE MATERIAL, AND BIPOLAR PLATE FOR FUEL CELL CONTAINING SAID AGGREGATE
CN2006800566978A CN101589116B (zh) 2006-12-20 2006-12-28 亲水性碳黑聚集体、制备其的方法、包含其的亲水性组合材料及用于燃料电池的双极板
TW096148544A TW200843183A (en) 2006-12-20 2007-12-19 Hydrophilic carbon black aggregate, a method for preparing the same, hydrophilic composite material and bipolar plate for fuel cell comprising the same
US12/488,855 US20090317666A1 (en) 2006-12-20 2009-06-22 Hydrophilic Carbon Black Aggregate, A Method for Preparing the Same, Hydrophilic Composite Material and Bipolar Plate for Fuel Cell Comprising the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060131389A KR100790423B1 (ko) 2006-12-20 2006-12-20 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100790423B1 true KR100790423B1 (ko) 2008-01-03

Family

ID=39216262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060131389A KR100790423B1 (ko) 2006-12-20 2006-12-20 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090317666A1 (ko)
EP (1) EP2118209A4 (ko)
JP (1) JP5479913B2 (ko)
KR (1) KR100790423B1 (ko)
CN (1) CN101589116B (ko)
TW (1) TW200843183A (ko)
WO (1) WO2008075812A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100072826A (ko) * 2008-12-22 2010-07-01 제일모직주식회사 금속 카바이드의 제조 방법
GB0902580D0 (en) * 2009-02-17 2009-04-01 Itm Power Hydrophillic conductive resin
US9520600B2 (en) 2009-09-22 2016-12-13 GM Global Technology Operations LLC Conductive and hydrophilic bipolar plate coatings and method of making the same
US8685593B2 (en) * 2009-09-22 2014-04-01 GM Global Technology Operations LLC Carbon based bipolar plate coatings for effective water management
JP2011228059A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池用双極板
CN103137982A (zh) * 2011-12-01 2013-06-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种热塑性树脂为粘结剂的水传输板及其制备
CN105633427B (zh) * 2014-12-01 2018-08-21 中国科学院大连化学物理研究所 水传输板在一体式可再生质子交换膜燃料电池中的应用
JP6832863B2 (ja) * 2015-03-10 2021-02-24 ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド カーボンブラック中でナノカーボンを共処理する方法及びそれから得られる生成物
CN106046859A (zh) * 2016-06-01 2016-10-26 佛山市高明区海帝陶瓷原料有限公司 一种不含重金属黑色陶瓷色粉及其制备方法
DE102019103542A1 (de) * 2019-02-13 2020-08-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Hydrophilieren eines Halbzeugelements und dadurch hergestelltes Elektrodenelement, Bipolarelement oder Wärmetauscherelement
CA3168477A1 (en) * 2020-06-04 2021-12-09 Denys GROMADSKYI Separator plate for a fuel cell, precursor therefore and its method of production

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05213611A (ja) * 1991-08-09 1993-08-24 Asahi Glass Co Ltd 黒鉛質粉体および黒鉛粉体の親水化処理方法
KR19990053899A (ko) * 1997-12-24 1999-07-15 신현준 흑연의 표면개질방법
JP2002100367A (ja) 2000-09-22 2002-04-05 Honda Motor Co Ltd 固体高分子型燃料電池
JP2002324557A (ja) 2001-04-27 2002-11-08 Mitsubishi Electric Corp 固体高分子型燃料電池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6128560A (ja) * 1984-07-20 1986-02-08 Toyoda Gosei Co Ltd 変性カ−ボンブラツク
EP0421980B1 (en) * 1986-04-18 1993-08-25 Hosokawa Micron Corporation Particulate material treating apparatus
US5246897A (en) * 1991-08-09 1993-09-21 Asahi Glass Company Ltd. Powder mixture for monolithic refractories containing graphite and a method of making thereof
US5403462A (en) * 1993-06-24 1995-04-04 Yissum Research Development Company Of The Hebrew Univeristy Of Jerusalem Electrochemical electrodes and methods for the preparation thereof
JP3577129B2 (ja) 1995-03-22 2004-10-13 大日本印刷株式会社 非導電性炭素質粉体及びその製造方法
JPH09272816A (ja) * 1996-04-03 1997-10-21 Showa Denko Kk 表面改質したカーボンブラック
US5942347A (en) * 1997-05-20 1999-08-24 Institute Of Gas Technology Proton exchange membrane fuel cell separator plate
JP3580218B2 (ja) * 2000-03-31 2004-10-20 松下電器産業株式会社 高分子電解質型燃料電池用セパレータとこれを用いた高分子電解質型燃料電池
US7022426B2 (en) * 2000-09-22 2006-04-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Solid polymer fuel cell
JP4149681B2 (ja) * 2001-04-09 2008-09-10 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池及びリチウム二次電池の製造方法
WO2003037500A1 (fr) * 2001-10-29 2003-05-08 Nara Machinery Co., Ltd. Dispositif pour le traitement de particules de poudre par courant rotatif
US6746982B2 (en) * 2001-12-27 2004-06-08 Utc Fuel Cells, Llc Porous carbon body for a fuel cell having an electronically conductive hydrophilic agent
JP4407789B2 (ja) * 2002-03-04 2010-02-03 戸田工業株式会社 改質カーボンブラック粒子粉末及びその製造法、当該改質カーボンブラック粒子粉末を含有する塗料及び樹脂組成物
JP4438925B2 (ja) 2003-02-17 2010-03-24 戸田工業株式会社 改質カーボンブラック粒子粉末及びその製造法、当該改質カーボンブラック粒子粉末を含有する塗料及び樹脂組成物
JP2005129507A (ja) * 2003-10-02 2005-05-19 Jfe Chemical Corp 燃料電池セパレータ用黒鉛質粉末および燃料電池セパレータ
WO2005090486A2 (en) * 2004-03-15 2005-09-29 Cabot Corporation Surface modified carbon products and their applications
KR100801596B1 (ko) * 2006-12-20 2008-02-11 제일모직주식회사 친수성 무기물 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를 포함하는친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05213611A (ja) * 1991-08-09 1993-08-24 Asahi Glass Co Ltd 黒鉛質粉体および黒鉛粉体の親水化処理方法
KR19990053899A (ko) * 1997-12-24 1999-07-15 신현준 흑연의 표면개질방법
JP2002100367A (ja) 2000-09-22 2002-04-05 Honda Motor Co Ltd 固体高分子型燃料電池
JP2002324557A (ja) 2001-04-27 2002-11-08 Mitsubishi Electric Corp 固体高分子型燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP5479913B2 (ja) 2014-04-23
TW200843183A (en) 2008-11-01
JP2010513654A (ja) 2010-04-30
WO2008075812A1 (en) 2008-06-26
CN101589116A (zh) 2009-11-25
US20090317666A1 (en) 2009-12-24
CN101589116B (zh) 2011-12-21
EP2118209A4 (en) 2011-10-05
EP2118209A1 (en) 2009-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100790423B1 (ko) 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트
KR101725967B1 (ko) 고분자 전해질형 연료 전지용 고분자 전해질 막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 고분자 전해질형 연료 전지 시스템
EP1944819B1 (en) Method for producing membrane electrode assembly for solid polymer fuel cell
Cele et al. Recent progress on Nafion‐based nanocomposite membranes for fuel cell applications
KR101041697B1 (ko) 연료전지 분리판 성형재료 및 이로부터 제조된 연료전지 분리판
US20030091891A1 (en) Catalyst composition for cell, gas diffusion layer, and fuel cell comprising the same
KR102330810B1 (ko) 연료전지용 미세다공층, 이를 포함하는 기체확산층 및 이를 포함하는 연료전지
CN1674327A (zh) 燃料电池和膜电极接合体
CN1610155A (zh) 用于燃料电池的扩散电极
JP2003115302A (ja) 電池用触媒組成物、ガス拡散層及びこれらを備えた燃料電池
KR100801596B1 (ko) 친수성 무기물 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를 포함하는친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트
KR20130016228A (ko) 연료 전지용 캐소드 촉매층의 제조 방법, 캐소드 촉매층 및 고체 고분자형 연료 전지용 막 전극 접합체
KR101275790B1 (ko) 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 연료 전지용 막-전극 어셈블리의 제조 방법 및 연료 전지 시스템
KR102119393B1 (ko) 전극과 전극의 제조방법, 그리고 이를 포함하는 연료전지
JP2009181788A (ja) 電解質膜の製造方法、電解質膜、膜−電極接合体及び固体高分子形燃料電池
KR101298195B1 (ko) 연료전지용 분리판 및 이를 포함하는 연료전지
KR20040048310A (ko) 연료 전지용 전극 및 연료 전지
WO2005043656A1 (ja) 固体高分子電解質型燃料電池用ガス拡散層
CN1491420A (zh) 质子导体及其制备方法以及电化学装置
KR102608971B1 (ko) 부분적으로 흑연 구조를 갖는 탄소 및 라디칼 포획제 첨가제를 포함하는 미세다공층을 포함하는 기체확산층 및 이를 채용한 연료 전지
JP7359077B2 (ja) 燃料電池用の積層体
JP2005026207A (ja) 固体高分子形燃料電池用電極及びその製造方法
JP4828864B2 (ja) 固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極、固体高分子型燃料電池用膜−電極接合体とその製造方法、および固体高分子型燃料電池
KR20090032564A (ko) 연료 전지용 고분자 전해질막, 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 연료 전지 시스템
JP2006318790A (ja) 固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極とその製造方法、および固体高分子型燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121105

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130913

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140917

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151124

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161109

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171114

Year of fee payment: 11