KR101051726B1 - Separator for fuel cell with rotating flow induction path of fluid, manufacturing method thereof and fuel cell using same - Google Patents

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Abstract

유체의 회전 흐름 유도로가 구비된 연료전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 연료전지가 제공된다. 해당 연료전지용 분리판에 의하면 반응물 및 생성물의 유동 특성을 개선할 수 있다. 이에 따라 물질전달 증가와 연료 전지 성능 향상을 이룰 수 있다. Provided are a separator for a fuel cell equipped with a rotating flow guide path of a fluid, a method of manufacturing the same, and a fuel cell using the same. According to the separator for fuel cells, it is possible to improve the flow characteristics of reactants and products. This can lead to increased material transfer and improved fuel cell performance.

연료전지, 분리판, 유로, 유체 회전 흐름, 나선 형상 홈 Fuel Cell, Separator, Flow Path, Fluid Rotating Flow, Spiral Groove

Description

유체의 회전 흐름 유도로가 구비된 연료전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 연료전지{SEPARATOR FOR FUEL CELL HAVING PATH INDUCING SPIRAL FLUID FLOW, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND FUEL CELL USING THE SAME}Separator for fuel cell with fluid flow induction path, manufacturing method and fuel cell using same

본 발명은 반응물이나 생성물인 유체의 회전 흐름 유도로가 구비된 연료전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 연료전지에 관한 기술이다. The present invention relates to a separator for a fuel cell equipped with a rotary flow induction path of a fluid which is a reactant or a product, a method of manufacturing the same, and a technology for a fuel cell using the same.

일반적으로 고분자 전해질 연료전지의 산화극에서는 수소나 메탄올 등 연료의 산화반응이 일어나서 이산화탄소와 전자 그리고 이온이 발생된다. In general, in the anode of a polymer electrolyte fuel cell, an oxidation reaction of a fuel such as hydrogen or methanol occurs to generate carbon dioxide, electrons, and ions.

이 중 생성된 이온은 전해질막을 통해 환원극으로 이동하여 산소와 만나 전기화학반응을 일으켜 물을 생성하고, 발생한 전자는 외부 회로를 통해 이동하여 전기적 일을 하게 된다.The generated ions move to the reduction electrode through the electrolyte membrane and meet with oxygen to cause an electrochemical reaction to generate water, and the generated electrons move through an external circuit to perform electrical work.

고분자 전해질 막을 사용하는 연료전지는 수소나 메탄올 등의 연료만 공급해 주면 사용시간을 얼마든지 늘릴 수 있다는 장점 때문에 이차전지의 용량 제한이나 충전시간에 따른 불편함 등의 문제점을 해소할 수 있다. The fuel cell using the polymer electrolyte membrane can solve the problems such as the limitation of the capacity of the secondary battery or the inconvenience caused by the charging time because of the advantage that the use time can be increased by supplying only fuel such as hydrogen or methanol.

이러한 장점을 바탕으로 수소를 사용하는 연료전지의 경우는 자동차 전원이나 가정용 발전기 등으로 사용될 수 있다. 또한, 메탄올을 연료로 사용하는 연료전 지의 경우는 메탄올의 저장과 수송이 용이하여 휴대폰이나 PDA, 노트북 PC 등의 휴대용 전자기기에 사용되는 배터리 대체용으로 사용될 수 있다. Based on these advantages, a fuel cell using hydrogen may be used as an automobile power source or a home generator. In addition, in the case of a fuel cell using methanol as a fuel, methanol can be easily stored and transported and used as a battery replacement for portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook PCs.

고분자 전해질 형 연료전지의 기본 구조는 고분자 전해질 막을 중심으로 양쪽에 촉매가 입혀진 공기극(cathode)과 연료극(anode)이 존재하고, 외부에 분리판이 위치한다. The basic structure of the polymer electrolyte fuel cell includes a cathode and an anode in which catalysts are disposed on both sides of the polymer electrolyte membrane, and a separator is located outside.

분리판은 연료극에 수소나 메탄올과 같은 연료를 공급하거나 공기극에 산화제인 산소 또는 공기를 공급하는 통로 즉, 반응물의 공급 통로가 된다. 또한, 분리판은 연료극에서 생성된 전자를 집전하는 역할을 수행하며, 전지 운전에 의하여 생성된 물이나 이산화탄소 등의 생성물을 제거하는 통로가 된다. The separator is a passage for supplying a fuel such as hydrogen or methanol to the anode or an oxygen or air as an oxidant to the cathode, that is, a passage for supplying a reactant. In addition, the separator serves to collect electrons generated from the anode, and serves as a passage for removing a product such as water or carbon dioxide generated by battery operation.

연료전지용 분리판의 유로를 개선하여 반응물을 촉매층으로 원활히 공급하는 한편 생성물의 원활한 배출을 유도하여 반응물이나 생성물의 흐름 특성(유동 특성)을 개선하도록 한다. 이에 따라서 물질전달을 높일 수 있고 또한 전체적인 연료전지의 성능을 향상시키도록 한다.By improving the flow path of the separator for fuel cells, the reactants are smoothly supplied to the catalyst layer while the smooth discharge of the products is induced to improve the flow characteristics (flow characteristics) of the reactants or products. Accordingly, it is possible to increase the material transfer and improve the performance of the overall fuel cell.

본 발명의 예시적인 구현예에서는, 연료전지용 분리판으로서, 상기 분리판은 볼록부인 산과 상기 볼록부에 대하여 상대적으로 함몰된 오목부인 골을 가지는 것이고, 산과 산 사이의 영역인 골 부분이 유로의 역할을 하는 것이며, 상기 유로에는 유체 흐름이 회전하면서 진행할 수 있도록 유도하는 유체의 회전 흐름 유도로가 하나 이상 포함된 연료전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 연료전지가 제공된다. 상기 유체의 회전 흐름 유도로는 예컨대 상기 유로에 형성된 나선 형상의 홈이 될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, as a separator for a fuel cell, the separator has a valley that is a convex portion and a valley that is a recess that is relatively recessed with respect to the convex portion, and a valley portion, which is an area between the mountains and the acid, serves as a flow path. The flow path is provided with a separation plate for a fuel cell including at least one rotational flow induction path for guiding the fluid flow to proceed while rotating, a manufacturing method thereof and a fuel cell using the same. The rotating flow guide path of the fluid may be, for example, a spiral groove formed in the flow path.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는 연료전지용 분리판의 유로에서 유체가 회전하면서 진행하도록 유도할 수 있다. 이러한 유체 회전 흐름 유도에 의하면 반응물이 촉매층으로 원활히 공급되도록 할 수 있고, 생성물의 원활한 배출을 유도하며, 유로내의 유체 속도를 증가시킬 수 있다. 그 결과 전극에서의 물질 전달 속도를 향상시킬 수 있고 또한 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있다.Exemplary embodiments of the present invention may induce the fluid to proceed in rotation in the flow path of the separator plate for the fuel cell. This fluid rotational flow induction allows the reactant to be smoothly supplied to the catalyst bed, induces a smooth discharge of the product, and increases the fluid velocity in the flow path. As a result, the mass transfer rate at the electrode can be improved and the performance of the fuel cell can be improved.

또한, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는 연료전지용 분리판 유로에 미세한 유체 회전 흐름 유도로를 형성함으로써 유동 특성의 조절을 용이하게 할 수 있다. In addition, in the exemplary embodiments of the present invention, it is possible to facilitate the adjustment of the flow characteristics by forming a fine fluid rotational flow induction path in the separator plate flow path for the fuel cell.

이하, 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 회전 흐름 유도로가 구비된 연료전지용 분리판, 그 제조 방법 및 이를 이용하는 연료전지에 대하여 상술한다.Hereinafter, a separator for a fuel cell equipped with a rotary flow induction furnace according to an exemplary embodiment of the present invention, a manufacturing method thereof, and a fuel cell using the same will be described in detail.

분리판은 볼록부(통상 "산"으로 표현된다)와 볼록부 사이의 상대적으로 함몰된 오목부(통상 "골"로 표현된다)의 영역으로 구성되며, 상기 산과 산 사이의 골의 영역이 유체의 흐름로 즉 유로가 되고 이 유로를 따라서 반응물과 생성물이 흐르게 된다. The separator consists of a region of convex portions (typically referred to as "mountains") and relatively recessed recesses (usually referred to as "corrugations") between the convex portions, wherein the region of the valleys between the acids is fluid This flow becomes the flow path, and reactants and products flow along this flow path.

유로를 통해 반응물이나 생성물이 흐르는 경우에 회전하면서 진행하도록 함으로써 반응물이나 생성물의 유동 특성을 개선하고 또한 용이하게 조절할 수 있다. 위와 같은 유체의 회전 흐름 유도에 의하면 유로와 전극 사이에 반응물 및 생성물의 물질 전달 속도의 증가 및 전지 성능의 개선이 가능하게 된다. When the reactant or the product flows through the flow path, it is possible to improve the flow characteristics of the reactant or the product and to adjust it easily by rotating. Rotational flow induction of the fluid as described above enables an increase in mass transfer rate of reactants and products between the flow path and the electrode and improvement of cell performance.

도 1a는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 연료전지용 분리판을 나타낸 개략도이다.1A is a schematic diagram illustrating a separator for a fuel cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 연료전지용 분리판(200)은 분리판(예컨대 일반 곡사형 분리판)의 산과 산 사이의 골 영역에서 유체의 흐름이 회전하면서 진행하도록 유도하는 예컨대 나선 형태의 홈이 하나 이상 반복 형성된 구조를 가진다. Referring to FIG. 1A, a fuel cell separator 200 according to an exemplary embodiment of the present invention induces a flow of fluid in a valley region between an acid and a valley of a separator plate (for example, a general howitzer separator plate) to proceed while rotating. For example, it has a structure in which one or more spiral grooves are repeatedly formed.

도 1b는 상기 분리판(200)에서의 상기 유체의 회전 흐름 유도로인 나선형 홈 에 의해 유체의 흐름이 회전하는 것을 개념적으로 보여 준다. 즉, 나선형 홈에 의하면 반응물이나 생성물이 X 방향(도 1b의 수직 방향)을 따라서 진행하되 회전하면서(S) 진행하도록 할 수 있으며, 이러한 회전 흐름은 분리판에 인접한 가스 확산층(gas diffusion layer)과 이에 인접한 촉매층에 해당 반응물이 더 잘 공급하도록 할 수 있다. FIG. 1B conceptually shows that the flow of fluid is rotated by a helical groove which is a rotational flow guide path of the fluid in the separator 200. That is, according to the helical groove, the reactant or the product may proceed along the X direction (vertical direction in FIG. 1B) while rotating (S), and this rotating flow may be performed by the gas diffusion layer adjacent to the separator plate. It is possible to better feed the reactants to the adjacent catalyst layer.

또한, 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 제한된 유로 내에서 나선형 홈의 개수와 높이, 회전 각도와 같은 나선형 홈의 형성을 조절함으로써 유로내의 유체의 유동 특성을 용이하게 조절할 수 있으며, 나아가 그 흐름 속도를 증가시킬 수 있고, 반응물의 원활한 공급과, 생성물의 배출이 정체되는 경우를 줄일 수 있어서 유동 특성을 개선할 수 있다. In addition, as will be described in more detail below, by controlling the formation of the spiral grooves such as the number and height of the spiral grooves, the angle of rotation within the limited flow path, it is possible to easily control the flow characteristics of the fluid in the flow path, and furthermore the flow rate Can be increased, and the smooth supply of the reactants and the case where the discharge of the product is stagnant can be reduced, thereby improving the flow characteristics.

도 2는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 연료전지용 분리판에서 산과 산 사이의 영역인 유로에 예컨대 나선형 홈이 형성된 경우의 유동 특성을 분석하기 위한 개념도이다. 도 2에서는 예시적으로 나선의 회전 방향을 오른쪽 방향으로 정하였지만 나선의 회전 방향은 좌 또는 우로 형성할 수 있다.FIG. 2 is a conceptual diagram for analyzing flow characteristics when, for example, a spiral groove is formed in a flow path between an acid and an acid in a separator for a fuel cell according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 2, for example, the rotational direction of the spiral is set to the right, but the rotational direction of the spiral may be left or right.

나선형 홈을 따라 유체가 흐르는 경우의 유동 과정을 좀더 상세히 분석하여 보면 다음과 같다. 단, 해석의 용이함을 위해 도 1 및 2에서 개략적으로 도시한 반쪽 형태의 유로 대신 완벽한 튜브 형상 유로를 가정하였다. 즉, 나선형 홈에 기인한 유체 흐름을 직관적으로 고찰하기 위해 가정을 통해 모델을 단순화한 것이다.The flow process in the case of fluid flowing along the spiral groove is analyzed in more detail as follows. However, for ease of analysis, a perfect tube-shaped flow path is assumed instead of the half-shaped flow path schematically shown in FIGS. 1 and 2. That is, the model is simplified through assumptions to intuitively consider the fluid flow due to the spiral groove.

도 2를 참조하면, R은 튜브를 가정했을 경우의 튜브 내부 반지름이고, θ는 나선형 홈이 튜브의 진행 방향과 이루는 각도[즉, 나선형 홈의 회전 각도], r은 나 선형 홈의 립(rib) 부분(홈이 형성되지 않은 볼록부)의 높이[즉, 나선형 홈의 높이], n은 나선형 홈의 개수, w은 나선형 홈의 폭이다.Referring to FIG. 2, R is the inner radius of the tube in the case of assuming a tube, θ is the angle of the helical groove to the direction of progress of the tube (that is, the angle of rotation of the helical groove), r is the rib of the linear groove ) (The height of the helical groove), n is the number of helical grooves, w is the width of the helical groove.

나선 형태의 홈이 존재하는 튜브에서의 유체 흐름 특성은 아래 [수학식 1]과 같이 나타날 수 있다(Chem. Eng. Sci., 62, 4202, 2007). Fluid flow characteristics in a tube having a spiral groove may be represented by Equation 1 below (Chem. Eng. Sci., 62, 4202, 2007).

Figure 112009018741015-pat00001
Figure 112009018741015-pat00001

여기서 u는 유체의 속도, ㅿP는 튜브쪽 압력 강하, f는 마찰계수 (friction factor), ρ는 유체 밀도, Ac는 튜브의 단면적, Aw는 내부 젖음 면적을 나타낸다. Where u is the velocity of the fluid, ㅿ P is the pressure drop across the tube, f is the friction factor, ρ is the fluid density, A c is the cross-sectional area of the tube, and A w is the internal wetting area.

만약 튜브의 반지름 (R) 대비 나선형 홈의 높이(r)가 충분히 작다고 가정하면, 나선형 홈의 유무나 종류에 따른 튜브쪽 압력 강하(ㅿP), 튜브의 단면적(Ac) 및 내부 젖음 면적(Aw)의 차이를 무시할 수 있다. 즉, ㅿP Ac/Aw는 상수로 나타내어질 수 있다.If the height (r) of the spiral groove is small enough relative to the radius (R) of the tube, the tube-side pressure drop (ㅿ P), the cross-sectional area of the tube (A c ) and the internal wetting area ( The difference of A w ) can be ignored. That is, ㅿ PA c / A w can be represented by a constant.

이 경우, 나선형 홈의 유무 또는 종류에 따른 유체의 속도 변화는 다음과 같이 표시될 수 있다. 즉, 나선형 홈의 유무 또는 종류에 따른 임의의 타입 A의 튜브 대 나선형 홈의 유무 또는 종류에 따른 또 다른 임의의 타입 B의 튜브에 대해 유체의 속도의 비율은 아래 [수학식 2]와 같이 마찰계수에 의해 좌우될 수 있다. In this case, the speed change of the fluid depending on the presence or absence of the spiral groove may be expressed as follows. That is, for any type A tube with or without a helical groove to another type B tube with or without a helical groove, the ratio of the velocity of the fluid is frictional as shown in Equation 2 below. Can be influenced by coefficients.

Figure 112009018741015-pat00002
Figure 112009018741015-pat00002

나선형 홈이 있는 튜브에 있어서 마찰계수는 아래 [수학식 3]과 같이 유도 될 수 있다(R. L. Webb, R. Narayanamurthy, P. Thors, J. Heat Transfer, 122, 134, 2000). In a spiral grooved tube, the coefficient of friction can be derived as shown in Equation 3 below (R. L. Webb, R. Narayanamurthy, P. Thors, J. Heat Transfer, 122, 134, 2000).

Figure 112009018741015-pat00003
Figure 112009018741015-pat00003

여기서, Re는 Reynolds 수, n은 나선형 홈의 개수, r은 나선형 홈의 높이, R은 튜브의 반지름(유로의 반지름), θ는 나선형 홈의 각도이다. Where Re is the number of Reynolds, n is the number of spiral grooves, r is the height of the spiral groove, R is the radius of the tube (the radius of the euro), and θ is the angle of the spiral groove.

[수학식 2] 및 [수학식 3]으로부터 다음 [수학식 4]를 유도할 수 있다.From Equations 2 and 3, the following Equation 4 can be derived.

Figure 112009018741015-pat00004
Figure 112009018741015-pat00004

상기 [수학식 4]로부터 알 수 있듯이, 나선형 홈을 도입하는 경우 유속을 조절(증가하는 경우는 uB/uA >1, 즉 uB>uA)하기 위해서 n(나선형 홈의 개수), r(나선형 홈의 높이), θ(나선 형 홈의 회전 각도)을 변화시켜 나선형 홈의 디자인을 결정하 고, 이에 따라 나선형 홈이 형성된 분리판을 제조할 수 있다.As can be seen from Equation 4, when introducing a spiral groove, n (number of spiral grooves) in order to adjust the flow rate (increase u B / u A > 1, ie, u B > u A ), It is possible to determine the design of the spiral groove by changing r (height of the spiral groove) and θ (rotation angle of the spiral groove), thereby manufacturing a separator plate having a spiral groove.

비제한적 예시로서, n=5, r=0.1mm,θ=45o 인 경우[nA=5, rA=0.1mm, θA=45o로 [수학식 4]에 대입함]와 n=4, r=0.05mm, θ=30o 인 경우[nB=4, rB=0.05mm, θB=30o로 [수학식 4]에 대입함], 후자(타입 B)의 유체 속도가 전자(타입 A)의 경우보다 빠름을 알 수 있다. As a non-limiting example, when n = 5, r = 0.1mm, θ = 45 o [substitute in [Equation 4] with n A = 5, r A = 0.1 mm, θ A = 45 o ] and n = 4, when r = 0.05mm, θ = 30 o [n B = 4, r B = 0.05 mm, θ B = 30 o and substituted in [Equation 4]], the latter (type B) fluid velocity It is faster than the former (type A).

한편, 나선형 홈이 존재하지 않는 매끈한 형태의 튜브에 대해서 적용되는 마찰계수는 아래 식과 같이 표시될 수 있다(J. O. Wilkes, Fluid Mechanics for Chemical Engineer).On the other hand, the coefficient of friction applied to the tube of the smooth shape without the spiral groove can be expressed as shown below (J. O. Wilkes, Fluid Mechanics for Chemical Engineer).

Figure 112009018741015-pat00005
Figure 112009018741015-pat00005

따라서, [수학식 2], [수학식 3] 및 [수학식 5]를 이용해 나선형 홈이 있는 경우(아래 [수학식 6]에서 B 타입)와 나선형 홈이 없는 경우(아래 [수학식 6]에서 A 타입)를 비교해 보면 다음과 같다. Therefore, when there are spiral grooves (type B in [Equation 6] below) and when there are no spiral grooves by using [Equation 2], [Equation 3] and [Equation 5], and there is no spiral groove (Equation 6 below) A type) is as follows.

Figure 112009018741015-pat00006
Figure 112009018741015-pat00006

비제한적 예시로서 나선형 홈의 개수 (n)를 6개로 하고(n=6), 나선형 홈의 높이를 유로 폭(지름)의 1/100로 하고(r/2R=1/100), 나선형 홈의 회전 각도를 30o 로 하면(θ=30o), 나선형 홈의 형성에 의해 유속이 증가(uB/uA >1, 즉 uB>uA) 하는 것을 알 수 있다. As a non-limiting example, the number of spiral grooves (n) is 6 (n = 6), the height of the spiral grooves is 1/100 of the flow path width (diameter) (r / 2R = 1/100), and When the rotation angle is 30 o (θ = 30 o ), it can be seen that the flow velocity increases (u B / u A > 1, that is, u B > u A ) by the formation of the spiral groove.

이상과 같이, 나선형 홈을 형성하여 유체의 회전 흐름을 유도하는 경우에 나선형 홈의 개수, 나선 형 홈의 회전 각도, 나선형 홈의 높이를 변경함으로써, 유동 특성을 용이하게 조절할 수 있음을 알 수 있다. As described above, it can be seen that the flow characteristics can be easily adjusted by changing the number of the spiral grooves, the rotation angle of the spiral grooves, and the height of the spiral grooves when the spiral grooves are formed to induce the rotational flow of the fluid. .

또한, 상기의 [수학식 4]에서 알 수 있는 바와 같이 유동 특성의 조절은 일반적으로 나선형 홈의 개수보다는 나선형 홈의 높이 및 나선형 홈의 각도에 더 크게 영향을 받는다. 따라서, 유동 특성의 조절(증가)에 있어서, 나선형 홈의 높이 및/또는 나선형 홈의 각도 조절을 수행하는 것이 바람직하다. In addition, as can be seen in Equation 4, the adjustment of the flow characteristics is generally influenced more by the height of the spiral groove and the angle of the spiral groove than by the number of spiral grooves. Therefore, in the adjustment (increase) of the flow characteristic, it is desirable to perform the height adjustment of the spiral groove and / or the angle of the spiral groove.

관련하여, 실제의 나선형 홈이 형성된 분리판 제조 시 나선형 홈은 유로에 미세하게 형성되는 것이며, 분리판 자체도 그라파이트 등과 같은 탄소 재료로 이루어지므로 유로 내에서의 나선형 홈의 형성은 매우 정밀한 작업을 요한다. In this regard, in the manufacture of a separator plate in which the actual spiral groove is formed, the spiral groove is finely formed in the flow path, and since the separation plate itself is made of a carbon material such as graphite, the formation of the spiral groove in the flow path requires very precise work. .

따라서, 나선형 홈을 유로에 형성시켜서 분리판을 제조함에 있어서, 유동 특성 조절에 관련되는 나선형 홈의 형상 변수를 최소화 단순화하면, 유동 특성을 향상시키면서도 분리판의 제조 과정이 매우 용이하여 질 수 있는 장점이 있다.Therefore, in forming the spiral groove by forming the spiral groove in the flow path, if the shape parameters of the spiral groove related to the flow characteristics are minimized and simplified, the manufacturing process of the separator may be very easy while improving the flow characteristics. There is this.

그러므로, 예시적 구현예들에서는, 나선형 홈의 개수, 나선형 홈의 높이, 나선형 홈의 각도 중 어느 하나 이상, 더 바람직하게는 나선형 홈의 높이 및/또는 나선형 홈의 각도를 조절하여 유동 속도를 조절하도록 한다.Therefore, in exemplary embodiments, the flow rate is adjusted by adjusting any one or more of the number of spiral grooves, the height of the spiral grooves, the angle of the spiral grooves, more preferably the height of the spiral grooves and / or the angle of the spiral grooves. Do it.

한편, 위와 같은 모델에 기초한 분석은 유체 흐름 특성에 대한 직관적 고찰을 위해 튜브 형태의 유로를 가정하고, 압력 강하를 고려하지 않는 등 단순화된 모델에 기초하여, 유동 속도를 보다 용이하게 조절(증가)시키는 관점에서 이루어진 분석이다. On the other hand, the analysis based on the above model makes it easier to adjust (increase) the flow rate based on a simplified model such as assuming a flow path in the form of a tube for an intuitive consideration of fluid flow characteristics and not considering a pressure drop. This is an analysis made from the point of view.

그러나, 어떤 경우에 의하건 적어도 나선 형상의 홈을 형성하여 유체의 회전 흐름을 유도하는 것에 의하면, 도 1 (b)와 같이 전극 내 촉매층과의 물질 교환에 유리하고 이에 따라 유동 특성 증가를 얻을 수 있는 구조가 얻어질 수 있다.In any case, however, the formation of at least a helical groove to induce rotational flow of the fluid is advantageous for mass exchange with the catalyst layer in the electrode as shown in FIG. A structure can be obtained.

위와 같은 단순화된 모델이 아닌 실제 유로에서 압력 강하, 튜브 단면적 등을 무시하지 않는 경우에도, 유체의 회전 흐름을 유도하고 이에 따라 유동 특성을 증가시키기 위한 측면에서, 나선형 홈의 폭(참고로, 도 2를 참조하면, w로 표시) 및 높이(참고로, 도 2를 참조하면, r로 표시)는 유로의 폭(참고로, 도 4를 참조하면 W1 또는 W2로 표시) 및 유로의 깊이(참고로, 도 2를 참조하면, 유로의 반지름인 R에 해당)에 대해 각각 0% 초과 약 66.7% 이하(2/3 이하)로 조절하는 것이 바람직하다는 것을 확인하였다. 참고로, 상기 나선형 홈의 폭은 앞서 나선형 홈의 개수에 대한 정보를 반영할 수 있는 것이다. 실제 유로에서 나선형 홈의 개수를 정하는 것은 유로의 사이즈에 따라 달라질 수 있으므로 나선형 홈의 폭을 유로의 폭에 대한 비율로 정함으로써 나선형 홈의 개수에 대한 정보를 반영할 수 있다.Even in the case of not neglecting the pressure drop, the tube cross-sectional area, etc. in a real flow passage other than the simplified model as described above, the width of the helical groove (in reference to FIG. Referring to 2, denoted by w ) and height (referenced to FIG. 2, denoted by r) refer to the width of the passage (reference, W1 or W2, referring to FIG. 4) and the depth of the passage (reference). As shown in FIG. 2, it was confirmed that it is preferable to adjust the amount to more than 0% and about 66.7% or less (2/3 or less) with respect to R, which is the radius of the flow path, respectively. For reference, the width of the spiral groove may reflect information on the number of spiral grooves. Since the number of spiral grooves in the actual flow path may vary depending on the size of the flow path, information about the number of spiral grooves may be reflected by setting the width of the spiral groove as a ratio to the width of the flow path.

여기서, 상기 나선형 홈의 각도는 1도 내지 90도가 되도록 하는 것이 바람직하다.Here, the angle of the spiral groove is preferably to be 1 degree to 90 degrees.

앞서, 도 1 및 2에서는 곡사형 분리판의 골의 영역에서 나선형 홈이 형성된 것이 도시되어 있지만, 깍지형, 평행형, 섬형의 산과 산 즉, 볼록부와 볼록부 사이에 형성된 오목부 즉, 골 영역에서 나선형 홈이 형성될 수 있음은 당업자에게 자명하게 이해될 것이다. 1 and 2, the spiral grooves are formed in the valleys of the curved partition plate, but the ridges, parallel, and island-shaped mountains and mountains, that is, the recesses formed between the convex portions and the convex portions, that is, the valleys are formed. It will be apparent to those skilled in the art that helical grooves may be formed in the region.

따라서, 본 명세서의 예시적인 구현예들에 있어서, 상기한 바와 같은 유체 회전 흐름 유도로 예컨대 나선형 홈이 형성되는 분리판의 패턴은 예컨대, 곡사형(serpentine), 깍지형(interdigited), 평행형(parallel) 또는 섬형(island) 중 하나가 될 수 있고, 또는 둘 이상의 형태가 복합된 복합 분리판일 수 있다. Thus, in exemplary embodiments of the present disclosure, a pattern of a separator plate in which, for example, a spiral groove is formed by the fluid rotational flow induction as described above may be, for example, serpentine, interdigited, parallel ( It can be either parallel or island, or can be a composite separator in which two or more forms are combined.

유로의 패턴을 곡사형(serpentine), 깍지형(interdigited), 평행형(parallel) 또는 섬형(island)과 같은 단일 패턴으로 하는 것 보다 두 가지 이상의 패턴으로 하되, 분리판의 입구 측에 인접한 영역에서 출구 측에 인접한 영역으로 갈수록 유로의 진행 방향이 변화하는 지점인 변곡점의 개수가 증가하도록 패턴을 복합화하면, 단일 패턴의 유로 형태를 사용하는 것보다 연료와 전극간의 접촉 면적을 높일 수 있고 반응물 및 생성물의 유동 특성을 더욱 개선할 수 있는 장점을 가진다. 이하에서 더욱 상술한다.The pattern of the flow path may be formed in two or more patterns than in a single pattern such as serpentine, interdigited, parallel or island, but in an area adjacent to the inlet side of the separator plate. If the pattern is compounded to increase the number of inflection points, the point where the flow direction of the flow path changes toward the area adjacent to the outlet side, the contact area between the fuel and the electrode can be increased and the reactants and products can be increased, rather than using a single flow path shape. Has the advantage of further improving the flow characteristics. It is further described below.

분리판은 입구에서 출구 방향으로 갈수록 연료전지의 성능 감소가 발생할 수 있다. 이는 촉매의 퇴화에 의한 전기화학적 활성 면적의 감소와 저항의 증가 때문이다. 분리판의 출구 방향으로 갈수록 반응물의 양이 감소하고, 발생한 물의 집적에 의한 홍수 현상 등으로 국부적인 전위차가 발생하여 촉매의 퇴화를 일으킬 수 있다. 이와 같이 반응물의 전달이나 생성물의 제거가 원활하게 수행되지 않으면 농도 분극(concentration overpotential)이 증가한다. 따라서, 입구 방향에 인접하는 분리판 영역보다 출구 방향에 인접하는 분리판 영역에서 성능의 감소가 나타날 수 있는 것이다.As the separator goes from the inlet to the outlet, the performance of the fuel cell may decrease. This is due to the decrease in the electrochemically active area and the increase in resistance due to the degradation of the catalyst. The amount of reactants decreases toward the outlet of the separator, and a local potential difference may occur due to flooding caused by the accumulation of generated water, thereby causing degradation of the catalyst. As such, if the delivery of the reactants or the removal of the product is not performed smoothly, the concentration overpotential increases. Therefore, a decrease in performance may be seen in the separator plate region adjacent to the outlet direction rather than the separator plate region adjacent to the inlet direction.

본 발명자들의 연구 결과, 분리판의 유로의 진행 방향이 변화하는 지점인 변곡점에서 국부적으로 연료전지의 성능 증가가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 국부적인 성능 증가는 해당 변곡점 부분에서 국부적으로 와류가 형성되는 것에 의하여 구현되는 것으로 생각된다. As a result of the study of the present inventors, it was confirmed that the fuel cell performance increases locally at the inflection point which is the point where the flow direction of the separator flows. This local performance increase is thought to be realized by local vortex formation at the inflection point.

따라서, 본 명세서의 예시적인 구현예들에서는 유로의 영역에서 유체의 회전 흐름을 유도하되 이와 같이 회전되면서 흐르는 유체의 진행 방향이 변화하는 지점인 변곡점을 연료전지의 분리판의 입구에서 출구로 갈수록 더욱 증가시키도록 구성한다. 이에 따르면 연료전지의 분리판에 있어서 분리판의 입구에서 출구로 갈수록 연료전지의 성능이 감소한다는 것에 효율적으로 대응하여 반응물과 생성물의 유동 특성을 개선하며 연료전지의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, in the exemplary embodiments of the present specification, the inflection point, which is a point at which the flow direction of the fluid changes while inducing the rotational flow of the fluid in the region of the flow path, becomes more and more from the inlet to the outlet of the separator plate of the fuel cell. Configure to increase. According to this, in the separator of the fuel cell, the performance of the fuel cell decreases from the inlet to the outlet of the separator in an efficient manner, thereby improving the flow characteristics of the reactants and products and further improving the performance of the fuel cell.

변곡점을 증가시키는 비제한적인 예시 중 하나가 분리판의 패턴을 복합 패턴으로 하는 것이다. 예컨대, 연료전지의 분리판의 영역을 구획하고, 해당 구획된 영역들 중 인접한 두 영역(제 1 영역 및 제 2 영역)에서 서로 다른 패턴의 유로(제 1 유로 및 제 2 유로)를 사용함으로써 복합 패턴으로 구성할 수 있다. 이때 유동 특성의 개선을 가져오기 위하여 제 1 영역의 제 1 유로에서의 변곡점의 개수보다 제 2 영역의 제 2 유로에서의 변곡점의 개수를 증가시키도록 한다. One non-limiting example of increasing the inflection point is to use the pattern of the separator as a composite pattern. For example, by dividing an area of a separator plate of a fuel cell and using different patterns of flow paths (first flow path and second flow path) in two adjacent areas (first area and second area) among the partitioned areas. It can be configured as a pattern. At this time, in order to improve the flow characteristics, the number of inflection points in the second flow path of the second area is increased rather than the number of inflection points in the first flow path of the first area.

그러한 예시로서, 분리판의 유로 패턴을 곡사형->섬형, 깍지형->섬형, 평행형->섬형, 평행형->깍지형, 평행형->곡사형, 곡사형->깍지형이 되도록 할 수 있다. 유로 패턴에 있어서 변곡점은 섬형, 깍지형, 곡사형, 평행형 순서로 많기 때문이다. As such an example, the flow path pattern of the separator plate may be curved-> island, pod-> island, parallel-> island, parallel-> pod, parallel-> bowl, howitz-> pod. can do. This is because the inflection points in the flow path pattern are many in the order of island shape, pod shape, howitzer shape, and parallel type.

다른 예로서, 제 1 영역, 제 2 영역, 제 3 영역을 형성하고 각 영역에서 서로 다른 패턴을 형성하여 복합 패턴을 구성할 수 있다. 그 예로서, 평행형->곡사형->깍지형, 평행형->깍지형->섬형, 곡사형->깍지형->섬형이 되도록 할 수 있다. 또한, 4가지 영역에서 다른 패턴을 형성하여 복합 패턴을 구성할 수 있고 그 예는 평행형->곡사형->깍지형->섬형으로 구성하는 것이 될 수 있다.As another example, the composite pattern may be configured by forming the first region, the second region, and the third region and forming different patterns in each region. For example, it can be parallel-> curved-> pod, parallel-> pod-> island, curved-> pod-> island. In addition, it is possible to form a composite pattern by forming different patterns in the four areas, for example, it may be configured to be parallel-> curved-> pod-> island.

이상에서 보듯이, 섬형 패턴이 특히 출구 측 영역에 배치되는 경우 연료와 전극의 접촉 면적 증가, 유동 특성의 개선과 물 배출 향상 등의 관점에서 유리하다. 또한 섬형 유로의 형성은 상술한 바와 같은 유동 특성을 개선하는 와류의 발생을 증가시킬 수 있는 구조를 가진다. As described above, particularly when the island-like pattern is disposed in the outlet side region, it is advantageous in terms of increasing the contact area between the fuel and the electrode, improving flow characteristics and improving water discharge. In addition, the formation of the island-like flow path has a structure capable of increasing the generation of vortices to improve the flow characteristics as described above.

참고로, 도 3은 본 발명의 예시적인 구현예에 있어서 복합 패턴을 가지는 연료전지용 분리판을 나타낸 개략도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 연료전지용 분리판(200)에서 유로의 복합 패턴(230)은 제 1 영역(입구 측 영역)에서는 곡사형 패턴(231)이고 제 2 영역(출구 측 영역)에서 섬형 패턴(232)이다. For reference, Figure 3 is a schematic diagram showing a separator for a fuel cell having a composite pattern in an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in the fuel cell separator 200 according to an exemplary embodiment of the present invention, the composite pattern 230 of the flow path is an curved pattern 231 in the first region (the inlet side region) and the second region. It is an island pattern 232 (outlet side region).

이와 같은 분리판은 기본적으로 나선형 홈에 의하여 유체의 회전 흐름이 형성되는 것에 더하여 특히 분리판의 출구 측 유로에서 와류의 생성이 원활화되어 출구 측 유로의 유동 특성을 더욱 개선할 수 있으며 그로 인해 생성물의 배출을 더욱 용이하게 할 수 있다. In addition to the rotational flow of the fluid is basically formed by the spiral groove in such a separator plate, in particular, the generation of vortex is facilitated in the outlet side flow path of the separator plate to further improve the flow characteristics of the outlet side flow path, thereby Emissions can be made easier.

여기서, 섬형 유로의 형성 비율은 제한하는 것이 바람직하다. 즉, 출구 측에 가까운 지점에서 섬형 유로의 형성 면적이 일정 수준까지는 크게 할수록 전지 성능이 증가하지만, 일정 수준을 넘게 되면 전지 성능이 더 증가하지 않을 수 있다. 따라서, 섬형 유로를 형성하는 비율을 제한하도록 하는 것이 바람직하다. 섬형 유로의 형성 비율은 전체 분리판의 면적의 0 초과 내지 1/3의 비율인 것이 바람직하다. 상기 비율은 분리판의 크기, 가로 세로 길이의 비율 등 분리판의 치수에 따라서 달라질 수 있다.Here, it is preferable to limit the formation rate of an island channel. That is, the battery performance increases as the island-shaped flow path is formed to a certain level at a point close to the outlet side, but when it exceeds a certain level, the battery performance may not increase further. Therefore, it is desirable to limit the ratio of forming the island-like flow paths. It is preferable that the formation rate of an island flow path is the ratio of more than 0 to 1/3 of the area of all the separating plates. The ratio may vary depending on the size of the separator, such as the size of the separator, the ratio of the width and length.

이상의 곡사형, 깍지형, 평행형, 섬형 또는 상기 패턴의 2 이상의 복합 패턴 유로에 형성된 산과 골의 폭은 다양하게 형성할 수 있다.The widths of the peaks and valleys formed in the above curved, pod, parallel, island, or two or more composite pattern flow paths of the pattern can be variously formed.

비제한적인 예시로서, 상기 산의 폭은 0.2내지 3.0 밀리미터일 수 있고, 상기 골의 폭은 0.2내지 3.0밀리미터일 수 있으며, 상기 골의 깊이는 0.1내지 2.0밀리미터일 수 있다. 또한, 상기 산 부분의 단면 형상은 직사각형, 정사각형 외에도 삼각형, 사다리꼴, 반원 등으로 형성할 수도 있을 것이다.By way of non-limiting example, the width of the mountain may be 0.2 to 3.0 millimeters, the width of the valley may be 0.2 to 3.0 millimeters, and the depth of the valley may be 0.1 to 2.0 millimeters. In addition, the cross-sectional shape of the mountain portion may be formed in a triangle, trapezoid, semi-circle, etc. in addition to the rectangular, square.

본 명세서의 다른 예시적인 구현예로서, 분리판의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 상기 유로의 폭 또는 깊이 중에서 선택되는 하나 이상을 변경함으로써 선속도를 조절하고 와류의 형성 가능성을 높일 수 있다. 예컨대, 유로 폭 즉, 산과 산 사이의 너비를 좁히거나 유로의 깊이를 낮출 수 있다. In another exemplary embodiment of the present disclosure, by changing one or more selected from the width or depth of the flow path from the inlet side to the outlet side of the separator plate can adjust the linear velocity and increase the possibility of forming the vortex. For example, the width of the flow path, i.e., the width between the mountains can be narrowed or the depth of the flow path can be reduced.

도 4는 본 명세서의 예시적인 구현예에 있어서 유로의 폭이 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 좁아지는 것을 나타내는 개략도이다. 참고로, 도 4에서는 도면의 불명확을 방지하기 위하여 해당 유로에 나선형 홈을 별도로 표시하지 않고 생략하 였다.4 is a schematic view showing that the width of the flow passage narrows from the inlet side to the outlet side in an exemplary embodiment of the present specification. For reference, in FIG. 4, in order to prevent ambiguity in the drawing, the spiral grooves are omitted in the corresponding flow path without being separately indicated.

도 4를 참조하면, 나선 모양의 홈이 형성된 연료전지용 분리판(200)에서 제 1 영역의 유로 및 제 2 영역의 유로(231, 232)는 상기 제 1 유로(231)에서 상기 제 2 유로(232)로 갈수록 유로의 폭이 감소한다. Referring to FIG. 4, in the fuel cell separator 200 having a spiral groove, the flow paths 231 and 232 of the first area and the flow paths 231 and 232 of the second area are connected to the second flow path in the first flow path 231. Towards 232), the width of the flow path decreases.

따라서, 상기 제 2 유로(232)의 폭(W2)은 상기 제 1 유로(231)의 폭(W1) 보다 적게 형성된다. 이처럼, 분리판(200)의 출구에 인접한 상기 제 2 유로(232)의 폭을 감소시킴으로써, 선속도를 증가시키며 이로 인해 미반응된 반응물 및 생성물의 배출을 더욱 용이하게 할 수 있다.Therefore, the width W2 of the second flow path 232 is formed to be smaller than the width W1 of the first flow path 231. As such, by decreasing the width of the second flow path 232 adjacent to the outlet of the separator 200, the linear velocity can be increased, thereby facilitating the discharge of unreacted reactants and products.

물론, 상기 제 1 유로에서 제 2 유로로 갈수록 유로의 깊이를 감소시킴으로써, 제 1 및 제 2 유로의 유동 특성을 서로 다르게 할 수 있으며, 마찬가지로 선속도를 증가시키며 이로 인해 미반응된 반응물 및 생성물의 배출을 용이하게 할 수 있다. Of course, by decreasing the depth of the flow passage from the first flow passage to the second flow passage, the flow characteristics of the first flow passage and the second flow passage can be different from each other, which also increases the linear velocity, thereby increasing the amount of unreacted reactants and products. Emissions can be facilitated.

한편, 유체 속도의 증가의 관점에서 분리판의 영역 별(예컨대, 제 1 영역 및 제 2 영역)로 유로의 폭이나 깊이를 조절하는 것 뿐만 아니라, 앞서 [수학식 4]에서 본 바와 같이, n(나선형 홈의 개수), r(나선형 홈의 높이), θ(나선 형 홈의 회전 각도)을 변화시킴으로써, 분리판의 각 영역에서 유체 속도를 조절할 수 있다.On the other hand, in addition to adjusting the width or depth of the flow path for each region (eg, the first region and the second region) of the separator from the viewpoint of increasing the fluid velocity, as shown in Equation 4 above, n By changing the number of the spiral grooves, the height of the spiral grooves, and the rotation angle of the spiral grooves, the fluid velocity can be adjusted in each area of the separation plate.

예컨대, 제 1 영역보다 제 2 영역에서 유체 속도를 증가시키도록 [수학식 4]에 따라 제 1 영역 및 제 2 영역에서의 각각의 n(나선형 홈의 개수), r(나선형 홈의 높이), θ(나선 형 홈의 회전 각도)을 정할 수 있는 것이다. For example, n (the number of spiral grooves), r (height of the spiral grooves) in the first region and the second region according to Equation 4 to increase the fluid velocity in the second region rather than the first region, θ (the rotation angle of the spiral groove) can be determined.

위와 같이 분리판의 영역을 구획하고, 영역별로 나선형 홈의 개수, 높이, 회 전 각도를 조절하면, 분리판의 제 1 영역에서 제 2 영역으로 갈수록 용이하게 유체의 속도를 조절(증가)시킬 수 있다.By partitioning the area of the separator as above, and adjusting the number, height, and rotation angle of the spiral grooves for each area, the speed of the fluid can be easily adjusted (increased) from the first region to the second region of the separator. have.

이상의 분리판을 제조하기 위하여 기계적 가공(machining), 사출(injection or molding), 스탬핑(stamping), 식각(ething) 등의 방법을 이용할 수 있다. 상기 분리판의 재질은 그라파이트(graphite), 금속(metal), 합성 그라파이트(composite graphite), 세라믹(ceramic) 및 이들 재료에 내부식성 코팅을 형성한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.In order to manufacture the above separator, methods such as machining, injection or molding, stamping, and etching may be used. The material of the separator is preferably graphite, metal, composite graphite, ceramic, and a material having a corrosion resistant coating formed on these materials.

상기에서 살펴본 바와 같이, 분리판의 유로에 예컨대 나선 모양의 홈을 형성함으로써 유체의 회전 흐름을 유도하는 것에 의하면 반응물의 경우 촉매층으로 원활히 공급되도록 할 수 있고, 생성물의 경우 원활하게 배출하도록 할 수 있다. 그 결과 물질 전달을 향상시킬 수 있고 또한 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, by inducing a rotating flow of the fluid by forming a spiral groove in the flow path of the separator, for example, the reactant can be smoothly supplied to the catalyst layer, and the product can be smoothly discharged. . As a result, mass transfer can be improved and fuel cell performance can be improved.

나아가, 분리판에서 유체의 흐름로의 패턴이나 폭, 유체 흐름로의 진행 방향을 변화시키는 등과 같이 형상 변수를 조절함으로써 위와 같은 회전 진행 흐름을 가지는 반응물과 생성물의 유동 특성을 추가적으로 조절하여 물질 전달을 더욱 개선하고 연료전지의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. Furthermore, by controlling the shape variables such as changing the pattern or width of the fluid flow in the separator plate, and the direction of the flow of the fluid, the flow characteristics of the reactants and products having the above-described rotational flow are further controlled. It can further improve and further improve the performance of the fuel cell.

도 1a는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 연료전지용 분리판을 나타낸 개략도이다.1A is a schematic diagram illustrating a separator for a fuel cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1b는 도 1a에 도시된 분리판에서 유체의 회전 흐름 유도로인 나선 모양의 홈에 의해 유체의 흐름이 회전하는 것을 개념적으로 보여 준다.FIG. 1B conceptually illustrates the flow of fluid by a spiral groove which is a rotational flow guide path of the fluid in the separator shown in FIG. 1A.

도 2는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 연료전지용 분리판에서 산과 산 사이의 영역인 유로에 예컨대 나선 모양의 홈이 형성된 경우의 유동 특성을 분석하기 위한 개념도이다. FIG. 2 is a conceptual diagram for analyzing flow characteristics when, for example, a spiral groove is formed in a flow path between an acid and an acid in a separator for a fuel cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 예시적인 구현예에 있어서 복합 패턴을 가지는 연료전지용 분리판을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing a separator for a fuel cell having a composite pattern in an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 명세서의 예시적인 구현예에서 있어서 유로의 폭이 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 좁아지는 것을 나타내는 개략도이다.4 is a schematic view showing that the width of the flow passage narrows from the inlet side to the outlet side in an exemplary embodiment of the present specification.

Claims (12)

연료전지용 분리판으로서, As a separator for a fuel cell, 상기 분리판은 볼록부인 산과 오목부인 골을 가지고, 산과 산 사이의 영역인 골에 의하여 유로가 형성되는 것이며, The separating plate has a convex portion and a concave portion, and a flow path is formed by the valley that is an area between the mountains. 상기 유로에는 유체 흐름이 회전하면서 진행할 수 있도록 유도하는 유체의 회전 흐름 유도로가 포함되며, The flow path includes a rotational flow guide path of the fluid to induce the fluid flow to proceed while rotating, 상기 분리판의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 상기 유로의 폭 또는 깊이 중에서 선택되는 하나 이상이 감소되는 것을 특징으로 연료전지용 분리판.Separation plate for a fuel cell, characterized in that one or more selected from the width or depth of the flow path is reduced from the inlet side to the outlet side of the separation plate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유체의 회전 흐름 유도로는 나선형 홈인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. Separation plate for a fuel cell, characterized in that the rotating flow guide path of the fluid is a spiral groove. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 나선형 홈의 폭 및 높이는 유로의 폭 및 깊이에 대해 각각 0% 초과 66.7% 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.The width and the height of the spiral groove is a fuel cell separator, characterized in that more than 0% and 66.7% or less with respect to the width and depth of the flow path, respectively. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 나선 홈의 회전 각도는 1도 내지 90도인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.Separation plate for a fuel cell, characterized in that the rotation angle of the spiral groove is 1 degree to 90 degrees. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 분리판은 유로의 패턴이 서로 상이한 둘 이상의 영역들을 가지며, The separator has two or more regions having different flow path patterns, 상기 영역들 중 분리판의 입구 측에 인접한 영역에서 출구 측에 인접한 영역으로 갈수록 영역 내에서 유로의 진행 방향이 변화하는 지점인 변곡점의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.The number of inflection points, which is a point where the flow direction of the flow path in the region increases from the region adjacent to the inlet side of the separation plate of the region toward the region adjacent to the outlet side increases. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 유로의 패턴은 곡사형(serpentine), 깍지형(interdigited), 평행형(parallel) 또는 섬형(island) 패턴인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.The flow pattern of the separator is a fuel cell, characterized in that the serpentine (interdigited), parallel (parallel) or island (island) pattern. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 분리판은 분리판의 입구 측에 인접한 영역에 형성된 제 1 유로 패턴과 분리판의 출구 측에 인접한 영역에 형성된 제 2 유로 패턴을 포함하고, The separator includes a first flow path pattern formed in an area adjacent to the inlet side of the separator and a second flow path pattern formed in an area adjacent to the outlet side of the separator, 상기 제 1 유로 패턴은 곡사형(serpentine), 깍지형(interdigitated) 또는 평행형(parallel) 중 어느 하나의 패턴이고,The first flow path pattern is any one of serpentine, interdigitated, or parallel. 상기 제 2 유로 패턴은 섬형(island) 패턴인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. The second flow path pattern is a separator for a fuel cell, characterized in that the island pattern (island) pattern. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 제 2 유로가 형성된 영역의 면적은 분리판 전체 면적의 0 초과 1/3의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. The area of the region in which the second flow path is formed has a ratio of more than 0 1/3 of the total area of the separator plate. 삭제delete 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 연료전지용 분리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.A fuel cell comprising the separator for fuel cell according to any one of claims 1 to 4. 연료전지용 분리판의 제조 방법으로서, As a method of manufacturing a separator for a fuel cell, 상기 분리판에 볼록부인 산과 오목부인 골을 형성하여 산과 산 사이의 영역인 골에 의하여 유로가 형성되도록 하고, The convex portion and the concave portion are formed in the separator so that the flow path is formed by the valley that is the region between the mountains. 상기 유로에는 유체 흐름이 회전하면서 진행할 수 있도록 유도하는 나선형 홈을 하나 이상 형성하며, At least one helical groove is formed in the flow path to guide the flow of the fluid as it rotates, 상기 분리판의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 상기 유로의 폭 또는 깊이 중에서 선택되는 하나 이상을 감소시키는 것을 특징으로 연료전지용 분리판의 제조 방법.And at least one selected from the width or the depth of the flow path from the inlet side to the outlet side of the separator plate. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 유체의 유동 속도를 조절하기 위하여 상기 나선형 홈의 개수, 나선형 홈의 높이 또는 나선형 홈의 회전 각도 중 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 방법.Method of manufacturing a separator for a fuel cell, characterized in that for controlling the flow rate of the fluid one or more of the number of the spiral groove, the height of the spiral groove or the rotation angle of the spiral groove.
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