KR101313382B1 - 냉각수 흐름을 개선한 연료전지용 금속 분리판 및 이를 구비하는 연료전지 스택 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각수 흐름을 개선하여 균일하게 냉각수가 순환할 수 있도록 하는 연료전지용 금속 분리판 및 이를 구비하는 연료전지 스택에 관하여 개시한다.
본 발명은, 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널 사이에 형성되는 냉각수 채널을 포함하는 채널부; 상기 채널부의 양측에 각각 형성되는 매니폴드; 상기 매니폴드 및 상기 채널부 사이의 영역에 형성되는 냉각수 유로 터미널부; 및 상기 채널부와 매니폴드의 주변을 감싸는 가스켓;을 포함하되,
상기 냉각수 채널은 상기 반응가스 채널의 최외곽부와 가스켓의 내면의 사이에 형성되는 냉각수주채널과, 상기 반응가스 채널의 사이에 형성되는 냉각수 부채널을 포함하되, 상기 냉각수 주채널의 폭이 상기 냉각수 부채널의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 연료전지용 금속 분리판을 제공한다.

Description

냉각수 흐름을 개선한 연료전지용 금속 분리판 및 이를 구비하는 연료전지 스택{METAL SEPERATOR FOR FUEL CELL INCLUDING AND FUEL CELL STACK HAVING THE SAME}
본 발명은 냉각수 흐름을 개선하여 균일하게 냉각수가 순환할 수 있도록 하는 연료전지용 금속 분리판 및 이를 구비하는 연료전지 스택에 관한 것이다.
연료전지란, 일반적으로 수소와 산소의 산화, 환원반응을 이용하여 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 발전 장치이다. 음극(anode)에서 수소가 산화되어 수소 이온과 전자로 분리되고, 수소 이온은 전해질을 통해 양극(cathode)으로 이동한다. 이때, 전자는 회로를 통해 양극으로 이동한다. 아울러, 양극에서 수소 이온, 전자 및 산소가 반응하여 물이 되는 환원반응이 일어난다.
상술한 구조의 연료전지 중 특히 고체고분자 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel cell; PEMFC)에서 고분자 전해질막(polymer electrolyte membrane)이 함유하고 있는 물의 양은 연료전지의 성능을 좌우하는 중요한 요소 중 하나가 된다. 물은 수소이온을 양극으로 전달하는 매개체 역할을 하기 때문이다.
한편, 연료전지는 여러 부품으로 구성되는데 먼저 전기화학 반응이 일어나는 MEA(막-전극 집합체)와 반응가스를 MEA 표면으로 고르게 분산시켜주는 다공성 매체인 GDL 그리고 MEA와 GDL을 지지해주며, 반응가스와 냉각수의 수송 및 생성된 전기를 수집하여 전달하는 분리판을 포함한다. 이런 부품들을 수십, 수백 개로 쌓은 것이 연료전지 스택이 된다.
여기서, 연료전지 발전시 MEA와 GDL, 분리판의 각 면으로 수소와 산소 그리고 냉각수가 계속 공급되어 흐르게 되는데 각각의 반응가스와 냉각수가 서로 섞이지 않도록 기밀성을 확보하는 것은 연료전지 시스템 운전에 있어서 가장 중요한 부분 중 하나이다.
기존의 연료전지는 흑연 재질 및 금속 재질로 제조된 분리판을 이용한다. 흑연 분리판은 밀링 가공을 통해, 금속 분리판은 프레스 가공을 통해 냉각수 채널을 형성한다.. 즉, 기존의 흑연 분리판은 반응면과 냉각면의 유로를 다르게 제작할 수 있으나, 특히 금속 분리판은 반응 가스 채널을 스탬핑 가공함에 따라 반대면에 채널의 형태가 그대로 투영되므로 냉각수가 흐를 수 있는 유로를 별개로 확보하기 어렵다는 단점이 있다.
관련선행기술로는 일본 공개특허공보 특개 2001-110434호(2001.4.20)가 있다.
본 발명은 금속 분리판의 유로 전면적을 효율적으로 활용하여 냉각수의 흐름을 개선하고 반응가스 유로를 확보할 수 있는 연료전지용 금속 분리판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 연료전지용 금속 분리판 채널부를 균일하게 냉각시킬 수 있는 냉각수 채널을 형성한 금속 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 스택을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널 사이에 형성되는 냉각수 채널을 포함하는 채널부; 상기 채널부의 양측에 각각 형성되는 매니폴드; 상기 매니폴드 및 상기 채널부 사이의 영역에 형성되는 냉각수 유로 터미널부; 및 상기 채널부와 매니폴드의 주변을 감싸는 가스켓;을 포함하되,
상기 냉각수 채널은 상기 반응가스 채널의 최외곽부와 가스켓의 내면의 사이에 형성되는 냉각수주채널과, 상기 반응가스 채널의 사이에 형성되는 냉각수 부채널을 포함하되, 상기 냉각수 주채널의 폭이 상기 냉각수 부채널의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 연료전지용 금속 분리판을 제공한다.
상기 매니폴드는 냉각수 유입 매니폴드와, 냉각수 유출 매니폴드가 채널부의 양측에 대각선 상으로 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 냉각수 주채널은 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상으로 2개로 분할 형성되며, 상기 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상의 모서리부에 냉각수 유입 매니폴드와 냉각수 배출 매니폴드가 각각 형성되면 더욱 바람직하다.
아울러, 상기 냉각수 주채널의 폭은 상기 냉각수 부채널의 폭의 2배 ~ 10배 범위인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널을 제외한 영역에 형성되는 냉각수 채널을 포함하는 채널부; 상기 채널부의 양측에 각각 형성되는 매니폴드; 상기 매니폴드 및 상기 채널부 사이의 영역에 형성되는 냉각수 유로 터미널부; 및 상기 채널부와 매니폴드의 주변을 감싸는 가스켓;을 포함하며, 상기 냉각수 채널은 상기 반응가스 채널의 최외곽부와 가스켓의 내면의 사이에 형성되는 냉각수 주채널과, 상기 반응가스 채널의 사이에 형성되는 냉각수 부채널을 포함하는 연료전지용 금속 분리판과, 막-전극 접합체(MEA)가 복수개 적층되어 이루어지는 연료전지 스택을 제공한다.
또한 본 발명은, 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널을 제외한 영역에 형성되는 냉각수 채널을 포함하는 채널부; 상기 채널부의 양측에 각각 형성되는 매니폴드; 상기 매니폴드 및 상기 채널부 사이의 영역에 형성되는 냉각수 유로 터미널부; 및 상기 채널부와 매니폴드의 주변을 감싸는 가스켓;을 포함하며, 상기 냉각수 채널은 상기 반응가스 채널의 최외곽부와 가스켓의 내면의 사이에 형성되는 냉각수 주채널과, 상기 반응가스 채널의 사이에 형성되는 냉각수 부채널을 포함하는 연료전지용 금속 분리판 2개가 각각의 제2면이 대향하는 형태로 접합되어 있는 적층 구조물; 및 상기 적층 구조물의 상부에 형성되는 막-전극 접합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택을 제공한다.
본 발명에 따른 연료전지용 금속 분리판은 냉각수 채널을 서로 다른 폭을 가지는 주채널과 부채널로 분할 형성하여, 냉각수가 주채널에서 부채널로 분산될 수 있도록 함으로써, 금속 분리판의 표면에 보다 균일한 냉각효과를 가져올 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지용 제 1 금속 분리판의 제1면을 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 연료전지용 제 1 금속 분리판의 제2면을 도시한 평면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 연료전지용 제 1 금속 분리판의 제1면의 냉각수 흐름을 설명하기 위한 개념도이고,
도 4는 본 발명에 따른 연료전지용 제 2 금속 분리판의 제1면을 도시한 평면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 연료전지용 제 2 금속 분리판의 제2면을 도시한 평면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 연료전지 스택을 도시한 단면도임.
이하에서는, 본 발명에 따른 냉각수 흐름을 개선한 연료전지용 금속 분리판 및 이를 구비하는 연료전지 스택에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지용 제 1 금속 분리판의 제1면을 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료전지용 제 1 금속 분리판의 제2면을 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 직사각형 형태로 구비되는 금속 분리판(100)의 중심부에는 채널부(120)가 형성되어 있다. 그리고 채널부(120)의 상하로는 매니폴드(140)가 각각 형성되어 있다.
채널부(120)는 반응가스 채널(122)과, 냉각수 채널(124)를 포함한다. 도 1에 도시한 제1면(냉각수면)의 위쪽으로는 냉각수가 흐르게 되는 것으로, 제1면에서는 반응가스 채널(122)이 상대적으로 돌출되어 있다. 제2면에서는 반응가스 채널(122)이 상대적으로 요입되어 있다. 도면에서는 식별의 편의를 위하여 반응가스 채널(122)을 도트 해칭으로 표시하였다. 냉각수 채널(124)은 반응가스 채널(122) 사이의 영역을 활용하여 형성되거나, 제2면(반응가스면)에서 제1면으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다.
매니폴드(140)는 상하에 3개씩, 3쌍이 형성된다. 구체적으로 매니폴드(140)는 제1반응가스 유입 매니폴드(144b), 제2반응가스 유입 매니폴드(142b), 냉각수 유입 매니폴드(146b), 제1반응가스 배출 매니폴드(144a), 제2반응가스 배출 매니폴드(142a) 및 냉각수 배출 매니폴드(144a) 가 각각 구비된다.
도시된 실시예의 경우 반응가스 중 제1반응가스의 유로를 형성한 분리판으로, 반응가스 채널(122)이 제1반응가스 유입 매니폴드(144b)와 제1반응가스 배출 매니폴드(144a)를 연결하는 형태를 가지고 있다.
제2반응가스의 유로를 형성한 분리판의 경우에는 반응가스 채널이 제2반응가스 유입 매니폴드(144b)와 제2반응가스 배출 매니폴드(144a)를 연결하는 형태를 가지게 된다. 이는 도 4 내지 6을 참조하여 후술한다.
채널부(120)와 매니폴드(140) 4측면 주변은 가스켓(130)으로 둘려 싸여져 있다. 구조적 이해를 용이하게 하기 위하여 각각의 유입 매니폴드들(142b, 144b, 146b)과 배출 매니폴드들(142a, 144a, 146a)을 구분하여 표시하였으나, 유입 및 배출의 방향은 상황에 따라서 정 반대로 이루어질 수 있으므로 본 발명에 도시된 구성은 유입 또는 배출에 의해서 항상 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 채널부(120)와 매니폴드(140) 사이의 영역에 각각 반응가스 유입홀 및 반응가스 배출홀이 형성된다. 상기와 같은 반응가스 유출입홀은 금속 분리판 본체 내에 형성될 수도 있으며, 가스켓이 매니폴드를 구성하는 독립 구조로 형성되는 경우에는 가스켓에 일체형으로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 가스켓의 제1면과 제2면을 'S'자 형태로 연결하는 가스 유출입구조가 되도록 한다.
여기서, 도 1에 도시된 제1면은 냉각수가 흐르는 면으로서, 냉각수면이라고 정의할 수 있으며, 이 경우 도 2에 도시된 제2면은 반응가스 흐르는 반응가스면이 된다. 따라서, 반응가스는 제1면을 통하여 유입되며, 반응가스 유입홀을 통하여 제2면으로 유도되고, 도 2에 도시된 제2면의 반응가스 채널(122)을 통하여 반응가스 배출홀방향으로 배출되게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지용 제 1 금속 분리판의 제1면의 냉각수 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
냉각수는 개략적으로 도면에 화살표로 표시한 방향으로 흐르게 된다.
냉각수는 제1면 채널부(120)의 표면을 따라 흐르게 되는데, 제1면에서는 도트로 해칭된 반응가스 채널(122)이 돌출되어 있는 것으로, 반응가스 채널(122)이 형성되지 않은 부분으로 냉각수가 흐르게 된다.
종래에는 반응가스 채널(122)이 가스켓(130)에 근접하는 영역까지 균일하게 형성되어 있었으나, 본 발명은 반응가스 채널(122)을 가스켓(130)에 근접한 부분에는 형성하지 않음으로써, 냉각수가 가스켓(130)의 내측을 따라 보다 많은 양이 흐를 수 있도록 함으로써 냉각수 흐름을 개선하였다.
냉각수 채널(124)은 반응가스 채널(122)의 사이사이에 형성되는 냉각수 부채널(124a)과 반응가스 채널(122)의 최외곽부와 가스켓(130)의 내측면 사이에 형성되는 냉각수 주채널(124b)을 포함한다. 즉 냉각수 주채널(124b)은 가스켓(130)의 내측을 따라 형성되는 냉각수 채널이며, 냉각수 부채널(124a)은 냉각수 주채널(124b)의 안쪽에 형성되는 냉각수 채널이다.
냉각수 유입홀(146b)을 통해서 유입된 냉각수는 먼저 냉각수 주채널(124b)을 따라 이동하다가 냉각수 부채널(124a)을 통해 고르게 퍼저 나가게 된다.
도면에서 냉각수 주채널(124b)은 상부와 우측이 연결된 'ㄱ'자 형상과, 좌측과 하부가 연결된 'ㄴ'자 형상으로 형성되어 있으며, 각 형상의 모서리에 냉각수 유입 매니폴드(146b)와 냉각수 배출 매니폴드(146a)가 형성되어 있다. 이러한 형상으로 인하여 냉각수 유입 매니폴드(146b)로 유입되는 냉각수는 'ㄱ'자 형상을 따라 냉각수를 좌측과 하부로 흘러갈 수 있게 한다. 'ㄴ'자 형상의 주채널을 따라 이동한 냉각수는 냉각수 부채널(124a) 위로 흐른 후, 'ㄱ'자 형상의 주채널로 모아진 후, 냉각수 배출 매니폴드(146b)로 배출된다.
여기서, 냉각수 주채널(124b)의 폭은 냉각수 부채널(124a)의 폭보다 크게 형성된다. 보다 상세하게 냉각수 주채널(124b)의 폭은 냉각수 부채널(124a)의 폭의 2배~10배 범위인 것이 바람직하다.
냉각수 주채널(124b)의 폭이 냉각수 부채널(124a)의 폭의 2배 미만이면, 냉각수 주채널을 통한 냉각수 분배가 원활하게 이루어지지 못하여 냉각수 흐름 개선의 효과가 적으며, 냉각수 주채널(124b)의 폭이 냉각수 부채널(124a)의 폭의 10배를 초과하면, 부채널(124a)로의 냉각수 흐름이 저하되고, 반응가스 채널(122) 형성 영역이 좁아져 연료전지의 효율 저하를 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 냉각수 유입 매니폴드(146b)를 통해 채널부로 유입되는 냉각수가 냉각수 주채널(124b)을 따라 이동하다가 냉각수 부채널(124a)을 통해 고르게 퍼져나갈 수 있는 구조를 제공함으로써, 채널부(120) 전체 영역에 냉각수가 고르게 순환할 수 있게 하고, 그로 인해 연료전지 분리판의 균일한 냉각이 가능한 효과를 가져온다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지용 제 2 금속 분리판의 제1면을 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 연료전지용 제 2 금속 분리판의 제2면을 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 금속 분리판(200)의 중심부에는 채널부(220)가 형성되어 있고, 그리고 채널부(220)의 상하로는 매니폴드(240)가 각각 형성되어 있다.
채널부(220)는 반응가스 채널(222)과, 냉각수 채널(224)를 포함한다. 도 4에 도시한 제1면(냉각수면)의 위쪽으로는 냉각수가 흐르게 되는 것으로, 제1면에서는 반응가스 채널(222)이 상대적으로 돌출되어 있다. 제2면에서는 반응가스 채널(222)이 상대적으로 요입되어 있다. 냉각수 채널(224)은 반응가스 채널(222) 사이의 영역을 활용하여 형성되거나, 제2면(반응가스면)에서 제1면으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다.
매니폴드(240)는 제1반응가스 유입 매니폴드(244b), 제2반응가스 유입 매니폴드(242b), 냉각수 유입 매니폴드(246b), 제1반응가스 배출 매니폴드(244a), 제2반응가스 배출 매니폴드(242a) 및 냉각수 배출 매니폴드(244a)가 각각 구비된다.
제 2 금속 분리판(200)의 경우 반응가스 중 제2반응가스의 유로를 형성한 분리판으로, 반응가스 채널(222)이 제2반응가스 유입 매니폴드(242b)와 제2반응가스 배출 매니폴드(242a)를 연결하는 형태를 가지고 있다.
제 2 금속 분리판(200)은 반응가스 채널(222)이 제2반응가스 유입 매니폴드(242b)와 제2반응가스 배출 매니폴드(242a)를 연결하는 점, 그리고 반응가스 유입홀 및 반응가스 유출홀의 형성위치와 가스켓 형상에서만 일부 차이를 가지고 나머지는 제 1 금속 분리판(100)과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
다시 도 4을 살펴보면, 제1면은 냉각수 유입 매니폴드(246b), 채널부(220), 냉각수 배출 매니폴드(246b)의 주변을 가스켓(230)이 하나의 폐곡선으로 둘러싸고 있음을 알 수 있다. 그리고, 도 5를 살펴보면, 제2면은 제2반응가스 유입 매니폴드(242a), 채널부(220), 제2반응가스 배출 매니폴드(242b)의 주변을 가스켓(230)이 하나의 폐곡선으로 둘러싸고 있음을 알 수 있다. 이러한 가스켓 형상으로 인하여 각면을 반응가스 또는 냉각수가 흐르게 된다.
도 1 내지 도 5에서 매니폴드부(140 또는 240)와 채널부(120, 220) 사이에 흰색 직사각형은 본원발명과 직접적으로 관련되지 않는 가스켓 형상을 생략한 것이다. 흰색 직사각형의 안쪽 부분에는 가스켓이 다양한 형태로 형성될 수 있기 때문에 이 부분을 도시하지 않고 생략하였다.
도 6은 본 발명에 따른 연료전지 스택을 도시한 단면도이다.
연료전지용 금속 분리판 2장이 결합되어 형성된 연료전지 스택을 나타낸 것이다.
상층으로부터 제1 금속 분리판(100), 제 2 금속 분리판(200)이다. 제 1 금속 분리판(100)은 아래쪽면이 냉각수면(제1면)이고, 제 2 금속 분리판(200)은 위쪽면이 냉각수면(제1면)이다. 즉, 냉각수는 제1 금속 분리판(100)과 제 2 금속 분리판(200)의 사이를 따라 흐르게 된다. 이때 채널부가 서로 접촉하여 냉각수 채널을 형성하며, 냉각수 주채널에서 유입된 냉각수는 냉각수 부채널을 따라 흐르게 된다.
제 1 금속 분리판(100)의 위쪽면으로 제1 반응가스가 흐르게 되며, 제 2 금속 분리판(200)의 아래쪽면으로 제2 반응가스가 흐르게 된다.
아울러, 상기와 같은 본 발명의 연료전지용 금속 분리판 한 장에 막-전극 접합체(MEA)를 접합시키거나, 상술한 금속 분리판의 반응가스면이 서로 대향되도록 접합시킨 후 막-전극 접합체(MEA)를 적층시킴으로써, 고효율을 가지며, 다양한 형태의 매니폴드를 가질 수 있는 연료전지 스택을 제조할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 연료전지용 제1 금속 분리판
200 : 연료전지용 제2 금속 분리판
120, 220 : 채널부
122, 222 : 반응가스 채널
124, 224 : 냉각수 채널
124a, 224a : 냉각수 부채널
124b 224b : 냉각수 주채널
130, 230 : 가스켓
140, 240 : 매니폴드

Claims (8)

  1. 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널 사이에 형성되는 냉각수 채널을 포함하는 채널부와, 상기 채널부의 양측에 각각 형성되는 매니폴드와, 상기 매니폴드 및 상기 채널부 사이의 영역에 형성되는 냉각수 유로 터미널부 및, 상기 채널부와 매니폴드의 주변을 감싸는 가스켓을 포함하되,
    상기 냉각수 채널은 상기 반응가스 채널의 최외곽부와 가스켓의 내면의 사이에 형성되는 냉각수주채널과, 상기 반응가스 채널의 사이에 형성되며, 상기 냉각수 주채널의 안쪽에 형성되는 냉각수 부채널을 포함하되, 상기 냉각수 주채널의 폭이 상기 냉각수 부채널의 폭보다 넓으며,
    상기 매니폴드는, 냉각수 유입 매니폴드와, 냉각수 유출 매니폴드가 배치되며, 상기 냉각수 주채널은 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상으로 2개로 분할 형성되며, 상기 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상의 모서리부에 냉각수 유입 매니폴드와 냉각수 배출 매니폴드가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 금속 분리판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 유입 매니폴드와, 냉각수 유출 매니폴드는,
    채널부의 양측에 대각선 상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 금속 분리판.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수 주채널의 폭은 상기 냉각수 부채널의 폭의 2배 ~ 10배 범위인 것을 특징으로 하는 연료전지용 금속 분리판.
  5. 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널을 제외한 영역에 형성되는 냉각수 채널을 포함하는 채널부와, 상기 채널부의 양측에 각각 형성되는 매니폴드와, 상기 매니폴드 및 상기 채널부 사이의 영역에 형성되는 냉각수 유로 터미널부 및, 상기 채널부와 매니폴드의 주변을 감싸는 가스켓을 포함하며, 상기 냉각수 채널은 상기 반응가스 채널의 최외곽부와 가스켓의 내면의 사이에 형성되는 냉각수 주채널과, 상기 반응가스 채널의 사이에 형성되며, 상기 냉각수 주채널의 안쪽에 형성되는 냉각수 부채널을 포함하는 연료전지용 금속 분리판과, 막-전극 접합체(MEA)가 복수개 적층되어 이루어지며,
    상기 매니폴드는, 냉각수 유입 매니폴드와, 냉각수 유출 매니폴드가 배치되며, 상기 냉각수 주채널은, 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상으로 2개로 분할 형성되며, 상기 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상의 모서리부에 냉각수 유입 매니폴드와 냉각수 배출 매니폴드가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  6. 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널을 제외한 영역에 형성되는 냉각수 채널을 포함하는 채널부와, 상기 채널부의 양측에 각각 형성되는 매니폴드와, 상기 매니폴드 및 상기 채널부 사이의 영역에 형성되는 냉각수 유로 터미널부 및, 상기 채널부와 매니폴드의 주변을 감싸는 가스켓을 포함하며, 상기 냉각수 채널은 상기 반응가스 채널의 최외곽부와 가스켓의 내면의 사이에 형성되는 냉각수 주채널과, 상기 반응가스 채널의 사이에 형성되며, 상기 냉각수 주채널의 안쪽에 형성되는 냉각수 부채널을 포함하는 연료전지용 금속 분리판 2개가 각각의 제2면이 대향하는 형태로 접합되어 있는 적층 구조물, 및 상기 적층 구조물의 상부에 형성되는 막-전극 접합체를 포함하며,
    상기 매니폴드는, 냉각수 유입 매니폴드와, 냉각수 유출 매니폴드가 배치되며, 상기 냉각수 주채널은, 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상으로 2개로 분할 형성되며, 상기 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상의 모서리부에 냉각수 유입 매니폴드와 냉각수 배출 매니폴드가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각수 유입 매니폴드와, 냉각수 유출 매니폴드는,
    채널부의 양측에 대각선 상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  8. 삭제
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