KR101320786B1 - Apparatus for measuring of contact resistance and method for measuring of contact resistance of bopolar plate for a fuel cell - Google Patents

Apparatus for measuring of contact resistance and method for measuring of contact resistance of bopolar plate for a fuel cell Download PDF

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KR101320786B1
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김근호
정연수
전유택
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현대하이스코 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for measuring contact resistance and a method for measuring the contact resistance of a bipolar plate of fuel cells are provided to measure contact resistance of each area in a bipolar plate, thereby improving accuracy in contact resistance measurement of the bipolar plate. CONSTITUTION: A bipolar plates is disposed on an electrode plate on which a first gas diffusion layer is formed (S510). At least two second gas diffusion layers are formed on the bipolar plate to be sectioned while spaced apart from each other (S520). By pressurizing at least two areas of the second gas diffusion layers, which are sectioned, using a contact resistance measuring apparatus, contact resistance at areas of the bipolar plate corresponding to the pressurized areas of the second gas diffusion layers is measured (S530). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S510) Dispose a bipolar plate on an electrode plate on which a first gas diffusion layer is formed; (S520) Form second gas diffusion layers on the bipolar plate to be sectioned while spaced apart from each other; (S530) Pressurize second gas diffusion layers which are sectioned to measure contact resistance of the bipolar plate using a contact resistance measuring device

Description

접촉저항 측정장치 및 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법{APPARATUS FOR MEASURING OF CONTACT RESISTANCE AND METHOD FOR MEASURING OF CONTACT RESISTANCE OF BOPOLAR PLATE FOR A FUEL CELL} Contact resistance measurement method of contact resistance measuring device and separator for fuel cell {APPARATUS FOR MEASURING OF CONTACT RESISTANCE AND METHOD FOR MEASURING OF CONTACT RESISTANCE OF BOPOLAR PLATE FOR A FUEL CELL}

본 발명은 접촉저항 측정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분리판보다 작은 면적의 가스확산층을 이용하는 접촉저항 측정장치 및 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a contact resistance measurement, and more particularly, to a contact resistance measurement device using a gas diffusion layer having a smaller area than the separator plate and a contact resistance measurement method of the separator plate for fuel cells.

현재 사용되고 있는 연료전지는 단위셀의 전압이 낮아 실용성이 떨어지기 때문에, 일반적으로 수개에서 수백개의 단위셀을 적층하여 사용한다. 단위셀의 적층 시 단위셀 간 전기적 접속이 이루어지게 하고, 반응 가스를 분리시켜주는 역할을 하는 것이 분리판(bipolar plate)이다.Since the fuel cell currently used has low practicality due to a low voltage of the unit cell, generally several to several hundred unit cells are stacked and used. When the unit cells are stacked, the bipolar plate serves to make electrical connections between the unit cells and to separate the reaction gases.

이러한 분리판은 연료전지 작동 시 스택을 이루고 있는 각 전극에서 전극반응으로 생성/소모되는 전자가 통과하는 전기적 경로의 역할을 하기 위하여 분리판과 가스확산층(gas diffusion layer; GDL) 간의 전기전도도가 양호해야 한다. 특히, 분리판 소재의 전기저항은 연료전지 성능에 밀접하게 영향을 미치므로 사용되는 분리판 소재의 계면접촉저항은 허용 수준 이하로 낮아야 한다.Such a separator has good electrical conductivity between the separator and a gas diffusion layer (GDL) in order to serve as an electrical path through which electrons generated / consumed by electrode reactions pass through each electrode in the stack during operation of the fuel cell. Should be. In particular, since the electrical resistance of the separator material closely affects the performance of the fuel cell, the interface contact resistance of the separator material used should be lower than the acceptable level.

종래에는 연료전지 작동환경을 모사하여 분리판을 사이에 두고 가스확산층(GDL)을 배치한 상태에서 접촉저항 장치를 이용하여 분리판의 접촉저항을 측정하였다. 그러나, 종래의 경우 가스확산층이 하나의 판으로 이루어져 있어 분리판에서 영역별로 접촉저항을 측정할 수가 없었다.Conventionally, the contact resistance of a separator is measured using a contact resistance device in a state in which a gas diffusion layer (GDL) is disposed with a separator interposed therebetween by simulating a fuel cell operating environment. However, in the conventional case, since the gas diffusion layer is composed of one plate, the contact resistance cannot be measured for each region in the separator.

본 발명에 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제0909374호(2009.07.24. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 카본 페이퍼, 구리플레이트를 시편(분리판)을 사이에 두고 각각 상하로 마련한 후, 시편에 전류를 인가하여 전압을 측정한 다음 시편, 카본 페이퍼 및 구리플레이트가 적층 구조를 갖도록 구리플레이트 상하에서 압력기로 압력을 가하여 시편의 접촉저항을 측정하는 방법이 개시되어 있다.
Prior art related to the present invention is Republic of Korea Patent Publication No. 0909374 (2009.07.24. Announcement), which is provided with a carbon paper and a copper plate between the specimen (separation plate) up and down, respectively, the specimen A method of measuring contact resistance of a specimen is disclosed by applying a current thereto to measure a voltage, and then applying pressure to a pressure gauge above and below the copper plate so that the specimen, carbon paper, and copper plate have a laminated structure.

본 발명의 하나의 목적은 분리판에서 영역별로 접촉저항을 측정하여 분리판의 접촉저항의 측정 정밀성을 향상시킬 수 있는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for measuring the contact resistance of a separator for a fuel cell which can improve the measurement precision of the contact resistance of the separator by measuring the contact resistance for each region in the separator.

또한, 본 발명의 다른 목적은 분리판 접촉저항의 측정 정밀성을 향상시킬 수 있도록 분리판에서 영역별로 접촉저항을 측정할 수 있는 접촉저항 측정장치를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a contact resistance measuring apparatus capable of measuring the contact resistance for each area in the separator to improve the measurement precision of the contact resistance of the separator.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법은 제1 가스확산층이 형성된 전극판 상에 분리판을 배치시키는 단계; 상기 분리판 상에, 서로 이격된 상태로 분할되도록 2개 이상의 제2 가스확산층을 형성하는 단계; 및 접촉저항 측정장치를 이용하여 적어도 두 영역에서 분할된 제2 가스확산층을 가압하여 가압된 제2 가스확산층에 대응되는 분리판 영역에서의 접촉저항을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of measuring contact resistance of a separator for fuel cells, the method comprising: disposing a separator on an electrode plate on which a first gas diffusion layer is formed; Forming at least two second gas diffusion layers on the separation plate so as to be separated from each other; And pressing a second gas diffusion layer divided in at least two areas by using a contact resistance measuring device to measure contact resistance in a separator plate region corresponding to the pressurized second gas diffusion layer.

또한, 상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법은 제1 가스확산층이 형성된 전극판 상에 분리판을 배치시키는 단계; 가압부 상에 상기 분리판보다 작은 면적을 갖는 제2 가스확산층이 형성된 접촉저항 측정장치를 마련하는 단계; 및 상기 접촉저항 측정장치를 이용하여 적어도 두 영역에서 상기 분리판을 가압하여 가압된 분리판 영역에서의 접촉저항을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the contact resistance measurement method of a separator for a fuel cell according to another embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of disposing a separator on the electrode plate on which the first gas diffusion layer is formed; Providing a contact resistance measuring device having a second gas diffusion layer having an area smaller than that of the separating plate on the pressing unit; And measuring contact resistance in the pressurized separator region by pressing the separator in at least two regions by using the contact resistance measuring apparatus.

또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 접촉저항 측정장치는 홀이 형성된 플레이트 형태의 가압부; 상기 가압부 상에 형성되되, 분리판보다 작은 면적을 갖는 가스확산층; 및 상기 홀을 통해 상기 가스확산층에 접촉되도록 구동되는 프로브(probe);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the contact resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object is a plate-shaped pressing portion formed hole; A gas diffusion layer formed on the pressing part and having an area smaller than that of the separator plate; And a probe driven to contact the gas diffusion layer through the hole.

본 발명에 따른 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법은 2개 이상으로 분할된 가스확산층을 분리판 상에 형성하거나, 분리판보다 작은 면적의 가스확산층을 포함하는 접촉저항 측정장치를 이용하여 분리판의 접촉저항을 영역별로 측정할 수 있어 분리판의 접촉저항의 측정 정밀성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a method for measuring contact resistance of a separator for a fuel cell includes forming a gas diffusion layer divided into two or more on a separator, or using a contact resistance measuring apparatus including a gas diffusion layer having a smaller area than that of the separator. Since the contact resistance of can be measured for each area, it is possible to improve the measurement precision of the contact resistance of the separator.

본 발명에 따른 접촉저항 측정장치는 가압부 상에 분리판보다 면적이 작은 가스확산층(GDL)을 형성하여 원하는 영역에서 분리판의 접촉저항을 측정할 수 있어 분리판의 접촉저항의 측정 정밀성을 향상시킬 수 있다.
The contact resistance measuring apparatus according to the present invention forms a gas diffusion layer (GDL) having a smaller area than the separator on the pressurizing portion, thereby measuring the contact resistance of the separator in a desired area, thereby improving the measurement precision of the contact resistance of the separator. You can.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉저항 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉저항 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 접촉저항 측정장치를 이용한 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도 4는 도 3에 따른 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 접촉저항 측정장치를 이용한 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도 6은 서로 이격된 형태로 분할 형성된 제2 가스확산층이 형성된 분리판을 도시한 평면도이다.
도 7은 도 5에 따른 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view schematically showing a contact resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a contact resistance measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of measuring contact resistance of a separator for a fuel cell using the contact resistance measuring apparatus of FIG. 1.
4 is a view for explaining a method of measuring the contact resistance of the separator for fuel cell according to FIG.
5 is a flowchart illustrating a method of measuring contact resistance of a separator for a fuel cell using the contact resistance measuring apparatus of FIG. 2.
FIG. 6 is a plan view illustrating a separator plate on which a second gas diffusion layer is formed to be divided into spaced forms.
FIG. 7 is a view for explaining a method of measuring contact resistance of a separator for a fuel cell according to FIG. 5.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접촉저항 측정장치 및 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the contact resistance measurement method of the contact resistance measuring apparatus and the fuel cell separator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉저항 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a contact resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉저항 측정장치(100)는 가압부(110), 가스확산층(gas diffusion layer; GDL)(120) 및 프로브(probe, 130)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the contact resistance measuring apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a pressurization unit 110, a gas diffusion layer (GDL) 120, and a probe 130. Include.

가압부(110)는 접촉저항을 측정하고자 하는 피측정기판, 즉 분리판을 가압하기 위한 수단으로, 홀(105)이 형성된 플레이트(plate) 형태를 가진다.The pressing unit 110 is a means for pressing a substrate to be measured, that is, a separating plate, to measure contact resistance, and has a plate shape in which a hole 105 is formed.

가스확산층(120)은, 분리판을 사이에 두고 상하로 가스확산층이 배치되는 연료전지 작동환경을 모사하기 위하여 형성되는 것으로, 다공성(porous)의 탄소 페이퍼(carbon paper)로 형성될 수 있다.The gas diffusion layer 120 is formed to simulate a fuel cell operating environment in which gas diffusion layers are disposed up and down with a separator plate interposed therebetween. The gas diffusion layer 120 may be formed of porous carbon paper.

이때, 가스확산층(120)은 분리판에서 영역별로 접촉저항 측정이 가능하도록 피측정기판인 분리판보다 작은 면적을 갖도록 형성된다.At this time, the gas diffusion layer 120 is formed to have a smaller area than the separation plate, which is the substrate to be measured, so as to measure contact resistance for each region in the separation plate.

프로브(probe, 130)는 가압부(110)에 형성된 홀(105)을 통해 가스확산층(120) 표면에 접촉되도록 구동된다.The probe 130 is driven to contact the surface of the gas diffusion layer 120 through the hole 105 formed in the pressing unit 110.

프로브(130)의 일단은 홀(105)을 통해 가스확산층(120)에 접촉되고, 타단은 연결부(140)와 연결되어 접촉저항 측정장치(100)의 전류공급부(미도시), 전압인가부(미도시) 등과 연결될 수 있다.One end of the probe 130 is in contact with the gas diffusion layer 120 through the hole 105, the other end is connected to the connecting portion 140, the current supply unit (not shown) of the contact resistance measuring device 100, the voltage applying unit ( And the like).

접촉저항 측정장치(100)는 별도로 마련된 가스확산층 형성 전극판 상에 배치된 분리판 상에서, 목표 접촉저항 측정부의 분리판 영역에 대응되도록 얼라인(align)한 후 분리판을 가압하여 가압된 영역에서의 접촉저항을 측정한다. The contact resistance measuring apparatus 100 is aligned on a separator plate disposed on a separately provided gas diffusion layer forming electrode plate so as to correspond to a separator plate region of a target contact resistance measurer, and then presses the separator plate in a pressurized region. Measure the contact resistance of.

이러한 접촉저항 측정장치(100)는 가스확산층(120)이 분리판보다 좁은 면적으로 형성됨에 따라 분리판 내 원하는 영역에서 접촉저항의 측정을 가능케 하여 분리판의 접촉저항의 측정 정밀성을 향상시킬 수 있는 효과를 지닌다.
The contact resistance measuring apparatus 100 may improve the measurement precision of the contact resistance of the separator by enabling the measurement of the contact resistance in a desired area of the separator as the gas diffusion layer 120 is formed in a narrower area than the separator. Has an effect.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉저항 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing a contact resistance measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉저항 측정장치(200)는 가압부(210) 및 프로브(probe, 230)를 포함한다. As shown in FIG. 2, Contact resistance measuring apparatus 200 according to another embodiment of the present invention includes a pressing unit 210 and a probe (230).

가압부(210)는 별도로 마련된 분리판 및 분리판을 사이에 두고 상하로 배치된 가스확산층을 가압하기 위한 수단으로, 도 1에서와 마찬가지로 홀(205)이 형성된 플레이트 형태를 가진다.The pressurizing unit 210 is a means for pressurizing the gas diffusion layers disposed up and down with a separator plate and a separator plate provided separately, and have a plate shape in which holes 205 are formed as in FIG. 1.

이때, 가압부(210)는 분리판 상에 서로 이격된 형태로 분할 형성된 가스확산층보다 작은 면적을 갖도록 형성되어, 목표 접촉저항 측정부 이외의 영역이 가압되어 측정 정밀성이 저하되는 것을 방지한다. In this case, the pressing unit 210 is formed to have a smaller area than the gas diffusion layer formed in the form of spaced apart from each other on the separation plate, to prevent the area other than the target contact resistance measuring unit is pressed to reduce the measurement accuracy.

프로브(230)는 가압부(210)에 형성된 홀(205)을 통해 하부에 별로도 마련된 가스확산층에 접촉되도록 구동된다.The probe 230 is driven to contact the gas diffusion layer separately provided under the hole 205 formed in the pressing unit 210.

프로브(230)의 일단은 홀(205)을 통해 하부에 별로도 마련된 가스확산층에 접촉되고, 타단은 연결부(240)와 연결되어 접촉저항 측정장치(200)의 전류공급부(미도시), 전압인가부(미도시) 등과 연결될 수 있다.One end of the probe 230 is in contact with the gas diffusion layer provided separately in the lower portion through the hole 205, the other end is connected to the connection portion 240 to apply a current supply (not shown), voltage of the contact resistance measuring device 200 It may be connected to a part (not shown).

접촉저항 측정장치(200)는 별도로 전극판 상에 분리판을 사이에 두고 배치된 두 개의 가스확산층 상에서, 목표 접촉저항 측정부에 대응되는 분할 형성된 가스확산층 상에 얼라인한 후, 해당되는 분할 형성된 가스확산층을 가압하여 가압된 영역에서의 접촉저항을 측정한다. The contact resistance measuring apparatus 200 separately aligns the split gas diffusion layer corresponding to the target contact resistance measurement part on two gas diffusion layers disposed with the separator plate interposed on the electrode plate, and then splits the corresponding gas. The diffusion layer is pressed to measure contact resistance in the pressed region.

이러한 접촉저항 측정장치(200)는 가압부(210)가 분할 형성된 가스확산층보다 좁은 면적으로 형성됨에 따라 선택된 분할 형성 가스확산층만을 가압하여 분리판 내 원하는 영역에서 접촉저항의 측정을 가능케 하여 분리판 접촉저항의 측정 정밀성을 향상시킬 수 있는 효과를 지닌다.
Since the contact resistance measuring apparatus 200 is formed with a narrower area than the gas diffusion layer in which the pressurization unit 210 is formed, the contact resistance measurement device 200 may press only the selected formation gas diffusion layer to allow measurement of contact resistance in a desired area in the separation plate to contact the separation plate. It has the effect of improving the measurement precision of resistance.

도 3은 도 1의 접촉저항 측정장치를 이용한 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1의 접촉저항 측정장치의 가스확산층(120)을 도 3 및 도 4에서는 제2 가스확산층과 혼용하여 설명한다.3 is a flowchart illustrating a method of measuring contact resistance of a separator for a fuel cell using the contact resistance measuring apparatus of FIG. 1. For convenience of description, the gas diffusion layer 120 of the contact resistance measuring apparatus of FIG. 1 will be described in combination with the second gas diffusion layer in FIGS. 3 and 4.

도 3에 도시된 바와 같이, 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법은 제1 가스확산층이 형성된 전극판 상에 분리판 배치 단계(S310), 제2 가스확산층 포함 접촉저항 측정장치 마련 단계(S320) 및 접촉저항 측정장치로 분리판 가압하여 접촉저항 측정 단계(S330)를 포함한다.
As shown in FIG. 3, the method of measuring contact resistance of a separator for fuel cells includes disposing a separator on an electrode plate on which a first gas diffusion layer is formed (S310), and preparing a contact resistance measuring device including a second gas diffusion layer (S320). And pressing the separator plate with a contact resistance measuring device (S330).

도 4는 도 3에 따른 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3 및 도 4를 참조하여 각 단계를 구체적으로 설명한다. FIG. 4 is a view for explaining a method of measuring contact resistance of a separator for fuel cells according to FIG. 3, with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3 및 도 4를 참조하면, 분리판 배치 단계(S310)에서는 제1 가스확산층(420)이 형성된 전극판(410) 상에 분리판(430)을 배치시킨다.3 and 4, in the separating plate arrangement step S310, the separating plate 430 is disposed on the electrode plate 410 on which the first gas diffusion layer 420 is formed.

가스확산층(420)은 연료전지에서 반응가스를 막전극 집합체(membrane electrode assembly; MEA)(미도시) 표면으로 고르게 분산시킬 수 있는 다공성(porous)의 탄소 페이퍼(carbon paper)로 형성될 수 있다.The gas diffusion layer 420 may be formed of porous carbon paper capable of evenly dispersing the reaction gas to the surface of a membrane electrode assembly (MEA) (not shown) in the fuel cell.

분리판(430)은 공정 중의 취급성 및 연료전지의 박막화 등을 고려하여 약 0.1∼0.5mm 두께의 플레이트 형태로 제작될 수 있다.The separator 430 may be manufactured in the form of a plate having a thickness of about 0.1 to 0.5 mm in consideration of handling in the process and thinning of the fuel cell.

분리판(430)으로는 우수한 전기전도성 및 열전도성 등의 특성을 갖는 금속 분리판이 사용될 수 있다. 이 경우, 금속 분리판의 모재로는 스테인리스 스틸(stainless steel), 티타늄 합금(Ti alloy), 알루미늄 합금(Al alloy), 니켈 합금(Ni alloy) 등에서 선택된 하나가 이용될 수 있다.As the separator 430, a metal separator having excellent properties such as electrical conductivity and thermal conductivity may be used. In this case, as the base material of the metal separator, one selected from stainless steel, titanium alloy, aluminum alloy, nickel alloy, or the like may be used.

금속 분리판의 경우, 모재의 표면에 전이금속 또는 탄소 재질의 코팅층(미도시)이 형성되어 모재의 부족한 내식성 및 전기전도성이 보완될 수 있다. 특히, 모재의 표면에 금(Au), 백금(Pt), 루테늄(Ru) 및 이리듐(Ir) 중 적어도 하나를 포함하는 나노파티클(nanoparticle)로 형성된 불연속 코팅층이 형성되고, 불연속 코팅층이 형성되지 않은 부분에 산화막이 형성되는 것이 내식성 및 전기전도성 측면에서 보다 바람직하다.
In the case of the metal separator, a coating layer (not shown) of a transition metal or carbon material is formed on the surface of the base material to compensate for insufficient corrosion resistance and electrical conductivity of the base material. In particular, a discontinuous coating layer formed of nanoparticles including at least one of gold (Au), platinum (Pt), ruthenium (Ru), and iridium (Ir) is formed on the surface of the base material, and the discontinuous coating layer is not formed. It is more preferable in view of corrosion resistance and electrical conductivity that an oxide film is formed on the portion.

도 3 및 도 4를 참조하면, 접촉저항 측정장치 마련 단계(S320)에서는 피측정기판인 분리판(430)보다 작은 면적을 갖는 제2 가스확산층(120)을 포함하는 접촉저항 측정장치(100)를 마련한다. 이때, 접촉저항 측정장치(100)는 도 1과 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
3 and 4, in the preparing of the contact resistance measuring apparatus (S320), the contact resistance measuring apparatus 100 including the second gas diffusion layer 120 having an area smaller than that of the separation plate 430, which is the substrate to be measured. To prepare. In this case, since the contact resistance measuring apparatus 100 is the same as in FIG. 1, a duplicate description thereof will be omitted.

도 3 및 도 4를 참조하면, 분리판 가압 및 접촉저항 측정 단계(S330)에서는 접촉저항 측정장치(100)를 이용하여 적어도 두 영역에서 분리판(430)을 가압하여 가압된 분리판(430) 영역에서의 접촉저항을 각각 측정한다.3 and 4, in the separating plate pressurization and contact resistance measuring step (S330), the separating plate 430 is pressed by pressing the separating plate 430 in at least two regions using the contact resistance measuring apparatus 100. Measure the contact resistance in the area respectively.

이 경우, 접촉저항 측정장치(100)를 이용하여 분리판(430)을 가압하여 연료전지 모사환경을 조성하고, 분리판(430)이 가압되면 접촉저항 측정장치(100)의 프로브(130)를 가스확산층(120)에 접촉시켜 가압된 분리판(430) 영역에서의 저항값을 측정한다.In this case, using the contact resistance measuring device 100 to pressurize the separator 430 to create a fuel cell simulation environment, and when the separator 430 is pressed, the probe 130 of the contact resistance measuring apparatus 100 is opened. The resistance value in the region of the pressurized separator 430 is measured by contacting the gas diffusion layer 120.

분리판(430)의 접촉저항은 접촉저항 측정장치(100)의 전류공급부(미도시)로부터 연결부(140)를 통해 프로브(130)에 전류를 공급하고, 프로브(130)를 통해 측정된 압력을 이용하여 계산될 수 있다. 한편, 접촉저항은 프로브(130)에 전압을 인가하고, 프로브(130) 접촉부에서의 전류값을 측정하는 방식으로도 측정될 수 있으며, 이 외에 통상의 다양한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.The contact resistance of the separating plate 430 supplies a current to the probe 130 through a connection unit 140 from a current supply unit (not shown) of the contact resistance measuring apparatus 100, and measures the pressure measured through the probe 130. Can be calculated using. Meanwhile, the contact resistance may be measured by applying a voltage to the probe 130 and measuring a current value at the contact portion of the probe 130. In addition, various conventional methods may be applied.

이러한 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법에 따르면, 연료전지 모사 환경 하에서, 분리판(430)보다 작은 면적을 갖는 가스확산층(120)을 포함하는 접촉저항 측정장치(100)를 이용하여 영역별로 분리판(430)의 접촉저항을 측정할 수 있어 분리판(430)의 접촉저항의 측정 정밀성이 향상될 수 있다.
According to the method of measuring the contact resistance of the separator for fuel cell, the fuel cell separator is separated by region using the contact resistance measuring apparatus 100 including the gas diffusion layer 120 having a smaller area than the separator 430 under the fuel cell simulation environment. Since the contact resistance of the plate 430 may be measured, the measurement precision of the contact resistance of the separator 430 may be improved.

도 5는 도 2의 접촉저항 측정장치를 이용한 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of measuring contact resistance of a separator for a fuel cell using the contact resistance measuring apparatus of FIG. 2.

도 5에 도시된 바와 같이, 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법은 제1 가스확산층이 형성된 전극판 상에 분리판 배치 단계(S510), 분리판 상에 서로 이격 분할된 제2 가스확산층 형성 단계(S520) 및 접촉저항 측정장치로 분할된 제2 가스확산층 가압하여 분리판 접촉저항 측정 단계(S530)를 포함한다.
As shown in FIG. 5, in the method of measuring contact resistance of a separator for fuel cells, a separator arrangement step (S510) is formed on an electrode plate on which a first gas diffusion layer is formed, and a second gas diffusion layer is formed on the separator plate. (S520) and the second gas diffusion layer divided by the contact resistance measuring device by pressing the separation plate contact resistance measurement step (S530).

도 6은 서로 이격된 형태로 분할 형성된 제2 가스확산층이 형성된 분리판을 도시한 평면도이고, 도 7은 도 5에 따른 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 5 내지 도 7을 참조하여 각 단계를 구체적으로 설명한다.FIG. 6 is a plan view illustrating a separator in which a second gas diffusion layer is formed to be separated from each other, and FIG. 7 is a view for explaining a method of measuring contact resistance of a separator for a fuel cell according to FIG. 5. Each step will be described in detail with reference to FIG. 7.

도 5 및 도 7을 참조하면, 분리판 배치 단계(S510)에서는 제1 가스확산층(720)이 형성된 전극판(710) 상에 분리판(610)을 배치시킨다.5 and 7, in the separating plate arrangement step S510, the separating plate 610 is disposed on the electrode plate 710 on which the first gas diffusion layer 720 is formed.

분리판(610) 및 가스확산층(720)의 형성 물질 및 방법은 도 4의 분리판(430) 및 가스확산층(420)과 동일할 수 있으므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
Materials and methods for forming the separator 610 and the gas diffusion layer 720 may be the same as the separator 430 and the gas diffusion layer 420 of FIG. 4, and thus descriptions thereof will be omitted.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 가스확산층 형성 단계(S520)에서는 분리판(610) 상에 서로 이격된 상태로 분할되도록 적어도 2개 이상의 제2 가스확산층(620)을 형성한다.5 to 7, in the second gas diffusion layer forming step (S520), at least two or more second gas diffusion layers 620 are formed on the separator 610 so as to be separated from each other.

제2 가스확산층(620)은 다공성(porous)의 탄소 페이퍼(carbon paper)로 형성될 수 있다.The second gas diffusion layer 620 may be formed of porous carbon paper.

도시된 도 6에서는, 제2 가스확산층(620)이 사각형태를 가지고 8개의 서로 이격된 상태로 분할 형성된다. 따라서, 제2 가스확산층(620)은 전기적으로 분리된다. In FIG. 6, the second gas diffusion layer 620 has a rectangular shape and is divided into eight spaced apart states. Thus, the second gas diffusion layer 620 is electrically separated.

이러한 제2 가스확산층(620)은 영역별 분리판(610)의 접촉저항을 측정하기 위하여 4~16개 정도로 분할하여 형성하는 것이 보다 바람직하다. 제2 가스확산층(620)이 4개 미만으로 분할되어 형성될 경우, 영역별 분리판(620) 접촉저항의 측정 정밀성이 저하될 수 있고, 16개를 초과하여 형성될 경우 측정 정밀성 향상 없이 제조공정만 복잡해질 수 있다.
More preferably, the second gas diffusion layer 620 is formed by dividing the second gas diffusion layer 620 into about 4 to 16 in order to measure the contact resistance of the separation plate 610 for each region. When the second gas diffusion layer 620 is formed to be divided into less than four, the measurement precision of the contact resistance of the separator 620 for each region may be degraded, and when more than 16 are formed, the manufacturing process may be performed without improving the measurement precision. Only can be complicated.

한편, 제2 가스확산층(620)의 형상이나 배열 등은 특별히 이에 한정되지 않고, 분리판(620)의 접촉저항 측정을 원하는 영역에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.On the other hand, the shape or arrangement of the second gas diffusion layer 620 is not particularly limited, and of course, various modifications may be made depending on a desired area for measuring the contact resistance of the separator 620.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 분할된 제2 가스확산층 가압 및 접촉저항 측정 단계(S530)에서는, 접촉저항 측정장치(200)를 이용하여 적어도 두 영역에서 분할 형성된 제2 가스확산층(620)을 가압하여 가압된 제2 가스확산층(620)에 대응되는 분리판(610) 영역에서의 접촉저항을 측정한다. 접촉저항 측정장치(200)는 도 2와 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.5 to 7, in the divided second gas diffusion layer pressurization and contact resistance measurement step (S530), the second gas diffusion layer 620 is formed in at least two regions by using the contact resistance measuring apparatus 200. The contact resistance in the region of the separator 610 corresponding to the pressurized second gas diffusion layer 620 is measured. Since the contact resistance measuring apparatus 200 is the same as that of FIG. 2, duplicate description thereof will be omitted.

이 경우, 접촉저항 측정장치(200)를 이용하여 제2 가스확산층(620)을 가압하여 연료전지 모사환경을 조성하고, 제2 가스확산층(620)이 가압되면 접촉저항 측정장치(200)의 프로브(230)를 제2 가스확산층(620)에 접촉시켜 가압된 영역에서의 저항값을 측정한다.In this case, the second gas diffusion layer 620 is pressurized using the contact resistance measuring device 200 to create a fuel cell simulation environment, and when the second gas diffusion layer 620 is pressed, the probe of the contact resistance measuring device 200 is pressed. The resistance value in the pressurized region is measured by contacting the 230 to the second gas diffusion layer 620.

분리판(610)의 접촉저항은 접촉저항 측정장치(200)의 전류공급부(미도시)로부터 연결부(240)를 통해 프로브(230)에 전류를 공급하고, 프로브(230)를 통해 측정된 압력을 이용하여 계산될 수 있다. 한편, 접촉저항은 프로브(230)에 전압을 인가하고, 프로브(230) 접촉부에서의 전류값을 측정하는 방식으로도 측정될 수 있으며, 이 외에 통상의 다양한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.The contact resistance of the separation plate 610 supplies a current to the probe 230 through the connection unit 240 from a current supply unit (not shown) of the contact resistance measuring apparatus 200, and the pressure measured through the probe 230 Can be calculated using. Meanwhile, the contact resistance may be measured by applying a voltage to the probe 230 and measuring a current value at the contact portion of the probe 230, and of course, various conventional methods may be applied.

이러한 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법에 따르면, 서로 이격된 상태로 2개 이상으로 분할된 제2 가스확산층(620)을 분리판(610) 상에 형성하여 연료전지 모사 환경 하에서 영역별로 분리판(610)의 접촉저항을 측정할 수 있어 분리판(610)의 접촉저항의 측정 정밀성이 향상될 수 있다.
According to the method of measuring the contact resistance of the separator for fuel cell, the second gas diffusion layer 620 divided into two or more in a state separated from each other is formed on the separator 610 to separate the separator plate for each region under the fuel cell simulation environment. Since the contact resistance of 610 may be measured, the measurement precision of the contact resistance of the separator 610 may be improved.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100, 200 : 접촉저항 측정장치 105, 205 : 홀
110, 210 : 가압부 120 : 가스확산층(또는 제2 가스확산층)
130, 230 : 프로브 140, 240 : 연결부
410, 710 : 전극판 420, 720 : 제1 가스확산층
430, 610 : 분리판 605 : 매니폴드
620 : 제2 가스확산층100, 200: contact resistance measuring device 105, 205: hole
110, 210: pressurizing unit 120: gas diffusion layer (or second gas diffusion layer)
130, 230: probe 140, 240: connection
410, 710: electrode plate 420, 720: first gas diffusion layer
430, 610: separator 605: manifold
620: second gas diffusion layer

Claims (13)

제1 가스확산층이 형성된 전극판 상에 분리판을 배치시키는 단계;
상기 분리판 상에, 서로 이격된 상태로 분할되도록 2개 이상의 제2 가스확산층을 형성하는 단계; 및
접촉저항 측정장치를 이용하여 적어도 두 영역에서 분할된 제2 가스확산층을 가압하여 가압된 제2 가스확산층에 대응되는 분리판 영역에서의 접촉저항을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정 방법.
Disposing a separator on the electrode plate on which the first gas diffusion layer is formed;
Forming at least two second gas diffusion layers on the separation plate so as to be separated from each other; And
Pressing the second gas diffusion layer divided in at least two areas by using a contact resistance measuring device to measure the contact resistance in the separator region corresponding to the pressurized second gas diffusion layer; for a fuel cell comprising a Method of measuring contact resistance of separator.
제1항에 있어서,
상기 분리판은
금속 분리판인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정 방법.
The method of claim 1,
The separation plate
Method for measuring the contact resistance of the separator for fuel cells, characterized in that the metal separator.
제2항에 있어서,
상기 금속 분리판은
모재의 표면에 전이금속 또는 탄소 재질을 포함하여 형성된 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법.
3. The method of claim 2,
The metal separator is
The contact resistance measurement method of the separator for a fuel cell, characterized in that it further comprises a coating layer formed on the surface of the base material including a transition metal or carbon material.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 가스확산층은
다공성의 탄소 페이퍼(carbon paper)인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정 방법.
The method of claim 1,
The first and second gas diffusion layers
Method for measuring the contact resistance of the separator for fuel cells, characterized in that the porous carbon paper (carbon paper).
제1항에 있어서,
상기 제2 가스확산층은 4~16개로 분할되어 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법.
The method of claim 1,
The second gas diffusion layer is divided into 4 to 16 contact resistance measurement method of the separator for fuel cells, characterized in that formed.
제1항에 있어서,
상기 접촉저항을 측정하는 단계는
홀이 형성된 플레이트 형태의 가압부와, 상기 홀을 통해 상기 제2 가스확산층에 접촉되도록 구동되는 프로브(probe)를 포함하는 접촉저항 측정장치로 수행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정 방법.
The method of claim 1,
Measuring the contact resistance
Contact resistance measurement of a separator for a fuel cell, characterized in that performed by a contact resistance measuring device including a plate-shaped pressurizing portion having a hole and a probe driven to contact the second gas diffusion layer through the hole. Way.
제1 가스확산층이 형성된 전극판 상에 분리판을 배치시키는 단계;
가압부 상에 상기 분리판보다 작은 면적을 갖는 제2 가스확산층이 형성된 접촉저항 측정장치를 마련하는 단계; 및
상기 접촉저항 측정장치를 이용하여 적어도 두 영역에서 상기 분리판을 가압하여 가압된 분리판 영역에서의 접촉저항을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법.
Disposing a separator on the electrode plate on which the first gas diffusion layer is formed;
Providing a contact resistance measuring device having a second gas diffusion layer having an area smaller than that of the separating plate on the pressing unit; And
And measuring contact resistance in the pressurized separator region by pressing the separator in at least two regions by using the contact resistance measuring apparatus.
제7항에 있어서,
상기 분리판은
금속 분리판인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정 방법.
The method of claim 7, wherein
The separation plate
Method for measuring the contact resistance of the separator for fuel cells, characterized in that the metal separator.
제8항에 있어서,
상기 금속 분리판은
모재의 표면에 전이금속 또는 탄소 재질을 포함하여 형성된 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정방법.
9. The method of claim 8,
The metal separator is
The contact resistance measurement method of the separator for a fuel cell, characterized in that it further comprises a coating layer formed on the surface of the base material including a transition metal or carbon material.
제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 가스확산층은
다공성의 탄소 페이퍼인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정 방법.
The method of claim 7, wherein
The first and second gas diffusion layers
Method for measuring the contact resistance of the separator plate for fuel cells, characterized in that the porous carbon paper.
제7항에 있어서,
상기 접촉저항을 측정하는 단계는
홀이 형성된 플레이트 형태의 가압부와, 상기 가압부의 일면 상에 상기 분리판보다 작은 면적으로 형성되는 제2 가스확산층 및 상기 홀을 통해 상기 제2 가스확산층에 접촉되도록 구동되는 프로브(probe)를 포함하는 접촉저항 측정장치로 수행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 접촉저항 측정 방법.
The method of claim 7, wherein
Measuring the contact resistance
A plate-shaped pressing portion having a hole, a second gas diffusion layer formed on a surface smaller than the separation plate on one surface of the pressing portion, and a probe driven to contact the second gas diffusion layer through the hole. Contact resistance measurement method of a separator for a fuel cell, characterized in that performed by a contact resistance measuring device.
홀이 형성된 플레이트 형태의 가압부;
상기 가압부 상에 형성되되, 분리판보다 작은 면적을 갖는 가스확산층; 및
상기 홀을 통해 상기 가스확산층에 접촉되도록 구동되는 프로브(probe);를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉저항 측정장치.
A plate-shaped pressing portion formed with a hole;
A gas diffusion layer formed on the pressing part and having an area smaller than that of the separator plate; And
And a probe driven to contact the gas diffusion layer through the hole.
제12항에 있어서,
상기 가스확산층은
다공성의 탄소 페이퍼로 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉저항 측정 장치.The method of claim 12,
The gas diffusion layer is
Contact resistance measuring device, characterized in that formed of porous carbon paper.
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