KR101420682B1 - 바이폴라 플레이트 및 그를 구비한 연료전지 스택 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이폴라 플레이트와 그를 구비한 연료전지 스택에 관하여 개시한다. 개시된 연료전지 스택은 두 전극과 전해질막의 조립체 및 바이폴라 플레이트가 교번적으로 적층되어 있다. 상기 바이폴라 플레이트는, 서로 이웃하는 제1 바이폴라플레이트와 제2바이폴라 플레이트를 구비하며, 상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트는, 각각 그 양면에 형성된 유로와 연결된 4개의 매니폴드와 다른 바이폴라 플레이트의 양면에 형성된 유로와 연결되는 다른 4개의 매니폴드를 구비한다.

Description

바이폴라 플레이트 및 그를 구비한 연료전지 스택{Bipolar plate and fuel cell stack including the same}
본 발명은 폴리머 전해질 멤브레인 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell: PEMFC)에 관한 것으로서, 특히 전류밀도 및 온도 분포가 개선된 연료전지에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가진 화학에너지를 화학반응에 의해 직접 전기에너지로 바꾸는 장치로서, 연료가 공급되는 한 계속해서 전기를 만들어낼 수 있는 일종의 발전장치이다.
PEMFC는 복수의 단위 셀이 적층되어 직렬로 연결도니 연료전지 스택(stack)을 구비한다. 단위셀은 전해질 멤브레인의 양면에 각각 형성된 애노드 및 캐소드와, 애노드 및 캐소드에 각각 산소를 포함한 공기와 수소 연료를 공급하는 유로가 형성된 플레이트를 구비한다. 상기 플레이트는 스택에서 접촉하는 애노드 및 캐소드에 각각 연료를 공급하도록 양면에 유로가 형성된 바이폴라 플레이트일 수 있다.
도 1은 종래의 단위셀의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 단위 셀은 한 쌍의 바이폴라 플레이트(10) 사이에 애노드 (1) 및 캐소드(3)가 양면에 형성된 전해질막(2)이 위치한다. 두 전극(1)(3)과 전해질막(2)이 결합된 조립체(20)는 통상 MEA(membrane and electrodes assembly)라고 부른다. 바이폴라 플레이트(10)의 일면에는 애노드(1)에 공급하는 수소 연료가 흐르는 유로(11)가 형성되며, 바이폴라 플레이트(10)의 다른 면에는 캐소드(3)에 공급하는 산소연료가 흐르는 유로(12)가 형성되어 있다. 이러한 단위셀이 적층되어서 연료전지 스택을 형성한다.
바이폴라 플레이트(10)의 일 면에는 수소연료의 유입구(11a) 및 유출구(11b)와 유입구(11a)로부터의 연료를 수용하여 유로(11)로 공급하는 매니폴드(13a)와, 유로(11)를 통과한 연료가 모여서 유출구(11b)로 배출되는 공간인 매니폴드(13b)가 형성되어 있다. 그리고, 바이폴라 플레이트(10)의 다른 면에는 산소연료의 유입구(12a) 및 유출구(12b)와 유입구(12a)로부터의 연료를 수용하여 유로(12)로 공급하는 매니폴드(14a)와, 유로(12)를 통과한 연료가 모여서 유출구(12b)로 배출되는 공간인 매니폴드(14b)가 형성되어 있다.
한편, 바이폴라 플레이트들(10) 사이에는 MEA(20)와 함께 수소연료나 산소 연료의 유체의 리크를 방지하는 가스켓(30)이 부착되어 있다. 즉, 바이폴라 플레이트(10)의 중앙부에 MEA(20)를 얹고, 그 위에 바이폴라 플레이트(10)의 테두리를 따라 가스켓(30)을 부착하여 유로(11, 12)로부터의 유체의 리크를 방지한다.
바이폴라 플레이트(10)에 부착된 가스켓(30)이 도 2a에 개략적으로 도시된 바와 같이 매니폴드(13a) 및 매니폴드(14a) 사이에 배치된다. 가스켓(30)은 신축성 재질로 만들어지기 때문에 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b)를 막아버릴 수도 있다. 즉, 이 개스켓(30)이 도 3b에서와 같이 한 쪽, 예컨대 매니폴드(13a) 쪽으로 치우치면, 개스켓(30)이 매니폴드(13a) 및 유로(11) 사이의 일부 공간을 막을 수 있다.
초기의 바이폴라 플레이트는 그 두께가 1cm 정도로 두껍고 그에 따라 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b)의 깊이도 상대적으로 깊었기 때문에 가스켓(30)이 조금 늘어진다고 해도 통로를 막을 정도가 되지는 않았는데, 최근에는 박형화의 추세에 따라 바이폴라 플레이트(10)의 두께가 수 mm 정도로 얇아졌기 때문에 이러한 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b)의 막힘 현상이 잦아지게 된 것이다. 특히, 연료전지 반응 중 전해질막(2)이 수분을 흡수하여 부풀면(swelling) 가스켓(30)이 견고하게 지지되지 못하고 어느 한 쪽의 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b) 속으로 밀려들어가서 그 내벽에 붙을 확률이 높다. 이렇게 되면 유로(11, 12)로 수소나 산소와 같은 유체가 공급되지 못하기 때문에, 연료전지가 제대로 작동하지 못하게 된다.
한편, 이러한 문제점을 해소하기 위해서 기존에 도 3과 같이 금속재 브릿지 플레이트(40)를 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b) 상방에 덮어놓는 구조가 제안된 바 있다. 즉, 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b) 안에 단차부(12a)를 만들어서 그 위에 브릿지 플레이트(40)를 얹고, 가스켓(30)은 그 브릿지플레이트(40) 위에 부착시킴으로써, 기밀도 유지하고, 적층을 하더라도 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b)가 가스켓(30)에 의해 막히는 것도 방지할 수 있게 한 것이다. 그런데, 이러한 구조에서는 브릿지 플레이트(40)의 두께 만큼 매니폴드(13a, 13b, 14a, 14b)가 협소해지기 때문에, 유체의 원활한 이동에 장애가 될 뿐만 아니라, 부품수도 늘고, 또 장기간 사용하다보면 금속재 브릿지 플레이트(40)가 부식되어 버리는 또 다른 단점들을 갖고 있다.
또한, 종래의 바이폴라 플레이트를 구비한 PEMFC는 수소원료와 산소원료에 불순물이 섞여있는 경우, 유로의 경로를 따라서 수소 및 산소의 농도가 낮아지며, 이에 따라 전류 밀도가 유로 경로를 따라서 감소한다. 또한, MEA에서의 발생열(heat flux)은 전류밀도와 관계가 있어 수소연료의 입구 부분에서의 온도가 높으며, 유로의 경로를 따라서 낮아질 수 있다. 특히, 고온에서 작동하는 PEMFC는 수소 연료에 다량의 CO2, CO가 혼입될 수 있으며, 산소 연료로서 공기를 사용할 수 있으며, 이에 따라 전류밀도 및 열적 밀도가 불균일해질 수 있다.
본 발명은 복수의 바이폴라 플레이트가 적층된 연료전지 스택에서 전류밀도 및 열적 밀도가 균일하게 분포되도록 유체의 경로를 개선한 연료전지 스택을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택은: 두 전극과 전해질막의 조립체 및 바이폴라 플레이트가 교번적으로 적층되며,
상기 바이폴라 플레이트는, 서로 이웃하는 제1 바이폴라플레이트와 제2바이폴라 플레이트를 구비하며,
상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트는, 각각 그 양 면에 형성된 유로와 연결된 4개의 매니폴드와 다른 바이폴라 플레이트의 양면에 형성된 유로와 연결되는 다른 4개의 매니폴드를 구비한다.
본 발명에 따르면, 상기 제1 바이폴라 플레이트에서의 수소연료의 흐름 방향과, 상기 제2 바이폴라 플레이트에서의 수소연료의 흐름 방향은 서로 다르다.
본 발명의 일 국면에 따르면, 상기 수소연료는 상기 바이폴라 플레이트의 유로를 통과한 후, 상기 연료전지 스택으로부터 배출된다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 상기 수소연료는 상기 제1 바이폴라 플레이트의 유로를 통과한 후, 상기 제2 바이폴라 플레이트의 유로를 다시 통과한다.
본 발명에 따른 연료전지 스택은 상부에 설치된 엔드 플레이트를 더 구비하며, 상기 엔드 플레이트는 상기 바이폴라 플레이트의 매니폴드와 옆의 매니폴드를 연결하는 연결부;를 구비한다.
상기 바이폴라 플레이트는,
제1면과 반대면인 제2면에 각각 유체가 지나가는 제1유로 및 제2유로가 형성된 플레이트 본체;
상기 플레이트 본체를 관통하며, 상기 제1유로로 상기 유체를 공급하는 제1 매니폴드 및 상기 제1유로를 통과한 상기 유체를 배출하는 제2 매니폴드;
상기 플레이트 본체를 관통하며, 상기 제2유로로 상기 유체를 공급하는 제3 매니폴드 및 상기 제2유로를 통과한 상기 유체를 배출하는 제4 매니폴드; 및
상기 플레이트 본체를 관통하며, 이웃하는 플레이트 본체의 유로와 연결되는 복수의 매니폴드;를 구비하며,
상기 플레이트 본체에서 상기 유로와 상기 매니폴드는 각각 연결채널에 의해 연결된다.
상기 연결채널은 해당 매니폴드와 상기 바이폴라 플레이트의 일 면에서 연결된 홈 형상의 제1채널;
상기 제1채널의 단에 형성되며, 상기 바이폴라 플레이트를 관통하는 관통홀; 및
상기 바이폴라 플레이트의 다른 면에서, 상기 관통홀과 상기 바이폴라 플레이트의 다른 면에 형성된 상기 유로와 연결하는 홈 형상의 제2채널;을 구비한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 모범적 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 스택에 적용되는 바이폴라 플레이트(100)를 도시한 사시도이며, 도 5는 제1 바이폴라 플레이트 및 제2 바이폴라 플레이트 사이에 전극-전해질막 조립체(MEA) 및 가스켓이 결합되는 단위셀의 분리 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 단위셀에 사용되는 제1 바이폴라 플레이트(100) 및 제2 바이폴라 프레이트(100')는 연료의 출입구의 위치가 다르며, 동일한 구성요서에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다. 바이폴라 플레이트(100)(100')에는 플레이트 본체(110)의 양면에 MEA(200)의 애노드(201) 및 캐소드(203)에 공급될 수소 및 산소가 지나다닐 수 있는 유로(111)(112)가 형성되어 있다. 본체(110)의 가장자 리 부근에는 8개의 매니폴드(M1~M8)가 형성되어 있어서 그곳을 통해 수소와 산소가 출입하게 된다.
도 6은 도 4의 A-A 선단면도이며, 도 7은 도 4의 B-B 선단면도이다.
도 6을 참조하면, 매니폴드(M1) 및 유로(111) 사이에는 연결채널(120)이 형성되어 있다. 연결채널(120)은 매니폴드(M1)로 들어온 수소가 본체(110)의 제1면(110a)에 형성된 홈 형상의 제1채널(121)과 본체(110)를 수직으로 통과하는 관통홀(122)과, 제2면(110b)에 형성되어서 관통홀(122) 및 유로(111)를 연결하는 홈 형상의 제2채널(123)을 구비한다. 그리고, 유로(111)를 지난 수소는 대각선 방향 건너편에 연결되어 있는 같은 형태의 연결채널을 역순으로 통과하여 다시 매니폴드(M5)로 빠져나가게 된다. 따라서, 연결채널(120)은 매니폴드(M1)에서 유로(111) 까지 본체(110)의 한쪽 면에만 연속으로 이어져 있는 것이 아니라, 제1면(110a)과 제2면(110b)에 나뉘어져 형성되어서 관통공(122)으로 연결되어 있는 것이다. 그렇기 때문에 제1채널(121)이 형성된 제1면에는 홈이 없는 평탄한 면(F)이 생기게 되고, 제2채널(123) 부분도 좁은 간격의 홈이 형성되므로 제2채널(123) 위에 가스켓(300)을 부착하더라도 제2채널(123)의 바닥까지 밀폐하는 일은 거의 생기지 않는다.
도 7을 참조하면, 매니폴드(M8)로 들어온 산소(또는 공기)가 본체(110)의 제2면(110b)에 형성된 제1채널(131)을 따라 들어와서 관통공(132)을 통해 제1면(110a)으로 이동한 후 제2채널(133)을 통해 유로(112)로 공급되도록 구성되어 있다. 그리고, 유로(112)를 지난 산소는 대각선 방향 건너편에 연결되어 있는 같은 형태의 연결채널을 역순으로 통과하여 다시 매니폴드(M4)로 빠져나가게 된다. 제2채널(133)이 형성된 제2면(110b)에는 홈이 없는 평탄한 면(F)이 생기게 되고, 제1채널(131) 부분도 좁은 간격의 홈이 형성되므로 그 위에 가스켓(300)을 부착하더라도 제1채널(131)의 바닥까지 밀폐하는 일은 거의 생기지 않는다.
도 8은 본 발명의 연료전지 스택의 바이폴라 플레이트들의 적층된 구조를 보여주는 도면이다. 도 8에서 편의상 개스켓 및 MEA를 생략하였다. 또한, 연료전지 스택의 양단부에 각각 형성되는 엔드 플레이트를 생략하였다.
도 8을 참조하면, 제1 바이폴라 플레이트(100) 및 제2 바이폴라 플레이트(100')가 교번적으로 설치되어 있다. 매니폴드(M1, M2, M5, M6)는 수소 개스의 통로이며, 매니폴드(M3, M4, M7, M8)는 에어의 통로이다. 제1 바이폴라 플레이트(100)의 매니폴드(M2)로 들어간 수소개스는 매니폴드(M6)로 나오며, 제2 바이폴라 플레이트(100')의 매니폴드(M5)로 들어간 수소는 매니폴드(M1)으로 나온다. 그리고 제1 바이폴라 플레이트(100)의 매니폴드(M3)로 들어온 에어는 매니폴드(M7)으로 나오며, 제2 바이폴라 플레이트(100')의 매니폴드(M8)로 들어간 에어는 매니폴드(M4)로 나온다.
도 9는 도 8의 바이폴라 플레이트의 스택에서의 유체의 흐름을 간략하게 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 함께 참조하면, 인근한 두 개의 단위셀에서의 수소의 흐름은 서로 역방향 흐름(counter flow)이며, 에어의 흐름도 역방향 흐름인 것을 알 수 있다. 하나의 단위셀에서, 수소와 에어의 흐름은 동일한 흐름이다.
도 10은 도 1의 바이폴라 플레이트가 적층된 연료전지를 구비한 연료전지에서의 유로 경로를 따라서 전류 밀도와 히트 플럭스의 변화를 플로팅한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 유로의 입구로부터 출구로 갈수록 전류밀도 및 히트 플럭스가 감소하는 것을 알 수 있다. 전류밀도가 바이폴라 플레이트의 위치에 따라 불균일하며, 수소연료의 인입구에서 열이 많이 발생한다. 따라서, 연료전지 스택의 성능이 떨어질 수 있으며, 또한, 일부에서의 과열로 연료전지 스택의 수명이 짧아질 수 있다.
도 11은 도 8의 연료전지 스택을 구비한 연료전지에서의 유로 경로를 따라서 전류 밀도와 히트 플럭스의 변화를 플로팅한 그래프이다.
도 11을 참조하면, 단위셀 1과 단위셀 2에서의 유로의 흐름이 서로 다르므로, 단위셀 1에서는 히트 플럭스가 바이폴라 플레이트의 위치에 따라 증가하며, 단위 셀 2에서는 히트 플럭스가 바이폴라 플레이트의 위치에 따라 감소한다. 따라서 서로 인근한 단위셀들의 평균 히트 플럭스는 바이폴라 플레이트의 위치에 관계없이 일정하며, 따라서 바이폴라 플레이트에서의 국부적 과열이 발생되지 않으므로, 열적 손상에 따른 연료전지의 수명 감소가 일어나지 않는다.
또한, 도 11에는 도시되어 있지 않지만, 전류 밀도도 단위셀 1과 단위셀 2에서의 합은 일정하게 나타날 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택에서의 유체의 흐름을 보여주는 도면이다. 도 12에서 편의상 개스켓 및 MEA를 생략하였다. 또한, 엔드플레이트를 생략하였다.
도 12를 참조하면, 제1 바이폴라 플레이트(100) 및 제2 바이폴라 플레이트(100')가 교번적으로 설치되어 있다.
도 13은 도 12의 연료전지 스택에서의 유체의 흐름을 간략하게 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13을 함께 참조하면, 제1 바이폴라 플레이트(100)의 매니폴드(M2)로 들어간 수소는 유로(111)를 거쳐서 매니폴드(M6)로 나오고, 매니폴드(M6)로 나온 수소는 모여서 미도시된 제1엔드 플레이트로 이동된다. 제1엔드 플레이트로 모인 수소는 연결부(미도시)를 통해서 다시 바이폴라 플레이트(100')에 형성된 매니폴드(M5)로 들어가고, 유로(112)를 거쳐서 매니폴드(M1)으로 배출된다.
바이폴라 플레이트(100)의 매니폴드(M3)로 들어간 에어는 유로(111)를 거쳐서 매니폴드(M7)로 나오고, 바이폴라 플레이트(100')의 매니폴드(M4)로 들어간 에어는 유로(111)를 거쳐서 매니폴드(M8)으로 배출된다.
따라서, 인근한 두 개의 단위셀에서의 수소의 흐름은 서로 역방향 흐름(counter flow)이며, 에어의 흐름은 동일한 흐름이다. 수소 연료는 매니폴드(M2)로 들어가서 홀수 유니트 셀을 통과한 후, 매니폴드(M6) 통로에서 모여서 엔드플레이트로 간다. 도 14에서 보면, 엔드플레이트(140)에는 매니폴드(M6) 및 매니폴드(M5)에 대응되는 홀(146) 및 홀(145)가 형성되어 있다. 엔드플레이트(140) 상에는 홀(146) 및 홀(145)를 덮는 연결부(150)가 설치되어 있다. 단위셀 1의 매니폴드(M6) 통로를 지난 수소는 홀(146)을 지나서 연결부(150)를 통해서 홀(145) 및 매니폴드(M5)로 재순환된다. 따라서, 수소 연료가 연료전지 스택에서 지나가는 경로 가 길어지게 되며, 이에 따라 수소연료의 이용율이 증가되므로, 연료전지에서 배출되는 유체 중의 수소 연료의 양이 줄어들 수 있다.
한편, 단위셀 1에서의 A 부분은 수소연료입구 부분으로 히트 플럭스가 가장 높지만, 단위셀2에서의 B 부분은 수소 연료 배출구 부분으로 히트 플럭스가 해당 단위셀에서 가장 낮은 부분이므로, 연료전지 스택에서의 히트 플럭스는 전체적으로 균일할 수 있다. 특히, B 부분에서, 수소연료는 수소 농도가 가장 낮은 상태이지만, 공기 내의 산소 농도는 가장 높은 상태이므로 수소의 소비율이 증가될 수 있다.
연결부(150)는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예컨대, 홀(146)과 홀(145)를 연결하는 플렉서블 호스일 수도 있다.
도 15는 종래 기술과 본 발명에 의한 연료전지 스택을 구비한 연료전지의 I-V 특성 곡선을 도시한 도면이다. 표 1은 도 15의 일부 데이터를 나타낸 것이다. 수소 연료로 순수한 수소 개스를 사용한 경우와, 수소 연료에 CO2 20%, CO 농도가 3000 ppm 섞인 연료로 구분하여 실험하였다.
Figure 112007094680840-pat00001
순수한 수소연료를 사용한 경우, 종래 발명과 본 발명의 다른 실시예에 따른 I-V 특성 곡선이 거의 일치하는 것을 알 수 있다. 이는 각 셀에서의 수소 연료의 농도가 일정하기 때문에 연료전지의 성능의 변화가 없는 것이다.
CO2 및 CO가 포함된 수소연료를 사용하는 경우, 본 발명에 따른 연료전지에서의 성능이 크게 향상되는 것을 볼 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 단위셀의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 바이폴라 플레이트의 매니폴드 부분의 단면도이다.
도 3은 종래 다른 형태의 바이폴라 플레이트를 도시한 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 스택에 적용되는 바이폴라 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 5는 제1 바이폴라 플레이트 및 제2 바이폴라 플레이트 사이에 전극-전해질막 조립체(MEA) 및 가스켓이 결합되는 단위셀의 분리 사시도이다.
도 6은 도 4의 A-A 선단면도이다.
도 7은 도 4의 B-B 선단면도이다.
도 8은 본 발명의 연료전지 스택의 바이폴라 플레이트들의 적층된 구조를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 연료전지 스택에서의 유체의 흐름을 간략하게 도시한 도면이다.
도 10은 도 1의 바이폴라 플레이트를 가진 연료전지에서의 유로 경로를 따라서 전류 밀도와 히트 플럭스의 변화를 플로팅한 그래프이다.
도 11은 도 8의 연료전지 스택을 구비한 연료전지에서의 유로 경로를 따라서 전류 밀도와 히트 플럭스의 변화를 플로팅한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택에서의 유체의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12의 연료전지 스택에서의 유체의 흐름을 간략하게 도시한 도면이다.
도 14는 도 12의 연료전지 스택에 포함되는 엔드 플레이트의 구조를 보여주는 도면이다.
도 15는 종래 기술과 본 발명에 의한 연료전지의 I-V 특성 곡선을 도시한 도면이다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 두 전극과 전해질막의 조립체 및 바이폴라 플레이트가 교번적으로 적층된 연료전지스택에 있어서,
    상기 바이폴라 플레이트는, 서로 이웃하는 제1 바이폴라플레이트와 제2바이폴라 플레이트를 구비하며,
    상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트는, 각각 그 양면에 형성된 유로와 연결된 4개의 매니폴드와 다른 바이폴라 플레이트의 양면에 형성된 유로와 연결되는 다른 4개의 매니폴드를 구비하며,
    상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트 각각은:
    제1면과, 상기 제1면과 반대면인 제2면에 각각 수소연료가 지나가는 제1유로 및 공기가 지나가는 제2유로가 형성된 플레이트 본체;
    상기 플레이트 본체를 관통하며, 상기 제1유로로 상기 수소연료를 공급하는 제1 매니폴드 및 상기 제1유로를 통과한 상기 수소연료를 배출하는 제2 매니폴드;
    상기 플레이트 본체를 관통하며, 상기 제2유로로 상기 산화제를 공급하는 제3 매니폴드 및 상기 제2유로를 통과한 상기 산화제를 배출하는 제4 매니폴드를 구비하며,
    상기 플레이트 본체에는 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로와 상기 매니폴드를 각각 연결하는 연결채널이 형성되며,
    상기 연료전지 스택의 상부에 설치된 엔드 플레이트와, 상기 엔드 플레이트 상에 설치된 연결부를 더 구비하며, 상기 연결부는 상기 제1 바이폴라 플레이트의 상기 제1유로와 연결된 매니폴드와 상기 제2 바이폴라 플레이트의 상기 제1유로와 연결된 매니폴드를 연통되게 하는 연료전지 스택.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 바이폴라 플레이트에서의 상기 수소연료의 흐름 방향과, 상기 제2 바이폴라 플레이트에서의 상기 수소연료의 흐름 방향은 서로 다른 연료전지 스택.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수소연료는 상기 제1 바이폴라 플레이트의 제1유로를 통과한 후, 상기 제2 바이폴라 플레이트의 제1유로를 다시 통과하는 연료전지 스택.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 엔드 플레이트에는 상기 제1 바이폴라 플레이트의 상기 제1유로와 연결된 매니폴드와 연결된 제1홀과, 상기 제2 바이폴라 플레이트의 상기 제1유로와 연결된 매니폴드와 연결된 제2홀이 형성되며,
    상기 연결부는 상기 엔드 플레이트 상에서 상기 제1홀과 상기 제2홀을 덮는 연료전지 스택.
  8. 삭제
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결채널은 해당 매니폴드와 상기 바이폴라 플레이트의 일 면에서 연결된 홈 형상의 제1채널;
    상기 제1채널의 단에 형성되며, 상기 바이폴라 플레이트를 관통하는 관통홀; 및
    상기 바이폴라 플레이트의 다른 면에서, 상기 관통홀과 상기 바이폴라 플레이트의 다른 면에 형성된 상기 유로와 연결하는 홈 형상의 제2채널;을 구비한 연료전지 스택.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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