KR101465804B1 - Ｕｖ 경화성 연료 전지 실란트 및 그로부터 형성된 연료 전지 - Google Patents

Ｕｖ 경화성 연료 전지 실란트 및 그로부터 형성된 연료 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101465804B1
KR101465804B1 KR1020087019939A KR20087019939A KR101465804B1 KR 101465804 B1 KR101465804 B1 KR 101465804B1 KR 1020087019939 A KR1020087019939 A KR 1020087019939A KR 20087019939 A KR20087019939 A KR 20087019939A KR 101465804 B1 KR101465804 B1 KR 101465804B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
mold
composition
flow field
polyisobutylene
Prior art date
Application number
KR1020087019939A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080085094A (ko
Inventor
안토니 프란시스 자코빈
존 지. 우즈
스티븐 토마스 나코스
매튜 피터 버지
브라이언 러셀 에인슬라
케빈 제임스 웰치
Original Assignee
헨켈 유에스 아이피 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 헨켈 유에스 아이피 엘엘씨 filed Critical 헨켈 유에스 아이피 엘엘씨
Publication of KR20080085094A publication Critical patent/KR20080085094A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101465804B1 publication Critical patent/KR101465804B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/028—Sealing means characterised by their material
    • H01M8/0284—Organic resins; Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0276—Sealing means characterised by their form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2404—Processes or apparatus for grouping fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

누출에 대한 밀봉성이 개선된 연료 전지는 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌, 히드로실란 가교제, 백금 촉매 및 광개시제를 포함하는 경화 실란트가 있는 연료 전지 성분을 포함한다. 연료 전지 성분은 캐소드 유동장 판, 애노드 유동장 판, 수지 프레임, 기체 확산 층, 애노드 촉매 층, 캐소드 촉매 층, 막 전해질, 막 전극 조립체 프레임 및 이들의 조합물일 수 있다. 이러한 연료 전지를 형성하는 방법은 기판을 포함하는 연료 전지 성분을 제공하고, 공동부가 있는 금형을 제공하고, 공동부가 기판과 유통하도록 금형을 위치시키고, 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌, 히드로실란 가교제, 백금 촉매 및 광개시제를 포함하는 경화성 액체 실란트 조성물을 공동부에 적용하고, 화학선을 사용하여 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
실란트, 연료 전지, 밀봉, 전기화학 전지, 막 전극 조립체

Description

ＵＶ 경화성 연료 전지 실란트 및 그로부터 형성된 연료 전지 {UV-CURABLE FUEL CELL SEALANTS AND FUEL CELLS FORMED THEREFROM}
본 발명은 연료 전지와 같은 전기화학 전지의 성분들을 결합 및 밀봉하기 위한 실란트 조성물과 이로부터 형성된 전기화학 전지에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 연료 전지 성분들을 밀봉하기 위한 UV 경화성 조성물에 관한 것이다.
여러 유형의 전기화학 전지가 공지되어 있지만, 양성자 교환 막 ("PEM") 연료 전지와 같은 연료 전지가 가장 일반적일 것이다. PEM 연료 전지에는 막 전극 조립체 ("MEA")가 함유되며 이는 2개의 유동장 판 (flow field plate) 또는 바이폴라 판 (bipolar plate) 사이에 제공된다. 바이폴라 판과 MEA 사이에 가스켓이 사용되어 밀봉이 제공된다. 또한, 개개의 PEM 연료 전지는 전형적으로 비교적 낮은 전압 또는 전력을 제공하기 때문에, 생성 연료 전지 조립체의 전반적인 전기 출력을 증가시키기 위해 다수의 PEM 연료 전지가 적층된다. 또한, 개개의 PEM 연료 전지 사이에서 밀봉이 필요하다. 더욱이, 연료 전지 내의 온도를 제어하기 위해 판의 냉각이 또한 전형적으로 제공된다. 연료 전지 조립체 내에서의 누출이 방지되도록 이러한 판은 또한 밀봉된다. 조립 후, 조립체의 고착을 위해 연료 전지 스택 은 고정된다.
미국 특허 제6,057,054호에 기재되어 있는 바와 같이, 막 전극 조립체 상에 성형하기 위해 액체 실리콘 고무가 제안되었다. 그러나, 이러한 실리콘 조성물은 연료 전지의 목적하는 가동 수명에 도달하기 전에 종종 분해될 수 있다. 또한, 이러한 실리콘 고무는 연료 전지를 오염시키는 물질을 방출하여, 연료 전지의 성능에 불리한 영향을 미친다. 또한, 분리기 판 상에 액체 실리콘 고무를 성형하는 것이 미국 특허 제5,264,299호에 기재되어 있다. 이의 가동 수명을 증가시키기 위해, 연료 전지 성분의 표면을 결합시키기 위한 미국 특허 제6,165,634호에 기재되어 있는 바와 같은 플루오로엘라스토머와 같은 보다 내구성인 엘라스토머 및 미국 특허 제6,159,628호에 기재되어 있는 바와 같은 폴리올레핀 탄화수소가 제안되었다. 그러나, 이들 조성물은 기체 확산 층과 같은 다공성 구조물에 잘 함침되지 않는다. 또한, 이들 열가소성 및 플루오로엘라스토머 조성물의 점도는 너무 높아 기판의 손상 없이는 사출 성형될 수 없거나 다공성 구조물에 함침될 수 없다.
미국 특허 출원 공개 제2005/0263246 A1호에는 융점 또는 유리 전이 온도가 약 100℃인 열가소성 필름을 사용하여 기체 확산 층에 함침시키는, 막 전극 조립체 상에 연부 밀봉을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 이러한 방법은 양성자 교환 막이 노출될 수 있는 최대 온도가 용융 가공 온도를 제한할 것이기 때문에 문제가 있다. 게다가, 밀봉은 연료 전지의 상한 가동 온도를 제한할 것이다. 예를 들어, 양성자 교환 막은 전형적으로 단지 130℃의 최대 온도에 노출될 수 있는 반면, 일상적으로 90℃ 이상의 온도에서 가동된다. 따라서, 연료 전지의 일상적인 가동 온 도 및 최대 가동 온도는 상기 특허 문헌의 결합 방법에 의해 제한될 것이다.
미국 특허 제6,884,537호에는 연료 전지 성분을 밀봉하기 위한 밀봉 비드가 있는 고무 가스켓의 용도가 기재되어 있다. 가스켓은 접착제 층의 사용을 통해 연료 전지 성분에 고착되어 가스켓의 이동 또는 미끌림이 방지된다. 유사하게, 국제 특허 공개 제WO 2004/061338 A1호 및 제WO 2004/079839 A2호에는 연료 전지 성분을 밀봉하기 위한 멀티피스 (multi-piece) 및 싱글피스 (single-piece) 가스켓의 용도가 기재되어 있다. 기재되어 있는 가스켓은 접착제의 사용을 통해 연료 전지 성분에 고착된다. 접착제 및 가스켓의 배치는 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 잘못된 배치로 인해 연료 전지의 성능 저하 및 누출이 유발될 수 있기 때문에 문제가 있다.
미국 특허 제6,875,534호에는 연료 전지 분리기 판의 주변을 밀봉하기 위한 현장 경화형 (cured-in-place) 조성물이 기재되어 있다. 이 현장 경화형 조성물은 각 말단에 알릴 종결 라디칼이 있는 폴리이소부틸렌 중합체, 오르가노폴리실록산, 규소 원자에 각각 2개 이상의 수소 원자가 부착되어 있는 오르가노히드로겐폴리실록산, 및 백금 촉매를 포함한다. 미국 특허 제6,451,468호에는 연료 전지의 분리기, 전극 또는 이온 교환 막을 밀봉하기 위한 현장 형성형 (formed-in-place) 조성물이 기재되어 있다. 이 현장 형성형 조성물은 각 말단에 알케닐 종결 기가 있는 선형 폴리이소부틸렌 퍼플루오로폴리에테르, 규소 원자에 각각 2개 이상의 수소 원자가 결합되어 있는 가교제 또는 경화제, 및 히드로실릴화 촉매를 포함한다. 이들 조성물의 가교 밀도 및 결과 특성은 알릴 또는 알케닐 관능가가 2인 선형 폴리이소부틸렌 올리고머의 사용에 의해 제한된다. 이들 조성물의 관능가는 결과 조성물의 특성을 제한하는 히드로실릴 관능가를 변화시킴으로써 변경된다.
국제 특허 공개 제WO 2004/047212 A2호에는 연료 전지의 유체 이송 층 또는 기체 확산 층을 밀봉하기 위한 발포 고무 가스켓, 액체 실리콘 실란트 또는 고체 플루오로플라스틱의 용도가 기재되어 있다. 고체 가스켓, 즉 발포 고무 및/또는 고체 플루오로플라스틱 테이프 또는 필름의 사용은 이들 물질의 배치 및 연료 전지 성분 및 가스켓의 후속적인 배열을 시간 소모적이며 문제가 되게 한다.
미국 특허 출원 공개 제2003/0054225호에는 연료 전지 전극에 전극 물질을 적용하기 위한 드럼 또는 롤러와 같은 회전식 장비의 용도가 기재되어 있다. 상기 공개물에는 연료 전지 전극을 형성하기 위한 자동화된 방법이 기재되어 있으나, 상기 공개물은 형성된 연료 전지의 밀봉에 관한 사항을 다루지 못하였다.
현재 기술 상태에도 불구하고, 전기화학 전지 성분과 함께 사용하기에 적합한 실란트 조성물, 바람직하게는 UV 경화성 실란트가 여전히 요구되고 있다.
<발명의 개요>
본 발명의 일 양태에서, 연료 전지가 제공된다. 연료 전지는 텔레킬릭 관능성 (telechelic-functional) 폴리이소부틸렌, 히드로실란 가교제, 백금 촉매 및 광개시제를 포함하는 경화 실란트가 있는 연료 전지 성분을 포함한다. 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌은 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머를 포함할 수 있다. 연료 전지 성분은 캐소드 유동장 판, 애노드 유동장 판, 수지 프레임, 기체 확산 층, 애노드 촉매 층, 캐소드 촉매 층, 막 전해질, 막 전극 조립체 프레임 및 이들의 조합물일 수 있다.
본 발명의 또다른 양태에서, 연료 전지를 형성하는 방법은 기판을 포함하는 연료 전지 성분을 제공하고, 공동부가 있는 금형을 제공하고, 공동부가 기판과 유통하도록 금형을 위치시키고, 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌, 히드로실란 가교제, 백금 촉매 및 광개시제를 포함하는 경화성 액체 실란트 조성물을 공동부에 적용하고, 화학선을 사용하여 조성물을 경화시키는 것을 포함한다. 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌은 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머를 포함할 수 있다. 연료 전지 성분은 캐소드 유동장 판, 애노드 유동장 판, 수지 프레임, 기체 확산 층, 애노드 촉매 층, 캐소드 촉매 층, 막 전해질, 막 전극 조립체 프레임 및 이들의 조합물일 수 있다.
본 발명의 또다른 양태에서, 연료 전지를 형성하는 방법은 기판을 포함하는 연료 전지 성분을 제공하고, 공동부가 있는 금형을 제공하고, 공동부가 기판과 유통하도록 금형을 위치시키고, 아크릴레이트, 우레탄, 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 이들의 공중합체 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화학선 경화성 물질을 포함하는 경화성 액체 실란트 조성물을 공동부에 적용하고, 화학선을 사용하여 조성물을 경화시키는 것을 포함한다. 경화성 조성물은 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌, 예컨대 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머를 포함할 수 있다. 연료 전지 성분은 캐소드 유동장 판, 애노드 유동장 판, 수지 프레임, 기체 확산 층, 애노드 촉매 층, 캐소드 촉매 층, 막 전해질, 막 전극 조립체 프레임 및 이들의 조합물일 수 있다.
본 발명의 또다른 양태에서, 연료 전지를 형성하는 방법은 기판을 포함하는 제1의 연료 전지 성분 및 기판을 포함하는 제2의 연료 전지 성분을 제공하고, 실란트의 제1 액부가 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌 및 히드로실란을 포함하고 제2 액부가 광개시제를 포함하는 이액형 화학선 경화성 액체 실란트를 제공하고, 제1의 연료 전지 성분의 기판에 실란트의 제1 액부를 적용하고, 제2의 연료 전지 성분의 기판에 실란트의 제2 액부를 적용하고, 제1 및 제2의 연료 전지 성분의 기판을 나란히 배열하고, 화학선을 사용하여 실란트를 경화시키는 것을 포함한다. 동일하거나 상이할 수 있는 제1 또는 제2의 연료 전지 성분은 캐소드 유동장 판, 애노드 유동장 판, 수지 프레임, 기체 확산 층, 애노드 촉매 층, 캐소드 촉매 층, 막 전해질, 막 전극 조립체 프레임 및 이들의 조합물일 수 있다. 기판을 배열하는 단계는 공동부가 있는 금형을 제공하고, 공동부가 기판과 유통하도록 금형을 위치시키는 것을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 금형은 UV 복사선과 같은 화학선이 투과한다.
도 1은 애노드 유동장 판, 기체 확산 층, 애노드 촉매, 양성자 교환 막, 캐소드 촉매, 제2의 기체 확산 층 및 캐소드 유동장 판이 있는 연료 전지의 단면도이다.
도 2는 실란트가 주변부에 배치된 연료 전지용 막 전극 조립체의 단면도이다.
도 3은 실란트가 주변부에 및 주변 연부 부분 상에 배치된 연료 전지용 막 전극 조립체의 단면도이다.
도 4는 실란트가 연료 전지의 막 전극 조립체와 유동장 판 사이에 배치되어 적층된 연료 전지 조립체를 형성하는 연료 전지의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따라 가스켓을 형성하기 위한 상부 및 하부 금형 부재가 있는 금형의 사시도이다.
도 6은 6-6 축에 따라 취한 도 5의 금형의 단면도이다.
도 7은 상부 금형 부재 및 하부 금형 부재가 도시된 도 6의 금형의 분해도이다.
도 8은 8-8 축에 따라 취한 도 7의 상부 금형 부재의 저부도이다.
도 9는 9-9 축에 따라 취한 도 8의 상부 금형 부재의 좌측 정면도이다.
도 10은 10-10 축에 따라 취한 도 8의 상부 금형 부재의 우측 정면도이다.
도 11은 11-11 축에 따라 취한 도 8의 상부 금형 부재의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 대안적 금형의 사시도이다.
도 13A 및 도 13B는 금형 내에 배치된 연료 전지 성분을 나타내는, 13-13 축에 따라 취한 도 12의 금형의 단면도이다.
도 14는 투명한 물질의 상부 금형 부재를 도시하는, 도 5 또는 도 12의 상부 금형 부재의 사시도이다.
도 15는 15-15 축에 따라 취한 도 14의 투명한 상부 금형 부재의 단면도이다.
본 발명은 전기화학 전지의 성분들을 결합하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 전기화학 전지는 화학 반응 및 화학적 연소를 포함한, 그러나 이에 제한되지 않는 화학적 근원으로부터 전기를 생성하는 장치이다. 유용한 전기화학 전지로는 연료 전지, 건전지 및 습전지 등이 포함된다. 하기에 보다 자세히 기술되는 연료 전지는 화학 반응물로부터 전기를 생성한다. 습전지에는 액체 전해질이 있다. 건전지에는 다공성 매질에 흡수되어 있거나 또는 흐르지 않도록 달리 억압된 전해질이 있다.
도 1에는 연료 전지 (10)과 같은 전기화학 연료 전지의 기본 부재들의 단면도가 도시되어 있다. 전기화학 연료 전지는 연료 및 산화제를 전기 및 반응 생성물로 전환시킨다. 연료 전지 (10)은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 서로 관련되어 있는, 한 측면 상에 개방면 냉각제 채널 (14)가 있고 제2 측면 상에 애노드 흐름 채널 (16)이 있는 애노드 유동장 판 (12), 수지 판 (13), 기체 확산 층 (18), 애노드 촉매 (20), 양성자 교환 막 (22), 캐소드 촉매 (24), 제2 기체 확산 층 (26), 제2 수지 판 (13), 및 한 측면 상에 개방면 냉각제 채널 (30)이 있고 제2 측면 상에 캐소드 흐름 채널 (32)가 있는 캐소드 유동장 판 (28)로 구성된다. 기체 확산 층 (18), 애노드 촉매 (20), 양성자 교환 막 (22), 캐소드 촉매 (24) 및 제2 기체 확산 층 (26)의 조합물은 종종 막 전극 조립체 (36)이라 지칭된다. 기체 확산 층 (18) 및 (26)은 전형적으로는 다공성이며 전기적으로 전도성인 시트 물질, 예를 들면 탄소 섬유 종이로 형성된다. 그러나, 본 발명은 탄소 섬유 종이의 사용에 국한되지 않고, 다른 물질이 적합하게 사용될 수 있다. 그러나, 연료 전지는 이러한 도시된 성분들의 배열에 국한되지 않는다. 애노드 및 캐소드 촉매 층 (20) 및 (24)는 전형적으로는 미세하게 분쇄된 백금의 형태이다. 애노드 (34) 및 캐소드 (38)은 전극 사이의 전자가 외부 부하 (도시되지 않음)로 전도되기 위한 통로가 제공되도록 전기적으로 커플링된다 (도시되지 않음). 유동장 판 (12) 및 (28)은 전형적으로는 흑연 함침 플라스틱, 압축 (compressed) 및 팽창 (exfoliated) 흑연, 다공성 흑연, 스테인리스강 또는 다른 흑연 복합물로 형성된다. 상기 판은 표면 습윤성과 같은 표면 특성이 달성되도록 처리될 수 있거나 또는 처리되지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명은 유동장 판으로서 사용하기 위한 이러한 물질의 사용에 국한되지 않으며, 다른 물질이 적합하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 연료 전지에서, 유동장 판은 금속 또는 금속 함유 물질, 전형적으로는 스테인리스강으로부터 제조되나, 이에 제한되지는 않는다. 유동장 판은 바이폴라 판, 즉 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 대향 판 표면 상에 흐름 채널이 있는 판일 수 있다. 대안적으로, 바이폴라 판은 모노폴라 판들을 서로 고정함으로써 제조할 수 있다.
일부 연료 전지 디자인은 막 전극 조립체 (36)과 분리기 판 (12, 28) 사이에서 수지 프레임 (13)을 이용하여, 막 전극 조립체 (36)의 내구성을 향상시키고 연료 전지 조립 동안 막 전극 조립체 (36)과 분리기 판 (12, 28) 사이에 적당한 공간을 제공한다. 이러한 디자인에서, 분리기 판 (12, 28) 및 수지 프레임 (13) 사이에 밀봉이 있는 것이 필요하다.
본 발명은 도 1에 도시된 연료 전지 성분들 및 이들의 배열에 국한되지 않는다. 예를 들어, 직접 메탄올 연료 전지 ("DMFC")는 냉각제 채널을 제외하곤 도 1에 도시된 동일한 성분들로 이루어질 수 있다. 또한, 연료 전지 (10)은 내부 또는 외부 매니폴드 (도시되지 않음)가 있도록 디자인될 수 있다.
본 발명을 양성자 교환 막 (PEM) 연료 전지와 관련하여 기재하였으나, 본 발명은 모든 종류의 연료 전지에 적용가능하다는 것을 인지하여야 한다. 본 발명의 개념은 인산 연료 전지, 알칼리 연료 전지, 고온 연료 전지, 예를 들면 고상 산화물 연료 전지 및 용융 탄산염 연료 전지, 및 다른 전기화학 장치에 적용될 수 있다.
애노드 (34)에서, 애노드 흐름 채널 (16)을 통해 이동하는 연료 (도시되지 않음)는 기체 확산 층 (18)에 침투하여 애노드 촉매 층 (20)에서 반응하여 수소 양이온 (양성자)를 형성하며, 이 수소 양이온은 양성자 교환 막 (22)를 통해 캐소드 (38)로 이동한다. 양성자 교환 막 (22)는 애노드 (34)로부터 캐소드 (38)로의 수소 이온의 이동을 촉진한다. 수소 이온의 전도 이외에, 양성자 교환 막 (22)는 산소 함유 산화제 스트림으로부터 수소 함유 연료 스트림을 단리시킨다.
캐소드 (38)에서, 산소 함유 기체, 예를 들면 공기 또는 실질적으로 순수한 산소는 양성자 교환 막 (22)를 가로지른 양이온 또는 수소 이온과 반응하여 반응 생성물로서 액체 물을 형성한다. 수소/산소 연료 전지에서의 애노드 및 캐소드 반응은 하기 반응식으로 나타내어진다.
애노드 반응: H2 → 2 H+ + 2 e- (I)
캐소드 반응: ½O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O (II)
도 2에는 막 전극 조립체 (36)의 주변부 (33)에 또는 그 근처에 경화된 또는 경화성 조성물 (40)이 있는 막 전극 조립체 (36)이 도시되어 있다. 하기에 기재하는 바와 같이, 조성물 (40)은 연료 전지의 상이한 성분들을 서로에 밀봉 및/또는 결합하는데 유용한다.
그러나, 본 발명은 막 전극 조립체 (36)의 주변부 (33)에 또는 그 근처에 조성물 (40)이 있는 막 전극 조립체 (36)과 같은 연료 전지 성분에 국한되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 경화된 또는 경화성 조성물 (40)은 막 전극 조립체 (36)의 주변부 (33)에 또는 그 근처에 배치되고 막 전극 조립체 (36)의 주변 연부 부분 (35)를 덮을 수 있다.
도 4에는 인접 부재 몇몇이 그들 사이에서 경화된 또는 경화성 조성물 (40)을 가져 연료 조립체 (10')을 제공하는 연료 전지 (10)의 기본 부재들의 단면도가 도시되어 있다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 조성물 (40)은 애노드 유동장 판 (12)를 기체 확산 층 (18) 또는 막 전극 조립체 (36)에 밀봉 및/또는 결합시킨다. 캐소드 유동장 판 (28)도 또한 기체 확산 층 (26) 또는 막 전극 조립체 (36)에 밀봉 및/또는 결합된다. 본 실시양태에서, 연료 전지 조립체 (10')에는 애노드 촉매 (20) 및 캐소드 촉매 (24)가 상부에 배치된 예비형성된 막 전극 조립체 (36)이 종종 있는다. 연료 전지 조립체 (10')의 다양한 성분 사이에 배치된 조성물 (40)은 동일한 조성물일 수 있거나 또는 상이한 조성물일 수 있다. 추가적으로, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 조성물 (40)은 캐소드 유동장 판 (28)을 제2 연료 전지의 성분, 예를 들면 제2 애노드 유동장 판 (12')에 밀봉 및/또는 결합시킬 수 있다. 추가로, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 조성물 (40)은 제2 애노드 유동장 판 (12')를 제2 연료 전지의 성분, 예를 들면 제2 막 전극 조립체 (36')에 밀봉 및/또는 결합시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 연료 전지 조립체 (10')은 다중 전지 전지화학 장치를 제공하도록 밀봉적으로 및/또는 접착적으로 성분들이 인접하는 다중 연료 전지로 형성된다.
도 5는 본 발명에 따라 현장 경화형 가스켓을 형성하는데 유용한 금형 (48)의 사시도이다. 금형 (48)은 도시되어 있는 바와 같이 서로 관련된 상부 금형 부재 (50), 하부 금형 부재 (36') 및 사출 포트 (52)를 포함한다. 본 실시양태에서, 조성물 (40)은 하부 금형 부재 (36') 상에 배치되어 그에 또는 그 상부에 가스켓을 형성한다. 본 발명의 본 실시양태에서, 하부 금형 부재 (36')은 바람직하게는 연료 전지 성분, 예를 들면 막 전극 조립체 (36)이다. 그러나, 본 발명은 하부 금형 성분으로서 막 전극 조립체 (36)을 사용하는 것에 제한되지는 않으며, 다른 연료 전지 성분이 하부 금형 성분일 수 있다. 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 사출 포트 (52)는 금형 공동부 (54)와 유통한다.
도 6은 6-6 축을 따라 취한 도 5의 금형 (48)의 단면도이다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 상부 금형 부재 (50)은 금형 공동부 (54)를 포함한다. 액체 가스켓 형성 조성물이 사출 포트 (52)를 통해 금형 공동부 (54)로 도입될 수 있다.
도 7은 도 6의 금형 (48)의 분해도이다. 금형 부재 (50)은 결합 면 (mating surface) (56)을 포함하고, 금형 부재 (36')은 결합 면 (58)을 포함한다. 금형 부재 (50) 및 (36')은, 결합 면 (56) 및 (58)이 서로에 대해 실질적으로 나란히 놓이도록 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 서로에 대해 정렬될 수 있다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 가스켓 (40)은 금형 공동부 (54)로부터 제거되어 결합 면 (58)에 부착된다.
도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 금형 공동부 (54)는 주변이 폐쇄된 디자인의 형상이다. 금형 공동부 (54)를 도 8에서 둥근 직사각형으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 형상의 공동부가 적합하게 사용될 수 있다. 또한, 금형 공동부 (54)의 단면 형상이 도 7에서 직사각형 또는 정사각형으로 도시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 원형 또는 타원형 또는 개선된 밀봉을 위해 연장부가 있는 기하학 형상과 같은 다른 단면 형상이 적합하게 사용될 수 있다.
도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 금형 (50)은 제2 포트 (60)을 포함할 수 있다. 제2 포트 (60)은 금형 공동부 (54)와 유통한다. 가스켓 형성 물질로 충전되는 동안 공동부 (54)가 탈기되도록 제2 포트 (60)이 사용될 수 있다. 가스켓 형성 물질이 포트 (52)를 통해 공동부 (54)로 도입될 때, 공기는 제2 포트 (60)을 통해 빠져 나와 금형 공동부 (54)가 탈기될 수 있다. 본 발명은 제2 포트 (60)의 크기에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 제2 포트 (60)의 크기, 즉 단면적 정도는 공기의 배출이 가능하나 그를 통한 가스켓 형성 물질의 액체 흐름이 제한되기에 충분히 작게 최소화한다. 다시 말해, 제2 포트 (60)의 크기는 공기가 그를 통해 흐를 수 있으나 액체 가스켓 형성 물질의 실질적인 흐름은 억제되는 핀홀 크기일 수 있다. 또한, 본 발명은 단일 포트 (52) 또는 단일 포트 (60)의 사용으로 제한되지 않으며, 다중 포트가 가스켓 물질의 도입 및/또는 공기의 배출을 위해 사용될 수 있다.
도 9는 도 8의 9-9 축을 따라 취한 금형 부재 (50)의 단면도이다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 사출 포트 (52)는 적절하게는 금형 부재 (50) 내의 공동부 또는 구멍일 수 있다. 사출 포트 (52) 부분에 나삿니가 있거나 (도시되지 않음) 또는 밸브 (도시되지 않음)가 있거나 또는 가스켓 형성 물질이 그를 통해 이송될 수 있는 관 또는 호스 (도시되지 않음)가 있을 수 있다.
도 10은 도 8의 10-10 축을 따라 취한 금형 부재 (50)의 단면도이다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 포트 (60)은 적절하게는 금형 부재 (50) 내의 공동부 또는 구멍일 수 있다. 포트 (60)의 부분에 공기 및/또는 가스켓 형성 물질의 배출를 제어하기 위한 밸브 (도시되지 않음)가 있을 수 있다.
도 11은 도 8의 11-11 축을 따라 취한 금형 부재 (50)의 단면도이다. 금형 공동부 (54)는 그의 결합 면 (56)에서 금형 부재 (50) 내로 연장되어 있는 것으로 도시되어 있다.
도 12는 본 발명에 따라 현장 경화형 가스켓을 형성하기에 유용한 금형 (48")의 사시도이다. 금형 (48")은 상부 금형 부재 (50) 및 하부 금형 부재 (70)을 포함한다. 도 13A 및 13B에 도시되어 있는 바와 같이, 금형 부재 (50) 및 (70)은 상기에 논의된 식으로 함께 설비될 수 있고 연료 전지 성분, 예를 들면 막 전극 조립체 (36)이 그들 사이에 배치될 수 있도록 구성된다. 도 13A에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 금형 (48")을 사용하여, 연료 전지 성분 (36)의 대향 면의 주변부 상에 가스켓 (40)을 형성할 수 있다. 도 13B에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 금형 (48")을 또한 사용하여, 연료 전지 성분 (36)의 대향 면 및 주변 측면 상에 가스켓 (40)을 형성할 수 있다.
도 14는 금형 부재 (50, 70)이 투명한 물질로 제조되거나 또는 투명한 물질을 포함할 수 있는 것으로 도시된 금형 부재 (50, 70)의 사시도이다. 바람직하게는, 금형 부재 (50, 70)은 투명하다. 즉, 화학선, 예를 들면 UV 복사선이 투과할 수 있거나 또는 실질적으로 투과할 수 있다. 투명한 금형 부재 (50, 70)의 단면도가 도 15에 도시되어 있다.
본 발명의 상기 양태의 방법은 화학선 경화성인 액상의 가스켓 형성 조성물을 사출하기 전에 또는 사출하는 동안 공동부를 탈기하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 탈기 단계는 공동부 (54)와 유통하는 제2 포트 (60)을 통해 탈기하는 것을 포함한다.
공동부 (54)의 탈기 및 상기한 유체 특성으로, 액체 조성물은 과도한 액체 처리 압력의 필요없이 공동부 (54)에 완전히 충전된다. 바람직하게는, 액체 조성물은 약 690 kPa (100 psig) 이하의 유체 처리 압력에서 공동부 (54)에 완전히 충전된다.
조성물을 경화한 후 또는 적어도 일부 경화한 후, 금형 부재 (50, 36') 또는 (50, 70)을 서로에 대해 분리하여 가스켓을 노출시킬 수 있고, 이후, 가스켓 (40)을 금형 공동부 (54)로부터 제거할 수 있다. 가스켓 (40)은 바람직하게는 연료 전지 성분, 예를 들면 막 전극 조립체 (36)에 배치되고/되거나 부착된다.
상부 금형 부재 (50, 70)에 홈 또는 금형 공동부 (54)가 있는 것으로 본 발명을 기재하였지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 상부 금형 부재의 금형 공동부 (54) 이외에 또는 대신에, 하부 금형 부재 (36', 70) 및/또는 연료 전지 성분, 예를 들면 막 교환 막 (36)에 밀봉의 형성 및 배치를 위한 홈 또는 금형 공동부가 있을 수 있다.
연료 전지 장벽 실란트의 요구되는 물리적 특성 필요조건으로 인해, 표면 에너지가 낮은 중합체, 예컨대 폴리이소부틸렌이 바람직하다. 가교에 영향을 미치기 위해, 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌, 예컨대 비닐 종결 폴리이소부틸렌이 더 바람직하다. 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌은 적절한 가용성 히드로실란 가교제와 반응하여 경화 실란트를 형성할 수 있다. 전형적으로, 본 발명 전에, 가교는 하기와 같이 백금 촉매의 존재하에 수행되었다.
Figure 112008058128309-pct00001
전형적으로 히드로실릴화 경화 유기 기재 제형물은 백금 촉매를 사용하여 열 경화되며, 일반적으로 이러한 경화에는 승온에서 1시간 이상이 필요하다. 그러나, 이러한 경화 조건은 연속 제조 공정을 제한한다.
바람직하게는, 본 발명의 액체 조성물은 실온에서 또는 거의 실온에서 짧은 시간 내에, 예를 들어 약 5분 이내에 경화될 수 있다. 더 바람직하게는, 액체 조성물은 1분 이내에, 예를 들어 30초 이내에 경화된다.
본 발명의 일 양태에서, 본 발명에서 사용되는 경화된 실란트 조성물은 알케닐 종결 폴리이소부틸렌 올리고머, 예를 들면 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머; 임의로는 다관능성 알케닐 단량체; 규소 원자에 하나 이상의 수소 원자가 결합된 실릴 경화제 또는 가교제; 및 히드로실릴화 촉매를 포함한다. 바람직하게는, 실릴 경화제에서 수소 원자가 대략 하나만이 임의의 규소 원자에 결합된다.
본 발명의 조성물은 개질된 분자 구조를 가져, 향상된 기계적 특성, 가교 밀도 및 반응 열을 유발한다. 본 발명의 조성물은 (A-A + Af + Bf)로 나타낼 수 있으며, 여기서 "A-A"는 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머, 즉 이관능성 알케닐 폴리이소부틸렌 ("PIB")의 알케닐기를 나타내고, "A"는 알케닐기를 나타내고, "B"는 Si-H기를 나타내며, "f"는 해당 관능기의 수를 나타낸다.
알케닐 및 히드라이드가 둘다 이관능성일 때, 중합에 의해 선형 구조가 생성된다. 그러나, 이러한 선형 구조 내의 관능성 히드라이드 기의 수는 반응된 망상체의 전반적인 관능가 및 가교 밀도를 제한한다. 단일 단량체 또는 올리고머 상에 3개 이상의 알케닐기를 도입함으로써 가교 밀도가 증가하고 기계적 특성이 향상된다.
유용한 디알케닐 종결 선형 폴리(이소부틸렌) 올리고머는 가네까사 (Kaneka Corporation, 일본 오사카 소재)로부터 EP200A, EP400A 및 EP600A로 시판된다. 이들 3개의 올리고머는 관능가가 동일하며 분자량이 상이하다. EP200A, EP400A 및 EP600A는 대략적인 분자량 (Mn)이 각각 5,000, 10,000 및 20,000이다.
본 발명의 조성물은 2개 이상의 반응성 수소화규소 관능기, 즉 2개 이상의 Si-H기가 있는 실리콘을 또한 포함할 수 있다. 상기 성분은 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머를 위한 경화제 또는 가교제로서 기능을 한다. 히드로실릴화 촉매의 존재 하에, 가교 성분에서 규소에 결합된 수소 원자는 반응성 올리고머의 불포화기와 히드로실릴화라 불리우는 부가 반응을 한다. 반응성 올리고머는 2개 이상의 불포화기를 함유하기 때문에, 실리콘 가교 성분은 바람직하게는 경화된 생성물에서 최종 가교 구조가 달성되도록 규소에 결합된 수소 원자를 적어도 2개 함유할 수 있다. 실리콘 가교 성분에 존재하는, 규소에 결합된 유기 기는, 실리콘 가교제의 유기 기에 실질적으로 에틸렌계 또는 아세틸렌계 불포화가 없어야 하는 점을 제외하곤, 반응성 실리콘 성분과 관련하여 상기한 치환 및 비치환 1가 탄화수소 라디칼의 동일한 기로부터 선택될 수 있다. 실리콘 가교제는 직쇄형, 분지된 직쇄형, 환형 또는 망상체일 수 있는 분자 구조를 가질 수 있다.
실리콘 가교 성분은 폭넓게 다양한 화합물로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식에 따른다.
Figure 112008058128309-pct00002
상기 식에서, R1, R2 및 R3 중 적어도 둘은 H이거나 또는 R1, R2 및 R3은 동일하거나 또는 상이할 수 있고 알킬, 알케닐, 아릴, 알콕시, 알케닐옥시, 아릴옥시, (메트)아크릴 또는 (메트)아크릴옥시를 포함하는 C1 -20 탄화수소 라디칼로부터의 치환 또는 비치환 탄화수소 라디칼일 수 있고; 이에 따라 SiH기는 말단, 펜던트 또는 둘다에 있을 수 있고; R4는 또한 C1 -20 알킬, 알케닐, 아릴, 알콕시, 알케닐옥시, 아릴옥시, (메트)아크릴 또는 (메트)아크릴옥시를 포함하는 C1 -20 탄화수소 라디칼로부터의 치환 또는 비치환 탄화수소 라디칼일 수 있고, 바람직하게는 메틸과 같은 알킬기이고; x는 10 내지 1,000의 정수이고; y는 1 내지 20의 정수이다. 바람직하게는, R2 및 R3은 모두 수소는 아니다. 즉, R1은 H이고, R2 또는 R3 모두가 아닌 둘 중 하나가 H이다. 바람직하게는, H가 아닌 R기는 메틸이다. 수소화규소 가교제는 목적하는 정도의 가교를 달성하기에 충분한 양으로 존재하여야 하며, 바람직하게는 조성물의 약 0.5 내지 약 40 중량％의 양으로, 보다 바람직하게는 조성물의 약 1 내지 약 20 중량％의 양으로 존재한다.
유용한 백금 촉매로는 백금 또는 백금 함유 착화물, 예를 들면 미국 특허 제3,159,601호 및 제3,159,662호에 기재된 백금 탄화수소 착화물, 미국 특허 제3,220,972호에 기재된 백금 알코올레이트 촉매, 미국 특허 제3,814,730호에 기재된 백금 착화물, 및 미국 특허 제3,516,946호에 기재된 백금 클로라이드-올레핀 착화물이 포함된다. 백금 또는 백금 함유 촉매와 관련된 상기 미국 특허 모두는 본원에 명백하게 인용된다. 바람직하게는, 백금 또는 백금 함유 착화물은 디카르보닐 백금 시클로비닐 착화물, 백금 시클로비닐 착화물, 백금 디비닐 착화물 또는 이들의 배합물이다. 백금 촉매는 조성물이 약 130℃ 이하, 바람직하게는 약 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 약 90℃ 이하의 온도에서 경화되는 충분한 양으로 있는다. 더 바람직하게는, 광개시제, 예를 들어 하기에 기재한 1종 이상의 광개시제가 사용되어 본 발명의 조성물은 자외선 복사선과 같은 화학선에 의해 경화될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 액체 가스켓 형성 물질은 화학선 경화성 아크릴레이트, 우레탄, 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 이들의 공중합체 및 이들의 배합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 경화성 물질은 (메트)아크릴로일 펜던트 기가 2개 이상인 (메트)아크릴로일 종결 물질을 포함한다. 바람직하게는, (메트)아크릴로일 펜던트기는 화학식 -OC(O)C(R1)=CH2 (식 중, R1은 수소 또는 메틸임)로 나타내어진다. 보다 바람직하게는, 액체 가스켓 형성 물질은 (메트)아크릴로일 종결 폴리아크릴레이트이다. (메트)아크릴로일 종결 폴리아크릴레이트는 바람직하게는 분자량이 약 3,000 내지 약 40,000, 보다 바람직하게는 약 8,000 내지 약 15,000일 수 있다. 또한, (메트)아크릴로일 종결 폴리아크릴레이트는 바람직하게는 25℃ (77℉)에서 점도가 약 200 Pas (200,000 cP) 내지 약 800 Pas (800,000 cP), 보다 바람직하게는 약 450 Pas (450,000 cP) 내지 약 500 Pas (500,000 cP)일 수 있다. 이러한 경화성 (메트)아크릴로일 종결 물질에 대한 세부 사항은 나까가와 (Nakagawa) 등의 유럽 특허 출원 제1 059 308 A1호에서 볼 수 있으며, 가네까사 (일본)에서 시판된다.
바람직하게는, 액체 조성물은 광개시제를 포함한다. 수많은 광개시제가 본원에서 사용되어 상기한 본 발명의 이익 및 이점이 제공될 수 있다. 광개시제는 광경화성 조성물이 전체적으로 화학선과 같은 전자기 복사선에 노출되었을 때 경화 과정을 더욱 빠르게 한다. 본원에서 사용하기에 적합한 광개시제의 예로는 시바 스페셜티 케미칼스 (Ciba Specialty Chemicals)에서 "이르가쿠어 (IRGACURE)" 및 "다로쿠르 (DAROCUR)" 상표명 하에 시판되는 광개시제, 특히 "이르가쿠어" 184 (1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤), 907 (2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온), 369 (2-벤질-2-N,N-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논), 500 (1-히드록시 시클로헥실 페닐 케톤과 벤조페논의 배합물), 651 (2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논), 1700 (비스(2,6-디메톡시벤조일-2,4,4-트리메틸 펜틸) 포스핀 옥사이드와 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온의 배합물) 및 819 (비스(2,4,6-트리메틸 벤조일) 페닐 포스핀 옥사이드) 및 "다로쿠르" 1173 (2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판-1-온) 및 4265 (2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드와 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온의 배합물), 및 가시광선 [청색] 광개시제, dl-캄포르퀴논 및 "이르가쿠어" 784DC가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 물론, 이들 물질의 배합물이 또한 본원에서 사용될 수 있다.
본원에 유용한 다른 광개시제로는 알킬 피루베이트, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 피루베이트, 및 아릴 피루베이트, 예를 들면 페닐, 벤질 및 적절하게 치환된 이들의 유도체가 포함된다. 본원에서 사용하기에 특히 매우 적합한 광개시제로는 자외선 광개시제, 예를 들면 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논 (예를 들면, "이르가쿠어" 651) 및 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판 (예를 들면, "다로쿠르" 1173), 비스(2,4,6-트리메틸 벤조일) 페닐 포스핀 옥사이드 (예를 들면 "이르가쿠르" 819), 및 비스(2,6-디메톡시벤조일-2,4,4-트리메틸펜틸) 포스핀 옥사이드와 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온의 자외선/가시광선 광개시제 배합물 (예를 들면 "이르가쿠어" 1700)뿐만 아니라, 가시광선 광개시제 비스 (η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)-비스[2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)페닐]티타늄 (예를 들면 "이르가쿠어" 784DC)이 포함된다. 유용한 화학선으로는 자외선, 가시광선 및 이들의 조합이 포함된다. 바람직하게는, 액체 가스켓 형성 물질을 경화하기 위해 사용되는 화학선은 파장이 약 200 nm 내지 약 1,000 nm이다. 유용한 자외선으로는 UVA (약 320 nm 내지 약 410 nm), UVB (약 290 nm 내지 약 320 nm), UVC (약 220 nm 내지 약 290 nm) 및 이들의 조합이 포함되나, 이에 제한되는 것이 아니다. 유용한 가시광선으로는 청색 광선, 녹색 광선 및 이의 조합이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 유용한 가시광선은 파장이 약 450 nm 내지 약 550 nm이다.
임의로는, 액체 조성물을 도입하기 전에 이형제가 공동부 (54)에 적용될 수 있다. 필요한 경우, 이형제는 경화된 가스켓이 금형 공동부로부터 용이하게 제거될 수 있게 한다. 유용한 금형 이형제 조성물로는 건식 스프레이, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 스프레이-온-오일 (spray-on-oil) 또는 와이프-온-오일 (wipe-on-oil), 예를 들면 실리콘 또는 유기 오일이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 유용한 금형 이형제 조성물로는 하나 이상의 말단 상에 유기 친수성기, 예를 들면 베타인, 히드록시, 카르복실, 암모늄 염 기 및 이들의 조합 (화학적으로 및/또는 물리적으로 금속 표면과 반응성임)이 말단 치환된 C6 내지 C14 퍼플루오로알킬 화합물을 포함한 조성물이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다양한 금형 이형제가 이용가능하며, 예를 들면 헨켈 (Henkel)의 프레코테 (Frekote) 브랜드 하에 시판되는 것이 있다. 또한, 이형제는 금형 형상으로 형성될 수 있는 열가소성 필름일 수 있다.
상기한 (메트)아크릴로일 종결 폴리(메트)아크릴레이트 조성물 이외에, 조성물은 (메트)아크릴로일 종결 폴리에테르, (메트)아크릴로일 종결 폴리올레핀, (메트)아크릴로일 종결 폴리우레탄, (메트)아크릴로일 종결 폴리에스테르, (메트)아크릴로일 종결 실리콘, 이들의 공중합체 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 2개 이상의 (메트)아크릴로일 펜던트기가 있는 (메트)아크릴로일 종결 화합물을 더 포함할 수 있다.
조성물은 일관능성 (메트)아크릴레이트를 더 포함할 수 있다. 유용한 일관능성 (메트)아크릴레이트는 화학식 CH2=C(R)COOR2 (식 중, R은 H, CH3, C2H5 또는 Cl과 같은 할로겐이며, R2는 C1 -8 모노시클로알킬 또는 비시클로알킬, 헤테로사이클의 산소 원자가 최대 2개인 3원 내지 8원의 헤테로시클릭 라디칼, H, 알킬 부분이 C1 -8 직쇄형 또는 분지형 탄소 원자 사슬인 알킬, 히드록시알킬 또는 아미노알킬임)에 의해 나타내질 수 있다. 특정 일관능성 (메트)아크릴레이트 단량체 중에서, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 2-아미노프로필 메타크릴레이트 및 이에 상응하는 아크릴레이트가 특히 바람직하며 특정 상기 화학식에 상응한다.
본 발명의 또다른 양태에서, 본 발명의 폴리(메트)아크릴레이트 조성물은 임의로는 약 0％ 내지 90％의 폴리(메트)아크릴레이트 중합체 또는 공중합체, 2개 이상의 (메트)아크릴레이트 관능기가 있는 약 0％ 내지 약 90％의 폴리(메트)아크릴레이트 중합체 또는 공중합체; 약 0 중량％ 내지 약 90 중량％의 일관능성 및/또는 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체; 약 0 중량％ 내지 약 20 중량％의 광개시제; 약 0 중량％ 내지 약 20 중량％의 첨가제, 예컨대 산화방지제; 약 0 중량％ 내지 약 20 중량％의 충전제, 예컨대 퓸드 실리카; 약 0 중량％ 내지 약 20 중량％의 레올로지 개질제; 약 0 중량％ 내지 약 20 중량％의 접착 촉진제; 및/또는 약 0 중량％ 내지 약 20 중량％의 형광 조제 또는 안료를 포함할 수 있다.
하기 비제한적인 실시예는 본 발명을 더 예시하려는 것이다.
실시예 1 :
본 발명의 기재 제형물을 하기와 같이 제조하였다.
폴리이소부틸렌 실란트 기재 제형물
(본 발명의 기재 제형물 1)
공급처 화학물질 설명 중량％
가네까 에피온(Epion) EP200A 64.50％
가네까 에피온 EP400A 21.50％
데구사(Degussa) 트리비닐시클로헥산
반응성 희석제		 1.17％
가네까 CR300 가교제 12.83％
합계: 100.00％
EP200A 및 EP400A는 가네까에 의해 공급되는 수지이다.
CR300은 가네까에 의해 공급되는 페닐실록산 가교제이다.
혼합 절차:
1. 모든 구성성분을 첨가하였다.
2. 코울레스 블레이드(Cowles blade)를 사용하여 균질할 때까지 15분 동안 혼합하였다.
히드로실릴화 반응을 실행하기 위해 전통적으로는 1시간 이상 동안 100℃를 초과하는 온도로 열 경화가 사용되나, 본 실시예에서는 열 활성화 백금 촉매 대신에 UV 활성화가능한 백금 착물을 사용하였다. 조사할 때 히드로실릴화 반응이 개시되고, 복사선의 제거 후에도 계속되었다 (후 경화).
시험한 UV 불안정한 백금 착물은 하기를 포함하였다.
Figure 112008058128309-pct00003
하기에 나타낸 바와 같이, 잠재적으로 유해한 열의 제거와 함께 경화 시간이 실질적으로 감소되었다.
실시예 2 : UV 경화 폴리이소부틸렌/실란
실시예 1의 본 발명의 기재 제형물 1, 즉 페닐실란 가교제가 있는 불포화 폴리이소부틸렌.
실험
하기 촉매 배합물을 평가하였다.
Pt(acac)2 (49.6％ Pt)가 100 ppm Pt인 본 발명의 조성물 1은 본 발명의 기재 제형물 1 100 g + CH2Cl2 중 3％ Pt(acac)2 0.68 g의 혼합물이었다.
(트리메틸)메틸시클로펜타디에닐백금(IV) (TMMCP) (61.1％ Pt)이 50 ppm Pt인 본 발명의 조성물 2는 본 발명의 기재 제형물 1 100 g + EtOAc 중 5％ TMMCP 0.16 g의 혼합물이었다.
(트리메틸)메틸시클로펜타디에닐백금(IV) (TMMCP) (61.1％ Pt)이 100 ppm Pt인 본 발명의 조성물 3은 본 발명의 기재 제형물 1 100 g + EtOAc 중 5％ TMMCP 0.32 g의 혼합물이었다.
작은 알루미늄 팬에서 샘플 5 g에 8 mW/㎠ UV-B의 오리엘 (Oriel) 램프 또는 100 mW/㎠ UV-B의 제타 (Zeta) 7216를 조사하였다.
오리엘 강도: 8 mW /㎠
제타 강도: 100 mW /㎠
본 발명의
조성물 		조사 시간
(분) 		램프 경화 특성 30분 특성 24시간 특성
1 5 오리엘 점성, 습윤 점착성, 경질 약간 점착성, 경질
2 5 오리엘 점착성, 약간 경화 변화 없음 약간 점착성, 경질
3 5 오리엘 매우 약간 점착성, 경질 변화 없음 변화 없음
3 1 제타 점착성, 경질 변화 없음 변화 없음
상기 결과는 경화 시간이 열 경화보다 매우 감소된 UV 활성화 백금 경화의 타당성을 확증하였다. 오리엘 램프를 사용하여 경화된 본 발명의 조성물 3은 열 경화 제어군만큼 양호하거나 그보다 더 양호한 표면 특성을 나타내었다. 데이터가 나타내는 바와 같이, 짧은 조사 시간 동안의 높은 강도를 사용하는 것보다 긴 시간 동안의 낮은 강도를 사용하는 것이 더 바람직한 것으로 나타났다. 상기한 후 경화는 덜 활성인 시스템 (1, 2)에서 가장 현저했다.
실시예 3 : UV 경화 폴리이소부틸렌/실란, 200 ppm 백금
실시예 1의 본 발명의 기재 제형물 1, 즉 페닐실란 가교제가 있는 불포화 폴리이소부틸렌
실험
하기 촉매 배합물을 평가하였다.
Pt(acac)2 (49.6％ Pt)이 200 ppm Pt인 본 발명의 조성물 4는 본 발명의 기재 제형물 1 50 g + CH2Cl2 중 3％ Pt(acac)2 0.68 g의 혼합물이었다.
(트리메틸)메틸시클로펜타디에닐백금(IV) (TMMCP) (61.1％ Pt)이 200 ppm Pt인 본 발명의 조성물 5는 본 발명의 기재 제형물 1 50 g + EtOAc 중 5％ TMMCP 0.32 g의 혼합물이었다.
작은 알루미늄 팬에서 샘플 5 g에 8 mW/㎠ UV-B의 오리엘 램프를 조사하였다.
오리엘 강도: 8 mW/㎠
본 발명의
조성물		 조사 시간
(분)		 램프 경화 30분 24시간
4 1 오리엘 경화되지 않음 매우 점착성, 연질 약간 점착성, 경질
4 2 오리엘 경화되지 않음 점착성, 연질 약간 점착성, 경질
4 3 오리엘 점착성, 연질 약간 점착성, 경질 건조 표면, 경질
5 1 오리엘 매우 점착성, 연질 점착성, 연질 약간 점착성, 경질
5 2 오리엘 약간 점착성, 연질 변화 없음 건조 표면, 경질
5 3 오리엘 약간 점착성, 경질 변화 없음 건조 표면, 경질
상기한 바와 같이, 최적의 경화는 3분 동안 조사한 후에 수득되고, 24시간 후에 후 경화가 현저하게 나타나고, Pt(acac)2계에서 가장 현저했다.

Claims (15)

  1. 텔레킬릭 관능성 (telechelic-functional) 폴리이소부틸렌, 히드로실란 가교제, 및 백금 촉매를 포함하는 조성물이 자외선 복사선에 노출되어 경화된 경화 실란트가 있는 연료 전지 성분을 포함하는 연료 전지.
  2. 제1항에 있어서, 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌이 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머를 포함하는 것인 연료 전지.
  3. 제1항에 있어서, 연료 전지 성분이 캐소드 유동장 판, 애노드 유동장 판, 수지 프레임, 기체 확산 층, 애노드 촉매 층, 캐소드 촉매 층, 막 전해질, 막 전극 조립체 프레임 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 연료 전지.
  4. 기판을 포함하는 연료 전지 성분을 제공하고,
    공동부가 있는 금형을 제공하고,
    공동부가 기판과 유통하도록 금형을 위치시키고,
    텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌, 히드로실란 가교제, 및 백금 촉매를 포함하는 경화성 액체 실란트 조성물을 공동부에 적용하고,
    화학선을 사용하여 조성물을 경화시키는 것을 포함하는 연료 전지의 형성 방법.
  5. 제4항에 있어서, 텔레킬릭 관능성 폴리이소부틸렌이 알케닐 종결 디알릴 폴리이소부틸렌 올리고머를 포함하는 것인 방법.
  6. 제4항에 있어서, 연료 전지 성분이 캐소드 유동장 판, 애노드 유동장 판, 수지 프레임, 기체 확산 층, 애노드 촉매 층, 캐소드 촉매 층, 막 전해질, 막 전극 조립체 프레임 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제4항에 있어서, 금형이 화학선이 투과하는 것인 방법.
KR1020087019939A 2006-01-17 2007-01-16 Ｕｖ 경화성 연료 전지 실란트 및 그로부터 형성된 연료 전지 KR101465804B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US75945606P 2006-01-17 2006-01-17
US60/759,456 2006-01-17
PCT/US2007/001069 WO2008016384A2 (en) 2006-01-17 2007-01-16 Uv-curable fuel cell sealants and fuel cells formed therefrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080085094A KR20080085094A (ko) 2008-09-22
KR101465804B1 true KR101465804B1 (ko) 2014-11-26

Family

ID=38997605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087019939A KR101465804B1 (ko) 2006-01-17 2007-01-16 Ｕｖ 경화성 연료 전지 실란트 및 그로부터 형성된 연료 전지

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8197989B2 (ko)
EP (1) EP1974411B1 (ko)
JP (2) JP6073541B2 (ko)
KR (1) KR101465804B1 (ko)
CN (1) CN101395749B (ko)
BR (1) BRPI0706615A2 (ko)
CA (1) CA2637142A1 (ko)
ES (1) ES2660139T3 (ko)
WO (1) WO2008016384A2 (ko)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010036234A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-01 Utc Power Corporation Fuel cell using uv curable sealant
US8092957B2 (en) * 2009-05-15 2012-01-10 GM Global Technology Operations LLC Diffusion media formed by photopolymer based processes
US8497528B2 (en) * 2010-05-06 2013-07-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for fabricating a strained structure
TW201112471A (en) * 2009-09-22 2011-04-01 Nan Ya Printed Circuit Board Fuel cell
DE102012014757A1 (de) * 2012-07-26 2014-01-30 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen einer Brennstoffzelle
CA2909137C (en) 2013-04-22 2018-03-27 Nissan Motor Co., Ltd. Cell structure for fuel cell stack
KR102269499B1 (ko) * 2013-10-02 2021-06-24 하이드로제닉스 코포레이션 연료 전지 서브-어셈블리 및 이를 만드는 방법
CN106659895B (zh) 2014-07-11 2019-06-25 心脏起搏器股份公司 用于慢性可植入装置的聚合物馈通件
DE102014216613A1 (de) 2014-08-21 2016-02-25 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Herstellung einer Dichtung an einem Bauteil sowie formgebendes Werkzeug zur Verwendung in einem derartigen Verfahren
US10840518B2 (en) 2015-07-30 2020-11-17 Threebond Co., Ltd. Photocurable resin composition, fuel cell, and sealing method
WO2017018546A1 (ja) * 2015-07-30 2017-02-02 株式会社スリーボンド 光硬化性樹脂組成物、燃料電池およびシール方法
CN107925098B (zh) * 2015-08-18 2021-07-09 三键有限公司 燃料电池用光固化性密封剂、燃料电池和密封方法
KR102585109B1 (ko) * 2015-09-02 2023-10-05 가부시끼가이샤 쓰리본드 광경화성 수지 조성물, 연료전지 및 밀봉 방법
CN105175910B (zh) * 2015-10-23 2018-01-09 弗洛里光电材料（苏州）有限公司 具有改进的气体阻隔性的聚异丁烯组合物及其应用
CA3016515A1 (en) 2016-03-09 2017-09-14 Threebond Co., Ltd. Curable resin composition, fuel cell, and sealing method
WO2018003855A1 (ja) * 2016-06-28 2018-01-04 株式会社スリーボンド 硬化性樹脂組成物、燃料電池およびシール方法
US10865297B2 (en) * 2016-07-14 2020-12-15 Threebond Co., Ltd. Curable resin composition, cured product, fuel cell, and sealing method
KR102324203B1 (ko) * 2016-09-06 2021-11-10 가부시끼가이샤 쓰리본드 경화성 수지 조성물, 그것을 이용한 연료 전지 및 밀봉 방법
US11114679B2 (en) 2017-04-14 2021-09-07 Threebond Co., Ltd. Curable resin composition, and fuel cell and sealing method using the same
WO2018190415A1 (ja) * 2017-04-14 2018-10-18 株式会社スリーボンド 光硬化性樹脂組成物、それを用いた燃料電池およびシール方法
WO2020032138A1 (ja) 2018-08-10 2020-02-13 三井化学株式会社 複合構造体および電子機器用筐体
WO2021193770A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 積水ポリマテック株式会社 光硬化性組成物、硬化体及び硬化体を用いたガスケット並びに防水構造及びガスケットの製造方法
CN111730803B (zh) * 2020-06-30 2023-01-31 武汉理工新能源有限公司 密封结构的制备方法及膜电极与双极板的密封连接方法
CN114335591A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 郝建强 氢燃料电池用低硬度热固化聚异丁烯密封胶
WO2023172392A1 (en) 2022-03-11 2023-09-14 Illuming Power Inc. Method for manufacturing fuel cell separator with integrated elastomer seal

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451468B1 (en) 1998-04-14 2002-09-17 Three Bond Co., Ltd. Sealing material for fuel cell
JP2003157867A (ja) 2001-11-22 2003-05-30 Nok Corp 燃料電池用ガスケット
US6730363B1 (en) 2000-08-23 2004-05-04 Dana Corporation Epoxy nitrile insulator and seal for fuel cell assemblies
US20050100772A1 (en) 2002-09-26 2005-05-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Organic-inorganic hybrid material, organic-inorganic hybrid proton-conductive material and fuel cell

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3220972A (en) 1962-07-02 1965-11-30 Gen Electric Organosilicon process using a chloroplatinic acid reaction product as the catalyst
US3159601A (en) 1962-07-02 1964-12-01 Gen Electric Platinum-olefin complex catalyzed addition of hydrogen- and alkenyl-substituted siloxanes
US3159662A (en) 1962-07-02 1964-12-01 Gen Electric Addition reaction
US3516946A (en) 1967-09-29 1970-06-23 Gen Electric Platinum catalyst composition for hydrosilation reactions
US3814730A (en) 1970-08-06 1974-06-04 Gen Electric Platinum complexes of unsaturated siloxanes and platinum containing organopolysiloxanes
US4531339A (en) 1984-04-23 1985-07-30 The Firestone Tire & Rubber Company Channel end cap
US5264299A (en) 1991-12-26 1993-11-23 International Fuel Cells Corporation Proton exchange membrane fuel cell support plate and an assembly including the same
US5650787A (en) * 1995-05-24 1997-07-22 Hughes Electronics Scanning antenna with solid rotating anisotropic core
US5885514A (en) * 1996-12-09 1999-03-23 Dana Corporation Ambient UVL-curable elastomer mold apparatus
US6057054A (en) 1997-07-16 2000-05-02 Ballard Power Systems Inc. Membrane electrode assembly for an electrochemical fuel cell and a method of making an improved membrane electrode assembly
EP1059308B1 (en) 1998-02-27 2006-10-11 Kaneka Corporation Polymer and curable composition
WO1999063610A1 (fr) * 1998-06-02 1999-12-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cellule electrochimique a electrolyte en polymere et procede de fabrication
US6337120B1 (en) 1998-06-26 2002-01-08 Nok Corporation Gasket for layer-built fuel cells and method for making the same
US6165634A (en) 1998-10-21 2000-12-26 International Fuel Cells Llc Fuel cell with improved sealing between individual membrane assemblies and plate assemblies
US6159628A (en) 1998-10-21 2000-12-12 International Fuel Cells Llc Use of thermoplastic films to create seals and bond PEM cell components
KR100341402B1 (ko) 1999-03-09 2002-06-21 이종훈 고체산화물 연료전지의 단전지와 스택구조
EP1073138B1 (en) 1999-07-26 2012-05-02 Tigers Polymer Corporation Sealing structure of fuel cell and process for molding rubber packing
JP4539896B2 (ja) * 1999-09-17 2010-09-08 独立行政法人産業技術総合研究所 プロトン伝導性膜、その製造方法及びそれを用いた燃料電池
US6656580B2 (en) * 1999-12-17 2003-12-02 Henkel Loctite Corporation Impregnation of a graphite sheet with a sealant
DE10004487A1 (de) * 2000-02-02 2001-08-16 Basf Coatings Ag Physikalisch, thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbare wässrige Zusammensetzungen und ihre Folgeprodukte sowie deren Herstellung
US6703433B1 (en) * 2000-05-12 2004-03-09 Dow Corning Corporation Radiation curable compositions containing alkenyl ether functional polyisobutylenes
JP4743356B2 (ja) 2000-05-15 2011-08-10 日清紡ホールディングス株式会社 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータ及び固体高分子型燃料電池
US6773758B2 (en) 2000-05-17 2004-08-10 Kaneka Corporation Primer composition and bonding method
JP2002173630A (ja) * 2000-05-17 2002-06-21 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd プライマー組成物およびその接着方法
JP2002158018A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池
JP3571687B2 (ja) 2000-12-07 2004-09-29 本田技研工業株式会社 シール一体型セパレータの製造方法
KR100528010B1 (ko) * 2001-02-15 2005-11-15 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 고분자전해질형 연료전지
US6852439B2 (en) 2001-05-15 2005-02-08 Hydrogenics Corporation Apparatus for and method of forming seals in fuel cells and fuel cell stacks
DE10125360A1 (de) 2001-05-23 2002-12-05 Wacker Chemie Gmbh Verwendung von zu degradationsstabilen Siliconkautschuken vernetzbaren Massen als Dichtungsmassen in Brenntstoffzellen
JP3786185B2 (ja) 2001-06-22 2006-06-14 信越化学工業株式会社 固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータ
JP3888233B2 (ja) 2001-09-17 2007-02-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池電極の製造方法と製造装置
US20030116185A1 (en) * 2001-11-05 2003-06-26 Oswald Robert S. Sealed thin film photovoltaic modules
US6884537B2 (en) 2001-12-20 2005-04-26 Freudenberg-Nok General Partnership Structural seal for a fuel cell
US6989214B2 (en) 2002-11-15 2006-01-24 3M Innovative Properties Company Unitized fuel cell assembly
US6979383B2 (en) 2002-12-17 2005-12-27 3M Innovative Properties Company One-step method of bonding and sealing a fuel cell membrane electrode assembly
US7670709B2 (en) 2002-12-31 2010-03-02 Freudenberg-Nok General Partnership Fuel cell seal with integral bridge
WO2004079839A2 (en) 2003-02-03 2004-09-16 Freudenberg-Nok General Partnership Sealing of multi-height surfaces
JP4155054B2 (ja) * 2003-02-18 2008-09-24 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
WO2004107476A2 (en) * 2003-05-29 2004-12-09 Henkel Corporation Method and composition for bonding and sealing fuel cell components
US6942941B2 (en) 2003-08-06 2005-09-13 General Motors Corporation Adhesive bonds for metalic bipolar plates
MXPA06008300A (es) 2004-01-22 2007-04-16 Henkel Corp Composiciones polimerizables para unir y sellar sustratos de baja energia superficial para celdas de combustible.
US20050173833A1 (en) 2004-02-05 2005-08-11 Dale Cummins Method of forming bipolar plate modules
KR100631146B1 (ko) 2004-06-12 2006-10-02 동원이엠 주식회사 연료전지용 바이폴라 플레이트의 제조방법
US20090000732A1 (en) * 2006-01-17 2009-01-01 Henkel Corporation Bonded Fuel Cell Assembly, Methods, Systems and Sealant Compositions for Producing the Same
CN101395736B (zh) * 2006-01-17 2011-04-13 汉高公司 粘结的燃料电池组件和生产它的方法与体系

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451468B1 (en) 1998-04-14 2002-09-17 Three Bond Co., Ltd. Sealing material for fuel cell
US6730363B1 (en) 2000-08-23 2004-05-04 Dana Corporation Epoxy nitrile insulator and seal for fuel cell assemblies
JP2003157867A (ja) 2001-11-22 2003-05-30 Nok Corp 燃料電池用ガスケット
US20050100772A1 (en) 2002-09-26 2005-05-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Organic-inorganic hybrid material, organic-inorganic hybrid proton-conductive material and fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP6073541B2 (ja) 2017-02-01
CN101395749B (zh) 2013-06-19
EP1974411A4 (en) 2012-08-15
ES2660139T3 (es) 2018-03-21
WO2008016384A2 (en) 2008-02-07
US20090004541A1 (en) 2009-01-01
EP1974411B1 (en) 2017-12-20
CA2637142A1 (en) 2008-02-07
BRPI0706615A2 (pt) 2011-04-05
EP1974411A2 (en) 2008-10-01
CN101395749A (zh) 2009-03-25
WO2008016384A3 (en) 2008-04-24
US8197989B2 (en) 2012-06-12
JP2015015254A (ja) 2015-01-22
JP2009524194A (ja) 2009-06-25
KR20080085094A (ko) 2008-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101465804B1 (ko) Ｕｖ 경화성 연료 전지 실란트 및 그로부터 형성된 연료 전지
KR101482799B1 (ko) 실란트 통합 연료 전지 성분 및 이를 제조하기 위한 방법 및 시스템
JP6469140B2 (ja) 燃料電池部品を形成するための方法、燃料電池部品を形成するためのシステムおよび電気化学電池
EP2033248B1 (en) Elektrode assembly and method for forming a fuel cell
KR101397894B1 (ko) 결합된 연료 전지 조립체 및 이를 제조하기 위한 방법 및 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171110

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181113

Year of fee payment: 5