KR101912612B1 - 연료전지용 분리판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기전도성과 함께 내식성을 향상시킨 연료전지용 분리판에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 분리판은 금속재질의 분리판 모재와; 상기 분리판 모재의 양면에 형성되고, 내부식성 향상을 위한 제 1 코팅원료에 전기전도성 향상을 위한 제 1 첨가제가 도핑되어 형성되는 한 쌍의 제 1 코팅층과; 상기 제 1 코팅층 상에 형성되고, 전기전도성 향상을 위한 제 2 코팅원료에 전기전도성 보강을 위한 제 2 첨가제가 도핑되어 형성되는 한 쌍의 제 2 코팅층을 포함한다.

Description

연료전지용 분리판{SEPARATOR FOR FUEL CELL}
본 발명은 연료전지용 분리판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기전도성과 함께 내식성을 향상시킨 연료전지용 분리판에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학 에너지를 스택 내에서 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지로 변환하는 일종의 발전장치로서, 산업용, 가정용 및 차량의 구동 전력을 공급할 뿐만 아니라 휴대용 장치와 같은 소형 전자 제품의 전력공급에 사용될 수 있으며, 최근 고효율의 청정 에너지원으로 점차 그 사용영역이 확대되고 있다.
도 1은 일반적인 연료전지의 단위 셀을 보여주는 도면이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 일반적인 연료전지의 단위 셀은 가장 안쪽에 전극막 접합체(10, MEA: Membrane-Electrode Assembly)가 위치하는데, 이 전극막 접합체는 수소 양이온(Proton)을 이동시켜 줄 수 있는 고분자 전해질막(11)과, 이 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 도포된 촉매층, 즉 공기극(12: cathode) 및 연료극(13: anode)으로 구성되어 있다.
또한, 상기 전극막 집합체(10)의 바깥 부분, 즉 공기극(12) 및 연료극(13)이 위치한 바깥 부분에는 기체확산층(20, GDL: Gas Diffusion Layer)이 적층되고, 상기 기체확산층(20)의 바깥 쪽에는 연료를 공급하고 반응에 의해 발생된 물을 배출하도록 유로(Flow Field)가 형성된 분리판(30)이 위치한다.
그래서, 연료극(13)에서는 수소의 산화반응이 진행되어 수소이온(Proton)과 전자(Electron)가 발생하게 되고, 이때 생성된 수소이온과 전자는 각각 전해질막(11)과 전선을 통하여 공기극(12)으로 이동하게 되며, 상기 공기극(12)에서는 연료극(13)으로부터 이동한 수소이온과 전자, 공기중의 산소가 참여하는 전기화학반응을 통하여 물을 생성하는 동시에 전자의 흐름으로부터 전기에너지를 생성하게 된다.
한편, 연료전지는 수소이온이 물에 녹아 산이 형성될 수밖에 없는 구조이므로, 연료전지를 구성하는 구성요소들의 내식성 확보가 중요한 사항이며, 수소와 산소가 반응하여 전자를 방출시키고, 생성된 전자는 분리판을 통하여 전달되어야 하므로 분리판은 내식성과 함께 전기전도성을 확보하는 것이 중요하다.
등록특허 10-1242986 (2013.03.06)
본 발명은 전기전도성과 함께 내식성을 향상시킨 연료전지용 분리판을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 분리판은 금속재질의 분리판 모재와; 상기 분리판 모재의 양면에 형성되고, 내부식성 향상을 위한 제 1 코팅원료에 전기전도성 향상을 위한 제 1 첨가제가 도핑되어 형성되는 한 쌍의 제 1 코팅층과; 상기 제 1 코팅층 상에 형성되고, 전기전도성 향상을 위한 제 2 코팅원료에 전기전도성 보강을 위한 제 2 첨가제가 도핑되어 형성되는 한 쌍의 제 2 코팅층을 포함한다.
상기 제 1 코팅원료는 Ti, Cr, Ni, Cu, Rh, Ru, Pd, Pt, La, Ta, Mo 및 W 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지고, 상기 제 1 첨가제는 Ag, Pt, Rh, Ru, Pd 및 Au 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지며, 상기 제 1 첨가제로 선택되는 원료는 상기 제 1 코팅원료로 선택되는 원료보다 전기전도도가 상대적으로 높은 원료인 것을 특징으로 한다.
상기 분리판 모재의 일면에 형성되는 제 1 코팅층과, 타면에 형성되는 제 1 코팅층을 형성하는 제 1 코팅원료 및 제 1 첨가제는 서로 다른 원료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 코팅원료는 C, Cu, Ag, Cr, Ni, Pt, Rh, Ru, Pd, Au, La, Ta, Mo 및 W 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지고, 상기 제 2 첨가제는 Ag, Pt, Rh, Ru, Pd 및 Au 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지며, 상기 제 2 첨가제로 선택되는 원료는 상기 제 2 코팅원료로 선택되는 원료보다 전기전도도가 상대적으로 높은 원료인 것을 특징으로 한다.
상기 분리판 모재의 일면측에 형성되는 제 2 코팅층과, 타면측에 형성되는 제 2 코팅층을 형성하는 제 2 코팅원료 및 제 2 첨가제는 서로 다른 원료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 코팅층은 제 1 첨가제 0.01 ~ 10 wt%와 나머지 제 1 코팅원료로 이루어지고, 상기 제 2 코팅층은 제 2 첨가제 0.01 ~ 10 wt%와 나머지 제 2 코팅원료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 코팅층의 두께는 10㎚ ~ 10,000㎚이고, 상기 제 2 코팅층의 두께는 10㎚ ~ 20,000㎚인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 코팅원료와 제 2 코팅원료는 서로 다른 원료로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료전지용 분리판은 금속재질의 분리판 모재와; 상기 분리판 모재의 양면에 형성되고, 내부식성 향상을 위한 제 1 코팅원료와 전기전도성 향상을 위한 제 1 첨가제가 화합물 형태로 형성되는 한 쌍의 제 1 코팅층과; 상기 제 1 코팅층 상에 형성되고, 전기전도성 향상을 위한 제 2 코팅원료와 전기전도성 보강을 위한 제 2 첨가제가 화합물 형태로 형성되는 한 쌍의 제 2 코팅층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 분리판 모재의 표면에 내식성을 향상시킬 수 있는 코팅층과 전기전도성을 향상시킬 수 있는 코팅층을 함께 형성하여 전기전도성을 향상시키면서 내식성을 함께 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
그리고 분리판 모재의 표면에 코팅되는 물질에 전기전도도를 향상시킬 수 있는 첨가재를 도핑시키거나 코팅되는 물질과 함께 화합물을 형성하도록 하여 전기전도성의 향상을 기대할 수 있다. 그리고 전기전도도를 향상시키기 위해 첨가하는 물질이 귀금속류이므로 내식성 향상 효과도 기대할 수 있다.
또한, 코팅층 원료를 저가의 원료를 사용하면서 전기전도도가 높은 고가의 원료를 소량 사용하여 도핑 또는 화합물 형태로 형성시켜 전기전도성을 우수하게 유지하면서도 분리판의 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 연료전지 스택의 구성을 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판을 개략적으로 보여주는 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판을 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판은 금속재질의 분리판 모재(100)와; 상기 분리판 모재(100)의 양면에 형성되고, 내부식성 향상을 위한 제 1 코팅원료(200a)에 전기전도성 향상을 위한 제 1 첨가제(200b)가 도핑(doping)되어 형성되는 한 쌍의 제 1 코팅층(200)과; 상기 제 1 코팅층(200) 상에 형성되고, 전기전도성 향상을 위한 제 2 코팅원료(300a)에 전기전도성 보강을 위한 제 2 첨가제(300b)가 도핑(doping)되어 형성되는 한 쌍의 제 2 코팅층(300)을 포함한다.
상기 분리판 모재(100)는 종래의 일반적인 분리판의 형상을 갖도록 금속재질로 제작된다. 이때 분리판 모재(100)를 형성하는 소재로는 연료전지용 금속 분리판에 이용될 수 있는 다양한 금속 소재가 이용될 수 있다. 예를 들어 분리판 모재(100)는 스테인리스 스틸과 같이 저렴하면서 내식성이 우수한 소재를 사용하여 제작할 수 있다. 또한, 분리판 모재(100)은 경량소재인 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg) 및 그 합금을 사용하여 제작할 수 있고, 내식성을 월등히 향상시키기 위하여 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 그 합금을 사용하여 제작할 수 있다. 물론 분리판 모재(100)의 형상은 연료전지에 적용될 수 있는 다양한 형상으로 변경되어 제작될 수 있을 것이다.
제 1 코팅층(200)은 분리판 모재(100)의 양면에 형성되어 제 2 코팅층(300)의 밀착력을 향상시키고, 분리판의 내식성을 향상시키면서 전기전도성을 증가시킬 수 있도록 하는 코팅층으로서, 내부식성을 향상시키기 위한 원소로 이루어지는 제 1 코팅원료(200a)에 전기전도성을 향상시키기 위한 원소로 이루어지는 제 1 첨가제(200b)가 도핑되어 형성된다.
이때 제 1 코팅원료(200a)는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 란탄넘(La), 탄탈럼(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어진다.
또한, 제 1 첨가제(200b)는 귀금속류인 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd) 및 금(Au) 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어진다.
이때, 동일한 제 1 코팅층(200)을 형성하는 제 1 코팅원료(200a)와 제 1 첨가제(200b)는 서로 다른 원료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 상기 제 1 첨가제(200b)로 선택되는 원료는 상기 제 1 코팅원료(200a)로 선택되는 원료보다 전기전도성이 상대적으로 높은 원료인 것이 바람직하다. 그래서 제 1 첨가제(200b)의 도핑으로 인하여 분리판의 전기전도성이 향상되도록 한다.
그리고 상기 제 1 코팅층(200)은 제 1 첨가제(200b) 0.01 ~ 10 wt%와 나머지 제 1 코팅원료(200a)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 제 1 코팅원료(200a)의 함량을 제한하는 이유는 제 1 첨가제(200b)의 전기전도도가 제 1 코팅원료(200a)의 전기전도도 보다 높기 때문에 제 1 첨가제(200b)를 도핑하면 제 1 코팅층(200)에 의한 분리판의 전기전도성이 향상되기 때문이다.
만약 도핑되는 제 1 첨가제(200b)의 함량이 0.01 wt% 미만일 경우에는 도핑되는 첨가제의 양이 적어 제 1 코팅층(200)의 면저항값을 저하시키는 효과가 발휘되지 않는다. 그리고 제 1 첨가제(200b)의 함량이 증가할수록 제 1 코팅층(200)의 면저항값이 저하되어 분리판의 전기전도성이 향상된다. 하지만, 제 1 첨가제(200b)의 함량이 10 wt%를 초과하면서 제 1 코팅층(200)의 면저항값이 저하되는 효과가 크지 않을 뿐 아니라 생산단가만 상승된다. 따라서 제 1 첨가제(200b)의 함량은 전기전도성의 향상과 생산단가를 고려하여 0.01 ~ 10 wt%를 유지하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 물성 향상 기대와 생산단가를 고려하여 제 1 첨가제(200b)의 함량을 0.01 ~ 5 wt%로 유지하는 것이 좋을 것이다.
또한, 상기 제 1 코팅층(200)의 두께는 10㎚ ~ 10,000㎚를 유지하는 것이 바람직하다.
만약, 제 1 코팅층(200)의 두께가 10㎚ 미만으로 형성되는 경우에는 분리판 모재(100)와의 부착성이 저하되어 제 1 코팅층(200)의 박리가 발생될 수 있고, 내식성의 향상도 기대할 수 없게 된다. 또한, 제 1 코팅층(200)의 두께가 10,000㎚를 초과하여 형성되는 경우에는 더 이상의 내식성 및 전기전도성 향상 효과 없이 원가가 상승되고 공정시간이 증가되는 문제가 있다. 그래서 상기 제 1 코팅층(200)의 두께는 10㎚ ~ 10,000㎚를 유지하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 물성 향상 기대와 생산단가를 고려하여 제 1 코팅층(200)의 두께를 10㎚ ~ 500㎚로 유지하는 것이 좋을 것이다.
한편, 제 1 코팅층(200)은 분리판 모재(100)의 일면 및 타면에 각각 형성되는바, 분리판 모재(100)의 일면에 형성되는 제 1 코팅층(210)과 분리판 모재(100)의 타면에 형성되는 제 1 코팅층(220)이 서로 같은 원료로 이루어지고, 서로 같거나 유사한 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
하지만, 분리판 모재(100)의 일면에 형성되는 제 1 코팅층(210)과 분리판 모재(100)의 타면에 형성되는 제 1 코팅층(220)이 서로 다른 원료 또는 다른 두께로 형성될 수 있다. 이때 분리판 모재(100)의 일면에 형성되는 제 1 코팅층(210)과 분리판 모재(100)의 타면에 형성되는 제 1 코팅층(220)에 도핑되는 제 1 첨가제(200b)의 함량 차이는 ±5wt% 이내로 한정하고, 분리판 모재(100)의 일면에 형성되는 제 1 코팅층(210)과 분리판 모재(100)의 타면에 형성되는 제 1 코팅층(220)의 두께 차이는 ±30% 이내로 한정하는 것이 바람직하다. 그 이유는 함량 및 두께의 차이가 제시된 수치 이상의 범위로 형성되는 경우에는 분리판 모재(100)의 일면과 타면에서 기대할 수 있는 물성값의 변화가 발생하고 이에 따라 연료전지 스택시 면간 구분이 필요하여 생산 수율 및 생산성이 저하될 수 있기 때문이다.
제 2 코팅층(300)은 상기 제 1 코팅층(200) 상에 각각 형성되어 분리판의 전기전도성을 향상시킬 수 있도록 하는 코팅층으로서, 전기전도성을 향상시키기 위한 원소로 이루어지는 제 2 코팅원료(300a)에 전기전도성을 보강시키기 위한 원소로 이루어지는 제 2 첨가제(300b)가 도핑되어 형성된다.
이때 제 2 코팅원료(300a)는 탄소(C), 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 금(Au), 란탄넘(La), 탄탈럼(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어진다.
또한, 제 2 첨가제(300b)는 귀금속류인 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd) 및 금(Au) 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어진다.
이때, 동일한 제 2 코팅층(300)을 형성하는 제 2 코팅원료(300a)와 제 2 첨가제(300b)는 서로 다른 원료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 상기 제 2 첨가제(300b)로 선택되는 원료는 상기 제 2 코팅원료(300a)로 선택되는 원료보다 전기전도성이 상대적으로 높은 원료인 것이 바람직하다. 그래서 제 2 첨가제(300b)의 도핑으로 인하여 분리판의 전기전도성이 향상되도록 한다. 또한, 제 2 코팅층(300)을 형성하는 제 2 코팅원료(300a)와 제 1 코팅층(200)을 형성하는 제 1 코팅원료(200a)는 서로 다른 원료가 션택되어 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제 2 코팅층(300)은 제 2 첨가제(300b) 0.01 ~ 10 wt%와 나머지 제 2 코팅원료(300a)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 제 2 코팅원료(300a)의 함량을 제한하는 이유는 제 2 첨가제(300b)의 전기전도도가 제 2 코팅원료(300a)의 전기전도도보다 높기 때문에 제 2 첨가제(300b)를 도핑하면 제 2 코팅층(300)에 의한 분리판의 전기전도성이 향상되기 때문이다.
만약 도핑되는 제 2 첨가제(300b)의 함량이 0.01 wt% 미만일 경우에는 도핑되는 첨가제의 양이 적어 제 2 코팅층(300)의 면저항값을 저하시키는 효과가 발휘되지 않는다. 그리고 제 2 첨가제(300b)의 함량이 증가할수록 제 2 코팅층(300)의 면저항값이 저하되어 분리판의 전기전도성이 향상된다. 하지만, 제 2 첨가제(300b)의 함량이 10 wt%를 초과하면서 제 2 코팅층(300)의 면저항값이 저하되는 효과가 크지 않을 뿐 아니라 생산단가만 상승된다. 따라서 제 2 첨가제(300b)의 함량은 전기전도성의 향상과 생산단가를 고려하여 0.01 ~ 10 wt%를 유지하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 물성 향상 기대와 생산단가를 고려하여 제 2 첨가제(300b)의 함량을 0.01 ~ 5 wt%로 유지하는 것이 좋을 것이다.
또한, 상기 제 2 코팅층(300)의 두께는 10㎚ ~ 20,000㎚를 유지하는 것이 바람직하다.
만약, 제 2 코팅층(300)의 두께가 10㎚ 미만으로 형성되는 경우에는 분리판 모재(100)와의 부착성이 저하되어 제 2 코팅층(300)의 박리가 발생될 수 있고, 내식성의 향상도 기대할 수 없게 된다. 또한, 제 2 코팅층(300)의 두께가 20,000㎚를 초과하여 형성되는 경우에는 더 이상의 내식성 및 전기전도성 향상 효과 없이 원가가 상승되고 공정시간이 증가되는 문제가 있다. 그래서 상기 제 2 코팅층(300)의 두께는 10㎚ ~ 20,000㎚를 유지하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 물성 향상 기대와 생산단가를 고려하여 제 2 코팅층(300)의 두께를 10㎚ ~ 500㎚로 유지하는 것이 좋을 것이다.
한편, 제 1 코팅층(200)과 마찬가지로 제 2 코팅층(300)도 분리판 모재(100)의 일면측 및 타면측에 각각 형성되는바, 분리판 모재(100)의 일면측에 형성되는 제 2 코팅층(310)과 분리판 모재(100)의 타면측에 형성되는 제 2 코팅층(320)이 서로 같은 원료로 이루어지고, 서로 같거나 유사한 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
하지만, 분리판 모재(100)의 일면측에 형성되는 제 2 코팅층(310)과 분리판 모재(100)의 타면측에 형성되는 제 2 코팅층(320)이 서로 다른 원료 또는 다른 두께로 형성될 수 있다. 이때 분리판 모재(100)의 일면측에 형성되는 제 2 코팅층(310)과 분리판 모재(100)의 타면측에 형성되는 제 2 코팅층(320)에 도핑되는 제 2 첨가제(300b)의 함량 차이는 ±5wt% 이내로 한정하고, 분리판 모재(100)의 일면측에 형성되는 제 2 코팅층(310)과 분리판 모재(100)의 타면측에 형성되는 제 2 코팅층(320)의 두께 차이는 ±30% 이내로 한정하는 것이 바람직하다. 그 이유는 함량 및 두께의 차이가 제시된 수치 이상의 범위로 형성되는 경우에는 분리판 모재(100)의 일면측과 타면측에서 기대할 수 있는 물성값의 변화가 발생하고 이에 따라 연료전지 스택시 면간 구분이 필요하여 생산 수율 및 생산성이 저하될 수 있기 때문이다.
이때 상기 제 1 코팅층(200) 및 제 2 코팅층(300)은 각각 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD) 방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 물론 상기 제 1 코팅층(200) 및 제 2 코팅층(300)은 PVD 방식으로 형성하는 것에 한정하지 않고 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD) 또는 원자층 증착 방식(Atomic Layer Deposition) 등 다양한 증착 방식이 이용될 수 있다.
한편, 상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판은 분리판 모재(100)의 양면에 제 1 코팅층(200) 및 제 2 코팅층(300)을 형성하면서 전기전도성을 향상시키기 위한 제 1 첨가제(200b) 및 제 2 첨가제(300b)를 도핑(doping)하여 형성하였지만, 제 1 첨가제(200b) 및 제 2 첨가제(300b)를 각각 제 1 코팅원료(200a) 및 제 2 코팅원료(300a)에 화합물 형태로 함유시켜 분리판의 내식성 향상 및 전기전도성 향상을 기대할 수 있다.
예를 들어 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지용 분리판은 금속재질의 분리판 모재와; 상기 분리판 모재의 양면에 형성되고, 내부식성 향상을 위한 제 1 코팅원료와 전기전도성 향상을 위한 제 1 첨가제가 화합물 형태로 형성되는 한 쌍의 제 1 코팅층과; 상기 제 1 코팅층 상에 형성되고, 전기전도성 향상을 위한 제 2 코팅원료와 전기전도성 보강을 위한 제 2 첨가제가 화합물 형태로 형성되는 한 쌍의 제 2 코팅층을 포함할 수 있다.
이때 상기 제 1 코팅층을 형성하는 제 1 코팅원료 및 제 1 첨가제와 상기 제 2 코팅층을 형성하는 제 2 코팅원료 및 제 2 첨가제의 성분은 전술된 실시예에 기재된 원소인 것이 바람직하다.
그래서, 예를 들어 제 1 코팅층은 TiAg, CrAg 및 NiAg와 같은 화합물로 형성될 수 있고, 제 2 코팅층은 AgC, CrPt, NiAg 및 NiPt와 같은 화합물로 형성될 수 있다.
또한, 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께 및 제 1 첨가제와 제 2 첨가제의 함량은 전술된 실시예의 제한 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 전극막 집합체(MEA) 11: 고분자 전해질막
12: 공기극 13: 연료극
20: 기체확산층(GDL) 30: 분리판
100: 분리판 모재
200, 210, 220: 제 1 코팅층
200a: 제 1 코팅원료 200b: 제 1 첨가제
300, 310, 320: 제 2 코팅층
300a: 제 2 코팅원료 300b: 제 2 첨가제

Claims (9)

  1. 금속재질의 분리판 모재와;
    상기 분리판 모재의 양면에 형성되고, 내부식성 향상을 위한 제 1 코팅원료에 전기전도성 향상을 위한 제 1 첨가제가 도핑되어 형성되는 한 쌍의 제 1 코팅층과;
    상기 제 1 코팅층 상에 형성되고, 전기전도성 향상을 위한 제 2 코팅원료에 전기전도성 보강을 위한 제 2 첨가제가 도핑되어 형성되는 한 쌍의 제 2 코팅층을 포함하여,
    상기 제 1 코팅층이 제 2 코팅층보다 내부식성이 높고, 제 2 코팅층이 제 1 코팅보다 전기전도성이 높은 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  2. 금속재질의 분리판 모재와;
    상기 분리판 모재의 양면에 형성되고, 내부식성 향상을 위한 제 1 코팅원료와 전기전도성 향상을 위한 제 1 첨가제가 화합물 형태로 형성되는 한 쌍의 제 1 코팅층과;
    상기 제 1 코팅층 상에 형성되고, 전기전도성 향상을 위한 제 2 코팅원료와 전기전도성 보강을 위한 제 2 첨가제가 화합물 형태로 형성되는 한 쌍의 제 2 코팅층을 포함하여,
    상기 제 1 코팅층이 제 2 코팅층보다 내부식성이 높고, 제 2 코팅층이 제 1 코팅보다 전기전도성이 높은 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 코팅원료는 Ti, Cr, Ni, Cu, Rh, Ru, Pd, Pt, La, Ta, Mo 및 W 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지고,
    상기 제 1 첨가제는 Ag, Pt, Rh, Ru, Pd 및 Au 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지며,
    상기 제 1 첨가제로 선택되는 원료는 상기 제 1 코팅원료로 선택되는 원료보다 전기전도도가 높은 원료인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 분리판 모재의 일면에 형성되는 제 1 코팅층과, 타면에 형성되는 제 1 코팅층을 형성하는 제 1 코팅원료 및 제 1 첨가제는 서로 다른 원료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 코팅원료는 C, Cu, Ag, Cr, Ni, Pt, Rh, Ru, Pd, Au, La, Ta, Mo 및 W 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지고,
    상기 제 2 첨가제는 Ag, Pt, Rh, Ru, Pd 및 Au 중 선택되는 하나 이상의 원료로 이루어지며,
    상기 제 2 첨가제로 선택되는 원료는 상기 제 2 코팅원료로 선택되는 원료보다 전기전도도가 높은 원료인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 분리판 모재의 일면측에 형성되는 제 2 코팅층과, 타면측에 형성되는 제 2 코팅층을 형성하는 제 2 코팅원료 및 제 2 첨가제는 서로 다른 원료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 코팅층은 제 1 첨가제 0.01 ~ 10 wt%와 나머지 제 1 코팅원료로 이루어지고,
    상기 제 2 코팅층은 제 2 첨가제 0.01 ~ 10 wt%와 나머지 제 2 코팅원료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 코팅층의 두께는 10㎚ ~ 10,000㎚이고,
    상기 제 2 코팅층의 두께는 10㎚ ~ 20,000㎚인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 코팅원료와 제 2 코팅원료는 서로 다른 원료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
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