KR101927166B1 - 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템 및 품질검사방법 - Google Patents

연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템 및 품질검사방법 Download PDF

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Abstract

연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템은, 막전극어셈블리와 가스확산층을 접합하여 이들의 접합유닛을 제작하는 접합장치, 상기 접합유닛의 일면을 흡착하여 움직이는 이동장치, 상기 이동장치에 의해서 움직이는 상기 접합유닛의 일측에 배치되어 상기 접합유닛의 외형을 검사하는 검사장치, 상기 이동장치에 의해서 상기 접합유닛이 놓여지고, 놓여진 상기 접합유닛을 상하 반전시키는 반전장치, 및 상기 접합유닛이 상기 이동장치에서 의해서 이동하여 적재되고, 적재높이가 조절되는 적재리프팅장치를 포함할 수 있다.

Description

연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템 및 품질검사방법{MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY QUALITY INSPECTION SYSTEM OF FUEL CELL AND QUALITY INSPECTION METHOD THEREOF}
본 발명은 연료전지의 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)와 가스확산층을 접합하고, 이를 검사하는 막-전극 어셈블리 품질검사시스템 및 품질검사방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료전지(Fuel Cell)는 수소와 산소의 전기 화학적인 반응에 의하여 전기를 생산한다. 이러한 연료전지는 별도의 충전 과정 없이도 외부에서 화학 반응물을 공급받아 지속적인 발전이 가능하다.
연료전지는 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)를 사이에 두고 이의 양측에 세퍼레이터(분리판 또는 바이폴라 플레이트)를 배치하여 구성될 수 있다. 이러한 연료전지는 다수 매로서 연속적으로 배열되며 연료전지 스택으로 구성될 수 있다.
연료전지의 핵심부품인 일 예에 따른 막-전극 어셈블리는 수소이온이 이동하는 전해질막(membrane)을 중심으로 양쪽에 전극 촉매층(electrode)으로서의 수소극과 공기극을 형성한다. 그리고 막-전극 어셈블리는 전극 촉매층 및 전해질막을 보호하고, 연료전지의 조립성을 확보하기 위한 서브 가스켓을 구비하고 있다.
상기와 같은 막-전극 어셈블리의 제조 과정에서, 롤 형태로 감긴 전해질막을 풀고, 그 전해질막의 양면에 전극 촉매층을 일정 간격(대략 150mm 피치) 이격되게 연속적으로 전사시키는 데칼(decal) 방식으로 전극막 시트를 제조한다.
그리고 나서, 후 공정으로는 롤 형태로 감긴 전극막 시트를 풀어 이송시키며, 롤 형태의 서브 가스켓을 풀어 전극막 시트의 양면으로 위치시키고, 이들을 핫 롤러 사이로 통과시키며 전극막 시트의 양면에 서브 가스켓을 접합하는 롤투롤(roll to roll) 방식으로 막-전극 어셈블리 시트를 제조한다.
아울러, 막전극 어셈블리(MEA: membrane-electrode)와 가스확산층(GDL: gas diffusion layer)을 서로 높은 온도로 접합하고, 이와 같이 접합된 접합체를 분리판과 교대로 적층하여 연료전지 셀을 제조한다.
또한, 상기 접합체의 품질을 검사하고, 불량품이 연료전지셀에 적용되지 않도록 하기 위한 품질검사시스템에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 막전극어셈블리과 가스확산층을 접한한 접합유닛의 품질을 용이하게 확인하고, 확인된 접합유닛만을 사용하도록 함으로써 연료전지셀의 품질을 향상시킬 수 있는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템은, 막전극어셈블리와 가스확산층을 접합하여 이들의 접합유닛을 제작하는 접합장치, 상기 접합유닛의 일면을 흡착하여 움직이는 이동장치, 상기 이동장치에 의해서 움직이는 상기 접합유닛의 일측에 배치되어 상기 접합유닛의 외형을 검사하는 검사장치, 상기 이동장치에 의해서 상기 접합유닛이 놓여지고, 놓여진 상기 접합유닛을 상하 반전시키는 반전장치, 및 상기 접합유닛이 상기 이동장치에서 의해서 이동하여 적재되고, 적재높이가 조절되는 적재리프팅장치를 포함할 수 있다.
상기 접합장치는 설정된 압력과 온도로 상기 막전극어셈블리와 상기 가스확산층을 접합하고, 이를 컨베이어를 통해서 이동시킬 수 있다.
상기 컨베이어 위에서 상기 접합유닛의 위치를 보정하는 정렬장치가 구비도리 수 있다.
상기 이동장치는 상기 접합유닛의 상부면을 진공을 흡착하고, 이를 설정된 3차원 루트를 통해서 이동시킬 수 있다.
상기 검사장치는, 레이져를 이용하여 상기 접합유닛의 외형의 변위를 검사하고, 그 변위값에 따라서 상기 막전극어셈블리와 상기 가스확산층의 접합상태를 판단할 수 있다.
상기 반전장치는 상기 접합유닛의 양단부를 잡는 클램퍼가 각각 양측에 배치되고, 상기 클램퍼가 상기 접합유닛의 양단부를 잡은 상태에서 상기 접합유닛을 상하 반전시킬 수 있다.
상기 적재리프팅장치는 스크류를 회전시켜서 적재된 상기 접합유닛의 적재높이를 가변시킬 수 있다.
상기 이동장치는 상기 접합유닛의 상부면을 진공흡착하고, 상기 검사장치는 상기 접합유닛의 하부측에 배치될 수 있다.
상기 검사장치에서 검사된 상기 접합유닛에서 외형에 대한조건이 만족된 것은 상기 적재리프팅장치에 적재하고, 만족되지 않은 것은 외부로 반출할 수 있다.
상기 검사장치는 상기 접합유닛의 외형을 화면으로 감지하거나 또는 디스플레이하는 검사비전을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사방법은, 막전극어셈블리와 가스확산층을 서로 접합하는 단계, 접합된 접합유닛의 일측면을 진공흡착하여 이동시키는 단계, 상기 일측면을 진공흡착하여 이동시킬 때, 상기 접합유닛의 타측면의 외형을 감지하는 단계, 상기 접합유닛의 상하를 반전시키는 단계, 상하 반전된 상기 접합유닛의 타측면을 진공흡착하여 이동시키는 단계, 상기 타측면을 진공흡착하여 이동시킬 때, 상기 접합유닛의 일측면의 외형을 감지하는 단계, 일측면과 타측면이 검사된 상기 접합유닛에서 외형조건이 만족된 것을 적재하는 단계를 포함할 수 있다.
일측면 또는 타측면의 외형이 검사된 상기 접합유닛의 외형조건이 만족되지 않은 것을 반출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접합유닛을 제작하고, 컨베이어에서 이동할 때, 상기 컨베이어의 폭방향 위치를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접합유닛의 상하를 반전시키는 단계에서, 상기 접합유닛의 양단부를 클램프를 이용하여 잡는 단계, 및 상기 클램프를 회전시켜서 상기 접합유닛의 상하면을 반전시킬 수 있다.
상기 외형을 감지하는 단계에서, 레이져를 조사하여 상기 접합유닛의 외형의 변위를 감지하고, 상기 변위의 크기에 따라서 상기 접합유닛의 상태를 판단할 수 있다.
상기 변위의 크기가 설정된 수치영역에 포함되면, 상기 접합유닛은 적재리프팅유닛에 적재되고, 상기 변위의 크기가 설정된 수치영역에 포함되지 않으면, 상기 접합유닛은 반출될 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사방법을 보여주는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템에서 접합장치, 이동장치, 및 검사장치의 일부 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템에서 반전장치, 이동장치, 및 적재리프팅장치의 일부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템에서 레이져변위센서를 이용한 검사방법과 결과를 보여주는 사시도 및 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 품질검사시스템(100)은 접합장치(105), 이동장치(110), 검사장치(115), 반전장치(120), 및 적재리프팅장치(125)를 포함한다.
상기 접합장치(105)는 두 개의 핫롤러를 이용하여 막전극어셈블리(MEA)와 가스확산층(GDL)을 설정된 온도에서 설정된 압력으로 압착하는 것으로, 컨베이어(300) 위에 막전극어셈블리(MEA)와 가스확산층(GDL)이 적층되고, 이 적층된 유닛을 핫롤러가 압착하여 접합된 접합유닛(310)을 제조할 수 있다. 이러한 접합장치(105)에 대한 상세한 구조는 공지기술을 참조한다.
상기 이동장치(110)는 상기 접합유닛(310)의 상부면을 진공흡착하여, 3차원 공간에서 설정된 루트를 따라서 상기 접합유닛(310)을 상기 접합장치(105)에서 언로딩하고, 상기 검사장치(115), 상기 상하반전장치(120), 및 상기 적재리프팅장치(125)로 이동시킨다.
상기 검사장치(115)는 상기 접합유닛(310)의 하부면의 외형을 검사하고, 이에 대한 결과를 보여주거나 별도의 연산부를 갖는 제어부(미도시)로 송신할 수 있다.
상기 검사장치(115)는 검사비전(340) 또는 레이져변위센서(350)를 포함할 수 있고, 상기 검사비전(340)은 상기 접합유닛(310)의 외형을 화면으로 저장하거나 보여주며, 상기 레이져변위센서(350)는 레이져를 상기 접합유닛(310)으로 조사하고, 이를 통해서 상기 접합유닛(310)의 외형을 변위를 감지할 수 있다.
상기 상하반전장치(120)는 상기 접합유닛의 상부면과 하부면을 반전시킨다. 즉, 상기 상하반전장치(120)는 상기 접합유닛(310)의 양단부를 잡고, 길이방향 중심축을 기준으로 180도 회전시킨다.
그리고, 상기 상하반전기(120)에 의해서 뒤집힌 상기 접합유닛(310)을 상기 이동장치(110)가 다시 진공흡착하고, 상기 검사장치(115)가 검사하고, 검사된 상기 접합유닛(310)은 상기 적재리프팅장치(125)에 적재되거나 반출된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템에서 접합장치, 이동장치, 및 검사장치의 일부 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 상기 접합장치(105)는 구동롤러에 의해서 이동하는 컨베이어(300)를 포함하고, 상기 컨베이어(300) 위에는 핫롤러에 의해서 접합된 접합유닛(310)이 이동한다. 상기 컨베이어(300)의 양측에는 상기 접합유닛(310)의 위치를 조정하는 정렬장치(320)가 구비되고, 정렬오차는 0.5mm에 포함될 수 있다.
상기 이동장치(110)는 수평방향으로 배치되는 리니어가이드(360)와 진공흡착부(332)를 포함하며, 상기 진공흡착부(332)는 상기 리니어가이드(360)를 따라서 수평방향으로 이동하거나, 상하로 동시에 이동이 가능하다. 아울러, 상기 진공흡착부(332)는 진공압을 이용하여 상기 접합유닛(310)의 상부면을 진공흡착하여 이동시킬 수 있다.
상기 접합유닛(310)이 상기 진공흡착부(332)와 상기 리니어가이드(360)에 의해서 이동할 때, 상기 진공흡착부(332)의 하부에 배치되는 상기 검사비전(340)과 상기 레이져변위센서(350)를 상기 접합유닛(310)의 하부면의 외형을 순차적으로 감지한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템에서 반전장치, 이동장치, 및 적재리프팅장치의 일부 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 반전장치(120)는 상기 접합유닛(310)의 양단부를 잡는 클램퍼(410)와 상기 클램퍼(410)를 회전시키는 회전부(440)를 포함한다.
상기 이동장치(110)가 상기 반전장치(120)로 상기 접합유닛(310)을 이동시키고, 상기 클램퍼(410)가 상기 접합유닛(310)의 양단부를 잡고, 상기 회전부(440)에 의해서 상기 클램퍼(410)는 상기 접합유닛(310)을 180도 회전시킨다.
그리고, 다시 상기 이동장치(110)는 180도 회전된 상기 접합유닛(310)을 다시 이동시키면서, 상기 검사비전(340)과 상기 레이져변위센서(350)가 상기 접합유닛(310)의 하부면을 검사한다.
마지막으로, 상기 검사비전(340)과 상기 레이져변위센서(350)에 의해서 검사되어 합격된 상기 접합유닛(310)은 상기 적재리프팅장치(125)에 적재되고, 합격되지 않은 상기 접합유닛(310)은 반출된다. 여기서, 상기 적재리프팅장치(125)는 적재된 상기 접합유닛(310)들을 스크류(430)와 회전부(440)를 통해서 리프티시키거나 하강시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템에서 레이져변위센서를 이용한 검사방법과 결과를 보여주는 사시도 및 그래프이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 상기 레이져변위센서(350)를 상기 접합유닛(310)의 하부면에서 레이져를 조사하고, 반사되는 레이져를 감지하여 상기 접합유닛(310)에서 서브가스켓(sub gasket)의 외형 변위와 가스확산층(GDL)의 외형변위를 각각 감지할 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 가로축은 검사폭을 나타내고, 세로축은 외형의 변위를 나타낸다.
상기 변위는 가스확산층(GDL) 변위와 서브가스켓(sub gasket) 변위를 포함하고, 상기 가스확산층(GDL) 변위가 설정범위를 이탈하면 미접합(들뜸)상태로 판단될 수 있다.
아울러, 상기 서브가스켓(sub gasket) 변위가 설정범위를 이탈하면 미접합(들뜸)상태로 판단될 수 있으며, 이탈된 범위의 크기에 따라서 일부 미접합 또는 완전 미접합 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 접합장치(105), 상기 이동장치(110), 상기 검사장치(115), 상기 반전장치(120), 및 상기 적재리프팅장치(125)는 제어부(미도시)에 의해서 제어되고, 상기 검사장치(115)에서 검사된 상기 접합장치(105)의 합격 및 불합격도 상기 제어부에 의해서 판단될 수 있다.
상기 제어부는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사방법을 보여주는 순서도이다.
도 2를 참조하면, S210에서 상기 막전극어셈블리(MEA)와 상기 가스확산층(GDL)을 접합시킨다. S220에서 상기 이동장치(110)는 접합된 상기 접합유닛(310)의 상부면을 진공흡착하여 리프트시켜 설정된 루트를 따라서 이동시킨다.
S230에서 상기 검사장치(115)는 상기 검사비전(340)과 상기 레이져변위센서(350)를 이용하여 상기 접합유닛(310)의 일측면의 외형을 검사한다.
S240에서 상기 반전장치(120)에 상기 접합유닛(310)이 로딩되고, 상기 클램퍼(410)에 의해서 고정된다. 그리고, S250에서 상기 접합유닛(310)이 180도 회전된다.
S260에서 상기 검사장치(115)를 이용하여 상기 접합유닛(310)의 타측면의 외형을 검사한다. 그리고, S270에서 검사된 상기 접합유닛(310)은 상기 이동장치(110)에 의해서 이동되고, S280에서 합격된 상기 접합유닛(310)은 상기 적재리프팅장치(125)에 적재되고, 불합격된 상기 접합유닛(310)은 외부로 반출된다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 시스템 105: 접합장치
110: 이동장치 115: 검사장치
120: 반전장치 125: 적재리프팅장치
310: 접합유닛 300: 컨베이어
320: 정렬장치 332: 흡착부
340: 검사비전 350: 변위센서
410: 클램퍼 430: 스크류
440: 회전부

Claims (16)

  1. 막전극어셈블리와 가스확산층을 접합하여 이들의 접합유닛을 제작하는 접합장치;
    상기 접합유닛의 일면을 흡착하여 움직이는 이동장치;
    상기 이동장치에 의해서 움직이는 상기 접합유닛의 일측에 배치되어 상기 접합유닛의 외형을 검사하는 검사장치;
    상기 이동장치에 의해서 상기 접합유닛이 놓여지고, 놓여진 상기 접합유닛을 상하 반전시키는 반전장치; 및
    상기 접합유닛이 상기 이동장치에서 의해서 이동하여 적재되고, 적재높이가 조절되는 적재리프팅장치; 를 포함하고,
    상기 검사장치가 상기 접합유닛의 양면을 검사하도록,
    상기 반전장치는 상기 접합유닛의 양단부를 잡는 클램퍼가 각각 양측에 배치되고, 상기 클램퍼가 상기 접합유닛의 양단부를 잡은 상태에서 상기 접합유닛을 상하 반전시키되,
    상기 검사장치는, 레이져를 이용하여 상기 접합유닛의 외형의 변위를 검사하고, 그 변위값에 따라서 상기 막전극어셈블리와 상기 가스확산층의 접합상태를 판단하고,
    상기 검사장치에서 검사된 상기 접합유닛에서 외형에 대한조건이 만족된 것은 상기 적재리프팅장치에 적재하고, 만족되지 않은 것은 외부로 반출하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템.
  2. 제1 항에서,
    상기 접합장치는 설정된 압력과 온도로 상기 막전극어셈블리와 상기 가스확산층을 접합하고, 이를 컨베이어를 통해서 이동시키는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템.
  3. 제2 항에서,
    상기 컨베이어 위에서 상기 접합유닛의 위치를 보정하는 정렬장치가 구비된 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템.
  4. 제1 항에서,
    상기 이동장치는 상기 접합유닛의 상부면을 진공을 흡착하고, 이를 설정된 3차원 루트를 통해서 이동시키는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에서,
    상기 적재리프팅장치는 스크류를 회전시켜서 적재된 상기 접합유닛의 적재높이를 가변시키는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템.
  8. 제1 항에서,
    상기 이동장치는 상기 접합유닛의 상부면을 진공흡착하고, 상기 검사장치는 상기 접합유닛의 하부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템.
  9. 삭제
  10. 제1 항에서,
    상기 검사장치는 상기 접합유닛의 외형을 화면으로 감지하거나 또는 디스플레이하는 검사비전을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 품질검사시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7310101B2 (ja) * 2017-08-03 2023-07-19 東レ株式会社 ガス拡散電極の検査方法およびガス拡散電極
JP6563469B2 (ja) * 2017-12-15 2019-08-21 本田技研工業株式会社 電極接合方法及び電極接合装置
CN110336061B (zh) * 2019-07-22 2024-04-09 深圳市信宇人科技股份有限公司 氢燃料电池ccm膜电极结合体或ccm膜电极组件自动组装系统
CN114843566A (zh) * 2022-06-14 2022-08-02 中国第一汽车股份有限公司 燃料电池用膜电极的生产、检测及控制的系统装置及系统方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011053190A (ja) * 2009-09-04 2011-03-17 Nippon Shokubai Co Ltd 固体酸化物形燃料電池の固体電解質膜用セラミックシートの検査方法および当該セラミックシートの製造方法
KR101251229B1 (ko) * 2011-09-07 2013-04-08 현대하이스코 주식회사 막 전극 접합체 및 가스확산층의 위치 정렬 오차 검출 장치 및 방법
KR101509908B1 (ko) 2013-08-13 2015-04-14 현대자동차주식회사 연료전지 스택 적층 장치 및 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4892894B2 (ja) * 2005-08-31 2012-03-07 株式会社島津製作所 光または放射線検出ユニットの製造方法、およびその製造方法で製造された光または放射線検出ユニット
CN101536234A (zh) * 2006-10-31 2009-09-16 瑞典电池公司 制造燃料电池的方法
KR20090108767A (ko) * 2008-04-14 2009-10-19 현대자동차주식회사 전극막 어셈블리의 가스확산층 분리 감지 장치
KR100992330B1 (ko) * 2008-12-24 2010-11-05 재단법인 포항산업과학연구원 형광액을 이용한 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 결함 검사 장치 및 검사 방법
KR101148674B1 (ko) 2010-09-01 2012-05-21 현대하이스코 주식회사 막 전극 접합체 및 가스확산층 상호 간의 적층 정밀도 향상을 통해 개선된 품질을 갖는 연료전지 제조 장치 및 그 제조 방법
CN201926543U (zh) * 2010-09-03 2011-08-10 苏州氢洁电源科技有限公司 一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置
JP2013221766A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Panasonic Corp 外観検査装置および外観検査方法
KR101926867B1 (ko) * 2012-07-30 2018-12-07 현대자동차주식회사 연료전지용 막전극접합체의 핀홀 검사 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011053190A (ja) * 2009-09-04 2011-03-17 Nippon Shokubai Co Ltd 固体酸化物形燃料電池の固体電解質膜用セラミックシートの検査方法および当該セラミックシートの製造方法
KR101251229B1 (ko) * 2011-09-07 2013-04-08 현대하이스코 주식회사 막 전극 접합체 및 가스확산층의 위치 정렬 오차 검출 장치 및 방법
KR101509908B1 (ko) 2013-08-13 2015-04-14 현대자동차주식회사 연료전지 스택 적층 장치 및 방법

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