KR101998940B1 - 다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법 - Google Patents

다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101998940B1
KR101998940B1 KR1020170003683A KR20170003683A KR101998940B1 KR 101998940 B1 KR101998940 B1 KR 101998940B1 KR 1020170003683 A KR1020170003683 A KR 1020170003683A KR 20170003683 A KR20170003683 A KR 20170003683A KR 101998940 B1 KR101998940 B1 KR 101998940B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
porous
fuel cell
flow path
separator
mixture
Prior art date
Application number
KR1020170003683A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180082234A (ko
Inventor
임재욱
김정헌
허정무
소순홍
Original Assignee
한국타이어앤테크놀로지 주식회사
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 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 filed Critical 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority to KR1020170003683A priority Critical patent/KR101998940B1/ko
Publication of KR20180082234A publication Critical patent/KR20180082234A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101998940B1 publication Critical patent/KR101998940B1/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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • 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
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0234—Carbonaceous material
    • 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
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0239—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
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0241—Composites
    • H01M8/0243—Composites in the form of mixtures
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 다공성 물질, 전도성 물질 및 수지를 혼합하여 다공성 혼합물을 제조하는 단계, 상기 다공성 혼합물을 연료전지 분리판 금형에서 유로의 리브가 형성될 영역, 유로의 채널 하단부가 형성될 영역, 및 이 두 영역 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 영역에 투입하는 단계, 상기 다공성 혼합물이 투입된 금형을 압축성형하여 분리판을 제조하는 단계, 및 상기 분리판에서 다공성 물질을 제거하는 단계를 포함하는 다공성 연료전지 분리판의 제조방법에 관한 것으로, 연료전지 분리판의 연료의 흐름성이 향상되고, 분리판의 활성 면적이 확대된 연료전지 분리판을 제공한다.

Description

다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법{POROSITY FUEL CELL SEPARATOR PLATE AND A METHOD OF FABRIATION THEREOF}
본 발명은 연료의 흐름성이 향상되고, 분리판의 활성 면적이 확대된 다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
연료전지는 연료(수소, 인산, 메탄올 등)의 산화 반응을 전기 화학적으로 일으키게 함으로써, 그 산화 반응에 수반되는 자유 에너지 변화를 직접 전기 에너지로 꺼낼 수 있도록 조립한 전지이다. 연료전지는 연료 및 반응 촉매의 종류에 따라 고체산화물연료전지(SOFC, solid oxide fuel cells), 인산형연료전(PAFC, phosphoric acid fuel cell). 고분자전해질연료전지(PEMFC, proton exchange membrane fuel cell), 직접메탄올형연료전지(DMFC, direct methanol fuel cell) 등으로 분류된다.
연료전지의 스택 부품 중 전해질, 연료극 및 공기극을 서로 분리하는 분리판은 전기전도도, 기체투과도, 강도, 부식특성, 및 용출특성 등의 특성이 요구되며, 분리판의 재질로는 금속 또는 흑연 등이 사용되고 있다. 금속 분리판은 부식 특성에서 단점이 있으며, 흑연 분리판은 제조 단가가 높고, 부피가 큰 단점이 있다. 이와 같은 문제점에 따라 흑연 분말에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 혼합한 다음 압축성형 및 사출 성형법으로 분리판을 유로 몰딩하는 방법 등이 사용되고 있다.
분리판은 연료전지 반응을 위해 연료와 공기가 각각 흐를 수 있도록 제조되며, 연료전지 스택을 위한 냉각수가 흐르는 공간을 포함할 수 있다.
이때 연료와 공기가 흐르는 유로 설계에 따라 연료전지의 성능이 달라진다. 연료전지 분리판을 유로 몰딩하여 제조할 때, 유로 설계는 사행유로(Serpentine), 평행유로(Parallel), 격자유로(Interdigitated) 또는 핀타입유로(Pin type) 형상의 구조를 갖는 것이 가장 일반적이다. 이러한 분리판의 내부는 채널(Channel)과 리브(Rib)의 반복적인 구조로 이루어져 있다. 이때, 리브는 연료전지 내부에서 촉매 반응이 거의 일어나지 않는 영역이기 때문에 이를 활성 영역으로 만들기 위한 많은 노력들이 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 연료전지 분리판의 연료의 흐름성을 향상시키고, 분리판의 활성 면적을 확대 시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무게가 감소되고 기공 상태를 조절할 수 있는 다공성 구조의 연료전지 분리판을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 연료전지 분리판의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공성 물질, 전도성 물질 및 수지를 혼합하여 다공성 혼합물을 제조하는 단계, 상기 다공성 혼합물을 연료전지 분리판 금형에서 유로의 리브가 형성될 영역, 유로의 채널 하단부가 형성될 영역, 및 이 두 영역 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 영역에 투입하는 단계, 상기 다공성 혼합물이 투입된 금형을 압축성형하여 분리판을 제조하는 단계, 및 상기 분리판에서 다공성 물질을 제거하는 단계를 포함하는 다공성 연료전지 분리판의 제조방법을 제공한다.
상기 다공성 연료전지 분리판의 제조방법은, 전도성 물질 및 수지를 혼합하여 전도성 혼합물을 제조하는 단계, 및 상기 전도성 혼합물을 상기 다공성 연료전지 분리판 금형에서 유로의 채널 하단부가 형성될 영역, 유로의 외곽부가 형성될 영역, 및 이 두 영역 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 영역에 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다공성 물질은 소듐 나이트레이트(Sodium nitrate, NaNO3), 암모늄 설파이트(Ammonium sulfate, NH42SO4), 소듐 카보네이트(Sodium carbonate, Na2CO3), 소듐 클로라이드(Sodium chloride, NaCl), 칼슘 클로라이드(Calcium chloride, CaCl2), 소듐 하이드로겐 카보네이트(Sodium hydrogen carbonate, NaHCO3) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 전도성 물질은 흑연, 카본블랙, 카본섬유, 카본나노튜브(CNT), 그래핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 수지는 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르설포네이트(polyethersulfone), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리에테르에테르케톤(polyetherether ketone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 플루오르카본 폴리머(Fluorocarbon polymer), 액정폴리머(liquid crystal polymer), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 다공성 혼합물 전체 중량에 대하여 상기 다공성 물질의 함량은 50 내지 80 중량%일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 유로의 리브 및 유로의 채널 하단부로 구성되는 유로를 포함하고, 상기 유로의 리브, 상기 유로의 채널 하단부 및 이 둘 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나는 다공성 구조를 포함하는 것인 다공성 연료전지 분리판을 제공한다.
상기 다공성 연료전지 분리판의 다공성 구조의 표면 공극률은 상기 다공성 영역 전체 표면에 대하여 50 내지 80 면적%일 수 있다.
상기 다공성 연료전지 분리판은 상기 유로의 측면 외곽, 상기 유로의 채널 하단부의 하단 외곽 및 이 둘 모두를 감싸는 유로의 외곽부를 더 포함하고, 상기 유로의 외곽부는 비다공성 구조일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 탄소 전구체 및 전도성 물질을 혼합하여 전도성 혼합물을 제조하는 단계, 메탈 폼(Metal foam)에 상기 전도성 혼합물을 코팅하는 단계, 및 상기 코팅된 메탈 폼을 열처리하여 상기 탄소 전구체를 탄화시키는 단계를 포함하는 다공성 연료전지 분리판의 제조방법을 제공한다.
상기 탄소 전구체는 수크로오스(Sucrose, C6H12O6, C12H22O11)일 수 있다.
상기 탄소 전구체를 탄화시키는 단계는 150 내지 300 ℃에서 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 메탈 폼, 및 상기 메탈 폼 표면에 코팅되며, 전도성 물질 및 탄화된 탄소 물질을 포함하는 전도성 코팅층을 포함하는 다공성 연료전지 분리판을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 메탈 폼(Metal foam) 표면에 다이아몬드 라이크 카본(Diamond like carbon, DLC) 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 다공성 연료전지 분리판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 메탈 폼, 및 상기 메탈 폼 표면에 코팅된 다이아몬드 라이크 카본(Diamond like carbon, DLC) 코팅층을 포함하는 다공성 연료전지 분리판을 제공한다.
상기 다공성 연료전지 분리판은 상기 메탈 폼의 측면 외곽 및 상기 메탈 폼의 하단 외곽을 감싸는 유로의 외곽부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 연료전지 분리판을 포함하는 연료전지를 제공한다.
상기 연료전지는 직접 메탄올 연료전지(DMFC), 고분자 전해질 연료전지(PEMFC), 및 인산형 연료전지(PAFC)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 연료전지 분리판은 연료의 흐름성이 향상되고 분리판의 활성 면적이 확대되는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 연료전지 분리판은 다공성 구조로 인하여 무게가 감소되고 다공성 물질을 조절하여 기공상태를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 연료전지 분리판의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 다공성 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 4는 메탈 폼의 일 예를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 다공성 연료전지 분리판의 리브 부분을 확대하여 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 다공성 연료전지 분리판의 리브 부분을 확대하여 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 다공성 연료전지 분리판의 표면을 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명의 비교예 1에 따른 연료전지 분리판의 표면을 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예6에 따른 연료전지 분리판의 표면을 나타낸 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 연료전지 분리판은 유로의 리브 및 유로의 채널 하단부로 구성되는 유로를 포함하고, 상기 유로의 리브, 상기 유로의 채널 하단부 및 이 둘 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나는 다공성 구조를 포함한다.
이하, 상기 다공성 연료전지 분리판에 대하여 도 1을 참고하여 상세하게 설명한다. 상기 도 1은 본 발명의 다공성 연료전지 분리판을 나타낸 모식도이다.
연료전지는 막 전극 접합체(MEA)와 분리판(100), 상기 막 전극 접합체와 분리판(100) 사이에 위치하며 물리적으로 촉매층을 지지하고 있는 기체 확산층(Gas Diffusion Layer, GDL)(200)을 포함한다. 상기 분리판(100)은 연료전지 반응을 위해 연료와 공기가 각각 흐를 수 있도록 유로를 구비한다.
상기 기체 확산층(200)은 상기 분리판(100)의 유로를 통해 연료전지 내부로 유입된 유체를 촉매층에 전달하고, 화학반응으로 생긴 유체를 다시 분리판(100)의 유로로 이동하게 하는 유체의 확산을 담당하고 있는 부분이며, 전기화학 반응에 의해 발생한 전자를 분리판(100)에 전달해주는 기능을 한다. 이 때문에 기체 확산층(200)은 높은 전기 전도도, 화학적 안정성, 다공성 등이 중요한 인자이며, 주로 탄소 종이, 탄소 천, 탄소 펠트 등으로 만들어 진다.
한편, 상기 유로는 채널(Channel)과 리브(Rib)(110)가 반복적으로 배열되는데, 특히 상기 리브(110)는 상기 기체 확산층(200)을 압축하여 지지하고 있는 구조를 가지기 때문에, 연료전지 반응이 거의 이루어지지 않는 것으로 알려져 있다.
이에 본 발명은 상기 다공성 연료전지 분리판(100)의 유로의 리브(110), 상기 유로의 채널 하단부(120) 및 이 둘 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나는 다공성 구조를 포함하며, 이에 따라 연료전지 반응 영역을 상기 유로의 리브(110) 및 상기 유로의 채널 하단부(120)에 까지 확장시킬 수 있다.
상기와 같이 다공성 연료전지 분리판(100)의 유로에 다공성 구조를 적용하기 위하여 본 발명은 다공성 물질, 전도성 물질 및 수지를 혼합하여 제조한 다공성 혼합물을 사용하여 상기 유로 영역을 제조한 후 상기 다공성 물질을 제거하여 제조될 수 있다. 이에 따라 상기 다공성 구조는 전도성 물질 및 수지로 이루어지며, 다수의 공극(150)을 포함한다. 상기 다공성 연료전지 분리판(100)의 구체적인 제조방법은 후술한다.
한편, 상기 다공성 연료전지 분리판(100)은 상기 유로의 리브(110)의 측면 외곽, 상기 유료의 채널의 하단부(120)의 하단 외곽 및 이 둘 모두를 감싸는 유로의 외곽부(130)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 유로의 외곽부(130)는 비다공성 구조일 수 있다. 상기 유로의 외곽부(130)는 비다공성 구조를 가짐으로써 연료전지 반응시 연료, 공기 및 물이 서로 투과되거나 노출되지 않도록 고밀폐성을 가질 수 있도록 한다.
상기 다공성 연료전지 분리판(100)은 한 개의 분리판 활성화 면적 내에 연료가 흐르는 복수의 유로가 형성되며, 상기 유로에는 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 연료가 유입되어 배출 매니폴드를 통해 배출되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다공성 연료전지 분리판의 제조방법은 다공성 물질, 전도성 물질 및 수지를 혼합하여 다공성 혼합물을 제조하는 단계, 상기 다공성 혼합물을 연료전지 분리판 금형에서 유로의 리브가 형성될 영역, 유로의 채널 하단부가 형성될 영역, 및 이 두 영역 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 영역에 투입하는 단계, 상기 다공성 혼합물이 투입된 금형을 압축성형하여 분리판을 제조하는 단계, 및 상기 분리판에서 다공성 물질을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 다공성 연료전지 분리판의 제조방법을 통하여 상기 유로에 다공성 구조를 포함하는 연료전지 분리판(100)을 제조할 수 있다.
상기 다공성 물질은 소듐 나이트레이트(Sodium nitrate, NaNO3), 암모늄 설파이트(Ammonium sulfate, NH42SO4), 소듐 카보네이트(Sodium carbonate, Na2CO3), 소듐 클로라이드(Sodium chloride, NaCl), 칼슘 클로라이드(Calcium chloride, CaCl2), 소듐 하이드로겐 카보네이트(Sodium hydrogen carbonate, NaHCO3) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 다공성 물질은 물에 쉽게 용해되거나, 100 ℃ 이하의 온도에서 쉽게 제거할 수 있다는 특징이 있다. 상기 다공성 물질이 혼합되는 부분에 다공성 물질이 제거되면서 공극(150)이 생기게 된다. 상기 공극(150)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 다면으로 연료가 통과시킬 수 있어 활성 영역이 넓어지는 효과가 있고, 일반적인 연료전지 분리판보다 가스 기체의 흐름과 반응면적을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 다공성 물질은 상기 다공성 혼합물 전체 중량에 대하여 50 내지 80 중량%로 포함되는 것일 수 있다.
상기 다공성 물질이 50 중량% 미만으로 포함되면, 기체 및 물 흐름에 문제가 발생할 수 있고, 상기 다공성 물질이 80 중량% 초과하여 포함되면, 분리판의 강도에 문제가 발생할 수 있다.
상기 전도성 물질은 흑연, 카본블랙, 카본섬유, 카본나노튜브(CNT), 그래핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 흑연은 입자 크기가 5 내지 100 ㎛인 것일 수 있다.
상기 흑연 입자가 작을수록 인산, 메탄올, 물 또는 기체들의 투과율이 높아지기 때문에 흑연 입자 크기가 큰 것을 적용하는 것이 상기 다공성 연료전지 분리판(100)의 밀폐율을 향상시킬 수 있다.
상기 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지인 것일 수 있다. 상기 열경화성 수지로는 페놀수지, 에폭시 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있고, 상기 열가소성 수지로는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리페닐설파이드(polyphenylenesulfide, PPS), 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene, FEP), 퍼플루오르알콕시(perfluoroalkoxy, PFA) 등이 사용될 수 있다.
상기 수지는 상기 전도성 물질을 용이하게 접착시키기 위하여 포함되는 것일 수 있다.
상기 다공성 연료전지 분리판(100)은 상기 다공성 물질의 함량에 따라 연료전지 활성면적 내부의 기공률을 조절할 수 있다.
구체적으로 상기 다공성 연료전지 분리판(100)의 표면 공극률은 상기 다공성 영역 전체 표면에 대하여 50 내지 80 면적%인 것일 수 있다. 상기 공극률이 50 면적% 미만인 경우, 기체와 물의 흐름에 문제가 발생할 수 있고, 80 면적%를 초과하는 경우 상기 다공성 연료전지 분리판(100)의 강도가 저하될 수 있다.
상기 연료전지 분리판 제조방법은 상기 연료전지 분리판 금형에서 상기 다공성 혼합물이 투입되지 않는 영역에 상기 전도성 물질 및 상기 수지를 혼합하여 제조한 전도성 혼합물을 투입하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로 상기 다공성 연료전지 분리판(100)의 금형은 상기 유로의 리브(110)가 형성될 영역, 상기 유로의 채널 하단부(120)가 형성될 영역 및 상기 유로의 외곽부(130)가 형성될 영역으로 구성되고, 상기 유로의 리브(110)가 형성될 영역, 상기 유로의 채널 하단부(120)가 형성될 영역 및 이 두 영역 모두로 이루어진 군에서 선택되는 어느 한 영역에는 상기 다공성 혼합물이 투입되고, 상기 유로의 외곽부(130)가 형성될 영역과 그 나머지 영역에는 상기 전도성 혼합물이 투입되는 것일 수 있다.
추가적으로, 상기 서로 다른 두 종류의 혼합물을 금형에 투입할 때는, 분말로 투입하거나, 시트 형상으로 상온 몰딩하여 투입하는 방법을 사용할 수 있다.
상기 전도성 물질과 상기 수지는 상기 다공성 혼합물에서 설명한 바와 동일하므로, 반복적인 설명은 생략한다.
상기 유로의 외곽부(130)는 상기 전도성 혼합물을 적용하여 제조함으로써 연료전지 반응시 연료, 공기 및 물이 서로 투과되거나 노출되지 않도록 고밀폐성을 가질 수 있다.
상기 연료전지 분리판(100)은 상기 다공성 혼합물 및 상기 전도성 혼합물을 각각 금형 내부에 투입하고 상기 투입된 재료를 압축성형하여 제조할 수 있다. 상기 압축성형 단계는 통상의 방법으로 제조되며, 본 발명에서 특별히 제한되지 않는다.
또한, 상기 수지의 특성에 따라 성형온도, 시간 및 압력을 적절하게 조절하여 제조할 수 있다.
마지막으로, 상기 분리판에서 다공성 물질을 제거하여 상기 다공성 구조를 형성한다. 상기 다공성 물질을 제거하는 단계는 상기 제조된 분리판(100)을 끓는 물에 넣어 상기 다공성 물질 및 다공성 물질의 잔류물을 용해시켜 이루어질 수 있다. 상기 다공성 물질의 잔류물은 다공성 물질에 따라 소듐 나이트레이트(Sodium nitrate, NaNO3), 암모늄 설파이트(Ammonium sulfate, NH42SO4), 소듐 카보네이트(Sodium carbonate, Na2CO3), 소듐 클로라이드(Sodium chloride, NaCl), 칼슘 클로라이드(Calcium chloride, CaCl2) 등일 수 있다.
상기 잔류물을 제거하는 경우 분리판 내부에 기체 및 물의 흐름을 향상시키는 효과가 있을 수 있으며, 각 물질 특성에 따라 발수나 소수성을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 연료전지 분리판 제조단계에서, 다공성 물질로 소듐 하이드로겐 카보네이트(Sodium hydrogen carbonate, NaHCO3)을 사용하고, 상기 소듐 하이드로겐 카보테이트를 전도성 물질 및 수지와 함께 혼합물을 만들어 위에서 설명한 바와 같이 고온압축성형을 실시하는 경우, 상기 소듐 하이드로겐 카보네이트는 65 ℃ 이상에서 이산화탄소와 물을 생성하기 때문에, 이산화탄소 가스가 연료전지 분리판 내부에 미세한 다공성을 형성시켜 다공성 연료전지 분리판을 제조할 수 있다. 상기 반응이 완료된 소듐 하이드로겐 카보네이트(Sodium hydrogen carbonate, NaHCO3)는 소듐 카보네이트 (Sodium carbonate, Na2CO3)로 변환되기 때문에 상기 공정과 같이 분리판을 끓는 물에 넣어 상기 소듐 카보네이트를 제거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다공성 연료전지 분리판은 메탈 폼, 그리고 상기 메탈 폼 표면에 코팅되며, 전도성 물질 및 탄화된 탄소 물질을 포함하는 전도성 코팅층을 포함한다.
상기 연료전지 분리판에 대하여 도 3을 참고하여 상세하게 설명한다. 상기 도 3은 본 발명의 연료전지 분리판(100)을 나타낸 모식도이다.
연료전지는 막 전극 접합체(MEA)와 분리판(100), 상기 막 전극 접합체와 분리판(100) 사이에 위치하며 물리적으로 촉매층을 지지하고 있는 기체 확산층(Gas Diffusion Layer, GDL)(200)을 포함한다. 상기 분리판(100)은 연료전지 반응을 위해 연료와 공기가 각각 흐를 수 있도록 유로를 구비한다.
상기 다공성 연료전지 분리판(100)은 유로 영역으로 다공성 메탈 폼(140)을 이용하여 연료전지 반응 영역을 확장시킬 수 있다. 상기 메탈 폼(Metal foam, 금속 발포체)(140)은 도 4와 같이 체적의 많은 부분이 기체로 채워진 공극으로 구성된(해면 구조) 금속 구조물을 일컫는다.
이때, 상기 메탈 폼(140)은 그 표면에 전도성 물질 및 탄화된 탄소 물질을 포함하는 전도성 코팅층을 포함한다. 상기 전도성 코팅층은 상기 메탈 폼(140)의 기공을 더 작게 함으로써 연료 기체 및 물의 흐름을 조절 할 수 있다.
또한, 상기 메탈 폼(140)에 상기 전도성 물질을 코팅시킴으로써, 메탈 폼의 내부식성 및 전도성을 향상시키는 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 전도성 코팅층은 상기 전도성 물질을 상기 메탈 폼(140) 표면에 부착시키기 위하여 상기 수지를 대신하여 상기 탄화된 탄소 물질을 포함함에 따라 전기 전도도의 저하를 막을 수 있다.
한편, 상기 다공성 연료전지 분리판(100)은 상기 메탈 폼(140)의 측면 외곽 및 상기 메탈 폼(140)의 하단 외곽을 감싸는 유로의 외곽부(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 유로의 외곽부(130)는 연료전지 반응시 연료, 공기 및 물이 서로 투과되거나 노출되지 않도록 고밀폐성을 가질 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다공성 연료전지 분리판의 제조방법은 탄소 전구체 및 전도성 물질을 혼합하여 전도성 혼합물을 제조하는 단계, 메탈 폼(Metal foam)에 상기 전도성 혼합물을 코팅하는 단계, 및 상기 코팅된 메탈 폼을 열처리하여 상기 탄소 전구체를 탄화시키는 단계를 포함한다.
상기 다공성 연료전지 분리판의 제조방법을 통하여 상기 메탈 폼을 포함하는 다공성 연료전지 분리판(100)을 제조할 수 있다.
상기 탄소 전구체는 탄화시켜 탄화된 탄소 물질을 제조할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용할 수 있고 본 발명에서 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로 예를 들면 상기 탄소 전구체는 수크로오스(Sucrose, C6H12O6, C12H22O11)를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 전도성 물질은 상기한 바와 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다.
상기 전도성 혼합물을 코팅하는 단계는, 상기 메탈 폼을 상기 전도성 혼합물에 침지(Dip) 후 건조하는 방법으로 코팅되는 것일 수 있다.
상기 탄소 전구체를 탄화시키는 단계는 150 내지 300 ℃ 에서 실시되는 것일 수 있다. 상기 탄화는 전기전도도를 향상시키는 효과가 있다. 상기 탄화 단계가 150 ℃ 미만에서 실시되는 경우 불완전 탄화의 문제가 발생할 수 있고, 적용되는 메탈의 용융점을 초과하여 실시되는 경우 다공성, 물성 및 구조에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다공성 연료전지 분리판(100)은 메탈 폼, 및 상기 메탈 폼 표면에 코팅된 다이아몬드 라이크 카본(Diamond like carbon, DLC) 코팅층을 포함한다.
상기 다이아몬드 라이크 카본 코팅층은 상기 메탈 폼(140)의 기공을 더 작게 함으로써 연료 기체 및 물의 흐름을 조절 할 수 있다. 또한, 상기 다이아몬드 라이크 카본 코팅층은 상기 메탈 폼(140)의 내부식성 및 전도성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 다공성 연료전지 분리판(100)은 상기 메탈 폼(140)의 측면 외곽 및 상기 메탈 폼(140)의 하단 외곽을 감싸는 유로의 외곽부(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 유로의 외곽부(130)는 연료전지 반응시 연료, 공기 및 물이 서로 투과되거나 노출되지 않도록 고밀폐성을 가질 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다공성 연료전지 분리판의 제조방법은 메탈 폼(Metal foam) 표면에 다이아몬드 라이크 카본(Diamond like carbon, DLC) 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 다공성 연료전지 분리판의 제조방법을 통하여 상기 다이아몬드 라이크 카본이 코팅층된 메탈 폼을 포함하는 다공성 연료전지 분리판(100)을 제조할 수 있다.
상기 다이아몬드 라이크 카본 코팅층은 주로 탄소 원자를 함유한 원료가스를 활성화시켜 탄소 이온으로 만든 후, 탄소 이온을 상기 메탈 폼(140)의 표면에 증착시켜 탄소막을 형성시키는 방법이 널리 이용되고 있으며, 탄소 이온을 상기 메탈 폼(140)의 표면에 증착시키는 방법으로는 CVD(Chemicla Vapor Deposition)법, 연소화염법, 스퍼터링법, 이온빔 증착법 및 PECVD(Plasma Enhanced Chemicla Vapor Deposition)법, 플라즈마 코팅법 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연료전지는 상기 연료전지 분리판(100)을 포함한다.
상기 연료전지 분리판(100)은 200℃ 이상의 고온 조건과 90% 이상의 인산 조건에서도 사용 가능한 내열성, 내산성 특성이 있어 직접메탄올연료전지(DMFC), 고분자전해질연료전지(PEMFC), 및 인산형연료전지(PAFC)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 연료전지 분리판의 효과를 확인하기 위한 실험예들을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명하는 실험예는 본 발명을 예시한 것으로서 본 발명이 아래의 실험예의 조건에 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1: 다공성 리브를 가지는 분리판]
다공성 물질로 소듐 나이트레이트, 전도성 물질로 흑연, 수지로 에폭시를 사용하였고, 연료전지 분리판의 금형으로 채널과 리브를 포함하는 유로의 리브 영역, 상기 유로의 채널 하단부 영역, 상기 유로의 외곽부 영역을 포함하는 금형을 준비하였다.
분리판의 금형의 유로의 채널 하단부 영역 및 유로의 외곽부 영역은 상기 전도성 물질과 수지의 혼합물(전도성 혼합물)을 투입하고, 분리판의 리브 부분은 상기 다공성 물질, 전도성 물질 및 수지의 혼합물(다공성 혼합물)을 투입하였다. 상기 서로 다른 두 가지의 혼합물을 투입한 금형을 150 ℃에서 고온압축 성형하여 분리판을 제조하였다.
상기 분리판을 100 ℃의 끓는 물에 침지시켜 다공성 물질의 잔류물을 제거하였다.
[실험예 1: 다공성 리브를 가지는 분리판의 기공률]
상기 제조예 1에서, 다공성 물질의 함량을 다르게 하여 실시예 1 내지 4를 제조하고, 다공성 물질의 함량에 따른 다공성 구조의 표면 기공률을 하기 표 1에 나타내었다. 상기 다공성 물질의 함량은 혼합물 전체 중량에 대하여 중량%로 나타내었다.
실시예 1
실시예2
실시예3
실시예4

다공성 물질 함량(중량%)
50
60
70
80

기공률(면적%)
16
25
43
62
상기 다공성 물질의 함량이 50 %인 경우의 분리판의 다공성 구조 부분을확대하여 도 5에 나타내었고, 80 %인 경우의 분리판을 도 6에 나타내었다.
또한, 상기 실시예 1의 연료판을 표면을 도 7에 나타내었다.
상기 표 1 및 도 5 내지 7을 참조하면, 다공성 물질의 함량에 따라 연료전지 활성면적 내부의 기공률을 조절할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
[제조예 2: 다공성 유로를 가지는 분리판]
<실시예 5>
다공성 물질로 소듐 나이트레이트, 전도성 물질로 흑연, 수지로 에폭시 수지를 사용하였고, 연료전지 분리판의 금형으로 채널과 리브를 포함하는 유로의 리브 영역, 상기 유로의 채널 하단부 영역, 상기 유로의 외곽부 영역을 포함하는 금형을 준비하였다.
분리판의 금형의 유로의 외곽부 영역은 상기 전도성 물질과 수지의 혼합물(전도성 혼합물)을 투입하고, 분리판의 유로의 리브 영역 및 유로의 채널 하단부 영역은 상기 다공성 물질, 전도성 물질 및 수지의 혼합물(다공성 혼합물)을 투입하였다. 상기 서로 다른 두 가지의 혼합물을 투입한 금형을 150 ℃에서 고온압축 성형하여 분리판을 제조하였다.
상기 분리판을 100 ℃의 끓는 물에 침지시켜 다공성 물질의 잔류물을 제거하였다.
[ 제조예 3: 일반적인 분리판]
<비교예 1>
전도성 물질로 흑연, 수지로 에폭시 수지를 사용하였고, 연료전지 분리판의 금형으로 채널과 리브를 포함하는 유로의 리브 영역, 상기 유로의 채널 하단부 영역, 상기 유로의 외곽부 영역을 포함하는 금형을 준비하였다.
분리판의 금형 전체에 전도성 물질과 수지의 혼합물(전도성 혼합물)을 투입하였다. 상기 혼합물을 투입한 금형을 150 ℃에서 고온압축 성형하여 분리판을 제조하였다.
상기 분리판의 표면을 도 8에 나타내었다.
[실험예 2: 전도도, 굴곡강도 및 가스밀폐도]
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조된 분리판에 대하여 다공성 구조의 유무에 따른 전도도, 굴곡강도 및 가스밀폐도를 확인하였으며, 그 결과를 아래의 표 2로 나타내었다.


실시예1
실시예2
실시예3
실시예4
실시예5
비교예1

저항(mΩ㎝)
62.5
62.5
62.5
62.5
62.5
62.5

굴곡강도(MPa)
42
42
42
42
42
42

가스밀폐도(cc/min)
0
0
0
0
0
0
상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1은 다공성 물질이 첨가되는 부분을 제외하고 같은 조성을 갖기 때문에 저항, 굴곡강도 및 가스 밀페도가 동일하다. 다공성 부분은 굴곡강도가 낮다는 차이를 제외하고, 동일한 결과를 나타내었다. 상기 실험을 통하여, 본 발명에 따른 분리판의 저항, 굴곡강도 및 가스밀폐도의 성능이 저하되지 않았음을 확인하였다.
[제조예 4: 다공성 분리판 제조]
<실시예 6>
탄소 전구체로 sugar(sucrose, C6H12O6)와 전도성 물질로 그래핀을 사용하였고, 유로로 니켈 폼(Ni metal foam)을 준비하였다. 상기 유로의 외곽부 영역은 통상의 방법에 따라 압축성형하여 제조하였다.
상기 니켈 폼에 상기 탄소 전구체 및 전도성 물질의 혼합물(전도성 혼합물)을 코팅하였다. 상기 코팅된 메틸폼을 300 ℃에서 10 분 동안 가열하여 상기 sugar를 탄화시키는 방법으로 코팅된 다공성 연료전지 분리판을 제조하였다.
메탈 폼에 그래핀이 코팅된 다공성 연료전지 분리판 표면을 도 9에 나타내었다.
<실시예 7>
플라즈마 코팅 방법을 이용하여 DLC를 상기 니켈 폼에 코팅하였다. 상기 유로의 외곽부 영역은 통상의 방법에 따라 압축성형하여 제조하였다.
<비교예 2>
유로로 니켈 폼(Ni metal foam)을 준비하였다. 상기 유로의 하단부 영역은 통상의 방법에 따라 압축성형하여 제조하였다.
[실험예 3: 전도도, 굴곡강도 및 가스밀폐도]
상기 실시예 6, 실시예 7 및 비교예 2에서 코팅되는 전도성 물질의 종류와, 다공성 구조의 유무에 따른 전도도를 확인하였으며, 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.

압력(kg)
전기전도도(S/㎝)

실시예 6
실시예 7
비교예 2

500
41.9
7.10
-

1000
230.5
15.20
-
상기 표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 방법으로 코팅된 니켈 폼의 전도도가 매우 향상된 것을 확인할 수 있었다. 반면, 코팅하지 않은 비교예 2의 니켈 폼은 부식이 커 실험이 불가능하였다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 다공성 연료전지 분리판
110: 유로의 리브
120: 유로의 채널 하단부
130: 유로의 외곽부
140: 메탈 폼
150: 공극
200: 기체 확산층

Claims (18)

  1. 다공성 물질, 전도성 물질 및 수지를 혼합하여 다공성 혼합물을 제조하는 단계,
    상기 다공성 혼합물을 연료전지 분리판 금형에서 유로의 리브가 형성될 영역 및 유로의 채널 하단부가 형성될 영역에 투입하는 단계,
    전도성 물질 및 수지를 혼합하여 전도성 혼합물을 제조하는 단계,
    상기 전도성 혼합물을 상기 다공성 연료전지 분리판 금형에서 유로의 측면 외곽과 유로의 채널 하단부의 하단 외곽을 모두 감싸는 유로의 외곽부가 형성될 영역에 투입하는 단계,
    상기 다공성 혼합물이 투입된 금형을 압축성형하여 분리판을 제조하는 단계, 및
    상기 분리판에서 다공성 물질을 제거하는 단계
    를 포함하는 다공성 연료전지 분리판의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 물질은 소듐 나이트레이트(Sodium nitrate, NaNO3), 암모늄 설파이트(Ammonium sulfate, NH42SO4), 소듐 카보네이트(Sodium carbonate, Na2CO3), 소듐 클로라이드(Sodium chloride, NaCl), 칼슘 클로라이드(Calcium chloride, CaCl2), 소듐 하이드로겐 카보네이트(Sodium hydrogen carbonate, NaHCO3) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 다공성 연료전지 분리판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 물질은 흑연, 카본블랙, 카본섬유, 카본나노튜브(CNT), 그래핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 다공성 연료전지 분리판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수지는 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르설포네이트(polyethersulfone), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리에테르에테르케톤(polyetherether ketone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 플루오르카본 폴리머(Fluorocarbon polymer), 액정폴리머(liquid crystal polymer), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 다공성 연료전지 분리판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 혼합물 전체 중량에 대하여 상기 다공성 물질의 함량은 50 내지 80 중량%인 것인 다공성 연료전지 분리판의 제조방법.
  7. 유로의 리브 및 유로의 채널 하단부로 구성되는 유로를 포함하고, 상기 유로의 리브 및 상기 유로의 채널 하단부는 다공성 구조를 포함하며,
    상기 유로의 측면 외곽과 상기 유로의 채널 하단부의 하단 외곽을 모두 감싸는 유로의 외곽부를 더 포함하고, 상기 유로의 외곽부는 비다공성 구조인 것인
    다공성 연료전지 분리판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다공성 연료전지 분리판의 다공성 구조의 표면 공극률은 상기 다공성 영역 전체 표면에 대하여 50 내지 80 면적%인 것인 다공성 연료전지 분리판.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020170003683A 2017-01-10 2017-01-10 다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법 KR101998940B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170003683A KR101998940B1 (ko) 2017-01-10 2017-01-10 다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170003683A KR101998940B1 (ko) 2017-01-10 2017-01-10 다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180082234A KR20180082234A (ko) 2018-07-18
KR101998940B1 true KR101998940B1 (ko) 2019-07-10

Family

ID=63049403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170003683A KR101998940B1 (ko) 2017-01-10 2017-01-10 다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101998940B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102431613B1 (ko) * 2019-02-26 2022-08-12 한국자동차연구원 연료전지용 분리판
KR102200778B1 (ko) 2019-06-27 2021-01-11 국방과학연구소 수중 전원용 고성능 연료전지 스택

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133282A (ja) * 1998-10-21 2000-05-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池用セパレータ
KR100701100B1 (ko) * 2000-09-15 2007-03-29 린텍, 인코포레이티드 전기화학 전지 요소의 접합방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63146363A (ja) * 1986-07-16 1988-06-18 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池
KR101209791B1 (ko) * 2009-12-04 2012-12-10 현대자동차주식회사 연료전지용 금속분리판 및 이의 표면처리방법
KR20120005183A (ko) * 2010-07-08 2012-01-16 한국타이어 주식회사 연료전지 탄소복합체 분리판의 제조방법과 이로부터 제조된 연료전지
JP6023548B2 (ja) * 2011-12-07 2016-11-09 フタムラ化学株式会社 導電性連通多孔質フィルムの製造方法
KR101398918B1 (ko) * 2011-12-28 2014-06-30 한국타이어 주식회사 연료전지용 분리판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 연료전지

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133282A (ja) * 1998-10-21 2000-05-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池用セパレータ
KR100701100B1 (ko) * 2000-09-15 2007-03-29 린텍, 인코포레이티드 전기화학 전지 요소의 접합방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180082234A (ko) 2018-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101815134B1 (ko) 연료전지 분리판 및 그 제조방법
JP4000651B2 (ja) 燃料電池用セパレータの製造方法
US8026018B2 (en) Electrolyte membrane-electrode assembly and production method thereof
EP2475037B1 (en) Gas diffusion layer for fuel cell, method for manufacturing same, membrane-electrode assembly, and fuel cell
KR101481187B1 (ko) 연료전지용 기체확산층및 그 제조방법
JP2007042348A (ja) 膜電極接合体及びその製造方法
KR20100058737A (ko) 운전 안정성이 우수한 연료전지 자동차용 기체확산층
JP2017525105A (ja) 膜電極アセンブリ
KR101998940B1 (ko) 다공성 연료전지 분리판 및 이의 제조방법
US20020150811A1 (en) Fuel cell unit and its manufacturing method
JP2004079196A (ja) 燃料電池セパレータおよび固体高分子型燃料電池
US20090286126A1 (en) Tube-shaped solid polymer fuel cell and method for producing tube-shaped solid polymer fuel cell
Bruno et al. Carbon materials for fuel cells
WO2015009233A1 (en) Diffusion medium for use in fuel cell, fuel cell and method of making the diffusion medium
KR100627749B1 (ko) 연료 전지
JP4561239B2 (ja) 燃料電池セパレータおよびそれを用いた燃料電池
KR20180058570A (ko) 그래핀폼을 포함하는 연료전지용 가스유로
JP2001345108A (ja) ガス拡散層、その製造方法、燃料電池用電極及び燃料電池
Popov et al. Effect of gas diffusion layer structure on the performance of polymer electrolyte membrane fuel cell
KR101777214B1 (ko) 연료전지 분리판 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 연료전지 분리판
JP4702118B2 (ja) 燃料電池用セパレータの製造方法
WO2024106060A1 (ja) 電極触媒層、膜電極接合体、および固体高分子型電解槽
JP2004207082A (ja) 燃料電池および燃料電池用セパレータ
KR20170010611A (ko) 연료전지 분리판 및 이의 제조방법
KR102003962B1 (ko) 가스켓 일체형 연료전지 분리판 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant