KR102124055B1 - 인산염을 포함하는 연료전지 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 스택 - Google Patents

인산염을 포함하는 연료전지 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 스택 Download PDF

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Abstract

인산염을 포함하는 연료전지 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 스택에 관해 개시되어 있다. 개시된 연료전지 스택은 막 전극 집합체(MEA)와, 상기 MAE의 한 면과 마주하도록 배치된 제1 분리막과, 상기 MEA의 다른 면과 마주하도록 배치된 제2 분리막을 포함하고, 상기 제1 및 제2 분리막은 상기 MEA의 전해질의 주요 성분을 포함한다. 상기 제1 및 제2 분리판은 인산염을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 분리판은 상기 인산염과 함께 탄소질 재료 및 수지를 포함할 수 있다. 상기 인산염은 칼륨계 인산염, 나트륨계 인산염, 칼슘계 인산염 및 암모늄계 인산염 중 적어도 하나일 수 있다.

Description

인산염을 포함하는 연료전지 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 스택{Fuel cell separator containing phosphate and fuel cell stack including the same}
본 발명의 일 실시예는 연료전지에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 인산염을 포함하는 연료전지 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 스택에 관한 것이다.
연료전지의 분리판에 사용되는 재료는 연료전지의 내구성 측면에서 중요한 요소 중의 하나로 열전도도, 전기전도도, 내부식성 및 전해질의 흡수를 최소화하는 것이 필요하다.
인산을 전해질로 사용하는 연료전지의 경우, 연료전지의 운전시간에 따라 전해질이 전해질막에서 분리판으로 이동한다. 이러한 전해질의 유출, 곧 인산의 유출은 전극반응속도를 저하시키고, 오믹 저항을 증가시켜 스택의 성능이 저하될 수 있다. 이에 따라 스택의 내구 수명이 저하되는 결과를 초래할 수 있다.
또한, 인산의 유출은 연료전지 스택 부품의 부식 속도를 빠르게 하여 재료의 내구성을 약화시키고, 표면에서의 저항을 증가시킨다.
본 개시의 일 실시예는 인산의 유출을 방지하여 인산의 유출에 따른 성능저하를 줄일 수 있는 연료전지의 분리판을 제공한다.
본 개시의 일 실시예는 이러한 분리판을 구비하는 연료전지 스택을 제공한다.
본 개시에서 일 실시예에 의한 연료전지 스택은 막 전극 집합체(MEA)와, 상기 MAE의 한 면과 마주하도록 배치된 제1 분리막과, 상기 MEA의 다른 면과 마주하도록 배치된 제2 분리막을 포함하고, 상기 제1 및 제2 분리막은 상기 MEA의 전해질의 주요 성분을 포함한다.
이러한 연료전지 스택에서, 상기 MEA는 PEMFC용 또는 DMFC용 MEA일 수 있다.
상기 제1 및 제2 분리판은 인산염을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 분리판은 상기 인산염과 함께 탄소질 재료 및 수지를 포함할 수 있다.
상기 인산염은 칼륨계 인산염, 나트륨계 인산염, 칼슘계 인산염 및 암모늄계 인산염 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 제1 및 제2 분리판을 형성하기 위한 전체 혼합물에서 상기 수지의 함량은 중량비로 5~40% 정도일 수 있다.
상기 탄소질 재료는 제1 및 제2 분리판을 형성하기 위한 혼합물의 전체 중량의 20~90%에 해당하는 중량비를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 분리판에서 상기 인산염의 비율은 상기 탄소질 재료와 상기 수지를 포함하는 전체 중량의 2~15% 정도일 수 있다.
상기 제1 및 제2 분리판은 서로 다른 인산염을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의한 연료전지 분리판은 인산염, 수지 및 탄소질 재료를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의한 연료전지 분리판은 스택의 전해질의 주요 성분을 포함하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 분리판은 인산을 전해질로 사용하는 PEMFC의 분리판으로써, 인산염을 포함한다. 이러한 분리판을 구비함으로써, 스택의 진해질막과 분리판 사이의 인산 농도차가 줄어든다. 이에 따라 전해질막으로부터 인산 유출을 줄일 수 있는데, 이는 전해질막에서 전해질량이 줄어드는 것을 방지하거나 최소화할 수 있음을 의미하는 바, 전해질 감소에 기인하여 스택의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 스택의 수명이 감소되는 것도 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지스택의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지 분리판에 대한 평가결과를 나타낸 그래프들이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판과 이를 포함하는 연료전지 스택을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다. 분리판은 연료전지 스택과 함께 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지 스택을 보여준다.
도 1을 참조하면, 연료전지 스택(30)은 막 전극 집합체(Membrane Electrolyte Assembly, MEA)(40)와 제1 및 제2 분리판(42, 44)을 포함한다. MEA(40)는 제1 및 제2 분리판(42, 44) 사이에 위치한다. MEA(40)는 전해질막, 촉매층, 가스 확산층(gas diffusion layer)을 포함할 수 있다. 상기 전해질막은, 예를 들면 전해질에 주요 성분으로 인산이 포함된 것일 수 있다. 상기 전해질막은 고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)용일 수 있다. 상기 전해질막은 PEMFC외에 다른 연료전지용일 수도 있는데, 예를 들면 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)용일 수도 있다. 제1 및 제2 분리판(42, 44)은 MEA(40)에 연료가스(예컨대, 수소)를 공급하는 채널(42C1, 44C1)과 공기를 공급하는 채널(42C2, 44C2)를 포함할 수 있다. 채널의 역할을 바뀔 수 있다. 도 1에서 채널(42C2, 44C2)의 배열 방향은 채널(42C1, 44C1)과 수직하게 도시되어 있다. 그러나 채널(42C2, 44C2)의 배열 방향은 채널(42C1, 44C1)과 동일할 수도 있다.
제1 분리판(42)의 왼쪽과 제2 분리판(44)의 오른쪽에 각각 다른 MEA가 구비될 수 있다. 도 1에서 왼쪽으로 MEA(40)와 제1 분리판(42)의 구성이 반복될 수 있고, 오른쪽으로는 MEA(40)와 제2 분리판(44)의 구성이 반복될 수 있다. 이렇게 좌우측으로 반복되는 구성들 사이에 냉각판(미도시)이나 개스킷 등과 같이 연료전지 안정된 동작을 위한 부재들이 구비될 수 있다.
이와 같이 도 1의 스택은 반복될 수 있고, 그렇게 해서 원하는 출력의 연료전지를 구성할 수 있는데, 이러한 사실은 연료전지 분야에서 잘 알려진 것이다.
제1 및 제2 분리판(42, 44)은 지금까지 알려진 분리판과 달리 인산염을 포함한다. 따라서 제1 및 제2 분리판(42, 44)은 본연의 기능외에 MEA(40)의 전해질막으로부터 인산이 누출되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 제1 및 제2 분리판(42, 44)은 탄소질 재료와 수지(resin)와 MEA(40)의 전해질의 주요 성분 등을 포함하여 압축성형된 것일 수 있다. 제1 및 제2 분리판(42, 44)의 제조예는 후술된다. 도 1의 스택이 인산을 전해질로 사용하는 PEMFC의 스택인 경우, 상기 전해질의 주요 성분은 인산이 된다. 이 경우, 제1 및 제2 분리판(42, 44)은 인산을 염의 형태로 포함한다. 따라서 도 1의 스택이 PEMFC의 스택인 경우, 제1 및 제2 분리판(42, 44)은 탄소질 재료, 수지 등과 함께 인산염을 포함하여 구성된 것일 수 있다. 여기서 인산염은 칼륨계 인산염, 나트륨계 인산염, 칼슘계 인산염 또는 암모늄계 인산염일 수 있다. 상기 칼륨계 인산염은, 예를 들면 제1, 제2, 제3 인산칼륨, 피로인산칼륨 또는 폴리인산칼륨 등일 수 있다. 상기 나트륨계 인산염은 제1, 제2, 제3 인산나트륨, 피로인산나트륨, 또는 산성피로인산나트륨일 수 있다. 상기 칼슘계 인산염은 제1, 제2, 또는 제3 인산칼슘일 수 있다. 상기 암모늄계 인산염은 제1, 제2, 또는 제3 인산암모늄일 수 있다.
제1 및 제2 분리판(42, 44) 각각에서 상기 인산염의 비율은 상기 탄소질 재료와 상기 수지를 포함하는 전체 중량의 2~15%일 수 있다. 제1 및 제2 분리판(42, 44)을 형성하는데, 상기 예시한 인산염들 중 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 제1 및 제2 분리판(42, 44)에 포함된 인산염은 동일하거나 다를 수 있다. 예컨대, 제1 분리판(42)은 칼륨계 인산염을 포함하고, 제2 분리판(44)은 암모늄계 인산염을 포함할 수도 있다.
상기 탄소질 재료는, 예를 들면 인조흑연, 천연흑연, 팽창흑연분말, 키시흑연, 코크스, 실리콘 카바이드(SiC) 흑연, 카본블랙, 탄소섬유, 카본나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 군중에서 2개 이상을 조합하여 이루어진 도전성 충진제가 사용될 수 있다. 상기 탄소질 재료의 입자크기는 0~300um 정도일 수 있다. 상기 탄소질 재료는 제1 및 제2 분리판(42, 44)을 형성하기 위한 혼합물의 전체 중량의 20~90%에 해당하는 중량비를 가질 수 있다.
상기 수지는 결합제이다. 상기 수지는, 예를 들면 열경화성 수지 또는 열가소성 수지일 수 있다. 제1 및 제2 분리판(42, 44)을 형성하기 위한 전체 혼합물에서 상기 수지의 함량은 중량비로 5~40% 정도일 수 있다.
도 1의 스택이 PEMFC외에 다른 연료전지의 스택을 나타내는 경우, 해당 연료전지의 전해질의 주요 성분은 PEMFC와 다를 수 있는 바, 제1 및 제2 분리판(42, 44)에 포함된 상기 전해질의 주요 성분은 인산염이 아닌 다른 물질이 될 수 있다.
다음에는 본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지 분리판을 제조하는 일 예를 설명한다. 본 제조예에서 형성되는 분리판은 PEMFC용 분리판이다.
인조흑연 25.5%, 천연흑연 49% 및 카본블랙 2.5%를 혼합/교반한다. 이러한 혼합/교반은 30℃~100℃에서 5~120시간(h) 동안 실시할 수 있다.
계속해서, 제1 인산칼륨 5%를 용해시킨 용액과 상기 혼합/교반된 결과물을 혼합하여 원재료를 만든다. 이어서 상기 원재료를 건조한다. 상기 건조는, 예를 들면 100℃에서 수행할 수 있다.
이렇게 원재료가 준비되면, 준비된 원재료에 수지(resin), 예를 들면 페놀수지 18%를 첨가한 다음, 그 결과물을 압축성형하여 연료전지용 분리판의 원판을 형성한다.
상기와 같이 원판을 형성한 다음, 형성된 원판의 한 면 또는 양면에 채널을 형성한다. 상기 채널은 연료가스 채널 또는 공기채널일 수 있다. 필요할 경우, 냉각수 채널도 형성할 수 있다.
다음에는 상술한 바와 같이 형성한 분리판이 구비된 스택과 그렇지 않은 스택(기존의 스택)에 대한 평가를 실시하였다.
본 평가를 위해 본 발명의 제조예에 따라 형성한 분리판을 포함하는 쇼트 스택(short stack)(3셀)을 제작하였다. 그리고 비교예로는 인산염을 포함하지 않는 일반 카본 합성(carbon composite) 분리판이 포함된 쇼트 스택(3셀)을 제작하였다.
이렇게 제작한 스택에 대한 인산 유출 가속 평가를 위해 가속 수명법을 사용하였다.
구체적인 평가방법은 다음과 같다. 곧, 스택의 운전온도는 150℃로 유지하고, 1시간 동안 운전한 다음, 1시간 동안 냉각시키는 싸이클을 반복하였다. 상기 1시간 운전 동안에 소정의 부하(load)를 인가하였는데, 예를 들면, 0.2A/cm2 정도의 부하를 인가하였다. 상기 냉각 동안에는 상기 부하를 제거하였다. 그리고 상기 냉각 동안에 연료전지 스택을 상온까지 냉각시켰다.
도 2 내지 도 4는 상기 평가의 결과를 보여준다.
도 2는 상기 싸이클 동안에 셀 전압(V)의 변화를 보여준다. 도 2의 가로축은 스택의 운전시간(hr)을, 세로축은 셀전압(V)을 나타낸다. 도 2에서 제1 그래프(G11)는 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택에 대한 경우를 나타낸다. 제2 그래프(G12)는 비교예에 대한 경우를 나타낸다.
도 2의 제1 및 제2 그래프(G11, G12)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택의 시간에 따른 셀 전압 감소율은 비교예의 쇼트 스택의 시간에 따른 셀 전압 감소율보다 작은 것을 알 수 있다.
도 3은 상기 싸이클 동안에 성능저하율을 보여준다. 도 3에서 가로축은 스택의 운전시간(hr)을, 세로축은 성능저하율을 나타낸다. 도 3에서 제1 그래프(G21)는 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택에 대한 경우를 나타낸다. 그리고 제2 그래프(G22)는 비교예에 대한 경우를 나타낸다.
도 3의 제1 및 제2 그래프(G21, G22)를 비교하면, 1,100시간 정도 운전한 시점에서 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택의 경우, 성능 감소율은 26uV/hr 정도인 반면, 비교예의 쇼트 스택의 경우, 성능 감소율은 40uV/hr정도이다. 이러한 결과로부터 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택의 성능 감소율은 비교예보다 35% 정도 줄어든다는 것을 알 수 있다.
다르게 표현하면, 도 3의 결과는 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택의 성능은 비교예에 비해 35% 정도 증가됨을 의미한다.
도 4는 상기 싸이클 동안의 성능편차를 보여준다.
도 4에서 가로축은 스택의 운전시간(hr)을, 세로축은 성능편차를 나타낸다. 도 4에서 제1 그래프(G31)는 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택에 대한 경우를 나타낸다. 그리고 제2 그래프(G32)는 비교예에 대한 경우를 나타낸다.
도 4의 제1 및 제2 그래프(G31, G32)를 비교하면, 운전동안에 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 포함된 쇼트 스택의 성능편차가 비교예의 쇼트스택의 성능편차보다 작음을 알 수 있다.
도 2 내지 도 4의 평가결과로부터 본 발명의 일 실시예에 의한 분리판이 연료전지 스택에 구비된 경우, 기존의 분리판이 구비되었을 때보다 연료전지의 성능이 전반적으로 개선됨을 알 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
30:연료전지 스택 40:MEA
42, 44:제1 및 제2 분리판(바이폴라 플레이트)
42C1, 44C1:연료가스 채널 42C2, 44C2:공기채널

Claims (20)

  1. 막 전극 집합체(MEA);
    상기 MEA의 한 면과 마주하도록 배치된 제1 분리판 및
    상기 MEA의 다른 면과 마주하도록 배치된 제2 분리판을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 분리판은 각각
    상기 MEA의 전해질의 주요 성분인 인산염;
    수지; 및
    탄소질 재료;를 포함하고,
    상기 각 분리판은 상기 인산염, 수지 및 탄소질 재료가 혼합되어 압축성형된 단일층인 연료전지 스택.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 MEA는 PEMFC용 MEA인 연료전지 스택.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인산염은 칼륨계 인산염, 나트륨계 인산염, 칼슘계 인산염 및 암모늄계 인산염 중 적어도 하나인 연료전지 스택.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소질 재료는 인조흑연, 천연흑연, 팽창흑연분말, 키시흑연, 코크스, 실리콘 카바이드(SiC) 흑연, 카본블랙, 탄소섬유, 카본나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 군중에서 2개 이상을 조합하여 이루어진 도전성 충진제인 연료전지 스택.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지인 연료전지 스택.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분리판을 형성하기 위한 전체 혼합물에서 상기 수지의 함량은 중량비로 5~40% 정도인 연료전지 스택.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소질 재료는 제1 및 제2 분리판을 형성하기 위한 혼합물의 전체 중량의 20~90%에 해당하는 중량비를 갖는 연료전지 스택.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분리판에서 상기 인산염의 비율은 상기 탄소질 재료와 상기 수지를 포함하는 전체 중량의 2~15% 정도인 연료전지 스택.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 칼륨계 인산염은 제1, 제2, 제3 인산칼륨, 피로인산칼륨 또는 폴리인산칼륨인 연료전지 스택.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 나트륨계 인산염은 제1, 제2, 제3 인산나트륨, 피로인산나트륨 또는 산성피로인산나트륨인 연료전지 스택.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 칼슘계 인산염은 제1, 제2, 또는 제3 인산칼슘인 연료전지 스택.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 암모늄계 인산염은 제1, 제2, 또는 제3 인산암모늄인 연료전지 스택.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분리판은 서로 다른 인산염을 포함하는 연료전지 스택.
  16. 인산염;
    수지; 및
    탄소질 재료;를 포함하고,
    상기 인산염, 수지 및 탄소질 재료가 혼합되어 압축성형된 단일층인 연료전지 분리판.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 인산염은 칼륨계 인산염, 나트륨계 인산염, 칼슘계 인산염 및 암모늄계 인산염 중 적어도 하나인 연료전지 분리판.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 탄소질 재료는 인조흑연, 천연흑연, 팽창흑연분말, 키시흑연, 코크스, 실리콘 카바이드(SiC) 흑연, 카본블랙, 탄소섬유, 카본나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 군중에서 2개 이상을 조합하여 이루어진 도전성 충진제인 연료전지 분리판.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지인 연료전지 분리판.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분리판은 연료가스 공급채널과 공기 공급채널을 포함하는 연료전지 스택.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288419A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Dainippon Printing Co Ltd 燃料電池用セパレータ
JP2011253704A (ja) * 2010-06-02 2011-12-15 Shin Etsu Polymer Co Ltd 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288419A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Dainippon Printing Co Ltd 燃料電池用セパレータ
JP2011253704A (ja) * 2010-06-02 2011-12-15 Shin Etsu Polymer Co Ltd 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230061927A (ko) 2021-10-29 2023-05-09 주식회사 모간 고분자 수지, 흑연나노플레이트 및 실리콘 카바이드를 포함한 전기전도도가 우수한 초박형 연료전지 분리판 및 이의 제조방법
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