KR20010024173A - 연료 셀 엘리멘트에 대한 도전성 밀봉부 - Google Patents

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KR20010024173A
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KR1020007002942A
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로버트 앤젤로 머큐리
제프리 존 고흐
Original Assignee
티모티 엔. 비숍
유카 카아본 테크놀로지 코포레이션
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Abstract

본 발명은 개별 전기 연료 셀(5000)이 서로 접착되어 도전성 밀봉부(seal)에 의해 전기적으로 서로 접속된 스택 형태의 조립체가 되는 도전성 밀봉부에 관한것이며, 밀봉부는 각 면에 접착성 열경화 수지를 주입한 가요성 그라파이트의 시트 형태이다.

Description

연료 셀 엘리멘트에 대한 도전성 밀봉부 {ELECTRICALLY CONDUCTIVE SEAL FOR FUEL CELL ELEMENTS}
"가요성 그라파이트"는 이하 고속으로 가열된 고유 그라파이트 입자로부터 떨어진 반응 산물로서 기술된다. 결정 구조의 탄소층에 수직방향으로 삽입된 입자를 적어도 80배 이상으로 팽창시키기 위해, 고유 그라파이트 입자는 그라파이트의 결정-구조에 삽입되는 작용제로 취급된다. 가요성 그라파이트와 그 제조 방법은 U.S Pat.No. 3,404,061 Shane et al.에 개시되어 있다. 팽창, 즉 떨어진 그라파이트는 이론상의 밀도에 가까운 밀도로서 얇은 시트(이하 가요성 그라파이트로 참조)로 압축되지만, 약 10내지 85lbs/ft3의 밀도가 대부분의 기술에 적합하며, 엔진 배기장치와 다른 응용 기술의 밀봉부 링에 적합한 형태로 압축되는 것을 포함한다.
팽창 가능한 그라파이트 입자를 제조하는 통상적인 방법은 U.S. Patent No. 3,404,061 Shane et al.에 개시되어 있고 여기에서 상호 참조된다. 이 방법의 전형적인 실시에서, 고유 그라파이트 박편은 질산 및 유황산의 혼합물과 같은 산화제를 포함하는 용제에서 박편을 확산시켜 삽입된다. 삽입 용제는 산화 및 공지된 다른 삽입제를 포함한다. 예를 들면, 칼륨 크롬산염, 칼륨 중크롬산염, 과염소산등과 같은 산화제 및 산화 혼합물과 농축 질산 및 염소산염, 크롬산 및 인산, 유황산 및 질산과 같은 혼합물 또는 트리플루오초산과 같은 강유기산의 혼합물과 유기산의 강산화제를 포함한다. 바람직한 삽입제는 유황산 또는 유황산과 인산의 혼합 용제와 질산, 과염소산, 크롬산, 칼륨 과망간산염, 과산화수소, 요오드 또는 과요오드산등과 같은 산화제이다. 덜 바람직하게는, 철염화물과 유황산과 혼합된 철염화물과 같은 금속 할로겐 또는 브롬 용제로서 브롬과 유기 용제의 유황산 또는 브롬과 같은 할로겐화물을 포함할 수 있다. 박편이 박편에서 유출된 초과제에 삽입된 후 그리고 물로 세척된 후, 삽입된 그라파이트 박편은 단지 수초동안 불꽃에 노출되어 건조되고 팽창될 수 있다.
그라파이트의 처리된 입자는 이후 "삽입된 그라파이트의 입자"로 참조된다. 고온에 노출되면, 삽입된 그라파이트의 입자는 c-방향, 즉 그라파이트 입자 성분의 결정 평면에 수직 방향으로 아코디언(accordion)과 같은 방식으로 원체적을 80 내지 1000배 또는 그 이상의 부피로 팽창한다. 벗겨진 그라파이트 입자는 연충 형태이며 통상적으로 연충(worm)으로 참조된다. 연충, 즉 팽창된 그라파이트는 압축되어 고유 그라파이트 박편과 다른 탄성 구조의 시트가 되며 개스켓과 밀봉부에 대해 다양한 형태로 형성되며 분리된다.
가요성 그라파이트는 효과적인 운용 강도를 가지며 응집되어 있다. 가요성 그라파이트 호일은 롤에 감겨지며 또한 맨드렐과 같은 금속물 주변에 감겨지며, 바람직한 열 전송 특성을 가지며 이에 따라 엔지 배기장치의 밀봉부 링 기술과 같은 고온 응용에 특히 유용하다. 가요성 그라파이트의 표면은 삼투성이며 불규칙하고 합성수지를 주입하여 가요성 그라파이트 시트 또는 호일의 밀폐도(sealibility)를 증가시킨다. 그러나, 벗겨진 그라파이트 입자와 가요성 시트 또는 호일의 표면에 평행인 원자 성분층의 정렬로 인해, 가요성 그라파이트 시트 또는 호일의 표면층은 시트 또는 호일이 액상 합성수지에 담겨질 때 합성수지 주입에 영향을 받지 않는다. 그러나, 가요성 그라파이트의 공지된 이방성으로 인해, 시트 또는 호일의 평탄 표면에 대면하여 평행인 방향과 시트의 그라파이트 컴포넌트 입자의 평면에 평행인 방향, 즉 만일 가요성 그라파이트로의 침투가 먼저 이루어진다면 그라파이트 입자의 "c축" 방향에 횡으로, 합성수지는 가요성 그라파이트 시트안으로 쉽게 흐를 것이다. 그러나, 가요성 그라파이트의 표면의 다공성에 의해 접착 기판으로서 사용할 수 있다.
본 발명은 개별 연료 셀이 도전성 밀봉부(seal)에 의해 서로 접속되어 스택 형태의 어셈블리가 형성되는 도전성 밀봉부에 관한것이다.
도 1은 본 발명의 실시에 적당한 세라믹 파이버를 포함하는 가요성 그라파이트 시트(0.01인치의 고유 두께)의 확대 단면도를 도시한다.
도 2내지 6은 도 1에 도시된 형태의 세라믹 파이버를 포함하는 가요성 그라파이트 시트의 평탄 표면의 일부분에 대한 전자빔 강도 전압(2.5KV에서 40KV)을 증가시키는 전자 현미경(원배율 100X) 사진이다.
도 7, 7A는 전기화학 연료 셀의 흐름 필드판으로서 사용하기 위해 홈판(grooved plate)으로 기계적으로 변형된 세라믹 파이버를 포함하는 가요성 그라파이트 시트의 일부를 도시한다.
도 8, 8A는 연료 셀 컴포넌트의 흐름판의 단면도와 측면도를 도시한다.
도 9는 종래 기술의 전기화학 연료 셀을 개략적으로 도시한다.
도 10은 스택으로 배열된 다수의 전기화학 연료 셀을 도시한다.
도 11은 본 발명에 사용하기 적당한 원배율 35X에서의 가요성 그라파이트 시트를 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 도전성 밀봉부의 일부를 도시한다.
가요성 그라파이트 시트, 특히 대면하여 평행인 평탄 외부 표면을 가진 가요성 그라파이트 시트와 가요성 시트에 내장되고 가요성 시트의 내부로부터 가요성 그라파이트 시트의 평평한 외부 표면중 적어도 하나로 확장되는 바늘 모양 세라믹 파이버 입자를 포함하는 합성수지의 합성물은 전기화학 연료 셀에 대한 흐름 필드판으로 형성된다. 본 발명은 개별 전기화학 연료 셀의 흐름 필드판들 사이의 가요성 그라파이트 시트를 포함하는 합성수지로 형성된 도전성 밀봉부를 포함한다.
본 발명의 특정 구체예를 실시하는 경우, 개재된 천연 흑연 플레이크는 길이가 0.15 내지 1.5mm인 니들형 세라믹 파이버 입자 약 1.5 내지 30 중량%와 혼합되고, 블렌딩된다. 입자의 폭은 0.04 내지 0.004mm 이어야 한다. 세라믹 파이버 입자는 흑연에 대해 비반응성 및 비부착성이며, 2000℉ 이하, 바람직하게는 2500℉의 온도에서 안정하다. 안정한 세라믹 파이버 입자는 침연된 석영 유리 파이버, 탄소와 흑연 파이버, 지르코니아, 질화 붕소, 실리콘 카바이드와 마그네시아 파이버, 천연 광물 파이버, 예를 들어 칼슘 메타실리케이트 파이버, 칼슘 알루미늄 실리케이트 파이버, 알루미늄 옥시드 파이버 등으로 형성된다.
흑연 플레이크와 세라믹 파이버 입자가 일반적 정렬 상태로 존재하는 개재된 천연 흑연 플레이크와 니들형 세라믹 파이버 입자의 혼합물은 2500℉ 이하의 온도의 불꽃에 노출되어, 박리되며, 즉, 개재된 흑연 플레이크를, 니들형 세라믹 파이버 입자를 둘러싸고, 엔트랩핑하는 비팽창된 개재된 천연 흑연 플레이크 부피의 80 내지 1000배 팽창된 흑연 입자로 팽창시킨다. 팽창으로 인해, 세라믹 파이버 입자는 흑연 입자와 더 이상 실질적인 정렬 상태로 존재하지 않지만, 박리된 흑연 및 세라믹 파이버의 혼합물 중에 불규칙적으로 위치한다. 박리된 흑연 입자와 불규칙적으로 배향된 니들형 세라믹 파이버 입자의 혼합물은 두께가 전형적으로 0.1 내지 3.5mm인 시이트 또는 호일로 롤 프레싱된다. 생성된 시이트 또는 호일은 가요성 흑연 시이트의 내부로부터 가요성 흑연 시이트의 마주보는 평탄 표면 중 하나 또는 모두까지 퍼져있는 니들형 입자를 가짐을 특징으로 한다. 니들형 세라믹 파이버 입자가 가요성 시이트 중의 흑연에 대해 비반응성 및 비부착성이기 때문에, 각각의 니들형 입자를 둘러싸는 다수의 환상 채널이 가요성 흑연 시이트에 시이트의 마주보는 표면으로부터 시이트의 보디 내로 퍼져있는 형태로 제공된다. 가요성 흑연 시이트가 액체 수지에 침지되어 있는 이들 채널은, 후에 가요성 흑연 시이트에 가요성 흑연 시이트의 평탄 표면에 대해 평행한 보다 투과가능한 방향으로 침투하는 수지 및 사이에 삽입된 니들형 세라믹 파이버 입자에 의해 형성된 채널에 의해 보조되는 시이트를 형성하지만, 가요성 흑연 시이트의 평탄 표면에 침투하지 않는 프레싱되고 박리된 흑연 입자를 수용한다. 세라믹 파이버 입자는 가공 처리의 모든 단계 도중에 안정한 상태로 존재하여, 채널은 용융된 파이버 또는 파이버 분해 생성물에 의해 차단되지 않는다. 수지가 경화된 후, 흑연 시이트 내에서, 가요성 흑연 시이트의 밀봉성은 상기 시이트로 형성된 개스켓에 대해 개선된다. 바람직한 구체예에 있어서, 수지 함유 시이트는 압력 롤 사이에서 롤 프레싱에 의해 캘린더링된다.
도 1은 평행한 마주보는 평탄 표면 (22, 24)을 갖는 가요성 흑연 시이트(10)를 횡단면적으로 도시하는 가요성 흑연의 0.01 인치 두께의 시이트의 현미경적 관찰을 기초로 한 스케치이다. 삽입된 세라믹 파이버 입자는 도면부호(30)으로 표시된다. 세라믹 파이버(30)에 의한 시이트(10)의 침투는 도면부호(40)으로 표시된다.
실시예 1
50 메쉬에 보유되는 플레이크가 80 중량%인 천연 흑연 플레이크를 황산 90 중량%과 질산 10 중량%의 혼합물로 처리시켰다. 이렇게 처리된 개재된 흑연 플레이크를 물세척하고, 물이 약 1 중량%가 될 때까지 건조시켰다. 이 개재된 플레이크 1 파운드를 크기가 거의 15 대 1의 가로세로비인 시판되는 칼슘 메타실리케이트의 니들형 세라믹 파이버 0.15 파운드와 혼합시켰다. 개재된 흑연과 칼슘 메타실리케이트 파이버의 혼합물을 2500℉의 노 내에 도입시켜, 개재된 흑연 플레이크를 부피가 비팽창된 개재된 플레이크의 부피의 약 325배인 연충 모양의 입자로 급속 팽창시켰다. 팽창된 연충 모양의 입자는 혼합된 칼슘 메타실리케이트 파이버를 둘러싸며, 혼합물을, 혼합된 칼슘 메타실리케이트 파이버가 시이트의 표면으로부터 칼슘 메타실리케이트 파이버 약 12 중량%를 함유하는 시이트의 보디 내로 퍼져있는 두께가 0.01 인치이고 폭이 24 인치인 가요성 흑연 시이트로 롤링시켰다.
도 2의 전자 현미경 사진 (100X - 100 마이크론 눈금 참조)은 가요성 흑연 시이트의 평탄 표면(22)에 침투하는 세라믹 파이버(100)의 상부를 도시한다. 도 3 내지 6에 있어서, 전압이 증가함에 따라, 가요성 흑연 시이트 내로 "더 깊이" 침투하는 것으로 여겨지며, 세라믹 파이버(100)가 가요성 흑연 시이트 내로 침투하는 것을 도시한다. 표면(72)의 아래에 있는 가요성 흑연 시이트 내에 삽입된 세라믹 파이버는 도면부호(140, 160)으로 표시된다.
실시예 II
폭이 8인치인 실시예 I의 시이트의 샘플을 10% 페놀 수지와 아세톤 희석제의 용액 중에 침지시키고, 1분 당 10 피트의 속도로 배출시켰다. 침지시키고, 건조시킨 결과, 샘플은 중량이 18.7% 증가하였다.
샘플을 추가로 235℃까지 가열 처리하여, 수지를 안정화시키고, 시이트를 압력 롤 사이에서 1.5 gms/cc의 밀도로 캘린더링시켰다. 캘린더링된 시이트를 오일과 물에 담그고, 방치시켰다. 세라믹 파이버 또는 수지 첨가제의 임의의 첨가없이 동일한 시험 조건에 노출된 대조 시이트는 중량이 약 35%, 두께가 8% 증가하였다.
첨가제로서의 칼슘 메타실리케이트 파이버가 5 중량%, 15 중량% 및 25 중량%인 샘플 시이트를 수지로부터 1분 당 10 피트의 속도로 배출시키고, 수지가 약 17 내지 19 중량%가 되도록 수지로 포화시켰다. 세라믹 파이버가 첨가되지 않은 대조 샘플은 1분 당 10피트의 동일한 배출 속도에서 단지 5 중량%의 수지를 보유하였다.
실시예 Ⅲ
칼슘 규산염 파이버(100mm×100mm)의 가중치에 의한 5%를 포함하는 실시예 Ⅰ에 도시된 타입의 캘린더 가요성 그라파이트 시트 물질은 기계적으로 도 7,7A의 상부 및 측면에서 도시된 형태로 스탬핑되어 변형된다. 이 형태는 연료 셀의 액체 흐름판으로서 유용하다. 판(100)은 벽(120)에 의해 분리된 다중 그루브를 가진다. 그루브(110)는 전형적으로 1.5mm 깊이를 가지고 1-1.5mm 넓이를 가지며 연료 셀의 전극을 커버하도록 확장된다. 벽(120)은 전형적으로 1-1.5인치 두께를 가진다. 기계적으로 변형되기 전의 밀도는 대략 0.1내지 0.3gm/cc이며 스탬핑된 후에는 전형적으로 1.1g/cc를 초과한다. 도 7,7A의 판(100)은 235℃로 가열함으로써 경화된 후 판의 합성수지의 가중치에 의해 약 20%를 제공하기 위해 약 15psi의 압력하에서 실시예Ⅱ의 합성수지를 사용하여 주입된다. 밀링된 그루브를 가진 종래 기술의 그라파이트판과 비교하여 합성수지 주입판은 연료 셀의 액체 흐름 영역판으로 사용될 때 그 두께에 대해 증가된 가요성 강도와 향상된 열분산과 낮은 전압 강하를 가진다.
실시예 Ⅳ
실시예Ⅰ에 도시된 타입의 파이버를 가중하여 5% 시트의 스퀘어 푸트 샘플은 경화 합성수지에 의해 15의 균일 분배를 포함하는 시트가 되도록 15초의 주기에 대해 실시예Ⅰ의 묽은 합성수지 용제에 주입된다. 상기 시트는 점성 부재 조건(100℃)으로 건조되고 도 7 및 도 7a의 평면 및 측면도로서 도시된 바와 같은 모양(이런 모양은 (연료 셀용 유체 흐름 플레이트로서 유용하다)으로 스탬핑에 의해 기계적으로 변형된다. 상기 플레이트(100)는 벽(120)에 의해 분리되는 다중 홈을 가진다. 상기 홈(110)은 전형적으로 1.5 ㎜ 깊이와 1-1.5 ㎜ 폭이고 연료 셀의 전극을 커버하기 위해 연장된다. 상기 벽(120)은 전형적으로 1-1.5 ㎜ 인치 두께이다. 기계적 변형 이전의 밀도는 대략 0.1 내지 0.3 gm/cc이고 스탬핑후는 전형적으로 1.1 g/cc를 초과한다. 다음에 도 7 및 도 7a의 플레이트(100)는 실시예 Ⅲ의 특성 개선을 달성하기 위해 235℃로 느리게 가열된다.
도 9는 더욱 상세한 설명이 미국 특허 제4,988.583호, 제5,300,370호, 및 PCT WO 95/16287(1995년 6월 15일)에 개시되어 있는, 연료 셀의 기본 소자를 개략적으로 도시한다. 도 9를 참조하면, 500으로 지시된 상기 연료 셀은 예를 들어 고체 폴리머 멤브란 전해물(550)과 같이 플라스틱 형태로 전해물을 포함한다. 한쌍의 탄소 파이버 전극(600)은 이들이 전기화학적으로 활성화되도록 전극 멤브란 인터페이스(601, 603)에서 백금과 같은 촉매(610)로 코팅된다. 멤브란(550) 및 촉매 코팅된 전극(600)은 멤브란/전극 인터페이스(601, 603)에서 전기촉매 활성 반응으로 멤브란 전극 어셈블리(615)를 구성한다. 전극(600)과 연료(예를 들어 수소 가스) 근처의 플로우 필드 플레이트(1000, 1100)는 동작시, 연료 흐름 필드 플레이트(1000)는 애노드가되고, 산화체 흐름 필드 플레이트(1100)는 전위, 즉 전압이 유체 흐름 필드 플레이트(1000, 1100)의 대향 그루브 표면 사이에 배치된 전기촉매적 활성막 전극 어셈블리로 인해 연료 흐름 필드 플레이트(1000) 및 산화체 흐름 필드 플레이트(110) 사이에서 발생되는 캐소드가 된다. 상기된 전기화학적 연료 셀은 상기된 미국특허 5,300,370에 기술된 바와같이 전력의 목표된 레벨을 달성하기 위하여 전기적으로 직렬로(또는 병렬)로 접속된 연료 셀의 전기 화학적 능동 섹션을 제공하도록 연료 셀 적층부의 다른 것과 결합된다.
Watkins의 미국특허 4,988,583에 기술된 형태의 연속적인 반응물 흐름 채널을 가지는 유체 흐름 필드 플레이트(1000')는 도 8 및 도 8a에 도시된다. 상기 플레이트는 실시예 Ⅲ에 기술된 형태의 12 중량 퍼센트 칼슘 메탈실리케이트 파이버를 포함하는 가요성 흑연 시트를 포함하는 수지이다. 플레이트(1000')의 표면에는 스탬핑 또는 몰딩에 의해 유체 입구(1600) 및 유체 출구(1800)를 가지는 단일 연속 유체 흐름 채널(1200')이 형성된다. 유체 입구(1600)는 애노드 흐름 필드 플레이트의 경우 연료 소스(도시되지 않음)에 접속되거나, 캐소드 흐름 필드 플레이트에 대하여 산화체 소스(도시되지 않음)에 접속된다. 채널(1200')은 판(1000')의 다수의 주요한 중앙 영역의 통로를 횡단한다. 이는 도 8A에 도시된 조립체와 근접한 양극 또는 음극의 전기 촉매 반응 영역과 일치한다. 연료 셀 스택에 조립될 때, 각각의 유동 필드 플레이트 역시 집전 장치로서 기능한다.
본 발명의 개선예에서, 도 8 및 8A에 도시된 형태의 그라파이트로 형성된 유체 유동 필드 플레이트는 도 10에 도시된 어셈블리(2000)에 배열되는데, 여기서 다수의 개별 전기화학 연료 셀(5000)은 연료 셀(5000)이 레지스터 내에 세로로 일렬로 되어 있으며 외부의 조정가능한 압축 수단(2010)에 의하여 가해진 압축력(3050)에 의하여 전기 도전성 버스 플레이트사이에서 서로 지탱되는 스택형태를 가진다. 스택상의 압축력은 버스 플레이트(2040)와 결합하여 나사형 타이 로드(2030) 및 나사형 단부 캡(2020)으로 이루어진 나사형 타이로드(2030)상의 나사형 캡(2020)에 의하여 조절될 수 있다. 어셈블리(2000)에서, 개별 전기화학적 작용 연료 셀(5000)은 본 발명에 따른 도전성 밀봉부(3000)에 의하여 직렬로 연결되도록 구성된다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 밀봉부에 이용하기에 적합한 형태의 가요성 그라파이트 시트는 평면의 평행한 양쪽 표면(3020, 3030)을 가진 (3010)으로 도시되는데, 이는 열경화성 수지에 대하여 불균일하고 다공성이다. 본 발명의 실시예에서, 도 12에 따르면, 접착성 열경화성 수지가 포화된 가요성 그라파이트 시트(3010)는 도 10에 도시된 연료 셀 어셈블리(2000)의 연료 셀(5000)의 인접 유동 필드 플레이트(1000, 1100)의 평면의 비활성 표면(3040)사이에 배치된다. 조정가능한 압축 수단(2010)에 의하여 가해진 압축력(3050)은 가요성 그라파이트 시트의 각각의 면상에서 평면 그라파이트 표면(3040) 및 가요성 그라파이트 시트(3010)사이에 그라파이트 대 그라파이트 베어링 콘택을 형성하고 그리고 가요성 그라파이트 시트의 각각의 면상에 접착성 열경화성 수지의 포켓(3080)을 형성한다. 따라서, 효율적인 전도성 경로가 그라파이트 대 그라파이트 베어링 콘택(3060)으로부터 전도성이고 불침투성인 그라파이트 시트(3010)를 통하여 제공된다. 또한, 포켓(3080)내의 수지의 열경화 및 포켓(3080)에 인접한 가요성 그라파이트 시트에 주입된 수지의 열경화시, 가요성 그라파이트 시트(3010)는 인접한 유동 필드 플레이트(1000, 1100)에 견고하게 속박된다.
본 발명의 밀봉부에 이용하기 위한 가요성 그라파이트 시트는 세인 등의 미국특허 3,404,061에 개시된 바와 같이 대부분 바인더 없이 서로 압축된 팽창되고 삽입된 그라파이트 입자 형태일 수 있다. 또한, 가요성 그라파이트 시트는 하워드의 미국특허 5,176,863 및 포드등의 미국특허 5,494,506에 개시된 바와 같이 팽창되지 않고 삽입된 그라파이트 입자 및 박리되고 팽창된 그라파이트 입자의 결합에 의하여 형성된 압축된 시트 형태일 수 있다. 상기 가요성 시트는 전술한 세라믹 파이버를 포함할 수 있으며, 바람직한 실시예이다.
본 발명의 밀봉부가 결합될 수 있는 유동 필드 플레이트는 PCT 특허 공개 WO 95/16287(95년 6월 15일)에 개시되고 유카 카본 사로부터 상표명 "GRAFOIL"로 구입할 수 있는 팽창된 그라파이트의 압축 시트 형태일 수 있다.

Claims (4)

  1. 레지스터내에 세로로 일렬로 되어 있는 스택형태를 가지며, 스택 외부의 압축 수단에 의하여 가해진 압축력에 의하여 압축될 수 있으며, 멤브레인 전극 어셈블리가 사이에 배치되는 유체 유동 필드 플레이트쌍을 포함하는 전기화학적 연료 셀 어셈블리에 있어서,
    상기 스택의 인접한 연료 셀사이의 상기 압축 수단에 의하여 압축되는 전도성 밀봉부를 포함하며, 상기 밀봉부는 양면상에 접착성 열경화성 수지가 삽입된 가요성 그라파이트 시트 형태이며, 상기 압축 수단에 의하여 스택에 가해진 압축은 가요성 그라파이트 시트의 각 면 및 인접 연료 셀의 유동 필드 플레이트사이에 그라파이트 대 그라파이트 베어링 콘택을 형성하고 가요성 그라파이트 시트의 각면 및 인접 연료 셀의 유체 유동 필드 플레이트사이에 유치한 다수의 수지 포켓을 형성하기에 충분하여, 수지를 열경화시킬 때 각각의 가요성 그라파이트 시트가 양면상에서 수지 포켓의 열경화에 의하여 인접 연료 셀의 유체 유동 필드 플레이트에 접합되고 전도성 경로가 가요성 그라파이트 시트를 통하여 유체 유동 필드 플레이트의 표면상의 그라파이트 대 그라파이트 베어링 콘택으로부터 다른 유체 유동 필드 플레이트의 표면상의 그라파이트 대 그라파이트 베어링 콘택으로 제공되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가요성 그라파이트 시트에는 각 면상에 사전에 코팅된 접착성 열경화성 수지가 제공되며, 상기 가요성 그라파이트 시트에는 상기 압축 수단에 의하여 가해진 압축력에 의하여 상기 수지가 원위치에 삽입되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
  3. (ⅰ) 양쪽 평면 외부 표면을 가진 단원 수지 삽입 가요성 그라파이트 시트 형태의 연료 셀에 이용되는 유체 유동 필드 플레이트로서, 상기 가요성 그라파이트 시트에는 가요성 그라파이트와 반응하지 않으며 최고 2000℉에서 안정된 다수의 바늘 형상 세라믹 파이버 입자가 삽입되고, 상기 바늘 형상 입자는 상기 수지를 함유하기 위한 채널을 제공하기 위하여 적어도 하나의 상기 평면 외부 표면으로부터 상기 그라파이트 시트로 연장하며, 상기 평면 외부 표면중 하나는 평탄하며, 상기 평면 외부 표면중 다른 하나는 유체 연료 또는 산화체를 수용하고 소모하기 위한 연속 유체 유동 채널이 형성되는 유체 유동 필드 플레이트 및 (ⅱ) 상기 유체 유동 필드 플레이트의 상기 평탄한 평면 외부 표면과 연속적이고 동일 공간에 형성되며 수지 포켓의 열경화에 의하여 접합되는 얇은 평탄 가요성 그라파이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 셀 컴포넌트 결합체.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 얇은 평탄 가요성 그라파이트 시트에는 수지가 삽입되는 것을 특징으로 하는 연료 셀 컴포넌트 결합체.
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