KR20020076946A - 수소이온교환 연료전지 스택 - Google Patents

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Abstract

수소이온교환 연료전지 스택에 관해 개시된다. 개시된 스택은: 전해질막의 양면이 촉매화 처리되어 있는 촉매화 멤브레인과, 촉매화 맴브레인 양측에 마련되는 연료유동영역부 및 공기유동영역부, 그리고 상기 연료유동영역부와 공기유동영역부에 외측에 접촉되는 바이폴라 플레이트를 구비하는 단위 셀이 적어도 2개가 적층되어 있으며, 상기 공기유동영역부와 연료유동영역부 중의 적어도 어느 하나가 상기 촉매화 멤브레인의 평면에 나란한 방향으로의 가스유동을 유도하는 평행유동영역부재와 상기 촉매화 멤브레인의 수직방향으로의 가스유동을 유도하는 수직유동영역부재을 포함한다. 이상과 같은 본 발명에 따르면, 단위 셀들에 의한 스택 전체의 무게와 부피를 줄일 수 있다. 또한, 스택의 성능 감소없이 불량 단위 셀을 용이하게 교환할 수 있고, 전극에 의해 원활히 가스의 유동을 유도할 수 있다. 또한, 반응열을 효과적으로 방열할 수 있고, 무게/부피당 출력밀도가 증가된다. 특히, 공기 유동영역부재의 뱀자리 모양의 공기 유동채널에 의해 압력 저하를 막을 수 있고 연료 효율이 증가된다.

Description

수소이온교환 연료전지 스택{Proton exchange fuel cell stack}
본 발명은 수소이온교환 연료전지 스택에 관한 것이다.
PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 산화반응을 일으키는 애노드 전극과 환원반응을 일으키기 위한 캐소드 전극 그리고 이온을 전달하기 위한 전해질의 3부분으로 구성되는 MEA(Membrane & Electrode Assembly)를 기본단위로 하고 있다.
애노드 전극과 캐소드 전극은 외부로부터 공급되는 수소와 산소의 원활한 공급을 유지해주는 기체확산층(Gas Diffusion Layer)과 화학반응을 일으키고 발생된 이온을 전달시켜주는 촉매층 (Catalyst Layer)으로 나눌 수 있다. 촉매층의 재료는 낮은 온도에서도 높은 반응성을 갖는 Pt/C가 사용된다. 기체확산층으로서는 균일한 연료의 확산을 가능케 하는 미세 다공성 층(Micro Porous Layer)이 코팅된 다공성의 카본 페이퍼가 사용한다.
전해질은 일반적으로 불소(Fluorine)를 포함하는 이온 전도도가 높은 유기 고분자막을 사용한다. 그 외에 PTFE 다공막을 사용하는 복합물 멤브레인(Composite Membrane)과 불소가 포함되지 않은 유기질막을 전해질로 사용하고 있다.
PEMFC를 포함한 연료전지(Fuel Cell)의 특성 중 하나로, 단위 면적당 전류(Current)는 상당히 큰 반면에 MEA 하나가 갖는 이론적인 전위(Potential)는 매우 낮다. 실제 유용한 전류를 얻기 위한 전위는 MEA당 1V에도 미치지 못한다. 그래서 전자기기나 자동차등에 적용하기 위해서는 수 개 내지 수십 개의 MEA를 직렬로 연결하여 원하는 전위를 얻도록 설계해야 한다.
단위 셀이 다층으로 적층되어 있는 스택(Stack) 제조에 현재 널리 사용되고 있는 흑연(Graphite)은 전기 전도성이 매우 우수하여 화학반응 시 발생하는 전기를 거의 손실없이 전달할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 가공성이 뛰어나 미세하고 복잡한 연료의 유동영역(Flow Field)를 가공하는데 있어 매우 편리하다.
그러나 이러한 장점에도 불구하고 흑연은 스택에 적용되기에는 많은 문제점이 있다. KW 당 부피와 무게를 줄여야 하는 현시점에서 흑연이 스택의 대부분을 차지한다. 또한 경도가 낮아 쉽게 부서지는 단점을 가지고 있다. 수십 장의 단위 셀을 적층하기 위해서는 매우 높은 압력이 필요한데 적층 도중에 깨질 위험이 있기 때문에 주의를 요한다. 기본적으로 수십 장의 단위 셀로 만든 스택은 어느 한 단위 셀로의 연료의 공급이 원활하지 않다던가 한 단위 셀의 촉매층의 반응성이 떨어지는 등 결함이 발생될 경우, 종래의 스택의 구조적인 한계에 의해 결함이 발생된 단위 셀의 수리 또는 교체가 사실상 불가능하다. 불가피하게 결함이 발생된 어느 한 단위 셀을 제거한다 해도 이 과정에서 스택의 분해 및 조립이 불가피하고 따라서 이로 인한 스택전체의 성능저하가 발생된다.
종래의 스택은 구조적으로 단위 셀을 적층하기가 매우 어렵다는 결점을 가진다. 특히 MEA와 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)사이의 틈을 통한 연료 개스의 누설을 방지하기 위한 완전한 실링이 매우 중요하다. 실링을 위해 사용되는 가스켓은 적절한 두께 및 신축성을 가져야 하고 화학반응에 열화되는 특성이 없어야 하는 등 복합적인 기능을 요구하고 있다.
본 발명의 제1의 목적은 제작, 조립, 해체 및 수리가 용이한 수소이온교환 연료 전지 스택을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은 연료 및 공기의 효과적인 확산이 가능한 수소이온교환 연료전지 스택을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3의 목적은 효과적인 방열이 가능하고, 연료 효율이 증대된 수소이온교환 연료 전지 스택을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택에 적용되는 단위 셀의 개략적 평면도이다.
도 2는 도 1의 I - II' 선 단면도이다.
도 3은 도 1의 II - I' 선 단면도이다.
도 4는 도 1의 II-II' 선 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택에 적용되는 공기 평행유동영역 부재의 개략적 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택에 적용되는 쿨링 부재의 개략적 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택에 적용되는 전류 집전체의 개략적 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택을 이루는 스택의 개략적 수직 단면도이다.
도 9 및 도 10은 실제 제작된 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택의 사진이다.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택의 성능 곡선도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,
전해질 막의 양면이 촉매화 처리되어 있는 촉매화 멤브레인과, 촉매화 맴브레인 양측에 마련되는 연료유동영역부 및 공기유동영역부와, 상기 연료유동영역부와 공기유동영역부에 외측에 접촉되는 바이폴라 플레이트를 구비하는 단위 셀이 적어도 2개가 적층되어 있는 수소이온교환 연료전지 스택에 있어서,
상기 공기유동영역부와 연료유동영역부 중의 적어도 어느 하나가 상기 촉매화 멤브레인의 평면에 나란한 방향으로의 가스유동을 유도하는 평행유동영역부재와 상기 촉매화 멤브레인의 수직방향으로의 가스유동을 유도하는 수직유동영역부재을포함하는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택이 제공된다.
상기 본 발명의 수소이온교환 연료전지 스택에 있어서, 상기 공기 평행유동영역부는, 공기유동채널이 그 내면에 형성된 평행유동영역부재와 다공성 물질로 된 수직 유동영역부재를 포함하며, 특히 상기 공기유동채널은 뱀자리 모양을 가지는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 수소이온교환 연료전지 스택에 있어서, 상기 연료 유동영역부는 상기 촉매화 멤브레인에 접촉되는 수직 유동영역부재와 수직 유동영역 부재에 접촉되는 평행유동영역부재를 포함하며, 상기 평행유동영역부재의 기공률이 상기 수직 유동영역부재에 비해 크게 조절되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단위 셀의 가장자리 부분은 외부 실링층에 의해 밀폐되어 있으며, 외부 실링층에 의해 상기 단위 셀이 하나의 몸체로 결합되어 있는 것이 바람직하다.
상기 단위 셀에는 단위 셀을 관통하는 연료 공급 통로 및 연료 배출 통로, 공기 공급 통로 및 공기 배출 통로가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 연료 공급 통로 및 배출 통로의 내부에 연료 공급 통로 및 배출 통로를 유동하는 연료가 상기 공기 유동영역부로의 유동을 저지하는 연료 유동 저지 실링층이 형성되어 있고, 그리고, 상기 공기 공급 통로 및 배출 통로의 내부에 공기 공급 통로 및 배출 통로를 유동하는 공기가 상기 연료 유동영역부로의 유동을 저지하는 공기 유동 저지 실링층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단위 셀들의 사이에는 도전성이며, 그 표면에 방열핀이 형성되는쿨링 부재가 선택적으로 개재되어 있는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 수소이온교환 연료전지 스택의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지 스택에 적용되는 단위 셀(10)의 개략적 평면도이며, 도 2는 도 1의 I - II' 선 단면도이며, 도 3은 도 1의 II - I' 선단면도, 그리고 도 4는 도 1의 II-II' 선 단면도이다.
먼저 도 1의 참조하면, 단위 셀(10)의 네 모퉁이 부분에 연료 입출구(Fin, Fout), 공기 입출구(Ain, Aout)가 관통 형성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 연료 및 공기는 단위 셀의 대각선 방향으로 유동되게 되어 있다. 도 1에서 13은 애노드 바이폴라플레이트(13) (도1에 13표시없음)이다.
도 2 내지 도 4를 통하여 전체적인 구조를 먼저 살펴본다.
그 양측면에 촉매화 처리되어 있는 촉매화 멤브레인(11)의 양쪽에 연료 유동영역부(12)와 공기 유동영역부(15)이 마련되어 있고, 연료 유동영역부(12)와 공기 유동영역부(15)의 외측에 애노드 및 캐소드 바이폴라플레이트(13, 14)가 각각 마련되어 있다. 여기에서 상기 연료 유동영역부(12)와 공기 유동영역부(15)의 가장자리부분은 외부 실링층(18)에 의해 외부로부터 밀폐되어 있다. 상기 외부실링층(18)은 접착성분으로서 상기 연료 유동영역부(12)와 공기 유동영역부(15)의 가장자리 부분을 밀폐할 뿐 아니라 상기 촉매화멤브레인(11)을 중심으로 한 그 상하의 적층물을 하나의 몸체로 결합한다.
상기 연료 유동영역부(12)와 공기 유동영역부(15)의 평행유동영역 부재(12b,15b) 및 수직유동영역 부재(12a, 15a)를 포함한다. 상기 연료 유동영역부(12)로는 연료의 유동이 일어나며, 상기 공기 유동영역부(15)로는 공기의 유동이 일어난다.
연료 유동영역부(12)의 평행 유동영역 부재(12b)과 공기 유동영역부(15)의 평행유동영역 부재(15b)는 유입된 연료 및 공기가 촉매화멤브레인(11)의 평면에 나란한 방향으로 유동할 수 있도록 하여 각 수직유동영역 부재(12a, 14a)로 연료 및 공기가 골고루 확산되게 한다.
각 평행유동영역 부재(12b, 14b)와 촉매화멤브레인(11)의 사이에 개재된 수직유동영역 부재(12a, 14a)는 해당 평행유동영역 부재(12b, 14b)을 통해 골고루 확산되어 공급되는 연료 및 공기 각각을 촉매화멤브레인(11)으로 확산시킨다.
도 2를 참조하면, 공기입구(Ain) 및 공기출구(Aout)에 연결된 공기공급통로(19a) 및 공기배출통로(19b)가 단위셀(10)을 수직으로 관통하고 있다. 이때에 공기 공급 및 배출통로(19a, 19b) 상에서 공기가 유입되어는 안될 부분 즉, 연료유동영역부(12)에 접한 부분에는 공기유동저지 실링층(18a)이 공기통로 주위를 감싸는 형태로 형성되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기주입구(Ain)으로부터 공급된 공기는 공기유동영역부(15)를 통해서만 확산된 후 공기배출구(Aout)을 통해 배출되며, 연료유동영역부(12)를 통한 공기의 유동은 방지된다.
또한, 도 3에 참조하면, 연료입구(Fin) 및 연료출구(Fout)에 연결된 연료공급통로(17a) 및 연료배출통로(17b)가 단위셀(10)을 수직으로 관통하고 있다. 이때에 연료 공급 및 배출통로(17a, 17b) 상에서 연료가 유입되어는 안된 부분 즉, 공기유동영역부(15)에 접한 부분에는 연료 유입저지 실링층(18b)이 연료공급 및 배출통로(17a, 17b) 주위를 감싸는 형태로 형성되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 연료주입구(Fin)를 통해 공급된 연료는 연료유동영역부(12)를 통해서 확산된 후 연료배출구(Fout)을 통해 배출되며, 공기유동영역부(15)을 통한 유동은 방지된다.
도 4는 연료공급통로(17a)와 공기배출통로(19b)를 같이 보인 것으로서 연료 및 공기의 혼입이 근본적으로 배제된 구조를 보다 명확히 보인다. 위의 구조에서 공기유동 저지 실링층(18a) 및 연료 유동저지 실링층(18b)는 공기 공급 및 배출통로(19a, 19b) 및 연료 공급 및 배출통로(17a, 17b)를 감싸는 형태로서 각 통로의 형상에 대응하며, 각 통로가 원통형인 경우 링 형상을 가지게 된다.
도 2 내지 도 4에서 캐소드 바이폴라 플레이트(14)의 저면에서 공기공급 및 배출통로(19a, 19b) 및 연료 공급 및 배출통로(17a, 17b)를 폐쇄하고 있는 부분(20)은 별도의 부재에 의해 제공된다.
이상에서 설명된 본 발명에 따른 수소이온교환 연료전지의 단위 셀은 전체적으로 실링층들에 의해 하나의 몸체로 결합되어 있는 점에 그 특징이 있고, 나아가서는 연료 및 공기가 단위 셀을 관통하는 통로를 통해서 이루어 짐과 아울러 연료 및 공기가 연료유동영역 및 공기유동영역으로만 유동할 수 있도록 구조화된 점에 특징이 있다. 이러한 구조적인 특징에 따르면, 단위 셀의 단독적인 운전이 가능하며, 특히 하나의 몸체로 일체화되어 있기 때문에 다수의 단위 셀에 의해 스택의 구성이 매우 용이하고 특히 스택에서 운전 중 문제가 되는 단위 셀을 대체하기 위한분해 및 교체 그리고 조립이 매우 용이하게 된다.
이하, 전술한 단위 셀의 각 구성 부품 및 제조방법에 대해 설명한다.
I) 연료 및 공기 수직유동영역 부재(Orthogonal Flow Field)의 제조
먼저 기판(Substrate)인 카본 페이퍼(Carbon Paper)를 필요한 크기로 자른 후 무게와 두께를 측정한다. KS6 흑연을 순수(Deionized Water)에 첨가하여 혼합한다. PTFE(Polytetrafluoroethylene)와 에멀젼 상태의 KS6 흑연(60wt%)를 1:1의 무게 비로 혼합하여 최종 슬러리(Slurry)를 만든 후, 상기 카본 페이퍼에 적정량 함침(Impregnation)시킨다. 슬러리가 함침된 카본 페이퍼를 140℃온도에서 약 5분간 가열 및 건조시킨다. 위의 과정을 원하는 로딩(Loading)량을 얻을 때까지 반복한다. 상기 과정을 거친 카본 페이퍼 위에 스프레이 코팅(Spray Coating)방법에 의해 아래의 물질을 코팅하여 목적하는 미소 다공 층(Microporous Layer)을 카본 페이퍼 위에 형성한다.
상기 미소 다공 층은 다음과 같이 제조한다. 탄소분말(Vulcan XC-72R)에 IPA 용액을 혼합하고, 여기에, 다시 순수를 첨가하여 슬러리를 만든다. 슬러리는 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 이용하여 500 rpm에서 5분간 교반하여 입도가 균일한 슬러리를 제조한다. 이와 동시에 PTFE와 순수를 혼합하여 얻은 에멀젼을 상기 슬러리에 첨가하여 5분간 더 교반한다. 스프레이를 진행하기 위해 IPA와 순수를 1:1로 혼합한 용액을 상기 PTFE 슬러리와 1:1의 비율로 혼합하여 상기 카본 페이퍼의 표면에 스프레이한다. 그리고, 카본 페이퍼를 360℃에서 10분간 소결(Sintering)하여 목적하는 수직유동영역을 제조한다.
II) 바이폴라 플레이트의 제조
탄소분말(Vulcan XC-72)에 IPA를 첨가하고, 여기에 순수를 첨가한 후 550 rpm에서 5분간 교반한다. 이와 동시에 1:1의 비율로 PTFE 에멀젼과 순수를 혼합하여 Vulcan XC-72R 슬러리에 첨가하여 600rpm의 속도로 3분간 교반한다. 위의 슬러리를 이용하여 바이폴라 플레이트가 제조된다. 바이폴라 플레이트의 기재로는 탄소섬유(Carbon Fiber Fleece)를 사용한다. 10% PTFE 디스퍼젼(Dipersion)을 롤러로 이용하여 상기 탄소섬유에 침투시킨다. 일정한 로딩에 이를 때까지 위의 과정을 반복하고, 최종적으로 350℃의 온도에서 8분간 소결한다.
소결된 두장의 탄소섬유는 최종적으로 에폭시(Epoxy)가 함침됨으로써 바이폴라 플레이트가 제조된다. 에폭시와 경화제(Hardner)를 2:1의 비율로 혼합한 후 여기에 에탄올 용액(Ethanol Solution)을 혼합하여 에폭시 용액을 만든다. 상기 탄소섬유에 에폭시 용액을 함침시킨다. 에폭시 용액이 함침된 탄소섬유를 40℃온도에 3분간 건조시킨다. 그런 다음 열압착(Hot-pressing)을 이용하여 130℃에서 300 kg/m2의 압력으로 8분간 눌러 준다. 최종적으로 몸체를 통해 개스 누설여부를 테스트(Leakage Test)를 거친 후 목적하는 바이폴라 플레이트를 얻는다.
III) 연료 유동영역부의 평행유동영역부재(Parallel Flow Field)의 제조
60wt% PTFE 에멀젼과 순수를 1:5의 비율로 혼합한 후 이를 카본 페이퍼(Toray 120)에 함침시킨다. 140℃에서 3분간 건조시킨 후 350℃에서 8분간 소결하여 목적하는 애노드의 연료평행유동영역을 얻는다. 여기에서 평행유동영역부재의 기공률은 상기 연료 수직유동영역부재에 비해 크게 한다.
VI) 공기 유동영역부의 평행유동영역부재의 제조
PTFE 가 함침된 카본 페이퍼(Toray 120)를 사용하여 꾸불꾸불한 뱀자리 형태의 유동 채널(Serpentine Air Flow Channel)이 형성된 평행유동영역을 제조한다. 애노드 유동영역의 수직유동영역의 접합에는 실리콘 고무(Silicon Rubber)를 사용하다. 이때에 상기 유동 채널의 폭은 2mm이며, 그 깊이는 0.6mm이다.
도 5는 공기 유동영역부의 평행유동영역부재(15b)의 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 평행유동영역부재(15b)의 내면에 전술한 뱀자리 형태의 유동 채널(15c)가 형성되어 있다. 상기 유동채널(15c)이 형성된 면은 수직유동영역부재(15a)에 접촉된다.
VII)실링방법
실링지그(Sealing Jig)를 사용하여 애노드 바이폴라 플레이트를 고정시킨 후 연료 평행유동영역부재 및 연료 수직유동영역부재를 바이폴라 플레이트의 상면 중앙에 올린 후 실리콘 실링 페이스트를 바이폴라 플레이트의 가장자리에 얹는다. 그 위에 진공 플레이트(Vacuum Plate)로 고정시킨 촉매화 멤브레인을 접합시킨다. 적절한 압력으로 12시간 이상 유지하여 실리콘 실링 페이스트를 경화시켜 애노드 측의 외부 실링층을 형성한다.
캐소드 부분에 있어서도 역시 실링 지그를 사용하여 상기 과정을 거친 촉매화 멤브레인 및 애노드 유동영역부의 결합체를 고정시킨다. 이때에 촉매화 멤브레인이 상방을 향하도록 하고 그 위에 공기 유동영역부의 수직 유동영역부재와 평행유동영역부재를 쌓아 올린다. 그리고, 그 가장자리 부분에 실리콘 실링 페이스트를 올린 후 상기와 같은 방법으로 경화시킨다.
VIII) 연료 및 공기 공급 통로의 실링방법
연료 및 공기 등의 가스 통로는 스택 내로 유입되는 연료 및 공기가 각각의 단위 셀의 해당부분으로만 공급될 수 있도록 실리콘 튜브와 실리콘 실링 페이스트를 이용해 실링한다.
도 6은 상기와 같은 구조의 단위 셀에 의한 스택에 적용되는 쿨링 부재(30)의 단면도이다.
이 쿨링 부재(30)는 알루미늄으로 제작되며, 단위 셀 사이에서 단위 셀들 내에서의 화학 반응시 나오는 반응열의 방출과 단위 셀들 사이에서의 전류집전체로서의 역할을 하게 된다. 상기 쿨링부재의 일면에는 공기유동이 가능한 공간을 제공하는 방열핀(30a)이 형성되어 있다. 이 쿨링 부재(20)에는 별도로 설치된 송풍장치로부터 공기가 공급되어 효과적인 방열이 가능하도록 한다. 이러한 쿨링 부재(20)는 모든 단위 셀들의 사이에 개재되는 것이 아니고 선택적으로 필요에 따라 군데군데 설치될 수 있다.
도 7은 스택의 상하단에 설치되는 집전체(31)의 평면도로서 금이 코팅된 구리판이다.
도 8은 전술한 단위 셀(10)에 의한 스택의 구조를 개략적으로 보인 수직 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 쿨링부재(30)를 중앙에 두고 그 상하부에 단위셀(10)이 적층되어 있다. 그리고 상기 스택의 상하단에는 집전체(31)가 설치되어 있다. 상기 집전체(31)는 도전성이면서 상기 스택을 보호할 수 있는 복수의 부재로 이루어 진다.
도 8은 연료 공급 통로 및 공기 공급 통로를 통한 연료 및 공기의 진행 경로를 보인다. 도 8에 도시된 바와 같이 단위 셀(10)들의 각 연료 공급통로(17a) 및 각 연료배출통로(19a)가 하나로 연결되어 있고, 이들에 각각 연료 공급 파이프(21a) 및 공기공급 파이프(22a)가 삽입되어 있다. 연료 공급 파이프(21a) 및 공기공급 파이프(22a)의 상 하단부분에는 연료 공급 통로 및 공기 공급통로를 밀폐하는 부분(20, 20a, 20b)이 결합되어 있다. 그리고 각 파이프(21a, 22a)는 관상체로서 상기 연료 공급통로(17a) 및 공기 공급 통로(19a)로 통하는 연료 통과공(2) 및 공기 통과공(3)이 형성되어 있다. 도 8에서 화살표는 연료 및 공기의 유동방향을 보인다.
도 9는 상기와 같은 본 발명에 따른 수소이온교환 연료 전지의 스택으로서 300W 급으로 설계된 스택의 실제 제작 사진이다.
도 9에 도시된 설계 기준은 다음과 같다.
1) 단위 셀 면적 : 50cm2
2) 활성영역 면적 : 30cm2
3) 단위 셀의 수 : 24 개
4) 스택의 높이 ; 14.7cm
5) 스택의 장단변 길이 : 10cm, 5cm
6) 전체 볼륨 : 0.7L
7) 중량 : 1.2kg
8) 냉각방법 : 공기 냉각
이와 같은 조건으로 제작된 스택의 최대 출원은 234W (13V)였고, 출력밀도는 320W/L (13V) 였다. 이때의 동작 조건은 dry H2/ Air 가 20/25Psia 이며, 그 온도는 55℃였다. 도 10은 상기 스택의 성능 곡선도이다.
이러한 300W급의 스택의 경우 공기의 유동은 최대 8L/min이므로 공기 유동영역부로서 미소다공층을 사용할 경우 유동채널 내에서 압력저하가 발생되고 따라서 셀 내부로 원활한 공급이 공급이 이루어지지 않는다. 또한 국부적으로 높은 압력이 가해져 셀의 손상을 줄 위험이 있는 반면에 국부적으로 공기가 거의 공급되지 않아 반응이 일어나지 않는 점이 생길 수도 있다. 그래서 본 발명에 있어서, 뱀자리 모양의 공기 유동영역부의 평행 유동부재는 순간적으로 전체 셀에 고르게 공기가 흐를 수 있게 된다.
기본적으로 연료인 수소와 공기는 셀 내에서 각각 대각선 방향으로 흐르며, 카운터 유동(Counter Flow)의 형태로 진행한다. 가스공급통로를 통해 유입된 수소는 단위 셀 내의 미소 다공층을 통해서 전극의 수평방향으로 확산하게 된다. 확산된 수소는 수직유동부재를 통해서 수직방향으로 촉매화 멤브레인으로 공급된다. 그 반대편의 공기는 공기공급통로로부터 유입되어 뱀자리 모양의 채널을 가지는 평행 유동부재를 전극의 수평방향으로 흐르게 된다. 평행유동부재의 채널을 모두 채운 공기는 전극의 수직방향으로 수직 공기유동영역부재를 통해서 촉매화 멤브레인으로 공급된다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 단위 셀들에 의한 스택 전체의 무게와 부피를 줄일 수 있다. 또한, 스택의 성능 감소없이 불량 단위 셀을 용이하게 교환할 수 있고, 전극에 의해 원활히 가스의 유동을 유도할 수 있다. 또한, 반응열을 효과적으로 방열할 수 있고, 무게/부피당 출력밀도가 증가된다. 특히, 공기 유동영역부재의 뱀자리 모양의 공기 유동채널에 의해 압력 저하를 막을 수 있고 연료 효율이 증가된다.

Claims (10)

  1. 전해질막의 양면이 촉매화처리되어 있는 촉매화 멤브레인과, 촉매화 맴브레인 양측에 마련되는 연료유동영역부 및 공기유동영역부과, 상기 연료유동영역부와 공기유동영역부에 외측에 접촉되는 바이폴라 플레이트를 구비하는 단위 셀이 적어도 2개가 적층되어 있는 수소이온교환 연료전지 스택에 있어서,
    상기 공기유동영역부와 연료유동영역부 중의 적어도 어느 하나가 상기 촉매화 멤브레인의 평면에 나란한 방향으로의 가스유동을 유도하는 평행유동영역부재와 상기 촉매화멤브레인의 수직방향으로의 가스유동을 유도하는 수직유동영역부재을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 평행유동영역부는, 공기유동채널이 그 내면에 형성된 평행유동영역부재와 다공성 물질로 된 수직 유동영역부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공기유동채널은 뱀자리 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 유동영역부는 상기 촉매화 멤브레인에 접촉되는 수직 유동영역부재와 수직 유동영역 부재에 접촉되는 평행유동영역부재를 포함하며, 상기 평행유동영역부재의 기공률이 상기 수직 유동영역부재에 비해 크게 조절되어 있는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료 전지 스택.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 단위 셀의 가장자리 부분이 외부 실링층에 의해 밀폐되어 있으며, 외부 실링층에 의해 상기 단위 셀이 하나의 몸체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 단위 셀에는 단위 셀을 관통하는 연료 공급 통로 및 연료 배출 통로, 공기 공급 통로 및 공기 배출 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 셀에는 단위 셀을 관통하는 연료 공급 통로 및 연료 배출 통로, 공기 공급 통로 및 공기 배출 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연료 공급 통로 및 배출 통로의 내부에 연료 공급 통로 및 배출 통로를 유동하는 연료가 상기 공기 유동영역부로의 유동을 저지하는 연료 유동 저지 실링층이 형성되어 있고, 그리고, 상기 공기 공급 통로 및 배출 통로의 내부에 공기 공급 통로 및 배출 통로를 유동하는 공기가 상기 연료 유동영역부로의 유동을 저지하는 공기 유동 저지 실링층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료전지 스택.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 단위 셀들의 사이에는 도전성이며, 그 표면에 방열핀이 형성되는 쿨링부재가 선택적으로 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료 전지 스택.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 단위 셀들의 사이에는 도전성이며, 그 표면에 방열핀이 형성되는 쿨링 부재가 선택적으로 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 수소이온교환 연료 전지 스택.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100840111B1 (ko) * 2006-02-28 2008-06-19 산요덴키가부시키가이샤 연료 전지 스택

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100397611B1 (ko) * 2001-03-31 2003-09-17 삼성전자주식회사 수소이온교환 연료전지 스택
ITMI20021859A1 (it) * 2002-08-28 2004-02-29 Nuvera Fuel Cells Europ Srl Generatore elettrochimico a membrana con migliorato
KR20040098530A (ko) * 2003-05-13 2004-11-20 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 연료전지 및 그 분해방법
US20080233436A1 (en) * 2003-07-28 2008-09-25 General Motors Corporation Diffusion media tailored to account for variations in operating humidity and devices incorporating the same
US6967039B2 (en) * 2003-07-28 2005-11-22 General Motors Corporation Untreated diffusion media with mesoporous layer and devices incorporating the same
US20050026012A1 (en) * 2003-07-28 2005-02-03 O'hara Jeanette E. Diffusion media tailored to account for variations in operating humidity and devices incorporating the same
US7332240B2 (en) * 2003-07-28 2008-02-19 General Motors Corporation Spatially varying diffusion media and devices incorporating the same
KR100528339B1 (ko) * 2003-10-01 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 직접액체연료전지 스택
EP1635415A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-15 Samsung SDI Co., Ltd. Fuel cell stack
KR101155911B1 (ko) * 2004-09-08 2012-06-20 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템용 스택
WO2006036754A2 (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Richards Engineering Method for preassembly of membrane electrode assemblies and assembly of proton exchange membrane fuel cell stacks
US7569082B2 (en) * 2004-10-07 2009-08-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Manufacture of unitized electrode assembly for PEM fuel cells
KR100683786B1 (ko) 2005-06-13 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 직접액체 연료전지 스택
KR100658756B1 (ko) * 2006-02-16 2006-12-15 삼성에스디아이 주식회사 연료 혼합형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를포함하는 연료 혼합형 연료 전지 시스템
KR100709222B1 (ko) 2006-02-20 2007-04-18 삼성에스디아이 주식회사 연료 혼합형 연료 전지용 스택 및 이를 포함하는 연료혼합형 연료 전지 시스템
KR20070102819A (ko) * 2006-04-17 2007-10-22 삼성에스디아이 주식회사 혼합 주입형 연료 전지용 스택, 및 이를 포함하는 혼합주입형 연료 전지 시스템
US20080075842A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Cabot Corporation Processes, Framed Membranes and Masks for Forming Catalyst Coated Membranes and Membrane Electrode Assemblies
US8430985B2 (en) * 2008-01-11 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Microporous layer assembly and method of making the same
KR100981574B1 (ko) * 2008-05-26 2010-09-10 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 세퍼레이터 및 이를 이용하는 연료전지 스택
KR100936875B1 (ko) 2008-06-17 2010-01-14 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 스택의 활성화 방법 및 장치
JP2010135156A (ja) * 2008-12-04 2010-06-17 Hitachi Maxell Ltd 燃料電池
CN102810676B (zh) * 2011-06-01 2014-07-30 上海神力科技有限公司 一种有利于减少冷却流体流动阻力的燃料电池导流极板
US8822098B2 (en) * 2012-12-17 2014-09-02 GM Global Technology Operations LLC Manufacturing/assembly of a fuel distributor assembly
CN103633346B (zh) * 2013-12-09 2015-12-16 新源动力股份有限公司 一种简化的燃料电池结构
US11271241B1 (en) 2020-09-01 2022-03-08 Chuni Lal Ghosh Stackable fuel cell
CN113314726B (zh) * 2021-06-04 2024-05-10 大连海事大学 一种箭羽状质子交换膜燃料电池双极板
DE102022107991A1 (de) 2022-04-04 2023-10-05 Audi Aktiengesellschaft Brennstoffzellenstapel und Verfahren zum Beströmen einer Membran-Elektrodenanordnung des Brennstoffzellenstapels

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2569550B2 (ja) * 1987-05-08 1997-01-08 石川島播磨重工業株式会社 燃料電池の温度分布改善方法
JP3489181B2 (ja) 1994-03-10 2004-01-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の単電池およびその製造方法
JPH08148169A (ja) 1994-11-17 1996-06-07 Tokyo Gas Co Ltd 固体高分子型燃料電池のシ−ル方法
JPH08185874A (ja) 1994-12-28 1996-07-16 Tokyo Gas Co Ltd 固体高分子型燃料電池のシ−ル方法
US5759215A (en) * 1995-11-17 1998-06-02 Masuda; William Method of preparing electrochemical cells
US5584893A (en) * 1995-11-17 1996-12-17 Valence Technology, Inc. Method of preparing electrodes for an electrochemical cell
US5641586A (en) * 1995-12-06 1997-06-24 The Regents Of The University Of California Office Of Technology Transfer Fuel cell with interdigitated porous flow-field
US5670273A (en) * 1996-02-22 1997-09-23 Valence Technology, Inc. Method of preparing electrochemical cells
US5690703A (en) * 1996-03-15 1997-11-25 Valence Technology, Inc Apparatus and method of preparing electrochemical cells
US5772702A (en) * 1996-04-10 1998-06-30 Valence Technology, Inc. Method of preparing electrochemical cells
US5698147A (en) * 1996-05-24 1997-12-16 W. R. Grace & Co.-Conn. Fabrication methods for low impedance lithium polymer electrodes
DE19629154C2 (de) * 1996-07-19 2000-07-06 Dornier Gmbh Bipolare Elektroden-Elektrolyt-Einheit
JP3481093B2 (ja) 1997-09-22 2003-12-22 三洋電機株式会社 燃料電池用セルユニット
JP3570669B2 (ja) 1998-04-17 2004-09-29 松下電器産業株式会社 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造法
US6007933A (en) * 1998-04-27 1999-12-28 Plug Power, L.L.C. Fuel cell assembly unit for promoting fluid service and electrical conductivity
GB9809372D0 (en) * 1998-05-02 1998-07-01 British Gas Plc Stack assembly primarily for an electrochemical fuel
US6207312B1 (en) * 1998-09-18 2001-03-27 Energy Partners, L.C. Self-humidifying fuel cell
US6174616B1 (en) 1998-10-07 2001-01-16 Plug Power Inc. Fuel cell assembly unit for promoting fluid service and design flexibility
US6159628A (en) * 1998-10-21 2000-12-12 International Fuel Cells Llc Use of thermoplastic films to create seals and bond PEM cell components
JP2000156234A (ja) 1998-11-17 2000-06-06 Nichias Corp 燃料電池用セパレータ構造およびその作成方法
US6399234B2 (en) * 1998-12-23 2002-06-04 Utc Fuel Cells, Llc Fuel cell stack assembly with edge seal
US6682835B2 (en) * 2000-12-22 2004-01-27 Utc Fuel Cells, Llc Method and apparatus for increasing the operational efficiency of a fuel cell power plant
KR100397611B1 (ko) * 2001-03-31 2003-09-17 삼성전자주식회사 수소이온교환 연료전지 스택

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100840111B1 (ko) * 2006-02-28 2008-06-19 산요덴키가부시키가이샤 연료 전지 스택

Also Published As

Publication number Publication date
EP1246289A3 (en) 2004-11-17
JP2002313360A (ja) 2002-10-25
US20020142205A1 (en) 2002-10-03
EP1246289A2 (en) 2002-10-02
JP3936222B2 (ja) 2007-06-27
KR100397611B1 (ko) 2003-09-17
EP1246289B1 (en) 2012-04-25
US7335436B2 (en) 2008-02-26

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