KR20030088893A - 유동장 플레이트 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 일측면에 하나 이상의 가스공급채널과 이에 연결되는 0.2mm 이하의 폭을 갖는 다수의 가스확산채널로 구성되는 채널조립체로 구성되는 연료전지용 유동장 플레이트이다.

Description

유동장 플레이트 구조 {FLOW FIELD PLATE GEOMETRIES}
연료전지는 연료와 산화제가 직접 전기를 생산할 수 있도록 조절상태에서 조합되는 장치이다. 내부연소 및 발전단계 없이 전기를 직접 생산함으로서 연료전지의 전기적인 효율은 전통적인 발전기에서 연료를 이용하는 것 보다 높다. 이는 널리 알려져 있는 것이다. 연료전지는 간단하고 바람직한 것이기는 하나 실질적인 연료전지시스템을 얻기 위하여 최근까지 다년간의 노력을 기울여 왔다. 전해조는 효과적인 역연료전지이며, 이 전해조에서는 전기가 물을 수소와 산소로 분해하는데 사용된다.
연료전지와 전해조는 소위 "수소경제"의 중요한 일부분이 되고 있다. 이후에 연료전지가 설명될 것이나 동일한 원리가 전해조에도 적용될 수 있음을 기억하여야 할 것이다. 상업적으로 제조되는 연료전지의 한가지 형태는 소위 양성자교환박막(PEM) 연료전지[때로는 폴리머전해조 또는 솔리드 폴리머전해조(PEFC)로 불리기도 한다]이다. 이러한 전지는 연료로서 수소를 이용하며 양면에 다공성 전극이 배치된 전기적으로 절연(그러나 이온적으로 전도가 이루어진다)된 폴리머박막으로 구성된다. 이 박막은 전형적으로 플루오로설포네이트 폴리머이며 전극은 전형적으로 탄소분말기재상에 분산된 귀금속촉매로 구성된다. 이러한 전극과 전해조의 조립체는 박막전극조립체(MEA)라고 불리기도 한다.
수소연료는 일측 전극(양극)에 공급되고 여기에서 산화되어 양극에 전자를 방출하고 전해액에 수소이온을 방출한다. 산화제(전형적으로 공기 또는 산소)가 타측 전극에 공급되고 여기에서 음극으로부터의 전자가 산소와 수소이온에 결합하여 물을 생성한다. 양성자교환박막 연료전지의 서브-클래스는 직접메탄올 연료전지이며 여기에서 메탄올이 연료로서 공급된다. 본 발명은 이러한 연료전지를 포함하고 실제로 양성자교환박막을 이용하는 다른 연료전지를 포함한다.
상업적인 PEM 연료전지에서 다스의 이러한 박막이 유동장 플레이트(바이폴라 플레이트라고 불리기도 함)에 의하여 분리된 상태에서 적층된다. 유동장 플레이트는 일측 박막의 양극과 인접한 박막의 음극사이의 양호한 전자의 전달이 이루어질 수 있도록 전형적으로 금속 또는 흑연으로 만들어진다. 유동장 플레이트는 유체(연료 또는 산화제)를 공급하고 연료전지의 반응생성물로서 생성된 물을 제거하기 위하여 이들의 표면에 요구패턴을 갖는다.
요구를 형성하는 여러 가지 방법이 다수의 문헌에 기술되어 있는 바, 예를 들어 연마, 엠보싱 또는 몰딩(WO00/41260)과, 레지스트를 통한 샌드블라스팅(WO01/04982)(이는 특히 본 발명을 위하여 유용하다)에 의하여 이러한 요구를 형성하는 것이 제안되었다. 국제특허출원의 특허문헌 WO01/04982에는 플레이트에 레지스트나 마스크를 부착하거나 샌드블라스팅(또는 표면연마를 위하여 가동입자의 운동을 이용하는 에칭방법, 예를 들어 워터제트연마)을 이용하여 마스크 또는 레지스트에 형성된 패턴에 일치하는 구조를 얻음으로서 유동장 플레이트를 가공하는 방법이 기술되어 있다.
이러한 방법은 유동장 플레이트를 통하여 통공을 형성하거나 유동장 플레이트에 저면이 폐쇄된 피트나 채널을 형성할 수 있는 것으로 특허문헌 WO01/04982에 기술되어 있다. 특허문헌 WO01/04982의 방법은 본 발명에서 배경기술로서 인용된다.
실제로, 현재까지 제조되고 있는 대다수의 유동장 플레이트는 채널을 밀링가공하여 형성되었다.
특허문헌 WO00/41260은 실질적으로 직선형이고 평행한 채널이 약 0.75mm 이하의 폭을 갖는 것으로 제공되는 유동장 구조를 기술하고 있다.
특허문헌 WO00/26981은 800㎛ 이하의 랜드(land)영역에 의하여 분리된 800㎛ 이하의 폭을 갖는 아주 평행한 유동채널이 이용되는 유사한 구조를 기술하고 있다. 이러한 구조는 MEA를 통한 측방향가스분산의 필요성을 줄이므로서 가스분배를 개선하였다고 한다(특허문헌 WO00/26981에서는 DCC[확산전류콜렉터]로서 인용됨). 또한 이러한 구조는 랜드영역에 대한 전로길이를 줄이므로서 전기저항을 줄인다고 하였다. 랜드영역의 감소는 전기저항을 증가시키므로 특허문헌 WO00/26981에 기술된 전기적인 특성과 가스특성 사이가 상충된다. 특허문헌 WO00/26981은 이들 상충하는 조건이 최적화될 수 있다고 언급하고 있다. 특허문헌 WO00/26981은 아주 평행한 미세채널의 패턴이 해칭이나 그리드 패턴과 같이 상호연결점 또는 분기점을 포함할수 있음을 언급하고 있다. 협소채널을 이용하는 것의 한가지 잇점은 채널을 통한 물방울의 형성을 촉진함으로서 물의 효과적인 제거가 이루어질 수 있다는 것이다. 그러나 이러한 잇점은 물방울의 양측 압력이 실질적으로 같아지기 쉬우므로 그리드 패턴이 사용되는 경우에는 찾아 볼 수 없다.
특허문헌 WO00/26981에서는 다음의 특허문헌들이 인용되었다.
미국특허 제3814631호, 이는 0.3mm 폭 이상의 미세채널이 조직형 전극측으로 연장된 프레임 변부에 제공된 전극구조를 기술하고 있는 바, 여기에서 전극의 일측면에 형성된 돌출부가 전극의 타측면에 형성된 요입부에 결합된다.
미국특허 제5108849호, 이는 폭이 0.0254mm(0.01인치) 이상인랜드영역을 갖는 폭이 0.76mm(0.03인치) 이상의 사행트랙을 갖는 플레이트를 기술하고 있다.
특허문헌 WO94/11912, 이는 폭과 깊이가 0.76mm(0.03인치) 이상인 연속트랙을 갖는 플레이트를 기술하고 있다. 이들 트랙은 서로 맞물릴 수 있다.
특허문헌 WO98/52242, 이는 박막을 가습하기 위한 수단을 기술하고 있다.
협소채널은 다른 장치에서도 알려져 있는 바, 예를 들어 특허문헌 WO94/21372에는 부분채널을 인접한 디스크에 정렬시켜 형성되는 3차원의 부정형 채널로 구성되는 화학공정장치를 기술하고 있다. 이러한 구조는 연료전지에 이용될 수 없다.
미세한 가스확산채널측으로 굵은 가스공급채널이 유도되는 구조를 보이고 있는 관련특허문헌은 없다.
유체가 이들의 각 전극표면에 균일하게 분산될수 있도록 하기 위하여 소위가스확산층(DGL)이 전극과 유동장 플레이트 사이에 배치된다. 가스확산층은 다공성 물질이며 전형적으로 카본 페이퍼 또는 카본직물로 구성되며 때로는 일측면에 접착딘 카본분말층을 가지고 물의 방출을 촉진하기 위하여 소수성 물질이 코팅되기도 한다. 기공크기가 20-100㎛인 연결형 기공을 갖는 거대기공물질(US-A-5641586)의 하측에 서로 맞물리는 형태의 유동장을 제공함으로서 가스확산층의 크기를 줄일 수 있도로 한 것이 제안된 바 있다. 이러한 구조는 폐색된 기공의 둘레에 가스유동이 허용되는 결점이 있다. 이들 기공에서 반응생성물(물과 같은)이 생성됨으로서 가스운반효율이 떨어진다. 아울러, 이러한 구조는 유동장의 두께를 증가시킨다.
본 발명자들은 연료전지에서 일어나는 현상을 분석하고 가스확산층이 이러한 용어가 의미하는 내용대로 이루어지지 않다는 결론을 도출해냈다. 이론은 가스확산층이 가스가 박막의 전면을 가로질러 확산될 수 있도록 함으로서 박막의 대부분이 전지반응에서 활성화한다는 것이다. 본 발명자들은 간단한 모델을 이용하여 가스가 채널사이의 랜드영역 전체에 접근하지 못하고 다만 채널의 상부영역과 채널을 둘러싸고 있는 작은 가장자리부분에만 접근하며, 이러한 제한된 영역에서 대부분의 전기가 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 이러하 확신은 가스가 랜드영역의 상부영역으로 강제로 공급될 때 서로 맞물린 형태의 채널이 높은 전기적 효율을 보이는 것을 관측함으로서 지지된다. 그러나 가스확산층은 실질적으로는 채널 상부의 박막전극의 이들 영역으로부터 랜드영역으로 전류를 운반하는데 유용하며, 박막전극이 채널측으로 압착되는 것을 방지하는 기계적인 지지체를 제공하는 것이다. 여러 발명자들이 박막전극을 보강하는 것을 제안한 바 있다.
전기가 발생되는 영역으로부터 랜드영역으로 전류를 운반하는 가스확산층은 물론 이러한 가스확산층의 전기저항에 의하여 전기적인 손실을 가져온다. 현재 가스확산층은 기계적인 강도, 전기적인 전도성과, 가스투과성의 필요성 사이에서 복잡한 평형을 이루도록 선택된다.
조합된 유동장 플레이트와 가스확산층이 특허문헌 US-A-6037073에 기술되어 있는 바, 다공성 카본물질의 선택적으로 함침된 동체로 구성되고 함침물이 플레이트의 일부를 밀봉한다. 이러한 구성은 재현이 복잡하고 가스가 폐색부위의 둘레로 유동하는 결점을 갖는다.
연료와 산화제공급매니폴드가 결합되는 유동장 플레이트 및 박막의 조립동체는 연료전지적층체라고 불리기도 한다.
비록 상기 언급된 기술이 원시형태와 일부 제한된 상업적인 분야에서는 유용한 것으로 입증되었으나, 상업적으로 폭넓게 수용될 수 있도록 하기 위하여서는 유동장 플레이트의 코스트를 낮추고 성능을 개선하기 위하여 이용될 수 있는 구조의 개선이 요구된다. 따라서, 구성요수의 수를 줄이는 것은 크기와 코스트(재료 및 조립코스트)의 면에서 유리한 결과를 제공한다.
또한, 종래기술의 유동장 플레이트는 사행형, 직선형 또는 서로 맞물린 형태의 유동장을 제공하나 가수유로를 개선하기 위한 다른 물리적인 시스템은 찾아 볼 수 없다. 이러한 기존의 유동장 패턴은 일측 채널로부터 압력이 현저히 낮은 타측 채널로 통과함으로서 가스의 "단락"이라는 문제가 대두될 수 있다.
본 발명자들은 유동장 플레이트의 표면에 아주 미세한 채널을 형성함으로서별도의 가스확산층을 이용하지 않고 전극을 통하여 가스를 균일하게 분배한다는 목적을 달성할 수 있음을 인식하게 되었다. 박막은 보강형의 박막을 이용하거나 적당히 낮은 고정압력을 이용함으로서 채널측으로 붕괴되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명자들은 생리학적 기관(폐)을 고려함으로서 이들의 짧은 가스유로에 의한 기생손실이 낮은 개선된 유동장 구조를 얻을 수 있다는 것을 인식하였다. 또한 본 발명자들은 이러한 구조가 가스의 단락의 현상이 거의 나타나지 않는 것으로 인식하였다.
아웅러, 본 발명자들은 협소한 트랙을 이용함으로서 박막전극의 전기적 활성영역으로부터 채널 사이의 랜드영역 까지 유로가 짧아져 가스확산층에서의 상대적인 전기적 손실이 감소될 수 있음을 인식하였다. 반대로, 박막전극의 전기적 활성영역으로부터 채널 사이의 랜드영역 까지 유로가 짧으면 큰 저항의 가스확산층도 허용될 수 있어 가스확산층에 사용되도록 고려되는 재료의 범위가넓어질 수 있다.
본 발명은 연료전지와 전해조에 관한 것으로, 특히 양성자교환박막 연료전지와 전해조에 적용할 수 있는 것에 관한 것이다.
도 1은 샌드블라스팅에 의하여 형성된 가스공급채널과 가스확산채널을 갖는 유동장 플레이트의 일부분의 부분 단면도.
도 2는 가스공급채널과 가스확산채널을 갖는 유동장 플레이트의 일부분의 부분 평면도.
도 3은 단락의 문제점을 설명하기 위하여 종래기술의 유동장 플레이트를 보인 설명도.
도 4는 종래기술의 채널구조를 보인 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 분기형 유동장 패턴을 보인 설명도.
따라서, 본 발명은 적어도 일측면에 하나 이상의 가스공급채널과 이에 연결되는 0.2mm 이하의 폭을 갖는 다수의 가스확산채널로 구성되는 채널조립체로 구성되는 연료전지용 유동장 플레이트를 제공한다.
가스공급채널은 1mm 이상의 폭을 갖는 하나 이상의 1차 채널과 이에 연결되는 1mm 이하의 폭을 갖는 다수의 2차 가스공급채널로 구성된다.
가스확산채널은 분기형 구조로 이루어질 수 있다.
가스확산채널은 혈관의 분기구조와 폐의 기관과 유사하게 채널폭이 점진적으로감소하는 분기형 구조를 형성하는 폭가변형이다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
가스공급 및 가스확산채널을 형성하기 위하여, 연마블라스팅과 같은 기술이 이용되며, 이러한 기술에서 템플레이트 또는 레지스트가 플레이트의 표면에 배치되고 템플레이트 또는 레지스트는 요구된 채널구조에 일치하는 패턴을 갖는다. 이러한 기술은 특허문헌 WO01/04982에 기술되어 있으며 이 특허문헌은 본 발명에서 인용된다. 이러한 기술을 이용함으로서 플레이트가 사용되는 반응제와 현저히 반응하지 않는 흑연/수지 조성물 또는 비다공성의 전도성물질로부터 제조될 수 있다.
이러한 기술을 이용함에 있어서는 상이한 폭을 갖는 채널의 형태가 마스크에 의한 섀도우 캐스트에 의하여 달라지는 것으로 확인되었다. 도 1은 표면에 협소채널(2)을 갖는 유동장 플레이트(1)를 보이고 있다. 채널을 형성하는데 사용된 레지스트의 섀도우 효과 때문에 채널이 직상부에서만 효과적으로 투사되는 샌드블라스트 그리트에 노출된다. 따라서 채널은 반원형의 형태가 되고 채널의 컷팅상태가 얕다.
점진적으로 커지는 채널(3 또는 4)의 경우 레지스트는 섀도우 효과가 적어 점진적으로 넓어지는 각도범위로부터 샌드블라스팅 그리트가 유동장 플레이트의 표면에 투사되도록 하여 표면이 보다 깊게 컷팅될 수 있도록 하고 채널의 저면이 점진적으로 편평하게 되도록 한다.
따라서, 플레이트에 상이한 폭의 채널을 갖는 레지스트를 부착하고 플레이트와 레지스트를 미세그리트의 샌드블라스팅에 노출시킴으로서 상이한 폭과 깊이의 채널 패턴을 얻을 수 있다.
가변폭과 깊이의 채널 패턴을 적용하는 것이 유리하다. 유동장 플레이트에서 통상적으로 적용되는 채널의 배후목적은 전극에 대하여 반응물질이 균일하게 공급될 수 있도록 하고 반응생성물을 신속히 제거할 수 있도록 하는 것이다. 그러나, 일반적으로 포선형의 경로가 이용되므로 이동되어야 할 통과물질의 길이는 길다.
반응면에 반응물질을 균일하게 공급하고 반응생성물을 제거하는 것이 목적인 다른 시스템은 인간의 폐와 같다. 폐의 경우 점진적으로 미세하게 되는 채널의 구조가 제공됨으로서 공기가 폐에서 그 반응장소까지 짧은 경로를 통하여 도달하고 이산화탄소가 이러한 짧은 경로를 통하여 배출된다. 유동장 플레이트에도 점진적으로 미세하게 되는 채널의 네트워크를 제공함으로서 반응가스는 짧은 경로를 통하여이들의 반응장소까지 도달한다.
가장 미세한 채널은 넓은 가스제거채널로 간단히 배출할 수 있거나, 폐와 같이 유동장 플레이트로부터 점진적으로 넓어지는 채널의 네트워크가 제공될 수 있다. 유동장 플레이트의 경우에 있어서, 점진적으로 미세하게 되는 채널과 점진적으로 넓어지는 채널의 두 네트워크가 단부대 단부(end-to-end)의 연결로 연결되거나 서로 맞물리는 형태의 네트워크로 배열될 수 있으며 가스확산층 또는 전극물질을 통한 확산이 연결성을 제공한다. 단부대 단부의 연결은 고압이 채널을 통하여 유지되고 폐색물의 제거에 도움이 되는 잇점을 준다.
도 2는 폭이 넓은 1차가스공급채널(4)을 갖는 유동장 플레이트의 일부를 평면도로 보인 것으로, 이 채널은 가스확산채널(2)측으로 발산되는 2차가스공급채널(3)로 발산된다. 또한 만약 요구되는 경우 가스확산채널(5)도 1차가스공급채널(4)로부터 분기될 수 있다. 1차 및 2차가스공급채널은 대부분의 가스확산채널과 채널의 배열이 분열배열과 유사하므로 점진적으로 미세하게 되는 채널의 네트워크를 구성할 수 있다.
1차가스공급채널은 1mm 이상, 예를 들어 약 2mm의 폭을 가질 수 있다. 이러한 채널의 깊이는 채널형성후 유동장 플레이트가 충분한 강도를 가질 수 있도록 하는 필요성에 의하여서만 제한된다. 전형적인 채널은 플레이트 두께의 40% 이상이다. 현재의 플레이트(6mm 두께)는 전형적으로 그 깊이가 2.5mm이다. 플레이트가 점접 얇아지면 채널의 깊이도 낮아질 것이다. 그러나, 촉매와 GDL은 연질의 물질이므로 낮은 종횡비(깊이가 얕고 폭이 넓음)에 의하여 채널로 유입될 수 있다. 따라서,채널의 종횡비는 전형적으로 0.5~2 사이가 좋다. 2차가스공급채널은 1mm 이하, 예를 들어 0.5mm의 폭을 가지며, 샌드블라스팅기술을 이용하여 1차가스공급채널 보다 얕게 할 수 있다. 가스확산채널은 0.2mm 이하, 예를 들어 약 100㎛의 폭을 가지며 깊이가 더 얕다.
이러한 구조를 제공함으로서 반응생성물의 이동거리는 짧고 통상적인 플레이트 구조에 비하여 효과적으로 제거될 수 있다. 아울러 전형적인 바이폴라 플레이트의 가스채널은 정사각형 또는 직사각형이며 밀리미터 단위의 크기이다. 예를 들어 BallardTM플레이트는 2.5mm의 정사각형 채널을 갖는다. APSTM플레이트는 폭이 0.9mm이고 깊이가 0.6mm인 채널을 갖는다. 단위길이당 압력강하가 낮고 압력강하가반응제를 확산매체측으로 이동되게 함으로서 소형의 채널이 유리하다.
도 3에서 보인 통상적인 유동장 플레이트(6)에서, 가스(연료 또는 산화제)는 제1포트(7)로 유입되고 제2포트(8)로 유출된다. 가스는 압력이 감소함으로 포트(7)로부터 압력이 감소하는 포트(8)로 사행형 채널(9)을 통하여 유동한다. 트랙의 일부분(10)에서 인접한 트랙사이의 압력차이가높고 그 결과로 가스단락이 나타나 다른 부분(11)에서는 연료 또는 산화제가 결핍된다. 이러한 단락은 박막전극과 유동장 플레이트의 표면사이를 통과하는 가스에 의하여 나타난다. 가장 최근의 유동장 플레이트는 유입구와 유출구 사이의 압력차 △P가 공기측에서 <100mbar이다. 서로 맞물린 형태의 플레이트에서는 전형적으로 대기압의 3배인 높은 △P를 갖는다.
반대로, 본 발명에 있어서는 인접한 트랙이 아주 근접한 압력을 갖도록 설계되어 단락의 위험이 적다.
특허문헌 WO00/41260은 유동장 설계에 대한 폭넓은 언급이 있으나 매우 미세한 채널(0.2mm 이하)을 제공하지 못하며 점진적으로 감소하는 폭을 갖는 네트워크의 일부로서 이러한 채널을 제공함으로서 인접한 채널사이의 압력강하가 감소되어 유동유체의 단락을 피할 수 있다는 것이 설명되고 있지 않다.
1차 채널은 전지에 의하여 요구된 사용체적의 가스를 충분히 공급할 수 있을 정도의 크기이어야 한다. 이는 사용전력의 kW당 약 25L/min이다.
유동장 플레이트는 가스확산층과 함께 사용되거나 가스확산층이 생략되거나 두께가 현저히 감소되는 충분한 가스공급이 이루어질 수 있도록 하는 유동장 플레이트의 전면에 가스확산채널이 충분한 밀도로 제공될 수 있다. GDL 구성요소가 주로 전지의 저항손실의 원인이 되므로 이러한 두께의 감소가 유리하게 고려될 수 있다.
채널폭상의 제한은 이러한 샌드블리스팅공정에 사용된 마스크의 두께에 따라서 좌우된다. Image ProTM(Chromaline Corp. US) 마스크 물질은 두께가 125 미크론으로 매우 두껍다. 이들 마스크는 이를 통하여 형성되는 폭이 100 미크론으로 제한된다. 다른 마스크 물질로서는 기재상에 스프레이로 도포되고 그 자리에서 노광되는 것이 있다. 이들 물질은 보다 탄성이 커서 두께가 아주 얇게 될 수 있다. Chromaline SBXTM는 10-20 미크론의 폭으로 에칭하는데 사용될 수 있다.
특허문헌 WO00/26981은 해칭이나 그리드 패턴과 같이 상호연결점 또는 분기점을 갖는 평행한 채널로 이루어진 유동장을 이용하는 것을 언급하고 있다. 이러한패턴은 도 4에 도시되어 있으며 큰 결점을 갖는다. 도 4에서 보인 바와 같이, 채널(12)의 그리드가 제공된다. 만약 물방울(13)이 채널의 하나를 폐색하면 ㅏㄴ응가스는 화살표(14)를 따라서 물방울을 우회하여 용이하게 유동할 수 있다. 이로써 물방울 하류측(A)의 압력은 상류측(B) 압력과 매우 금접하여 물방울을 밀어내는 힘이 거의 없다.
대조적으로, 도 5에서 보인 분기형 유동장에 있어서는 가스가 분기형 패턴(15)으로 유동하여 물방울(13)의 상류측으로부터 물방울의 하류측까지 그리고 유동장의 단부에서 다시 되돌라오는 반응제의 경로가 길다. 이는 물방울의 상류측(B) 압력이 하류측(A) 압력 보다 높아 물을 밀어내는 힘이 제공됨을 의미한다.
잘 알려진 바와 같이(예를 들어 특허문헌 WO0041260), 유동장 플레이트의 양면에 동일한 요구패턴이 형성될 필요는 없고 본 발명이 이러한 방법으로 제한되지도 않는다.
전도성 코어와 비전도성 프레임으로구성되는 유동장 플레이트는 알려져 있다(예를 들어, WO97/50139, WO01/89019 또는 미국특허 제327336호). 본 발명의 유동장은 전체 유동장이 전도성 코어이거나 부분적인 비전도성 프레임과 부분적인 전도성 코어상에 구성되는 구조에 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 적어도 일측면에 하나 이상의 가스공급채널과 이에 연결되는 0.2mm 이하의 폭을 갖는 다수의 가스확산채널로 구성되는 채널조립체로 구성됨을 특징으로 하는 연료전지용 유동장 플레이트.
  2. 적어도 일측면에 하나 이상의 가스공급채널과 이에 연결되는 0.2mm 이하의 폭을 갖는 다수의 가스확산채널로 구성되는 채널조립체로 구성됨을 특징으로 하는 연료전지용 전해조 유동장 플레이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가스공급채널이 1mm 이상의 폭을 갖는 하나 이상의 1차 채널과 이에 연결되는 1mm 이하의 폭을 갖는 다수의 2차 가스공급채널로 구성됨을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  4. 제1항-제3항의 어느 한 항에 있어서, 가스확산채널이 분기형 구조임을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  5. 제4항에 있어서, 가스확산채널이 채널의 폭이 점진적으로 감소하는 분기형 구조를 구성하는 폭가변형임을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  6. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 가스공급용의 제1 채널조립체와 반응생성물의 제거를 위한 제2 채널조립체로 구성됨을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  7. 제6항에 있어서, 제1 및 제2 채널조립체가 서로 맞물린 형태임을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  8. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 채널이 폭의 감소와 함께 깊이가 감소함을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  9. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 가스확산채널이 완전한 가스확산층을 형성토록 유동장 플레이트의 전면에 충분한 밀도로 제공됨을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  10. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 전도성 코어와 비전도성 프레임으로 구성됨을 특징으로 하는 유동장 플레이트.
  11. 청구항 제9항에 청구된 바와 같은 다수의 유동장 플레이트로 구성되는 연료전지 적층체.
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