KR20080045417A - A manufacturing method and separator for embedded fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 연료극-냉각면-공기극 일체형 연료전지 분리판을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a fuel cell separator plate of the anode-cooling surface-air cathode of the present invention.
도 2는 도 1에 가스켓을 접합시켜 일체화시킨 가스켓-공기극-냉각면-연료극-가스켓 일체형 연료전지 분리판을 나타낸 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a gasket, an air electrode, a cooling surface, a fuel electrode, and a gasket-integrated fuel cell separation plate integrated by bonding a gasket to FIG. 1.
도 3은 본 발명의 분리판 접착제 도포용 고정구를 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing a fixture for applying a separator adhesive of the present invention.
도 4는 본 발명의 접착제가 도포된 분리판 냉각면을 나타낸 구성도이다.Figure 4 is a block diagram showing a separator cooling surface coated with the adhesive of the present invention.
도 5는 본 발명의 접착제 도포용 고정구를 분라판 냉각면 위에 고정된 것을 타나낸 구성도이다.5 is a block diagram showing that the fixing device for applying the adhesive of the present invention fixed on the separator plate cooling surface.
도 6은 도 1의 연결다리가 제거된 분리판 접착제 도포용 고정구를 나타낸 구성도이다.Figure 6 is a block diagram showing a fastener for applying a separator plate adhesive strip of Figure 1 removed.
도 7은 본 발명의 분리판 접착제 도포용 고정구를 분리판 냉각면에 고정하기 위한 장치를 나타낸 구성도이다.Figure 7 is a block diagram showing an apparatus for fixing the separator adhesive applying fixture of the present invention to the separator plate cooling surface.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing
1 : 분리판 냉각면 2 : 접착제 도포층1: Separation plate cooling surface 2: Adhesive coating layer
3 : 냉각면-연료극 분리판 4 : 공기극-냉각면 분리판3: cooling surface-fuel electrode separator 4: air cathode-cooling electrode separator
5 : 가스켓 층(접착제 도포 가스켓 층) 6 : 접착제 도포용 고정구5: Gasket layer (adhesive coating gasket layer) 6: Adhesive fastener
7 : 접착제 도포 홈 8 : 매니폴드7: adhesive coating groove 8: manifold
9 : 냉각 유로면 10 : 연결다리9: cooling channel surface 10: connecting leg
11 : 접착제 비도포면 12 : 금속판11: adhesive uncoated surface 12: metal plate
13 : 고정홈 14 : 매니폴드 모서리 부분13: fixing groove 14: manifold corner
15 : 고정핀 16 : 고무 패킹15: fixing pin 16: rubber packing
본 발명은 연료전지 분리판에 관한 것으로, 특히, 산소 또는 공기-냉각 분리판과 냉각-연료 분리판을 결합하여 일체화시켜 연료전지 분리판의 밀폐 성능을 개선하고, 스택 제조를 단순화하기에 적당하도록 한 일체형 연료전지 분리판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell separator, and in particular, to combine and integrate oxygen or air-cooled separator and cold-fuel separator to improve the sealing performance of the fuel cell separator and to be suitable for simplifying stack fabrication. An integrated fuel cell separator and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 연료전지는 전기화학적 반응을 이용하여 연료(수소, 메탄올 등)가 가지고 있는 화학에너지가 전기 및 열에너지로 변환되는 원리를 이용하고 있다. 연료전지는 연료 및 반응 촉매의 종류에 따라 고체 산화물형 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell:SOFC), 알칼리성 전해액 연료전지(Alkarine Fuel Cell:AFC), 고분자 전해질형 연료전지(Polyme electrolyte Membrane Fuel Cell:PEMFC, 이하 PEMFC라 칭함), 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell:DMFC, 이하 DMFC라 칭함) 등으로 분류되며, 본 발명에서는 PEMFC와 DMFC에 적용 가능성이 높은 분리판에 대해 설명한다. PEMFC와 DMFC는 사용되는 고분자 전해질 막의 사용 온도에 한계가 있어 주로 80도 이하의 온도에서 사용된다. 특히, DMFC의 경우에는 더욱 낮은 온도인 50도에서 상온까지 사용되는 것으로 알려져 있다. PEMFC와 DMFC의 작동을 위해서는 조합 막 전극(Membrane electrode Assembly:MEA, 이하 MEA라 칭함), 분리판, 집전판, 절연판 등의 부품이 필요하며, 분리판은 채널과 리브로 구성되는 유로가 형성되어 음극(cathode)에는 산소 및 공기가 흐르고, 양극(anode)에는 연료인 수소 및 메탄올 등을 흐르게 한다.In general, a fuel cell uses a principle in which chemical energy of a fuel (hydrogen, methanol, etc.) is converted into electricity and thermal energy by using an electrochemical reaction. Fuel cells are solid oxide fuel cells (SOFCs), alkaline electrolyte fuel cells (AFCs), and polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs), depending on the type of fuel and reaction catalyst. , Hereinafter referred to as PEMFC), direct methanol fuel cell (DMFC, hereinafter referred to as DMFC), and the like, the present invention will be described for a separator having high applicability to PEMFC and DMFC. PEMFC and DMFC have a limitation in the temperature of use of the polymer electrolyte membrane used and are mainly used at a temperature of 80 degrees or less. In particular, the DMFC is known to be used at room temperature at a lower temperature of 50 degrees. For the operation of PEMFC and DMFC, components such as membrane electrode assembly (MEA, MEA), separation plate, current collector plate, and insulation plate are required.The separation plate is formed with a channel consisting of channels and ribs. Oxygen and air flow through the cathode, and hydrogen and methanol, which are fuels, flow through the anode.
연료전지의 스택 부품 중 분리판은 주로 금속 분리판, 흑연 분리판 등이 사용되고 있으며. 분리판이 연료전지에 적용되기 위해서는 전기전도도, 기체투과도, 강도, 부식특성, 용출특성 등이 고려되어야 한다. 금속 분리판이 연료전지에 적용되기 위해서는 가장 취약한 특성인 부식 문제를 해결해야 하며, 흑연 분리판은 대부분 기계가공하여 사용하기 때문에 제조 단가가 매우 높고, 부피가 큰 단점이 있다. 따라서 이를 해결하기 위한 연구들이 지속적으로 진행되고 있다.Among the stack parts of fuel cells, metal separator plates and graphite separator plates are mainly used. In order to apply the separator to a fuel cell, electrical conductivity, gas permeability, strength, corrosion characteristics, dissolution characteristics, and the like must be considered. In order to apply a metal separator to a fuel cell, it is necessary to solve the corrosion problem, which is the most vulnerable characteristic, and since graphite separators are mostly used by machining, manufacturing costs are very high and bulky. Therefore, studies to solve this problem are ongoing.
연료전지에서 흑연 분리판(흑연 복합재 분리판 포함)의 스택 적용을 위해서는 기본적으로 MEA, 분리판, 가스켓 등의 부품들의 조립 공정 및 상태가 매우 중요하다. 연료전지 스택은 End plate판, 절연판, 집전판, 분리판, MEA로 구성되고 연료극/MEA/공기극/냉각면/연료극이 스택 사양에 맞게 반복적으로 적층된다. 이 때 스택의 부피를 줄이기 위해 공기극 뒷면에 냉각 유로를 형성하거나, 반대로 연료극 뒷면에 냉각 유로를 형성한다. 추가적으로 공기극 뒷면과 연료극 뒷면에 동시에 냉각 유로를 형성하여 연료전지 스택의 부피를 줄이기도 한다. For the stack application of graphite separators (including graphite composite separators) in fuel cells, the assembly process and condition of parts such as MEA, separator plate, and gasket are basically important. The fuel cell stack consists of an end plate, an insulating plate, a current collector plate, a separator plate, and a MEA. The anode / MEA / air electrode / cooling surface / fuel electrode is repeatedly stacked to meet the stack specifications. At this time, in order to reduce the volume of the stack, a cooling flow path is formed on the back of the cathode or, conversely, a cooling flow path is formed on the back of the anode. In addition, the cooling channel may be simultaneously formed on the back of the cathode and the back of the anode to reduce the volume of the fuel cell stack.
상기와 같이 제작된 분리판 냉각면은 내부에 물이 흐르기 때문에 밀폐 성능을 유지하여야 한다. 기본적으로는 연료전지의 전극면과 같이 가스켓 제작하여 밀폐성을 유지하는데, 이것은 스택을 조립하는 시간이 매우 많이 걸리고, 가스켓의 상태에 따라 밀폐성을 유지하지 못하는 단점을 갖는다. 이러한 분리판 냉각면을 밀폐하기 위한 가스켓은 가스켓 제작을 위한 금형이 독립적으로 제작되어야 하고, 가스켓의 정밀성을 부여하기 위해서는 많은 노력이 필요하다는 문제점이 있다.As the separator cooling surface is manufactured as described above, water flows inside to maintain the sealing performance. Basically, the gasket is manufactured like the electrode surface of the fuel cell to maintain the sealability, which takes a very long time to assemble the stack, and has a disadvantage of not maintaining the sealability according to the state of the gasket. The gasket for sealing the separator cooling surface has a problem that the mold for manufacturing the gasket must be made independently, and a lot of effort is required to give the precision of the gasket.
또한, 이 외에도 분리판 냉각면을 밀폐하기 위한 방법으로는 접착제를 일정한 압력으로 토출시키고, 경화시켜 가스켓 형태로 만드는 방법이 있지만 이 방법은 접착제 토출 시작 부위와 끝 부위가 겹쳐지는 현상이 발생하여 가스켓을 부분적으로 불균일하게 만든다. 따라서 접착제가 겹치는 부위에서 밀폐성을 유지하지 못하는 경우가 종종 발생하며, 접착제를 토출하기 위한 장비가 부수적으로 필요하다는 문제점이 있다.In addition, as a method for sealing the separator cooling surface, there is a method of discharging the adhesive at a constant pressure and curing to form a gasket. Makes it partially uneven. Therefore, there is often a case where the adhesiveness cannot be maintained at the overlapping portion, and there is a problem that the equipment for discharging the adhesive is additionally required.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 공기극-냉각 분리판과 냉각-연료극 분리판은 냉각 유로 측면을 접착하여 공기극-냉각면-연료극을 하나의 단위 셀로 형성하여 냉각 유로에서의 냉각수의 유출을 근본적으로 방지하고, 스택을 간편하게 제작하는 일체형 연료전지 분리판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above conventional problems, and the cathode-cooling separator and the cooling-fuel separator are bonded to the cooling channel side to form the cathode-cooling surface-fuel electrode as one unit cell, and thus the cooling channel. It is an object of the present invention to provide an integrated fuel cell separation plate and a method of manufacturing the same, which essentially prevent leakage of cooling water from and to easily manufacture a stack.
또한, 공기극-냉각면-연료극 분리판에 가스켓을 일체화시켜 가스켓-공기극-냉각면-연료극-가스켓 연료전지 분리판을 만들 수 있는 연료전지 분리판 및 그 제 조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a fuel cell separator and a method of manufacturing the same, in which a gasket is integrated into an air cathode-cooling plane-fuel separator to form a gasket-air cathode-cooling plane-fuel-gasket fuel cell separator. .
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 먼저 접착제가 도포되는 분리판 냉각면; 상기 분리판 냉각면 상면에 접착제가 도포되어 있는 접착제 도포층; 상기 접착제 도포층에 형성되며 냉각면과 연료극을 분리시키는 냉각면-연료극 분리판; 및 상기 분리판 냉각면 하면에 형성되며 공기극과 냉각면을 분리시키는 공기극-냉각면 분리판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, First, the separation plate cooling surface to which the adhesive is applied; An adhesive coating layer having an adhesive applied to an upper surface of the separating plate cooling surface; A cooling surface-fuel electrode separator formed on the adhesive coating layer to separate the cooling surface from the fuel electrode; And a cathode-cooling surface separator formed on a bottom surface of the separator cooling surface and separating the cathode and the cooling surface.
또한, 상기의 공기극-냉각면-연료극(연료극-냉각면-공기극이라고 하여도 무방함)의 일체형 연료전지 분리판에 접착제를 도포 및 경화하여 가스켓의 역할을 수행할 수 있게 하여, 상기의 분리판 냉각면, 접착제 도포층, 냉각면-연료극 분리판, 공기극-냉각면 분리판 외에 가스켓 층이 추가되어 카스켓-연료극-냉각면-공기극-가스켓 일체형 연료전지 분리판을 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, by applying and curing an adhesive to the integral fuel cell separator of the cathode-cooling surface-fuel electrode (also referred to as fuel electrode-cooling surface-air electrode), it is possible to perform the role of a gasket. A gasket layer is added to the cooling surface, the adhesive coating layer, the cooling surface-fuel separator, and the cathode-cooling separator to form a gasket-fuel electrode-cooling surface-air electrode-gasket integral fuel cell separator.
이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 연료극-냉각면-공기극 일체형 연료전지 분리판을 나타낸 구성도이며, 도 2는 도 1에 가스켓을 접합시켜 일체화시킨 가스켓-공기극-냉각면-연료극-가스켓 일체형 연료전지 분리판을 나타낸 구성도이다.1 is a schematic view showing a fuel cell separator plate of a fuel cell-cooling surface-air electrode integrated according to the present invention, and FIG. 2 is a gasket-air electrode-cooling surface-fuel electrode-gasket integrated fuel cell separating plate integrated by bonding a gasket to FIG. 1. The configuration diagram is shown.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 접착제가 도포되는 분리판 냉각면(1)과; 상기 분리판 냉각면(1) 상면에 접착제가 도포되어 있는 접착제 도포층(2)과; 상기 접착제 도포층(2)에 형성되며 냉각면과 연료극을 분리시키는 냉각면-연료 극 분리판(3)과; 상기 분리판 냉각면(1) 하면에 형성되며 공기극과 냉각면을 분리시키는 공기극-냉각면 분리판(4)으로 이루어져 연료극-냉각면-공기극 일체형 연료전지 분리판을 형성하며, 도 1에 접착제를 도포 및 경화하여 가스켓의 역할을 수행할 수 있게 하여 상기의 분리판 냉각면, 접착제 도포층, 냉각면-연료극 분리판, 공기극-냉각면 분리판 외에 가스켓 층(5)이 추가되어 카스켓-연료극-냉각면-공기극-가스켓 일체형 연료전지 분리판을 형성한다.1 and 2, a separator plate cooling surface 1 to which an adhesive is first applied; An adhesive coating layer (2) having an adhesive applied to an upper surface of the separating plate cooling surface (1); A cooling surface-fuel pole separating plate (3) formed on the adhesive coating layer (2) to separate the cooling surface from the fuel electrode; It is formed on the lower surface of the separator plate cooling surface (1) and comprises a cathode-cooling surface separator plate (4) separating the cathode and the cooling surface to form an anode-cooling surface-air electrode integrated fuel cell separator plate, and the adhesive is shown in FIG. A gasket layer (5) is added in addition to the separator cooling surface, the adhesive coating layer, the cooling surface-fuel electrode separation plate, the cathode-cooling surface separation plate and the gasket layer by applying and curing. -Form a cooling surface-air cathode-gasket integrated fuel cell separator.
도 3 내지 도 7은 상기의 도 1과 도 2의 연료극-냉각면-공기극 일체형 연료전지 분리판과 가스켓-연료극-냉각면-공기극-가스켓 일체형 연료전지 분리판을 만드는 제조 방법를 나타낸 도면들이다.3 to 7 are views illustrating a method of manufacturing the anode-cooling surface-air electrode integrated fuel cell separator plate and the gasket-fuel electrode-cooling surface-air electrode-gasket integrated fuel cell separator of FIGS. 1 and 2.
도 3은 본 발명의 분리판 접착제 도포용 고정구를 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing a fixture for applying a separator adhesive of the present invention.
도시된 바와 같이, 분리판 냉각면(1) 위에 접착제를 도포하기 위한 접착제 도포용 고정구(6)는 분리판 냉각면(1) 위에 접착제가 도포될 위치인 접착제 도포 홈(7)을 분리판 냉각면(1) 위에 형성된 매니폴드(8)와 냉각 유로면(9)의 외곽부에 구멍을 뚫어 형성하였고, 독립적으로 구성된 매니폴드(8), 냉각 유로면(9) 및 최외곽 부위를 연결하기 위해 너비가 0.05~10mm인 연결다리(10)들을 구성한다.As shown, the
또한, 접착제 도포용 고정구(6)를 분리판 냉각면(1) 위에 고정한 다음 접착제 도포용 고정구(6) 위에서 접착제를 실크 스크린 및 스크린 프린팅 방식으로 균일한 높이 및 너비로 도포하고, 이때 도포 높이는 접착제 도포용 고정구(6)의 높이를 조절하여 0.1~10mm까지 도포할 수 있다. 세부적으로는 접착제 도포용 고정구(6)의 높이를 0.2~0.3mm로 하였다. 매니폴드(8), 냉각 유로면(9) 및 최외곽 부위를 연 결하기 위한 연결다리(10)의 너비는 좁을수록 분리판 위에 형성되는 접착제의 도포 면적이 넓어져 밀폐 성능이 향상된다. 따라서 연결다리(10)의 너비를 0.05~10mm까지 조절하였으며, 세부적으로는 1mm이하로 하였다.In addition, the adhesive application fixture (6) is fixed on the separator plate cooling surface (1), and then the adhesive is applied on the adhesive application fixture (6) in a uniform height and width by a silk screen and screen printing method, wherein the application height is adhesive By adjusting the height of the
또한, 분리판 접착제 도포용 고정구(6) 위에 연료전지에 적용 가능한 접착제를 올린 후 고무 스퀴지를 통해 접착제가 도포될 위치인 접착제 도포 홈(7)에 접착제가 균일하게 도포되도록 한다. 이때, 접착제 도포용 고정구(6)와 접착제 사이에 도포 지그의 구조와 동일한 0.1mm이하의 필름을 넣어 분리판 냉각면(1) 위에 균일한 두께와 면적을 가지도록 접착제를 구성한다.Further, after the adhesive applicable to the fuel cell is raised on the separator plate
도 4는 본 발명의 접착제가 도포된 분리판 냉각면을 나타낸 구성도이다.Figure 4 is a block diagram showing a separator cooling surface coated with the adhesive of the present invention.
도시된 바와 같이, 분리판 냉각면(연료-냉각, 냉각-공기) 위에 도포된 접착제는 접착제가 도포되지 않은 분리판 냉각면(공기-냉각, 냉각-연료)과 접합하여 접착제의 특성에 따라 상온에서 24시간 이상 접착하거나, 100도 이상의 온도에서 수 분에서 수 시간까지 접합하여 일체형 분리판을 제작한다. 이상의 접합공정을 위해서는 10psi이상의 압력이 요구된다. 분리판 냉각면(1) 위에 구성된 접착 부위에서 접착제가 도포되지 못한 부위인 접착제 비도포면(11)은 일체형 분리판의 제작과정에서 압력이 인가될때에 접착제가 도포되지 않은 부위로 퍼져나가 분리판 냉각면(1)을 완전히 밀폐한다.As shown, the adhesive applied on the separator cooling surface (fuel-cooling, cooling-air) is bonded to the separator cooling surface (air-cooling, cooling-fuel) to which the adhesive is not applied, and thus room temperature according to the characteristics of the adhesive. Bonding for more than 24 hours at, or bonding from minutes to hours at a temperature of more than 100 degrees to produce an integral separator. For the above bonding process, a pressure of 10 psi or more is required. The adhesive
도 5는 본 발명의 접착제 도포용 고정구를 분리판 냉각면 위에 고정된 것을 타나낸 구성도이다.5 is a configuration diagram showing that the fixing device for applying the adhesive of the present invention fixed on the separator plate cooling surface.
도시된 바와 같이, 접착제 도포용 고정구(6)를 분리판 냉각면(1) 위에 고정 시키기 위해서 분리판 냉각면(1) 위에 접착제 도포용 고정구(6)를 올려 놓은 다음 분리판 냉각면(1) 아래에 금속판(12)을 고정한다. 이때 분리판 접착제 도포용 고정구(6)와 금속판(12)은 분리판 냉각면(1)보다 넓게 제작하고, 분리판 도포용 고정구(6)와 금속판(12)에 고정홈(13)를 구성하여 분리판 냉각면(1) 위에 접착제가 정확한 위치에 도포되도록 한다.As shown, in order to fix the adhesive applying
도 6은 도 3의 연결다리가 제거된 분리판 접착제 도포용 고정구를 나타낸 구성도이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a fastener for applying a separator adhesive to which the connecting leg of FIG. 3 is removed.
도시된 바와 같이, 분리판 냉각면(1) 위에 접착제를 고르게 도포하기 위해서, 도 3의 연결다리(10)를 제거하여 접착제가 전체 면적에 균일하게 도포되도록 한다. 따라서 분리판 접착제 도포용 고정구(6)를 위해서는 접착제 도포용 고정구(6)를 고정할 장치가 필요하다.As shown, in order to evenly apply the adhesive on the separator cooling surface 1, the connecting
도 7은 본 발명의 분리판 접착제 도포용 고정구를 분리판 냉각면에 고정하기 위한 장치를 나타낸 구성도이다.Figure 7 is a block diagram showing an apparatus for fixing the separator adhesive applying fixture of the present invention to the separator plate cooling surface.
도시된 바와 같이, 접착제 도포용 고정구(6)를 고정하기 위한 장치로써, 각각의 매니폴드 하단의 모서리 부분(14)에 길이가 2mm이상인 고정핀(15)을 접착제 도포용 고정구(6)와 연결하여 분리판의 매니폴드(8) 부위에 끼워 넣는다. 분리판의 매니폴드(8) 하단까지 돌출된 고정핀(15)을 고무 패킹(16)을 사용하여 분리판 냉각면(1)과 접착제 도포용 고정구(6)을 고정시킨다. 분리판 냉각면(1)이 냉각 유로면(9) 위에 구성된 접착제 도포용 고정구(6)는 냉각수의 유출입을 위해 구성된 홈에 고정핀(15)을 삽입하여 접착제 도포용 고정구(6)를 고정시킨다. 이와 같이 구성 된 접착제 도포용 고정구(6) 위에 접착제와 스퀴지를 이용하여 분리판 냉각면 위에 접착제를 균일하게 도포한다. As shown, as a device for fixing the adhesive applying fixture (6), connecting the fixing pin (15) having a length of 2mm or more to the
상기의 방법들에 의해 분리판 냉각면(연료-냉각 또는 냉각-공기) 위에 도포된 접착제는 접착제가 도포되지 않은 분리판 냉각면(공기-냉각 또는 냉각-연료)과 접합한다. 접착제의 특성에 따라 상온에서 24시간 이상 접합하거나, 100도 이상의 온도에서 몇 분에서 몇 시간까지 접합하여 연료극-냉각면-공기극 일체형 분리판을 제조하였으며, 연료극-냉각면-공기극 일체형 연료전지 분리판의 단면 구조는 도 1에 나타나 있다. 또한, 이상의 접합공정을 위해서는 10psi이상의 압력이 요구된다.The adhesive applied on the separator cooling surface (fuel-cooling or cooling-air) by the above methods is bonded to the separator cooling surface (air-cooling or cooling-fuel) to which the adhesive is not applied. Depending on the adhesive properties, the anode-cooling surface-air cathode integrated separator was manufactured by bonding at least 24 hours at room temperature or several minutes to several hours at a temperature of 100 degrees or higher. The cross-sectional structure of is shown in FIG. In addition, a pressure of 10 psi or more is required for the above bonding process.
도 1의 연료극-냉각면-공기극 일체형 연료전지 분리판을 개선하기 위해서 접착제 도포용 고정구(6)를 연료극과 공기극의 구조에 맞게 제작하여 연료전지의 전극면의 밀폐재로 적합한 접착제를 선정한 다음, 상기와 같은 방법을 이용하여 가스켓-연료극-냉각면-공기극-가스켓 일체형 분리판을 제조하여 도 2에 나타내었다. 가스켓-연료극-냉각면-공기극-가스켓 일체형 분리판을 위해서는 접합공정을 위한 10psi이상의 압력이 요구되지 않는다.In order to improve the anode-cooling surface-air cathode integrated fuel cell separator of FIG. 1, the adhesive applying
하기의 표는 기존의 방법과 본 발명의 방법에의 제조했을 때 두께 편차, 조립시간, 투과전도도를 비교해서 나타난 결과이다.The following table shows the results obtained by comparing the thickness variation, the assembly time, and the permeation conductivity when manufactured by the existing method and the method of the present invention.
이상에서 같이 본 발명은 분리판 냉각면에 접착제를 균일하게 도포하기 위 해 분리판 접착제 도포용 고정구를 고안하였고, 이 분리판 접착제 도포용 고정구를 통해 도포 공정을 단순화 할 수 있으며 가스켓 제작을 위해 사용되는 금형과 접착제를 토출하는 장비 등이 부수적으로 필요하지 않은 효과가 있다.As described above, the present invention has devised a separator for applying adhesive to the separator plate to uniformly apply the adhesive to the separator cooling surface, and through this separator adhesive applying fixture, the application process can be simplified and used for manufacturing the gasket. There is an effect that the mold and the equipment for discharging the adhesive is not required incidentally.
또한 분리판 접착제 도포용 지그를 통해 균일하게 구성된 접착제는 10psi의 압력에서 완전 경화시키기 때문에 분리판 냉각면이 완전하게 겹쳐진 상태가 유지되어 분리판 냉각면이 접합되었을 때 요구되는 전기전도성을 크게 해치지 않는 효과가 있다.In addition, the adhesive uniformly configured through the separator adhesive application jig is completely cured at a pressure of 10 psi, so that the separator cooling surface is completely overlapped, so that the electrical conductivity required when the separator cooling surface is bonded is not significantly impaired. It works.
또한, 가스켓 및 접착제를 토출하는 방법으로 스택을 조립하는 경우에는 스택이 완전히 구성된 다음에 밀폐성을 확인하는 경우가 많기 때문에 스택의 밀폐성능이 유지되지 못하게 되면, 스택을 완전히 해체한 다음 다시 조립해야 하는 불편함이 발생하나 본 발명은 스택 조립 전에 냉각면의 밀폐성을 미리 확인할 수 있는 효과가 있다.In addition, when assembling the stack by discharging the gasket and adhesive, the seal is often checked after the stack is completely configured. Therefore, when the stack cannot be sealed, the stack must be completely disassembled and then reassembled. Although inconvenience occurs, the present invention has the effect of confirming the sealing property of the cooling surface in advance before stack assembly.
또한, 기존의 스택 조립 공정은 분리판 냉각면 사이에 가스켓을 적층하는 공정이 요구되어 스택 내에 적층되는 셀의 수가 증가할 수록 스택 조립시간도 증가하는 단점이 있었으나, 본 발명에서와 같이 분리판이 일체형으로 제작된 경우에는 스택 조립 공정을 단축시키는 효과가 있다.In addition, the conventional stack assembly process requires a process of stacking a gasket between the separator cooling surfaces, so that the stack assembly time increases as the number of cells stacked in the stack increases, but as in the present invention, the separator is integrated. If manufactured to have an effect of shortening the stack assembly process.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변경하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.Although the above has been described as being limited to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto and various changes, modifications, and equivalents may be used. Therefore, the present invention can be applied by appropriately changing the above embodiment, it will be obvious that such application also belongs to the scope of the present invention based on the technical idea described in the claims.
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