KR20120030744A - 연료전지용 가스켓 일체형 분리판과 그 제조방법 - Google Patents

연료전지용 가스켓 일체형 분리판과 그 제조방법 Download PDF

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이성근
정재훈
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동아화성(주)
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Abstract

본 발명은 연료전지에 사용되는 스택(STACK)내 작동 유체의 누설을 방지하고 외부 이물질등의 침입을 방지하기 위한 가스켓이 분리판(Bipolar Plate, Separate)과 몰드(Mold) 성형을 통해 일체화 되는 구조로, 별도의 접착제가 필요없는, 점착성을 가지는 탄성고무를 사용하여 스택의 조립시 분리판 및 가스켓의 구분 공정을 하나의 공정으로 함으로써, 기존의 방법보다 향상되고 안정적인 밀봉구조를 형성하는 연료전지의 가스켓 일체형 분리판과 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

연료전지용 가스켓 일체형 분리판과 그 제조방법{Gasket Embedded Bipolar Plate for fuel cell}
본 발명은 연료전지용 가스켓 일체형 분리판과 그 제조 방법에 관한 것으로서, 스택(STACK)내 작동 유체의 누설을 방지하고 외부 이물질등의 침입을 방지하기 위한 가스켓이 분리판(Bipolar Plate, Separate)과 몰드(Mold) 성형을 통해 일체화 되는 구조로, 별도의 접착제가 필요없는, 점착성을 가지는 탄성고무를 사용하여 스택의 조립시 분리판 및 가스켓의 구분 공정을 하나의 공정으로 함으로써, 기존의 방법보다 향상되고 안정적인 밀봉구조를 형성하는 연료전지의 가스켓 일체형 분리판과 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 내의 스택은 수소를 함유한 연료가스와 산소를 함유한 산화제 가스 및 냉각수를 사용하여 전기 화학 반응을 통한 전기 및 열을 발생시킨다. 이의 핵심 부품으로는 전해질막과 전해질막 양면에 형성된 한 쌍의 전극 및 가스 확산층으로 이루어진 막전극접합체(MEA; Membrane Electrode Assembly)이며, 막전극접합체로 반응 가스의 흐름을 제공하는 분리판이 있으며 이러한 분리판과 막전극접합체를 필요한 수량만큼 적층한 것을 스택이라고 한다.
이러한 스택에 공급되는 수소와 산소같은 반응 가스 및 냉각수가 외부로 누출되거나 외부 이물질등의 침입을 방지하기 위하여 주변에 가스켓이 배치된다.
이러한 스택내 상기 부품들을 적층하기 위해서는 많은 공정수가 필요하므로, 등록특허 10-0838117에 기재된 발명에서는, 막전극접합체에 가스켓의 일체화 성형으로 스택 조립 공정수의 축소가 제안된 바 있다.
연료전지용 스택의 조립 공정의 개선을 위한 방법으로 국내등록특허 등록번호 제10-0931423호 및 제10-0902867호 등에서는 가스켓의 부착 방법을 제안하였으나 이는 접착제 또는 접착 부재를 이용한 방법으로 근본적인 공정수의 축소는 한계가 있다.
기타, 국내등록특허공보 등록번호 제10-0851596호에는 접착제가 도포되는 분리판 냉각면과; 상기 분리판 냉각면 상면에 접착제가 도포되어 있는 접착제 도포층과; 상기 접착제 도포층에 형성되며 냉각면과 연료극을 분리시키는 냉각면-연료극 분리판과; 상기 분리판 냉각면 하면에 형성되며 공기극과 냉각면을 분리시키는 공기극-냉각면 분리판으로 이루어진 연료극-냉각면-공기극 일체형 연료전지 분리판과 여기에 접착제를 도포 및 경화하여 가스켓의 역할을 수행할 수 있게 하여 가스켓-연료극-냉각면-공기극-가스켓 일체형 연료전지 분리판을 제조하여 스택의 조립 공정을 크게 단축시키고 밀폐 성능도 개선시킨 일체형 연료전지 분리판 및 그 제조방법이 공개되어 있고,
동 공보 등록번호 제10-0953273호에는 중심부에 형성되며 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널 사이에 형성되는 냉각수 채널로 이루어지는 채널부와, 상기 채널부의 4측면 테두리에 상기 채널부와 일체형으로 이루어지되 이들 중 서로 대면하는 한 쌍의 측면에 상기 제1면과 제2면을 관통하는 개구부가 각각 형성되어 있는 금속 본체부 및 상기 개구부에는 반응가스와 냉각수의 공급 및 배출을 위해 분할된 공간을 제공할 수 있도록 마련되는 고분자 재질의 매니폴드부와, 상기 금속 본체부의 테두리 및 상기 매니폴드부와 상기 채널부 사이의 영역 중 실링을 필요로 하는 부위에 형성되는 고분자 재질의 가스켓이 일체형으로 형성되어 있는 매니폴드-가스켓 어셈블리를 제공하고, 상기 매니폴드-가스켓 어셈블리에 일체형으로 형성되는 반응가스 유출입홀을 포함하는 연료전지용 금속 분리판 및 이를 구비하는 연료전지 스택이 기재되어 있으며,동 공보 등록번호 제10-0807976호에는 매니폴드 및 채널을 포함하는 금속 분리판 및 금속 분리판의 양면에서 반응가스 및 냉각수를 밀봉하는 제1 및 제2 가스켓을 구비하는 연료 전지에 있어서, 제1 및 제2 가스켓 중 하나 이상의 가스켓이, 가스켓과 일체로 형성되는 금속 분리판 변형방지부를 구비하는 연료전지용 금속 분리판이 공개되어 있음을 알 수 있다.
종래의 기술은 가스켓의 부착 방법을 제안하였으나 이는 접착제 또는 접착 부재를 이용한 방법으로 근본적인 공정수의 축소는 한계가 있으며,
또한, 가스켓 일체형 분리판의 몰드 성형시 사출 압력에 의하여 분리판의 씰링면 및 매니폴드 채널부등이 손상되어 밀폐성이 손상되는 문제가 발생하여 비교적 점도가 낮은 실리콘 고무를 이용하였으나, 실리콘고무의 특성인 가스 투과율과 팽윤 등의 문제로 비교적 점도가 높은 EPDM, 또는 불소 고무를 대체물로 사용하였으나 여전히 분리판이 손상되는 문제점이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 작동 유체의 외부 누설 방지 및 외부 이물질 등의 침입 방지를 위한 가스켓이 분리판과의 일체 성형되는 것으로, 실링 부제는 저점도 EPDM, TPE 및 불소 고무를 사용하고, 몰드 구조의 개선으로 사출압에 의한 분리판의 손상 방지 및 스택의 조립 공정수의 축소 등 안정적인 밀봉 구조와 스택의 생산성 향상된 연료전지용 가스켓 일체형 분리판과 그 제조 방법을 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제해결 수단인 것이다.
본 발명은 가스켓과 분리판을 일체화하여, 반응 가스 및 냉각 유체의 외부 유출 및 매니폴드간의 Cross Leak 방지와 외부 이물질 등의 침입을 방지하도록 함과 동시에, 신뢰성 있는 연료전지를 제조할 수 있으며, 연료전지 스택의 조립 공정수의 축소에 따른 생산성 향상 및 원가 절감으로 연료전지 상용화에 큰 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 단위전지의 전체도
도 2는 본 발명의 가스켓 일체형 분리판 평면도
도 3은 도 2에서 AA선을 기준으로 한 단면도 및 시제품 사진
도 4는 본 발명의 가스켓 지지홀의 단면도 및 이음부 지지홀 위치도
도 5는 상기 가스켓 지지홀 부에 재료의 주입구를 둔 금형 단면도
도 6은 분리판 테두리를 둘러싸고 있는 타입의 금형 단면도
도 7 및 도 8은 스택 운전 3,000시간 종료품에 대한 각 셀의 가스켓 압축영구줄음율 및 경도 측정 결과
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연료전지의 반응 가스 및 냉각 매체의 외부 누설 및 외부 이물질 등의 침입을 방지하기 위하여 분리판의 씰링면에 가스켓의 몰드 성형을 통해 일체화 시키는 가스켓 일체형 분리판과 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 조성물로 사용된 재료로는 연료전지 시스템의 최적 재료인 EPDM은 에틸렌과 프로필렌 공중합체로 구성된 EPM과 에틸렌, 프로필렌 그리고 비공액 디엔의 삼원 공중합체로 구성되는 EPDM으로 그 특성은 국내등록특허 제208314호에 공개되어 있으며 주된 특징으로는 내후성 및 내 오존성이 타 합성고무보다 우수하다.
또한 연료전지 성능의 최적화 및 스택 조립성 개선을 위한 일체형 가스켓용 재료의 개발은 본 출원인이 선출원한 국내등록특허 10-0838117호 발명의 명칭; 고분자 전해질형 연료전지의 가스켓 일체형 막전극접합체와 그 제조방법을 개량한 것으로서, 재료의 흐름성과 표면 조도를 우수하게 하여 몰드 사출시 발생하는 사출압에 의한 분리판의 파손을 방지하고 점착성을 향상시켜 별도의 접착제 및 접착 부재없이 일체화 성형이 가능하다.
본 발명은 분리판(110)에 가스켓(120)의 몰드 성형시 재료의 흐름성과 표면 조도를 우수하게 하여 접착제가 필요없는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판으로서,
상기 가스켓(120)은 일정한 두께를 가지는 평면 가스켓(120)으로 반응면 주변과 매니폴드 주변에 분리판(110)의 씰링면에 일체화되어 형성되어 반응 가스 및 냉각 매체의 누설을 방지하고 외부 이물질등의 침입을 방지하며,
본 발명의 분리판(110)은 카본제의 분리판 및 금속제의 분리판을 포함하고, 분리판(110)의 씰링면상에 가스켓 지지홀(113)을 형성하여 가스켓(120)의 점착성을 향상시켰으며,
본 발명의 가스켓은 O-RING 형상과 같이 선접촉 구조, 또는 최소 필요 폭을 가지는 면접촉 구조이고,
본 발명의 가스켓은 분리판의 테두리를 감싸는 형상이나 분리판 측면 일부 필요 구간만 가스켓이 형성되지 않으며, 가스켓의 쇼아 경도는 50 ~ 80의 범위이다.
도 1은 본 발명의 가스켓 일체형 분리판의 형상과 단위 전지의 형상을 나타낸 전체도로서, 연료전지의 단위전지(100)는 가스켓 일체형 에노드 분리판(111)과 캐소드 분리판(112) 사이의 막전극접합체(130)로 구성되며, 상기 단위전지(100)가 다수 적층되어 연료전지 스택으로 구성된다.
각 단위전지(100)는 다수의 매니폴드 홀(114)을 가지고 있으며, 이를 통해 반응 가스 및 냉각 매체가 각 단위전지에 전달되게 되며 가스켓은 에노드 분리판 및 캐소드 분리판 또는 에노드 / 캐소드 접합 분리판에 일체화되어 반응 가스 및 냉각 매체의 외부 누설 및 외부 이물질 등의 침입을 방지한다.
도 2는 본 발명의 가스켓 일체형 분리판의 평면도이다.
가스켓 일체형 분리판은 반응 가스 및 냉각 매체의 외부 누설 방지 및 각 매니폴드 홀(114 ~ 119) 간의 Cross Leak 방지 역할을 할 수 있도록 구성된다.
도 3은 도 2에서 AA선을 기준으로 한 단면도 및 시제품 사진이다.
본 발명의 가스켓 일체형 분리판은 압축율, 면압력 및 반발력 등을 고려한 다양한 단면 형상을 몰드 가공으로 나타낼 수 있다.
도 4는 가스켓 일체형 분리판의 점착성을 보조하고 에노드 분리판(111)과 캐소드 분리판(112) 또는 일체형 분리판(110) 양면에 동시 성형이 가능하도록 한 가스켓 지지홀의 단면도이다.
이는 재료의 흐름 특성을 고려 적절한 위치에 배치되어, 특히 이음부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 상기 가스켓 지지홀 부에 재료의 주입구를 둔 금형 단면도이다.
본 발명에 있어서 몰드 성형시 발생하는 사출압에 의하여 분리판의 손상을 방지하고 분리판 양면의 동시 성형이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 분리판 테두리를 둘러싸고 있는 타입의 금형 단면도이다.
본 발명에 있어서 소형화, 경량화에 따라 몰드 성형시 발생하는 사출압보다 분리판의 강성이 약할 경우 적용하며 주입구가 분리판 외부에 위치하여 하측 형판에 형성된 런너를 따라 직접 분리판으로 주입되는 타입과 간접적으로 분리판에 주입되는 타입으로 사출압의 감소를 특징으로 한다.
일반적인 고무 제품 금형의 작업 방법에 따라 COMPRESSION TYPE, TRANSFER TYPE, INJECTION TYPE으로 구분할 수 있다.
COMPRESSION TYPE은 금형의 상형을 열고 원재료를 적정량 투입하여 작업하는 구조로 재료 투입량에 따라 BURR 양이 좌우되고 이로 인해 분리판의 손상 및 유로의 막힘등으로 분리판 기능에 문제가 발생할 수 있고, INJECTION TYPE은 대량 생산시 유용하게 사용할 수 있으나 재료의 투입량이 매우 적을 경우 부적합할 수도 있어 본 발명에 적용된 작업 방법으로는 혼합 형태인 TRANSFER TYPE을 적용하였다.
이하 본 발명의 연료전지용 가스켓 일체형 분리판의 제조방법을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예
몰드(140)의 하측 형판(141)과 제 1 중판(142) 사이 분리판(110)을 안치시킨 후 제 1, 2 중판(142, 143)을 체결하고 제 2 중판(143)에 합성 고무 조성물을 사출하여, 제 1, 2 중판(142, 143)부에는 사출시 발생하는 강한 사출압을 분산 시킬 수 있는 런너(146)를 형성하고 사출시 분리판 파손 및 변형을 방지하기 위하여 가스켓 지지홀(113)을 주입구(145)로 하는 몰드(140) 구조를 갖으며,
하측 형판(141)과 제 1 중판(142)내 분리판이 위치하고, 제 1 중판(142)과 상측 형판(144)부에 런너(146)를 형성하며 분리판 외부에 주입구(145)를 두어 분리판에 사출하며 사출시 분리판의 파손 및 변형을 방지하면서 프레스 장치로 90 ~ 150℃ 온도에서, 50 ~ 300초 이내 유지, 형체 압력으로 50 ~ 100kgf/㎠로 조건으로 연료전지용 가스켓 일체형 분리판을 제조하였다.
실험예
본 실험은 금형 구조 및 특성 변화에 따른 재료 주입시 발생하는 사출압의 변화를 확인하기 위한 것으로 본 실험에 적용된 카본제 분리판 및 금속제 분리판의 경우 가스켓 이탈 방지 홈(Groove)를 형성하지 않았으며 접착제 및 접착 부재를 적용하지 않았다.
먼저 카본제 분리판을 상기 TRANSFER TYPE의 금형 하판에 위치하고 중판을 체결한 후 중판 상단부에 형성되어 있는 주입구를 통하여 재료를 주입시켰으며 이 때 프레스 장치로 90 ~ 150℃ 온도에서, 50 ~ 300초 이내 유지, 형체 압력으로 50 ~ 100kgf/㎠로 가압 및 가류 후 취출하였으나 재료의 주입시 발생하는 사출압력, 분리판의 두께 및 재질의 강도등의 원인으로 분리판이 손상되는 현상이 발생하였으며, 금속제 분리판을 상기와 동일하게 실시한 결과 마찬가지 분리판의 변형이 발생하였다.
비교 실시예 1
하판, 중판, 상판으로 구성된 금형에 중판을 추가로 두어 하판, 제1중판, 제2중판, 상판으로 구성한 후 제 1중판과 제 2중판 사이 사출 압력의 감쇠를 위한 런너를 추가하여 상기와 동일하게 카본제 분리판 및 금속제 분리판을 적용하여 실시한 결과 가스켓 일체형 분리판을 제조하였다.
비교실시예2
카본제 분리판 및 금속제 분리판의 두께를 절반 수준으로 낮추어 상기와 동일하게 실시한 결과 카본제 분리판의 경우 주입구 부분의 파손이 발생하였으며 금속제 분리판의 경우 주입구 주변 형상 변형으로 에노드 씰링부와 캐소드 실링부의 두께 변화가 발생하였다. 이를 해결하기 위하여 가스켓 지지홀의 지름을 1.0 ~ 1.5mm, 주입구의 지름을 0.5 ~ 1.0mm로 가공하여 실시한 결과 가스켓 일체형 분리판을 제조하였다.
비교실시예3
가스켓 지지홀의 형성이 불가한 경우 주입구를 하판에 두고 분리판에 직접 사출을 하여 가스켓이 분리판을 감싸는 형태로 금형을 제작한 후 상기와 같이 동일하게 실시한 결과 가스켓 일체형 분리판을 제조하였다.
비교실시예4
카본제 분리판 및 금속제 분리판의 두께를 추가 절반정도 수준으로 낮추어 상기와 동일하게 실시한 결과 재료의 사출압에 의한 분리판의 변형으로 에노드 씰링면 및 캐소드 씰링면의 두께 변화가 발생하였으며 이를 해결하기 위하여 고무 금형에 형성되어 있는 오버플로우(Overflow)를 런너로 이용하는 간접 사출 방법을 실시한 결과 가스켓 일체형 분리판을 제조하였다.
실험 예
상기와 같이 제작된 가스켓 일체형 분리판의 기능 분석을 위하여 밀폐성 시험 및 스택 3,000hrs 운전 종료품에 대한 분석을 실시하였다.
1) 밀폐성 시험
스택의 구성품 중 막전극접합체를 제외한 나머지 부품으로 스택 체결력과 동일한 힘으로 30단 스택을 체결하였으며 본 시험에 적용된 가스(GAS)는 질소 또는 AIR를 사용하여 실시하였다.
밀폐성 검증 방법으로 AIR 입구부를 제외한 모든 출구부를 차단한 후 0.5kgf/㎠의 공기압을 30분 유지 후 압력 게이지를 통한 감압 현상을 확인하는 방법과 스택에 버블(BUBBLE)을 도포하여 버블(BUBBLE)의 발생 유무를 확인하는 방법과 일정량의 물을 담은 수조에 스택을 침적시켜서 실시한 결과 세 방법 모두 초기 제품의 밀폐성에는 문제가 없는 것으로 나타났다.
2) 3,000시간 운전 종료품의 분석
다음으로 3,000시간 스택 운전 종료품에 대한 분석으로 가스켓의 특성 분석을 실시하였다.
일반적인 고무의 수명 정도 파악의 기준으로 압축영구줄음율과 경도 변화를 두고 있으며 본 실험 분석 또한 상기 두가지 항목을 중심으로 진행하였다.
압축영구줄음율은 압축된 가스켓의 복원 정도비를 나타낸 것으로 가스켓 두께 측정은 비쥬얼메터 측정기(VMS)를 사용하였으며 경도 측정은 IRHD를 사용하였다.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 각 셀간의 가스켓의 변화 정도는 다양하게 나타난다. 이는 체결시 각 단품의 치수 정도, 볼트의 체결 순서 및 스택 조립시 분리판의 정렬 정도 등 단품 및 조립시 발생할 수 있는 오차에 의하여 나타날 수 있으나 결론적으로 압축영구줄음율 측정 결과 평균 22%로 나타나며 고무 수명의 한계인 60% 기준으로 밀폐성에 문제가 없음을 알 수 있고 경도 측정 결과 초기 경도 대비 약 1포인트 상승으로 고무 수명의 기준치인 15포인트 대비 변화량이 거의 없으므로 3,000시간 종료후에도 가스켓은 밀폐성을 유지하고 있는 것을 알 수 있다.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 단위전지의 전체도, 도 2는 본 발명의 가스켓 일체형 분리판 평면도, 도 3은 도 2에서 AA선을 기준으로 한 단면도 및 시제품 사진, 도 4는 본 발명의 가스켓 지지홀의 단면도 및 이음부 지지홀 위치도, 도 5는 상기 가스켓 지지홀 부에 재료의 주입구를 둔 금형 단면도, 도 6은 분리판 테두리를 둘러싸고 있는 타입의 금형 단면도, 도 7 및 도 8은 스택 운전 3,000시간 종료품에 대한 각 셀의 가스켓 압축영구줄음율 및 경도 측정 결과이며, 단위전지(100), 분리판(110), 에노드 분리판(111), 캐소드 분리판(112), 가스켓 지지홀(113), 매니폴드 홀(114 ~ 119), 가스켓(120), 막전극접합체(130), 몰드(140), 하측 형판(141), 제1중판(142), 제2중판(143), 상측형판(144), 주입구(145), 런너(146)를 나타낸 것임을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 가스켓 일체형 분리판의 형상과 단위 전지의 형상을 나타낸 전체도로서, 연료전지의 단위전지(100)는 가스켓 일체형 에노드 분리판(111)과 캐소드 분리판(112) 사이의 막전극접합체(130)로 구성되며, 상기 단위전지(100)가 다수 적층되어 연료전지 스택으로 구성된다.
각 단위전지(100)는 다수의 매니폴드 홀(114 ~ 119)을 가지고 있으며, 이를 통해 반응 가스 및 냉각 매체가 각 단위전지에 전달되게 되며 가스켓은 에노드 분리판 및 캐소드 분리판 또는 에노드 / 캐소드 접합 분리판에 일체화되어 반응 가스 및 냉각 매체의 외부 누설 및 외부 이물질 등의 침입을 방지한다.
도 2는 본 발명의 가스켓 일체형 분리판의 평면도이다.
가스켓 일체형 분리판은 반응 가스 및 냉각 매체의 외부 누설 방지 및 각 매니폴드 홀(114 ~ 119) 간의 Cross Leak 방지 역할을 할 수 있도록 구성된다.
도 3은 도 2에서 AA선을 기준으로 한 단면도 및 시제품 사진이다.
본 발명의 가스켓 일체형 분리판은 압축율, 면압력 및 반발력 등을 고려한 다양한 단면 형상을 몰드 가공으로 나타낼 수 있다.
도 4는 가스켓 일체형 분리판의 점착성을 보조하고 에노드 분리판(111)과 캐소드 분리판(112) 또는 일체형 분리판(110) 양면에 동시 성형이 가능하도록 한 가스켓 지지홀의 단면도이다.
이는 재료의 흐름 특성을 고려 적절한 위치에 배치되어, 특히 이음부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 상기 가스켓 지지홀 부에 재료의 주입구를 둔 금형 단면도이다.
본 발명에 있어서 몰드 성형시 발생하는 사출압에 의하여 분리판의 손상을 방지하고 분리판 양면의 동시 성형이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 분리판 테두리를 둘러싸고 있는 타입의 금형 단면도이다.
도 7 및 도 8은 스택 운전 3,000시간 종료품에 대한 각 셀의 가스켓 압축영구줄음율 및 경도 측정 결과이다.
본 발명에 있어서 스택의 소형화, 경량화에 따라 몰드 성형시 발생하는 사출압보다 분리판의 강성이 약할 경우 적용하며 주입구가 분리판 외부에 위치하여 하측 형판에 형성된 런너를 따라 직접 분리판으로 주입되는 타입과 간접적으로 분리판에 주입되는 타입으로 사출압의 감소를 특징으로 한다.
단위전지(100), 분리판(110), 에노드 분리판(111), 캐소드 분리판(112), 가스켓 지지홀(113), 매니폴드 홀(114 ~ 119), 가스켓(120), 막전극접합체(130), 몰드(140), 하측 형판(141), 제1중판(142), 제2중판(143), 상측형판(144), 주입구(145), 런너(146).

Claims (9)

  1. 연료전지용 가스켓 일체형 분리판에 있어서,
    가스켓(120)의 몰드 성형시 재료의 흐름성과 표면 조도를 우수하게 하여 접착제가 필요없는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판으로서
    상기 가스켓(120)은 일정한 두께와 단면 형상을 가지는 가스켓(120)으로 반응면 주변과 매니폴드 주변에 분리판(110)의 씰링부에 일체화되어 형성되어 있음을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 분리판(110)은 카본제의 분리판 및 금속제의 분리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 분리판(110)의 씰링면상에 가스켓 지지홀(113)을 형성하여 가스켓(120)의 점착성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 씰링부는 O-RING 형상과 같이 선접촉 구조임을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 씰링부가 최소 필요 폭을 가지는 면접촉 구조임을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 분리판(110)의 테두리를 감싸는 형상이나 분리판 측면 일부 필요 구간만 가스켓이 형성되지 않는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 가스켓(120)의 쇼아 경도는 50 ~ 80의 범위임을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판.
  8. 연료전지용 가스켓 일체형 분리판의 제조방법에 있어서,
    몰드(140)의 하측 형판(141)과 제 1 중판(142) 사이 분리판(110)을 안치시킨 후 제 1, 2 중판(142, 143)을 체결하고 제 2 중판(143)에 합성 고무 조성물을 사출하며, 제 1, 2 중판(142, 143)부에는 사출시 발생하는 강한 사출압을 분산 시킬 수 있는 런너(146)를 형성하고 사출시 분리판 파손 및 변형을 방지하기 위하여 가스켓 지지홀(113)을 주입구(145)로 하는 몰드(140)구조이며 프레스 장치로 90 ~ 150℃ 온도에서, 50 ~ 300초 이내 유지, 형체 압력으로 50 ~ 100kgf/㎠로 조건으로 제조함을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 하측 형판(141)과 제 1 중판(142)내 분리판이 위치하고, 제 1 중판(142)과 상측 형판(144)부에 런너(146)를 형성하며 분리판 외부에 주입구(145)를 두어 분리판에 사출하여 사출시 분리판의 파손 및 변형을 방지하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가스켓 일체형 분리판의 제조 방법.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU214734U1 (ru) * 2022-05-18 2022-11-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) Токовый коллектор батареи твердооксидных топливных элементов
CN116895781A (zh) * 2023-09-04 2023-10-17 上海治臻新能源股份有限公司 一种燃料电池单电池及燃料电池电堆

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