KR20120072511A - Separator of fuel cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A separator of fuel cell is provided to prevent flooding by having a structure optimized to exhaust water, to prevent strength degradation due to forming flow channels, thereby imparting stable performance and durability of a stack. CONSTITUTION: A separator(100) of fuel cell supporting a membrane electrode assembly comprises: main flow channels(110), formed from an water inlet part to a water outlet part on the surface of the separator, composing barriers(120); and sub flow channels(130) for preventing flooding by easily exhausting water formed by redox reaction on one side of the barriers. The sub flow channels are parallelly formed along the side of the barrier. The cross section of the sub flow channel has the shape of a polygon or a curved surface. The width of the sub flow channel is 1/4 or wider, and 1/2 or narrower than the depth of the main flow channel.

Description

연료전지의 분리판{separator of fuel cell}Separator of fuel cell

본 발명은 연료전지의 분리판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물의 배출이 용이한 보조유로를 구비하는 연료전지의 분리판에 관한 것이다.The present invention relates to a separator plate of a fuel cell, and more particularly, to a separator plate of a fuel cell having an auxiliary flow path for easily draining water.

일반적으로 연료전지는 연료가 가지는 화학 에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 전지 내에서 전기 화학적으로 직접 전기 에너지로 바꾸는 장치로서 자동차의 전원, 레이저 전기기구의 전원 등으로 관심있게 연구되는 무공해 발전장치이다.In general, a fuel cell is a device that converts chemical energy of a fuel into electrochemical energy directly in a cell without being converted into heat by combustion, and is a pollution-free power generation apparatus that is being studied with power of an automobile or a power of a laser electric appliance.

이러한 연료전지의 애노드로 연료기체인 수소가 공급되고 캐소드로 산화제인 산소가 공급되는 바, 상기 수소와 산소로부터 전자를 분리시켜 이온화를 촉진시키기 위하여 수소와 산소에 수분을 공급하기 위한 가습장치가 연료전지의 애노드와 캐소드에 각각 장착된다.The hydrogen of the fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell and the oxygen of the oxidant is supplied to the cathode. A humidifier for supplying moisture to hydrogen and oxygen to separate electrons from the hydrogen and oxygen to promote ionization is fuel. It is mounted on the anode and cathode of the battery, respectively.

상기 연료전지는 작동온도, 전해질의 종류에 따라 고체산화물 연료전지(Solid Oxiede Fuel Cell)와, 용융탄산염 연료전지(Molton Carbonate Fuel Cell)와, 고분자전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)와, 직접메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)로 구분된다.The fuel cell may be directly connected to a solid oxide fuel cell, a molten carbonate fuel cell, a polymer electrolyte fuel cell according to an operating temperature, and a type of electrolyte. It is divided into direct methanol fuel cell.

연료전지에서 전기화학 반응은 두 개의 반응, 즉 산화전극(anode)에서의 산화반응과 환원전극(cathode)에서의 환원반응으로 구성된다. 두 전극은 산화 및 환원을 촉진시키기 위하여 백금 혹은 백금과 루테늄 금속을 사용한 촉매층을 형성한다. 백금촉매의 사용량을 줄이고 이용율을 높이기 위하여 미세한 카본입자를 촉매 지지체로 사용한다. 반응의 결과 최종 부산물은 전기, 열 및 물이다. 환원전극(cathode)에서 생성되는 물은 물 및 수증기의 형태인데 일반적으로 환원전극(cathode) 쪽으로 환원가스(산소 혹은 공기)를 강하게 흘려서 제거한다.In a fuel cell, an electrochemical reaction consists of two reactions: an oxidation reaction at an anode and a reduction reaction at a cathode. The two electrodes form a catalyst layer using platinum or platinum and ruthenium metal to promote oxidation and reduction. In order to reduce the amount of platinum catalyst used and increase the utilization rate, fine carbon particles are used as the catalyst support. The final byproducts of the reaction are electricity, heat and water. Water generated in the cathode is in the form of water and steam, and is generally removed by strongly flowing a reducing gas (oxygen or air) toward the cathode.

스택의 기본을 이루는 단위전지는 고분자전해질 막에 의하여 분리된 산화전극(anode)과 환원전극(cathode)의 두 전극으로 구성되었고, 이러한 고분자전해질 막 외면의 산화전극 및 환원전극은 열간압착(hot press)에 의하여 막전극접합체(MEA)를 구성하게 되고, 상기 막전극접합체는 연료인 수소(직접메탄올 연료전지인 경우는 메탄올)와 환원가스인 산소 혹은 공기를 공급하여 주고 산화환원반응에 의하여 생성되는 물을 배출시켜 줄 수 있는 유로가 형성된 분리판에 의하여 지지되고 있다. 상기 분리판의 유로를 통하여 공급 또는 배출되는 기체 또는 액체가 유출되지 아니하도록 가스켓을 구비한다. 이러한 막전극접찹체(MEA), 분리판 및 가스켓으로 구성된 단위전지는 요구되는 출력을 얻기 위해서 직렬로 적층되며 이들을 고정하는 수단으로 양끝에 엔드 플레이트로 고정하여 스택이 구성된다.The unit cell that forms the basis of the stack consists of two electrodes, an anode and a cathode, separated by a polymer electrolyte membrane. The anode and the cathode on the outer surface of the polymer electrolyte membrane are hot pressed. Membrane electrode assembly (MEA), and the membrane electrode assembly supplies hydrogen as fuel (methanol in case of direct methanol fuel cell) and oxygen or air as reducing gas and is produced by redox reaction. It is supported by a separator plate formed with a flow path for discharging water. A gasket is provided to prevent gas or liquid from being supplied or discharged through the flow path of the separation plate. The unit cells composed of the membrane electrode contact body (MEA), the separator and the gasket are stacked in series to obtain the required output, and the stack is formed by fixing the end plates at both ends by means of fixing them.

분리판은 전지 내에 연료(수소, 메탄올)와 환원가스(산소, 공기)가 서로 섞이지 않도록 하고 두 전극을 전기적으로 연결하는 역할과 함께 적층된 단위 전지들의 기계적인 지지체 기능을 수행하며, 표면에 형성된 유로를 통해 연료가스(수소, 메탄올) 및 환원가스(산소, 공기)가 전극에 균일하게 흘러가도록 하고 적절한 수분 관리를 통해 막이 건조되지 않도록 하는 기능을 수행한다. 고분자전해질 연료전지 운전시, 충분히 가습된 연료 및 환원가스(산소, 공기)를 공급하는 것이 중요하다.The separator serves to prevent the fuel (hydrogen, methanol) and reducing gas (oxygen, air) from mixing in the cells and to electrically connect the two electrodes, and serves as a mechanical support for the stacked unit cells. Through the flow path, the fuel gas (hydrogen, methanol) and reducing gas (oxygen, air) flows uniformly to the electrode, and the proper moisture management prevents the membrane from drying. When operating a polymer electrolyte fuel cell, it is important to supply sufficiently humidified fuel and reducing gas (oxygen, air).

임계전류밀도를 넘어선 고전류 운전조건의 경우, 환원전극(cathode)에는 전기화학반응에 의해 생성되는 물과 전기삼투현상에 의해 산화전극(anode)에서 이동한 물이 과량으로 존재하게 되며 이 과량의 물은 분리판 채널 속을 흐르는 환원가스(산소 혹은 공기)로 일부 증발하여 환원가스를 포화시키며, 증발하지 못한 물은 액체상태로 기체확산층(GDL : gas diffusion layer)이나 분리판 채널에 존재하게 된다.In the case of high current operating conditions exceeding the critical current density, the cathode has an excessive amount of water generated by the electrochemical reaction and water moved from the anode by the electroosmotic phenomenon. The silver is partially evaporated with the reducing gas (oxygen or air) flowing through the separator channel to saturate the reducing gas, and the water that does not evaporate is present in the gas diffusion layer (GDL) or the separator channel in the liquid state.

기체확산층이나 분리판 채널에 존재하는 과량의 물은 적절한 공학적 기구에 의해 외부로 배출되지 못하면 플러딩(flooding) 현상을 유발시켜 연료전지 성능이나 신뢰성 측면에서 치명적인 문제가 된다.Excess water present in the gas diffusion layer or separator plate can cause flooding if not discharged to the outside by appropriate engineering equipment, which is a fatal problem in terms of fuel cell performance and reliability.

상기 문제점과 관련된 종래의 기술로서, 미국특허 제4,988,583호에서는 단일 채널 혹은 2~3개의 최소한의 채널로써 사형 유로(serpentine)를 가공하고 채널 내의 차압을 높여 강제적으로 물을 배출시키는 방식을 사용하고 있으며, 미국특허 제5,441,819호에서는 공기의 수증기압을 포화수증기압보다 낮추어서 환원전극의 액화된 수분을 수소 또는 공기로 기화시키는 방식을 이용하고 있다.As a related art related to the above problem, US Patent No. 4,988,583 uses a method of processing a serpentine as a single channel or at least two or three channels and forcibly discharging water by increasing a differential pressure in the channel. , US Pat. No. 5,441,819 uses a method of vaporizing the liquefied water of the cathode by hydrogen or air by lowering the water vapor pressure of the air than the saturated water vapor pressure.

그러나 이러한 방식은 채널 길이가 불필요하게 길어지고 또한 채널 길이가 증가함에 따라 가공비 상승과 공기의 압력 손실을 유발하게 되어 결과적으로 과도한 유량의 공기를 공급하여 반응기체의 소요량 증가를 유발하게 된다. 또한 다양한 운전조건에서 물의 압력강하 조절에 실패할 경우 채널 내에 생긴 물이 정체될 가능성이 크다. 따라서 이러한 과도한 공기유량 공급과 과량의 물을 처리하기 위한 소요동력 및 설비가 복잡해져 연료전지의 대형화를 가져오게 된다는 단점이 있었다.However, this method unnecessarily lengthens the channel length and also increases the processing cost and increases the pressure loss of the air as the channel length increases, resulting in supply of excessive flow of air, thereby increasing the requirement of the reactor. In addition, if the pressure drop of the water fails in various operating conditions, the water generated in the channel is likely to stagnate. Therefore, there is a drawback that the fuel cell is large in size due to the complicated power and facilities for treating excessive air flow and excess water.

이러한 단점을 해소하기 위한 기술로서, 한국등록특허 제0766154호에 개시된 연료전지의 분리판(10)에서는 도1에 도시한 바와 같이 주유로(20)의 바닥면(22)에 보조 유로(30)가 평행하게 형성된 구조가 개시되어 있다. As a technique for solving the above disadvantages, in the separation plate 10 of the fuel cell disclosed in Korean Patent No. 0766154, the auxiliary flow path 30 is formed on the bottom surface 22 of the oil passage 20 as shown in FIG. Discloses a structure formed in parallel.

그런데, 일반적으로 스택의 경우 분리판의 채널 입구에서 출구방향으로 중력 방향을 기준으로 유체 및 산화환원 반응시 발생하는 유체가 잘 배출되도록 스택을 수직으로 세워 운전을 하게 되므로, 한국등록특허 제0766154호와 같이 주유로의 바닥면에 보조 유로를 형성한 구조에서는 응축수가 용이하게 배출하지 못하게 된다. 따라서, 스택 내 환경 조건 변화 및 산화환원 반응에 의해 생성된 물이 분리판의 채널 내에 정체되어 연료가스 및 공기의 흐름을 방해하여 플러딩(flooding)을 유발하는 문제점이 계속되었다.However, in general, in the case of the stack, the stack is vertically operated so that the fluid generated during the fluid and the redox reaction is well discharged based on the gravity direction from the channel inlet to the outlet of the separator. In the structure in which the auxiliary flow path is formed on the bottom surface of the oil passage, condensate is not easily discharged. Accordingly, there has been a problem that water generated by the change of environmental conditions in the stack and the redox reaction is stagnated in the channels of the separator to disturb the flow of fuel gas and air, causing flooding.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서 본 발명의 목적은 물의 배출이 용이한 최적의 구조로써 플러딩을 방지하고 유로 형성으로 인한 강도저하를 방지하여 스택의 안정적인 성능과 내구성을 확보하는 연료전지의 분리판을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent flooding as an optimal structure that facilitates the discharge of water and to prevent the decrease in strength due to the formation of flow paths, thereby ensuring a stable performance and durability of the stack. To provide a separator plate.

본 발명에 의한 연료전지의 분리판은, 막전극접합체를 지지하는 연료전지의 분리판에 있어서, 상기 분리판의 표면에는 물 입구 부분에서 물 출구 부분을 따라 주유로가 형성되어 격벽을 이루고, 상기 격벽의 일측면에는 산화환원반응에 의해 생긴 물을 용이하게 배출하여 플러딩을 방지하도록 보조유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The separator of a fuel cell according to the present invention is a separator of a fuel cell for supporting a membrane electrode assembly, in which a gas passage is formed along a water outlet at a water inlet at the surface of the separator to form a partition wall. One side of the partition wall is characterized in that the auxiliary flow path is formed to easily discharge the water generated by the redox reaction to prevent flooding.

상기 보조유로는 상기 격벽의 측면을 따라 평행하게 형성되며, 그 단면 형태는 삼각형, 사각형, 사다리꼴형 등의 다각형과, 정원형, 타원형. U형 등의 곡면형으로 형성된다.The auxiliary flow path is formed in parallel along the side of the partition wall, the cross-sectional shape is a polygon, such as triangle, square, trapezoidal, garden, elliptical. It is formed in a curved shape such as a U shape.

상기 보조유로의 폭은 상기 주유로의 깊이의 1/4 이상 1/2 이하로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the width of the auxiliary passage is formed to be 1/4 or more and 1/2 or less of the depth of the main passage.

상기 보조유로의 유로 단면적은 물의 이동방향을 따라 서서히 증가하게 되어 있다.The cross-sectional area of the flow path of the auxiliary flow passage is gradually increased along the moving direction of the water.

상기 격벽의 타측면에는 상기 보조유로의 형성으로 인한 강성저하를 방지하도록 격벽의 길이방향을 따라 보강부가 형성되어 있다.The other side of the partition wall is formed with a reinforcement along the longitudinal direction of the partition wall to prevent the degradation of rigidity due to the formation of the auxiliary flow path.

상기 보강부는 상기 격벽과 일체로 형성되거나, 별도의 보강대가 상기 격벽의 타측면에 부착되어 있다.The reinforcement part is formed integrally with the partition wall, or a separate reinforcement bar is attached to the other side of the partition wall.

상기 보강부는 상기 주유로의 표면으로 갈수록 주유로의 폭이 넓어지도록 삼각단면 형태로 이루어지는 경사면을 구비한다.The reinforcement part has an inclined surface formed in a triangular cross section so that the width of the oil passage becomes wider toward the surface of the oil passage.

본 발명에 의한 연료전지의 분리판에 의하면, 주유로 사이의 격벽측면에 형성된 보조유로를 통해 물이 용이하게 배출되므로 플러딩을 방지하게 되는데, 스택을 수직으로 세워 운전하는 경우에 중력방향으로 유체가 용이하게 유도된다.According to the separator of the fuel cell according to the present invention, since water is easily discharged through an auxiliary flow path formed on the side walls of the gas passages, the flooding is prevented. When the stack is operated vertically, the fluid flows in the gravity direction. It is easily derived.

그리고, 주유로와 가스확산층 사이에서 생기는 응축수는 보강부에 형성된 경사면을 따라 용이하게 흘러 내린 후 보조유로를 통해 원활하게 배출된다.The condensed water generated between the main flow passage and the gas diffusion layer flows easily along the inclined surface formed in the reinforcement portion and then is smoothly discharged through the auxiliary flow passage.

또한 격벽에 형성된 보강부는 보조유로의 형성으로 인한 격벽의 강성저하를 방지하되, 보강부는 삼각단면형태로 이루어져 경사면을 이루어 주유로의 표면으로 갈수록 주유로가 넓어지므로 반응활성면적의 저하를 방지한다. In addition, the reinforcement portion formed on the partition wall prevents the rigidity decrease of the partition wall due to the formation of the auxiliary flow path, but the reinforcement portion is formed in a triangular cross section to form a slope to prevent the lowering of the reaction active area because the flow path becomes wider toward the surface of the fuel passage.

도1은 종래 연료전지의 분리판을 나타내는 구성도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지의 분리판을 나타내는 구성도,
도3은 도2의 주유로와 보조유로 및 격벽을 설명하기 위한 단면도,
도4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 연료전지의 분리판을 나타내는 구성도,
도5는 본 발명에 의한 연료전지의 분리판의 주유로에 가스확산층이 접촉하는 상태를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing a separator of a conventional fuel cell;
2 is a block diagram showing a separator of a fuel cell according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view illustrating the main flow passage, the auxiliary flow passage and the partition wall of FIG. 2;
4 is a configuration diagram showing a separator of a fuel cell according to another embodiment of the present invention;
5 is a view showing a state in which the gas diffusion layer is in contact with the gas passage of the separator plate of the fuel cell according to the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지의 분리판이 세워진 상태를 나타내는 개략도 및 일부상세 사시도이다. 도시한 바와 같이 막전극접합체를 지지하는 분리판(100)은 전기적 접촉저항성이 작고 내부식성이 강한 흑연 및 복합탄소계 소재가 사용되거나 금속재가 사용되는데, 분리판의 표면에는 스택 외부와의 가스교환을 위해 연료가스공급 매니폴드, 연료가스배출 매니폴드, 공기공급 매니폴드 및 공기배출 매니폴드가 각각 형성되는 한편, 물 입구 부분에서 물 출구 부분을 따라 주유로(110)가 형성되어 격벽(120)을 이루고 있다.2 is a schematic view showing a state in which a separator plate of a fuel cell according to an embodiment of the present invention is standing and a partial detailed perspective view. As shown in the drawing, the separator 100 supporting the membrane electrode assembly is made of graphite and a composite carbon-based material having low electrical contact resistance and strong corrosion resistance or a metal material. The fuel gas supply manifold, the fuel gas discharge manifold, the air supply manifold, and the air discharge manifold are respectively formed for the fuel gas supply manifold, and the gas passage 110 is formed along the water outlet at the water inlet and the partition wall 120 is formed. Is fulfilling.

상기 격벽(120)의 일측면(상측면)에는 산화환원반응에 의해 생긴 유체를 용이하게 배출하여 플러딩을 방지하도록 보조유로(130)가 형성되고, 상기 격벽(120)의 타측면(저측면)에는 상기 보조유로(130)의 형성으로 인한 강성저하를 방지하도록 격벽(120)의 길이방향을 따라 보강부(140)가 형성되어 있다..An auxiliary passage 130 is formed on one side (upper side) of the barrier 120 to prevent the fluid generated by the redox reaction to prevent flooding, and the other side (lower side) of the barrier 120. The reinforcement part 140 is formed along the longitudinal direction of the partition wall 120 so as to prevent the degradation of rigidity due to the formation of the auxiliary flow path 130.

상기 주유로(110)는 대체로 사각단면을 이루며 스택이 세워진 상태로 볼 때 수평방향으로 다수의 줄로 형성되어 각 줄 사이는 상기 격벽(120)을 이루게 된다.The gas passage 110 is formed of a plurality of lines in a horizontal direction when the stack is formed in a substantially rectangular cross-section, and forms a partition wall 120 between each line.

상기 보조유로(130)는 상기 격벽(120)의 상측면을 따라 평행하게 형성되며, 그 단면 형태는 삼각형으로 되어 있다. 상기 보조유로의 단면 형태는 사각형, 사다리꼴형 등의 다각형과, 정원형, 타원형, U형 등의 곡면형으로 형성될 수도 있다.The auxiliary flow path 130 is formed along the upper side of the partition wall 120 in parallel, the cross-sectional shape is triangular. The cross-sectional shape of the auxiliary channel may be formed in a polygonal shape, such as a square, trapezoidal shape, and a curved shape such as a garden shape, an ellipse, or a U shape.

도3에 도시한 바와 같이, 상기 보조유로(130)는 상기 주유로(110)의 깊이(Dp1)의 중간에 형성되며, 보조유로(130)의 폭(W2)은 상기 주유로(110)의 깊이(Dp1)의 1/4 이상 1/2 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 보조유로(130)의 깊이(Dp2)는 폭(W2)의 1~1.5배 정도로 하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the auxiliary flow path 130 is formed in the middle of the depth Dp1 of the fuel flow path 110, and the width W2 of the auxiliary flow path 130 is formed in the fuel flow path 110. It is preferable to form at 1/4 or more and 1/2 or less of the depth Dp1. The depth Dp2 of the auxiliary passage 130 is preferably about 1 to 1.5 times the width W2.

상기 보조유로(130)의 폭(W2)이 주유로(110)의 깊이(Dp1)의 1/4보다 적으면 보조유로를 형성하는 효과가 거의 없고, 보조유로(130)의 폭(W2)이 주유로(110)의 깊이(Dp1)의 1/2보다 크면 격벽의 내구성에 악영향을 끼치게 된다. If the width W2 of the auxiliary channel 130 is less than 1/4 of the depth Dp1 of the main channel 110, there is almost no effect of forming the auxiliary channel, and the width W2 of the auxiliary channel 130 is If it is larger than 1/2 of the depth Dp1 of the gas passage 110, the durability of the partition wall is adversely affected.

상기 보조유로(130)의 유로 단면적은 물의 이동방향을 따라 서서히 증가하게 되어 있다. 따라서 주유로의 물 입구측에서 물 출구측으로 갈수록 보조유로의 폭(W2)이나 깊이(Dp2), 또는 폭(W2)과 깊이(Dp2)는 증가하게 되어 있다.The cross-sectional area of the flow path of the auxiliary flow passage 130 is gradually increased along the moving direction of the water. Therefore, the width W2, the depth Dp2, or the width W2 and the depth Dp2 of the auxiliary flow passage increase from the water inlet side to the water outlet side of the main flow passage.

상기 주유로(110)과 보조유로(130)는 건식 식각 공정에 의해 형성된다.The main flow path 110 and the auxiliary flow path 130 are formed by a dry etching process.

상기 보강부(140)는 상기 격벽(120)과 일체로 형성되거나, 별도의 보강대가 부착수단 또는 체결수단에 의해 상기 격벽(120)의 타측면(저측면)에 부착되어 형성된다.The reinforcement part 140 is integrally formed with the partition wall 120, or a separate reinforcement bar is attached to the other side (lower side) of the partition wall 120 by an attachment means or a fastening means.

상기 보강부(140)는 상기 주유로(110)의 표면으로 갈수록 주유로(110)의 폭(W1 : 도3에 표시)이 넓어지도록 삼각단면 형태로 이루어지는 경사면(141)을 구비한다.The reinforcement part 140 includes an inclined surface 141 having a triangular cross section so that the width (W1: shown in FIG. 3) of the oil passage 110 becomes wider toward the surface of the oil passage 110.

한편, 도4는 보강부(240)가 격벽(120)의 저측면에 간헐적으로 격벽에 부착되어 있는 분리판(200)을 나타낸다. 도4의 나머지 구성은 도2의 구성과 동일하므로 동일한 부호를 붙이고 자세한 설명은 생략한다.On the other hand, Figure 4 shows a separation plate 200 in which the reinforcing portion 240 is attached to the partition wall intermittently on the bottom side of the partition wall 120. The rest of the configuration of Fig. 4 is the same as that of Fig. 2, and therefore the same reference numerals are used, and detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 연료전지의 분리판에 의하면, 주유로(110) 사이의 격벽(120)에 보조유로((130)가 형성되어 있으므로 스택 내에서 산화-환원 반응 시 발생하는 물의 배출을 용이하게 함으로써 플러딩(flooding)을 방지할 수 있는데, 보조 유로(130)의 형성으로 인한 강도저하를 보강부(140)가 보완하므로 분리판의 내구성을 높인다. According to the separation plate of the fuel cell according to the present invention configured as described above, since the secondary flow path (130) is formed in the partition wall 120 between the main flow paths (110), the discharge of water generated during the oxidation-reduction reaction in the stack By facilitating flooding can be prevented, the reinforcing portion 140 compensates for the decrease in strength due to the formation of the auxiliary flow path 130, thereby increasing durability of the separator.

그리고, 도5에 도시한 바와 같이, 주유로(110)와 가스확산층(GDL) 사이에서 생기는 응축수는 보강부에 형성된 경사면(141)을 따라 용이하게 흘러 내린 후 보조유로(130)를 통해 원활하게 배출된다.As shown in FIG. 5, condensate generated between the gas passage 110 and the gas diffusion layer GDL flows easily along the inclined surface 141 formed in the reinforcement portion, and then smoothly flows through the auxiliary passage 130. Discharged.

이때, 상기 보강부(140)는 삼각단면형태로 이루어져 경사면(141)을 이루어 주유로(110)의 표면으로 갈수록 주유로(110)가 넓어지므로 가스확산층과의 반응활성면적의 저하를 방지한다. 도5는 분리판(110)의 주유로(110)를 덮는 가스확산층(GDL)를 도시하고 있다.
At this time, the reinforcing part 140 is formed in a triangular cross-sectional shape to form an inclined surface 141 to prevent the lowering of the active area of the reaction with the gas diffusion layer because the oil passage 110 is widened toward the surface of the oil passage 110. FIG. 5 shows a gas diffusion layer GDL covering the oil passage 110 of the separator plate 110.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능함은 물론이고, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. The scope of the technical protection shall be determined by the technical idea of the appended claims.

100, 200 : 분리판 110 : 주유로
120 : 격벽 130 : 보조유로
140 : 보강부100, 200: separation plate 110: gas passage
120: bulkhead 130: auxiliary flow path
140: reinforcement

Claims (9)

막전극접합체를 지지하는 연료전지의 분리판에 있어서,
상기 분리판의 표면에는 물 입구 부분에서 물 출구 부분을 따라 주유로가 형성되어 격벽을 이루고,
상기 격벽의 일측면에는 산화환원반응에 의해 생긴 물을 용이하게 배출하여 플러딩을 방지하도록 보조유로가 형성되는 것을 특징을 하는 연료전지의 분리판.In the separator plate of the fuel cell for supporting the membrane electrode assembly,
On the surface of the separator plate, a gas passage is formed along the water outlet portion from the water inlet portion to form a partition wall.
Separation plate of the fuel cell, characterized in that the secondary channel is formed on one side of the partition to easily discharge the water generated by the redox reaction to prevent flooding. 청구항 1에 있어서,
상기 보조유로는 상기 격벽의 측면을 따라 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method according to claim 1,
The auxiliary flow path is a separation plate of the fuel cell, characterized in that formed in parallel along the side of the partition. 청구항 1에 있어서,
상기 보조유로의 단면 형태는 다각형 또는 곡면형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method according to claim 1,
The cross-sectional shape of the auxiliary flow path is a separator of a fuel cell, characterized in that formed in a polygonal or curved shape. 청구항 1에 있어서,
상기 보조유로의 폭은 상기 주유로의 깊이의 1/4 이상 1/2 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method according to claim 1,
The width of the auxiliary flow path is a separator of the fuel cell, characterized in that formed in more than 1/4 of the depth of the main passage. 청구항 1에 있어서,
상기 보조유로의 유로 단면적은 물의 이동방향을 따라 서서히 증가하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method according to claim 1,
Separation plate of the fuel cell, characterized in that the passage cross-sectional area of the auxiliary flow passage is gradually increased along the direction of movement of water. 청구항 1에 있어서,
상기 격벽의 타측면에는 상기 보조유로의 형성으로 인한 강성저하를 방지하도록 격벽의 길이방향을 따라 보강부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method according to claim 1,
Separation plate of the fuel cell, characterized in that the reinforcing portion is formed along the longitudinal direction of the partition wall on the other side of the partition to prevent the degradation of rigidity due to the formation of the auxiliary flow path. 청구항 6에 있어서,
상기 보강부는 상기 격벽과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method of claim 6,
The reinforcing part of the fuel cell, characterized in that formed integrally with the partition wall. 청구항 6에 있어서,
상기 보강부는 별도의 보강대가 상기 격벽의 타측면에 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method of claim 6,
The reinforcement portion of the separator of the fuel cell, characterized in that a separate reinforcing rod is attached to the other side of the partition wall. 청구항 6에 있어서,
상기 보강부는 상기 주유로의 표면으로 갈수록 주유로의 폭이 넓어지도록 삼각단면 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지의 분리판.The method of claim 6,
The reinforcing portion of the fuel cell, characterized in that the triangular cross-section so that the width of the fuel passage is wider toward the surface of the fuel passage.
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