KR20130028580A - 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체 및 그 제조방법 - Google Patents

연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20130028580A
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Abstract

연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체는 매니폴드를 전체적으로 둘러싸도록 채널 플레이트 상에 마련되는 브릿지 피스와, 이 브릿지 피스를 덮도록 채널 플레이트 상에 마련되는 가스켓을 포함한다. 여기서, 상기 채널 플레이트 조립체는 일체형으로 제작될 수 있다.

Description

연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체 및 그 제조방법{Channel plate assembly of stack for fuel cell and method of manufactured integrated channel plate assembly}
연료전지에 관한 것으로, 상세하게는 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지는 연료가 가진 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 바꾸는 장치로서, 연료가 공급되는 한 계속해서 전기를 생산할 수 있는 일종의 발전장치이다. 이러한 연료전지에서 캐소드에 산소를 포함하는 공기가 공급되고 애노드에 메탄올이나 수소 등과 같은 연료가 공급되면 캐소드와 애노드 사이에 있는 전해질막을 통해 전기화학반응이 진행되면서 전기가 발생하게 된다. 여기서, 전기화학반응에 필요한 공기 및 연료는 채널 플레이트에 형성된 매니폴드들 및 채널들을 통하여 캐소드, 애노드 및 전해질막으로 구성된 막전극 어셈블리(MEA; membrane electrode assembly)로 공급된다. 한편, 연료전지의 단위 셀에서 발생되는 전기는 유용하게 사용될 만큼 그 전압이 높지 않기 때문에 일반적으로 여러 개의 단위 셀들을 직렬로 연결한 스택(stack)의 형태로 사용하게 된다.
한편, 연료전지용 스택을 제작하기 위해서는 채널 플레이트의 매니폴드 주위에 브릿지 피스(bridge piece)를 로딩한 다음, 채널 플레이트의 가장자리에 가스켓을 로딩하는 공정이 필요하게 된다. 여기서, 브릿지 피스는 가스켓이 눌려짐으로써 매니폴드와 채널 사이의 채널 연결부가 막히는 것을 방지하기 위한 것이다. 그러나, 이와 같은 브릿지 피스 및 가스켓의 로딩 공정을 수행하는데에는 많은 시간이 소요되어 연료전지용 스택의 제작 시간이 길어지는 문제가 있다. 따라서, 이를 해결하기 위하여 최근에는 가스켓의 사출 성형을 통해 채널 플레이트, 브릿지 피스 및 가스켓으로 구성된 채널 플레이트 조립체를 일체형으로 제작하는 방법이 각광을 받고 있다. 하지만, 이와 같이 채널 플레이트, 브릿지 피스 및 가스켓을 일체형으로 형성하는 경우에는 사출 성형시 가스켓 물질이 채널 플레이트와 브릿지 피스 사이의 틈새로 파고들어 매니폴드 주위에 형성된 통로를 막는 현상이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 있어서,
제1 및 제2 매니폴드가 관통되어 있으며, 제1면에는 제1 채널 및 상기 제1 매니폴드와 제1 채널을 연결하는 제1 채널 연결부가 형성된 채널 플레이트;
상기 제1 매니폴드를 전체적으로 둘러싸도록 상기 채널 플레이트의 제1면 상에 마련되는 제1 브릿지 피스; 및
상기 제1 브릿지 피스를 덮도록 상기 채널 플레이트 제1면 상에 마련되는 제1 가스켓;을 포함하는 채널 플레이트 조립체가 제공된다.
상기 제1 브릿지 피스는 상기 제1 채널 연결부 상에서 연장되어 상기 제1 매니폴드를 둘러싸도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 채널 플레이트의 제1면 상에는 상기 제1 매니폴드를 전체적으로 둘러싸는 제1 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 제1 브릿지 피스 및 제1 가스켓은 상기 제1 돌출부의 외곽에 마련될 수 있다.
상기 채널 플레이트의 제1면 상에는 상기 제1 가스켓이 장착되는 제1 가스켓 홈이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 채널 플레이트의 제1면 상에는 상기 제1 브릿지 피스가 장착되는 제1 브릿지 피스 홈이 상기 제1 가스켓 홈보다 깊게 형성될 수있다. 상기 제1 채널 연결부는 상기 제1 브릿지 피스 홈보다 깊게 형성될 수 있다.
상기 제1 브릿지 피스는 예를 들면, 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 그라파이트(graphiite) 등과 같은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 브릿지 피스는 예를 들면, 상기 채널 플레이트 두께의 5% ~ 20%에 해당하는 두께를 가질 수 있다.
상기 가스켓은 EPDM 고무(ethylene proplylene M-class rubber), 불소 고무(fluoro elastomers), NBR(nitrile-butadiene rubber), 실리콘(silicone) 또는 불소 실리콘(fluorine silicone)을 포함할 수 있다.
상기 채널 플레이트의 제2면 상에는 제2 채널 및 상기 제2 매니폴드와 제2 채널을 연결하는 제2 채널 연결부가 형성되어 있으며, 상기 채널 플레이트 조립체는 상기 제2 매니폴드를 전체적으로 둘러싸도록 상기 채널 플레이트의 제2면 상에 마련되는 제2 브릿지 피스; 및 상기 제2 브릿지 피스를 덮도록 상기 채널 플레이트 제2면 상에 마련되는 제2 가스켓;을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 브릿지 피스는 상기 제2 채널 연결부 상에서 연장되어 상기 제2 매니폴드를 둘러싸도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 채널 플레이트의 제2면 상에는 상기 제2 매니폴드를 전체적으로 둘러싸는 제2 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 제2 브릿지 피스 및 제2 가스켓은 상기 제2 돌출부의 외곽에 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서,
상기한 채널 플레이트 조립체를 포함하는 연료전지용 스택이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서,
채널 플레이트 조립체를 일체형으로 제조하는 방법에 있어서,
상기 제1 브릿지 피스를 상기 채널 플레이트의 제1면 상에 로딩하는 단계; 및
사출 성형에 의해 상기 채널 플레이트의 제1면 상에 상기 제1 브릿지 피스를 덮도록 상기 제1 가스켓을 형성하는 단계;를 포함하는 채널 플레이트 조립체의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 채널 플레이트 상에 매니폴드를 전체적으로 둘러싸는 브릿지 피스를 마련하고, 그 위에 가스켓을 사출 성형을 통해 형성함으로써 채널과 연결되는 매니폴드 주위의 통로가 막히는 것을 방지할 수 있으며, 또한 채널 플레이트 조립체를 일체형으로 제작함으로써 연료전지용 스택을 제작하는데 소요되는 시간도 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 본 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 본 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 채널 플레이트의 평면을 확대하여 도시한 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 채널 플레이트 상에 브릿지 피스를 장착한 모습을 도시한 것이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체를 도시한 저면도이다.
도 9는 도 8의 B부분을 확대하여 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체를 도시한 평면도이며, 도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 것이다. 그리고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 본 단면도이며, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이고, 도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 본 단면도이다. 그리고, 도 6은 도 2에 도시된 채널 플레이트의 평면을 확대하여 도시한 것이며, 도 7은 도 6에 도시된 채널 플레이트 상에 브릿지 피스를 장착한 모습을 도시한 것이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체는 채널 플레이트(100)와, 상기 채널 플레이트(100)의 제1면 상에 마련되는 한 쌍의 제1 브릿지 피스(161)와, 상기 채널 플레이트(100)의 제1면 및 제1 브릿지 피스들(161) 상에 마련되는 제1 가스켓(171)을 포함한다. 상기 채널 플레이트(100)의 외곽에는 한 쌍의 제1 매니폴드(110) 및 한 쌍의 제2 매니폴드(120)가 관통 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 매니폴드들(110) 내에는 소정 유체, 예를 들면 메탄올이나 수소 등과 같은 연료가 흐를 수 있다. 이 경우, 상기 제1 매니폴드들(110) 중 하나는 후술하는 제1 채널(111)에 연료를 공급하는 통로가 되며, 다른 하나는 상기 제1 채널(111)로부터 연료가 배출되는 통로가 될 수 있다. 그리고, 상기 제2 매니폴드들(120) 내에는 예를 들면, 산소를 포함하는 공기가 흐를 수 있다. 한편, 상기 제1 매니폴드들(110)이 공기가 흐르는 통로이고, 상기 제2 매니폴드들(120)이 연료가 흐르는 통로가 될 수도 있다.
도 6을 참고하여 채널 플레이트(100)를 구체적으로 설명하면, 채널 플레이트(100)의 제1면(예를 들면, 상면)에는 제1 매니폴드들(110)과 연결되어 연료(또는 공기)가 흐르는 적어도 하나의 제1 채널(111)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1 매니폴드들(110)과 제1 채널(111) 사이에는 제1 매니폴드들(110)과 제1 채널(111)을 연결하는 제1 채널연결부들(112)이 채널 플레이트(100)의 제1면에 형성되어 있다. 여기서, 제1 채널연결부들(112)는 제1 채널(111) 보다 깊은 깊이로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 채널 플레이트(100)의 제1면 가장자리에는 제1 가스켓(171)이 장착되는 제1 가스켓 홈(131)이 형성될 수 있다.
상기 제1 매니폴드들(110) 주위의 채널 플레이트(100) 제1면 상에는 제1 브릿지 피스 홈들(141)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 매니폴드(110)와 제1 채널 연결부(112) 주위의 채널 플레이트(110) 제1면 상에는 제1 브릿지 피스(161)가 장착되는 제1 브릿지 피스 홈(141)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 브릿지 피스 홈(141)은 제1 채널 연결부(112) 주위에서 연장되어 제1 매니폴드(110)를 전체적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이러한 제1 브릿지 피스 홈(141)은 제1 가스켓 홈(131)보다는 깊은 깊이로 형성될 수 있고, 제1 채널 연결부(112)보다는 얇은 깊이로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 매니폴드(110)와 제1 브릿지 피스 홈(141) 사이에는 제1 채널 연결부(112)가 형성된 부분을 제외하고는 상기 제1 매니폴드(110)의 외곽을 전체적으로 둘러싸도록 제1 돌출부(151)가 형성되어 있다. 상기 채널 플레이트(100)는 도전성 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 그라파이트(graphite)를 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 상기 채널 플레이트(100)는 다양한 재질을 포함할 수 있다.
제1 브릿지 피스(161)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 브릿지 피스 홈(141) 내에 장착될 수 있다. 따라서, 제1 브릿지 피스(161)는 제1 매니폴드(110)를 전체적으로 둘러싸도록 마련될 수 있다. 구체적으로는 제1 브릿지 피스(161)가 제1 채널 연결부(112) 상에서 연장되어 제1 매니폴드(110)를 둘러싸도록 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제1 브릿지 피스(161)는 제1 돌출부(151)를 둘러싸도록 제1 돌출부(151)의 외곽에 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제1 채널 연결부(112)는 제1 브릿지 피스 홈(141)보다 깊은 깊이로 형성되므로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 매니폴드(110)는 제1 브릿지 피스(161) 아래의 제1 채널 연결부(112)를 통해 제1 채널(111)과 연결될 수 있다. 이러한 제1 브릿지 피스(161)는 도전성 및 내부식성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 브릿지 피스(161)는 SUS 등과 같은 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 그라파이트(graphite) 등으로 이루어질 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 제1 브릿지 피스(161)는 예를 들면 채널 플레이트(100) 두께의 대략 5% ~ 20%, 구체적인 예로서 채널 플레이트(100) 두께의 대략 10% 정도에 해당하는 두께를 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로, 다이렉트 메탄올 연료전지(DMFC; Direct Methanol Fuel Cell)는 2mm 이하 두께를 가지는 채널 플레이트(100)를 사용하는데, 이때 제1 브릿지 피스(161)로 예를 들면 대략 0.2mm 두께의 스테인리스 스틸이 사용될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 상기 제1 브릿지 피스(161)의 재질 및 두께는 다양하게 변형이 가능하다. 한편, 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC; Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)는 2mm 이상의 두께를 가지는 채널 플레이트(100)를 사용하는데, 이러한 채널 플레이트(100)에도 다양한 재질과 두께를 가지는 제1 브릿지 피스(161)가 적용될 수 있다.
제1 가스켓(171)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 가스켓 홈(131) 내에 장착될 수 있다. 여기서, 상기 제1 가스켓(171)은 제1 브릿지 피스들(161)을 덮도록 채널 플레이트(100)의 제1면 상에 마련될 수 있다. 그리고, 상기 제1 가스켓(171)은 상기 제1 돌출부들(151)의 외곽에 마련될 수 있다. 이러한 제1 가스켓(171)은 연료나 공기가 누설되는 것을 방지하기 위하여 채널 플레이트(100)의 가장자리를 밀봉하는 것으로, 탄성적인 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1 가스켓(171)은 예를 들면, EPDM 고무(ethylene proplylene M-class rubber), 불소 고무(fluoro elastomers), NBR(nitrile-butadiene rubber), 실리콘(silicone) 또는 불소 실리콘(fluorine silicone) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 제1 가스켓(171)은 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
상기한 채널 플레이트(100), 제1 브릿지 피스들(161) 및 제1 가스켓(171)은 일체형으로 제조될 수 있다. 즉, 채널 플레이트(100) 상에 제1 브릿지 피스들(161)을 로딩한 다음, 사출 성형에 의해 상기 제1 가스켓(171)을 형성하게 되면 채널 플레이트(100)에 제1 브릿지 피스들(161) 및 제1 가스켓(171)이 일체로 형성될 수 있다. 구체적으로, 채널 플레이트(100)의 제1 브릿지 피스 홈들(141) 내에 제1 브릿지 피스들(161)을 로딩한다. 여기서, 상기 제1 브릿지 피스들(161)은 제1 매니폴드(110)를 전체적으로 둘러싸도록 마련되어 있다. 이어서, 상기 제1 브릿지 피스들(161)이 로딩된 상태에서 채널 플레이트(100)를 금형에 넣은 다음, 사출 성형에 의해 제1 가스켓 홈(131) 내에 제1 가스켓(171)을 형성한다. 여기서, 제1 가스켓(171)의 사출 성형에 사용되는 물질로는 전술한 바와 같이, EPDM 고무(ethylene proplylene M-class rubber), 불소 고무(fluoro elastomers), NBR(nitrile-butadiene rubber), 실리콘(silicone) 또는 불소 실리콘(fluorine silicone) 등이 사용될 수 있다. 이에 따라, 채널 플레이트(100), 제1 브릿지 피스들(161) 및 제1 가스켓(171)이 일체형으로 제조될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 브릿지 피스들(161)이 제1 매니폴드들(110)을 전체적으로 둘러싸도록 마련되어 있기 때문에 제1 가스켓(171) 형성을 위한 사출 성형 과정에서 채널 플레이트(100)와 제1 브릿지 피스들(161) 사이에 가스켓 물질이 유입되는 것을 막을 수 있다. 이에 따라, 제1 매니폴드들(110) 주위에 형성된 제1 채널 연결부들(112)이 막히는 현상을 방지할 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체를 도시한 저면도이며, 도 9는 도 8의 B부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 채널 플레이트(100)의 제2면(예를 들면, 하면)에는 제2 매니폴드(120)로부터 공급된 공기(또는 연료)가 흐르는 적어도 하나의 제2 채널(121)이 형성될 수 있다. 그리고, 제2 매니폴드들(120)과 제2 채널(121) 사이에는 제2 매니폴드들(120)과 제2 채널(121)을 연결하는 제2 채널연결부들(122)이 채널 플레이트(100)의 제2면에 형성되어 있다. 제2 채널연결부들(122)은 제2 채널(121) 보다 깊은 깊이로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 매니폴드들(120)을 전체적으로 둘러싸도록 채널 플레이트(100)의 제2면 상에 제2 브릿지 피스들(162)이 마련될 수 있다. 여기서, 각 제2 브릿지 피스(162)는 제2 채널 연결부(122) 상에서 연장되어 제2 매니폴드(120)를 둘러싸도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 채널 플레이트(100)의 제2면 상에는 제2 브릿지 피스들(162)이 장착되는 제2 브릿지 피스 홈들(미도시)이 형성될 수 있다. 이러한 각 제2 브릿지 피스 홈은 제2 채널 연결부(122) 주위에서 연장되어 제2 매니폴드(120)를 전체적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 제2 브릿지 피스 홈은 제2 채널 연결부(122)보다 얕은 깊이로 형성될 수 있다. 그리고, 제2 매니폴드(120)와 제2 브릿지 피스 홈 사이에는 제2 채널 연결부(122)가 형성된 부분을 제외하고는 제2 매니폴드(120) 외곽을 전체적으로 둘러싸도록 제2 돌출부(152)가 형성되어 있다.
상기 제2 브릿지 피스들(162)을 덮도록 채널 플레이트(100)의 제2면 상에 제2 가스켓(172)이 마련될 수 있다. 이를 위해, 채널 플레이트(100) 제2면의 가장자리에는 제2 가스켓(172)이 장착되는 제2 가스켓 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 이러한 제2 가스켓 홈은 제2 돌출부(152)의 외곽에 마련될 수 있다. 그리고, 제2 가스켓 홈은 제2 브릿지 피스 홈보다 얕은 깊이로 형성될 수 있다.
상기 제2 브릿지 피스(162) 및 제2 가스켓(172)은 전술한 제1 브릿지 피스(161) 및 제1 가스켓(171)과 동일한 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상기 제2 브릿지 피스(162)는 도전성 및 내부식성을 가지는 재질, 예를 들면 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 그라파이트(graphite) 등으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 브릿지 피스(162)는 채널 플레이트(100) 두께의 대략 5% ~ 20%, 보다 구체적으로는 채널 플레이트(100) 두께의 대략 10% 정도에 해당하는 두께를 가질 수 있다. 하지만 이상에서 언급된 제2 브릿지 피스(162)의 재질 및 두께는 단지 예시적인 것으로, 다양한 변형이 가능하다. 상기 제2 가스켓(172)은 예를 들면, EPDM 고무(ethylene proplylene M-class rubber), 불소 고무(fluoro elastomers), NBR(nitrile-butadiene rubber), 실리콘(silicone) 또는 불소 실리콘(fluorine silicone) 등과 같은 탄성적인 재질을 포함할 수 있다.
상기한 채널 플레이트(100), 제2 브릿지 피스들(162) 및 제2 가스켓(172)은 일체로 제조될 수 있다. 구체적으로, 채널 플레이트(100)의 제2 브릿지 피스 홈들 내에 제2 브릿지 피스들(162)을 로딩한다. 이어서, 상기 제2 브릿지 피스들(162)이 로딩된 상태에서 채널 플레이트(100)를 금형에 넣은 다음, 사출 성형에 의해 제2 가스켓 홈 내에 제2 가스켓(172)을 형성한다. 이에 따라, 채널 플레이트, 제2 브릿지 피스들 및 제2 가스켓이 일체형으로 형성될 수 있다. 또한 제2 브릿지 피스들(162)이 제2 매니폴드들(120)을 전체적으로 둘러싸도록 마련되어 있기 때문에 제2 가스켓(172)의 사출 성형 과정에서 채널 플레이트(100)와 제2 브릿지 피스들(162) 사이에 가스켓 물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서와 같이, 채널 플레이트(100), 제1 및 제2 브릿지 피스들(161,162), 제1 및 제2 가스켓(171,172)로 구성된 채널 플레이트 조립체는 사출 성형을 통해 일체형으로 제조될 수 있다. 그리고, 이렇게 제조된 복수의 채널 플레이트 조립체를 막전극 어셈블리(MEA; membrane electrode assembly)들과 교대로 적층하게 되면 연료전지용 스택이 제작된다. 연료전지용 스택을 제작하는데 있어서, 상기한 일체형의 채널 플레이트 조립체를 사용함으로써 연료전지용 스택을 제작하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
한편, 이상의 실시예에서는 채널 플레이트(100)의 양면, 즉 제1면 및 제2면 모두에 채널들(111,121)이 형성되는 경우가 설명되었으나 채널 플레이트(100)의 제1면과 제2면 중 어느 하나에만 채널이 형성되는 것도 가능하다. 이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100... 채널 플레이트 110... 제1 매니폴드
111... 제1 채널 112... 제1 채널연결부
120... 제2 매니폴드 121... 제2 채널
122... 제2 채널연결부 131... 제1 가스켓 홈
132... 제2 가스켓 홈 141... 제1 브릿지 피스 홈
142... 제2 브릿지 피스 홈 151... 제1 돌출부
152... 제2 돌출부 161... 제1 브릿지 피스
162... 제2 브릿지 피스 171... 제1 가스켓
172... 제2 가스켓

Claims (19)

  1. 제1 및 제2 매니폴드가 관통되어 있으며, 제1면에는 제1 채널 및 상기 제1 매니폴드와 제1 채널을 연결하는 제1 채널 연결부가 형성된 채널 플레이트;
    상기 제1 매니폴드를 전체적으로 둘러싸도록 상기 채널 플레이트의 제1면 상에 마련되는 제1 브릿지 피스; 및
    상기 제1 브릿지 피스를 덮도록 상기 채널 플레이트 제1면 상에 마련되는 제1 가스켓;을 포함하는 채널 플레이트 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 피스는 상기 제1 채널 연결부 상에서 연장되어 상기 제1 매니폴드를 둘러싸도록 마련되는 채널 플레이트 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 채널 플레이트의 제1면 상에는 상기 제1 매니폴드를 전체적으로 둘러싸는 제1 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 제1 브릿지 피스 및 제1 가스켓은 상기 제1 돌출부의 외곽에 마련되는 채널 플레이트 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 플레이트의 제1면 상에는 상기 제1 가스켓이 장착되는 제1 가스켓 홈이 형성되는 채널 플레이트 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 채널 플레이트의 제1면 상에는 상기 제1 브릿지 피스가 장착되는 제1 브릿지 피스 홈이 상기 제1 가스켓 홈보다 깊게 형성되는 채널 플레이트 조립체.
  6. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 채널 연결부는 상기 제1 브릿지 피스 홈보다 깊게 형성되는 채널 플레이트 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 피스는 도전성 물질을 포함하는 채널 플레이트 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 그라파이트(graphiite)를 포함하는 채널 플레이트 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 피스는 상기 채널 플레이트 두께의 5% ~ 20%에 해당하는 두께를 가지는 채널 플레이트 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스켓은 EPDM 고무(ethylene proplylene M-class rubber), 불소 고무(fluoro elastomers), NBR(nitrile-butadiene rubber), 실리콘(silicone) 또는 불소 실리콘(fluorine silicone)을 포함하는 채널 플레이트 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 플레이트의 제2면 상에는 제2 채널 및 상기 제2 매니폴드와 제2 채널을 연결하는 제2 채널 연결부가 형성되어 있으며,
    상기 제2 매니폴드를 전체적으로 둘러싸도록 상기 채널 플레이트의 제2면 상에 마련되는 제2 브릿지 피스; 및 상기 제2 브릿지 피스를 덮도록 상기 채널 플레이트 제2면 상에 마련되는 제2 가스켓;을 더 포함하는 채널 플레이트 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 브릿지 피스는 상기 제2 채널 연결부 상에서 연장되어 상기 제2 매니폴드를 둘러싸도록 마련되는 채널 플레이트 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 플레이트의 제2면 상에는 상기 제2 매니폴드를 전체적으로 둘러싸는 제2 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 제2 브릿지 피스 및 제2 가스켓은 상기 제2 돌출부의 외곽에 마련되는 채널 플레이트 조립체.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 채널 플레이트, 상기 제2 브릿지 피스 및 상기 제2 가스켓은 일체형으로 제조되는 채널 플레이트 조립체.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 채널 플레이트 조립체를 포함하는 연료전지용 스택.
  16. 제 1 항에 기재된 채널 플레이트 조립체를 일체형으로 제조하는 방법에 있어서,
    상기 제1 브릿지 피스를 상기 채널 플레이트의 제1면 상에 로딩하는 단계; 및
    사출 성형에 의해 상기 채널 플레이트의 제1면 상에 상기 제1 브릿지 피스를 덮도록 상기 제1 가스켓을 형성하는 단계;를 포함하는 채널 플레이트 조립체의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 피스는 상기 채널 연결부 상에서 연장되어 상기 제1 매니폴드를 둘러싸도록 마련되는 채널 플레이트 조립체의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 채널 플레이트의 제1면 상에는 상기 제1 매니폴드를 전체적으로 둘러싸는 제1 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 제1 브릿지 피스 및 제1 가스켓은 상기 제1 돌출부의 외곽에 마련되는 채널 플레이트 조립체의 제조방법.
  19. 제 11 항에 기재된 채널 플레이트 조립체를 일체형으로 제조하는 방법에 있어서,
    상기 제1 브릿지 피스를 상기 채널 플레이트의 제1면 상에 로딩하는 단계;
    상기 채널 플레이트의 제1면 상에 사출 성형에 의해 상기 제1 브릿지 피스를 덮도록 상기 제1 가스켓을 형성하는 단계;
    상기 제2 브릿지 피스를 상기 채널 플레이트의 제2면 상에 로딩하는 단계; 및
    상기 채널 플레이트의 제2면 상에 사출 성형에 의해 상기 제2 브릿지 피스를 덮도록 상기 제2 가스켓을 형성하는 단계;를 포함하는 채널 플레이트 조립체의 제조방법.
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