KR20130076118A - Fuelcell stack using branched channel - Google Patents
Fuelcell stack using branched channel Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130076118A KR20130076118A KR1020110144560A KR20110144560A KR20130076118A KR 20130076118 A KR20130076118 A KR 20130076118A KR 1020110144560 A KR1020110144560 A KR 1020110144560A KR 20110144560 A KR20110144560 A KR 20110144560A KR 20130076118 A KR20130076118 A KR 20130076118A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flow path
- width
- direction flow
- fuel cell
- cell stack
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로, 보다 자세하게는 분기유로를 이용하여 각 유로 내의 가스 유체속도를 조정할 수 있는 연료전지 스택에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell stack, and more particularly, to a fuel cell stack capable of adjusting the gas fluid velocity in each flow path using a branch flow path.
연료전지는 연료가 가진 화학에너지를 화학반응에 의해 직접 전기에너지로 바꾸는 장치로서, 연료가 공급되는 한 계속해서 전기를 만들어낼 수 있는 일종의 발전장치이다. 즉, 단위 셀의 환원전극(Cathode)에 산소를 포함한 공기가, 산화전극(Anode)에 연료인 수소가스가 각각 공급되면, 그 사이의 전해질막을 통해 물 전기분해의 역반응이 진행되면서 전기가 생성된다. 그런데 이러한 단위 셀 하나에서 발생하는 전기는 유용하게 사용될 만큼 그 전압이 높지 않기 때문에, 여러 개의 단위 셀을 직렬로 연결한 스택(Stack)의 형태로 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 연료전지는 배기가스로 순수한 물을 배출하기 때문에 친환경적인 미래형 동력원으로 각광받고 있다.A fuel cell is a device that converts chemical energy of a fuel directly into electrical energy by a chemical reaction, and is a kind of power generation device capable of continuously generating electricity as long as fuel is supplied. That is, when oxygen-containing air is supplied to the cathode of the unit cell and hydrogen gas as a fuel is supplied to the anode, electricity is generated while the reverse reaction of water electrolysis proceeds through the electrolyte membrane therebetween. . However, since electricity generated in one unit cell is not high enough to be usefully used, it is generally used in the form of a stack in which several unit cells are connected in series. Such fuel cells are spotlighted as environmentally friendly future power sources because they emit pure water as exhaust gas.
연료전지는 크게 고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)와, 직접 산화형 연료전지(Direct Oxydation Fuel Cell), 및 직접 메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)로 구분될 수 있다.Fuel cells can be broadly classified into a polymer electrolyte fuel cell, a direct oxidation fuel cell, and a direct methanol fuel cell.
이하에서는 연료전지의 기본구조에 대한 설명은, 편의상 최근 각광을 받고 있는 고분자 전해질형 연료전지를 위주로 설명한다.Hereinafter, the basic structure of the fuel cell will be described based on a polymer electrolyte fuel cell, which has recently been in the spotlight for convenience.
고분자 전해질형 연료전지는 고분자 전해질막과 전극으로 이루어진 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly)와, 반응에 사용되는 가스를 전극에 전달하고 반응 생성물을 배출하는 유체확산층(Fluid Distribution Layer), 및 반응가스와 냉각수를 외부로부터 공급하며 산화전극(Anode)과 환원전극(Cathode)을 분리하는 기능을 하는 분리판 등으로 구성된다.The polymer electrolyte fuel cell includes a membrane electrode assembly composed of a polymer electrolyte membrane and an electrode, a fluid distribution layer for delivering a gas used for the reaction to the electrode and discharging the reaction product, and a reaction gas. It is composed of a separation plate for supplying cooling water from the outside and separating the anode and cathode.
연료전지 스택(Stack)은 이러한 막전극접합체, 유체확산층 및 분리판을 필요한 용량만큼 적층하여 구성하며, 스택은 외부에서 적절한 압력을 제공하는 장치를 통해 어긋나거나 미끄러짐 없이 일체형을 이루게 된다.The fuel cell stack is constructed by stacking the membrane electrode assembly, the fluid diffusion layer, and the separator as much as necessary, and the stack is integrated without slipping or slipping through a device that provides an appropriate pressure from the outside.
일반적으로 분리판은 막전극접합체를 기계적으로 지지함과 동시에 서로 전기적으로 접속시키는 역할을 하며, 막전극접합체와 접촉하는 부분의 전극면에 반응가스를 공급하고 잉여가스와 반응 생성물을 운반하기 위한 유로를 형성한다. 유로는 통상적으로 분리판의 표면에 홈 형태로 형성된다. 본 발명의 유로와 관련된 배경기술은 일본특허공보 제4291575호에 개시되어 있다.In general, the separator serves to mechanically support the membrane electrode assembly and to electrically connect the membrane electrode assembly, and to supply the reaction gas to the electrode surface of the part in contact with the membrane electrode assembly and to carry the surplus gas and the reaction product. To form. The flow path is typically formed in the shape of a groove on the surface of the separator. Background art related to the flow path of the present invention is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4291575.
연료전지는 전해질막에서 수소이온의 전도성을 향상시키기 위해서 반응가스를 공급할 때 일정 수준 이상으로 가습해서 공급하는데, 환원전극 측에서 전기화학 반응에 의해서 물이 생성되기 때문에 반응 가스의 노점온도가 연료전지 작동 온도보다 높으면 가스유로나 전극 내부에서 수증기 응축에 의한 물방울이 발생한다. The fuel cell is humidified to a certain level or higher when supplying the reaction gas to improve the conductivity of hydrogen ions in the electrolyte membrane.Because water is generated by an electrochemical reaction at the cathode, the dew point temperature of the reaction gas is increased. If it is higher than the operating temperature, water droplets are generated by condensation of water vapor in the gas flow path or inside the electrode.
또한, 이러한 현상은 환원전극 뿐만 아니라 전해질 막을 통과해 전달된 물에 의해 산화전극에서도 발생할 수 있다. In addition, this phenomenon may occur at the anode as well as the cathode, by the water transferred through the electrolyte membrane.
이러한 현상을 플러딩(flooding) 현상이라고 하는데, 본 플러딩 현상으로 인한 유로 막힘은 반응 가스의 불균일한 유동 및 전극에서 반응 가스 결핍을 유발하여 결과적으로 전류밀도분포의 불균일을 야기하고, 전체적으로 연료전지의 성능을 저하시키는 원인이 된다. This phenomenon is called flooding, and clogging of the flow path caused by the flooding phenomenon causes uneven flow of reactant gas and reactant deficiency at the electrode, resulting in uneven current density distribution, resulting in overall fuel cell performance. This causes a decrease.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연료전지 스택 내 유로의 가스 유체속도를 조절하여 플러딩 현상을 제거하는 연료전지 스택을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell stack that eliminates flooding by adjusting a gas fluid velocity of a flow path in a fuel cell stack.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 스택은 고분자 전해질막과 그 양쪽 면에 각각 형성된 산화전극 및 환원전극을 포함하는 막전극접합체(MEA) 및 상기 막전극접합체의 상기 산화전극과 상기 환원전극에 각각 대면하고 수소함유연료 또는 산소함유기체가 유동하는 유로를 각각 갖는 한 쌍의 분리판을 포함하고, 상기 유로는 제1 방향으로 진행하는 제1 방향 유로;와 상기 제1 방향 유로에서 분기하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 진행하는 제2 방향 유로;를 포함하며, 상기 제1 방향 유로 및 상기 제2 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f1의 값이 0을 초과하고 1 이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 한다.The fuel cell stack according to the present invention for solving the above technical problem is a membrane electrode assembly (MEA) comprising a polymer electrolyte membrane and an anode and a cathode formed on both sides thereof, and the anode and the membrane of the membrane electrode assembly. A pair of separation plates each facing a cathode and having a flow path through which a hydrogen-containing fuel or an oxygen-containing gas flows, wherein the flow path includes a first direction flow path traveling in a first direction; And a second direction flow path branching and traveling in a second direction crossing the first direction, wherein the width and width of the first direction flow path and the second direction flow path have a value of a relaxation coefficient f1 greater than zero. 1 or less, and is set to satisfy the following formula.
N2H2W2=f1(N1H1W1)N2H2W2 = f1 (N1H1W1)
단, H1 : 제1 방향 유로의 높이However, H1: height of the first direction flow path
W1 : 제1 방향 유로의 폭W1: width of the first direction flow path
N1 : 제1 방향 유로 개수N1: number of first flow paths
H2 : 제2 방향 유로의 높이H2: height of the second direction flow path
W2 : 제2 방향 유로의 폭W2: width of the second direction flow path
N2 : 제2 방향 유로 개수N2: number of flow paths in the second direction
f1 : 완화계수f1: relaxation factor
또한, 본 발명에 따른 연료전지 스택은 고분자 전해질막과 그 양쪽 면에 각각 형성된 산화전극 및 환원전극을 포함하는 막전극접합체(MEA) 및 상기 막전극접합체의 상기 산화전극과 상기 환원전극에 각각 대면하고 수소함유연료 또는 산소함유기체가 유동하는 유로를 각각 갖는 한 쌍의 분리판를 포함하며, 상기 유로는 제1 방향으로 진행하는 복수의 제1 방향 유로;와 상기 제1 방향 유로에서 합류하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 진행하는 하나의 제2 방향 유로;를 포함하며, 상기 제1 방향 유로 및 상기 제2 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f1의 값이 0을 초과하고 1 이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 한다.In addition, the fuel cell stack according to the present invention faces a membrane electrode assembly (MEA) including a polymer electrolyte membrane and an anode and a cathode formed on both sides thereof, and the anode and the cathode of the membrane electrode assembly, respectively. And a pair of separator plates each having a flow path through which a hydrogen-containing fuel or an oxygen-containing gas flows, the flow paths comprising: a plurality of first direction flow paths traveling in a first direction; And a second direction flow path running in a second direction crossing the first direction, wherein the width and width of the first direction flow path and the second direction flow path have a relaxation factor f1 of greater than 0 and less than or equal to 1. It is characterized in that it is set to satisfy the following formula.
N2H2W2=f1(N1H1W1)N2H2W2 = f1 (N1H1W1)
단, H1 : 제1 방향 유로의 높이However, H1: height of the first direction flow path
W1 : 제1 방향 유로의 폭W1: width of the first direction flow path
N1 : 제1 방향 유로 개수N1: number of first flow paths
H2 : 제2 방향 유로의 높이H2: height of the second direction flow path
W2 : 제2 방향 유로의 폭W2: width of the second direction flow path
N2 : 제2 방향 유로 개수N2: number of flow paths in the second direction
f1 : 완화계수f1: relaxation factor
또한, 상기 유로는 제3 방향으로 진행하는 복수의 제3 방향 유로;와The flow path may include a plurality of third direction flow paths running in a third direction; and
상기 제3 방향 유로에서 합류하고 상기 제3 방향과 교차하는 제4 방향으로 진행하는 하나의 제4 방향 유로;를 더 포함하며, 상기 제3 방향 유로 및 상기 제4 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f3의 값이 0을 초과하고 1 이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 한다.And a fourth direction flow path that joins in the third direction flow path and travels in a fourth direction crossing the third direction, wherein the width and width of the third direction flow path and the fourth direction flow path are relaxed. The value of the coefficient f3 is greater than 0 and less than or equal to 1, and is set to satisfy the following formula.
N4H4W4=f3(N3H3W3)N4H4W4 = f3 (N3H3W3)
단, H3 : 제3 방향 유로의 높이However, H3: height of the third direction flow path
W3 : 제3 방향 유로의 폭W3: width of the third direction flow path
N3 : 제3 방향 유로 개수N3: Number of flow paths in the third direction
H4 : 제4 방향 유로의 높이H4: height of the fourth direction flow path
W4 : 제4 방향 유로의 폭W4: width of the fourth direction flow path
N4 : 제4 방향 유로 개수N4: Number of flow paths in the fourth direction
f3 : 완화계수f3: relaxation factor
또한, 상기 제2 방향 유로에서 분기하고 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 진행하는 복수의 제3 방향 유로; 상기 제3 방향 유로에서 합류하고 상기 제3 방향 유로와 교차하는 제4 방향으로 진행하는 제4 방향 유로; 상기 제4 방향 유로에서 합류하고 상기 제4 방향 유로와 교차하는 제5 방향으로 진행하는 제5 방향 유로;를 포함하며, 상기 제3 내지 제5 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f2, f3, f4의 값이 0을 초과하고 1이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 한다.A plurality of third direction flow paths branching from the second direction flow paths and traveling in a third direction crossing the second direction; A fourth directional flow path that joins in the third directional flow path and travels in a fourth direction crossing the third directional flow path; And a fifth direction flow path joining the fourth direction flow path and traveling in a fifth direction crossing the fourth direction flow path, wherein the widths and widths of the third to fifth direction flow paths are relaxation coefficients f2, f3, and The value of f4 is greater than 0 and less than or equal to 1, and is set to satisfy the following formula.
NiHiWi=f(i-1)N(i-1)H(i-1)W(i-1)NiHiWi = f (i-1) N (i-1) H (i-1) W (i-1)
단, Hi : 제i 유로의 높이Where Hi is the height of the i-th flow path.
Wi : 제i 유로의 폭Wi: width of the i-th euro
Ni : 제i 유로 개수Ni: Number of i-th flow path
fi : 완화계수fi: relaxation factor
i : 3, 4, 5 중 어느 하나인 자연수i: natural number which is one of 3, 4, 5
본 발명에 의하면, 연료전지 스택 내 유로의 가스 유체속도를 조절하여 플러딩 현상을 제거할 수 있으며, 이를 통해 전류밀도분포가 균일해져 연료전지 성능이 향상된다. 또한, 연료전지 스택 내 압력강하를 방지하여 분리판 내 반응가스의 체류시간을 증가시킴으로써 연료전지 반응을 향상시킬 수 있으며, 유로 내 압력을 높이기 위해 별도의 펌프를 사용할 필요가 없다.According to the present invention, it is possible to remove the flooding phenomenon by adjusting the gas fluid velocity of the flow path in the fuel cell stack, through which the current density distribution is uniform, thereby improving fuel cell performance. In addition, it is possible to improve the fuel cell reaction by preventing the pressure drop in the fuel cell stack and increasing the residence time of the reaction gas in the separator, and there is no need to use a separate pump to increase the pressure in the flow path.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 사시도이다.
도 2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분기된 유로를 갖는 분리판을 나타내는 부분 사시도이다.
도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리판의 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 합류된 유로를 갖는 분리판을 나타내는 부분 저면 사시도이다.
도 7a, 도 7b, 도 8a, 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분리판의 부분 저면 사시도이다.1 is a perspective view of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are cross-sectional views of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial perspective view illustrating a separator having a branched flow path according to an embodiment of the present invention.
4A, 4B, 5A, and 5B are partial perspective views of a separator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partial bottom perspective view illustrating a separator having a joined channel according to another embodiment of the present invention. FIG.
7A, 7B, 8A, and 8B are partial bottom perspective views of a separator according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1 및 도 2는 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 사시도 및 단면도이다.1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도2를 참고하면, 연료전지 스택(stack)(10)은 막전극접합체(MEA, Mebrane and Electrode Assembly)(130)와 유체확산층(170) 및 분리판(140, 150)을 차례로 적층하는 구조로 되어 있으며 스택(10)의 출력에 따라 적층하는 셀(100)의 수, 즉 막전극접합체(130), 유체확산층(170) 및 분리판(140, 150)이 구성하는 단위전지 수가 결정된다. 상기 연료전지 스택(10)의 적층구조 외측에는 양쪽으로 한 쌍의 체결판(210)이 결합된다.1 and 2, the
막전극접합체(130)는 고분자 전해질막(131)과 그 양쪽 면에 각각 형성되는 산화전극(anode)(132)과 환원전극(cathode)(133)으로 이루어져 있으며, 이 전극들 상에는 유체확산층(170)이 덮여져 있다. 상기 전극들은 고분자 전해질막(130)의 표면에 형성될 수 있으며, 유체확산층(170)의 표면에 형성될 수도 있다.The
유체확산층(170)은 전극을 보호하고 반응에 필요한 수소 및 공기를 전극으로 공급하며 전극에서 생성된 물을 배출시키는 기능을 한다. 또한, 전극과 분리판 사이에서 전기적 연결을 해주며, 이때 적절한 압력하에서 수축되어 접촉저항을 최소로 한다. 유체확산층(170)으로는 다공성 탄소종이나 탄소천 혹은 미세 가공된 흑연박을 사용할 수 있다.The
분리판(140, 150)은 유체확산층(170)의 바깥쪽 면에 밀착 결합되며, 표면에 다수 개의 유로가 형성된다. 분리판의 유로는 유체확산층(170)과 결합하여 연료유로 또는 산화제유로를 형성하며 반응영역을 이루게 되며, 매니폴드(manifold)와 연결되어 스택(10) 외부로부터 반응가스를 공급받게 된다. 더욱 상세하게, 연료유로가 형성된 분리판(140)은 막전극접합체(130)의 산화전극(132) 측에 배치되고, 산화제유로가 형성된 분리판(150)은 막전극접합체의 환원전극(133) 측에 배치된다. 또한, 분리판(140, 150)은 연료전지 내에 수소와 공기가 서로 섞이지 않도록 하고, 막전극접합체(130)를 전기적으로 연결하는 역할을 하며, 적층된 단위전지들을 기계적으로 지지하는 역할을 한다. 그리고 반응기체가 전극에 골고루 흘러가도록 하고 적절한 수분 관리를 통해 막이 건조되지 않도록 하며 환원전극(133)에서 생성되는 물을 배출시키는 기능을 한다. 분리판의 소재는 흑연 또는 탄소복합재가 사용될 수 있으며, 금속판이 사용되기도 한다. 금속판이 사용될 때는 전기전도도가 낮고 부식 가능성이 있으므로 금속판의 표면에 고전도성, 내부식성 코팅을 한다. 막전극접합체(130)에서 발생한 전기는 측정을 위해 분리판(140, 150)을 통해 외부로 전달된다.The
집전판(220)은 막전극접합체(130)에서 발생한 전기를 외부 부하와 연결하는 역할을 하며, 저항을 줄이기 위해 구리소재 혹은 금도금한 금속소재를 사용하여 제조될 수 있다.The
체결판(210)은 연료전지 스택(10)에 체결압력을 가하기 위해 사용되며, 균일한 압력을 제공할 수 있도록 일정 두께 이상의 금속판 또는 강화 플라스틱판이 사용된다. 이러한 체결판은 연료전지 스택(10) 내부로 반응가스 등을 공급 및 배출하기 위하여 다수의 연결구가 형성된다. 연결구는 수소공급구, 냉각수공급구, 공기공급구, 공기배출구, 냉각수배출구 및 수소배출구로 구성되며, 이들 연결구 각각은 연료전지 스택 내의 매니폴드와 연결된다. The
가스켓(160)은 구조적 역할 및 밀봉 기능을 수행하며, 소재는 탄성을 갖는 고무와 같은 재료로 이루어질 수 있다. 분리판(140, 150)과 막전극접합체(130)의 사이에 반응영역이 형성되는데, 반응영역에는 반응가스의 밀봉을 위해 가스켓(160)이 반응영역의 외곽을 따라 병렬로 배치된다.
The
이하 분리판(140, 150)의 유로(159)에 대해서 자세히 설명한다. 산화전극(132) 측의 분리판(140)과 환원전극(133) 측의 분리판(150)의 구조는 동일한 형상을 가지므로 환원전극(133) 측의 분리판(150)을 기준으로 설명한다. Hereinafter, the
도 3은 환원전극 측 분리판의 부분 사시도이다. 3 is a partial perspective view of a cathode-side separator.
제1 방향 유로(151) 및 제2 방향 유로(152)는 환원전극(133) 측 분리판(150)에 홈 형태의 채널로 이루어지며, 복수 개의 유로가 무리를 이루어 배치된다. 유로들은 리브(158)들에 의하여 복수 개로 나누어진다. 리브(158)는 유로 간에 반응 가스가 섞이지 않도록 구역을 확정하는 기능을 하며 전극과 접촉하여 전기적 통로의 역할도 수행한다. The first
제1 방향과 제2 방향은 서로 직교하며, 제2 방향 유로(152)는 제1 방향 유로(151)로부터 두 갈래로 분기되며, 한 개의 제1 방향 유로(151)의 단면적과 제1 방향 유로(151)에서 분기된 두 개의 제2 방향 유로(152)의 단면적 합은 각 유로 내 유체의 이동 속도를 고려하여 결정한다. 즉, 각 유로 내 유체속도를 고려하여 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2)를 결정한다. The first direction and the second direction are perpendicular to each other, the second
제1 방향 유로(151) 내 유체속도와 제2 방향 유로(152)의 유체속도가 동일하게 되도록, 제1 방향 유로(151)의 단면적과 제2 방향 유로(152)의 단면적의 합을 같게 할 수 있으며, 이를 위해 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2)을 결정한다.The sum of the cross sectional area of the first
한편, 도4a와 같이, 제1 방향 유로(151) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W1, W2)은 동일하게 하되, 제2 방향 유로(152)의 깊이(H2)를 제1 방향 유로(151)의 깊이(H1)의 절반을 갖도록 형성할 수도 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 4A, the widths W1 and W2 of the first
또한, 도4b와 같이, 유로의 폭과 깊이의 관계를 바꾸어, 제1 방향 유로(151) 및 제2 유로의 깊이(H1, H2)는 동일하게 하되, 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)을 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)의 절반을 갖도록 형성할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 4B, the relationship between the width and the depth of the flow path is changed so that the depths H1 and H2 of the first
이와 같이, 제1 방향 유로(151)의 단면적과 제2 방향 유로(152)의 단면적의 합을 동일하게 할 수 있으며, 이를 통해 각 유로 내 흐르는 유체의 속도는 같아진다. As such, the sum of the cross-sectional area of the first
이와 같은 제1 방향 및 제2 방향 유로(151, 152)의 각각의 폭과 깊이 간의 관계는 하기의 수식 1 같이 표현될 수 있다.The relationship between the width and the depth of each of the first and second
수식 1 : N2H2W2=(N1H1W1)Equation 1: N2H2W2 = (N1H1W1)
단, H1 : 제1 방향 유로의 높이However, H1: height of the first direction flow path
W1 : 제1 방향 유로의 폭W1: width of the first direction flow path
N1 : 제1 방향 유로 개수N1: number of first flow paths
H2 : 제2 방향 유로의 높이H2: height of the second direction flow path
W2 : 제2 방향 유로의 폭W2: width of the second direction flow path
N2 : 제2 방향 유로 개수
N2: number of flow paths in the second direction
본 발명은 앞선 실시예와 같이 폭 또는 깊이 하나만을 변경하는 것에 한정되지 않으며, 상기 수식과 같이 제1 방향 유로(151)의 단면적과 제2 방향 유로(152)의 단면적의 합이 동일하도록 각 유로의 폭과 깊이를 동시에 변경하여 형성할 수도 있다.The present invention is not limited to changing only one width or depth as in the previous embodiment, and each channel has the same sum of the cross-sectional area of the first
한편, 제2 방향 유로(152)의 유체속도가 제1 방향 유로(151)의 유체속도보다 빠르게 하기 위해, 제2 방향 유로(152)의 단면적의 합이 제1 방향 유로(151)의 단면적보다 작게 할 수 있으며, 이를 위해 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2)를 결정한다.On the other hand, in order for the fluid velocity of the second
즉, 도 5a와 같이, 제1 방향 유로(151) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W1, W2)은 동일하게 하고, 제2 방향 유로(152)의 깊이(H2)를 제1 방향 유로(151)의 깊이(H1)의 절반 미만을 갖도록 형성할 수 있다.That is, as shown in FIG. 5A, the widths W1 and W2 of the first
또한, 도5b와 같이, 유로의 폭과 깊이의 관계를 바꾸어, 제1 방향 유로(151) 및 제2 방향 유로의 깊이(H1, H2)는 동일하게 하고, 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)을 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)의 절반 미만을 갖도록 형성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5B, the relationship between the width and the depth of the flow path is changed so that the depths H1 and H2 of the first
이처럼 제2 방향 유로(152)의 단면적의 합이 제1 방향 유로(151)의 단면적보다 작도록, 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2) 및 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H2)를 형성할 수 있으며, 이를 통해 각 제2 방향 유로(152) 내 유체속도가 제1 방향 유로(151) 내 유체속도보다 빠르게 할 수 있다.Thus, the width W2 and depth H2 of the second
이와 같은 제1 방향 및 제2 방향 유로(151, 152)의 각각의 폭과 깊이 간의 관계는 하기의 수식2로 표현될 수 있다.
The relationship between the width and the depth of each of the first and second
수식 2 : N2H2W2=f1(N1H1W1)Equation 2: N2H2W2 = f1 (N1H1W1)
단, H1 : 제1 방향 유로의 높이However, H1: height of the first direction flow path
W1 : 제1 방향 유로의 폭W1: width of the first direction flow path
N1 : 제1 방향 유로 개수N1: number of first flow paths
H2 : 제2 방향 유로의 높이H2: height of the second direction flow path
W2 : 제2 방향 유로의 폭W2: width of the second direction flow path
N2 : 제2 방향 유로 개수N2: number of flow paths in the second direction
f1 : 완화계수, 단 0<f1<1
f1: relaxation factor, where 0 <f1 <1
f1은 완화계수로서, 제2 방향 유로(152) 내 유체속도에 대한 제1 방향 유로(151) 내의 유체속도의 상대적인 비율을 나타낸다. 즉, 제2 방향 유로(152) 내 유체속도가 1이라고 한다면, 제1 방향 유로(151) 내 유체속도는 0 내지 1 사이의 값인 f1을 가지므로, 제2 방향 유로(152) 내 속도가 제1 방향 유로(151) 내 속도보다 빠르다.f1 is a relaxation coefficient and represents a ratio of the fluid velocity in the first
다음으로 유로의 합류와 관련하여 설명한다. Next, a description will be given regarding the confluence of the flow paths.
도 6은 환원전극(133) 측 분리판(150)의 부분 사시도이다. 6 is a partial perspective view of the
제1 방향과 제2 방향은 서로 직교하며, 두 갈래의 제1 방향 유로(151)가 합류하여 하나의 제2 방향 유로(152)를 이룬다. 이때, 두 개의 제1 방향 유로(151)의 단면적의 합과 하나의 제2 방향 유로(152)의 단면적은 각 유로 내 유체의 이동 속도를 고려하여 결정한다. 즉, 각 유로 내 유체속도를 고려하여 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2)를 결정한다. The first direction and the second direction are orthogonal to each other, and the two first
먼저, 제1 방향 유로(151) 내 유체속도와 제2 방향 유로(152)의 유체속도가 동일하게 하기 위해, 제1 방향 유로(151)의 단면적의 합과 제2 방향 유로(152)의 단면적이 같게 할 수 있으며, 이를 위해 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2)를 결정한다.First, the sum of the cross-sectional area of the first
한편, 도7a와 같이, 제1 방향 유로(151) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W1, W2)은 동일하게 하고, 제2 방향 유로(152)의 깊이(H2)를 제1 방향 유로(151)의 깊이(H1)의 절반을 갖도록 형성할 수도 있다.7A, the widths W1 and W2 of the first
또한, 도7b와 같이, 유로의 폭과 깊이의 관계를 바꾸어, 제1 방향 유로(151) 및 제2 유로의 깊이(H1, H2)는 동일하게 하고, 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)을 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)의 절반을 갖도록 형성할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 7B, the relationship between the width and the depth of the flow path is changed so that the depths H1 and H2 of the first
이와 같이, 제1 방향 유로(151)의 단면적과 제2 방향 유로(152)의 단면적의 합을 동일하게 하여, 각 유로 내 흐르는 유체의 속도를 동일하게 한다.In this way, the sum of the cross-sectional area of the first
유로의 분기 때와 마찬가지로 유로의 합류의 경우에도, 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2) 간의 관계를 앞서 언급한 수식 1과 동일한 수식으로 표현할 수 있다.In the case of confluence of the flow paths as in the branching of the flow paths, the relationship between the width W1 and the depth H1 of the first
본 발명은 앞선 실시예와 같이 선택적으로 폭 또는 깊이 하나만을 변경하는 것에 한정되지 않으며, 상기 수식과 같이 제1 방향 유로(151)의 단면적과 제2 방향 유로(152)의 단면적의 합이 동일하도록 각 유동채녈의 폭과 깊이를 동시에 변경하여 형성할 수 있다.The present invention is not limited to changing only one width or depth selectively, as in the previous embodiment, and the sum of the cross-sectional area of the first
이때, 각 유로 내 동일한 속도로 유체가 이동하므로, 각 유로 내 동일한 유량의 반응가스를 분배할 수 있다. 이는 반응 가스의 균일한 반응으로 이어지고, 결과적으로 전류밀도분포를 고르게 하고 전체적인 연료전지 성능의 향상에 이바지한다.At this time, since the fluid moves at the same speed in each passage, it is possible to distribute the reaction gas of the same flow rate in each passage. This leads to a uniform reaction of the reactant gases, resulting in an even current density distribution and contributing to the improvement of the overall fuel cell performance.
한편, 제2 방향 유로(152)의 유체속도가 제1 방향 유로(151)의 유체속도보다 빠르게 하기 위해, 제2 방향 유로(152)의 단면적이 제1 방향 유로(151)의 단면적의 합보다 작게 할 수 있으며, 이를 위해 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2)를 결정한다.Meanwhile, the cross-sectional area of the second
즉, 도 8a와 같이, 제1 방향 유로(151) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W1, W2)은 동일하게 하고, 제2 방향 유로(152)의 깊이(H2)를 제1 방향 유로(151)의 깊이(H1)의 절반 미만을 갖도록 형성할 수 있다.That is, as shown in FIG. 8A, the widths W1 and W2 of the first
또한, 도 8b와 같이, 유로의 폭과 깊이의 관계를 바꾸어, 제1 방향 유로(151) 및 제2 유로의 깊이(H1, H2)는 동일하게 하고, 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)을 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)의 절반 미만을 갖도록 형성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8B, the relationship between the width and the depth of the flow path is changed so that the depths H1 and H2 of the first
이와 같이, 제2 방향 유로(152)의 단면적이 제1 방향 유로(151)의 단면적의 합보다 작도록, 제1 방향 유로(151)의 폭(W1) 또는 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2) 또는 깊이(H2)를 형성하여, 제2 방향 유로(152) 내 유체속도가 제1 방향 유로(151) 내 유체속도보다 빠르게 할 수 있다.Thus, the width W1 or depth H1 of the first
이를 위한 제1 방향 유로(151)의 폭(W1)과 깊이(H1) 및 제2 방향 유로(152)의 폭(W2)과 깊이(H2) 간의 관계는 앞선 수식 2와 동일하게 표현할 수 있다.The relationship between the width W1 and the depth H1 of the first
이처럼 유로의 출구방향으로 갈수록 유체의 속도를 점차적으로 빠르게 하여, 유로 내 발생할 수 있는 플러딩 현상을 제거하고, 이를 통하여 연료전지 성능을 향상시킬 수 있다.As such, the speed of the fluid gradually increases toward the outlet of the flow path, thereby eliminating flooding that may occur in the flow path, thereby improving fuel cell performance.
본 명세서에서 언급된 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교하는 것으로 설명했으나 이에 한정되지 않으며, 제1 방향 및 제2 방향은 서로 다른 방향을 갖기만 하면 된다. The first and second directions mentioned herein are described as being orthogonal to each other, but the present invention is not limited thereto, and the first and second directions may only have different directions.
한편, 매니폴드는 그 형상 또는 구조가 당업자에게 널리 알려진 구조이므로 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략한다.On the other hand, since the shape or structure of the manifold is well known to those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
10 : 연료전지 스택 100 : 단위 전지
130 : 막전극접합체 131 : 전해질막
132 : 산화전극 133 : 환원전극
140, 150 : 분리판 158 : 리브
159 : 유로 151 : 제1 방향 유로
152 : 제2 방향 유로 160 : 가스켓
170 : 유체확산층 210 : 체결판
220 : 집전판
10: fuel cell stack 100: unit cell
130: membrane electrode assembly 131: electrolyte membrane
132: anode 133: cathode
140, 150
159: flow path 151: first direction flow path
152: second direction flow path 160: gasket
170: fluid diffusion layer 210: fastening plate
220: current collector
Claims (4)
상기 유로는 제1 방향으로 진행하는 제1 방향 유로;와
상기 제1 방향 유로에서 분기하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 진행하는 제2 방향 유로;
를 포함하며,
상기 제1 방향 유로 및 상기 제2 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f1의 값이 0을 초과하고 1 이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
N2H2W2=f1(N1H1W1)
단, H1 : 제1 방향 유로의 높이
W1 : 제1 방향 유로의 폭
N1 : 제1 방향 유로 개수
H2 : 제2 방향 유로의 높이
W2 : 제2 방향 유로의 폭
N2 : 제2 방향 유로 개수
f1 : 완화계수A membrane electrode assembly (MEA) including a polymer electrolyte membrane and an anode and a cathode formed on each side thereof, and the anode and the cathode of the membrane electrode assembly respectively face each other, and hydrogen-containing fuel or oxygen-containing gas flows. In a fuel cell stack comprising a pair of separator plates each having a flow path,
The flow path is a first direction flow path running in a first direction; And
A second direction flow path branching in the first direction flow path and traveling in a second direction crossing the first direction;
Including;
The width and width of the first direction flow path and the second direction flow path is a fuel cell stack, characterized in that the value of the relaxation coefficient f1 is greater than 0 and less than or equal to 1, and satisfies the following formula.
N2H2W2 = f1 (N1H1W1)
However, H1: height of the first direction flow path
W1: width of the first direction flow path
N1: number of first flow paths
H2: height of the second direction flow path
W2: width of the second direction flow path
N2: number of flow paths in the second direction
f1: relaxation factor
상기 유로는 제1 방향으로 진행하는 복수의 제1 방향 유로;와
상기 제1 방향 유로에서 합류하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 진행하는 하나의 제2 방향 유로;
를 포함하며,
상기 제1 방향 유로 및 상기 제2 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f1의 값이 0을 초과하고 1 이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
N2H2W2=f1(N1H1W1)
단, H1 : 제1 방향 유로의 높이
W1 : 제1 방향 유로의 폭
N1 : 제1 방향 유로 개수
H2 : 제2 방향 유로의 높이
W2 : 제2 방향 유로의 폭
N2 : 제2 방향 유로 개수
f1 : 완화계수A membrane electrode assembly (MEA) including a polymer electrolyte membrane and an anode and a cathode formed on each side thereof, and the anode and the cathode of the membrane electrode assembly respectively face each other, and hydrogen-containing fuel or oxygen-containing gas flows. In a fuel cell stack comprising a pair of separator plates each having a flow path,
The flow path may include a plurality of first direction flow paths running in a first direction; and
One second direction flow path joined in the first direction flow path and traveling in a second direction crossing the first direction;
Including;
The width and width of the first direction flow path and the second direction flow path is a fuel cell stack, characterized in that the value of the relaxation coefficient f1 is greater than 0 and less than or equal to 1, and satisfies the following formula.
N2H2W2 = f1 (N1H1W1)
However, H1: height of the first direction flow path
W1: width of the first direction flow path
N1: number of first flow paths
H2: height of the second direction flow path
W2: width of the second direction flow path
N2: number of flow paths in the second direction
f1: relaxation factor
상기 유로는 제3 방향으로 진행하는 복수의 제3 방향 유로;와
상기 제3 방향 유로에서 합류하고 상기 제3 방향과 교차하는 제4 방향으로 진행하는 하나의 제4 방향 유로;
를 더 포함하며,
상기 제3 방향 유로 및 상기 제4 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f3의 값이 0을 초과하고 1 이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
N4H4W4=f3(N3H3W3)
단, H3 : 제3 방향 유로의 높이
W3 : 제3 방향 유로의 폭
N3 : 제3 방향 유로 개수
H4 : 제4 방향 유로의 높이
W4 : 제4 방향 유로의 폭
N4 : 제4 방향 유로 개수
f3 : 완화계수The method according to claim 1,
The flow path may include a plurality of third direction flow paths running in a third direction; and
One fourth directional flow path joined in the third directional flow path and traveling in a fourth direction crossing the third direction;
More,
The width and the width of the third and fourth direction flow paths is a fuel cell stack, characterized in that the value of the relaxation coefficient f3 is greater than 0 and less than or equal to 1, and satisfies the following formula.
N4H4W4 = f3 (N3H3W3)
However, H3: height of the third direction flow path
W3: width of the third direction flow path
N3: Number of flow paths in the third direction
H4: height of the fourth direction flow path
W4: width of the fourth direction flow path
N4: Number of flow paths in the fourth direction
f3: relaxation factor
상기 제2 방향 유로에서 분기하고 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 진행하는 복수의 제3 방향 유로;
상기 제3 방향 유로에서 합류하고 상기 제3 방향 유로와 교차하는 제4 방향으로 진행하는 제4 방향 유로;
상기 제4 방향 유로에서 합류하고 상기 제4 방향 유로와 교차하는 제5 방향으로 진행하는 제5 방향 유로;
를 포함하며,
상기 제3 내지 제5 방향 유로의 폭과 넓이는 완화계수 f2, f3, f4의 값이 0을 초과하고 1이하이며, 하기의 수식을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
NiHiWi=f(i-1)N(i-1)H(i-1)W(i-1)
단, Hi : 제i 유로의 높이
Wi : 제i 유로의 폭
Ni : 제i 유로 개수
fi : 완화계수
i : 3, 4, 5 중 어느 하나인 자연수
The method according to claim 1,
A plurality of third direction flow paths branching from the second direction flow paths and traveling in a third direction crossing the second direction;
A fourth directional flow path that joins in the third directional flow path and travels in a fourth direction crossing the third directional flow path;
A fifth directional flow path that joins in the fourth directional flow path and travels in a fifth direction crossing the fourth directional flow path;
Including;
The width and the width of the third to fifth direction flow path is a value of the relaxation coefficient f2, f3, f4 is greater than 0 and less than or equal to 1, the fuel cell stack characterized in that it is set to satisfy the following formula.
NiHiWi = f (i-1) N (i-1) H (i-1) W (i-1)
Where Hi is the height of the i-th flow path
Wi: width of the i-th euro
Ni: Number of i-th flow path
fi: relaxation factor
i: natural number which is one of 3, 4, 5
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110144560A KR101315622B1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Fuelcell stack using branched channel |
PCT/KR2012/011456 WO2013100554A1 (en) | 2011-12-28 | 2012-12-26 | Fuel cell stack using branch flow path |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110144560A KR101315622B1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Fuelcell stack using branched channel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130076118A true KR20130076118A (en) | 2013-07-08 |
KR101315622B1 KR101315622B1 (en) | 2013-10-08 |
Family
ID=48697921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110144560A KR101315622B1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Fuelcell stack using branched channel |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101315622B1 (en) |
WO (1) | WO2013100554A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150140988A (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-17 | 광주과학기술원 | De-ionizing device comprising a plurality of current collectors having different flow channel |
EP3248947A4 (en) * | 2015-03-02 | 2018-07-11 | Nihon Trim Co., Ltd. | Electrolyzed water-generating device |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101806620B1 (en) | 2015-09-23 | 2017-12-07 | 현대자동차주식회사 | Fuel cell stack |
KR102407156B1 (en) | 2020-06-30 | 2022-06-13 | 주식회사 에이치티씨 | Vapor chamber for drone fuel cell and fuel cell stack equipped with them |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3530054B2 (en) | 1999-02-09 | 2004-05-24 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell |
US7935455B2 (en) | 2006-02-27 | 2011-05-03 | GM Global Technology Operations LLC | Balanced hydrogen feed for a fuel cell |
KR100921568B1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-10-12 | (주)퓨얼셀 파워 | Fuel Cell Seperator Having Differential Channel Length of Cooling Passage and Fuel Cell Stack with the Same |
KR100953533B1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-04-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | fuel cell |
KR20110087123A (en) * | 2010-01-25 | 2011-08-02 | 인제대학교 산학협력단 | Bipolar plate for fuel cell comprising sub channel |
-
2011
- 2011-12-28 KR KR1020110144560A patent/KR101315622B1/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-12-26 WO PCT/KR2012/011456 patent/WO2013100554A1/en active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150140988A (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-17 | 광주과학기술원 | De-ionizing device comprising a plurality of current collectors having different flow channel |
EP3248947A4 (en) * | 2015-03-02 | 2018-07-11 | Nihon Trim Co., Ltd. | Electrolyzed water-generating device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101315622B1 (en) | 2013-10-08 |
WO2013100554A1 (en) | 2013-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10727511B2 (en) | Fuel cell | |
RU2262160C2 (en) | Fuel cell bank using solid polymeric electrolyte, fuel cell battery, and fuel cell bank operating process | |
KR20190002548A (en) | A bipolar plate having a reactant gas channel with variable cross-sectional area, a fuel cell stack, and a vehicle with such a fuel cell stack | |
KR100798451B1 (en) | Fuel cell separator and fuel cell stack and reactant gas control method thereof | |
US9373853B2 (en) | Fuel cell employing multiple reactant supply passages | |
JP2015207549A (en) | Separation plate and fuel cell including the same | |
KR101315622B1 (en) | Fuelcell stack using branched channel | |
KR20180068657A (en) | Separator for fuel cell and fuel cell stack using the same | |
EP2330668B1 (en) | Polymer electrolyte fuel cell and fuel cell stack provided with same | |
US8101322B2 (en) | Constant channel cross-section in a PEMFC outlet | |
KR101013853B1 (en) | Separator for fuel cell | |
CN110137529A (en) | Fuel cell unit | |
JP2006294503A (en) | Fuel battery and gas separator for the same | |
KR101724972B1 (en) | Fuel battery cell | |
JP5358473B2 (en) | Fuel cell structure and separator plate for use in this structure | |
EP3576200B1 (en) | Fuel cell stack | |
KR100874072B1 (en) | Separator and fuel cell stack using the same | |
KR20090059393A (en) | Fuel cell seperator having differential channel length of cooling passage and fuel cell stack with the same | |
JP2008140721A (en) | Fuel cell and separator used for fuel cell | |
JP2007005222A (en) | Fuel cell and separator for fuel cell | |
JP2020107397A (en) | Fuel battery cell | |
JP2010034005A (en) | Fuel cell | |
KR100651216B1 (en) | Bipolar plate used in proton exchange membrane fuel cells having cooling channels | |
KR102540924B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP2010186659A (en) | Fuel battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |