KR20160027378A - Metal separator for polymer electrolyte fuel cell and method for producing the same - Google Patents

Metal separator for polymer electrolyte fuel cell and method for producing the same Download PDF

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KR20160027378A
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김동응
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Abstract

Provided is a metal separation plate for a polymer electrolyte fuel cell, comprising a stainless steel substrate including a passive state coating layer on the surface, wherein the passive state coating layer includes 10-20 wt% of chrome oxide and 20-40 wt% of iron oxide. Provided in an embodiment of the present invention is the metal separation plate for a polymer electrolyte fuel cell simultaneously having excellent corrosion resistance and a low contact resistance.

Description

고분자전해질 연료전지용 금속분리판 및 제조방법{METAL SEPARATOR FOR POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell,

고분자전해질 연료전지용 금속분리판 및 제조방법에 관한 것이다.
To a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell and a manufacturing method thereof.

고분자전해질 연료전지는 수소이온교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서, 다른 종류의 연료전지들에 비해 작동 온도가 낮고 에너지 효율이 높고 전류밀도 및 출력밀도가 크며 시동시간이 짧으면서 부하변화에 대한 응답이 빠른 특성이 있다.A polymer electrolyte fuel cell (FEP) is a fuel cell that uses a polymer membrane with hydrogen ion exchange properties as an electrolyte. It has a lower operating temperature, higher energy efficiency, higher current density and higher output density than other types of fuel cells, There is a fast response to change.

고분자전해질 연료전지에 사용되는 분리판(Bipolar Plate 또는 Separator)는 수소와 산소가 흐를 수 있는 채널이 형성된 구조로서, 각각의 단위전지를 분리해주고, MEA(Membrane Electrode Assembly)의 지지체 역할, 수소와 산소가 흐를 수 있는 경로 제공, 생성된 에너지를 전달하는 전류 집전체로서의 역할을 수행할 수 있다.A bipolar plate or separator used in a polymer electrolyte fuel cell is a structure in which hydrogen and oxygen flow channels are formed. Each unit cell is separated and serves as a support for a membrane electrode assembly (MEA) And can serve as a current collector for transferring the generated energy.

이러한 고분자전해질 연료전지에 사용되는 분리판은 높은 내부식성 및 낮은 접촉 저항이 요구되고, 이를 충족하기 위해 금속 코팅을 하였으나, 금, 백금 등의 경우 가격경쟁력이 현저히 떨어지고 니켈 또는 구리 등의 경우에는 접촉 저항을 낮은 수준으로 구현하지 못하고 일부의 경우 내부식성이 오히려 악화되는 문제가 있다.
The separator used in such a polymer electrolyte fuel cell is required to have high corrosion resistance and low contact resistance and is coated with a metal to meet this requirement. However, in the case of gold or platinum, the cost competitiveness is significantly lowered. In the case of nickel or copper, The resistance can not be realized at a low level, and in some cases, corrosion resistance is deteriorated.

본 발명의 일 구현예는 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 동시에 구현하는 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell which simultaneously realizes excellent corrosion resistance and low contact resistance.

본 발명의 다른 구현예는 상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention provides a method of manufacturing a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell.

본 발명의 일 구현예에서, 표면에 부동태 피막이 형성된 스테인리스강 재질의 기판을 포함하고, 상기 부동태 피막이 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 크롬산화물 및 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 철산화물을 포함하는 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제공한다. In one embodiment of the invention, the passive film comprises a stainless steel substrate having a passive coating on its surface, wherein the passive coating comprises about 10% to about 20% by weight of chromium oxide and about 20% to about 40% The present invention also provides a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell.

상기 부동태 피막은 질산 및 불산의 혼합 용액으로 표면 처리하여 형성될 수 있다.The passive film may be formed by surface treatment with a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid.

상기 표면 처리가 스테인리스강 재질의 기판을 상기 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하여 수행되고, 상기 표면 처리가 수행되는 동안 상기 혼합 용액을 교반할 수 있다.The surface treatment is performed by immersing a substrate made of stainless steel in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, and the mixed solution may be stirred while the surface treatment is performed.

상기 혼합 용액은 약 35 중량% 내지 약 99.999 중량%의 질산을 포함할 수 있다.The mixed solution may contain about 35 wt% to about 99.999 wt% nitric acid.

상기 혼합 용액은 약 0.001 중량% 내지 약 65 중량%의 불산을 포함할 수 있다.The mixed solution may contain about 0.001 wt% to about 65 wt% of hydrofluoric acid.

상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판이 차량의 연료전지에 적용될 수 있다.The metal separator for a polymer electrolyte fuel cell can be applied to a fuel cell of a vehicle.

상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판은 접촉 저항이 약 12mΩ·cm2 이하일 수 있다.The metal separator for a polymer electrolyte fuel cell may have a contact resistance of about 12 m? · Cm 2 or less.

상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판은 부식전류 밀도가 약 1μA/cm2 이하일 수 있다.The metal separator for a polymer electrolyte fuel cell may have a corrosion current density of about 1 μA / cm 2 or less.

상기 부동태 피막의 두께가 약 0.1nm 내지 약 30nm일 수 있다.The thickness of the passive film may be about 0.1 nm to about 30 nm.

상기 기판의 두께가 약 0.05mm 내지 약 0.2mm일 수 있다.The thickness of the substrate may be between about 0.05 mm and about 0.2 mm.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 스테인리스강 재질의 기판을 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하여 표면 처리하는 단계;를 포함하는 고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell, comprising the steps of: immersing a substrate made of stainless steel in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid;

상기 기판을 표면 처리하는 동안 상기 혼합 용액을 교반할 수 있다.The mixed solution may be stirred during the surface treatment of the substrate.

상기 혼합 용액을 약 500rpm 내지 약 800rpm으로 교반할 수 있다.The mixed solution may be stirred at about 500 rpm to about 800 rpm.

상기 표면 처리는 약 10℃ 내지 약 50℃에서 수행할 수 있다.The surface treatment may be carried out at about 10 캜 to about 50 캜.

상기 표면 처리는 약 0.5시간 내지 약 4시간 동안 수행할 수 있다.The surface treatment may be performed for about 0.5 hour to about 4 hours.

상기 기판을 침지하기 전 상기 기판을 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include cleaning the substrate before dipping the substrate.

상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판은 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 동시에 구현할 수 있다.
The metal separator for a polymer electrolyte fuel cell can achieve excellent corrosion resistance and low contact resistance at the same time.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. In the drawings, for the convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
Hereinafter, the formation of any structure in the "upper (or lower)" or the "upper (or lower)" of the substrate means that any structure is formed in contact with the upper surface (or lower surface) of the substrate However, the present invention is not limited to not including other configurations between the substrate and any structure formed on (or under) the substrate.

본 발명의 일 구현예에서, 표면에 부동태 피막이 형성된 스테인리스강 재질의 기판을 포함하고, 상기 부동태 피막이 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 크롬산화물 및 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 철산화물을 포함하는 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제공한다. In one embodiment of the invention, the passive film comprises a stainless steel substrate having a passive coating on its surface, wherein the passive coating comprises about 10% to about 20% by weight of chromium oxide and about 20% to about 40% The present invention also provides a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell.

상기 부동태 피막이란 예를 들어, 상기 기판의 표면이 산 용액과 접촉하여 산화 반응, 환원반응 등을 통해 상기 기판의 표면에 형성된 산화 피막을 의미하고, 상기 산화 피막은 외부와 상기 산화 피막의 하부에 존재하는 금속의 접촉을 차단하므로 불활성 피막이라고도 한다.The passive film means, for example, an oxide film formed on the surface of the substrate through the oxidation reaction, reduction reaction or the like in which the surface of the substrate is in contact with an acid solution, and the oxide film is formed on the outside of the oxide film It is also referred to as an inert film because it blocks the contact of the existing metal.

일반적으로 연료전지용 금속분리판의 내부식성을 높이고 접촉 저항을 낮추기 위해 기판의 표면에 금속 코팅을 형성하고 있으나, 금 또는 백금 등의 경우 가격경쟁력이 현저히 떨어지고, 니켈 또는 구리 등의 경우 접촉 저항을 충분히 낮추기 어렵고 일부의 경우 오히려 접촉 저항이 증가하는 문제가 있다. Generally, a metal coating is formed on the surface of a substrate in order to enhance the corrosion resistance of a metal separator for a fuel cell and lower the contact resistance. However, in the case of gold or platinum, the cost competitiveness is remarkably decreased. In the case of nickel or copper, There is a problem that contact resistance is rather increased in some cases.

구체적으로, 연료전지용 금속분리판이 차량의 연료전지, 예를 들어 차량의 수소 연료전지 등에 적용되는 경우 사용 과정에서 단위 셀의 체결시 포함되는 나피온(nafion) 막 등에 의해 황산 및 불산이 생성되고, 그에 따라, 연료전지용 금속분리판의 부식을 더욱 촉진할 수 있다. 또한, 차량의 연료전지에 적용되는 경우에는 장착되는 공간이 좁아 사용되는 단위 셀의 개수가 제한되어야 하므로 전기적 특정이 저하된다.Specifically, when the metal separator for a fuel cell is applied to a fuel cell of a vehicle, for example, a hydrogen fuel cell of a vehicle, sulfuric acid and hydrofluoric acid are produced by a nafion membrane or the like included in the unit cell during use, Accordingly, the corrosion of the metal separator for fuel cells can be further promoted. Further, in the case of applying to a fuel cell of a vehicle, the space to be mounted is narrow and the number of unit cells to be used is limited, so that the electrical specification is degraded.

이에, 본 발명의 일 구현예에서는, 스테인리스강 재질의 기판을 사용하여 내충격성 및 가스밀폐성을 높은 수준으로 유지하면서, 상기 기판의 표면에 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 크롬산화물 및 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 철산화물을 포함하는 부동태 피막을 형성하여 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다. Thus, in one embodiment of the present invention, a stainless steel substrate is used to provide a surface of the substrate with about 10% to about 20% by weight of chromium oxide and about 20% To about 40% by weight of iron oxides, thereby providing excellent corrosion resistance and low contact resistance at the same time.

그에 따라, 상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판은 전술한 바와 같이 차량의 연료전지로 적용되는 경우라도 부식이 효과적으로 억제되면서 접촉 저항이 감소되어 내구성 및 전기적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, even when the metal separator for a polymer electrolyte fuel cell is applied to a fuel cell of a vehicle as described above, the corrosion resistance is effectively suppressed and the contact resistance is reduced, so that the durability and electrical characteristics can be further improved.

도 1은 상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판(100)의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판(100)은 표면에 부동태 피막(120)이 형성된 스테인리스강 재질의 기판(110)을 포함하고, 상기 부동태 피막(120)이 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 크롬산화물 및 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 철산화물을 포함한다. 1 schematically shows a cross-sectional view of a metal separator plate 100 for a polymer electrolyte fuel cell. The metal separator plate 100 for a polymer electrolyte fuel cell includes a stainless steel substrate 110 having a passive film 120 formed on a surface thereof and the passive film 120 comprises about 10% Chromium oxide and about 20% to about 40% iron oxide by weight.

상기 부동태 피막(120)은 질산 및 불산의 혼합 용액으로 표면 처리하여 형성될 수 있다. 이와 같이, 상기 스테인리스강 재질의 기판(110)을 질산 및 불산의 혼합 용액으로 표면 처리하는 경우 상기 스테인리스강 재질의 기판(110)의 표면에서 크롬의 함량이 감소하면서 크롬산화물의 함량이 증가하는 반면, 철의 함량이 증가하면서 철산화물의 함량이 감소하는 등의 산화 반응, 환원 반응 등이 일어나면서 상기 부동태 피막(120)이 형성될 수 있다. The passive film 120 may be formed by surface treatment with a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid. When the substrate 110 made of stainless steel is surface-treated with a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, the content of chromium increases and the content of chromium oxide increases on the surface of the stainless steel substrate 110 , The passivation film 120 may be formed while an oxidation reaction or a reduction reaction occurs such that the content of iron oxide is decreased while the content of iron is increased.

그에 따라, 표면 처리되지 않은 상기 스테인리스강 재질의 기판(110)의 표면 조성과 비교하여, 상기 질산 및 불산의 혼합 용액으로 표면 처리한 이후 상기 기판(110)의 표면에 형성된 상기 부동태 피막(120) 내에서는 크롬이 산화되어 내부식성이 높은 크롬산화물의 함량이 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 높은 수준으로 증가하면서 철이 환원되어 전기전도도가 낮은 철산화물의 함량이 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 낮은 수준으로 감소함으로써 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 동시에 구현할 수 있다.The surface of the passive film 120 formed on the surface of the substrate 110 after the surface treatment with the mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid is compared with the surface composition of the substrate 110 of the stainless steel material not subjected to the surface treatment, The chromium is oxidized to increase the content of the highly corrosion resistant chromium oxide to a high level of about 10 wt% to about 20 wt% while iron is reduced so that the content of iron oxide having low electrical conductivity is about 20 wt% to about 40 wt% %, So that excellent corrosion resistance and low contact resistance can be realized at the same time.

상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판(100)이 차량의 연료전지에 적용될 수 있다. 상기 차량의 연료전지는 이 기술분야에서 공지된 종류를 다양하게 사용할 수 있고, 예를 들어, 차량의 수소 연료전지일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The metal separator plate 100 for a polymer electrolyte fuel cell can be applied to a fuel cell of a vehicle. The fuel cell of the vehicle may be of various types known in the art, and may be, for example, a hydrogen fuel cell of a vehicle, but is not limited thereto.

전술한 바와 같이, 차량의 연료 전지, 예를 들어 차량의 수소 연료 전지의 경우 사용 과정에서 생성된 황산 및 불산에 의해 금속분리판(100)의 부식이 더욱 촉진되고, 또한, 장착되는 공간이 좁아 사용되는 단위 셀의 개수가 제한되어야 하는 문제가 있다.As described above, in the case of a fuel cell of a vehicle, for example, a hydrogen fuel cell of a vehicle, the corrosion of the metal separator 100 is further promoted by sulfuric acid and hydrofluoric acid produced during use, There is a problem that the number of unit cells used must be limited.

이에, 일 구현예에서는 상기 스테인리스강 재질의 기판(110)의 표면을 질산 및 불산의 혼합 용액으로 표면 처리하여 내부식성이 우수하고 접촉 저항이 낮은 부동태 피막(120)을 형성함으로써 예를 들어, 차량의 연료전지에 적용되는 경우라도 장기간 우수한 내구성 및 우수한 전기적 특성을 구현할 수 있다.Accordingly, in one embodiment, the surface of the substrate 110 made of stainless steel is surface-treated with a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid to form a passive film 120 having excellent corrosion resistance and low contact resistance, Even when applied to a fuel cell of the present invention, excellent durability and excellent electrical characteristics can be realized for a long period of time.

상기 표면 처리가 스테인리스강 재질의 기판(110)을 상기 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하여 수행되고, 상기 표면 처리가 수행되는 동안 상기 혼합 용액을 교반할 수 있다. The surface treatment is performed by immersing the substrate 110 made of stainless steel in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, and the mixed solution may be stirred while the surface treatment is performed.

이와 같이, 교반을 시킴으로써 상기 기판(110)의 표면을 균일하게 표면 처리하여 상기 기판(110)의 표면에 상기 부동태 피막(120)을 전체적으로 균일하게 형성할 수 있어, 상기 기판(110)의 표면 전체에서 높은 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 상대적으로 일정한 수준으로 구현할 수 있다. 즉, 상기 기판(110)의 표면에 표면 처리가 되지 않아 부동태 피막(120)이 형성되지 않은 부분이 발생하지 않도록 방지함으로써 부분적인 결함이 발생되는 문제를 효과적으로 개선할 수 있다.The surface of the substrate 110 can be uniformly surface-treated by stirring so that the passive film 120 can be uniformly formed on the surface of the substrate 110 as a whole, High corrosion resistance and low contact resistance can be achieved at a relatively constant level. In other words, since the surface of the substrate 110 is not subjected to the surface treatment, portions where the passive film 120 is not formed are prevented from being generated, thereby effectively solving the problem of partial defects.

상기 혼합 용액은 예를 들어, 약 35 중량% 내지 약 99.999 중량%를 포함할 수 있고, 구체적으로 약 35 중량% 내지 약 65 중량%의 질산을 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 질산을 포함함으로써 상기 기판(110)의 표면을 충분히 부동태화시킴으로써 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 구현할 수 있다. The mixed solution may comprise, for example, from about 35 wt% to about 99.999 wt%, and specifically from about 35 wt% to about 65 wt% nitric acid. By including nitric acid in the content within the above range, the surface of the substrate 110 can be sufficiently passivated, whereby excellent corrosion resistance and low contact resistance can be realized.

상기 혼합 용액은 예를 들어, 약 0.001 중량% 내지 약 65 중량%의 불산을 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 불산을 포함함으로써 상기 기판(110)의 표면을 안정적으로 부동태화시키면서 표면 손상을 방지할 수 있다. The mixed solution may contain, for example, from about 0.001 wt% to about 65 wt% of hydrofluoric acid. By including hydrofluoric acid in the content within the above range, the surface of the substrate 110 can be stably passivated while surface damage can be prevented.

또한, 상기 혼합 용액은 증류수를 포함하지 않거나 또는, 증류수를 더 포함할 수 있다. 상기 증류수가 더 포함되는 경우 함량은 발명의 목적 및 기능에 따라 달라질 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.In addition, the mixed solution may not contain distilled water, or may further include distilled water. When the distilled water is further included, the content may vary depending on the purpose and function of the invention, and is not particularly limited.

또한, 상기 혼합 용액은 전이금속계 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 전이금속계 촉매는 이 기술분야에서 공지된 종류를 사용할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.In addition, the mixed solution may further include a transition metal-based catalyst. The transition metal catalyst may be of any kind known in the art and is not particularly limited.

일 구현예에서, 상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판(100)은 접촉 저항이 예를 들어, 약 12mΩ·cm2 이하일 수 있고, 구체적으로, 약 1mΩ·cm2 내지 약 10mΩ·cm2일 수 있다. 상기 범위 내의 접촉 저항을 가짐으로써 우수한 전기적 특성을 구현하여, 연료전지 내에서 전자가 원활히 이동하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. In one embodiment, the metal separator 100 for a polymer electrolyte fuel cell may have a contact resistance of, for example, less than or equal to about 12 m OMEGA .cm 2 , and more specifically from about 1 m OMEGA -cm 2 to about 10 m OMEGA -cm 2 . By having the contact resistance within the above range, it is possible to realize excellent electrical characteristics, so that electrons can smoothly move in the fuel cell to improve energy efficiency.

상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판(100)은 부식전류 밀도가 예를 들어, 약 1μA/cm2 이하일 수 있고, 구체적으로 약 0.001μA/cm2 내지 약 0.8μA/cm2일 수 있다. 상기 범위 내의 부식전류 밀도를 가짐으로써 상기 금속분리판(100)으로부터 금속이 용출되는 현상을 방지하여 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다. The polymer electrolyte fuel cell, the metal bipolar plate 100 include, for example, the corrosion current density, can be up to about 2 1μA / cm, can be specifically from about 0.001μA / cm 2 to about 0.8μA / cm 2. By having the corrosion current density within the above range, the metal is prevented from being eluted from the metal separator 100, and long-term durability can be realized.

상기 부동태 피막(120)의 두께가 약 0.1nm 내지 약 30nm일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 기판(110)의 표면을 충분하고 안정적으로 부동태화시킬 수 있어 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 구현하면서 표면 손상을 방지할 수 있고 또한, 상기 기판(110)에서 상기 부동태 피막(120)이 형성되지 않은 부분의 두께를 충분히 확보하여 내충격성 및 가스밀폐성을 높은 수준으로 유지할 수 있다.The thickness of the passive film 120 may be about 0.1 nm to about 30 nm. By having the thickness within the above range, the surface of the substrate 110 can be sufficiently and stably passivated, and excellent corrosion resistance and low contact resistance can be realized, and surface damage can be prevented. Further, The thickness of the portion where the passive film 120 is not formed is sufficiently secured, and the impact resistance and gas tightness can be maintained at a high level.

상기 기판(110)의 두께(dt)가 약 0.05mm 내지 약 0.2mm일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 금속분리판(100)의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서도 충분한 내충격성 및 가스밀폐성을 구현할 수 있다. 상기 기판(110)의 두께(dt)는 상기 부동태 피막(120)이 형성된 기판(110)의 전체 두께(dt)를 의미한다.
The thickness d t of the substrate 110 may be about 0.05 mm to about 0.2 mm. By having a thickness within the above range, sufficient impact resistance and gas tightness can be realized without excessively increasing the thickness of the metal separator 100. The thickness d t of the substrate 110 means the total thickness d t of the substrate 110 on which the passive film 120 is formed.

본 발명의 다른 구현예에서, 스테인리스강 재질의 기판을 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하여 표면 처리하는 단계을 포함하는 고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법에 의해 일 구현예에서 전술한 고분자전해질용 금속분리판을 제조할 수 있다. In another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell, comprising the step of immersing a substrate made of stainless steel in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid to perform a surface treatment. According to the above production method, the metal separator for a polymer electrolyte described above can be produced in one embodiment.

상기 제조방법에서, 스테인리스강 재질의 기판을 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하여 표면 처리할 수 있고, 그에 따라 상기 기판의 표면에 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 크롬산화물 및 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 철산화물을 포함하는 부동태 피막을 형성할 수 있다.In the above manufacturing method, a substrate made of stainless steel can be surface-treated by immersing it in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, so that a surface of the substrate is coated with about 10% by weight to about 20% by weight of chromium oxide and about 20% To about 40% by weight of iron oxide.

상기 제조방법에 의해 제조된 고분자전해질용 금속분리판은 스테인리스강 재질의 기판을 사용하여 내충격성 및 가스밀폐성을 높은 수준으로 유지하면서, 상기 기판의 표면에 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 크롬산화물 및 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 철산화물을 포함하는 부동태 피막을 형성하여 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다. The metal separator for a polymer electrolyte manufactured by the above-described method uses a stainless steel substrate to maintain a high level of impact resistance and gas tightness, while applying a chromium (Cr) content of about 10 wt% to about 20 wt% Oxide and about 20 wt.% To about 40 wt.% Of iron oxide, thereby providing excellent corrosion resistance and low contact resistance at the same time.

그에 따라, 상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판은 차량의 연료전지로 적용되는 경우라도 부식이 효과적으로 억제되면서 접촉 저항이 감소되어 내구성 및 전기적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, even when the metal separator for a polymer electrolyte fuel cell is applied to a fuel cell of a vehicle, the corrosion resistance is effectively suppressed, and the contact resistance is reduced, so that the durability and electrical characteristics can be further improved.

상기 질산 및 불산의 혼합 용액은 질산 및 불산을 혼합하고 교반하여 준비할 수 있고, 또한, 전이금속계 촉매, 증류수 등을 더 혼합하고 교반하여 준비할 수 있다. 상기 증류수 및 상기 전이금속계 촉매는 일 구현예에서 전술한 바와 같다.The mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid may be prepared by mixing and stirring nitric acid and hydrofluoric acid, and further, a transition metal catalyst, distilled water, and the like may be further mixed and stirred. The distilled water and the transition metal-based catalyst are as described above in one embodiment.

상기 혼합 용액은 예를 들어, 약 35 중량% 내지 약 99.999 중량%의 질산을 혼합할 수 있고, 구체적으로 약 35 중량% 내지 약 65 중량%의 질산을 혼합하여 준비할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 질산을 혼합함으로써 상기 기판의 표면을 충분히 부동태화시킴으로써 우수한 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 구현할 수 있다. The mixed solution may be prepared, for example, by mixing about 35 wt% to about 99.999 wt% of nitric acid, specifically, about 35 wt% to about 65 wt% of nitric acid. By mixing the nitric acid with the content within the above range, the surface of the substrate is sufficiently passivated, whereby excellent corrosion resistance and low contact resistance can be realized.

상기 혼합 용액은 예를 들어, 약 0.001 중량% 내지 약 65 중량%의 불산을 혼합할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 불산을 혼합함으로써 상기 기판의 표면을 안정적으로 부동태화시키면서 표면 손상을 방지할 수 있다. The mixed solution may, for example, be mixed with about 0.001 wt% to about 65 wt% of hydrofluoric acid. By mixing hydrofluoric acid with the content within the above range, the surface of the substrate can be stably passivated while preventing surface damage.

또한, 상기 기판을 표면 처리하는 동안 상기 혼합 용액을 교반할 수 있다. Further, the mixed solution may be stirred during the surface treatment of the substrate.

이와 같이, 교반을 시킴으로써 상기 기판의 표면을 균일하게 표면 처리하여 상기 기판의 표면에 상기 부동태 피막을 전체적으로 균일하게 형성할 수 있어, 상기 기판의 표면 전체에서 높은 내부식성 및 낮은 접촉 저항을 상대적으로 일정한 수준으로 구현할 수 있다. 즉, 상기 기판의 표면에 표면 처리가 되지 않아 부동태 피막이 형성되지 않은 부분이 발생하지 않도록 방지함으로써 부분적인 결함이 발생되는 문제를 효과적으로 개선할 수 있다.As described above, by stirring, the surface of the substrate can be uniformly surface-treated to uniformly form the passive film on the surface of the substrate as a whole, so that the corrosion resistance and the low contact resistance of the entire surface of the substrate are relatively constant Level. That is, since the surface of the substrate is not subjected to the surface treatment, a portion where no passive film is formed is prevented from being generated, thereby effectively solving the problem of generating partial defects.

상기 혼합 용액을 약 500rpm 내지 약 800rpm으로 교반할 수 있다. 상기 범위 내의 교반 속도로 교반함으로써 상기 기판의 표면에 전체적으로 부동태 피막을 충분히 균일하게 형성할 수 있으면서 우수한 표면 외관을 구현할 수 있다. 약 500rpm 미만의 경우 교반이 적절히 진행되지 않고 교반 시간이 길어져 생산성이 저하되며, 약 800rpm 초과의 경우 상기 기판의 표면에 회오리 모양의 흔적이 남을 수 있어 외관상 문제를 초래할 우려가 있다.The mixed solution may be stirred at about 500 rpm to about 800 rpm. By stirring at a stirring speed within the above range, a passive film can be formed uniformly on the entire surface of the substrate, and a superior surface appearance can be realized. If the temperature is less than about 500 rpm, agitation may not proceed properly and the agitation time may become longer to reduce the productivity. If the temperature exceeds about 800 rpm, traces of a whirl-like pattern may remain on the surface of the substrate.

상기 제조방법에서, 상기 표면 처리는 약 10℃ 내지 약 50℃에서 수행할 수 있다. 상기 범위 내의 온도에서 수행함으로써 상기 기판의 표면에서, 산화, 환원 반응 등이 적절히 진행되어 부동태 피막이 원활하게 형성될 수 있으면서 강산 증기 등의 발생을 방지하여 우수한 작업성을 구현할 수 있다. 상기 표면 처리는 약 0.5시간 내지 약 4시간 동안 수행할 수 있다. 상기 범위 내의 시간 동안 수행함으로써 상기 기판의 표면에 전체적으로 부동태 피막을 충분히 균일하게 형성할 수 있으면서 적절한 두께로 형성하여 우수한 전기적 특성을 구현할 수 있고, 상기 기판의 표면을 손상시키지 않을 수 있다. In the above manufacturing method, the surface treatment may be performed at about 10 캜 to about 50 캜. By performing the reaction at a temperature within the above-mentioned range, the oxidation, reduction reaction, and the like proceed appropriately on the surface of the substrate, the passive film can be smoothly formed, and the occurrence of strong acid vapor can be prevented. The surface treatment may be performed for about 0.5 hour to about 4 hours. By performing the process for the time within the above range, the passive film can be formed uniformly on the entire surface of the substrate, while being formed to an appropriate thickness, thereby realizing excellent electrical characteristics and not damaging the surface of the substrate.

일반적으로 스테인리스강의 표면에는 그리스(grease), 냉각유(coolant) 또는 기타 약품 등이 묻어 있어 표면 처리를 방해할 수 있고, 예를 들어, 그리스는 질산 등과 반응하여 표면에 기포를 형성하여 모이게 함으로써 질산 등과 스테인리스강의 부동태화 반응을 방해하고, 그리스, 냉각유, 기타 약품 등은 산 용액 내의 염소 이온의 농도를 높이는 등으로 오염시켜 부동태화 반응을 방해하여 부동태화 피막의 특성을 저하시킨다. Generally, the surface of the stainless steel is covered with grease, coolant or other chemicals, which may interfere with the surface treatment. For example, grease reacts with nitric acid to form bubbles on the surface, Etc., and the corrosion of stainless steel, and the grease, cooling oil, and other chemicals contaminate the passivation reaction by increasing the concentration of chlorine ions in the acid solution, etc., thereby deteriorating the properties of the passivated coating.

상기 제조방법에서, 상기 기판을 침지하기 전 상기 기판을 세정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 그에 따라 상기 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지된 상기 기판의 표면에서 더욱 균일하게 부동태화 반응이 일어남으로써 상기 부동태 피막을 전체적으로 더욱 균일하게 형성할 수 있다. The method may further include cleaning the substrate before immersing the substrate so that a more uniform passivation reaction occurs on the surface of the substrate immersed in the mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid It is possible to more uniformly form the passive film as a whole.

또한, 상기 기판의 표면에 묻어있는 그리스, 냉각유, 기타 약품 등에 의해 질산 및 불산의 혼합 용액 내에서 염소 이온, 기타 불순물 등의 농도가 높아지는 등으로 상기 혼합 용액의 조성이 변화되는 현상을 방지하여 상기 부동태 피막을 더욱 효과적으로 형성하여 우수한 내부식성 및 우수한 전기적 특성을 구현할 수 있다. Further, the composition of the mixed solution may be prevented from changing due to a concentration of chlorine ions or other impurities in the mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid due to grease, cooling oil, or other chemicals on the surface of the substrate The passive film can be formed more effectively and excellent corrosion resistance and excellent electrical characteristics can be realized.

상기 세정하는 단계는 이 기술분야에서 공지된 건식 또는 습식 세정 방법을사용하여 수행될 수 있다.The cleaning step may be performed using a dry or wet cleaning method known in the art.

상기 세정하는 단계는 탈지(脫脂)공정에 의해 수행될 수 있고, 예를 들어, 용제탈지법, 에멀젼탈지법, 알칼리탈지법, 전해탈지법, 초음파탈지법 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The cleaning step may be performed by a degreasing step. For example, a solvent degreasing method, an emulsion degreasing method, an alkali degreasing method, a transfer pretreatment method, an ultrasonic degreasing method, or the like may be used, no.

상기 제조방법에 의해 제조된 고분자전해질 연료전지용 금속분리판은 접촉 저항이 예를 들어, 약 12mΩ·cm2 이하일 수 있고, 구체적으로, 약 1mΩ·cm2 내지 약 10mΩ·cm2일 수 있다. 상기 범위 내의 접촉 저항을 가짐으로써 우수한 전기적 특성을 구현하여, 연료전지 내에서 전자가 원활히 이동하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.The metal separator for a polymer electrolyte fuel cell produced by the above-described method may have a contact resistance of, for example, about 12 m? · Cm 2 or less, specifically about 1 m? · Cm 2 to about 10 m? · Cm 2 . By having the contact resistance within the above range, it is possible to realize excellent electrical characteristics, so that electrons can smoothly move in the fuel cell to improve energy efficiency.

상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판은 부식전류 밀도가 예를 들어, 약 1μA/cm2 이하일 수 있고, 구체적으로 약 0.001μA/cm2 내지 약 0.8μA/cm2일 수 있다. 상기 범위 내의 부식전류 밀도를 가짐으로써 상기 금속분리판으로부터 금속이 용출되는 현상을 방지하여 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
The polymer electrolyte fuel cell, the metal bipolar plate is, for example, the corrosion current density, can be up to about 2 1μA / cm, can be specifically from about 0.001μA / cm 2 to about 0.8μA / cm 2. By having a corrosion current density within the above range, the metal can be prevented from being eluted from the metal separator, thereby achieving excellent durability for a long period of time.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐이고 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. The following embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(( 실시예Example ))

실시예Example 1  One

10cmⅩ20cm의 크기로 스테인리스강 기판을 준비하고, 또한 질산 50 중량% 및 불산 0.001 중량%를 혼합 및 교반하여 질산 및 불산의 혼합 용액을 준비하였다.A stainless steel substrate having a size of 10 cm X 20 cm was prepared, and a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid was prepared by mixing and stirring 50 wt% of nitric acid and 0.001 wt% of hydrofluoric acid.

상기 혼합 용액을 상온 하에서 800rpm의 교반 속도로 교반하면서 상기 기판을 2시간 동안 침지하여 표면 처리를 수행함으로써 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제조하였다.
The mixed solution was immersed in the substrate for 2 hours while stirring at a stirring speed of 800 rpm at room temperature to prepare a metal separator for a polymer electrolyte fuel cell.

실시예 2 (세정 단계를 추가함) Example 2 (addition of cleaning step)

스테인리스강 기판을 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하기 이전 상기 기판을 탈지 용액에 침지하고, 55℃의 온도에서 5분 동안 세정 처리를 수행하고, 이어서 증류수로 세정한 후 에어건(air gun)으로 물기를 제거하는 세정 단계를 추가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제조하였다.
The substrate was immersed in a degreasing solution before the stainless steel substrate was immersed in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, and the substrate was cleaned at a temperature of 55 ° C for 5 minutes. Subsequently, the substrate was washed with distilled water, A metal separator for a polymer electrolyte fuel cell was prepared by the same conditions and procedures as those in Example 1,

실시예 3 (표면 처리 동안 교반을 하지 않음) Example 3 (no agitation during surface treatment)

혼합 용액을 교반하지 않고 기판을 침지하여 표면 처리를 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제조하였다.
A metal separator for a polymer electrolyte fuel cell was prepared in the same manner as in Example 1, except that the substrate was immersed in the mixed solution without stirring to perform the surface treatment.

비교예 1 (표면 처리를 수행하지 않음) Comparative Example 1 (surface treatment not performed)

표면 처리를 수행하지 않고, 10cmⅩ20cm의 크기로 스테인리스강 기판으로 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제조하였다.
A metal separator for a polymer electrolyte fuel cell was fabricated on a stainless steel substrate with a size of 10 cm × 20 cm without surface treatment.

비교예 2 (불산을 포함하지 않고, 질산을 포함하는 산용액으로 표면 처리를 수행함) Comparative Example 2 (Surface treatment with an acid solution containing nitric acid, not including hydrofluoric acid)

스테인리스강 기판을 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하지 않고, 질산 90 중량% 및 증류수 10 중량%를 포함하는 산용액에 침지하여 표면 처리를 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 고분자전해질 연료전지용 금속분리판을 제조하였다.
Except that the stainless steel substrate was immersed in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid and immersed in an acid solution containing 90 wt% of nitric acid and 10 wt% of distilled water to perform surface treatment, A metal separator for polymer electrolyte fuel cell was fabricated.

평가evaluation

실시예 1-3 및 비교예 1,2의 고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 접촉 저항 및 부식전류 밀도를 측정하였다. 구체적으로, 상기 접촉 저항은 25cm2의 단위면적을 기준으로 측정하고, 상기 부식전류 밀도는 1cm2의 단위면적을 기준으로 측정하는데 상기 실시예 1 및 3의 고분자전해질 연료전지용 금속분리판에 대하여는 임의의 서로 다른 두 개의 부분에 대하여 접촉 저항 및 부식전류 밀도를 측정하여 부동태 피막이 균일하게 형성되었는지 여부를 평가하였다.
The contact resistance and the corrosion current density of the metal separator for the polymer electrolyte fuel cell of Examples 1-3 and Comparative Examples 1 and 2 were measured. Specifically, the contact resistance is measured based on a unit area of 25 cm 2 , and the corrosion current density is measured based on a unit area of 1 cm 2. For the metal separator for polymer electrolyte fuel cells of Examples 1 and 3, The contact resistance and the corrosion current density were measured for two different portions of the substrate to evaluate whether or not the passivation film was uniformly formed.

1. 접촉 저항1. Contact Resistance

측정방법: 단위셀 체결을 위한 최적화된 상수를 얻기 위해 수정된 데이비드 방법(Davies method)을 사용하였고, 그에 따라 구리 플레이트에 대해 압력을 가한 경우, 금속분리판과 카본 페이퍼(SGL 社, 10BA GDL(Gas Diffusion Layer)의 사이에 발생하는 접촉 저항을 측정하는 형태가 되도록 하였다. 또한, 전류공급장치(KIKUSUI 社)를 사용하여 상기 금속분리판에 전류를 공급하고, 0.5A의 진폭 및 25㎠의 전극면적을 가지는 DC 전류로서 5A를 인가하고, Multimeter를 사용하여 전압을 측정하였다. Measurement method: The modified Davids method was used to obtain optimized constants for unit cell clamping, and when the pressure was applied to the copper plate, a metal separator and carbon paper (SGL, 10BA GDL The current was supplied to the metal separator using a current supply device (KIKUSUI), and an electrode having an amplitude of 0.5 A and an electrode of 25 cm < 2 > 5A was applied as a DC current having an area, and the voltage was measured using a multimeter.

또한, 상기 접촉 저항 측정기에서, 압축유지시험기(Instron 社, 5566)를 사용하여 100N/cm2의 압력을 제공하여 측정을 진행하였다.
Further, in the contact resistance measuring instrument, measurement was carried out by providing a pressure of 100 N / cm 2 using a compression holding tester (Instron, 5566).

2. 부식전류 밀도 2. Corrosion current density

측정방법: 황산 0.05M, 불산 2ppm, 온도 80℃의 조건에 따라 전류밀도 측정기(Princeton 社)를 사용하여 측정하였다.
Measurement method: A current density was measured using a current density meter (Princeton) under the conditions of sulfuric acid 0.05M, hydrofluoric acid 2ppm, and temperature 80 占 폚.

접촉 저항
mΩ·cm2
Contact resistance
mΩ · cm 2
부식전류 밀도
μA/cm2
Corrosion current density
μA / cm 2
실시예 1Example 1 9.0, 9.09.0, 9.0 0.09, 0.090.09, 0.09 실시예 2Example 2 7.37.3 0.060.06 실시예 3Example 3 9.5, 11.39.5, 11.3 0.1, 0.2 0.1, 0.2 비교예 1 Comparative Example 1 54.354.3 1.41.4 비교예 2Comparative Example 2 3333 0.20.2

실시예 1-3의 고분자전해질용 금속분리판은 낮은 접촉 저항 및 낮은 부식전류 밀도를 나타내어 우수한 전기적 특성 및 내부식성을 구현함을 예상할 수 있고, 특히, 실시예 1의 경우 임의의 두 부분에서 측정한 접촉 저항 및 부식전류 밀도가 동일하게 나타나 부동태 피막이 보다 균일하게 형성되어 전기적 특성 및 내부식성이 균일하게 구현될 것을 예상할 수 있다.The metal separator for a polymer electrolyte of Example 1-3 exhibits low contact resistance and low corrosion current density and can be expected to realize excellent electrical characteristics and corrosion resistance. Particularly, in the case of Example 1, It is expected that the contact resistance and the corrosion current density measured are the same and the passive film is formed more uniformly so that the electrical characteristic and the corrosion resistance are uniformly realized.

또한, 실시예 3의 경우 표면처리 수행 전 세정을 하여 상기 기판의 표면에서 더욱 균일하게 부동태화 반응이 일어나 부동태 피막이 형성됨으로써 더욱 낮은 접촉 저항 및 부식전류 밀도를 가져 더욱 우수한 전기적 특성 및 내부식성을 구현함을 명확히 예상할 수 있다.In the case of Example 3, a passivation film is formed by performing a passivation reaction more uniformly on the surface of the substrate by performing cleaning before performing the surface treatment, so that the contact resistance and the corrosion current density can be further improved to realize more excellent electrical characteristics and corrosion resistance Can be clearly predicted.

반면, 비교예 1은 접촉 저항 및 부식전류 밀도가 매우 높아 전기적 특성 및 내부식성 모두 현저히 열등함을 명확히 예상할 수 있고, 비교예 2는 부식전류 밀도는 양호하나, 접촉 저항이 매우 높아 전기적 특성이 현저히 열등함을 명확히 예상할 수 있다.
On the other hand, in Comparative Example 1, it is clear that the contact resistance and the corrosion current density are so high that both electrical characteristics and corrosion resistance are significantly inferior. In Comparative Example 2, the corrosion current density is good but the contact resistance is very high, Inferiority can be clearly predicted.

100: 고분자전해질 연료전지용 금속분리판
110: 스테인리스강 재질의 기판
120: 부동태 피막
dt: 스테인리스강 재질의 기판의 두께
100: Metal separator plate for polymer electrolyte fuel cell
110: substrate made of stainless steel
120: passive film
d t : Thickness of the substrate made of stainless steel

Claims (16)

표면에 부동태 피막이 형성된 스테인리스강 재질의 기판을 포함하고,
상기 부동태 피막이 10 중량% 내지 20 중량%의 크롬산화물 및 20 중량% 내지 40 중량%의 철산화물을 포함하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
And a substrate made of stainless steel on which a passive film is formed,
Wherein the passive film comprises 10% to 20% by weight of chromium oxide and 20% to 40% by weight of iron oxide
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제1항에 있어서,
상기 부동태 피막은 질산 및 불산의 혼합 용액으로 표면 처리하여 형성된
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
The method according to claim 1,
The passive film is formed by surface treatment with a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제2항에 있어서,
상기 표면 처리가 스테인리스강 재질의 기판을 상기 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하여 수행되고,
상기 표면 처리가 수행되는 동안 상기 혼합 용액을 교반하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
3. The method of claim 2,
Wherein the surface treatment is performed by immersing a substrate made of stainless steel in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid,
While the surface treatment is being carried out,
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제2항에 있어서,
상기 혼합 용액은 35 중량% 내지 99.999 중량%의 질산을 포함하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
3. The method of claim 2,
Wherein the mixed solution comprises 35 wt% to 99.999 wt% nitric acid
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제2항에 있어서,
상기 혼합 용액은 0.001 중량% 내지 65 중량%의 불산을 포함하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
3. The method of claim 2,
Wherein the mixed solution comprises 0.001 wt.% To 65 wt.% Of hydrofluoric acid
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제1항에 있어서,
상기 고분자전해질 연료전지용 금속분리판이 차량의 연료전지에 적용되는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the metal separator for a polymer electrolyte fuel cell is applied to a fuel cell of a vehicle
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제1항에 있어서,
접촉 저항이 12mΩ·m2 이하인
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
The method according to claim 1,
When the contact resistance is 12 mΩ · m 2 or less
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제1항에 있어서,
부식전류 밀도가 1μA/cm2 이하인
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
The method according to claim 1,
A corrosion current density of 1 μA / cm 2 or less
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제1항에 있어서,
상기 부동태 피막의 두께가 0.1nm 내지 30nm인
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the passive film is from 0.1 nm to 30 nm
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
제1항에 있어서,
상기 기판의 두께가 0.05mm 내지 0.2mm인
고분자전해질 연료전지용 금속분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the substrate is 0.05 mm to 0.2 mm
Metal Separation Plates for Polymer Electrolyte Fuel Cells.
스테인리스강 재질의 기판을 질산 및 불산의 혼합 용액에 침지하여 표면 처리하는 단계;
를 포함하는 고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법.
Immersing a substrate made of stainless steel in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid to perform a surface treatment;
Wherein the metal separator comprises a polymer electrolyte membrane.
제11항에 있어서,
상기 기판을 표면 처리하는 동안 상기 혼합 용액을 교반하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법.
12. The method of claim 11,
And stirring the mixed solution during the surface treatment of the substrate
(METHOD FOR MANUFACTURING METAL BINDING PLATE FOR POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL.
제12항에 있어서,
상기 혼합 용액을 500rpm 내지 800rpm으로 교반하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법
13. The method of claim 12,
The mixed solution is stirred at 500 rpm to 800 rpm
Manufacturing method of metal separator for polymer electrolyte fuel cell
제11항에 있어서,
상기 표면 처리는 10℃ 내지 50℃에서 수행하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법.
12. The method of claim 11,
The surface treatment is carried out at a temperature of < RTI ID = 0.0 > 10 C &
(METHOD FOR MANUFACTURING METAL BINDING PLATE FOR POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL.
제11항에 있어서,
상기 표면 처리는 0.5시간 내지 4시간 동안 수행하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법.
12. The method of claim 11,
The surface treatment is carried out for 0.5 to 4 hours
(METHOD FOR MANUFACTURING METAL BINDING PLATE FOR POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL.
제11항에 있어서,
상기 기판을 침지하기 전 상기 기판을 세정하는 단계를 더 포함하는
고분자전해질 연료전지용 금속분리판의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Further comprising cleaning the substrate prior to immersing the substrate
(METHOD FOR MANUFACTURING METAL BINDING PLATE FOR POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL.
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