KR20160076663A - 고출력밀도 연료전지용 분리판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리판 채널과 매니폴더간의 유로 구조에 따라 출력밀도를 증가시키는 고출력밀도 연료전지용 분리판에 관한 것이다.
본 발명의 고출력밀도 연료전지용 분리판은 한 개의 분리판 활성화 면적 내에 연료가 흐르는 복수의 연료 채널이 형성되며, 연료 채널에는 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 연료가 유입되어 배출 매니폴드를 통해 배출된다.
본 발명의 고출력밀도 연료전지용 분리판에 의하면, 전류밀도가 높은 부분과 낮은 부분에 서로 다른 매니폴드를 통해 연료를 유입시키는 부분 유량 조절방식을 통해 전류밀도 및 스택 전류분포의 불균일을 완화시켜 출력밀도를 높이는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 연료의 압력과 유량 및 가습량을 서로 다르게 조절할 수 있으며 연료의 타입을 혼용할 수 있고 연료 사용효율을 높이는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 채널깊이를 서로 다르게 하여 부분별 서로 다른 차압을 발생시켜 연료사용율을 높일 수 있고 플로딩(Flooding) 발생을 방지하는 효과가 있다.

Description

고출력밀도 연료전지용 분리판{Fuel Cell Bipolar Plate of High Power Density}
본 발명은 연료전지용 분리판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분리판 채널과 매니폴더간의 유로 구조에 따라 출력밀도를 증가시키는 고출력밀도 연료전지용 분리판에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지는 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지를 말하며, 기본적으로는 보통의 화학전지와 유사하지만, 닫힌 계의 내부에서 전지반응을 하는 화학전지와 달리, 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되고, 반응생성물이 연속적으로 계의 외부로 제거되면서 전지반응을 하게 된다.
이러한 연료전지는 고온(500~700℃)에서 작동하는 용융탄산염 전해질형 연료전지, 200℃정도에서 작동하는 인산 전해질형 연료전지, 100℃ 내지 상온에서 작동하는 알칼리 전해질형 연료전지와 고분자 전해질형 연료전지 등이 있으며, 그 중 고분자 전해질형 연료전지는 다시 수소가스를 연료로 사용하는 수소이온 교환막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cell : PEMFC), 액상의 메탄올을 연료로 사용하는 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell : DMFC) 등으로 구분된다.
특히, 상기 고분자 전해질형 연료전지는 석유에너지를 대체할 수 있는 청정에너지원으로 주목받고 있으며, 무엇보다도 출력밀도와 에너지 전환효율이 높은데다 상온에서도 작동이 가능하기 때문에 전기자동차, 가정용 발전시스템, 레저용 전기기구 등의 분야에 폭넓게 사용 가능하다.
도 1을 참조하여 고분자 전해질형 연료전지 중 수소를 이용하는 연료전지의 발전원리를 살펴보면, 애노드(Anode) 분리판(23)의 애노드 유로(24)로 공급되는 수소(H2)는 애노드 확산판(22)으로 확산되어 애노드 전극(21)으로 이동하고, 상기 애노드 전극(21)에서 수소이온(H+)과 전자(e-)로 분리되며, 상기 수소이온(H+)은 고분자 전해질 막(Proton Exchange Membrane)(10)을 통해 캐소드 전극(31)으로 이동한다.
그리고, 애노드 전극(21)에서 분리된 전자(e-)는 전자회로 등의 부하(R)를 동작시킨 후 캐소드(Cathode) 전극(31)으로 이동하게 된다. 한편, 캐소드 분리판(33)의 캐소드 유로(34)로 공급되는 산소(O2)는 캐소드 확산판(32)으로 확산되어 캐소드 전극(31)으로 이동하고, 수소이온(H+) 및 전자(e-)와 반응하며, 반응결과에 의해 생성된 반응생성물(H2O)은 캐소드 유로(34)를 통해 외부로 배출된다.
도 2는 종래의 연료전지에 사용되는 분리판의 유로 구조에 대한 예를 나타낸 것으로, 유입용 메니폴드(40)로 공급되는 수소(H2)와 산소(O2) 등의 연료가 분리판(60)의 유로(61, 채널)를 통해 배출용 매니폴드(50)로 배출된다.
한편, 연료전지의 성능을 향상시키기 위해서는, 애노드 유로(24) 및 캐소드 유로(34)로 유입되는 연료가 애노드 확산판(22) 및 캐소드 확산판(32)에서 고르게 확산되어야 하며, 전극영역 전영역에 연료 및 수분 농도가 고르게 분포되어야 평균전류밀도가 향상되어, 출력 전압과 출력 전류에 의한 전기적 능력이 향상될 수 있다. 이러한 연료의 확산과 수분 농도의 분포는 각 유로내의 연료 압력에 영향을 받기 때문에, 유입되는 연료의 압력을 고르게 하는 것이 연료전지의 성능향상에 가장 중요한 점이라 할 수 있다.
그러나, 도 2에 나타난 지그재그형 유로 구조는 대면적 연료전지 스택의 경우, 넓은 면적 전체를 하나의 유로로 형성해야 하기 때문에, 공급용 매니폴드(40)로부터 배출용 매니폴드(50)까지 형성되는 유로의 꺾임부분이 많아지게 되어 압력손실이 커지면서, 유입용 매니폴드(40)측에서는 필요이상의 압력이 발생하고, 배출용 매니폴드(50)측에서는 연료의 확산이 낮아지게 되어, 스택의 안정성 저하와 더불어 전체적으로 에너지 전환효율이 저하되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 분리판에 유로를 형성하는 유로영역을 다수개의 독립영역으로 분할하고, 분할된 영역에 독립적인 유로를 형성함으로써, 전기화학반응 시 생성된 반응생성물(H2O)을 효율적으로 배출하고 연료전지 분리판, 확산판 및 전극영역에서 연료농도와 수분농도를 고르게 하여 전체적인 전류밀도를 높이는 연료전지용 분리판의 유로구조 형성방법이 한국공개특허 제2009-0025687호로 개시되어 있다.
그런데, 이와 같은 종래 연료전지용 분리판은 한 분리판 채널 내에서 유입되는 연료 유입구 및 배출구는 각 1곳으로서, 분리판 면적이 넓을수록, 그리고 채널 내부의 구조가 복잡할수록 각 부분별 흐르는 유량이 서로 차이를 보이게 되어 연료사용 효율과 스택출력밀도의 향상에 한계가 있게 된다. 즉, 연료 유입구 및 연료 배출구가 각각 하나의 매니폴드를 통해 이루어지는 유로구조에서는, 연료 유입구 및 연료 배출구 쪽 전류밀도가 서로 다르며, 각 부분의 전류밀도 역시 차이가 나게 된다. 또한 전체 스택 단위에서 볼 경우 엔드 플레이트(End Plate)에 가까운 곳에서 상대적으로 성능이 저하하게 되어, 전류밀도 및 스택 전류분포의 불균일이 여전히 존재하게 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 전류밀도가 높은 부분과 낮은 부분에 서로 다른 매니폴드를 통해 연료를 유입시키는 부분 유량 조절방식을 통해 전류밀도 및 스택 전류분포의 불균일을 완화시켜 출력밀도를 높이는 고출력밀도 연료전지용 분리판을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 연료의 압력과 유량 및 가습량을 서로 다르게 조절할 수 있으며 연료의 타입을 혼용할 수 있고 연료 사용효율을 높이는 고출력밀도 연료전지용 분리판을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 채널 깊이를 서로 다르게 하여 부분별 서로 다른 차압을 발생시켜 연료사용율을 높일 수 있고 플로딩(Flooding) 발생을 방지하는 고출력밀도 연료전지용 분리판을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판은 한 개의 분리판 활성화 면적 내에 연료가 흐르는 복수의 연료 채널이 형성되며, 연료 채널에는 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 연료가 유입되어 배출 매니폴드를 통해 배출된다.
유입 매니폴드는 2개 이상이고, 배출 매니폴드는 1개로 되어 있다.
유입 매니폴드가 2개 이상이고, 배출 매니폴드가 2개 이상으로 되어 있을 수도 있다.
서로 다른 유입 매니폴드에 연결되는 채널의 단면형상은 동일하거나, 채널의 단면형상은 상이할 수 있다. 서로 다른 유입 매니폴드에 연결되는 채널의 부분별 깊이는 서로 다르게 형성되어 부분별로 서로 다른 차압을 발생시킬 수 있다.
서로 다른 유입 매니폴드를 통해 유입되는 연료는 동일하거나, 동일한 계열의 연료일 수 있다. 또한 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 유입되는 연료는 상이하거나 상이한 계열의 연료일 수 있다.
서로 다른 유입 매니폴드와 배출 매니폴드는 동일한 모양 또는 방향으로 형성될 수 있다. 서로 다른 유입 매니폴드와 배출 매니폴드는 서로 다른 모양 또는 서로 다른 방향으로 형성될 수 있다.
연료 채널은 서로 간 공유가 가능하거나, 부분별로 결합 또는 분리가 가능하게 되어 있을 수 있다.
본 발명에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판에 의하면, 전류밀도가 높은 부분과 낮은 부분에 서로 다른 매니폴드를 통해 연료를 유입시키는 부분 유량 조절방식을 통해 전류밀도 및 스택 전류분포의 불균일을 완화시켜 출력밀도를 높이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 연료의 압력과 유량 및 가습량을 서로 다르게 조절할 수 있으며 연료의 타입을 혼용할 수 있고 연료 사용효율을 높이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 채널깊이를 서로 다르게 하여 부분별 서로 다른 차압을 발생시켜 연료사용율을 높일 수 있고 플로딩(Flooding) 발생을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 연료전지에서 일어나는 전기화학반응을 나타내는 개념도이다.
도 2는 종래 연료전지용 분리판의 연료 채널 및 매니폴드 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판의 연료 채널 및 매니폴더 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판의 연료 채널 및 매니폴더 구성도이다.
도 5는 도 2의 종래 연료전지용 분리판의 전류분포를 나타내는 그림이다.
도 6은 도 3의 본 발명의 제1실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판의 전류분포를 나타내는 그림이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 고출력밀도 연료전지용 분리판은 다양한 전해질형 연료전지에 적용될 수 있지만, 고출력밀도용으로 특히, 인산 전해질형 연료전지(PAFC), 고분자 전해질형 연료전지로서 수소이온 교환막 연료전지(PEMFC)와 직접 메탄올 연료전지(DMFC)와 고온용 PEMFC에 적용하여 사용되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판의 연료 채널 및 매니폴더 구성도이다. 도시한 바와 같이 제1실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판(100)은 2개의 유입 매니폴드와 2개의 배출 매니폴드를 가지며 유입 매니폴드와 배출 매니폴드를 연결하는 연료 채널이 지그재그형 및 디귿자형으로 형성된 구조이다.
도시한 바와 같이 제1실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판(100)는 분리판 몸체(110)와 제1유입 매니폴드(120)와 제1배출 매니폴드(130)와 제2유입 매니폴드(140)와 제2배출 매니폴드(150)와 제1연료 채널(160)과 제2연료 채널(170)를 포함한다.
분리판 몸체(110)의 활성화 면적 내에 연료가 흐르는 제1, 제2연료 채널(160)(170)이 지그재그형 및 디귿자형으로 형성되며, 제1연료 채널(160)과 제2연료 채널(170)은 각각 복수의 유로(채널)가 하나의 다발로 형성된다. 제1, 제2유입 매니폴드(120)(140)와, 제1, 제2배출 매니폴드(130)(150)는 분리판 몸체(110)의 외부에 배치되어 있으나, 분리판 몸체(110)의 내부 가장자리에 배치될 수도 있다.
제1연료 채널(160)의 채널 다발의 일측단에는 제1유입 매니폴드(120)가 형성되고, 제1연료 채널(160)의 채널 다발 타측단에는 제1배출 매니폴드(130)가 형성된다. 또한, 제2연료 채널(170)의 채널 다발의 일측단에는 제2유입 매니폴드(140)가 형성되고, 제2연료 채널(170)의 채널 다발 타측단에는 제2배출 매니폴드(150)가 형성된다.
제1연료 채널(160)은 제1유입 매니폴드(120)에서 수직방향으로 유입한 연료가 상하방향으로 지그재그형으로 흘러 제1배출 매니폴드(130)를 통해 수직방향으로 배출된다. 제2연료 채널(170)은 제2유입 매니폴드(140)에서 수평방향으로 유입한 연료가 제1연료 채널(160)의 가장자리를 디귿자형으로 감싸면서 흘러 제2배출 매니폴드(150)를 통해 수평방향으로 배출된다.
제2연료 채널(170)은 제1연료 채널(160)보다 수직방향으로 깊게 형성되어 부분별로 서로 다른 차압을 발생시킨다. 제1연료 채널(160)과 제2연료 채널(170)의 채널 다발의 세부 각 채널도 서로 다른 깊이로 형성된다.
고출력밀도 연료전지용 분리판(100)의 나머지 자세한 구성은 일반적인 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 4은 본 발명의 제2실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판의 연료 채널 및 매니폴더 구성도이다. 도시한 바와 같이 제2실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판(200)은 2개의 유입 매니폴드와 1개의 배출 매니폴드를 가지며 유입 매니폴드와 배출 매니폴드를 연결하는 연료 채널이 지그재그형 및 디귿자형으로 형성된 구조이다.
도시한 바와 같이 제2실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판(200)은 분리판 몸체(210)와 제1유입 매니폴드(220)와 제1배출 매니폴드(230)와 제2유입 매니폴드(240)와 제1연료 채널(260)와 제2연료 채널(270)를 포함한다.
분리판 몸체(210)의 활성화 면적 내에 연료가 흐르는 제1, 제2연료 채널(260)(270)이 지그재그형 및 디귿자형으로 형성되며, 제1연료 채널(260)과 제2연료 채널(270)은 각각 복수의 유로(채널)가 하나의 다발로 형성된다. 제1, 제2유입 매니폴드(220)(240)와, 제1배출 매니폴드(230)은 분리판 몸체(210)의 외부에 배치되어 있으나, 분리판 몸체(210)의 내부 가장자리에 배치될 수도 있다.
제1연료 채널(260)의 채널 다발의 일측단에는 제1유입 매니폴드(220)가 형성되고, 제1연료 채널(260)의 채널 다발 타측단에는 제1배출 매니폴드(230)가 형성된다. 또한, 제2연료 채널(270)의 채널 다발의 일측단에는 제2유입 매니폴드(240)가 형성되고, 제2연료 채널(270)의 채널 다발 타측단에는 제1연료 채널(260)의 채널 다발 타측단과 함께 제1배출 매니폴드(230)가 형성된다.
제1연료 채널(260)은 제1유입 매니폴드(220)에서 수직방향으로 유입한 연료가 상하방향으로 지그재그형으로 흘러 제1배출 매니폴드(230)를 통해 수평방향으로 배출된다. 제2연료 채널(270)은 제2유입 매니폴드(240)에서 수평방향으로 유입한 연료가 제1연료 채널(260)의 가장자리를 디귿자형으로 감싸면서 흘러 제1배출 매니폴드(230)를 통해 수평방향으로 배출된다.
제2연료 채널(270)은 제1연료 채널(260)보다 수직방향으로 깊게 형성되어 부분별로 서로 다른 차압을 발생시킨다. 제1연료 채널(260)과 제2연료 채널(270)의 채널 다발의 세부 각 채널도 서로 다른 깊이로 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판(100)(200)은 한 개의 분리판 활성화 면적 내에 연료가 흐르는 복수의 연료 채널이 형성되며, 연료 채널에는 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 연료가 유입되어 배출 매니폴드를 통해 배출되는 구성으로서, 연료(아노드, 캐소드, 냉각수)의 사용 효율을 높이고, 그에 따라 스택출력밀도를 향상한다. 서로 다른 매니폴드를 통해 유입되는 연료는 압력 및 유량, 가습량을 서로 다르게 조절할 수 있으며, 이를 통해 분리판 전체 면적에 균일한 전류밀도를 나오게 하여 연료전지 스택의 성능을 향상할 수 있다.
서로 다른 유입 매니폴드에 연결되는 채널의 단면형상은 동일하거나, 채널의 단면형상은 상이할 수 있다. 또한, 서로 다른 유입 매니폴드에 연결되는 채널의 부분별 깊이는 서로 다르게 형성하여 부분별로 서로 다른 차압을 발생시키므로써, 연료사용율을 높일 수 있다. 이것은 분리판 활성화 면적이 넓을수록 유리하며, 이러한 구성은 플로딩(Flooding) 발생을 방지한다.
또한, 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 유입되는 연료는 동일하거나, 동일한 계열의 연료일 수 있다. 또한, 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 유입되는 연료는 상이하거나 상이한 계열의 연료(수소, 개질 수소 또는 산소, 공기 등)일 수 있다.
또한, 서로 다른 유입 매니폴드와 배출 매니폴드는 동일한 모양 또는 방향으로 형성될 수 있다. 서로 다른 유입 매니폴드와 배출 매니폴드는 서로 다른 모양 또는 서로 다른 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 연료 채널은 서로 간 공유가 가능하거나, 부분별로 결합 또는 분리가 가능하게 되어 있을 수 있다.
도 5는 도 2의 종래 연료전지용 분리판의 전류분포를 나타내는 그림이고, 도 6은 도 3의 본 발명의 제1실시예에 의한 고출력밀도 연료전지용 분리판의 전류분포를 나타내는 그림이다.
시험에 사용된 연료전지는 수소이온 교환막 연료전지(PEMFC)로서, 분리판에서 채널(유로)이 형성된 활성화 면적부분을 모두 12개의 구간으로 나누어 그 구간의 평균 전류를 측정한 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다. 표 1은 도 5의 분리판에 따라 측정한 각 구간의 전류치(mA)를 나타내고, 표 2는 도 6의 분리판에 따라 측정한 각 구간의 전류치(mA)를 나타낸다.
구간 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
전류(mA) 31 38 45 39 44 48 45 38 41 26 33 28
구간 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
전류(mA) 44 45 43 40 48 39 37 44 38 39 39 40
도 5 및 도 6의 그림에서는 전류치를 42mA 이상(붉은 색)과 29mA ~ 41mA(초록색) 및 28mA 이하(파란색)으로 나누어 표시되어 있다. 표시된 바와 같이, 종래 분리판에서는 하부의 양측에는 28mA 이하의 전류치가 나타날 뿐만 아니라 42mA 이상의 전류치는 비대칭적으로 한 방향으로 쏠려 전체적으로 불균일한 전류분포를 보이고 있음을 알 수 있다.
이에 반해, 본 발명의 제1실시예에 의한 분리판에서는 활성화 면적 부분에는 28mA 이하의 전류치가 나타나지 않으며, 42mA 이상의 전류치와 29~41mA의 전류치가 연료 유입구측과 연료 배출구측에 서로 균일하게 분포하여, 전체적으로 균일한 전류분포를 보이고 있으며, 이에 따라 전체적으로 출력밀도가 높게 나타남을 알 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (10)

  1. 한 개의 분리판 활성화 면적 내에 연료가 흐르는 복수의 연료 채널이 형성되며,
    상기 연료 채널에는 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 연료가 유입되어 배출 매니폴드를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입 매니폴드는 2개 이상이고, 상기 배출 매니폴드는 1개로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입 매니폴드가 2개 이상이고, 상기 배출 매니폴드가 2개 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 유입 매니폴드에 연결되는 채널의 단면형상은 동일하거나, 채널의 단면형상은 상이한 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 유입 매니폴드에 연결되는 채널의 부분별 깊이는 서로 다르게 형성되어 부분별로 서로 다른 차압을 발생시키게 되어 있는 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 유입되는 연료는 동일하거나, 동일한 계열의 연료인 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 유입 매니폴드를 통해 유입되는 연료는 상이하거나 상이한 계열의 연료인 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 유입 매니폴드와 상기 배출 매니폴드는 동일한 모양 또는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 유입 매니폴드와 상기 배출 매니폴드는 서로 다른 모양 또는 서로 다른 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료 채널은 서로 간 공유가 가능하거나, 부분별로 결합 또는 분리가 가능하게 된 것을 특징으로 하는 고출력밀도 연료전지용 분리판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009129608A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Hitachi Maxell Ltd 燃料電池、燃料電池発電システムおよび発電方法
KR101291568B1 (ko) * 2010-12-24 2013-08-08 지에스칼텍스 주식회사 연료전지의 분리판
KR101361247B1 (ko) * 2008-11-25 2014-02-12 현대자동차주식회사 연료전지용 분리판

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009129608A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Hitachi Maxell Ltd 燃料電池、燃料電池発電システムおよび発電方法
KR101361247B1 (ko) * 2008-11-25 2014-02-12 현대자동차주식회사 연료전지용 분리판
KR101291568B1 (ko) * 2010-12-24 2013-08-08 지에스칼텍스 주식회사 연료전지의 분리판

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