KR20160106917A - Heat pressing system for pre-activating polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a hot press system pre-activating a polymer electrolyte fuel cell for manufacturing a diffusion layer assembly by stacking a gas diffusion layer (GDL) on a top and bottom of a membrane-electrode assembly (MEA), and by hot-pressing the resultant product. The MEA is prepared by forming an electrode catalyst layer on each of upper and bottom surfaces of an electrolyte membrane. The hot press system conducts leakage inspection, pre-activation, and resistance monitoring during the hot-pressing step for manufacturing the diffusion layer assembly, and sequentially aligns and stacks the MEA and the GDL.

Description

고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템{HEAT PRESSING SYSTEM FOR PRE-ACTIVATING POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hot-pressing system for pre-activating a polymer electrolyte fuel cell (HEAT PRESSING SYSTEM FOR PRE-ACTIVATING POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL)

본 발명은 전해질막의 상하면에 각각 전극촉매층을 형성한 막전극접합체(MEA)의 상하에 기체확산층(GDL)을 적층한 후 열간압착하여 확산층접합체를 제작함에 있어서, 열간압착하는 중에 누설검사, 사전활성화 및 저항 모니터링을 수행하고, 막전극접합체 및 기체확산층을 순차적으로 정렬 적층하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a diffusion layer bonded body by stacking a gas diffusion layer (GDL) on and under a membrane electrode assembly (MEA) in which an electrode catalyst layer is formed on the upper and lower surfaces of an electrolyte membrane, And a hot-pressing system for performing resistance monitoring and pre-activating a polymer electrolyte fuel cell for sequentially aligning and stacking a membrane electrode assembly and a gas diffusion layer.

연료전지는 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 물을 생성하면서 전기에너지를 발생시키는 장치로서, 예를 들어 수소 공급원으로서 메탄올, 천연가스, 액화석유가스 등 탄화수소 계열의 연료 중에 포함되어 있는 수소를 사용하고, 산소는 공기 중에 있는 산소를 사용하는 차세대 청정 발전 시스템으로 각광받고 있다.A fuel cell is a device for generating electric energy by generating water by electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. For example, hydrogen is used as a hydrogen supply source in hydrocarbon fuel such as methanol, natural gas, and liquefied petroleum gas. , And oxygen is attracting attention as a next generation clean power generation system using oxygen in the air.

이러한 연료전지는 사용되는 전해질에 따라 용융탄산염 연료전지, 고체산화물 연료전지, 고분자 전해질 연료전지, 인산형 연료전지, 알칼리형 연료전지 등으로 구분될 수 있으며, 기본적으로 같은 원리에 의해 작동된다.Such a fuel cell can be classified into a molten carbonate fuel cell, a solid oxide fuel cell, a polymer electrolyte fuel cell, a phosphoric acid fuel cell, and an alkaline fuel cell according to an electrolyte to be used, and basically operates on the same principle.

상기한 여러 종류의 연료전지 중에서 고분자 전해질 연료전지(Polymer Electolyte Fuel Cell(PEFC) 또는 Proton Exchange Membrane Fuel Cell(PEMFC))는 다른 형태의 연료전지에 비해 효율이 높고, 전류밀도 및 출력밀도가 크며, 시동 시간이 짧고, 부하 변화에 대해 빠른 응답 특성을 갖는 장점으로 인하여, 무공해 차량의 동력원, 자가 발전용, 이동용 및 군사용 전원 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.Among the various types of fuel cells, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) or a Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) has a higher efficiency, a higher current density, and a higher output density than other types of fuel cells, It can be applied to a variety of fields such as a power source of a pollution-free vehicle, a self-generating power source, a mobile power source, and a military power source because of its short start-up time and quick response characteristic to a load change.

도 1은 고분자 전해질 연료전지를 구성하는 단위 유닛의 연료전지(10)을 단면도로 도시한 구성도로서, 제조과정에 의하면, 먼저, 수소이온(Proton)을 이동시켜 줄 수 있는 전해질막(11a)의 양면에 각각 산소와 수소가 반응할 수 있도록 전극촉매층(11b)을 형성한 막전극접합체(11, MEA : Membrane-Electrode Assembly)와, 막전극접합체(11)보다는 작은 면적의 기체확산층(12a, 12b)을 마련한 후, 막전극접합체(11)의 양면에 기체확한층(12a, 12b)을 적층한 적층체를 열간압착하여 확산층접합체를 제조한다. 그리고, 수소와 산소가 새지 아니하도록 기체확산층(12a, 12b)의 덮지 아니한 전해질막(11a)의 양면 테두리(에지 테이프)에 각각 가스켓(14)을 적층하고, 산소와 수소를 공급하고 반응에 의해 발생한 물을 배출하는 분리판(13)으로 양면 전체를 덮도록 적층하여 완성한다. FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel cell 10 of a unit cell constituting a polymer electrolyte fuel cell. According to the manufacturing process, first, an electrolyte membrane 11a capable of moving hydrogen ions (protons) A membrane electrode assembly 11 (MEA: Membrane-Electrode Assembly) in which an electrode catalyst layer 11b is formed on both sides of the membrane electrode assembly 11 so that oxygen and hydrogen can react with each other, and gas diffusion layers 12a, 12b are formed on the both surfaces of the membrane electrode assembly 11 by hot press-bonding to form a diffusion layer bonded body. Then, the gasket 14 is laminated on both side edges (edge tapes) of the uncoated electrolyte membrane 11a of the gas diffusion layers 12a, 12b so that hydrogen and oxygen do not leak, And is completed by laminating the separating plate 13 for discharging the generated water so as to cover the entire both surfaces.

그리고, 양측 전극촉매층(11b) 중에 어느 하나는 수소의 산화반응이 진행되는 애노드(Anode)로 사용하고 다른 하나는 산소의 환원반응이 진행되는 캐소드(Cathode)로 사용하여 전기 부하에 연결한다.One of the two electrode catalyst layers 11b is used as an anode where the oxidation reaction of hydrogen proceeds and the other is used as a cathode where a reduction reaction of oxygen proceeds and is connected to the electric load.

이러한 단위 유닛의 연료전지(10)는 애노드 측이 연료를 공급받는 연료극이 되고 캐소드 측이 공기를 공급받는 공기극이 되며, 애노드 측의 분리판에 탄화수소 계열의 연료를 공급하고 캐소드 측의 분리판에 공기를 공급하면, 연료에 포함된 수소가 애노드에서 산화반응하여 수소이온과 전자가 발생하고, 여기서 발생한 전자는 외부 도선을 통해서 전기 부하를 경유하여 캐소드로 이동하고, 수소이온은 전해질막(11a)을 통과하여 캐소드에 도달한다. 이에 따라, 캐소드는 수소이온과 전자를 받아 공기 중 산소의 환원반응을 진행하며, 이에 물이 발생한다. 즉, 외부 도선을 따라 이동하는 전자의 흐름과 전해질막(11a)을 통해 이동하는 수소이온의 흐름에 의해서 전기에너지가 생성된다.The fuel cell 10 of this unit unit has a structure in which the anode side is the fuel electrode to which the fuel is supplied and the cathode side is the air electrode to which the air is supplied and the hydrocarbon-based fuel is supplied to the separation plate on the anode side, When air is supplied, hydrogen contained in the fuel is oxidized at the anode to generate hydrogen ions and electrons. The generated electrons move to the cathode via the electric load through the external leads, and the hydrogen ions move to the electrolyte membrane 11a. And reaches the cathode. As a result, the cathode receives hydrogen ions and electrons to conduct a reduction reaction of oxygen in the air, and water is generated therefrom. That is, electrical energy is generated by the flow of electrons moving along the outer conductor and the flow of hydrogen ions moving through the electrolyte membrane 11a.

실제 사용하는 연료전지는 상기 도 1에 도시한 단위유닛의 연료전지(10)에서 얻을 수 있는 전위보다 더 큰 전위를 요구하므로, 도 2에 도시한 바와 같이 필요한 전위를 얻을 수 있는 개수의 연료전지(10)들을 적층하고 최외각에 적층되는 연료전지(10)의 분리판에 각각 엔드플레이트(21)를 설치하여 전극 단자로 사용하며, 이와 같이 복수의 연료전지(10)들을 적층한 것을 스택(20, Stack)이라고 한다.Since the actual fuel cell requires a potential higher than that of the fuel cell 10 of the unit unit shown in FIG. 1, the number of fuel cells required to obtain the required potential, as shown in FIG. 2, (10) are laminated and an end plate (21) is provided on a separator plate of the fuel cell (10) stacked on the outermost periphery so as to be used as an electrode terminal. A stack of the plurality of fuel cells (10) 20, Stack).

그런데, 연료전지의 연료극 및 공기극은 나피온과 같은 수소이온 전달체 및 백금과 같은 촉매를 혼합하여 제조하는데, 연료전지를 제조하여 초기 운전하면, 첫반응물의 이동 통로가 막혀 촉매까지 도달할 수 없고, 둘째 촉매와 같이 삼상계면을 이루고 있는 나피온과 같은 수소이온 전달체가 운전 초기에 쉽게 가수화가 되지 아니하고, 세째 수소이온 및 전자의 연속적인 이동성이 확보되지 않은 상태이고, 넷째 전극 제조시 불순물이 함유되어 촉매의 활성이 감소되기 때문에, 그 활성도가 떨어진다.However, the fuel electrode and the air electrode of a fuel cell are manufactured by mixing a hydrogen ion transport material such as Nafion and a catalyst such as platinum. When the fuel cell is manufactured and operated in the initial stage, the movement path of the first reactant is blocked, Second, the hydrogen ion transporter such as Nafion, which is a three-phase interface like the second catalyst, is not easily hydrolyzed at the beginning of the operation. Third, the continuous mobility of hydrogen ions and electrons is not secured. Since the activity of the catalyst is reduced, its activity is lowered.

이에 따라, 연료전지 스택을 제조한 후 연료전지의 성능을 최대한 확보하기 위해서 반응에 참여하지 못하는 촉매를 활성화하고, 전해질막 및 전극 내에 포함된 전해질을 충분히 수화시켜 수소이온의 이동도를 증가시키는 활성화(Activation) 공정을 거친다. Accordingly, in order to maximize the performance of the fuel cell after the fuel cell stack is manufactured, a catalyst that can not participate in the reaction is activated, and the electrolyte contained in the electrolyte membrane and the electrode is sufficiently hydrated to increase the mobility of hydrogen ions (Activation) process.

하지만, 활성화 공정을 위한 시스템은 매우 복잡하고, 스택의 활성화 공정에서 많은 전력 및 연료를 소모하고, 매우 긴 시간이 소요되는 어려움이 따른다. 또한, 확산층접합체를 적층하여 제작한 스택을 검사할 시에 일부 확산층접합체에서 불량이 나면 스택(3)을 해체하여 불량 확산층접합체를 대체한 후 재조립하여야 하는 데, 이러한 해체 및 재조립은 스택의 구조상 많은 어려움이 따른다. 특히, 확산층접합체에서 불량이 나는 경우는 많은 경우 전해질막(11a)의 누설에 의해 발생한다.However, the system for the activation process is very complicated, consumes a lot of power and fuel in the activation process of the stack, and takes a very long time. Also, when inspecting a stack fabricated by stacking diffusion layer junctions, if some diffusion layer junctions fail, the stack (3) must be disassembled to replace the defective diffusion layer junction and then reassembled. There are many difficulties in terms of structure. In particular, when the diffusion layer junction body is defective, it is often caused by leakage of the electrolyte membrane 11a.

이에, 등록특허 제10-1199530호 및 등록특허 제10-1191052호는 막전극접합체(11)에 기체확산층(12a, 12b)을 적층한 적층체를 열간압착하여 확산층접합체를 제조하는 중에, 수증기를 적층체의 양면에 공급함으로써 사전활성화하고, 적층체의 양면 간에 진공도를 차이나게 하여 전해질막(11a)의 누설을 검사하는 장치 및 방법을 개시하였으며, 이에 따라, 스택을 제작한 후 시행하는 활성화 공정을 단축할 수 있고 전해질막의 누설에 의한 불량도 방지할 수 있었다.Thus, in Patent Documents 10-1199530 and 10-1191052, when a laminate obtained by laminating gas diffusion layers 12a and 12b on a membrane electrode assembly 11 is hot-pressed to produce a diffusion layer assembly, The present invention discloses an apparatus and a method for pre-activating an electrolyte membrane 11a by supplying it to both surfaces of a stacked body and checking the leakage of the electrolyte membrane 11a by changing the degree of vacuum between both surfaces of the stacked body. Can be shortened and defects due to leakage of the electrolyte membrane can be prevented.

하지만, 열간압착 및 사전활성화가 충분히 진행된 이후에 공정을 완료하여야 하는데, 상기 종래기술은 이에 대한 기술을 제시하지 아니하여서, 막전극접합체(11) 및 기체확산층(12a, 12b)의 제조공정 오차 및 열간압착 및 사전활성화 공정 상의 오차에 의해서, 확산층접합체의 품질 편차가 발생할 수 있었다.However, the process must be completed after the hot pressing and the pre-activation sufficiently proceed. The prior art does not disclose the technology, and the manufacturing process errors of the membrane electrode assembly 11 and the gas diffusion layers 12a, 12b and Due to errors in the hot pressing and pre-activation process, the quality of the diffusion layer bonded body could be varied.

또한, 상기 종래기술은 막전극 접합체(11) 및 기체확산층(12a, 12b)을 정확하게 맞춰 적층한 상태에서 열간압착 및 사전활성화하여야 하는 데, 이에 대한 기술을 제시하지 아니하였다.In addition, the above-described prior art requires hot-pressing and pre-activation in a state in which the membrane electrode assembly 11 and the gas diffusion layers 12a and 12b are precisely aligned and laminated.

더불어, 상기 종래기술들은 누설검사를 위해서 적층체의 양측 진공도를 원하는 값으로 정확하게 조절하고 진공도의 변화를 정밀하게 감지하여야 하지만, 진공도의 조절에 어려움이 따르고 진공도의 변화를 정밀하게 감지하기도 어려워서, 누설검사의 정확성을 담보하기엔 어려움이 있었다.In addition, although the prior art has to precisely adjust the vacuum degree on both sides of the laminate to a desired value and precisely detect the change of the vacuum degree for the leakage test, it is difficult to control the degree of vacuum and it is difficult to precisely detect the change of the vacuum degree. There was a difficulty in assuring the accuracy of the inspection.

또한, 상기 종래기술들은 하나의 장치로 확산층접합체를 반복 제조하는 중에 불순물에 오염될 수 있는 문제가 있었고, 적층체의 양면간에 분리된 밀폐공간을 형성하기 위해서 실링재를 사용하지만, 적층체에 가스켓(14)을 장착한 상태로 공정처리하므로, 실링재에 의해 밀폐되는 부분에서 누설될 수 있는 문제도 있었다.In addition, the above-mentioned prior arts have a problem that impurities may be contaminated during repetitive fabrication of a diffusion layer bonded body by a single apparatus, and a sealing material is used to form a closed space separated from both sides of the laminate, 14) is mounted, there is a problem that leakage may be caused at the sealed portion by the sealing material.

또한, 상기 종래기술은 수증기를 적층체에 균일하게 공급하여 사전활성화하기 위해 형성하는 수증기 공급로인 내부 유로가 복잡하여서 제작하기에도 어려웠다.In addition, the prior art described above is difficult to manufacture because the internal flow path, which is a water vapor supply path formed to uniformly supply water vapor to the laminate and activate it in advance, is complicated.

KR 10-1199530 B1 2012.11.02.KR 10-1199530 B1 2012.11.02. KR 10-1191052 B1 2012.10.09.KR 10-1191052 B1 2012.10.09.

따라서, 본 발명은 열간압착하는 중에 사전활성화를 진행하되 진행 상태를 실시간 모니터링함으로써 적합한 품질로 진행된 이후에 하나의 확산층접합체에 대한 제조공정 사이클을 마치도록 동작하는 한편, 막전극 접합체 및 기체확산층을 정렬하며 적층한 후 열간압착을 진행하도록 자동화함으로써, 품질을 보증하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, according to the present invention, the pre-activation is performed during the hot-pressing, and the progress of the process is performed in real-time to monitor the progress of the pre-activation, thereby completing the manufacturing process cycle for one diffusion layer junction body. The present invention also provides a hot-pressing system for pre-activating a polymer electrolyte fuel cell that assures quality by automating the hot-pressing after stacking.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템에 있어서, 내부의 유로와 연통되는 홀이 기체확산층에 면접촉되는 면에 다수 형성된 두개의 가습판을 상하에 배치하여 하측 가습판에 하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층의 순서로 적층한 적층체를 상측 가습판으로 가압하며 히터판으로 가열하는 중에 가습판의 유로에 수증기를 공급하여 가습하는 열간압착부(100); 및 가습판의 가압 및 히터판의 가열에 의한 열간압착동작와 수증기 공급에 의한 사전활성화동작이 동시에 이루어지도록 제어하는 컨트롤러(800);를 포함하여 구성되되, In order to accomplish the above object, the present invention provides a hot-pressing system for pre-activating a polymer electrolyte fuel cell, wherein two humidification plates formed on the surface in contact with the gas diffusion layer, A laminated body in which the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly and the upper gas diffusion layer are stacked in this order on the lower humidification plate with the upper humidification plate, and the humidifying plate is humidified by supplying water vapor to the channel of the humidification plate 100); And a controller (800) for simultaneously controlling the pressurization of the humidifying plate and the hot pressing operation by heating the heater plate and the pre-activating operation by the supply of water vapor,

각각의 가습판에서 기체확산층을 가압하는 면에 전극을 구비하고, 컨트롤러(800)에서 적층체의 양면 간의 저항 변화를 모니터링하여 미리 설정된 저항으로 낮아질 시에 열간압착 및 사전활성화 동작을 종료하게 제어함을 특징으로 한다.Each of the humidification plates is provided with an electrode on a surface for pressing the gas diffusion layer, and the controller 800 monitors the change in resistance between both surfaces of the laminate and controls the hot compression and the pre-activation operation to be terminated when the resistance is lowered to a predetermined resistance .

상기 가습판을 전기 전도성 재질로 구성한 후 절연함으로써 상기 가습판을 전극으로 함을 특징으로 한다.The humidifying plate is made of an electrically conductive material and then insulated, thereby forming the humidifying plate as an electrode.

본 발명에 일실시예에 따른 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템은 막전극접합체를 적층하여 두는 막전극접합체 보관부(200); 막전극접합체의 저면에 적층할 하측 기체확산층을 적층하여 두는 제1 기체확산층 보관부(300a); 막전극접합체의 상면에 적층할 상측 기체확산층을 적층하여 두는 제2 기체확산층 보관부(300b); 하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층을 동일한 중심에 정렬하는 얼라인부(400); 및 하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층의 순서로 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 후 하측 가습판 위에 이송하여 적층하는 동작을 순차적으로 수행하는 로봇(700); 을 더욱 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A hot-pressing system for pre-activating a polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention includes: a membrane electrode assembly storage unit 200 in which membrane electrode assemblies are stacked; A first gas diffusion layer storage unit 300a for depositing a lower gas diffusion layer to be laminated on the bottom surface of the membrane electrode assembly; A second gas diffusion layer storage unit 300b for depositing an upper gas diffusion layer to be laminated on the upper surface of the membrane electrode assembly; An aligning portion 400 for aligning the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly and the upper gas diffusion layer at the same center; And the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly, and the upper gas diffusion layer are sequentially transferred to and aligned with the alignment portion 400, and then transferred onto the lower humidification plate and stacked. And further comprising:

상기 얼라인부(400)는 하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층 중에 안착되는 대상물을 향해 안착면에서 공기를 분출하는 얼라인 플레이트(410); 대상물의 폭방향 양측 테두리에 접촉되는 폭방향 외곽부(421) 간의 간격을 대상물의 폭방향 길이로 좁히게 동작하여 대상물의 폭방향 중심을 안착면의 폭방향 중심에 정렬하는 폭방향 정렬부(420); 및 안착 대상물의 길이방향 양측 테두리에 접촉되는 길이방향 외곽부(431) 간의 간격을 대상물의 길이방향 길이로 좁히게 동작하여 대상물의 길이방향 중심을 안착면의 길이방향 중심에 정렬하는 길이방향 정렬부(430); 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The alignment portion 400 includes an alignment plate 410 for ejecting air from the seating surface toward an object placed in the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly, and the upper gas diffusion layer. A width direction aligning unit 420 for aligning the width direction center of the object with the width direction center of the object by narrowing the distance between the width direction outer edges 421 contacting the widthwise two side edges of the object with the width direction length of the object ); And a longitudinal direction aligning part (431) that narrows the gap between the longitudinal outer edges (431) contacting the longitudinally opposite side edges of the object to be placed with the longitudinal direction length of the object to align the longitudinal center of the object with the longitudinal center of the seating surface (430); And a control unit.

얼라인 플레이트(410)에 안착된 대상물에서 폭방향 테두리에 접촉되는 양측 폭방향 외곽부(421)와 길이방향 테두리에 접촉되는 양측 길이방향 외곽부(431)는 각각 위치 조절에 의해서 폭방향 중심과 길이방향 중심을 조절함으로써 얼라인 플레이트(410)의 안착면 중심에 일치되게 조절됨을 특징으로 한다.The widthwise outer frame portion 421 which contacts the widthwise edge of the object placed on the alignment plate 410 and the both-side longitudinal outer frame portion 431 which contacts the longitudinally-shaped frame are positioned in the widthwise center And is adjusted to be aligned with the center of the seating surface of the alignment plate 410 by adjusting the longitudinal center thereof.

상기 로봇(700)은 상측 기체확산층을 얼라인부(400)로 이송할 시에 상측 기체확산층을 상부로 향하게 한 후 상측 가습판에 접촉시키고, 상기 열간압착부(100)는 하측 기체확산층 및 막전극접합체가 하측 가습판에 적층된 이후 상측 가습판이 이송될 시에 상측 가습판의 유로를 통해 상측 기체확산층을 진공흡착한 후 상측 가습판을 하강시켜 열간압착하도록 컨트롤러(800)에 의해 제어됨을 특징으로 한다.When the upper gas diffusion layer is transferred to the alignment portion 400, the robot 700 contacts the upper gas diffusion layer and the upper gas diffusion layer, and then the hot gas diffusion layer 100 contacts the lower gas diffusion layer and the membrane electrode When the upper humidification plate is transferred after the laminated body is stacked on the lower humidification plate, the upper gas diffusion layer is vacuum-adsorbed through the channel of the upper humidification plate, and then the upper humidification plate is lowered to be thermally compressed. do.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 열간압착 및 사전활성화의 병행에 따른 열간압착 정도 및 사전활성화 정도를 저항 변화로 모니터링하여 열간압착 및 사전활성화가 충분히 이루어진 확산층접합체를 제조할 수 있다.According to the present invention configured as described above, the degree of hot pressing and the degree of pre-activation according to the combination of hot pressing and pre-activation can be monitored by resistance change to produce a diffusion layer joined body having sufficient hot pressing and pre-activation.

또한, 본 발명은 하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층를 순차적으로 적층할 시에 적층 대상을 정렬하도록 구성되므로, 확산층접합체의 품질을 보장할 수 있다.Further, since the present invention is configured to align the objects to be laminated when the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly and the upper gas diffusion layer are sequentially laminated, the quality of the diffusion layer junction body can be ensured.

도 1은 고분자전해질 연료전지의 단위유닛 구성도.
도 2는 도 1에 도시한 단위유닛의 연료전지를 적층한 스택의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템의 측면도.
도 4는 열간압착부(100)의 정면도.
도 5는 가습판(130a, 130b)의 투시 상면도
도 6은 가습판(130a, 130b)을 구비한 가압부(110) 및 안착부(120)를 확대도시한 정면도.
도 7은 적층체를 안착부(120)에 안착한 후 가압부(110)로 열간압착한 상태의 정면도.
도 8은 가압부(110)의 승강 구조를 확대 도시한 정면도.
도 9는 저항 측정을 위한 가압부(110) 및 안착부(120)의 다른 실시예를 보여주는 정면도.
도 10은 막전극접합체 보관부(200)의 측면도.
도 11은 막전극접합체 보관부(200)의 상면도.
도 12는 얼라인부(400)의 측면도.
도 13은 얼라인부(400)의 상면도.
도 14는 얼라인부(400)에서 얼라인 플레이트(410)의 상면 투시도.
도 15는 얼라인부(400)에서 폭방향 정렬부(420)를 분리하여 상면도로 도시한 도면.
도 16은 얼라인부(400)에서 길이방향 정렬부(430)를 분리하여 상면도로 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 실시예에 의해 이루어지는 확산층접합체 제조 방법의 순서도.
도 18은 열간압착/누설검사 단계(S200) 및 열간압착/사전활성화/모니터링 단계(S300)를 세부적으로 보여주는 순서도.
1 is a block diagram of a unit unit of a polymer electrolyte fuel cell.
Fig. 2 is a configuration diagram of a stack of fuel cells of the unit unit shown in Fig. 1; Fig.
3 is a side view of a hot pressing system for preactivating a polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of the hot-pressed portion 100. Fig.
5 is a top perspective view of the humidifying plates 130a and 130b
6 is an enlarged front view of the pressing portion 110 and the seating portion 120 provided with the humidifying plates 130a and 130b.
7 is a front view of the laminated body placed on the seating portion 120 and then hot-pressed by the pressing portion 110. Fig.
8 is an enlarged front view of the lifting structure of the pressing portion 110. Fig.
9 is a front view showing another embodiment of the pressing portion 110 and the seating portion 120 for resistance measurement.
10 is a side view of the membrane electrode assembly holding portion 200. Fig.
11 is a top view of the membrane electrode assembly storage part 200. Fig.
12 is a side view of the aligning portion 400. Fig.
13 is a top view of the alignment portion 400. Fig.
14 is a top perspective view of the alignment plate 410 in the alignment portion 400. Fig.
15 is a top view of the aligning portion 400 in a state in which the width direction alignment portion 420 is separated.
16 is a top view of the longitudinal alignment unit 430 separated from the alignment unit 400;
17 is a flowchart of a method of manufacturing a diffusion layer bonded body according to an embodiment of the present invention.
18 is a flow chart showing details of the hot press / leak inspection step (S200) and the hot press / pre-activation / monitoring step (S300).

먼저, 발명의 배경이 되는 기술에서 도 1을 참조하며 언급한 바에 따라, 다음과 같이 용어를 정의한다.First, the following terms are defined in reference to FIG. 1 and described in the background of the invention.

막전극접합체(MEA : Membrane-Electrode Assembly, 11)는 전해질막(11a)의 양면에 각각 전극촉매층(11b)을 형성한 것이다.A membrane electrode assembly (MEA) 11 is formed by forming electrode catalyst layers 11b on both surfaces of an electrolyte membrane 11a.

적층체(12a, 11, 12b)는 막전극접합체(11)의 양면에 각각 형성한 전극촉매층(11b)에 기체확산층(GDL : Gas Diffusion Layer, 12a, 12b)을 적층한 것이다.The stacked bodies 12a, 11 and 12b are formed by laminating gas diffusion layers (GDL) 12a and 12b on the electrode catalyst layer 11b formed on both surfaces of the membrane electrode assembly 11, respectively.

확산층접합체는 적층체(12a, 11, 12b)를 열간압착하여 기체확산층(12a, 12b)를 막전극접합체(11)에 부착한 것이다.The diffusion layer bonded body is obtained by adhering the gas diffusion layers 12a and 12b to the membrane electrode assembly 11 by hot pressing the stacked bodies 12a, 11 and 12b.

사전활성화는 적층체(12a, 11, 12b)를 열간압착하여 확산층접합체를 제조하는 중에 수증기를 공급하여 적층체에 포함된 전해질을 수화시킴으로써 수소이온의 이동도를 증가시키는 것으로서, 복수의 확산층접합체로 형성된 스택을 활성화하는 것과 구분하여, 확산층접합체를 제조하는 과정에서 활성화한다는 의미로 사용된다.
Preactivation increases the mobility of hydrogen ions by supplying water vapor while hydrating the stacked bodies (12a, 11, 12b) to produce a diffusion layer bonded body, thereby hydrating the electrolyte contained in the stacked body. Is used to mean that it is activated in the process of manufacturing the diffusion layer junction.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템의 측면도이며, 하기에서 참조하면 도면들처럼 구조의 이해를 위해 필요한 부위를 투시도로 도시하였다.FIG. 3 is a side view of a hot-pressing system for pre-activating a polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a portion required for understanding the structure is shown in a perspective view.

도 3은 참조하면 열간압착시스템은 열간압착부(100), 막전극접합체 보관부(200), 제1 기체확산층 보관부(300a), 제2 기체확산층 보관부(300b), 얼라인부(400), 합격품 보관부(500), 불량품 보관부(600), 로봇(700) 및 컨트롤러(800)를 프레임(900)에 설치한 구조를 갖는다.3, the hot-pressing system includes a hot-pressing unit 100, a membrane electrode assembly storage unit 200, a first gas diffusion layer storage unit 300a, a second gas diffusion layer storage unit 300b, an aligning unit 400, An acceptable product storage unit 500, a defective product storage unit 600, a robot 700 and a controller 800 are installed in the frame 900. [

상기 열간압착부(100)는 막전극접합체(11)의 상면 및 저면에 각각 기체확산층(12a, 12b)이 면접촉되도록 적층한 적층체(12a, 11, 12b)를 열간압착하면서 상면과 저면 사이에 압력차를 발생시킨 후 압력차 변동을 소정시간동안 검출하고, 사전활성화하고, 저항변화를 검출한다.The hot-pressed portion 100 is formed by hot-pressing the stacked layers 12a, 11, and 12b formed by stacking the gas diffusion layers 12a and 12b on the upper and lower surfaces of the membrane electrode assembly 11, Detects a pressure difference variation for a predetermined time, activates it in advance, and detects a change in resistance.

상기 막전극접합체 보관부(200)는 복수의 막전극접합체(11)를 층층이 쌓아 두는 곳이고, 상기 제1 기체확산층 보관부(300a)는 막전극접합체(11)의 저면에 적층시킬 하측 기체확산층(12a)를 층층이 쌓아 두는 곳이고, 상기 제2 기체확산층 보관부(300b)는 막전극접합체(11)의 상면에 적층시킬 상측 기체확산층(12b)를 층층이 쌓아 두는 곳이다. 이와 같이 기체확산층(12a, 12b)를 하측 기체확산층(12a)와 상측 기체확산층(12b)로 구분하여 쌓아 두는 이유는 기체확산층의 상하면 중에 어느 한 면이 막전극접합체(11)에 접촉되도록 제조되기 때문이다.The membrane electrode assembly storage part 200 is a place where a plurality of membrane electrode assemblies 11 are stacked and a first gas diffusion layer storage part 300a is formed by stacking a lower gas diffusion layer And the second gas diffusion layer storage part 300b is a place where the upper gas diffusion layer 12b to be stacked on the upper surface of the membrane electrode assembly 11 is stacked. The reason why the gas diffusion layers 12a and 12b are stacked in the lower gas diffusion layer 12a and the upper gas diffusion layer 12b is that the gas diffusion layers 12a and 12b are manufactured such that one side in the gas diffusion layer is in contact with the membrane electrode assembly 11 Because.

상기 얼라인부(400)는 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)에 대해서 올려놓고 정렬하는 동작을 순서에 따라 순차적으로 진행하기 위한 구성요소이다. 이때, 올려놓는 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)에 대한 정렬은 동일한 중심에 정렬하는 방식으로 구동되어서, 순차적으로 정렬되며 로봇(700)에 의해 열간압착부(100)에 이송되어 순차적으로 적층되는 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)는 중심이 상호 일치되게 적층된다.The alignment portion 400 is a component for sequentially placing and aligning the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11 and the upper gas diffusion layer 12b. At this time, the alignment of the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11, and the upper gas diffusion layer 12b is carried out in such a manner that they are aligned with the same center, and are sequentially aligned, The lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11, and the upper gas diffusion layer 12b, which are sequentially stacked and transferred to the membrane electrode assembly 100, are stacked so that their centers are mutually aligned.

상기 합격품 보관부(500)는 열간압착부(100)에 의해 열간압착하여 제조한 확산층접합체 중에 품질이 적합기준에 부합하는 합격품을 층층이 쌓아두는 곳이다.The acceptable product storage unit 500 is a place where the acceptable products whose quality conforms to the standard of conformity are stacked in the diffusion-bonded body produced by hot pressing by the hot-press bonding unit 100.

상기 불량품 보관부(600)는 열간압착부(100)에 의해 열간압착하여 제조한 확산층접합체 중에 품질이 적합기준에 부합하지 못한 불합격품을 층층이 쌓아두는 곳이다.The defective product storage unit 600 is a place where the defective product having quality that does not meet the quality criterion among the diffusion layer bonded products manufactured by hot pressing by the hot press unit 100 is stacked.

상기 로봇(700)은 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)을 순차적으로 얼라인부(400)에 이송하여 정렬한 후 하측 가습판 위에 적층하는 이송수단이다. 즉, 제1 기체확산층 보관부(300a)에 쌓인 하측 기체확산층(12a) 중에 한장을 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 후 열간압착부(100)로 이송하여 적층하고, 막전극접합체 보관부(200)에 쌓인 막전극접합체(11) 중에 한장을 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 후 열간압착부(100)로 이송하여 하측 기체확산층(12a) 위에 적층하고, 제2 기체확산층 보관부(300b)에 쌓인 상측 기체확산층(12b) 중에 한장을 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 후 열간압착부(100)로 이송하여 막전극접합체(11) 위에 적층하는 일련의 동작을 수행하여서, 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)의 적층체를 열간압착부(100)에 안착시킨다.The robot 700 is a transfer means for sequentially transferring and aligning the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11 and the upper gas diffusion layer 12b to the alignment portion 400 and then stacking them on the lower humidification plate. That is, one of the lower gas diffusion layers 12a stacked in the first gas diffusion layer storage part 300a is transferred to the aligning part 400 to be aligned and transferred to the hot press bonding part 100 to be laminated, One of the membrane electrode assemblies 11 stacked on the membrane electrode assembly 200 is transferred to and aligned with the aligner 400 and then transferred to the hot press bonding portion 100 to be stacked on the lower gas diffusion layer 12a, One of the upper gas diffusion layers 12b stacked on the membrane electrode assembly 300b is transferred to and aligned with the aligner 400 and is then transferred to the hot-pressing unit 100 to be stacked on the membrane electrode assembly 11, The laminated body of the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11 and the upper gas diffusion layer 12b is placed on the hot press-bonding portion 100. [

또한, 상기 로봇(700)은 열간압착부(100)에서 적층체를 열간압착하여 제조한 확산층접합체를 품질 판정에 따라 합격품 보관부(500) 및 불량품 보관부(600) 중에 어느 하나로 이송하도록 컨트롤러(800)에 의해 제어된다.In addition, the robot 700 may include a controller (not shown) for transferring the diffusion layer bonded body manufactured by hot-pressing the laminated body in the hot-pressing unit 100 to either the acceptable product storage unit 500 or the defective product storage unit 600 800).

상기 컨트롤러(800)는 로봇(700) 및 얼라인부(400)를 제어하여 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)를 순차적으로 정렬하고 열간압착부(100)로 이송하여 적층체를 열간압착부(100)에 안착시키는 정렬/적층체 안착 동작 및 열간압착부(100)를 제어하여 적층체에 대해 열간압착하는 열간압착 동작을 수행하고, 열간압착 동작 중에 누설 검사 동작, 사전활성화 동작 및 저항 모니터링 동작을 수행한다. 또한, 로봇(700)을 제어하여 확산층접합체를 품질에 따라 합격품 보관부(500)나 아니면 불량품 보관부(600)로 이송하는 회수 동작을 하며, 이러한 일련의 동작을 하나의 확산층접합체에 대한 제조공정 사이클로 하여 제어한다.The controller 800 controls the robot 700 and the aligning unit 400 to sequentially align the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11 and the upper gas diffusion layer 12b, To carry out the aligning / stacking operation for placing the stacked body on the hot-press contact part 100 and the hot-pressing operation for controlling the hot-pressing part 100 to perform hot-pressing on the stacked body, A pre-activation operation, and a resistance monitoring operation. In addition, the robot 700 is controlled to perform a collection operation for transferring the diffusion layer bonded body to the acceptable article storage unit 500 or the defective article storage unit 600 according to the quality, and this series of operations is performed in a manufacturing process for one diffusion layer bonded body Cycle.

상기 프레임(900)은 불량품 보관부(600), 합격품 보관부(500), 얼라인부(400), 제1 기체확산층 보관부(300a), 막전극접합체 보관부(200) 및 제2 기체확산층 보관부(300b)의 순서로 열간압착부(100)의 후방측에 일렬로 배치하기 위한 구조를 갖추되, 배치 순서는 도면에 도시한 순서에 한정하지 아니하여도 된다.
The frame 900 includes a defective product storage unit 600, a passing product storage unit 500, an alignment unit 400, a first gas diffusion layer storage unit 300a, a membrane electrode assembly storage unit 200, (300b) are arranged in a row on the rear side of the hot-press contact portion (100), and the order of arrangement may not be limited to the order shown in the drawings.

구체적으로 설명하면 다음과 같다.Specifically, it is as follows.

<열간압착부(100)>&Lt; Hot-pressed part 100 >

도 4는 열간압착부(100)의 정면도로서, 승강수단(118)에 파지되는 가압부 고정체(112)의 상부 구조를 단면도로 도시하였고, 도 3에 누락된 수증기공급부(140), 진공펌프(150), 질소공급부(160) 및 각종 밸브의 연결 구조도 도시하였다.4 is a front view of the hot-pressing part 100. The upper part of the pressing part fixing body 112 gripped by the elevating part 118 is shown in a sectional view. In FIG. 3, the steam supplying part 140, (150), the nitrogen supplier (160), and various valves.

도 5는 가습판(130a, 130b)의 투시 상면도이고, 도 6은 가습판(130a, 130b)을 각각 구비한 가압부(110) 및 안착부(120)를 측면도로 도시하되, 가습판(130a, 130b)은 투시 측면도로 도시한 도면이고, 도 7은 적층체(12a, 11, 12b)를 안착부(120)에 안착한 후 가압부(110)로 가압하며 열간압착할 때의 정면도로서 도 6과 동일하게 가습판(130a, 130b)을 투시 단면도로 도시한 도면이고, 도 8은 가압부(110)와 가압부(110)를 승강시키는 상부 구조를 확대 도시한 도면이다.5 is a top perspective view of the humidifying plates 130a and 130b and FIG 6 is a side view of the pressing unit 110 and the seating unit 120 respectively having the humidifying plates 130a and 130b, FIG. 7 is a front view of a case where the laminate bodies 12a, 11 and 12b are seated on the seating part 120 and then pressed by the pressing part 110 and hot-pressed. FIG. 6 is a perspective sectional view of the humidifying plates 130a and 130b, and FIG. 8 is an enlarged view of an upper structure for moving the pressing unit 110 and the pressing unit 110 upward and downward.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 열간압착부(100)는 내부의 유로(132, 133)와 연통되는 홀(135)이 기체확산층(12a, 12b)에 면접촉되는 면에 다수 형성된 두개의 가습판(130a, 130b)을 상하에서 상호 마주하게 배치하고, 각각의 가습판(130a, 130b)을 가열하기 위한 히터판(111, 121)이 가습판(130a, 130b)과 일체형으로 장착되어 있으며, 적층체(12a, 11, 12b)를 하측 가습판(130a)에 올려놓고 상측 가습판으로 가압하며 히터판으로 가열하는 중에 가습판의 유로에 수증기를 공급하여 홀(135)을 통해 수증기를 분출함으로써 가습할 수 있다. 또한, 상하의 각 가습판(130a, 130b)에서 적층체(12a, 11, 12b)의 기체확산층(12a, 12b)를 가압하는 면에 전극(139a)을 구비하여서, 적층체(12a, 11, 12b)의 상하면에 있는 기체확산층(12a, 12b) 간의 저항을 검출할 수 있다.4 to 8, the hot-press contact portion 100 includes two humidification holes formed on the surface where the holes 135 communicating with the internal flow paths 132 and 133 are in surface contact with the gas diffusion layers 12a and 12b The plates 130a and 130b are disposed facing each other in the vertical direction and heater plates 111 and 121 for heating the respective humidification plates 130a and 130b are mounted integrally with the humidification plates 130a and 130b, The stacked bodies 12a, 11, and 12b are placed on the lower humidifying plate 130a and pressurized by the upper humidifying plate and heated by the heater plate, water vapor is supplied to the flow path of the humidifying plate to spray water vapor through the holes 135 Humidification is possible. The electrode 139a is provided on the surface of each of the upper and lower humidifying plates 130a and 130b which pressurize the gas diffusion layers 12a and 12b of the stacked bodies 12a and 11 and 12b to form the stacked bodies 12a, The resistance between the gas diffusion layers 12a and 12b on the upper and lower surfaces of the gas diffusion layers 12a and 12b can be detected.

이를 위해서, 상기 열간압착부(100)는 프레임(900)에 고정되는 안착부(120), 안착부(120)의 상부에서 승강수단(118)에 의해 승강하는 가압부(110), 수증기를 소정의 압력으로 안착부(120)와 가압부(110)에 공급하는 수증기공급부(140); 질소를 소정의 압력으로 안착부(120)와 가압부(110)에 공급하는 질소공급부(160); 및 안착부(120)와 가압부(110)에 잔류하는 수증기 또는 질소를 진공흡입하는 진공펌프(150);를 포함하여 구성된다.To this end, the hot-pressing part 100 includes a seating part 120 fixed to the frame 900, a pressing part 110 raised and lowered by the elevating device 118 from the upper part of the seating part 120, A steam supply part 140 for supplying the pressure to the seating part 120 and the pressing part 110; A nitrogen supply part 160 for supplying nitrogen to the seating part 120 and the pressing part 110 at a predetermined pressure; And a vacuum pump 150 for vacuuming the steam or nitrogen remaining in the seating part 120 and the pressing part 110.

상기 안착부(120)는 프레임(900)에 세워지게 고정한 안착부 고정체(122)의 상면에 히터판(121)을 고정 설치하고 히터판(121)의 상면에 가습판(130a)을 고정 설치한 구조를 갖는다. 여기서, 가습판(130a)은 적층체(12a, 11, 12b)를 올려놓는 판이며, 하부에 배치한 히터판(121)으로 가열할 수 있다.The seating part 120 is fixed to the upper surface of the seating part fixing body 122 fixed upright on the frame 900 and the humidification plate 130a is fixed to the upper surface of the heater plate 121 . Here, the humidifying plate 130a is a plate on which the stacked bodies 12a, 11, and 12b are placed, and can be heated by the heater plate 121 disposed below.

상기 가압부(110)는 프레임(900)에 세워놓은 가이드봉(117)을 따라 승강할 수 있게 장착한 가압부 고정체(112)의 저면에 히터판(111)을 고정 설치하고 히터판(111)의 저면에 가습판(130b)을 고정 설치한 구조를 갖추며, 가압부 고정체(112)의 상면에 돌출부(114)를 형성하여서 상부에 설치한 승강수단(118)에 의해 승강운동하는 로드가 돌출부(114)를 파지하여 연직방향으로 승강하게 되어 있다. 여기서, 상기 가압부(110)에 구비한 가습판(130b)은 안착부(120)에 구비한 가습판(130a)과 상호 마주하고, 상부에 배치한 히터판(111)으로 가열할 수 있으므로, 하강시켜서 안착부(120)에 구비한 가습판(130b)에 올려놓는 적층체(12a, 11, 12b)를 열간압착할 수 있다.The pressing portion 110 is provided with a heater plate 111 fixedly installed on the bottom surface of the pressing portion fixing body 112 mounted on the frame 900 so as to be able to move up and down along the guide rod 117 mounted on the frame 900, And a humidifying plate 130b is fixedly installed on the bottom surface of the pressing part fixing part 112. A protruding part 114 is formed on the upper surface of the pressing part fixing body 112 and a rod for moving up and down by the elevating means 118 installed on the upper part And grips the protruding portion 114 so as to move up and down in the vertical direction. The humidification plate 130b provided in the pressing unit 110 can be heated by the heater plate 111 disposed above the humidification plate 130a provided in the seating unit 120, The stacked bodies 12a, 11, and 12b that are placed on the humidifying plate 130b provided on the seating portion 120 can be hot pressed.

상기 승강수단(118)은 가압부 고정체(112)의 돌출부(114)를 파지하는 파지부(118b)를 하단에 구비한 연직방향의 로드(118a)를 승강시키며, 예를 들어 유압실린더로 구성될 수 있다. The elevating means 118 raises and lowers a vertical rod 118a provided at the lower end of the grip portion 118b for gripping the projection 114 of the pressing portion fixing body 112 and is constituted by a hydraulic cylinder .

도 8을 참조하면, 로드(118a)의 하단에 구비한 파지부(118b)는 상기 돌출부(114)의 상단을 파지할 시에 돌출부(114)와의 사이에 틈새(118c)를 갖도록 파지한다. 즉, 파지부(118b)에 파지되는 돌출부(114)와의 사이에 틈새(118c)가 있으므로, 돌출부(114)가 파지부(118b)에 파지되기는 하지만 하부로 떨어져 나가지 않도록 하면서 기울어지는 움직임, 즉, 요동이 가능하게 된다. 또한, 로드(118a)를 하강시켜 돌출부(114)를 가압할 시의 파지부(118b)와 돌출부(114) 간의 접촉면을 구면으로 만곡되게 하여서, 돌출부(114)가 형성된 가압부(110)가 적층체(12a, 11, 12b)를 사이에 개재한 상태로 안착부(120)를 가압할 시에 균입한 압력으로 접촉되도록 기울어질 수 있게 한다. 가압부 고정체(112)의 승강을 안내하는 가이드봉(117)은 가압부 고정체(112)와 상하 슬라이딩 가능하게 결합시에 약간의 유격을 두어서 가압부(110)의 기울어짐을 허용한다.8, the grip portion 118b provided at the lower end of the rod 118a holds the gap 118c between the grip portion 118b and the projection 114 when the upper end of the projection 114 is gripped. That is, since there is a gap 118c between the protruding portion 114 held by the grip portion 118b and the protruding portion 114 is gripped by the grip portion 118b, It becomes possible to swing. The contact surface between the grip portion 118b and the protrusion 114 when the rod 118a is lowered to press the protrusion 114 is curved to the spherical surface so that the presser portion 110 having the protrusion 114 is formed So as to be tilted so as to be brought into contact with the pressurized pressure when the seat portion 120 is pressed in a state where the body portions 12a, 11, 12b are interposed therebetween. The guide rod 117 guiding the lifting and lowering of the pressing part fixing body 112 allows a slight inclination of the pressing part fixing part 112 when the pressing part 112 is slidably coupled with the pressing part 112 to allow the pressing part 110 to be tilted.

상기 도 8에 도시한 구체적인 실시예에 따르면, 상기 돌출부(114)의 상부는 측방향으로 돌출된 플랜지(116)와, 구면의 일부를 절개한 형상으로 상부로 만곡되게 형성한 가압면(115)을 구비한다. 그리고, 상기 파지부(118b)는 플랜지(116) 및 가압면(115)이 구비된 돌출부(114) 상부를 감싸는 내부공간을 갖되, 내부면이 플랜지(116) 및 가압면(115)의 외부면과 이격되어 있고, 내부면 중에 가압면(115)과 마주하는 면은 가압면(115)의 만곡 형상과 동일한 형상의 홈이 조성되어 있다. 이에, 로드(118a)를 하강시키면, 안착부(120)의 가습판(130a)에 올려진 적층체(12a, 11, 12b)의 상면이 오차에 의해 약간 기울어져 있더라도 가압부(110)가 기울어지면서 가압부(110)의 가습판(130b) 저면 전체가 균일한 압력으로 적층체(12a, 11, 12b)를 가압하게 된다.8, the upper portion of the protrusion 114 includes a laterally protruding flange 116, a pressing surface 115 formed to cut upward in a shape of a part of the spherical surface, Respectively. The grip portion 118b has an inner space surrounding the flange 116 and the protruding portion 114 provided with the pressing surface 115. The inner surface of the grip portion 118b has an inner surface surrounded by the flange 116 and the outer surface of the pressing surface 115 And a surface of the inner surface facing the pressing surface 115 is formed with a groove having the same shape as the curved shape of the pressing surface 115. When the rod 118a is lowered, even if the upper surface of the stacked body 12a, 11, 12b mounted on the humidification plate 130a of the mounting portion 120 is slightly inclined due to the error, the pressing portion 110 is inclined The entire bottom surface of the humidifying plate 130b of the pressing portion 110 presses the laminated body 12a, 11, 12b with a uniform pressure.

상기 가습판(130a, 130b)은 주입구(131) 및 배출구(136)에 의해 외부와 연통되는 유로(132, 133)를 적층체의 기체확산층(30a, 30b)에 접촉되는 면과 평행하게 내부에 구비하고, 유로에 연통되는 홀(138)이 적층체의 기체확산층(30a, 30b)을 향해 형성되어 있다. The humidifying plates 130a and 130b are connected to the gas diffusion layers 30a and 30b of the stacked body in parallel with the surfaces contacting the gas diffusion layers 30a and 30b by means of the inlet 131 and the outlet 136, And a hole 138 communicating with the flow path is formed toward the gas diffusion layers 30a and 30b of the laminate.

도 5에 도시한 가습판(130a, 130b)의 투시 상면도와 도 6에서 가습판(130a, 130b)의 일부를 투시 측면도로 도시한 도면을 살펴보면, 상기 유로(132, 133)는 적층체의 기체확산층(30a, 30b)에 접촉되는 면의 넓이에 맞게 고르게 분포되도록 상호 평행하게 등간격으로 형성한 복수의 서브 유로(133), 및 서브 유로(133)의 내경보다 큰 내경을 갖추게 형성되고 복수의 서브 유로(133)의 평행 배열 방향으로 형성되어 복수의 서브 유로(133)와 누락 없이 연통되며 주입구(131)에 연결되는 것과 배출구(136)에 연결되는 것이 서로 이격되어 상호 평행을 이루게 한 2개의 메인 유로(132)로 구성된다.Referring to FIG. 5, a perspective top view of the humidifying plates 130a and 130b and a portion of the humidifying plates 130a and 130b in FIG. 6 are shown in perspective side views. A plurality of sub flow paths 133 formed parallel to each other and equidistantly spaced so as to be evenly distributed in accordance with the width of the surface contacting the diffusion layers 30a and 30b and a plurality of sub flow paths 133 formed to have an inner diameter larger than the inner diameter of the sub flow path 133 The sub flow paths 133 are formed in a parallel arrangement direction and communicate with the plurality of sub flow paths 133 without missing and connected to the injection port 131 and the discharge port 136, And a main flow path 132.

여기서, 상기 복수의 서브 유로(133)는 가습판(130a, 130b)의 측면에서 내부로 깊게 홈을 판 후에, 홈 입구를 마개(134)로 막음으로써, 가습판 내부에 형성된다.The plurality of sub flow paths 133 are formed inside the humidifying plate 130 by dugging the inside of the humidifying plates 130a and 130b deeply and then blocking the grooved inlet with the stopper 134. [

상기 메인 유로(132)는 가습판(130a, 130b)의 측면 중에 상기 마개(134)를 설치한 측면과 모서리를 경계로 연접하는 측면에서 내부를 향해 깊게 홈을 팜으로써 형성된다. 여기서, 홈 입구는 주입구 및 배출구가 되므로 마개로 막지 아니한다.The main flow path 132 is formed in a side surface of the humidifying plates 130a and 130b by deeply dugging the side surface of the humidifying plate 130a or 130b on the side where the stopper 134 is provided and the side edge. Here, since the grooved inlet is an inlet and an outlet, it is not blocked by a stopper.

상기 홀(135)은 기체확산층(30a, 30b)에 접촉되는 면을 관통하여 형성되는 구멍으로서 서브 유로(133)와 연통되며, 각각의 서브 유로(133)에 등간격으로 형성되어서, 기체확산층(30a, 30b)의 전면을 향해 고르게 분포된다. 출원인은 상기 홀(133)의 직경을 0.6mm로 하고, 홀(133)의 종횡 방향 간격을 15mm로 하여 후술하는 사전활성화를 실시한 결과, 충분한 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.The holes 135 are communicated with the sub flow path 133 as holes formed through a surface contacting the gas diffusion layers 30a and 30b and are equally spaced from each other in the sub flow paths 133 to form a gas diffusion layer 30a, and 30b. Applicant confirmed that a sufficient effect can be obtained as a result of pre-activation described below with the hole 133 having a diameter of 0.6 mm and the hole 133 having a longitudinal and a lateral distance of 15 mm.

또한, 도 5에 도시한 투시 상면도와 도 6에 도시한 부분 투시 측면도를 살펴보면, 기체확산층(30a, 30b)에 접촉되는 면을 에워싸는 형태의 요홈(138)을 내부로 갈수록 확장되게 형성하고, 실링재(137)를 두께방향으로 절반 이상 요홈(138)에 삽입하여 빠지지 아니하게 하였다. 이에, 상기 복수의 홀(133)은 상기 실링재(137)로 에워싸이는 면에 고르게 형성되는 것이 된다.5 and the partial perspective side view shown in FIG. 6, grooves 138, which surround the surface contacting the gas diffusion layers 30a and 30b, are formed so as to expand toward the inside, (137) is inserted into the groove (138) by more than half in the thickness direction so as not to be pulled out. Accordingly, the plurality of holes 133 are uniformly formed on the surface surrounded by the sealing member 137.

도 1에 도시한 바와 같이 적층체(12a, 11, 12b)의 적층 대상물 중에 막전극 접합체(11)에서 전해질막(11a)의 둘레 가장자리인 에지 테이프(edge tape, 도 7의 도면부호 11a-1)는 가스켓(14)이 놓이는 자리로서 전극촉매층(11a)이 형성되지 아니하며, 기체확산층(30a, 30b)을 적층하더라도 기체확산층(30a, 30b)에 덮이지 아니하고 외부로 노출되게 한다.As shown in Fig. 1, an edge tape (11a-1 in Fig. 7) which is a peripheral edge of the electrolyte membrane 11a in the membrane electrode assembly 11 is placed in the stacked objects of the stacked bodies 12a, 11 and 12b The electrode catalyst layer 11a is not formed and the gas diffusion layers 30a and 30b are stacked so that they are not covered with the gas diffusion layers 30a and 30b but are exposed to the outside.

그리고, 도 6을 참조하면, 상기 실링재(137)가 기체확산층(12a, 12b)의 테두리를 감싸는 형상으로 형성되어서, 막전극 접합체(11)의 상하에 기체확산층(12a, 12b)을 적층한 적층체(12a, 11, 12b)를 상하에서 가습판(130a, 130b)으로 압착하면, 상기 실링재(137)에 에워싸이는 면으로 기체확산층(12a, 12b)을 압착하게 된다.6, the sealing member 137 is formed in a shape to surround the rim of the gas diffusion layers 12a and 12b, and the gas diffusion layers 12a and 12b are stacked on the upper and lower sides of the membrane electrode assembly 11, The gas diffusion layers 12a and 12b are pressed against the surface surrounded by the sealing member 137 when the bodies 12a, 11 and 12b are pressed by the humidifying plates 130a and 130b from above and below.

또한, 상기 실링재(137)는 전해질막(10)의 둘레 가장자리인 에지 테이프(11a-1)에 밀착하게 되어서, 기체확산층(12a, 12b)이 있는 공간을 밀폐한다. 이에, 전해질막(11a)이 손상 없는 정상적인 상태라면 적층체(12a, 11, 12b)의 상하측에 분리된 밀폐된 공간이 형성되어, 후술하는 누설검사 및 사전활성화를 실시할 수 있다.The sealing material 137 is brought into close contact with the edge tape 11a-1 on the peripheral edge of the electrolyte membrane 10 to seal the space in which the gas diffusion layers 12a and 12b are located. Thus, if the electrolyte membrane 11a is in a normal state without damage, separated closed spaces are formed on the upper and lower sides of the stacked bodies 12a, 11, and 12b, and leakage inspection and pre-activation described later can be performed.

실제 제품에 있어서, 적층체(12a, 11, 12b)의 두께는 매우 얇으므로, 적층체(12a, 11, 12b) 전체를 실링재로 감싸게 하고 압착하는 중에 적층체(12a, 11, 12b)의 전해질막(11a) 측면에 실링재를 밀착시킨다면, 상하 분리된 밀폐공간을 형성하기란 매우 어렵고 누설이 발생하기 쉽다. 반면에, 본 발명의 실시예에 따르면, 실링재(137)로 전해질막(10)의 둘레 가장자리를 상하에서 압착하게 되므로, 상하 분리된 밀폐공간을 누설없이 용이하게 형성할 수 있다.The thickness of the stacked bodies 12a, 11 and 12b in the actual product is so thin that the electrolyte of the stacked bodies 12a, 11 and 12b during the compression of the entire stacked body 12a, 11 and 12b with the sealing material If the sealing material is closely adhered to the side surface of the membrane 11a, it is very difficult to form a sealed space vertically separated, and leakage tends to occur. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, since the peripheral edge of the electrolyte membrane 10 is pressed by the sealing member 137 from above and below, the sealed space vertically separated can be easily formed without leakage.

한편, 상기 실링재(137)를 기체확산층(12a, 12b)의 테두리를 감싸게 형성함으로써, 기체확산층(12a, 12b)을 정확한 위치에 안착할 수 있다.On the other hand, the gas diffusion layers 12a and 12b can be seated at the correct positions by forming the seal member 137 to surround the edges of the gas diffusion layers 12a and 12b.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 가습판(130a, 130b)에는 적층체의 상하 면 사이 저항을 측정하기 위한 전극(139a)이 기체확산층(12a, 12b)에 접촉되는 면에 노출되고 절연재(139b)에 의해 가습판(130a, 130b)과 전기적으로 절연되게 구비된다. 그리고, 이러한 전극(139a)은 상기 가습판(130a, 130b)에서 기체확산층에 접촉되는 면에 복수개로 분포 구비되고, 전극단자(139)를 통해 외부(컨트롤러, 800)에 전기적으로 연결된다. 도면에는 도시하지 아니하였지만, 복수의 전극(139a)을 전극단자(139)에 연결하기 위한 전선이 가습판에 구비된다.5, the electrodes 139a for measuring the resistance between the upper and lower surfaces of the laminate are exposed on the surface contacting the gas diffusion layers 12a and 12b, and the insulation material And is electrically insulated from the humidifying plates 130a and 130b by the electrodes 139a and 139b. The electrodes 139a are distributed on the surfaces of the humidifying plates 130a and 130b which are in contact with the gas diffusion layer and are electrically connected to the outside (controller 800) through the electrode terminals 139. [ Although not shown in the drawing, electric wires for connecting the plurality of electrodes 139a to the electrode terminals 139 are provided on the humidifying plate.

이에, 가압부(110)와 안착부(120) 사이에 적층체(12a, 11, 12b)를 개재한 후 압착하면, 적층체(12a, 11, 12b)의 상측 기체확산층(12b)과 하측 기체확산층(12a) 사의 저항을 전극(139a)을 이용하여 검출할 수 있다.
The upper gas diffusion layer 12b of the stacked body 12a, 11, 12b and the lower gas diffusion layer 12b of the stacked body 12a, 11, 12b are connected to each other through the laminated body 12a, 11, 12b between the pressing portion 110 and the seating portion 120, The resistance of the diffusion layer 12a can be detected using the electrode 139a.

상술한 바와 같이 가압부(110)와 안착부(120)에 각각 구비된 가습판(130a, 130b)에서, 유로(132, 133)의 주입구(131)에 연결되는 배관은 분기되어 수증기공급부(140) 및 질소공급부(160)에 연결된다. 그리고, 배관의 분기점에 설치되어 컨트롤러(800)의 제어에 따라 수증기 또는 질소를 유로(132, 133)에 선택적으로 공급하는 주입측 밸브(141a, 141b, 161a, 161b), 배관을 분기하기 이전에 설치되어 유로(132, 133)에 주입하는 수증기 또는 질소의 기체 압력을 조절하는 압력조절밸브(142a, 142b), 및 압력조절밸브(142a, 142b)와 주입구(131) 사이에 설치되며 적층체의 상하면 간에 발생하는 차압을 획득하기 위해서 질소를 주입한 후 압력변화를 감지하여 컨트롤러(800)에 전달하는 압력센서(143a, 143b)가 구비된다.The piping connected to the injection port 131 of the flow paths 132 and 133 is branched from the humidification plates 130a and 130b provided in the pressing unit 110 and the seating unit 120 as described above, And a nitrogen supply unit 160. [ The injection valves 141a, 141b, 161a, and 161b, which are provided at branch points of the piping and selectively supply steam or nitrogen to the flow paths 132 and 133 under the control of the controller 800, Pressure regulating valves 142a and 142b for regulating the pressure of steam or nitrogen gas injected into the flow paths 132 and 133 and pressure adjusting valves 142a and 142b and an inlet 131, Pressure sensors 143a and 143b for injecting nitrogen to acquire a differential pressure occurring between the upper and lower sides and then transmitting the detected pressure change to the controller 800 are provided.

주입측 밸브(141a, 141b, 161a, 161b)는 주입구(131)에 연결된 배관에서 분기되어 수증기공급부(140)에 연결하는 배관 및 질소공급부(160)에 연결되는 배관의 중도에 각각 하나씩 설치한 밸브로 구성된다. 이에, 컨트롤러(500)의 제어에 따라 수증기공급부(140) 측의 밸브(141a, 141b)와 질소공급부(160) 측의 밸브(161a, 161b)를 동작시켜 수중기 및 질소 중에 어느 하나의 기체를 주입구(131)를 통해 유로(132, 133)에 압송할 수 있다. The injection side valves 141a, 141b, 161a and 161b are branched from the piping connected to the injection port 131 and connected to the steam supply part 140 and valves connected to the nitrogen supply part 160, . The valves 141a and 141b on the steam supply unit 140 side and the valves 161a and 161b on the nitrogen supply unit 160 side are operated under the control of the controller 500 so that any one of the water- And can be pressure-fed to the flow paths 132 and 133 through the injection port 131. [

그리고, 가습판(130a, 130b)의 배출구(136)에는 유로(132, 133)에 주입한 수증기 또는 질소의 배출을 단속하되, 공기 중으로 배출되게 하거나 아니면 진공펌프(150)로 흡입하여 배출되도록 배출 경로를 선택하는 배출측 밸브(151a, 151b, 152)가 연결된다. 이를 위해서, 수증기 또는 질소의 배출을 단속하는 배출단속 밸브(151a, 151b)를 설치한 배관을 상하의 가습판(130a, 130b)의 배출구(136)에 하나씩 연결한 후, 양측의 배관을 진공펌프(150)에 연결되는 단일의 배관에 연결한다. 이때, 상기한 단일의 배관을 중도에서 분기하여 벤트 밸브(153)를 설치하고, 벤트 밸브(153)를 설치하기 위해 분기한 지점과 진공펌프(150)에 연결되는 지점 사이를 단속하는 진공배출 단속 밸브(152)를 추가하였다. The discharge ports 136 of the humidifying plates 130a and 130b are controlled to discharge steam or nitrogen injected into the flow paths 132 and 133 so as to be discharged into the air or to be sucked and discharged through the vacuum pump 150 And discharge side valves 151a, 151b and 152 for selecting paths are connected. To this end, the pipes provided with the discharge regulating valves 151a and 151b for controlling the discharge of steam or nitrogen are connected one by one to the discharge ports 136 of the upper and lower humidifying plates 130a and 130b, and then the pipes on both sides are connected to a vacuum pump 150). &Lt; / RTI &gt; At this time, the vent pipe 153 is provided by branching the single pipe in the middle, and a vacuum discharge interrupting process for interrupting the branching point for installing the vent valve 153 and the point connected to the vacuum pump 150 Valve 152 was added.

이에 따라, 배출단속 밸브(151a, 151b)를 개폐하여 수증기 또는 질소의 배출을 단속하고, 수증기 또는 질소를 배출할 시에 벤트 밸브(153)를 열고 진공배출 단속 밸브(152)를 닫으면 공기중으로 배출되고, 벤트 밸브(153)를 닫고 진공배출 단속밸브(152)를 열면 진공펌프(150)로 수증기 또는 질소를 진공흡입하며 배출할 수 있다.Accordingly, when the vent valve 153 is opened and the vacuum release valve 152 is closed when the water vapor or nitrogen is discharged and the discharge valves 151a and 151b are opened or closed to shut off the discharge of steam or nitrogen, When the vent valve 153 is closed and the vacuum release valve 152 is opened, the vacuum pump 150 can suck and discharge steam or nitrogen.

이와 같이 설치되는 배출측 밸브(151a, 151b, 152), 벤트 밸브(153) 및 진공펌프(150)는 컨트롤러(500)에 의해 제어된다.The discharge side valves 151a, 151b and 152, the vent valve 153 and the vacuum pump 150 installed in this manner are controlled by the controller 500. [

상기 수증기공급부(140)는 수증기를 소정의 압력을 갖게 발생시켜 상기 가습판(130a, 130b)의 유로(132, 133)에 압송하는 구성요소이고, 상기 질소공급부(160)는 예를 들어 소정의 압력으로 질소를 압축하여 저장한 것으로 구성될 수 있는 구성요소이고, 상기 진공펌프(150)는 공기를 빨아들일 수 있는 구성요소로서, 공지된 기술에 의해 구현할 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
The steam supply unit 140 is a component that generates steam at a predetermined pressure and feeds it to the flow paths 132 and 133 of the humidifying plates 130a and 130b. The nitrogen supply unit 160 is, for example, The vacuum pump 150 is a constituent element for sucking air and can be realized by a known technique, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 9는 저항 측정을 위한 열간압착부(100)의 다른 실시예를 보여주는 정면도이다.Fig. 9 is a front view showing another embodiment of the hot-press contact portion 100 for resistance measurement.

도 9를 참조하면, 도 5를 참조하여 설명한 전극(139a)을 가습판(130a, 130b)에 설치하지 아니하고, 대신에, 가습판(130a, 130b)을 전기 전도성 재질로 구성한 후 절연함으로써, 가습판(130a, 130b)을 전극으로 하고, 전극단자(139)를 가습판(130a, 130b)에 전기적으로 연결한다. 이에, 가압부(110)에 구비된 가습판(130b)과 안착부(120)에 구비된 가습판(130a) 사이의 저항을 측정할 수 있다. 9, the electrodes 139a described with reference to FIG. 5 are not provided on the humidifying plates 130a and 130b, but instead the humidifying plates 130a and 130b are formed of an electrically conductive material and then insulated, The plates 130a and 130b are used as electrodes and the electrode terminals 139 are electrically connected to the humidifying plates 130a and 130b. Thus, the resistance between the humidifying plate 130b provided in the pressing unit 110 and the humidifying plate 130a provided in the seating unit 120 can be measured.

구체적인 실시예에 따르면, 가압부(110)에서는 히터판(111)을 가압부 고정체(112)에 고정 설치할 시에 절연체(113)를 개재한 후 고정 설치하여서 히터판(111)을 가압부 고정체(112)와 전기적으로 분리하고, 안착부(120)에서는 히터판(121)을 안착부 고정체(122)에 고정 설치할 시에 절연체(123)를 개재한 후 고정 설치하여서 히터판(121)을 안착부 고정체(122)와 전기적으로 분리한다.According to the concrete embodiment, in the pressing portion 110, when the heater plate 111 is fixed to the pressing portion fixing body 112, the heater 113 is fixed after the insulator 113 is interposed therebetween, The heater plate 121 is fixed to the seating portion 120 after the heater 123 is fixed to the seating portion fixing member 122 when the heater plate 121 is fixed to the seating portion fixing member 122, And electrically isolates it from the seating part fixing body 122.

그런데, 열간압착 동작을 할 시에 가압부(110)의 가습판(130b)과 안착부(120)의 가습판(130a)이 상호 접촉될 우려가 있으므로, 안착부(120)의 가습판(130a)에는 적층체(12a, 11, 12b)가 안착되는 면에서 적층체(12a, 11, 12b)에 접촉되지 아니한 면에 절연체를 올려놓거나 부착하는 것이 좋다.Since the humidifying plate 130b of the pressing unit 110 and the humidifying plate 130a of the seating unit 120 may be in contact with each other when the hot pressing operation is performed, It is preferable that the insulator is placed on or attached to the surface of the stacked body 12a, 11, 12b which is not in contact with the stacked body 12a, 11, 12b.

한편, 도면에는 상세하게 도시하지 아니하였지만, 도 4에 도시한 바와 같이 가습판(130a, 130b)에는 수증기공급부(140), 진공펌프(150) 및 질소공급부(160)에 연결하기 위한 배관이 이어지고, 히터판(121)에도 전선이 연결되므로, 배관의 커넥터 및 전선의 커넥터를 다른 구성요소와 전기적으로 연결되지 아니하도록 절연하거나 또는 배관 및 전선의 중간을 절연재로 구성하여야 할 것이다.
4, piping for connecting the water vapor supply unit 140, the vacuum pump 150, and the nitrogen supply unit 160 is connected to the humidification plates 130a and 130b And the heater plate 121 are connected to each other. Therefore, the connector of the pipe and the connector of the electric wire should be insulated so as not to be electrically connected to the other components, or the middle of the pipe and the electric wire should be made of the insulating material.

<막전극접합체 보관부(200), 제1 기체확산층 보관부(300a), 제2 기체확산층 보관부(300b)>&Lt; membrane electrode assembly storage part 200, first gas diffusion layer storage part 300a, second gas diffusion layer storage part 300b >

도 10은 막전극접합체 보관부(200)의 측면도이고, 도 11은 막전극접합체 보관부(200)의 상면도이다.10 is a side view of the membrane electrode assembly storage part 200 and FIG. 11 is a top view of the membrane electrode assembly storage part 200. FIG.

막전극접합체 보관부(200)는 막전극접합체(11)를 쌓아놓을 위치의 프레임(900) 상에 상하로 구멍을 내고 그 구멍에 걸쳐지게 올려놓으며 중심에 관통구를 조성한 판상으로 형성되고 상면에 올려놓는 적층 플레이트(210)의 위치를 고정하기 위한 복수의 돌기(212)를 적층 플레이트(210)의 4개소 꼭짓점 위치에 맞게 상면에 구비하는 상하 이동판(211), 상하 이동판(211)의 상면에 올려놓으며 상하 이동판(211)의 관통구보다는 작은 크기의 관통구를 중심에 구비하고 장방형의 막전극접합체(11)를 상면에 층층히 쌓아놓는 적층 플레이트(210), 쌓아놓는 막전극접합체(11)의 4개소 꼭짓점에 대응되는 위치에 맞게 적층 플레이트(210)의 상면에 상부로 돌출되어 복수의 막전극접합체(11)가 각 꼭짓점을 일치시켜 쌓아지게 하는 가이드봉(220), 상하 이동판(211) 및 적층 플레이트(210)의 관통구를 통해서 막전극합체(11)의 유무(쌓여있는지의 여부)를 감지하고 상하 이동판(211)의 관통구를 통해서 적층 플레이트(210)의 유무(올려놓았는지의 여부)를 감지하도록 상하 이동판(211) 관통구의 하부에 배치되며 예를 들면 광화이버센서와 같은 광센서로 구성할 수 있는 감지센서(230), 및 상하 이동판(211)을 승강시켜 적층 플레이트(210)를 승강시키는 리프트 수단(240)을 포함하여 구성된다.The membrane electrode assembly storage part 200 is formed in a plate shape having a through hole at the center thereof with a hole formed upwardly and downwardly on the frame 900 at a position where the membrane electrode assembly 11 is to be stacked, A plurality of protrusions 212 for fixing the position of the stacking plate 210 on which the stacking plate 210 is placed are disposed on the upper surface of the stacking plate 210 so as to correspond to the four points of the stacking plate 210, A lamination plate 210 which is placed on the upper surface and has a through hole having a smaller size than the through hole of the up-and-down moving plate 211 and stacks a rectangular membrane electrode assembly 11 on the upper surface, A guide rod 220 protruding upward from the upper surface of the laminating plate 210 so as to correspond to the four corners of the membrane electrode assembly 11 so that the plurality of membrane electrode assemblies 11 are stacked so that their vertexes coincide with each other, The plate 211 and the lamination plate ( The presence or absence (presence or absence of stacking) of the lamination plate 210 through the through-holes of the up-and-down moving plate 211 is detected by detecting presence or absence (accumulation) of the membrane electrode assembly 11 through the through- A detection sensor 230 disposed below the through-hole of the up-and-down moving plate 211 to detect an optical sensor such as an optical fiber sensor, And a lift means 240 for lifting and lowering the lift mechanism 240.

이에, 컨트롤러(800)는 막전극접합체(11)가 적층 플레이트(210)에 올려있지 아니함을 감지센서(230)로 감지하게 되면, 열간압착 공정을 중단하고 막전극접합체(11)의 보충을 알리는 알람을 발령하며, 적층 플레이트(210)가 상하 이동판(211)에 올려 있지 아니함을 감지센서(230)로 감지하는 경우에도 이를 알리는 알람을 발령한다.When the sensor 800 senses that the membrane electrode assembly 11 is not placed on the laminating plate 210, the controller 800 stops the hot-pressing process and notifies the supplement of the membrane electrode assembly 11 An alarm is issued and when an alarm is detected by the detection sensor 230 that the stack plate 210 is not placed on the up and down moving plate 211,

그리고, 적층 플레이트(210)에 쌓아놓은 막전극접합체(11)를 로봇(700)으로 한장씩 이송하여 확산층접합체를 제조함에 따라 쌓여 있던 막전극접합체(11)가 점차 줄어들므로, 컨트롤러(800)는 미리 설정된 개수의 막전극접합체(11)을 둘어올려 이송할 때마다 적층 플레이트(210)의 높이를 그 개수에 막전극접합체 두께를 곱세하여 얻는 값만큼 상승시키도록 리프트 수단(240)을 제어한다. 이에, 최상단에 적층된 막전극접합체(11)의 높이를 일정한 범위 내로 유지하여서, 로봇(700)이 막전극접합체를 일정한 범위 내의 높이에서 안정적으로 들어올려 이송할 수 있다. The membrane electrode assembly 11 piled up in the stacking plate 210 is transferred one by one to the robot 700 to produce a diffusion layer assembly so that the stacked membrane electrode assembly 11 gradually decreases, Each time the predetermined number of membrane electrode assemblies 11 are lifted and transported, the lift means 240 is controlled so that the height of the lamination plate 210 is increased by a value obtained by multiplying the number of the membrane electrode assembly by the thickness of the membrane electrode assembly. Thus, the robot 700 can stably lift and transfer the membrane electrode assembly at a height within a certain range by maintaining the height of the membrane electrode assembly 11 stacked at the uppermost end within a predetermined range.

도면에 도시한 구체적인 실시예에서 상기 가이드봉(220)는 막전극접합체(11)의 꼭짓점에서 각을 이루는 2개 변에 접촉되도록 4개소 꼭짓점에 각각 설치되며, 이에, 막전극접합체(11)을 겹쳐 쌓아놓을 수 있다. 또한, 상기 리프트 수단(240)은 적층 플레이트(210)을 올려놓는 상하 이동판(211)을 하부에서 리프트봉(241)의 상단으로 지지하고, 리프트봉(241)의 하단에 고정된 블록(242)을 모터(243)에 의해 정역 회전하는 스크류(244)를 따라 상하 이동시키며, 블록(242)의 상하 이동을 LM가이드(245)를 이용하여 안정화한 구조를 갖는다.In the embodiment shown in the drawing, the guide rods 220 are provided at four corners of the membrane electrode assembly 11 so as to contact the two sides forming angles from the vertex of the membrane electrode assembly 11, They can be piled up. The lift means 240 supports the lift plate 241 at the lower portion of the lift plate 241 so as to support the lift plate 241 and the block 242 fixed to the lower end of the lift rod 241. [ Is moved upward and downward along a screw 244 rotated by a motor 243 in the forward and reverse directions and the vertical movement of the block 242 is stabilized by using the LM guide 245.

한편, 제1 기체확산층 보관부(300a) 및 제2 기체확산층 보관부(300b)는 쌓아놓는 대상물이 기체확산층(12a, 12b)이므로, 가이드봉의 세워놓는 위치가 기체확산층(12a, 12b)의 크기에 맞게 되어 있는 점에서 차이가 있을 뿐이고, 구성적으로 막전극접합체 보관부(200)와 동일하므로, 상세 설명을 생략한다.
On the other hand, since the objects to be stacked are the gas diffusion layers 12a and 12b in the first gas diffusion layer storage portion 300a and the second gas diffusion layer storage portion 300b, the positions where the guide rods are lifted are shifted to the sizes of the gas diffusion layers 12a and 12b And is the same as the configuration of the membrane electrode assembly storage unit 200 in terms of configuration, and thus the detailed description will be omitted.

<얼라인부(400)>&Lt; Alleyne (400) >

도 12는 얼라인부(400)의 측면 단면도로서, 폭방향 정렬부(420)의 스크류(426)를 따라 수직 절개한 단면도로 도시하고, 절개 위치와 차이는 있지만 폭방향 외곽부(421)가 장착된 부위도 수직 절개하여 단면도로 도시하였다.12 is a sectional side view of the aligning portion 400 and is a vertical sectional view taken along the screw 426 of the width direction aligning portion 420. Although the width direction outer frame portion 421 is mounted And the section was also shown in a cross-sectional view.

도 13은 얼라인부(400)의 상면도이고, 도 14는 얼라인 플레이트(410)의 투시 상면도이고, 도 15는 폭방향 정렬부(420)의 상면도이고, 도 16은 길이방향 정렬부(430)의 상면도이다.Fig. 13 is a top view of the aligning portion 400, Fig. 14 is a perspective top view of the aligning plate 410, Fig. 15 is a top view of the width aligning portion 420, FIG.

얼라인부(400)는 하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층 중에 정렬 순서에 따라 로봇(700)에 의해 하나씩 올려놓았다가 들어올리도록 상면이 평평한 안착면으로 형성한 얼라인 플레이트(410)와, 올려진 대상물의 폭방향 중심을 얼라인 플레이트(410) 안착면의 폭방향 중심으로 정렬하는 폭방향 정렬부(420)와, 올려진 대상물의 길이방향 중심을 얼라인 플레이드(410) 안착면의 길이방향 중심으로 정렬하는 길이방향 정렬부(430)와, 얼라인 플레이트(410)를 고정설치하고 폭방향 정렬부(420) 및 길이방향 정렬부(430)를 지지하는 지지프레임(440)을 포함하여 구성된다. 여기서, 폭방향은 열간압착부(100)를 향하는 방향이고, 길이방향은 폭방향에 직각인 방향이며, 구체적인 실시예는 다음과 같다.The aligning unit 400 includes an alignment plate 410 having a flat upper surface to be lifted up and lifted by the robot 700 according to the alignment order of the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly and the upper gas diffusion layer, A width direction aligning part 420 for aligning the center of the loaded object in the width direction of the aligning plate 410 in the width direction of the aligning plate 410 and a width direction aligning part 420 for aligning the longitudinal direction center of the drawn object 410 And a supporting frame 440 which supports the aligning plate 420 and the longitudinal aligning unit 430. The longitudinal aligning unit 430 aligns the longitudinal aligning unit 430 and the aligning plate 420, . Here, the width direction is a direction toward the hot-press part 100, and the longitudinal direction is a direction perpendicular to the width direction, and a specific embodiment is as follows.

상기 얼라인 플레이트(410)는 상판(411)과 하판(412)로 구성하되 상판(411)의 저면에 장요홈 형상의 서브유로(414)를 전면에 걸쳐 고르게 형성하고 또다른 장요홈 형상의 메인유로(413)를 서브유로(414)에 이어지게 한 후 하판(412)으로 저면을 덮어서 내부유로를 갖게 되고, 상판(411)을 상하로 관통하는 다수의 홀(411a)이 상판 전면에 고르게 조성하되 각각 서브유로(414)가 지나가는 위치에 조성하여서 서브유로에 이어지게 되어 있으며, 지지프레임(440)에 고정되어 움직이지 아니한다.The alignment plate 410 is formed of a top plate 411 and a bottom plate 412 and a sub channel 414 in the form of a channel groove is formed uniformly over the entire surface of the top plate 411, The flow path 413 is connected to the sub flow path 414 and the bottom surface is covered with the bottom plate 412 to have an internal flow path and a plurality of holes 411a passing through the top plate 411 up and down are uniformly formed on the entire surface of the top plate Are formed at the positions where the sub-flow path 414 passes, and are connected to the sub-flow path, and are fixed to the support frame 440 and do not move.

그리고, 측면에 구비한 주입구(415)를 메인유로(413)에 연통시킴으로써, 공기주입부(미도시)를 이용하여 공기를 주입구(415)를 통해 주입하면 홀(411a)을 통해 상판(411)의 상부로 분출된다. 본 발명의 실시예에서는 메인유로(413)를 좌우 대칭으로 형성하여 상호 연결되게 하고, 각 메인유로(413)에는 복수(도면에는 2개)의 주입구(415)가 서로 이격되어 메인유로 상의 서로 다른 위치에서 연결되므로, 상판(411)의 전면에 고르게 분포되는 다수의 홀(411a)에서 분출되는 공기압을 균일하게 한다.When air is injected through the injection port 415 using an air injection unit (not shown) by connecting the injection port 415 provided on the side surface to the main flow path 413, the air is injected through the hole 411a into the upper plate 411, As shown in FIG. In the embodiment of the present invention, the main flow paths 413 are symmetrically formed to be mutually connected, and a plurality of (two in the drawings) injection ports 415 are spaced apart from each other in the main flow paths 413, So that the air pressure ejected from the plurality of holes 411a uniformly distributed over the front surface of the upper plate 411 is made uniform.

이에, 올려놓은 대상물을 향해 안착면에서 공기를 분출하여서 대상물과 안착면 사이의 정지 마찰력 또는 운동 마찰력을 공기를 분출하지 아니할 때보다 작게 한다. 결국, 올려놓은 대상물을 측면에 밀더라도 대상물을 흠집 없이 부드럽게 움직일 수 있다.Thus, air is ejected from the seating surface toward the object to be laid so that the static frictional force or the kinetic frictional force between the object and the seating surface is made smaller than when the air is not ejected. As a result, even if the object is pushed to the side, the object can be smoothly moved without scratches.

한편, 상기 얼라인 플레이트(410)는 각각의 변에서 상호 이격된 2개소를 소정면적으로 절취하여 제거한 절개부(416)을 구비하며, 이에, 하기의 폭방향 외곽부(421) 및 길이방향 외곽부(431)가 절개부(416)를 통해 테두리보다는 안쪽으로 밀려 들어갈 수 있게 한다. 이러한 절개부(416)는 서로 다른 크기의 막전극접합체(11)와 기체확산층(12a, 12b)을 얼라인 플레이트(410)에 올려놓아 정렬하기 위함이다.The alignment plate 410 is provided with a cutout portion 416 formed by cutting two mutually spaced apart portions at respective sides to a predetermined area and removing the cutout portions 416. The widthwise outer portion 421, Allowing the portion 431 to be pushed inwardly through the cutout 416 rather than the rim. The slits 416 are formed by placing the membrane electrode assemblies 11 and the gas diffusion layers 12a and 12b of different sizes on the alignment plate 410 and aligning them.

상기 폭방향 정렬부(420)는 지지프레임(440)에 고정되는 레일(423)을 따라 폭방향으로 이동 가능하고 얼라인 플레이트(410)의 하부에서 폭방향의 양측에 하나씩 배치되는 이동블록(422), 각각의 이동블록(422)에서 얼라인 플레이트(410)의 폭방향의 측변마다 2개소씩 형성된 절개부(416)을 통과하여 얼라인 플레이트(410) 위로 돌출되는 폭방향 외곽부(421), 이동블록(422)의 이동 범위를 감지하여 제한하기 위한 리밋센서(424), 각각의 이동블록(422)마다 하나씩 고정되는 암나사부(428), 베어링(427)에 지지되어 회전 가능하며 각각의 이동블록(422)에 고정된 암나사부(428)에 공통으로 관통하는 스크류(426), 및 스크류(426)를 정역회전시키는 모터(425)를 포함하여 구성된다.The width direction alignment unit 420 includes a moving block 422 that is movable in the width direction along the rail 423 fixed to the support frame 440 and is disposed at the lower side of the alignment plate 410 on both sides in the width direction, A widthwise outer frame portion 421 that protrudes above the alignment plate 410 through the cutout portion 416 formed at two positions in each widthwise side of the alignment plate 410 in each of the moving blocks 422, A limit sensor 424 for sensing and limiting the range of motion of the moving block 422, a female screw 428 fixed one by one for each moving block 422, A screw 426 passing through the internally threaded portion 428 fixed to the moving block 422 and a motor 425 rotating the screw 426 in the forward and reverse directions.

여기서, 상기 스크류(426)는 어느 한쪽 이동블록에 고정한 암나사부를 관통하는 부위의 나사 방향과 다른 한쪽 이동블록에 고정한 암나사부를 관통하는 부위의 나사 방향이 상호 반대방향이 되게 조성된다. 이에 따라, 스크류(426)를 정회전시키면 양측 이동블록(422)이 가까워져 폭방향 외곽부(421)가 얼라인 플레이트(410)의 절개부(416) 안으로 들어가게 되고, 역회전시키면 양측 이동블록(422)이 멀어져서 폭방향 외곽부(421)가 얼라인 플레이트(410)의 절개부(416)로부터 빠져나가는 방향으로 이동하게 된다. 즉, 폭방향 양측에 구비된 폭방향 외곽부(421) 사이의 간격을 조절할 수 있다.Here, the screw 426 is formed so that screw directions of portions passing through the female threaded portion fixed to one of the moving blocks, which are different from the screw direction of the portion passing through the female threaded portion fixed to one of the moving blocks, are opposite to each other. Accordingly, when the screw 426 is rotated in the normal direction, the two side moving blocks 422 are brought close to each other so that the width direction outer frame portion 421 is inserted into the cutout portion 416 of the aligning plate 410, 422 are moved away from each other so that the widthwise outer frame portion 421 is moved in a direction of escaping from the cutout portion 416 of the alignment plate 410. That is, the interval between the widthwise outer frame portions 421 provided on both sides in the width direction can be adjusted.

이와 같이 폭방향 정렬부(420)를 구성하고, 폭방향 외곽부(421)의 위치를 좌우 대칭적으로 있게 함으로써, 양측 폭방향 외곽부(421)를 벌려놓고 얼라인 플레이트(410)에 대상물(막전극접합체 도는 기체확산층)을 올려놓고 리밋센서(424)의 감지신호에 따라 대상물의 폭방향 길이만큼 간격을 좁히면, 대상물의 폭방향 양측변을 폭방향 외곽부(421)로 밀어 폭방향 중심이 얼라인 플레이트(410)의 폭방향 중심에 일치하게 된다.By arranging the width direction alignment unit 420 and allowing the width direction outer frame unit 421 to be horizontally symmetrical, the widthwise outer frame unit 421 is opened and the alignment plate 410 is provided with the object The widthwise direction side of the object is pushed by the width direction outer frame portion 421 so that the center of the widthwise direction of the object is pushed by the width direction outer edge portion 421, Is aligned with the widthwise center of the alignment plate (410).

한편, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 폭방향 외곽부(421)는 이동블록(422)에 조성되는 수용홈(421a)에 하부를 삽입하여 폭방향으로 이동 가능하고, 외곽쪽에서 안쪽으로 나사체결되어 수용홈(421a) 내로 들어가는 볼트(421c)에 의해 안쪽으로 밀리며, 수용홈(421a)에 수용되되 볼트(421c)와 반대되는 안쪽 공간에 수용되는 스프링(421b)에 의해 폭방향 외곽부(421)을 안쪽에서 외곽 방향을 향해 탄성적으로 지지한다. 이에 따라, 제작상의 오차가 있어 폭방향 외곽부(421) 사이의 중심이 얼라인 플레이트(410)의 폭방향 중심과 일치하지 아니하게 되더라도, 볼트(421c)의 회전에 의한 폭방향 외곽부(421)의 위치 조절로 얼라인 플레이트(410)의 폭방향 중심과 상호 일치되게 조절할 수 있다.
12, the widthwise outer frame portion 421 is movable in the width direction by inserting the lower portion into the receiving groove 421a formed in the moving block 422, and is screwed inwardly from the outer side, The spring 421b is pushed inward by the bolt 421c entering into the receiving groove 421a and received in the receiving groove 421a and accommodated in the inner space opposite to the bolt 421c, ) Is elastically supported from the inside toward the outside direction. Even if the center between the widthwise outer frame portions 421 does not coincide with the widthwise center of the aligning plate 410 due to a manufacturing error, the widthwise outer frame portion 421 due to the rotation of the bolt 421c So as to coincide with the center of the width direction of the alignment plate 410. As shown in FIG.

상기 길이방향 정렬부(430)는 대상물(막전극접합체 또는 기체확산층)의 길이방향 양측 테두리에 접촉되는 길이방향 외곽부(431)를 구비하고, 양측 길이방향 외곽부(431) 사이의 간격을 대상물의 길이방향 길이로 좁히게 동작하여서, 대상물의 길이방향 중심을 안착면의 길이방향 중심에 정렬한다. 즉, 길이방향 외곽부(431)는 얼라인 플레이트(410)의 절개부(416) 중에 길이방향 양측 테두리에 조성된 절개부의 안쪽으로 들어가고 나오도록 이동되며, 길이방향 외곽부(431)의 간격 조절을 위한 구성요소는 폭방향 외곽부(421)의 간격 조절을 위한 구성요소와 마찬가지로, 이돌블록(432), 레일(433), 리밋센서(434), 모터(435), 스크류(436), 베어링(437) 및 암나사부(438)를 포함하되, 설치방향에 있어서 90°차이가 있는 것이므로, 상세 설명을 생략한다.The longitudinal direction aligning part 430 has a longitudinal outer frame part 431 contacting the longitudinally opposite side edges of the object (membrane electrode assembly or gas diffusion layer), and the interval between the longitudinal side outer frame parts 431 on both sides So as to align the longitudinal center of the object with the longitudinal center of the seating surface. That is, the longitudinal outer frame portion 431 is moved into and out of the cut-out portion formed at the longitudinally opposite side edges of the cutout portion 416 of the alignment plate 410, and the interval of the longitudinal outer frame portion 431 The rail 433, the limit sensor 434, the motor 435, the screw 436, the bearing 432, the bearing 433, the limit sensor 434, the motor 435, the screw 436, And the female threaded portion 438 and the female threaded portion 438, which are different from each other by 90 degrees in the installation direction, and thus the detailed description thereof will be omitted.

아울러, 길이방향 외곽부(431)도 폭방향 외곽부(421)의 장착구조로 사용되는 수용홈(421a), 스프링(421b) 및 볼트(421c)와 마찬가지로 동일하게 장착되어서, 양측 길이방향 외곽부(431) 사이의 길이방향 중심과 얼라인 플레이트(410)의 안착면 중심을 상호 일치시도록 장착 위치를 조절하게 한다.The longitudinal outer frame portion 431 is equally mounted in the same manner as the receiving groove 421a, the spring 421b and the bolt 421c used for the mounting structure of the widthwise outer frame portion 421, (431) and the center of the seating surface of the aligning plate (410) are aligned with each other.

한편, 본 발명의 실시예에서는 얼라인 플레이트(410)의 상부에 이격되는 판상의 지지프레임(440)을 프레임(900)의 상부로 이격되게 고정설치한 후, 그 판상의 지지프레임(440)의 상부에 폭방향 정렬부(420)를 배치하고, 그 판상의 지지프레임(440)의 하부에 길이방향 정렬부(430)를 배치하며, 길이방향 정렬부(430)의 이동블록(432)에서 폭방향 정렬부(420)가 배치된 공간을 관통하여 상부로 이어지는 부위(길이방향 외곽부를 설치한 부위와 이어지게 하는 부위)는 폭방향 정렬부(420)에서 양측 이동블록(422)의 허용범위 내 최소 간격보다 작게 되도록 제작 설치하여서, 폭방향 정렬 동작 및 길이방향 정렬 동작이 상호 간섭받지 아니한다.
In the embodiment of the present invention, a plate-like support frame 440 spaced apart from the upper part of the alignment plate 410 is fixedly installed on the upper part of the frame 900, A longitudinal direction alignment unit 430 is disposed below the plate supporting frame 440 and a width of the widthwise alignment unit 430 in the moving block 432 of the longitudinal direction alignment unit 430 The portion extending through the space in which the direction aligning portion 420 is disposed and leading to the upper portion (the portion connecting the portion provided with the longitudinal outline portion) is arranged in the width direction aligning portion 420 at a minimum So that the width direction alignment operation and the longitudinal direction alignment operation are not interfered with each other.

<합격품 보관부(500), 불량품 보관부(600)><Accepted product storage unit 500, defective product storage unit 600>

합격품 보관부(500)은 열간압착부(100)에서 제조한 확산층접합체를 층층이 쌓아놓는 플레이트(510)와, 확산층접합체의 테두리를 에워싸도록 플레이트(510)의 상부로 돌설한 복수의 가이드봉(520)을 포함하여 구성된다.The acceptable product storage unit 500 includes a plate 510 for stacking a diffusion layer bonded body manufactured by the hot press portion 100 and a plurality of guide rods (not shown) pierced to the upper portion of the plate 510 to surround the rim of the diffusion bonded body 520).

불량품 보관부(600)은 합격품 보관부(500)와 동일하게 구성된다.
The defective article storage unit 600 is configured in the same manner as the accepted article storage unit 500.

<로봇(700)><Robot 700>

도 3을 참조하면, 로봇(700)은 일렬로 배치한 제1 기체확산층 보관부(300a), 막전극접합체 보관부(200), 제2 기체확산층 보관부(300b), 얼라인부(400), 합격품 보관부(500) 및 불량품 보관부(600)의 상부를 따라 이동하며 진공흡착하는 부위를 승강시키게 되어 있고, 진공흡착하는 부위를 가압부(110)를 상승시킨 상태에서 가압부(110)와 안착부(120) 사이로 밀어넣을 수 있게 되어 있다.3, the robot 700 includes a first gas diffusion layer storage unit 300a, a membrane electrode assembly storage unit 200, a second gas diffusion layer storage unit 300b, an alignment unit 400, And moves up and down the part to be vacuum-adsorbed by moving along the upper part of the acceptable product storage part 500 and the defective product storage part 600. The part to be vacuum-adsorbed is pressed against the pressing part 110 So that it can be pushed into between the seating portions 120.

구체적으로 살펴보면 상기 로봇(700)은 막전극접합체 보관부(200)에 적층 보관한 막전극접합체(11), 제1 기체확산층 보관부(300a)에 적층 보관한 하측 기체확산층(12a, 막전극접합체의 저면에 적층하는 기체확산층), 및 제2 기체확산층 보관부(300b)에 적층 보관한 상측 기체확산층(12b, 막전극접합체의 상면에 적층하는 기체확산층)을 순차적으로 한장씩 얼라인부(400)로 이송하여 얼라인 플레이트(410)에 올려놓음으로써 한장씩 순차적으로 정렬할 수 있게 하는 제1 로봇암(710), 얼라인부(400)에서 정렬한 대상물을 열간압착부(100)의 안착부(120)에 적층하여 안착부(120)에 적층체(12a, 11, 12b)가 안착되게 하고 적층체를 열간압착한 확산층접합체를 열간압착부(100)으로부터 합격품 보관부(500)나 아니면 불량품 보관부(600)에 선택적으로 운반하는 제2 로봇암(720)을 구비하며, 제1 로봇암(710) 및 제2 로봇암(720)의 수평방향 이동수단은 예를 들면 레일을 따라 이동시키는 공지의 구조를 채용할 수 있다. Specifically, the robot 700 includes a membrane electrode assembly 11 that is stacked and stored in a membrane electrode assembly storage unit 200, a lower gas diffusion layer 12a and a membrane electrode assembly assembly 12 which are stacked and stored in a first gas diffusion layer storage unit 300a, And the upper gas diffusion layer 12b (the gas diffusion layer which is laminated on the upper surface of the membrane electrode assembly), which are stacked and stored in the second gas diffusion layer storage part 300b, are aligned one by one to the alignment part 400 A first robot arm 710 that allows the robot arm 710 to sequentially align the pieces one by one by transporting the objects to be aligned on the alignment plate 410 and arranging the objects aligned in the alignment portion 400 on the seating portion 120 of the hot- The diffusion layer bonded body obtained by laminating the stacked bodies 12a, 11 and 12b on the seating part 120 and hot-pressing the laminated body from the hot pressed part 100 to the acceptable article storage part 500 or the defective article storage part And a second robotic arm 720 selectively carrying The first robot arm 710, and the second robot arm 720 may adopt a known structure that moves along, for example, a rail.

제1 로봇암(710)은 이동시키려는 대상물(막전극접합체, 상측 및 하측 기체확산층)을 4개소 꼭짓점 부위에서 진공흡착하기 위한 복수의 진공패드(711)를 브라켓(712)의 단부에 고정하고, 이 브라켓(712)을 승강수단(713)으로 승강시키게 되어 있다. 복수의 진공패드(711)에서 동시에 진공흡착하기 위해 필요한 구동수단으로서 예를 들면 매니폴드(manifold), 압조절 니들밸브 등의 공지 구성요소도 브라켓(712)에 장착되고, 아울러, 진공흡착할 대상의 유무를 감지하는 포토센서(713)도 브라켓(712)의 단부에 장착된다. 승강수단(713)은 예를 들면, 브라켓(712)을 상하로 길게 형성한 레일을 따라 이동하게 장착한 후, 브라켓(712)을 공압실린더로 승강시키는 구조를 갖출 수 있다.The first robot arm 710 fixes a plurality of vacuum pads 711 to the ends of the brackets 712 for vacuum adsorption of objects (membrane electrode assembly, upper and lower gas diffusion layers) And the bracket 712 is raised and lowered by the elevating means 713. Known constituent elements such as a manifold and a pressure regulating needle valve are mounted on the bracket 712 as driving means necessary for simultaneously vacuum-sucking in the plurality of vacuum pads 711, A photosensor 713 for detecting the presence or absence of the light source 712 is also mounted on the end of the bracket 712. The elevating means 713 can be structured such that, for example, the bracket 712 is moved to move along a long rail formed up and down, and then the bracket 712 is raised and lowered by a pneumatic cylinder.

제2 로봇암(720)도 대상물(막전극접합체, 상측 및 하측 기체확산층, 확산층접합체)을 이송하기 위해서 제1 로봇암(710)과 마찬가지로 진공패드(721), 브라켓(722, 722'), 포토센서(723) 및 승강수단(724)을 포함하여 구성된다. 다만, 브라켓(722, 722')에서 진공패드(721)를 장착한 단부는 열간압착부(100)의 가압부(110)와 안착부(120) 사이로 이동할 수 있도록 전방으로 돌출된 형상을 갖추고, 얼라인부(400)에서 정렬한 대상물(막전극접합체, 상측 및 하측 기체확산층)을 열간압착부(100)로 이송하여야 하므로, 브라켓(722)의 움직임을 정교하게 조정할 수 있는 구조를 갖는 것이 좋다.The second robot arm 720 also includes a vacuum pad 721, brackets 722 and 722 ', and a second robot arm 710 in the same manner as the first robot arm 710 for transferring objects (membrane electrode assembly, upper and lower gas diffusion layers, A photosensor 723 and an elevating means 724. [ The ends of the brackets 722 and 722 'on which the vacuum pad 721 is mounted are protruded forward so as to move between the pressing portion 110 and the seating portion 120 of the hot- (The membrane electrode assembly, the upper and lower gas diffusion layers) aligned in the alignment section 400 must be transferred to the hot-press contact section 100, so that it is preferable to have a structure capable of finely adjusting the movement of the bracket 722. [

본 발명의 구체적인 실시예에서 상기 브라켓(722, 722')은 진공패드(721) 및 포토센서(723)를 장착한 제1 브라켓(722)과 승강수단(724)에 의해 승강운동하는 제2 브라켓(722')으로 분리 구성한 후, 제1 브라켓(722)을 뒤집어 진공패드(721) 및 포토센서(723)를 상부로 향할 수 있도록 제1 브라켓(722)을 모터(725)로 회전 가능하게 제2 브라켓(722')에 장착하였다. The brackets 722 and 722 'may include a first bracket 722 on which the vacuum pad 721 and the photosensor 723 are mounted and a second bracket 722 which is moved up and down by the elevating means 724. In this embodiment, The first bracket 722 is rotated so that the first bracket 722 can be rotated by the motor 725 so that the first bracket 722 can be turned upside down and the vacuum pad 721 and the photosensor 723 can be directed upward. 2 bracket 722 '.

이에 따라, 제2 로봇암(720)은 상측 기체확산층(12b)을 진공흡착한 후 안착부(120)로 이송하였을 시에 이전에 적층한 막전극접합체(11) 상에 적층하지 아니하고 제1 브라켓(722)을 뒤집어 상측 기체확산층(12b)을 가압부(110)에 접촉되게 할 수 있다. 이 경우, 가압부(110)에 구비되는 가습판(130b)으로 상측 기체확산층(12b)을 진공흡입하게 한 후, 제2 로봇암(720)의 진공흡착을 해제하고 제2 로봇암(720)을 이동시킬 수 있다.
Accordingly, when the upper gas diffusion layer 12b is vacuum-adsorbed and then transferred to the seating part 120, the second robot arm 720 is not stacked on the previously laminated membrane electrode assembly 11, The upper gas diffusion layer 12b can be brought into contact with the pressing portion 110 by turning the gas diffusion layer 722 upside down. In this case, after the upper gas diffusion layer 12b is vacuumed by the humidification plate 130b provided in the pressing portion 110, the vacuum absorption of the second robot arm 720 is released and the second robot arm 720 is vacuum- Can be moved.

<컨트롤러(800)>&Lt; Controller 800 >

이하, 상기 컨트롤러(800)의 제어에 따른 이루어지는 확산층접합체 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a diffusion layer bonded body according to the control of the controller 800 will be described.

도 17은 본 발명의 실시예에 의해 이루어지는 확산층접합체 제조 방법의 순서도이고 도 18은 열간압착/누설검사 단계(S20) 및 열간압착/사전활성화/모니터링 단계(S30)에 대한 세부 순서도를 보여주는 도면이다.17 is a flow chart of a method of manufacturing a diffusion layer bonded body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a view showing a detailed flow chart of a hot pressing / leakage inspection step (S20) and a hot pressing / preactivation / monitoring step (S30) .

확산층접합체 제조 방법은 정렬/적층체 안착 단계(S10), 열간압착/누설검사 단계(S20), 열간압착/사전활성화/모니터링 단계(S30) 및 확산층접합체 수거 단계(S40)를 1개의 확산층접합체를 제조하기 위한 1사이클 공정으로 한다. The method of manufacturing the diffusion layer bonded body includes a step of aligning / laminating a sheet (S10), a hot pressing / leakage testing step (S20), a hot pressing / preactivation / monitoring step (S30), and a diffusion layer bonding step And a one-cycle process for production.

상기 정렬/적층체 안착 단계(S10)는 제1 로봇암(710)을 이용하여 1장의 하측 기체확산층(12a)을 제1 기체확산층 보관부(300a)에서 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 이후 제2 로봇암(720)을 이용하여 열간압착부(100)에 적층하는 하측 기체확산층 정렬/적층 단계(S11), 제1 로봇암(710)을 이용하여 1장의 막전극접합체(11)를 막전극접합체 보관부(200)에서 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 이후 제2 로봇암(720)을 이용하여 열간압착부(100)에 적층한 하측 기체확산층(12a) 위에 적층하는 막전극접합체 정렬/적층 단계(S12), 및 제1 로봇암(710)을 이용하여 1장의 상측 기체확산층(12b)을 제2 기체확산층 보관부(300b)에서 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 이후 제2 로봇암(720)을 이용하여 열간압착부(100)에 적층한 막전극접합체(11) 위해 적층하는 상측 기체확산층 정렬/적층 단계(S13)를 포함한다.In the alignment / stacking step S10, one lower gas diffusion layer 12a is transferred from the first gas diffusion layer storage part 300a to the alignment part 400 using the first robot arm 710 Thereafter, one membrane electrode assembly 11 is formed by using the second robot arm 720 and the lower gas diffusion layer aligning / laminating step S11 and the first robot arm 710 stacked on the hot press portion 100, The membrane electrode assembly 200 is transferred from the membrane electrode assembly storage part 200 to the aligning part 400 and is aligned with the membrane electrode assembly 200. The membrane electrode assembly 200 is then aligned using the second robot arm 720, One upper side gas diffusion layer 12b is transferred from the second gas diffusion layer storage part 300b to the alignment part 400 and aligned by using the assembly alignment / lamination step S12 and the first robot arm 710 An upper gas diffusion layer aligning / stacking step S13 for stacking the membrane electrode assembly 11 stacked on the hot-press contact portion 100 using the second robot arm 720 .

이에 따라, 열간압착부(100)의 안착부(120)에는 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)의 순서로 적층된 적층체가 안착된다. Thus, the laminated body in which the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11, and the upper gas diffusion layer 12b are stacked in this order is seated on the seating portion 120 of the hot-press contact portion 100. [

하측 기체확산층(12a)는 안착부(120)의 가습판(130a)에 구비된 실링재(137)에 둘러싸이는 면에 안착되게 함으로써, 안착한 이후에 안정된 자세로 있게 되며, 이때, 안착부(120)의 주입측 밸브(141a, 142a)를 닫고 배출측 밸브(151a, 152)를 열고 벤트밸브(153)를 닫은 상태에서 진공펌프(150)를 가동하여서 가습판(130a)의 홀(135)을 통해 하측 기체확산층(12a)를 진공흡착하는 것이 좋다. 이에, 하측 기체확산층(12a) 위에 막전극접합체(11)를 안착할 시에도 요동없이 안정된 자세로 있게 되어 정확한 위치에 막전극접합체(11)를 안착할 수 있고, 하측 기체확산층(12a)의 다공질 구조에 의해서 막전극접합체(11)도 안착 이후 안정된 자세로 있게 된다.The lower gas diffusion layer 12a is placed on the surface surrounded by the sealing member 137 provided on the humidification plate 130a of the seating portion 120 so that the lower gas diffusion layer 12a is in a stable posture after the seating, The vacuum pump 150 is operated while the inlet valves 141a and 142a of the humidifying plate 130a are closed and the discharge valves 151a and 152 are opened and the vent valve 153 is closed, It is preferable to vacuum adsorb the lower gas diffusion layer 12a. Thus, even when the membrane electrode assembly 11 is placed on the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11 can be stably positioned without swinging, and the membrane electrode assembly 11 can be seated in the correct position, The membrane electrode assembly 11 also has a stable posture after its seating.

한편, 상측 기체확산층 정렬/적층 단계(S13)는 상측 기체확산층(12b)을 막전극접합체(11) 상에 안착하지 아니하고, 상술한 바와 같이 제2 로봇암(720)의 제1 브라켓(722)을 뒤집어 상측 기체확산층(12b)을 상부로 향하게 한 후 상승시켜 가압부(110)의 가습판(130b)에 구비된 실링재(137)에 둘러싸이는 면에 접촉시키게 할 수 있다. 이때의 컨트롤러는 가압부(110)에서 가습판(130b)의 홀을 통해 상측 기체확산층(12b)을 진공흡착하게 제어한다. 이에, 막전극접합체(11) 상에 상측 기체확산층(12b)을 올려놓는 경우 막전극접합체(11)에 의해 가로막혀서 안착부(120)로는 상측 기체확산층(12b)을 진공흡착하기 어렵거나 아니면 진공흡착력이 미약하게 되지만, 상측 기체확산층(12b)을 가압부(110)로 진공흡착한 상태로 가압부(110)를 하강시켜서 상측 기체확산층(12b)을 막전극접합체(11) 상의 정확한 위치에 겹칠 수 있다. 즉, 하측 기체확산층(12a), 막전극접합체(11) 및 상측 기체확산층(12b)를 얼라인부(400)로 정렬한 상태를 유지하며 순차적으로 적층한 상황이 된다.
On the other hand, the upper gas diffusion layer aligning / laminating step S13 is carried out in such a manner that the upper gas diffusion layer 12b is not seated on the membrane electrode assembly 11 and the first gas diffusion layer 12b is arranged on the first bracket 722 of the second robot arm 720, The upper gas diffusion layer 12b is turned upward and then raised so that the gas diffusion layer 12b is brought into contact with the surface surrounded by the sealing material 137 provided on the humidification plate 130b of the pressing unit 110. [ At this time, the controller controls the upper gas diffusion layer 12b to be vacuum-adsorbed through the hole of the humidification plate 130b in the pressing portion 110. [ When the upper gas diffusion layer 12b is placed on the membrane electrode assembly 11, it is difficult to vacuum-adsorb the upper gas diffusion layer 12b to the seating portion 120 by being blocked by the membrane electrode assembly 11, The pressurizing portion 110 is lowered while the upper gas diffusion layer 12b is vacuum-adsorbed by the pressurizing portion 110 so that the upper gas diffusion layer 12b is overlapped with the correct position on the membrane electrode assembly 11 . That is, the lower gas diffusion layer 12a, the membrane electrode assembly 11, and the upper gas diffusion layer 12b are aligned with the alignment portions 400, and are sequentially stacked.

열간압착/누설검사 단계(S20)는 가압부(110)를 하강시켜 안착부(120)에 안착한 적층체(12a, 11, 12b)를 압착하며 히터판(111, 121)을 가열하여 열간압착 상태를 유지하는 열간압착 시작단계(S21) 및 열간압착하는 중에 적층체(12a, 11, 12b)의 상하면에 압력차를 주어 누설검사하는 누설검사단계(S22, S23, S24, S25)를 포함한다.The hot-pressing / leakage inspection step S20 is a step of pressing the stacked bodies 12a, 11, and 12b pressed on the seating part 120 by lowering the pressing part 110 to heat the heater plates 111 and 121, S21 and S25 for performing leakage inspection by applying a pressure difference to the upper and lower surfaces of the stacked bodies 12a, 11 and 12b during hot pressing.

열간압착에 의하면, 도 7을 참조한 바와 같이 가압부(110)의 가습판(130b)과 안착부(120)의 가습판(130a)에 각각 구비한 실링재(137)가 전해질막(11a)의 둘레 가장자리인 에지 테이프(11a-1)를 상하에서 압착하고, 상하측 기체확산층(12a, 12b)이 적층된 공간은 실링재(137)에 의해서 밀폐된다. 또한, 도 8을 참조한 바와 같이 가압부(110)가 연직방향을 기준으로 기울어짐이 가능하게 되어 있어서, 적층체 전면을 균일한 압력으로 가압하게 된다.7, the sealing member 137 provided on the humidification plate 130b of the pressurizing unit 110 and the humidification plate 130a of the seating unit 120 are arranged in the circumferential direction of the electrolyte membrane 11a The edge tape 11a-1 as an edge is pressed up and down, and the space in which the upper and lower gas diffusion layers 12a and 12b are stacked is sealed by the sealing material 137. [ Further, as shown in Fig. 8, the pressing portion 110 can be tilted with respect to the vertical direction, so that the entire surface of the laminate is pressed with a uniform pressure.

상기 누설검사단계(S22, S23, S24, S25)는 적층체를 열간압착하는 중에, 유로(132, 133)를 경유한 홀(135)을 통해 질소를 공급하여 적층체의 상하 면에 서로 다른 압을 가하고, 적층체의 상하 면에 가하는 압력차의 변동량을 감시하여 전해질막(11a)의 누설여부를 검사하는 단계이다. 즉, 압력차의 변동은 질소가 압력이 높은 쪽에서 압력이 낮은 쪽으로 적층체를 통과함에 따라 발생하므로, 압력차가 변동하면 누설이 발생한 것이다. 물론, 예를 들면, 실링재의 손상처럼 구조적 문제의 발생에 의해 누설이 발생할 수도 있다.The leakage inspection steps S22, S23, S24, and S25 are performed by supplying nitrogen through the holes 135 passing through the flow paths 132, 133 during hot pressing of the laminate, And monitoring the fluctuation amount of the pressure difference applied to the upper and lower surfaces of the laminate to check whether the electrolyte membrane 11a has leaked. That is, the fluctuation of the pressure difference occurs as the nitrogen passes through the laminate from the higher pressure side to the lower pressure side, so that leakage occurs when the pressure difference fluctuates. Of course, leakage may occur due to the occurrence of a structural problem, for example, damage of a sealing material.

본 발명에 따르면, 컨트롤러(800)는 주입측 밸브(141a, 141b, 161a, 161b) 중에 수중기 공급부(140) 측에 설치한 밸브(141a, 141b)를 닫고, 질소공급부(160) 측에 설치한 밸브(161a, 161b)를 열어서 질소를 가습판(130a, 130b)의 유로(132, 133)에 공급하되, 배출측 밸브(151a, 151b, 152) 중의 배출단속 밸브(151a, 151b)를 열고 진공배출 단속밸브(152)를 닫고 벤트 밸브(153)를 열어서, 질소를 유로에 공급함과 동시에 공기중에 배출되게 한다(S22). 이와 같이 질소를 공급함과 동시에 공기중으로 배출하는 동작은 미리 설정된 시간 동안 수행한다. 이에 따라, 유로(132, 133)의 내부를 청소하는 효과를 얻는다.According to the present invention, the controller 800 closes the valves 141a and 141b provided on the water supply side supply side 140 side of the inlet side valves 141a, 141b, 161a, and 161b, One of the valves 161a and 161b is opened to supply nitrogen to the flow paths 132 and 133 of the humidifying plates 130a and 130b while the discharge regulating valves 151a and 151b in the discharge side valves 151a, The vacuum exhaust control valve 152 is closed and the vent valve 153 is opened so that nitrogen is supplied to the flow path and discharged to the air (S22). In this manner, the operation of supplying nitrogen and discharging the nitrogen into the air is performed for a preset time. Thus, the effect of cleaning the inside of the flow paths 132 and 133 is obtained.

상기 미리 설정된 시간이 경과하면 배출단속 밸브(151a, 151b)를 닫고, 유로(132, 133)의 내부 압력을 압력조절밸브(142a, 142b)로 조절하여 적층체의 상하 면에 소정의 압력차가 발생되게 한 후, 질소공급부(160) 측에 설치한 주입측 밸브(161a 161b)를 닫고, 압력센서(143a, 143b)를 이용하여 차압을 감시한다(S23). 여기서, 상기한 소정의 압력차라 함은 가압부(110)의 가습판(130b) 유로에 가해지는 압력과 안착부(120)의 가습판(130a) 유로에 가해지는 압력을 차이 나게 하여서 적층체의 상하 면에 압력차가 발생하게 한다는 의미이다. 그리고, 이와 같이 압력차를 준 상태에서 압력차의 변동량을 감시한다.When the preset time has elapsed, the discharge regulating valves 151a and 151b are closed and the internal pressures of the flow paths 132 and 133 are adjusted by the pressure control valves 142a and 142b to generate a predetermined pressure difference on the upper and lower surfaces of the laminate The injection side valve 161a 161b provided on the side of the nitrogen supply unit 160 is closed and the differential pressure is monitored using the pressure sensors 143a and 143b (S23). Here, the predetermined pressure difference means that the pressure applied to the flow path of the humidification plate 130b of the pressing portion 110 is different from the pressure applied to the flow path of the humidification plate 130a of the mounting portion 120, Which means that a pressure difference occurs on the upper and lower surfaces. Then, the fluctuation amount of the pressure difference is monitored in such a state that the pressure difference is applied.

이때, 압력차의 변동량이 미리 설정된 값(Pth) 이상으로 커지면 누설로 판정하여 전해질막(11a)을 불량처리하거나 또는 본 발명에 따른 열간압착장치를 점검하고(S25), 압력차의 변동량이 미리 설정된 값(Pth) 미만을 유지하면 정상으로 판정하고 후술하는 열간압착/사전활성화/모니터링 단계(S30)로 넘어간다(S24). At this time, if the fluctuation amount of the pressure difference becomes larger than the predetermined value Pth, it is judged as leakage and the electrolyte membrane 11a is defective or the hot-pressing apparatus according to the present invention is checked (S25) If it is less than the set value (Pth), it is determined to be normal and the process goes to a hot-pressing / pre-activation / monitoring step S30 to be described later (S24).

누설 판정 방법의 다른 예를 설명하면, 압력차가 초기 값(압력차를 주고 압력차의 변동을 감시하기 시작하는 시점의 압력차)에서 미리 설정된 값 이상으로 작아지면 누설로 판정하고, 초기 값에서 미리 설정된 값 미만의 오차 범위 내를 유지하면 정상으로 판정한다.Another example of the leakage determination method will be described. When the pressure difference becomes smaller than a predetermined value at an initial value (a pressure difference at the time when the pressure difference starts to be monitored to give a pressure difference) If it is kept within the error range below the set value, it is judged as normal.

여기서, 불량처리는 열간압착을 중단하고 적층체를 제2 로봇암(720)으로 불량품 보관부(600)로 이송한 후 확산층적합체의 제조 공정을 다시 시작하는 것을 의미한다.
Here, the defective treatment means that the hot pressing is stopped and the laminated body is transferred to the defective article storage unit 600 by the second robot arm 720, and then the manufacturing process of the diffusion layer conforming body is restarted.

열간압착/사전활성화/모니터링 단계(S300)는 수증기를 가습판(130a, 130b)의 주입구(131)를 통해 유로(132, 133)에 소정의 압력으로 주입함으로써 홀(135)을 통해 가해지는 수증기에 의해 적층체를 수화하여 활성화하며 저항 변화를 모니터링하는 단계로서, 수증기를 주입한 후 배출하고 저항을 측정하는 과정을 미리 설정된 회수(Nth)만큼 반복하되, 저항이 미리 설정된 저항값에 도달하면 멈추어 1개의 확산층접합체에 대한 열간압착 동작을 멈춘다.The hot pressing / preactivation / monitoring step S300 is a step of injecting water vapor into the flow paths 132 and 133 through the inlet 131 of the humidifying plates 130a and 130b at a predetermined pressure, And the resistance is measured by repeating a process of injecting water vapor, discharging and measuring the resistance by a predetermined number of times (Nth). When the resistance reaches a preset resistance value, the resistance is stopped The hot pressing operation for one diffusion layer junction body is stopped.

물론, 질소공급부(400) 측에 설치한 주입측 밸브(161a, 161b)는 닫은 상태를 유지하여서, 질소 공급은 차단되고, 수증기만 공급한다.Of course, the injection side valves 161a and 161b provided on the side of the nitrogen supply part 400 are kept closed, the supply of nitrogen is cut off, and only the steam is supplied.

구체적으로 설명하면, 상기 누설검사단계에 의해서 유로(132, 133)에 질소가 주입된 상태이므로, 카운터(n)를 '0'으로 셋팅한 후(S31), 유로(132, 133)에 주입된 질소를 배출측 밸브(151a, 151b, 152)와 벤트밸브(153)를 제어하여 배출한 후(S32) 저항을 측정한다(S33). 여기서, 질소의 배출은 초기에 공기중으로 배출하고 나중에는 진공펌프(150)를 가동하여 배출함으로써 유로(132, 133)를 진공화하는 과정으로 이루어진다. 저항의 측정은 상기에서 설명한 바와 같이 가압부(110)의 가습판(130b) 및 안착부(120)의 가습판(130a)에 각각 설치된 전극(139a) 간의 저항을 측정하여 적층체의 저항을 획득하는 것이다. 이와 같이, 저항을 측정함으로써 사전활성화하기 전의 저항값을 획득하게 된다. Specifically, since the nitrogen is injected into the flow paths 132 and 133 by the leakage inspection step, the counter n is set to '0' (S31) The nitrogen is discharged by controlling the discharge side valves 151a, 151b, 152 and the vent valve 153 (S32), and the resistance is measured (S33). Here, the nitrogen is initially discharged to the air, and then the vacuum pump 150 is actuated and discharged to evacuate the flow paths 132 and 133. The resistance is measured by measuring the resistance between the humidification plate 130b of the pressing unit 110 and the electrodes 139a provided on the humidification plate 130a of the seating unit 120 as described above to obtain the resistance of the laminate . Thus, by measuring the resistance, the resistance value before the activation is obtained.

다음으로, 안착부(120)의 가습판(130a) 및 가압부(110)의 가습판(130b)에 각각 형성된 유로(132, 133)에 수증기를 공급하여 수증기가 홀(135)을 통해 적층체를 수화하게 하고(S35), 카운터(n)에 '1' 을 더한다(S36). 여기서, 수증기의 공급은 배출측 밸브(151a, 151b, 152) 전체를 닫은 상태에서, 수증기공급부(140) 측에 설치한 주입측 밸브(141a, 141b)를 열어 유로(132, 133)에 각각 수증기를 공급하되 압력조절밸브(142a, 142b)로 압력 조절하여 소정의 압력으로 되게 하는 것이다. Next, water vapor is supplied to the flow paths 132 and 133 formed in the humidification plate 130a of the seating part 120 and the humidification plate 130b of the pressing part 110, (S35), and adds "1" to the counter (n) (S36). The water vapor is supplied to the flow paths 132 and 133 by opening the injection side valves 141a and 141b provided on the side of the water vapor supply part 140 with the discharge side valves 151a, 151b and 152 all closed, And the pressure is regulated by the pressure control valves 142a and 142b to be a predetermined pressure.

다음으로, 유로(132, 133)에 주입한 수증기를 배출하고(S42), 저항을 측정한다(43). 여기서, 수증기를 배출할 시에는 수증기공급부(200) 측에 설치한 주입측 밸브(210a, 210b)를 닫아 수증기 주입을 멈추게 한 후, 질소를 배출할 때와 마찬가지로 처음에 공기중으로 배출하고 나중에 진공펌프(300)로 배출하여 유로(132, 133)를 진공화한다.Next, the water vapor injected into the flow paths 132 and 133 is discharged (S42), and the resistance is measured (43). Here, when discharging water vapor, the injection side valves 210a and 210b provided on the side of the water vapor supply unit 200 are closed to stop the steam injection. Then, as in the case of discharging nitrogen, the water is first discharged into the air, (300) to evacuate the flow paths (132, 133).

이와 같이 수증기를 주입한 후(S35) 배출하고(S32) 저항을 측정하는(S33) 과정을 상기 미리 설정된 회수(Nth)만큼 반복하는 중에, 저항 변화의 모니터링 결과, 저항(R)이 미리 설정된 값(Rth) 이하로 되면 열간 압착을 중단하고 상기 확산층접합체 수거단계(S40)로 넘어간다.During the repetition of the predetermined number Nth of repeating the process of injecting water vapor (S35) and discharging (S32) and measuring the resistance (S33) as a result of monitoring the resistance change, (Rth), the hot-pressing is stopped and the process goes to the diffusion layer junction collection step (S40).

여기서, 상기 미리 설정된 회수(Nth)는 충분히 큰 값으로 설정하여 두는 것이 좋다.Here, it is preferable that the predetermined number of times (Nth) is set to a sufficiently large value.

한편, 저항측정 단계(S33)는 수증기를 주입하고 배출하는 반복 과정에서 수증기를 배출한 시점에서만 저항을 측정하는 간헐적 저항 측정 방식을 채용하지 아니하고, 수증기를 주입하는 동안에도 저항 측정하여서 열간압착/사전활성화/모니터링 단계(S30)의 전과정, 즉, 열간압착하며 사전활성화하는 중의 전과정에 걸쳐서 저항 변화를 실시간 연속적으로 모니터링하게 할 수 있다.Meanwhile, the resistance measuring step S33 does not employ an intermittent resistance measuring method in which resistance is measured only when the steam is discharged in the repeated process of injecting and discharging water vapor, It is possible to continuously monitor the resistance change over the entire life of the activation / monitoring step S30, that is, over the entire period during the hot pressing and the pre-activation.

이에, 열간압착/사전활성화/모니터링 단계(S30)는 수증기를 반복하여 주입하는 중에 수증기의 주입 회수가 늘어날수록 점진적으로 변화하는 저항을 모니터링하여서, 미리 설정된 저항으로 낮아질 시에 열간압착 및 사전활성화 동작을 종료하게 된다. 또한, 수증기를 주입한 상태에서의 저항 변화도 모니터링함으로써, 수증기 주입 방법의 개선 사항을 얻을 수도 있다. The thermal compression / preactivation / monitoring step (S30) monitors the gradually changing resistance as the number of injections of water vapor increases as the steam is repeatedly injected, and when the resistance is lowered to a preset resistance, . In addition, improvements in the steam injection method can be obtained by monitoring the resistance change in the state of injecting steam.

그런데, 여기서 측정하여 얻는 저항은 열간압착하며 가습한 상태에서 얻은 것이므로, 열간압착부(100)에서 회수하여 측정되는 확산층접합체의 상하면 저항값과는 차이가 있을 수 있다. 이에, 상기한 미리 설정된 저항의 크기는 회수하게 될 확산층접합체의 목표 저항값을 열간압착 및 가습 상황을 감안하여 보정한 값으로 하여야 할 것이다.
However, since the resistance measured here is obtained by hot pressing and humidifying, it may be different from the resistance value of the top and bottom surfaces of the diffusion layer bonded body measured and collected in the hot-pressing part 100. [ Therefore, the predetermined resistance value should be a value obtained by correcting the target resistance value of the diffusion layer junction body to be recovered in consideration of hot pressing and humidifying conditions.

확산층접합체 수거 단계(S40)는 상술한 바와 같이 누설검사, 사전활성화 및 저항 모니터링을 병행하며 열간압착하여서 적층체를 일체화한 확산층접합체를 수거하는 단계이다. 유로(132, 133) 또는 확산층접합체에 수분이 잔류할 수 있으므로, 진공펌프(150)를 가동하여 진공흡입한 이후에 가압부(110)를 상승시키고 확산층접합체를 제2 로봇암(720)으로 수거한다.The diffusion layer junction collection step (S40) is a step for collecting the diffusion layer junction body in which the laminate is integrated by performing the leakage inspection, the pre-activation and the resistance monitoring as described above and hot pressing. Moisture may remain in the flow paths 132 and 133 or the diffusion layer bonded body so that the vacuum pump 150 is operated to vacuum up and then the pressured portion 110 is raised and the diffusion layer bonded body is collected by the second robot arm 720 do.

여기서, 수거한 확산층접합체는 상기한 바와 같이 저항이 미리 설정된 저항으로 낮아짐에 따라 열간압착을 종료한 것이거나 또는 미리 설정된 회수(Nth)만큼 반복적으로 수증기를 공급한 후의 저항이 미리 설정된 저항 미만인 것이면, 합격으로 판단하여서 합격품 보관부(500)로 이송하고, 미리 설정된 회수(Nth)만큼 반복적으로 수증기를 공급한 후에도 미리 설정된 저항 미만으로 되지 아니한 것이면 불합격으로 판단하여 불량품 보관부(600)로 이송한다.
Here, as described above, if the resistance after the hot-pressing is finished or the resistance after repeatedly supplying the water vapor by the predetermined number of times (Nth) is less than the preset resistance as the resistance is lowered to the predetermined resistance as described above, It is determined to be acceptable and transferred to the acceptable product storage unit 500. If it is not less than the predetermined resistance even after repeatedly supplying water vapor by the predetermined number of times Nth, it is determined that the product has failed and the product is transferred to the defective product storage unit 600.

이와 같이 적층체를 열간압착하는 중에 누설검사하고 사전활성화함으로써, 전해질막(11a)에 누설이 없고 수소이온의 이동도를 증가시켜 활성화하며 저항 모니터링에 의해 충분히 열간압착되고 활성화된 확산층접합체를 얻을 수 있으며, 수거한 합격품의 확산층접합체로 스택(20)을 제작함으로써 전해질막(11a)의 누설에 의한 불량이 발생하지 아니하고 열간압착이 충분히 되어 연료전지의 성능에 이상이 없으며, 스택(20)에 대한 활성화도 시간을 단축하여 이행할 수 있다.By performing leakage inspection and pre-activation during the hot-pressing of the laminate as described above, there is no leakage in the electrolyte membrane 11a, the mobility of hydrogen ions is increased and activated, and the diffusion- The stack 20 is fabricated by a diffusion layer bonded body of the collected acceptable product so that the failure due to the leakage of the electrolyte membrane 11a does not occur and the hot compression is sufficient so that there is no abnormality in the performance of the fuel cell, The activation time can be shortened and the transition can be made.

또한, 사전활성화에 의해서 수증기를 매회 주입함에 따라 감소되는 저항의 변동 특성 그래프를 얻을 수도 있으므로, 사전활성화할 시에 1회의 수증기를 공급하는 시간 및 수증기 공급의 반복 회수(Nth)를 어떠한 값으로 설정할 것이지 결정하는 데 활용할 수 있다.
Further, since the graph of the variation characteristic of the resistance which is reduced by injecting the water vapor every time by the pre-activation can be obtained, the time for supplying the water vapor once and the number of repetition of the water vapor supply (Nth) It can be used to decide.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, . &Lt; / RTI &gt; Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 연료전지
11 : 막전극접합체 11a : 전해질막 11a-1 : 에지 테이프
11b : 전극촉매층 12a, 12b : 기체확산층
13 : 분리판 14 : 가스켓
20 : 스텍 21 : 앤드플레이트
100 : 열간압착부
110 : 가압부 111 : 히터판 112 : 가압부 고정체
113 : 절연체 114 : 돌출부 115 : 가압면
116 : 플랜지 117 : 가이드봉 118 : 승강수단
118a : 로드 118b : 파지부 118c : 틈새
120 : 안착부 121 : 히터판 122 : 안착부 고정체
123 : 절연체
130a, 130b : 가습판
131 : 주입구 132 : 메인 유로 133 : 서브 유로
134 : 마개 135 : 홀 136 : 배출구
137 : 실링재 138 : 요홈
139 : 전극단자 139a : 전극 139b : 절연재
140 : 수증기공급부 141a, 141b : 밸브
142a, 142b : 압력조절밸브 143a, 143b : 압력센서
150 : 진공펌프 151a, 151b : 배출단속 밸브
152 : 진공배출 단속밸브 153 : 벤트 밸브
160 : 질소공급부 161a, 161b : 밸브
200 : 막전극접합체 보관부
210 : 적층 플레이트 220 : 가이드봉 230 : 감지센서
240 : 리프트 수단 241 : 리프트봉 242 : 블록
243 : 모터 244 : 스크류 245 : LM가이드
300a : 제1 기체확산층 보관부
300b : 제2 기체확산층 보관부
400 : 얼라인부
410 : 얼라인 플레이트 411 : 상판 411a : 홀
412 : 하판 413 : 메인유로 414 : 서브유로
415 : 주입구 416 : 절개부
420 : 폭방향 정렬부 421 : 폭방향 외곽부 421a : 수용홈
421b : 스프링 421c : 볼트 422 : 이동블록
423 : 레일 424 : 리밋센서 425 : 모터
426 : 스크류 427 : 베어링 428 : 암나사부
430 : 길이방향 정렬부 431 : 길이방향 외곽부 432 : 이동블록
433 : 레일 434 : 리밋센서 435 : 모터
436 : 스크류 437 : 베어링 438 : 암나사부
440 : 지지프레임
500 : 합격품 보관부 510 : 플레이트 520 : 가이드봉
600 : 불량품 보관부
700 : 로봇 710 : 제1 로봇암 711 : 진공패드
712 : 브라켓 713 : 포토센서 714 : 승강수단
720 : 제2 로봇암 721 : 진공패드 722 : 브라켓
723 : 포토센서 724 : 승강수단
800 : 컨트롤러
900 : 프레임
10: Fuel cell
11: membrane electrode assembly 11a: electrolyte membrane 11a-1: edge tape
11b: electrode catalyst layer 12a, 12b: gas diffusion layer
13: separator plate 14: gasket
20: Stack 21: End plate
100:
110: pressurizing portion 111: heater plate 112: pressurized portion fixed body
113: insulator 114: protrusion 115:
116: flange 117: guide rod 118: elevating means
118a: rod 118b: grip part 118c: gap
120: seat part 121: heater plate 122: seat part fixing body
123: Insulator
130a, 130b: Humidification plate
131: inlet 132: main channel 133:
134: plug 135: hole 136: outlet
137: sealing material 138: groove
139: electrode terminal 139a: electrode 139b: insulating material
140: water vapor supply part 141a, 141b: valve
142a, 142b: pressure regulating valves 143a, 143b: pressure sensors
150: Vacuum pumps 151a and 151b: Discharge regulating valve
152: Vacuum discharge control valve 153: Bent valve
160: nitrogen supply part 161a, 161b: valve
200: membrane electrode assembly storage part
210: laminated plate 220: guide rod 230: detection sensor
240: lift means 241: lift rod 242: block
243: motor 244: screw 245: LM guide
300a: first gas diffusion layer storage unit
300b: second gas diffusion layer storage unit
400: Alliin
410: alignment plate 411: upper plate 411a: hole
412: lower plate 413: main channel 414:
415: Inlet port 416:
420: width direction aligning portion 421: width direction outer frame portion 421a: receiving groove
421b: spring 421c: bolt 422: moving block
423: rail 424: limit sensor 425: motor
426: screw 427: bearing 428: female thread portion
430: longitudinal direction aligning part 431: longitudinal direction outer part 432:
433: rail 434: limit sensor 435: motor
436: screw 437: bearing 438: female thread part
440: Support frame
500: acceptable product storage part 510: plate 520: guide rod
600:
700: robot 710: first robot arm 711: vacuum pad
712: Bracket 713: Photoelectric sensor 714:
720: second robot arm 721: vacuum pad 722: bracket
723: photo sensor 724: elevating means
800: controller
900: frame

Claims (6)

내부의 유로와 연통되는 홀이 기체확산층에 면접촉되는 면에 다수 형성된 두개의 가습판을 상하에 배치하여 하측 가습판에 하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층의 순서로 적층한 적층체를 상측 가습판으로 가압하며 히터판으로 가열하는 중에 가습판의 유로에 수증기를 공급하여 가습하는 열간압착부(100); 및 가습판의 가압 및 히터판의 가열에 의한 열간압착동작와 수증기 공급에 의한 사전활성화동작이 동시에 이루어지도록 제어하는 컨트롤러(800);를 포함하여 구성되되,
각각의 가습판에서 기체확산층을 가압하는 면에 전극을 구비하고, 컨트롤러(800)에서 적층체의 양면 간의 저항 변화를 모니터링하여 미리 설정된 저항으로 낮아질 시에 열간압착 및 사전활성화 동작을 종료하게 제어함을 특징으로 하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템.
A plurality of the humidification plates formed on the surface where the holes communicating with the internal flow path are in surface contact with the gas diffusion layer are disposed on the upper and lower sides and the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly and the upper gas diffusion layer are stacked in this order on the lower humidification plate. A hot pressing part (100) which humidifies by supplying water vapor to a flow path of a humidifying plate while being heated by a heater plate while being pressurized by an upper humidifying plate; And a controller (800) for simultaneously controlling the pressurization of the humidifying plate and the hot pressing operation by heating the heater plate and the pre-activating operation by the supply of water vapor,
Each of the humidification plates is provided with an electrode on a surface for pressing the gas diffusion layer, and the controller 800 monitors the change in resistance between both surfaces of the laminate and controls the hot compression and the pre-activation operation to be terminated when the resistance is lowered to a predetermined resistance A pre-activated hot-pressing system for a polymer electrolyte fuel cell.
제 1항에 있어서,
상기 가습판을 전기 전도성 재질로 구성한 후 절연함으로써 상기 가습판을 전극으로 함을 특징으로 하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the humidifying plate is made of an electrically conductive material and then insulated to form the humidifying plate as an electrode, thereby pre-activating the polymer electrolyte fuel cell.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
막전극접합체를 적층하여 두는 막전극접합체 보관부(200);
막전극접합체의 저면에 적층할 하측 기체확산층을 적층하여 두는 제1 기체확산층 보관부(300a);
막전극접합체의 상면에 적층할 상측 기체확산층을 적층하여 두는 제2 기체확산층 보관부(300b);
하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층을 동일한 중심에 정렬하는 얼라인부(400); 및
하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층의 순서로 얼라인부(400)로 이송하여 정렬한 후 하측 가습판 위에 이송하여 적층하는 동작을 순차적으로 수행하는 로봇(700);
을 더욱 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
A membrane electrode assembly holding unit 200 for stacking membrane electrode assemblies;
A first gas diffusion layer storage unit 300a for depositing a lower gas diffusion layer to be laminated on the bottom surface of the membrane electrode assembly;
A second gas diffusion layer storage unit 300b for depositing an upper gas diffusion layer to be laminated on the upper surface of the membrane electrode assembly;
An aligning portion 400 for aligning the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly and the upper gas diffusion layer at the same center; And
The lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly, and the upper gas diffusion layer are sequentially transferred to and aligned on the lower side humidification plate by being transferred to the alignment section 400, and then laminated;
Wherein the polymer electrolyte fuel cell is pre-activated.
제 3항에 있어서,
상기 얼라인부(400)는
하측 기체확산층, 막전극접합체 및 상측 기체확산층 중에 안착되는 대상물을 향해 안착면에서 공기를 분출하는 얼라인 플레이트(410);
대상물의 폭방향 양측 테두리에 접촉되는 폭방향 외곽부(421) 간의 간격을 대상물의 폭방향 길이로 좁히게 동작하여 대상물의 폭방향 중심을 안착면의 폭방향 중심에 정렬하는 폭방향 정렬부(420); 및
안착 대상물의 길이방향 양측 테두리에 접촉되는 길이방향 외곽부(431) 간의 간격을 대상물의 길이방향 길이로 좁히게 동작하여 대상물의 길이방향 중심을 안착면의 길이방향 중심에 정렬하는 길이방향 정렬부(430);
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템.
The method of claim 3,
The alignment portion 400
An alignment plate 410 for ejecting air from the seating surface toward an object placed in the lower gas diffusion layer, the membrane electrode assembly, and the upper gas diffusion layer;
A width direction aligning unit 420 for aligning the width direction center of the object with the width direction center of the object by narrowing the distance between the width direction outer edges 421 contacting the widthwise two side edges of the object with the width direction length of the object ); And
A longitudinal direction alignment unit (not shown) that narrows the gap between the longitudinal outer frames 431 contacting the longitudinally opposite side edges of the object to be placed with the longitudinal direction length of the object to align the longitudinal center of the object with the longitudinal center of the placement surface 430);
And the pre-activation of the polymer electrolyte fuel cell.
제 4항에 있어서,
얼라인 플레이트(410)에 안착된 대상물에서 폭방향 테두리에 접촉되는 양측 폭방향 외곽부(421)와 길이방향 테두리에 접촉되는 양측 길이방향 외곽부(431)는 각각 위치 조절에 의해서 폭방향 중심과 길이방향 중심을 조절함으로써 얼라인 플레이트(410)의 안착면 중심에 일치되게 조절됨을 특징으로 하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템.
5. The method of claim 4,
The widthwise outer frame portion 421 which contacts the widthwise edge of the object placed on the alignment plate 410 and the both-side longitudinal outer frame portion 431 which contacts the longitudinally-shaped frame are positioned in the widthwise center And is adjusted to be aligned with the center of the seating surface of the aligning plate (410) by adjusting the longitudinal center thereof.
제 4항에 있어서,
상기 로봇(700)은 상측 기체확산층을 얼라인부(400)로 이송할 시에 상측 기체확산층을 상부로 향하게 한 후 상측 가습판에 접촉시키고,
상기 열간압착부(100)는 하측 기체확산층 및 막전극접합체가 하측 가습판에 적층된 이후 상측 가습판이 이송될 시에 상측 가습판의 유로를 통해 상측 기체확산층을 진공흡착한 후 상측 가습판을 하강시켜 열간압착하도록 컨트롤러(800)에 의해 제어됨을 특징으로 하는 고분자전해질 연료전지를 사전활성화하는 열간압착시스템.
5. The method of claim 4,
When the upper gas diffusion layer is transferred to the alignment portion 400, the robot 700 directs the upper gas diffusion layer to the upper side and then contacts the upper side humidification plate,
When the upper gas diffusion layer and the membrane electrode assembly are stacked on the lower humidification plate, the upper gas diffusion layer is vacuum-adsorbed through the channel of the upper humidification plate, and then the upper humidification plate is lowered And is controlled by the controller (800) so as to pre-activate the polymer electrolyte fuel cell.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180044100A (en) * 2016-10-21 2018-05-02 주식회사 엘지화학 Pressure activation process apparatus
CN110336061A (en) * 2019-07-22 2019-10-15 深圳市信宇人科技股份有限公司 Hydrogen fuel cell CCM membrane electrode joint body or the automatic package system of CCM membrane electrode assembly
KR20200002437A (en) * 2018-06-29 2020-01-08 코오롱인더스트리 주식회사 Apparatus and Method for Continuous Inspecting Membrane Electrode Assembly for Fuel Cell
WO2020032362A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 주식회사 엘지화학 Device for charging and discharging secondary battery
KR20200069883A (en) * 2018-12-07 2020-06-17 유일에너테크(주) Apparatus for stacking of system for producing electrodes of battery and method for stacking producing electrodes of battery
KR20200069886A (en) * 2018-12-07 2020-06-17 유일에너테크(주) Algin apparatus of system for producing electrodes of battery
CN113767506A (en) * 2019-10-30 2021-12-07 株式会社Lg新能源 Sequential pressure formation jig and formation method using same
CN114094153A (en) * 2021-11-19 2022-02-25 氢电中科(广州)新能源设备有限公司 Hydrogen fuel cell membrane electrode production device
KR20220065128A (en) * 2020-11-12 2022-05-20 비나텍주식회사 Apparatus for inspecting membrane electrode assembly of fuel cell
KR20220137206A (en) * 2021-04-01 2022-10-12 (주)에이앤지테크놀로지 System for testing fuel cell stack
CN116231015A (en) * 2022-11-08 2023-06-06 惠州市联赢科技有限公司 Equipment for manufacturing fuel cell and fuel cell processing method
CN116344907A (en) * 2023-05-12 2023-06-27 苏州中科瑞龙科技有限公司 Electrode assembly hot press device and electrode assembly equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008041646A (en) * 2006-07-11 2008-02-21 Canon Inc Fuel cell system and activation treatment method of fuel cell
JP2009099357A (en) * 2007-10-16 2009-05-07 Honda Motor Co Ltd Method and device for laminating fuel battery cells
KR20090062411A (en) * 2007-12-13 2009-06-17 현대자동차주식회사 Rotary table unit for fuel battery stack assembly machine
KR20110108570A (en) * 2010-03-29 2011-10-06 한국에너지기술연구원 System for pre-activating polymer electrolyte fuel cell(pefc)
KR101191052B1 (en) 2010-03-29 2012-10-15 한국에너지기술연구원 Method for pre-activating polymer electrolyte fuel cellpefc

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008041646A (en) * 2006-07-11 2008-02-21 Canon Inc Fuel cell system and activation treatment method of fuel cell
JP2009099357A (en) * 2007-10-16 2009-05-07 Honda Motor Co Ltd Method and device for laminating fuel battery cells
KR20090062411A (en) * 2007-12-13 2009-06-17 현대자동차주식회사 Rotary table unit for fuel battery stack assembly machine
KR20110108570A (en) * 2010-03-29 2011-10-06 한국에너지기술연구원 System for pre-activating polymer electrolyte fuel cell(pefc)
KR101191052B1 (en) 2010-03-29 2012-10-15 한국에너지기술연구원 Method for pre-activating polymer electrolyte fuel cellpefc
KR101199530B1 (en) 2010-03-29 2012-11-09 한국에너지기술연구원 System for pre-activating polymer electrolyte fuel cellpefc

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180044100A (en) * 2016-10-21 2018-05-02 주식회사 엘지화학 Pressure activation process apparatus
KR20200002437A (en) * 2018-06-29 2020-01-08 코오롱인더스트리 주식회사 Apparatus and Method for Continuous Inspecting Membrane Electrode Assembly for Fuel Cell
US11482763B2 (en) 2018-08-09 2022-10-25 Lg Energy Solution, Ltd. Device for charging and discharging secondary battery
WO2020032362A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 주식회사 엘지화학 Device for charging and discharging secondary battery
KR20200069883A (en) * 2018-12-07 2020-06-17 유일에너테크(주) Apparatus for stacking of system for producing electrodes of battery and method for stacking producing electrodes of battery
KR20200069886A (en) * 2018-12-07 2020-06-17 유일에너테크(주) Algin apparatus of system for producing electrodes of battery
CN110336061A (en) * 2019-07-22 2019-10-15 深圳市信宇人科技股份有限公司 Hydrogen fuel cell CCM membrane electrode joint body or the automatic package system of CCM membrane electrode assembly
CN110336061B (en) * 2019-07-22 2024-04-09 深圳市信宇人科技股份有限公司 Automatic assembly system for CCM membrane electrode assembly or CCM membrane electrode assembly of hydrogen fuel cell
CN113767506A (en) * 2019-10-30 2021-12-07 株式会社Lg新能源 Sequential pressure formation jig and formation method using same
CN113767506B (en) * 2019-10-30 2024-03-01 株式会社Lg新能源 Sequential press forming jig and forming method using the same
KR20220065128A (en) * 2020-11-12 2022-05-20 비나텍주식회사 Apparatus for inspecting membrane electrode assembly of fuel cell
KR20220137206A (en) * 2021-04-01 2022-10-12 (주)에이앤지테크놀로지 System for testing fuel cell stack
CN114094153B (en) * 2021-11-19 2023-09-15 氢电中科(广州)新能源设备有限公司 Hydrogen fuel cell membrane electrode production device
CN114094153A (en) * 2021-11-19 2022-02-25 氢电中科(广州)新能源设备有限公司 Hydrogen fuel cell membrane electrode production device
CN116231015A (en) * 2022-11-08 2023-06-06 惠州市联赢科技有限公司 Equipment for manufacturing fuel cell and fuel cell processing method
CN116231015B (en) * 2022-11-08 2023-12-19 惠州市联赢科技有限公司 Equipment for manufacturing fuel cell and fuel cell processing method
CN116344907A (en) * 2023-05-12 2023-06-27 苏州中科瑞龙科技有限公司 Electrode assembly hot press device and electrode assembly equipment
CN116344907B (en) * 2023-05-12 2023-08-25 苏州中科瑞龙科技有限公司 Electrode assembly hot press device and electrode assembly equipment

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