KR20170013105A - 연료전지용 분리판의 코팅 방법 및 연료전지용 분리판 - Google Patents

연료전지용 분리판의 코팅 방법 및 연료전지용 분리판 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지용 분리판의 코팅 방법은 프리커서를 기화시켜 프리커서 가스를 제조하는 단계; 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 반응 챔버 내로 도입시키는 단계; 및 상기 반응 챔버에 전압을 가하여 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 모재에 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

연료전지용 분리판의 코팅 방법 및 연료전지용 분리판{COATING METHOD OF SEPERATOR FOR FUEL CELL AND SEPERATOR FOR FUEL CELL}
연료전지용 분리판의 코팅 방법 및 연료전지용 분리판에 관한 것이다.
연료전지 스택은 전극막, 분리판, 가스 확산층 그리고 가스켓과 같이 반복적으로 적층되는 부품과 스택모듈을 체결하는데 필요한 체결 기구, 스택을 보호하는 인클로져(Encloser), 차량과의 인터페이스에 필요한 부품 및 고전압 커넥터 등과 같은 비반복 부품으로 나누어질 수 있다. 연료전지 스택은 수소와 공기 중의 산소가 반응하여 전기, 물, 그리고 열을 방출하는 장치인데 연료전지 스택은 고전압의 전기와 물 그리고 수소가 같은 장소에 공존하게 됨으로써 많은 위험요소들을 내재하고 있다.
특히 연료전지 분리판의 경우 연료전지 구동시 발생하는 수소 양이온이 직접 접촉함으로 인하여 부식에 대한 저항성이 더욱 요구되고, 표면처리 없이 금속분리판 적용시 금속의 부식은 물론, 금속 표면에 생성된 산화물이 전기절연체로 작용하여 전기전도성을 낮추게 된다. 이때 해리되어 용출되는 금속 양이온이 MEA(Membrane Electrode Assembly)를 오염시켜 연료전지의 성능을 감소시킨다.
현재 연료전지 분리판으로 사용되는 탄소계 분리판의 경우 공정 상 발생된 크랙이 연료전지 내부에 남아있게 될 위험성이 크고, 강도 및 가스투과성 측면에서 박막화가 어려울 뿐만 아니라, 가공성 등이 문제되고 있다.
한편, 금속분리판의 경우 우수한 연성으로 인하여 성형성, 생산성 측면에서 유리하고, 박막화가 가능하여 스택의 소형화가 가능하지만 부식에 의한 MEA의 오염과, 표면 산화막 형성에 따른 접촉저항 증가로 인하여 스택성능이 저하되게 된다. 따라서 이러한 표면 부식과 산화막 성장을 억제할 수 있는 표면처리 방법이 필요하다.
본 발명의 일 실시예는 연료전지용 분리판의 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 연료전지용 분리판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 연료전지용 분리판용 프리커서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지용 분리판의 코팅 방법은 프리커서를 기화시켜 프리커서 가스를 제조하는 단계; 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 반응 챔버 내로 도입시키는 단계; 및 상기 반응 챔버에 전압을 가하여 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 모재에 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 프리커서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00001
여기서, 상기 R1 내지 R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, 여기서, 상기 N 은 질소이고, 여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.
또한, 상기 프리커서는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하되,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상이한 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
여기서, 상기 R9 내지 R16은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, 여기서, 상기 N 은 질소이고, 여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.
상기 R1 내지 R8은 모두 메틸기(CH3)인 것일 수 있다.
상기 모재에 코팅층을 형성하는 단계는 온도 범위 200℃ 이하에서 이루어지는 것일 수 있다.
상기 프리커서를 기화시켜 프리커서 가스를 제조하는 단계는 온도 범위 50 내지 80℃에서 이루어지는 것일 수 있다.
상기 반응성 가스는, 탄화수소 가스; 불활성 가스; 및 질소 화합물 가스 또는 질소 가스일 수 있다.
상기 탄화수소 가스는 C2H2, CH4 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질이며, 상기 불활성 가스는 Ar 이고, 상기 질소 화합물은 NH3인 것일 수 있다.
또한, 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 모재에 코팅층을 형성하는 단계 이후에 소수성기 또는 친수성기를 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소수성기 또는 친수성기를 부여하는 단계는, CF4, O2, CO2, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 트리메틸실릴(trimethylsilyl, TMS), 또는 이들의 조합인 군에서 선택되는 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 코팅층의 표면에 F, O, Si, 또는 이들의 조합을 반응시키는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지용 분리판은 연료 전지용 분리판 및 상기 연료 전지용 분리판의 일면 또는 양면에 위치하는 코팅층을 포함하되; 상기 코팅층은, SP2 구조를 가지는 탄소; 및 Ti, Cr, Mo, W, Cu, Nb, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질의 질화물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 코팅층은, 상기 SP2 구조를 가지는 탄소의 함량 범위는 40% 내지 70% 이고, 잔부는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, Nb, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질의 질화물일 수 있다.
상기 코팅층의 두께는 20nm 내지 1000nm 일 수 있다.
상기 코팅층은 F, O, Si, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연료전지 분리판용 프리커서는 하기 화학식 1 로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
여기서, 상기 R1 내지 R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, 여기서, 상기 N 은 질소이고, 여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.
상기 프리커서는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하되, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상이한 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00004
여기서, 상기 R9 내지 R16은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, 여기서, 상기 N 은 질소이고, 여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.
상기 R1 내지 R8은 모두 메틸기(CH3)인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현례에 의하면 저온에서 코팅층을 형성할 수 있어 모재의 변형을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 구현례에 의하면 저온에서 코팅층을 형성할 수 있어 제조비용이 절감된다.
본 발명의 일 구현례에 의하면 PECVD 공정에 의하여 코팅층을 형성할 수 있어 대면적, 대량인 경우에도 코팅층을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현례에 따라 연료 전지용 분리판에 코팅층을 형성하기 위한 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 실시예에서 반응 챔버의 온도 조건에 따른 접촉 저항 및 부식 전류를 나타낸 그래프이다.
도 3은 각 증착 온도에 따라 코팅된 분리판의 표면을 나타낸 사진이다.
도 4는 분리판-분리판의 접촉저항을 측정하는 방법을 설명하는 개략도이다.
도 5는 GDL-분리판의 접촉저항을 측정하는 방법을 설명하는 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 "치환"이란 별도의 정의가 없는 한, C1 내지 C30 알킬기; C1 내지 C10 알킬실릴기; C3 내지 C30 시클로알킬기; C6 내지 C30 아릴기; C2 내지 C30 헤테로아릴기; C1 내지 C10 알콕시기; 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기; 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "이들의 조합"이란 별도의 정의가 없는 한, 둘 이상의 치환기가 연결기로 결합되어 있거나, 둘 이상의 치환기가 축합하여 결합되어 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"이란 별도의 정의가 없는 한, 어떠한 알켄기나 알킨기를 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"; 또는 적어도 하나의 알켄(alkene)기 또는 알킨(alkyne)기를 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"를 모두 포함하는 것을 의미한다. 상기 "알켄기"는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합으로 이루어진 치환기를 의미하며, "알킨기" 는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합으로 이루어진 치환기를 의미한다. 상기 알킬기는 분지형, 직쇄형 또는 환형일 수 있다.
상기 알킬기는 C1 내지 C20의 알킬기 일 수 있으며, 보다 구체적으로 C1 내지 C6인 저급 알킬기, C7 내지 C10인 중급 알킬기, C11 내지 C20의 고급 알킬기일 수 있다.
예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자가 존재하는 것을 의미하며 이는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.
전형적인 알킬기에는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등이 있다.
도 1 은 본 발명의 일 구현례에 따라 연료 전지용 분리판에 코팅층을 형성하기 위한 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 장치를 나타낸 모식도이다.
도 1을 참고하면 본 발명의 일 구현례에서 사용되는 PECVD 장치는 진공으로 유지되며 내부에 플라즈마가 형성될 수 있는 반응챔버(10)와, 상기 반응챔버 내로 반응성 가스, 프리커서 가스 등이 공급되는 가스 공급 장치를 포함한다.
또한, 상기 반응챔버(10)에는 챔버 내 진공을 형성하기 위한 진공펌프(11)가 연결되어 있고 반응챔버(10) 내에 설치된 전극(11) 사이로 모재(분리판)이 위치한다. 전원공급장치(12)에서 전원이 공급되면 반응챔버 내부의 가스들이 플라즈마 상태로 변화한다. 플라즈마 상태의 가스들은 모재(20)의 표면에 중합되어 코팅된다.
먼저, 프리커서(precursor)를 기화시켜 프리커서 가스를 제조한다.
상기 프리커서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00005
여기서, 상기 R1 내지 R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, 여기서, 상기 N 은 질소이고, 여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.
또한, 상기 프리커서는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하되,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상이한 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00006
여기서, 상기 R9 내지 R16은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, 여기서, 상기 N 은 질소이고, 여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.
상기 R1 내지 R8은 모두 메틸기(CH3)인 것일 수 있다.
상기 프리커서는 50℃ 이상에서 기화가 이루어질 수 있다. 프리커서 온도가 80℃ 초과시 프리커서의 특성이 열에 의하여 변형될 수 있다.
상기 프리커서 가스와 반응성 가스를 반응 챔버 내로 도입시킨다.
상기 반응성 가스는 탄화수소 가스; 불활성 가스; 및 질소 화합물 가스 또는 질소 가스일 수 있다.
상기 탄화수소 가스는 C2H2, CH4 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질이며, 상기 불활성 가스는 Ar 이고, 상기 질소 화합물은 NH3 일 수 있다.
상기 프리커서 가스와 반응성 가스가 반응 챔버 내로 도입되면 반응 챔버에 전압을 가하여 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 플라즈마 상태로 변화시킨다. 플라즈마 상태로 변화된 가스는 모재의 표면에 증착되어 중합, 코팅된다.
이때, 모재에 코팅층을 형성하는 단계는 온도 범위 200℃ 이하에서 이루어지는 것일 수 있다. 200℃ 초과에서 증착될 경우 접촉 저항 및 부식 전류가 상승될 수 있다.
모재에 코팅층을 형성하는 단계에서 온도 범위의 하한을 특별히 제한되지 않는다. 그러나 100℃ 미만에서 증착될 경우 기화된 프리커서가 응축되거나, 프리커서의 분해가 불완전하여 접촉 저항이 상승할 수 있다.
또한, 모재에 코팅층을 형성하는 단계에서 반응 챔버의 압력은 0.01 내지 10 Torr 일 수 있다.
반응 챔버의 압력이 0.01 Torr 미만이면 분해 이온량이 적어 증착률이 저하될 수 있고, 10 Torr 초과시 밀착력이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현례에 의한 연료전지용 분리판의 코팅 방법에서는, 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 모재에 코팅층을 형성하는 단계 이후에 소수성기 또는 친수성기를 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소수성기 또는 친수성기를 부여하는 단계는 CF4, O2, CO2, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 트리메틸실릴(trimethylsilyl, TMS), 또는 이들의 조합인 군에서 선택되는 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 코팅층의 표면에 F, O, Si, 또는 이들의 조합을 반응시키는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현례에 의한 연료전지용 분리판은 연료 전지용 분리판 및 상기 연료 전지용 분리판의 일면 또는 양면에 위치하는 코팅층을 포함하되; 상기 코팅층은, SP2 구조를 가지는 탄소; 및 Ti, Cr, Mo, W, Cu, Nb, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질의 질화물을 포함할 수 있다. SP2 구조란, 1개의 탄소가 주변의 동일 평면상에 존재하는 3개의 탄소와 결합된 구조이다.
여기서 코팅층 전체 100원자%를 기준으로 SP2 구조를 가지는 탄소의 함량은 40 내지 70원자%일 수 있다. 보다 구체적으로는 50 내지 70 원자%일 수 있다. 또한, 코팅층에 Ti 질화물이 포함되는 경우 코팅층에 존재하는 Ti는 30 원자% 이상일 수 있다.
또한, 상기 코팅층의 두께는 20nm 내지 1mm일 수 있다. 보다 구체적으로는 1㎛ 이하일 수 있다.
코팅층의 두께가 20nm 미만이면 부식 저항성이 저하될 수 있다. 또한 1mm 초과시, 보다 구체적으로는 1㎛ 초과시 전도성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 코팅층은 F, O, Si, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질을 더 포함할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
하기의 화학식3으로 표현되는 화합물을 포함하는 프리커서를 50℃ 에서 가열하여 기화시켜 프리커서 가스를 제조하였다.
[화학식 3]
Figure pat00007
이후 상기 프리커서 가스, C2H2, NH3, 및 Ar 을 반응 챔버 내로 주입시켰다.
이후 반응 챔버에 전압을 가하여 상기 가스들을 플라즈마 상태로 변화 시키고 모재에 증착하였다. 모재는JIS 규격으로 정의되는 SUS316L을 사용하였다. 코팅층 형성시 반응 챔버의 온도 조건을 달리하면서 실험하여 접촉 저항 및 0.6V에서 부식 전류를 측정하였다. 반응 챔버의 압력은 0.8Torr 였으며, 1500W의 RF파워를 인가하였다.
실험 결과를 도 2 및 표 1에 나타내었다.
증착온도 접촉저항 부식전류
(℃) (mΩ·cm2) (㎂/㎠)
0 308.4 9.2
50 132.3 7.4
100 79.9 3.4
150 34.8 2.1
200 41.7 2.6
300 280.1 14.2
400 981.3 72.4
접촉 저항의 측정 방법은 하기와 같이 하였다.
도 4 는 분리판-분리판의 접촉저항을 측정하는 방법을 설명하는 개략도이다.
먼저, 도 4의 (a)와 같이 Au 도금된 집전체 사이에 1개의 분리판을 배치하고 10kgf/cm2의 압력을 가하여 저항(R1, mΩ)을 측정한다. 이후 도 4의 (b)와 같이 집전체 사이에 2개의 분리판을 배치하고 동일한 조건하에서 저항(R2, mΩ)을 측정한다.
분리판-분리판의 접촉저항(mΩ·cm2)은 (R2-R1)*분리판 면적으로 계산하였다.
도 5 는 GDL-분리판의 접촉저항을 측정하는 방법을 설명하는 개략도이다.
먼저 도 5의 (a)와 같이 Au 도금된 집전체 사이에 3개의 가스확산층(GDL)을 배치하고 10kgf/cm2의 압력을 가하여 저항(R3, mΩ)을 측정한다. 가스확산층(GDL)은 다공성 카본 재질로 SGL 사의 10BB를 사용하였다.
이후 도 5의 (b)와 같이 집전체 사이에 4개의 가스확산층(GDL)을 배치하고 가스확산층(GDL)의 가운데 1개의 분리판을 배치하고 동일한 조건하에서 저항(R4, mΩ)을 측정한다.
GDL-분리판의 접촉저항(mΩ·cm2)은 (R4-R3)*분리판 면적으로 계산하였다.
이후 분리판-분리판의 접촉저항과 GDL-분리판의 접촉저항을 합산하여 접촉저항으로 계산하였다.
표 1 및 도 2를 참고하면 200℃ 초과에서 증착한 경우 접촉저항, 부식전류가 상승하였고, 카본계 코팅재의 내부 잔류응력에 의한 코팅층 박리 가능성이 존재하였다. 또한, 100℃ 미만에서 증착한 경우 100℃ 이상에서 증착한 경우보다 접촉 저항 및 부식 전류가 상승하였다.
도 3 은 각 증착 온도에 따라 코팅된 분리판의 표면을 나타낸 사진이다. 도 3 을 참고하면 200℃ 이하에서 증착하였을 때 균질한 코팅층이 형성되었음을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 반응챔버
11: 전극
12: 전원공급장치
20: 모재

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 프리커서를 기화시켜 프리커서 가스를 제조하는 단계;
    상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 반응 챔버 내로 도입시키는 단계; 및
    상기 반응 챔버에 전압을 가하여 상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 모재에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 연료전지용 분리판의 코팅 방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00008

    (여기서, 상기 R1 내지 R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
    여기서, 상기 N 은 질소이고,
    여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리커서는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하되,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상이한 것인 연료전지용 분리판의 코팅 방법.
    [화학식 2]
    Figure pat00009

    (여기서, 상기 R9 내지 R16은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
    여기서, 상기 N 은 질소이고,
    여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.)
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 R1 내지 R8은 모두 메틸기(CH3)인 연료전지용 분리판의 코팅 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모재에 코팅층을 형성하는 단계는 온도 범위 200℃ 이하에서 이루어지는 것인 연료전지용 분리판 코팅 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프리커서를 기화시켜 프리커서 가스를 제조하는 단계는 온도 범위 50 내지 80℃에서 이루어지는 것인 연료전지용 분리판 코팅 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반응성 가스는, 탄화수소 가스; 불활성 가스; 및 질소 화합물 가스 또는 질소 가스인 연료전지용 분리판 코팅방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 탄화수소 가스는 C2H2, CH4 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질이며,
    상기 불활성 가스는 Ar 이고,
    상기 질소 화합물은 NH3인 연료전지용 분리판 코팅방법.
  8. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리커서 가스 및 반응성 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 모재에 코팅층을 형성하는 단계 이후에 소수성기 또는 친수성기를 부여하는 단계를 더 포함하는 연료전지용 분리판 코팅방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 소수성기 또는 친수성기를 부여하는 단계는,
    CF4, O2, CO2, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 트리메틸실릴(trimethylsilyl, TMS), 또는 이들의 조합인 군에서 선택되는 가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 코팅층의 표면에 F, O, Si, 또는 이들의 조합을 반응시키는 것인 연료전지용 분리판 코팅방법.
  10. 연료 전지용 분리판 및 상기 연료 전지용 분리판의 일면 또는 양면에 위치하는 코팅층을 포함하되;
    상기 코팅층은, SP2 구조를 가지는 탄소; 및
    Ti, Cr, Mo, W, Cu, Nb, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질의 질화물을 포함하는 연료전지용 분리판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코팅층은, 상기 SP2 구조를 가지는 탄소의 함량 범위는 40% 내지 70% 이고, 잔부는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, Nb, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질의 질화물인 연료전지용 분리판.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께는 20nm 내지 1000nm_ 인 연료전지용 분리판.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 코팅층은 F, O, Si, 또는 이들의 조합에서 선택되는 물질을 더 포함하는 연료전지용 분리판.
  14. 하기 화학식 1 로 표시되는 화합물을 포함하는 연료전지 분리판용 프리커서.
    [화학식 1]
    Figure pat00010

    (여기서, 상기 R1 내지 R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
    여기서, 상기 N 은 질소이고,
    여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.)
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프리커서는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하되,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상이한 것인 연료전지 분리판용 프리커서.
    [화학식 2]
    Figure pat00011

    (여기서, 상기 R9 내지 R16은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
    여기서, 상기 N 은 질소이고,
    여기서, 상기 Me 는 Ti, Cr, Mo, W, Cu, 또는 Nb이다.)
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 R1 내지 R8은 모두 메틸기(CH3)인 연료전지용 분리판용 프리커서.
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