KR20170050688A - 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170050688A
KR20170050688A KR1020150152545A KR20150152545A KR20170050688A KR 20170050688 A KR20170050688 A KR 20170050688A KR 1020150152545 A KR1020150152545 A KR 1020150152545A KR 20150152545 A KR20150152545 A KR 20150152545A KR 20170050688 A KR20170050688 A KR 20170050688A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
rollers
pair
roller
channel
Prior art date
Application number
KR1020150152545A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102010758B1 (ko
Inventor
정혜미
양재춘
정지훈
강경문
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150152545A priority Critical patent/KR102010758B1/ko
Priority to CN201680063226.3A priority patent/CN108352546B/zh
Priority to US15/765,757 priority patent/US10714765B2/en
Priority to JP2018515779A priority patent/JP6677401B2/ja
Priority to PCT/KR2016/012064 priority patent/WO2017074006A1/ko
Publication of KR20170050688A publication Critical patent/KR20170050688A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102010758B1 publication Critical patent/KR102010758B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0232—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0241—Composites
    • H01M8/0245—Composites in the form of layered or coated products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/0263—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant having meandering or serpentine paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조장치로서, 플레이트의 이송 과정에서 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하기 위한 소정의 패턴을 갖도록 마련된 타공 유니트 및 채널을 형성하기 위하여 상기 타공 유니트를 통과한 플레이트의 개구부 영역을 가압함으로써 소정 각도 및 방향으로 구부리도록 마련된 가압 유니트를 포함하는 채널 플레이트의 제조장치가 제공된다.

Description

채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법{Manufacturing apparatus and method for channel plate}
본 발명은 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 특히, 연료전지용 분리판의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료 전지 시스템은 연료 전지 스택과 연료 전지 스택에 수소를 포함하는 연료를 공급하는 연료 공급부 및 연료 전지 스택의 전기 화학 반응에 필요한 산소를 포함하는 산화제를 공급하는 공기 공급부를 포함할 수 있다. 상기와 같은 구조를 갖는 연료 전지 시스템은 연료와 공기의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키고, 반응 부산물로서 열과 물을 배출하게 된다.
연료 전지 스택은 분리판들이 연속적으로 배열됨으로써 이루어지며, 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)를 사이에 두고 막-전극 어셈블리의 양측에 각각 분리판이 배치될 수 있다.
상기 분리판은 한 쌍의 금속 플레이트를 포함할 수 있으며, 상기 분리판에는 연료 및 공기를 각각 막-전극 어셈블리로 공급하는 수소 유로와 공기 유로 및 냉각매체(예를 들어, 냉각수)를 유동시키기 위한 냉각수 유로가 각각 마련된다. 이때, 냉각수 유로는 냉각매체가 한 쌍의 플레이트 사이 공간으로 유동하도록 마련될 수 있다. 이때, 각각의 유로는 채널 및/또는 리브에 의해 형성된다.
종래 연료전지용 분리판의 제작 방법으로는 일반적인 메탈 라스(metal lath) 또는 확장 메탈 라스 공정을 일부 변형/개조한 방법이 사용되고 있다. 그러나 종래 메탈 라스 또는 확장 메탈 라스 방법에 의해 금속 다공성 분리판을 제조할 경우 성형 프레스 장치 및 정밀 금형 구축/제작에 소요되는 시간/비용이 증가하게 되고, 생산 효율이 감소하게 되는 등의 기술적 문제가 발생한다.
본 발명은 채널 플레이트, 특히 연료전지용 분리판을 제조함에 있어 생산성 및 경제성을 동시에 향상시킬 수 있는 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조장치로서, 플레이트의 이송 과정에서 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하기 위한 소정의 패턴을 갖도록 마련된 타공 유니트; 및 채널을 형성하기 위하여 상기 타공 유니트를 통과한 플레이트의 개구부 영역을 가압함으로써 소정 각도 및 방향으로 구부리도록 마련된 가압 유니트를 포함하는 채널 플레이트의 제조장치가 제공된다.
또한, 타공 유니트는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제1 롤러를 포함하며, 각각의 제1 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 갖는다.
또한, 복수 개의 양각 패턴은, 길이, 폭, 및 두께가 동일하게 마련될 수 있다.
또한, 복수 개의 양각 패턴은, 길이, 폭, 또는 두께 중 적어도 하나가 서로 상이하게 마련될 수 있다.
또한, 한 쌍의 제1 롤러는 동일한 구조를 가질 수 있다. 또한, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제1 롤러의 양각 패턴과 하부 제1 롤러의 양각 패턴이 동일하도록 마련될 수 있다.
또한, 가압 유니트는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제2 롤러를 포함하며, 적어도 하나의 제2 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 가질 수 있다.
또한, 한 쌍의 제2 롤러는 동일한 양각 패턴을 가지며, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제2 롤러의 양각 패턴과 하부 제2 롤러의 양각 패턴이 동일하도록 마련될 수 있다.
또한, 한 쌍의 제2 롤러는 서로 다른 양각 패턴을 가지며, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제2 롤러의 양각 패턴과 하부 제2 롤러의 양각 패턴이 다르도록 마련될 수 있다.
또한, 하나의 제2 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 가지고, 나머지 제2 롤러는 외주면에 양각 패턴을 갖지 않을 수 있다.
또한, 채널 플레이트는 연료전지용 분리판일 수 있다.
또한, 상기 제조장치는, 플레이트의 이송을 위한 복수 개의 이송 롤을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조장치로서, 플레이트의 이송 과정에서, 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하기 위한 소정의 패턴을 갖는 한 쌍의 제1 롤러를 포함하는 타공 유니트; 및 채널을 형성하기 위하여 상기 타공 유니트를 통과한 플레이트의 각각의 개구부 영역을 가압함으로써 소정 각도 및 방향으로 구부리도록 마련된 한 쌍의 제3 롤러를 포함하는 가압 유니트를 포함하며, 한 쌍의 제3 롤러는 회전축 방향을 따라 각각 하나 이상의 단차를 갖도록 마련된 채널 플레이트의 제조장치가 제공된다.
또한, 상기 제조장치는, 가압 유니트를 통과한 플레이트를 압연시키기 위한 압연 유니트를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 압연 유니트는, 회전 가능하게 마련된 한 쌍의 압연 롤을 포함할 수 있다.
또한, 한 쌍의 제3 롤러는, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제3 롤러의 직경과 하부 제3 롤러의 직경이 다르게 마련될 수 있다.
또한, 각각의 제1 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 가질 수 있다. 상기 복수 개의 양각 패턴은, 길이, 폭, 또는 두께 중 적어도 하나가 서로 상이하게 마련될 수 있다.
또한, 한 쌍의 제1 롤러는 동일한 구조를 가지며, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제1 롤러의 양각 패턴과 하부 제1 롤러의 양각 패턴이 동일하도록 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조방법으로서, 플레이트의 이송 과정에서 소정의 패턴을 갖도록 마련된 한 쌍의 제1 롤러를 이용해 상기 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하는 타공 단계; 및 타공이 완료된 플레이트의 개구부 영역을 한 쌍의 제2 롤러로 가압하여 소정 각도 및 방향으로 구부림으로써 상기 플레이트에 채널을 형성하기 위한 가압 단계를 포함하는 채널 플레이트의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 제조방법은 가압 단계가 완료된 후, 플레이트의 이송과정에서 상기 플레이트를 압연시키기 위한 압연 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은, 가압 단계가 완료된 후, 플레이트의 이송과정에서 상기 플레이트의 구부러진 영역을 적어도 일부 펼치기 위한 스프레딩 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
연료전지 반응 면 내 반응 가스의 물질(산화제, 예를 들어 산소)전달 촉진(반응가스의 이용률 향상) 및 물 균형 제어를 위한 3차원 금속 다공성 분리판의 미세 유로(채널) 형상을 설계할 수 있다.
또한, 금속 다공성 분리판을 구현함에 있어서, 로터리(ratary) 제작 기술을 통해, 생산성과 경제성을 동시에 향상시킬 수 있다.
또한, 제작 공정 특성상 유동 마찰 저항이 작은 파상 단면 형상을 갖는 미세 유로로 구성된 금속 다공성 분리판 제작이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 채널 플레이트의 제조장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 타공 유니트를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가압 유니트를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 가압 유니트를 통과한 플레이트의 정면도이다.
도 5는 스프레딩 공정을 거친 플레이트의 정면도이다.
도 6 내지 도 8은 가압 유니트의 다양한 실시예를 설명하기 위한 사시도들이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 채널 플레이트의 제조장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 타공 유니트를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 가압 유니트를 나타내는 정면도이다.
또한, 도 4는 도 3에 도시된 가압 유니트를 통과한 플레이트의 정면도이고, 도 5는 스프레딩(spreading) 공정을 거친 플레이트의 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 채널 플레이트의 제조장치(100)는 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조장치와 관련된다. 특히, 상기 채널 플레이트의 제조장치(100)에는 로터리(rotary) 제작방식이 적용된다. 또한, 본 문서에서 채널 플레이트는 연료전지용 분리판일 수 있다.
상기 제조장치(100)는 플레이트(P)의 이송 과정에서, 플레이트(P)에 복수 개의 개구부(O)를 형성하기 위한 소정의 패턴을 갖는 한 쌍의 제1 롤러(111, 114)를 포함하는 타공 유니트(110)를 포함한다. 한 쌍의 제1 롤러(111, 114)는 회전함으로써 그 사이 공간으로 플레이트(P)를 통과시키고, 플레이트(P)가 통과하는 과정에서, 상기 패턴에 의해 플레이트(P)에 복수 개의 개구부(O)가 형성된다.
또한, 상기 제조장치(100)는 채널을 형성하기 위하여 상기 타공 유니트(110)를 통과한 플레이트(P1)의 각각의 개구부(O) 영역을 가압함으로써 소정 각도 및 방향으로 구부리도록 마련된 한 쌍의 제3 롤러(121, 122)를 포함하는 가압 유니트(120)를 포함한다.
또한, 상기 제조장치(100)는, 플레이트(P)의 이송을 위한 복수 개의 이송 롤(140)을 추가로 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 한 쌍의 제3 롤러(121, 122)는 회전축 방향(x축 방향)을 따라 각각 하나 이상의 단차를 갖도록 마련된다. 또한, 한 쌍의 제3 롤러(121, 122)는, 플레이트(P2)의 특정 지점에 접촉하는 상부 제3 롤러(121)의 직경과 하부 제3 롤러(122)의 직경이 다르게 마련될 수 있다. 상기 가압 유니트(120)를 통과하는 과정에서, 개구부(O) 영역에 구부러짐에 발생하고, 이에 따라 3차원 형상의 채널이 형성된다. 특히, 가압 유니트(120)를 통과하는 과정에서 상기 플레이트(P2)에 스트레치(stretch)/익스탠딩(expanding)이 이루어지며, 이러한 가공을 통해 3차원 미세 유로 형상이 구현될 수 있다. 한편, 미설명 부호 123은 플레이트가 통과하는 공간을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 확장 메탈 라스 성형 제작품과 유사한 높이 방향의 단차를 갖는 파상 단면 연속 부재가 형성되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제조장치(100)는 가압 유니트(120)를 통과한 플레이트를 압연시키기 위한 압연 유니트(130)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 압연 유니트(130)는, 회전 가능하게 마련된 한 쌍의 압연 롤을 포함할 수 있다. 상기 압연 롤을 통과함에 따라, 인접 구성요소(막-전극 접합체, 가스 확산층 등)과의 접촉 면적을 확보할 수 있다. 아울러, 접촉 저항을 감소시키고, 가공/제작 단계에서 발생할 수 있는 버(burr)를 제어할 수도 있다. 한편, 가압 단계가 완료된 후, 플레이트(P2)의 이송과정에서 상기 플레이트의 구부러진 영역을 적어도 일부 펼치기 위한 스프레딩 단계가 필요에 따라 선택적으로 수행될 수 있다. 스프레딩 단계를 거친 플레이트(P2')의 정면은 도 5에 도시된 바와 같다.
도 2를 참조하면, 타공 유니트(110)는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제1 롤러(111, 114)를 포함하며, 각각의 제1 롤러(111, 114)는 외주면에 복수 개의 양각 패턴(112, 113)을 갖는다.
또한, 복수 개의 양각 패턴(112, 113)은, 길이, 폭, 및 두께가 동일하게 마련될 수 있다. 이와는 다르게, 복수 개의 양각 패턴(112, 113)은, 길이, 폭, 또는 두께 중 적어도 하나가 서로 상이하게 마련될 수 있다.
또한, 한 쌍의 제1 롤러(111, 114)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 또한, 개구부(O)를 형성하기 위하여 플레이트(P)의 특정 지점에 접촉하는 상부 제1 롤러(111)의 양각 패턴과 하부 제1 롤러(114)의 양각 패턴이 동일하도록 마련될 수 있다. 코일 형태로 장착된 타공 유니트(110)로 연속 이송하는 박판 이송 단계가 수행되며, 상기 타공 유니트(110)는 모터에 의해 시계/반시계 방향으로 각각 회전하는 상부 및 하부 제1 롤러의 정합에 의해 미세 유로/리브 폭 및 배열 형태에 부합하는 절단 선(개구부)이 형성된다. 한편, 절단 선 사이의 스트립(strip) 영역이 미세 유로의 높이에 맞춰 스트레치/익스팬딩 되는 구간일 수 있다.
또한, 도 6 내지 도 8은 가압 유니트의 다양한 실시예를 설명하기 위한 사시도들이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제조장치(100)는 플레이트의 이송 과정에서 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하기 위한 소정의 패턴을 갖도록 마련된 타공 유니트(110) 및 채널을 형성하기 위하여 상기 타공 유니트를 통과한 플레이트의 개구부 영역을 가압함으로써 소정 각도 및 방향으로 구부리도록 마련된 가압 유니트(150, 160, 180)를 포함한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 가압 유니트는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제2 롤러를 포함하며, 적어도 하나의 제2 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 가압 유니트(150)는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제2 롤러(151, 153)를 포함하며, 상부 및 하부 제2 롤러(151, 153)는 외주면에 복수 개의 양각 패턴(152, 154)을 가질 수 있다. 이때 한 쌍의 제2 롤러(151. 154)는 동일한 양각 패턴을 가지며, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제2 롤러(151)의 양각 패턴(152)과 하부 제2 롤러(153)의 양각 패턴(154)이 동일하도록 마련될 수 있다.
도 7을 참조하면, 참조하면, 가압 유니트(150)는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제2 롤러(151, 153)를 포함하며, 하나의 제2 롤러(161)(예를 들어, 상부 롤러)는 외주면에 복수 개의 양각 패턴(162)을 가지고, 나머지 제2 롤러(164)(예를 들어, 하부 롤러)는 외주면에 양각 패턴을 갖지 않을 수 있다. 하부 제2 롤러의 외주면은 패턴이 형성되지 않은 매끈한 면(164)으로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 가압 유니트(180)는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제2 롤러(181, 183)를 포함하며, 상부 및 하부 제2 롤러(181, 183)는 외주면에 복수 개의 양각 패턴(182, 184)을 가질 수 있다. 이때, 한 쌍의 제2 롤러(181, 183)는 서로 다른 양각 패턴을 가지며, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제2 롤러(181)의 양각 패턴(182)과 하부 제2 롤러(183)의 양각 패턴(184)이 다르도록 마련될 수 있다.
한편, 가압 유니트가 도 6 내지 도 8에서와 같이 구성될 경우, 스프레딩 단계는 생략될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 채널 플레이트의 제조방법은 플레이트의 이송 과정에서 소정의 패턴을 갖도록 마련된 한 쌍의 제1 롤러를 이용해 상기 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하는 타공 단계; 및 타공이 완료된 플레이트의 개구부 영역을 한 쌍의 제2 롤러로 가압하여 소정 각도 및 방향으로 구부림으로써 상기 플레이트에 채널을 형성하기 위한 가압 단계를 포함한다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 제조방법은 가압 단계가 완료된 후, 플레이트의 이송과정에서 상기 플레이트를 압연시키기 위한 압연 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은, 가압 단계가 완료된 후, 플레이트의 이송과정에서 상기 플레이트의 구부러진 영역을 적어도 일부 펼치기 위한 스프레딩 단계를 추가로 포함할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 채널 플레이트 제조장치
110: 타공 유니트(제1 롤러)
120: 가압 유니트(제3 롤러)
130: 압연 유니트(압연 롤)
140: 이송 롤
150, 160, 180: 가압 유니트(제2 롤러)

Claims (20)

  1. 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조장치로서,
    플레이트의 이송 과정에서 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하기 위한 소정의 패턴을 갖도록 마련된 타공 유니트; 및
    채널을 형성하기 위하여 상기 타공 유니트를 통과한 플레이트의 개구부 영역을 가압함으로써 소정 각도 및 방향으로 구부리도록 마련된 가압 유니트를 포함하는 채널 플레이트의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    타공 유니트는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제1 롤러를 포함하며,
    각각의 제1 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 갖는 채널 플레이트의 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    복수 개의 양각 패턴은, 길이, 폭, 및 두께가 동일하게 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    복수 개의 양각 패턴은, 길이, 폭, 또는 두께 중 적어도 하나가 서로 상이하게 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    한 쌍의 제1 롤러는 동일한 구조를 가지며,
    플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제1 롤러의 양각 패턴과 하부 제1 롤러의 양각 패턴이 동일하도록 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    가압 유니트는 플레이트를 통과시키도록 배치된 한 쌍의 제2 롤러를 포함하며,
    적어도 하나의 제2 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 갖는 채널 플레이트의 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    한 쌍의 제2 롤러는 동일한 양각 패턴을 가지며,
    플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제2 롤러의 양각 패턴과 하부 제2 롤러의 양각 패턴이 동일하도록 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    한 쌍의 제2 롤러는 서로 다른 양각 패턴을 가지며,
    플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제2 롤러의 양각 패턴과 하부 제2 롤러의 양각 패턴이 다르도록 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    하나의 제2 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 가지고,
    나머지 제2 롤러는 외주면에 양각 패턴을 갖지 않는 채널 플레이트의 제조장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    채널 플레이트는 연료전지용 분리판인 채널 플레이트의 제조장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    플레이트의 이송을 위한 복수 개의 이송 롤을 추가로 포함하는 채널 플레이트의 제조장치.
  12. 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조장치로서,
    플레이트의 이송 과정에서, 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하기 위한 소정의 패턴을 갖는 한 쌍의 제1 롤러를 포함하는 타공 유니트; 및
    채널을 형성하기 위하여 상기 타공 유니트를 통과한 플레이트의 각각의 개구부 영역을 가압함으로써 소정 각도 및 방향으로 구부리도록 마련된 한 쌍의 제3 롤러를 포함하는 가압 유니트를 포함하며,
    한 쌍의 제3 롤러는 회전축 방향을 따라 각각 하나 이상의 단차를 갖도록 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    가압 유니트를 통과한 플레이트를 압연시키기 위한 압연 유니트를 추가로 포함하는 채널 플레이트의 제조장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    압연 유니트는, 회전 가능하게 마련된 한 쌍의 압연 롤을 포함하는 채널 플레이트의 제조장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    한 쌍의 제3 롤러는, 플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제3 롤러의 직경과 하부 제3 롤러의 직경이 다르게 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 제1 롤러는 외주면에 복수 개의 양각 패턴을 갖는 채널 플레이트의 제조장치.
    복수 개의 양각 패턴은, 길이, 폭, 또는 두께 중 적어도 하나가 서로 상이하게 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    한 쌍의 제1 롤러는 동일한 구조를 가지며,
    플레이트의 특정 지점에 접촉하는 상부 제1 롤러의 양각 패턴과 하부 제1 롤러의 양각 패턴이 동일하도록 마련된 채널 플레이트의 제조장치.
  18. 플레이트에 물질 전달을 위한 채널을 형성하기 위한 제조방법으로서,
    플레이트의 이송 과정에서 소정의 패턴을 갖도록 마련된 한 쌍의 제1 롤러를 이용해 상기 플레이트에 복수 개의 개구부를 형성하는 타공 단계; 및
    타공이 완료된 플레이트의 개구부 영역을 한 쌍의 제2 롤러로 가압하여 소정 각도 및 방향으로 구부림으로써 상기 플레이트에 채널을 형성하기 위한 가압 단계를 포함하는 채널 플레이트의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    가압 단계가 완료된 후, 플레이트의 이송과정에서 상기 플레이트를 압연시키기 위한 압연 단계를 추가로 포함하는 채널 플레이트의 제조방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    가압 단계가 완료된 후, 플레이트의 이송과정에서 상기 플레이트의 구부러진 영역을 적어도 일부 펼치기 위한 스프레딩 단계를 추가로 포함하는 채널 플레이트의 제조방법.
KR1020150152545A 2015-10-30 2015-10-30 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법 KR102010758B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150152545A KR102010758B1 (ko) 2015-10-30 2015-10-30 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법
CN201680063226.3A CN108352546B (zh) 2015-10-30 2016-10-26 用于通道板的制造设备和方法
US15/765,757 US10714765B2 (en) 2015-10-30 2016-10-26 Manufacturing apparatus and method for channel plate
JP2018515779A JP6677401B2 (ja) 2015-10-30 2016-10-26 チャンネルプレートの製造装置及び製造方法
PCT/KR2016/012064 WO2017074006A1 (ko) 2015-10-30 2016-10-26 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150152545A KR102010758B1 (ko) 2015-10-30 2015-10-30 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170050688A true KR20170050688A (ko) 2017-05-11
KR102010758B1 KR102010758B1 (ko) 2019-08-14

Family

ID=58631746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150152545A KR102010758B1 (ko) 2015-10-30 2015-10-30 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10714765B2 (ko)
JP (1) JP6677401B2 (ko)
KR (1) KR102010758B1 (ko)
CN (1) CN108352546B (ko)
WO (1) WO2017074006A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102019612B1 (ko) * 2018-12-12 2019-09-10 (주)제이 앤 엘 테크 연료전지분리판의 유로형성시스템
KR20200092804A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 한밭대학교 산학협력단 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극용 금속 이중 압연 시스템 및 패턴화된 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극의 제조방법
KR20220038195A (ko) * 2020-09-18 2022-03-28 (주)제이 앤 엘 테크 연료전지분리판 유로가공시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102285116B1 (ko) * 2020-10-30 2021-08-04 주식회사 에프씨엠티 연료전지 스택용 분리판 및 그 제조방법
DE102021105393A1 (de) * 2021-03-05 2022-09-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrolyseplatte für die Wasserstoffproduktion und Verfahren zum Herstellen einer Elektrolyseplatte

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297384A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp 燃料電池用のセパレータの成形装置
KR20090112771A (ko) * 2008-04-25 2009-10-29 현대자동차주식회사 연료전지용 분리판 및 그 제조 방법
JP2010251020A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Toyota Auto Body Co Ltd 燃料電池に用いるガス流路形成部材及びその製造方法並びに成形装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0922703A (ja) * 1995-07-06 1997-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池用極板とその集電体の製造法
JP4231610B2 (ja) 2000-02-09 2009-03-04 サンデン株式会社 熱交換器用フィンの製造方法
US6605379B1 (en) * 2000-11-03 2003-08-12 Grafttech Inc. Hydrophobic fuel cell electrode
US6521369B1 (en) * 2000-11-16 2003-02-18 Graftech Inc. Flooding-reducing fuel cell electrode
US20020180094A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Gough Jeffrey John Hydrophobic fuel cell component
KR100429685B1 (ko) * 2001-12-17 2004-05-03 한국과학기술연구원 소형 고분자 전해질 연료전지용 다공성 가스분배판, 및 이를 포함하여 제조된 분리판
US6884745B2 (en) * 2002-06-28 2005-04-26 Advanced Energy Technology Inc. Perforated cylindrical fuel cells
US20080206615A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Paul Nicotera Gas diffusion layer with controlled diffusivity over active area
US8530100B2 (en) * 2009-12-10 2013-09-10 Daimler Ag Method of chemical treatment of fuel cell plate surface to modify wettability of flow field channels
JP2012227132A (ja) * 2011-04-07 2012-11-15 Honda Motor Co Ltd 金属セパレータの製造方法
CN102287595B (zh) * 2011-08-23 2013-11-13 深圳金鸿机械电气制造有限公司 增强热塑复合结构壁管成套生产装置
JP5822071B2 (ja) * 2011-11-10 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 板状多孔品の成形方法及び成形装置
KR101173841B1 (ko) * 2012-05-21 2012-08-16 주식회사 한국번디 턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법
JP2013008701A (ja) * 2012-10-05 2013-01-10 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータの製造方法
KR101359434B1 (ko) * 2013-07-25 2014-02-10 두루텍(주) 레독스 흐름전지용 바이폴라 플레이트 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297384A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp 燃料電池用のセパレータの成形装置
KR20090112771A (ko) * 2008-04-25 2009-10-29 현대자동차주식회사 연료전지용 분리판 및 그 제조 방법
JP2010251020A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Toyota Auto Body Co Ltd 燃料電池に用いるガス流路形成部材及びその製造方法並びに成形装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102019612B1 (ko) * 2018-12-12 2019-09-10 (주)제이 앤 엘 테크 연료전지분리판의 유로형성시스템
KR20200092804A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 한밭대학교 산학협력단 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극용 금속 이중 압연 시스템 및 패턴화된 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극의 제조방법
KR20220038195A (ko) * 2020-09-18 2022-03-28 (주)제이 앤 엘 테크 연료전지분리판 유로가공시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017074006A1 (ko) 2017-05-04
KR102010758B1 (ko) 2019-08-14
US20180287168A1 (en) 2018-10-04
CN108352546B (zh) 2021-03-23
JP2018537286A (ja) 2018-12-20
CN108352546A (zh) 2018-07-31
JP6677401B2 (ja) 2020-04-08
US10714765B2 (en) 2020-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170050688A (ko) 채널 플레이트의 제조장치 및 제조방법
KR101381851B1 (ko) 연료 셀 유체 분배 플레이트
JP6778701B2 (ja) 燃料電池用バイポーラプレートを処理するための方法
JP2013152941A (ja) 燃料電池用金属セパレータの製造方法および製造装置
JP2007190570A (ja) プレス送り込み方法及びその設備
JP2006294404A (ja) 燃料電池用セパレータ
JP2006289447A (ja) 多段ロール成形装置
KR101326940B1 (ko) 판형 열교환기용 전열판과 이 전열판의 제조 적층장치 및 방법
JP5262150B2 (ja) 燃料電池用金属セパレータの製造方法および製造装置
WO2010047143A1 (ja) 発電セル用ガス流路形成部材及びその製造方法、並びに、成形装置
JP2009187757A (ja) 燃料電池用金属セパレータの製造方法および製造装置
JP2017062993A (ja) 電極の製造装置
US20150288005A1 (en) Low cost fuel cell components
CN114864979A (zh) 燃料电池汽车用金属隔板的制备方法
JP2015516646A (ja) 燃料電池流体分配
TW201316602A (zh) 燃料電池分離器平板
JP4407981B2 (ja) 展延メッシュシートの製造方法及びその装置
JP5298758B2 (ja) 燃料電池の発電セルに用いるガス流路形成部材及びその製造方法
JPH11260373A (ja) 展延メッシュシートの製造方法及びその装置
JP6520641B2 (ja) ロール成形装置
KR102307972B1 (ko) 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치
JP2011181442A (ja) 燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法およびその製造装置、並びに燃料電池の製造方法
JP2020053265A (ja) 燃料電池スタック及び多孔体流路板
CN111162284A (zh) 用于燃料电池中的工作材料分配的电极
JP2004281146A (ja) 燃料電池用セパレータ及びそれの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant