KR20170075917A - 연료전지 스택 - Google Patents

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KR20170075917A
KR20170075917A KR1020150185440A KR20150185440A KR20170075917A KR 20170075917 A KR20170075917 A KR 20170075917A KR 1020150185440 A KR1020150185440 A KR 1020150185440A KR 20150185440 A KR20150185440 A KR 20150185440A KR 20170075917 A KR20170075917 A KR 20170075917A
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Abstract

본 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로, 전해질막, 애노드전극 및 캐소드전극으로 구성된 막-전극 접합체와 상기 막-전극 접합체의 양면에 결합된 기체확산층을 일체화시키도록 마련된 일체화 프레임 및 상기 일체화 프레임과 분리판 사이를 실링하며 압축하중에 의해 압축되는 가스켓이 포함된 연료전지 스택에 있어서, 상기 일체화 프레임에 구비되며, 분리판 방향으로 돌출되어 압축하중을 지지하도록 마련된 적어도 하나 이상의 요철 리브;를 포함하는 연료전지 스택이 소개된다.

Description

연료전지 스택{FUEL CELL STACK}
본 발명은 연료반응을 통해 동력을 생산하는 연료전지 스택에 관한 것으로, 더 상세하게는 연료전지 스택의 구조적인 안정성을 효과적으로 향상시킴과 동시에 기밀성과 내구성이 향상된 연료전지 스택에 관한 것이다.
연료전지는 반응물의 산화, 환원반응에서 발생하는 전자의 이동을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 장치로서, 반응물로부터 생성되는 이온이 전해질막을 통하여 각각의 전극 상호간으로 이동하고, 반응물의 화학반응으로부터 발생하는 전자는 각 반응물측에 구비되는 전극을 통하여 이동한다. 이 때, 반응물이 되는 기체의 반응속도를 향상시키기 위하여 기체확산층(GDL)이 각 전극의 외면에 구비된다.
여기서 전해질막과 각각의 전극은 면착되어 이온의 이동이 용이하도록 구비되는데, 이를 막-전극접합체(MEA)라 한다. 막-전극접합체는 두께가 얇고 강성이 낮으므로 접합시키는 과정에서 변형 또는 파손이 쉽게 일어나 불량률이 높으며, 취급 시에도 변형이나 파손이 쉽게 일어난다.
이에 따라, 막-전극접합체와 기체확산층을 적층하고 그 외주면에 수지 등을 이용하여 일체화 프레임을 사출성형함으로써 막-전극접합체와 기체확산층이 일체화된 반응층을 제조하여 그 취급 용이성을 향상시킬 수 있다.
한편, 위와 같은 반응층의 상면 및 하면에는 분리판이 적층되어 연료전지 셀을 이루고, 이러한 셀들이 적층되어 연료전지 스택을 형성한다. 연료전지 스택은 반응기체의 유출방지 및 연료전지의 반응성능 향상을 위해 일정수준 압축되도록 마련되는데, 이러한 가압에 의해 분리판이 변형되거나, 스택의 구조적 안정성이 훼손되어 연료전지의 성능을 저하시킬 수 있는 바, 스택구조의 안정성을 향상시키는 것이 중요한 과제라 할 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1999-0083281 A1
본 발명은 연료전지 스택의 구조적 안정성을 효과적으로 향상시킴과 동시에 내구성과 기밀성이 향상된 연료전지 스택을 제공하는데에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 스택은 전해질막, 애노드전극 및 캐소드전극으로 구성된 막-전극 접합체와 상기 막-전극 접합체의 양면에 결합된 기체확산층을 일체화시키도록 마련된 일체화 프레임 및 상기 일체화 프레임과 분리판 사이를 실링하며 압축하중에 의해 압축되는 가스켓이 포함된 연료전지 스택에 있어서, 상기 일체화 프레임에 구비되며, 분리판 방향으로 돌출되어 압축하중을 지지하도록 마련된 적어도 하나 이상의 요철 리브;를 포함한다.
상기 요철 리브의 돌출된 높이는 상기 가스켓의 압축전 높이보다 작거나 동일할 수 있다.
상기 요철 리브는 복수로 마련되어 상기 일체화 프레임의 둘레를 따라 배열될 수 있다.
상기 요철 리브는 상기 일체화 프레임의 둘레를 따라 연장되어 폐곡선을 이루도록 마련될 수 있다.
상기 요철 리브는 압축된 상기 가스켓의 측면부와 밀착되도록 마련될 수 있다.
상기 가스켓은 나란하게 연장되는 한쌍의 리브 형상으로 마련되고 한쌍의 리브로 마련되고, 상기 요철 리브는 상기 가스켓을 이루는 상기 한쌍의 리브 사이에 삽입되도록 위치될 수 있다.
상기 요철 리브는 나란하게 연장되는 한쌍의 리브 형상으로 마련되고 한쌍의 리브로 마련되고, 상기 가스켓은 상기 요철 리브를 이루는 상기 한쌍의 리브 사이에 삽입되도록 위치될 수 있다.
상술한 바와 같은 연료전지 스택에 따르면, 연료전지의 구조적 안정성을 효과적으로 향상시킴과 동시에 내구성과 기밀성이 향상된 연료전지 스택이 제공될 수 있다.
특히, 반응필름의 주변을 감싸도록 마련되는 일체화 프레임에 요철 리브가 마련됨으로써, 가스켓의 압축수준을 일정하게 유지시킬 수 있어 연료전지 셀의 변형등을 방지함과 동시에 압축수준 또한 향상시킬 수 있다.
또한, 가스켓을 한쌍의 나란한 리브형상으로 마련하고 상기 한쌍의 리브형상으로 마련된 가스켓 사이의 이격공간에 요철 리브가 삽입되도록 마련됨으로써 가스켓에 의한 반응기체의 기밀성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에서 폐곡선을 이루도록 연장된 형상의 요철 리브가 마련된 반응층을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에서 복수개로 마련된 요철 리브가 서로 등간격을 이루며 일체화 프레임에 마련된 반응층을 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 A-A선을 따라 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 단면형상으로서, 분리판에 마련된 가스켓이 한쌍의 리브형상으로 마련된 모습을 나타낸 도면,
도 4는 도 1의 A-A선을 따라 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 단면형상으로서, 일체화 프레임에 마련된 요철 리브가 한쌍의 리브형상으로 마련된 모습을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 연료전지 스택는 도 1 내지 4와 같이, 전해질막, 애노드전극 및 캐소드전극으로 구성된 막-전극 접합체와 상기 막-전극 접합체의 양면에 결합된 기체확산층을 일체화시키도록 마련된 일체화 프레임(130) 및 상기 일체화 프레임(130)과 분리판(160) 사이를 실링하며 압축하중에 의해 압축되는 가스켓(200)이 포함된 연료전지 스택에 있어서, 상기 일체화 프레임(130)에 구비되며, 분리판(160) 방향으로 돌출되어 압축하중을 지지하도록 마련된 적어도 하나 이상의 요철 리브(140);를 포함한다.
본 발명에서는 막-전극 접합체 및 기체확산층이 구비된 적층부를 반응필름(125)이라 정의하고, 반응필름의 주변에 일체화 프레임이 형성된 층을 반응층(120)이라 정의한다.
즉, 반응층(120)은 디스크 형상으로 구비되며, 중앙부에 막-전극접합체 및 기체확산층이 적층된 반응필름(125)이 구비되고, 상기 반응필름(125)의 주변에는 상기 반응필름(125)의 외주면과 결합되어 상기 반응필름(125)과 일체화된 일체화 프레임(130)이 구비된다.
연료전지는 반응물의 산화, 환원반응에서 발생하는 전자의 이동을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 장치로서, 반응물로부터 생성되는 이온이 전해질막을 통하여 각각의 전극 상호간으로 이동하고, 반응물의 화학반응으로부터 발생하는 전자는 각 반응물측에 구비되는 전극을 통하여 이동한다. 이 때, 반응물이 되는 기체의 반응속도를 향상시키기 위하여 기체확산층이 각 전극의 외면에 구비된다.
여기서 전해질막과 각각의 전극은 면착되어 이온의 이동이 용이하도록 구비되는데, 이를 막-전극접합체(MEA, Membrance Electrode Assembly)라 한다. 한편, 막-전극접합체는 두께가 얇고 강성이 낮으므로 접합시키는 과정에서 변형 또는 파손이 쉽게 일어나 불량률이 높으며, 취급 시에도 변형이나 파손이 쉽게 일어난다.
이에 따라, 막-전극접합체와 기체확산층(GDL, Gas Diffusion Layer)을 적층하여 일체로서 취급함으로써 그 취급성을 향상시킬 수 있는데, 이러한 막-전극접합체와 기체확산층의 적층물을 반응필름(125)이라 한다. 이러한 반응필름(125)의 적층형상은 도 3 내지 4에 도시되어 있다.
한편, 막-전극접합체와 기체확산층의 적층상태를 고정시켜 상호 결합상태로서 일체화되도록 하기 위해, 반응필름(125)의 주변을 감싸는 형상의 일체화 프레임(130)이 마련된다.
일체화 프레임(130)은 반응필름(125)을 인서트물로 하는 인서트 사출성형을 통해 구비된다. 이 때, 금형내로 제공되는 합성수지의 일부가 반응필름(125)의 외주면에 일정수준 함침되어 상호간의 결합관계가 형성된다. 이와 같이, 반응필름(125)의 외주면에 일체화 프레임(130)이 사출성형된 대상을 반응층(120)이라 한다.
반응층(120)의 상면과 하면에는 반응기체로서 수소 또는 산소가 유동하게 되는데, 이러한 반응기체 또는 냉각수가 공급되기 위한 복수의 개방구(80)가 양단부에 마련될 수 있다. 도 1 내지 2에는 반응필름(125)의 주변에 일체화 프레임(130)이 성형된 반응층(120)의 모습이 도시되어 있다.
결국, 취급 용이성이 낮은 막-전극접합체를 기체확산층과 적층하고, 그 외주면에 일체화 프레임(130)을 사출성형함으로써 전체로서 일체화된 반응층(120)을 마련하여, 그 취급 용이성을 향상시키는 것이다.
한편, 분리판(160)은 상기 반응층(120)의 상면 및 하면에 적층되도록 마련되며, 캐소드측 분리판과 애노드측 분리판으로 구분될 수 있다. 분리판(160)은 금속, 합성수지 등 다양한 소재로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 반응층(120)과 대응되는 면적의 디스크형상으로 마련될 수 있다.
반응층(120)의 상면 및 하면에는 각각의 반응기체가 유동하게 되는데, 분리판(160)에는 이러한 반응기체의 유로가 마련된다. 도 3 내지 4에는 반응층(120) 중 반응필름(125)에 대응되는 부위에 반응기체의 유로가 형성된 분리판(160)이 도시되어 있다.
위와 같이, 반응기체의 유로가 형성된 분리판(160)은 반응층(120)의 상면 및 하면에 적층되어 연료전지 셀을 형성한다. 연료전지 셀은 연료전지를 구성하는 하나의 단위체로서 이러한 연료전지 셀들이 적층되어 하나의 연료전지 스택을 구성한다. 연료전지 스택을 이루는 연료전지 셀의 갯수 등은 연료전지에 의해 요구되는 전압 등에 의해 결정된다.
또한, 분리판(160)의 양단부에는 반응층(120)에 형성되는 개방구(80)와 대응되는 위치에 개방구(80)가 형성되어 각 반응기체 또는 냉각수가 유동한다. 즉, 반응층(120)과 분리판(160)에 개방구(80)가 형성되어 연료전지 스택을 관통하는 형상의 유로가 마련되는 것이다.
이러한 유로는 연료전지 스택을 구성하는 전체 연료전지 셀과 연통되며, 각각의 연료전지 셀에 반응기체를 공급하거나 냉각수를 공급하게 된다.
한편, 가스켓(200)은 상기 분리판(160)과 상기 일체화 프레임(130) 사이에 마련되며, 바람직하게는 상기 분리판(160)의 둘레를 따라 연장되고, 탄성소재로 마련되어 상기 일체화 프레임(130)과 상기 분리판(160)의 적층시 압축되도록 마련된다.
가스켓(200)은 고무 등의 탄성소재로 마련되며, 분리판(160)과 반응층(120)의 적층시 일체화 프레임(130)과 분리판(160) 사이에 작용되는 압축하중에 의해 압축되도록 마련된다. 상기한 바와 같이, 분리판(160)과 반응층(120) 사이에는 반응기체가 유동되는데, 반응기체가 연료전지 셀의 외부로 누출되는 것을 차단하기 위해 가스켓(200)이 마련되는 것이다. 도 3 내지 4에는 분리판(160)에 일체로 마련된 가스켓(200)의 단면형상이 도시되어 있다.
한편, 요철 리브(140)는 상기 일체화 프레임(130)의 상면 및 하면에 마련되고, 상기 일체화 프레임(130)으로부터 상기 분리판(160)을 향해 돌출되어 상기 분리판(160)을 지지하는 형상으로 마련됨으로써, 상기 가스켓(200)의 압축수준을 제한하도록 마련된다.
구체적으로, 요철 리브(140)는 일체화 프레임(130)과 바람직하게는 동일소재로서 함께 성형되거나, 일체화 프레임(130)에 압출성형될 수 있고, 또는 일체화 프레임(130)의 가공성형에 의해 형성될 수 있다. 또한, 요철 리브(140)의 단면 등 그 형상은 가스켓(200) 또는 분리판(160) 등에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
요철 리브(140)는 분리판(160)을 향해 돌출된 리브형상으로서 반응층(120)의 일체화 프레임(130) 상면 및 하면에 형성된다. 즉, 반응층(120)의 둘레에 형성되어 분리판(160)과 반응층(120) 사이에 마련됨으로써 분리판(160)의 적층시 분리판(160)을 지지하는 역할을 수행하게 된다.
연료전지는 화학적 반응을 반응기체와 화학반응에 의해 발생되는 열을 제거하기 위해 냉각수가 유동되는데, 각 유체의 누출을 방지하기 위해 가스켓(200) 등이 마련되고, 동시에 연료전지 스택의 기밀성 향상, 열관리 및 반응성 향상을 위해 연료전지 스택은 그 적층방향으로 일정수준 가압된 상태로 구비된다.
도 1 내지 2에는 일체화 프레임(130)에 요철 리브(140)가 형성된 모습이 도시되어 있으며, 도 3 내지 4에는 요철 리브(140)가 분리판(160)과 일체화 프레임(130) 사이에 위치된 모습이 도시되어 있다.
연료전지 스택의 가압에 의해 가스켓(200)이 압축되는 경우, 연료전지 셀 둘레를 따라 균일한 압축이 이루어지지 않게 되면 연료전지 스택의 구조적 안정성이 저하되어 가스켓(200)에 의한 기밀성이 하락될 수 있다.
또한, 연료전지 스택의 가압을 위해 벨트가 마련되는 경우, 벨트에 의해 가압되는 위치는 타부분에 비해 더 집중적인 하중이 작용되므로, 벨트가 위치된 지점의 가스켓(200)이 타 부분에 비해 압축률이 높아져 분리판(160)이 휘어지는 등 변형이 발생될 수 있고, 분리판(160)과 반응층(120)의 밀착이 불안정하게 이루어지는 등 기밀성과 내구성이 저하될 수 있는 것이다.
이에 따라, 비탄성소재로 이루어진 요철 리브(140)는 분리판(160)과 반응층(120) 사이에 마련되어 가스켓(200)의 압축이 일정수준 이상 발생되지 않도록 제한함으로써, 연료전지 셀 외주면을 따라 가스켓(200)의 압축수준이 균일하도록 할 수 있고, 연료전지 셀의 내구성이 향상되어 기밀성을 위한 연료전지의 가압수준을 보다 증가시킬 수 있게 된다.
즉, 분리판(160)의 둘레부를 따라 연장된 형상의 가스켓(200) 주변에 요철 리브(140)가 마련되어 가스켓(200)의 압축수준을 제한하고 분리판(160)을 지지함으로써, 연료전지의 구조적인 안정성과 기밀성 및 내구도를 향상시킬 수 있으며, 연료전지 스택의 가압수준을 증가시켜 연료전지 효율을 상승시킬 수 있는 것이다.
한편, 도 3 내지 4와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 있어서, 상기 요철 리브(140)의 돌출된 높이는 상기 가스켓(200)의 압축전 높이보다 작거나 동일하다.
구체적으로, 요철 리브(140)에 의해 가스켓(200)의 압축수준이 일정수준으로 제한되되, 요철 리브(140)가 가스켓(200)의 높이보다 더 높게 돌출되도록 마련되어 분리판(160)이 반응층(120)에 적층되더라도 가스켓(200)이 분리판(160)과 일체화 프레임(130) 사이에서 압축되지 않고 이격거리가 형성되어 실링효과가 반감되는 상황을 방지하기 위해, 요철 리브(140)는 가스켓(200)이 압축하중에 의해 압축되기 전의 높이보다 더 낮은 돌출높이를 가지도록 마련되는 것이다.
도 3 내지 4에는 가스켓(200)의 높이보다 더 낮은 높이로 마련된 요철 리브(140)가 일체화 프레임(130)에 형성된 모습이 도시되어 있다.
한편, 도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 있어서, 상기 요철 리브(140)는 상기 일체화 프레임(130)의 둘레를 따라 연장되어 폐곡선을 이루도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 요철 리브(140)는 가스켓(200)과 같이 연료전지셀의 둘레를 따라 연장된 형상으로 마련되어, 가스켓(200)과 함께 연료전지 셀을 반응기체 유동공간을 일정수준 실링하는 역할을 가질 수 있다.
또한, 요철 리브(140)가 일체화 프레임(130) 둘레 전체에 걸쳐 연장됨으로써, 연료전지 스택의 압축에 따른 하중을 보다 균일하기 부담하게 되어 그 내구성과 연료전지 스택의 구조적 안정성 향상에 유리할 수 있다.
한편, 도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 있어서, 상기 요철 리브(140)는 복수로 마련되어 상기 일체화 프레임(130)의 둘레를 따라 배열될 수 있다.
구체적으로, 요철 리브(140)를 연료전지 셀의 둘레 전체에 걸쳐 형성하지 않고 세그먼트식으로 분할된 복수로 구비하여 일체화 프레임(130)의 둘레를 따라 배치하는 경우, 원가의 저감 및 연료전지 스택의 중량을 저감할 수 있다.
위와 같이, 요철 리브(140)가 세크먼트식으로 복수개 구비되는 경우, 요철 리브(140)의 형상, 갯수 및 그 단위체의 길이 등은 연료전지 스택에 요구되는 압축수준이나 한계중량 등 설계적인 다양한 요인에 따라 결정될 수 있다.
한편, 도 3 내지 4와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 있어서, 상기 요철 리브(140)는 압축된 상기 가스켓(200)의 측면부와 밀착되도록 마련된다.
구체적으로, 요철 리브(140) 및 가스켓(200)은 분리판(160)과 일체화 프레임(130) 사이에서 격벽으로서의 역할을 하게 되는데, 분리판(160)과 반응층(120) 사이를 유동하는 각 반응기체의 누출를 방지하는 실링부재의 역할을 수행한다.
이와 더불어, 요철 리브(140)와 가스켓(200)이 분리판(160)과 일체화 프레임(130) 사이에 마련되되, 각 측면부가 서로 밀착되도록 마련됨으로써 상기한 실링효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
특히, 요철 리브(140)는 분리판(16)과 반응층(120) 사이에서 압축된 가스켓(200)의 측면부와 밀착되도록 마련된다. 가스켓(200)은 압축하중에 의해 일정수준 압축되게 되는데, 압축된 가스켓(200)의 측면부와 밀착되도록 요철 리브(140)가 위치되는 것이다. 도 3 내지 4에는 요철 리브(140)와 가스켓(200)이 상호 밀착되도록 마련된 모습이 도시되어 있다.
한편, 도 3과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 있어서, 상기 가스켓(200)은 나란하게 연장되는 한쌍의 리브 형상으로 마련되고, 상기 요철 리브(140)는 상기 가스켓(200)을 이루는 상기 한쌍의 리브 사이에 삽입되도록 위치될 수 있다.
구체적으로, 가스켓(200)은 압출성형 또는 인서트 사출성형을 통해 분리판(160)에 마련되되, 한쌍의 리브형상으로 구비되어 분리판(160)의 둘레부를 따라 연장되어 이중의 폐곡선을 형성하게 된다.
한편, 요철 리브(140)는 위와 같은 한쌍의 리브형상 사이에 삽입되도록 마련됨으로써, 요철 리브(140)와 가스켓(200) 사이의 밀착성이 향상되어 연료전지 셀의 기밀성을 증가시키는데 유리하다.
또한, 요철 리브(140)가 가스켓(200)을 이루는 한쌍의 리브 사이에 삽입되어 형합됨에 따라 연료전지 셀의 구조적 안정성 또한 향상될 수 있다. 이러한 가스켓(200)의 형상 및 요철 리브(140)와의 위치관계는 도 3에 도시되어 있다.
한편, 도 4와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 있어서, 상기 요철 리브(140)는 나란하게 연장되는 한쌍의 리브로 마련되고, 상기 가스켓(200)은 상기 요철 리브(140)를 이루는 상기 한쌍의 리브 사이에 삽입되도록 위치될 수 있다.
구체적으로, 요철 리브(140)는 압출성형, 가공성형 또는 사출성형에 의해 반응층(120)의 일체화 프레임(130)에 마련되되, 한쌍의 리브형상으로 구비될 수 있다. 또한, 요철 리브(140)는 일체화 프레임(130)의 둘레부를 따라 연장되어 이중의 폐곡선을 형성하거나, 세그먼트식으로 분할된 복수로 구비되어 일체화 프레임(130)의 둘레부에 따라 배열되도록 마련될 수 있다. 이러한 요철 리브(140)의 형상은 연료전지 스택의 기밀성 및 구조적 안정성 등 설계적 요인에 따라 결정될 수 있다.
위와 같이 요철 리브(140)가 한쌍의 리브형상으로 마련되는 경우, 가스켓(200)은 위와 같은 한쌍의 리브형상으로 마련된 요철 리브(140)의 리브형상 사이에 삽입되도록 마련됨으로써, 요철 리브(140)와 가스켓(200) 사이의 밀착성이 향상되어 연료전지 셀의 기밀성을 증가시키는데 유리하다.
또한, 요철 리브(140)가 가스켓(200)을 이루는 한쌍의 리브 사이에 삽입되어 형합됨에 따라 연료전지 셀의 구조적 안정성 또한 향상될 수 있다. 이에 더하여, 요철 리브(140)가 한쌍으로 마련되어 분리판(160)을 지지함으로써, 연료전지 셀의 구조적 안정성이 증가되어 더 강한 압축력에도 연료전지 스택의 구조 안정화 및 변형 방지를 도모할 수 있다. 이러한 가스켓(200)의 형상 및 요철 리브(140)와의 위치관계는 도 4에 도시되어 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
120 : 반응층 125 : 반응필름
130 : 일체화 프레임 140 : 요철 리브

Claims (7)

  1. 전해질막, 애노드전극 및 캐소드전극으로 구성된 막-전극 접합체(MEA)와 상기 막-전극 접합체의 양면에 결합된 기체확산층(GDL)을 일체화시키도록 마련된 일체화 프레임 및 상기 일체화 프레임과 분리판 사이를 실링하며 압축하중에 의해 압축되는 가스켓이 포함된 연료전지 스택에 있어서,
    상기 일체화 프레임에 구비되며, 분리판 방향으로 돌출되어 압축하중을 지지하도록 마련된 적어도 하나 이상의 요철 리브;를 포함하는,
    연료전지 스택.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철 리브의 돌출된 높이는 상기 가스켓의 압축전 높이보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는,
    연료전지 스택.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철 리브는 복수로 마련되어 상기 일체화 프레임의 둘레를 따라 배열된 것을 특징으로 하는,
    연료전지 스택.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철 리브는 상기 일체화 프레임의 둘레를 따라 연장되어 폐곡선을 이루도록 마련된 것을 특징으로 하는,
    연료전지 스택.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 요철 리브는 압축된 상기 가스켓의 측면부와 밀착되도록 마련된 것을 특징으로 하는,
    연료전지 스택.
  6. 청구항 1항에 있어서,
    상기 가스켓은 나란하게 연장되는 한쌍의 리브 형상으로 마련되고, 상기 요철 리브는 상기 가스켓을 이루는 상기 한쌍의 리브 사이에 삽입되도록 위치된 것을 특징으로 하는,
    연료전지 스택.
  7. 청구항 1항에 있어서,
    상기 요철 리브는 나란하게 연장되는 한쌍의 리브 형상으로 마련되고, 상기 가스켓은 상기 요철 리브를 이루는 상기 한쌍의 리브 사이에 삽입되도록 위치된 것을 특징으로 하는,
    연료전지 스택.
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