KR20180071550A - 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법 및 장치 - Google Patents

연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지 MEA 내부에서 열을 발생시키는 공정을 적용하여, 적은 가열량으로 높은 내구성의 MEA를 제조하는 기술에 관한 것이다. 일반적인 열압착을 통한 열처리를 공정을 거치는 경우, MEA에 대한 열처리는 내구성은 높이지만 성능을 열화시키는 부작용이 있다. 이에, 본 발명에서는 연료전지 MEA의 열처리에 있어서 전기에너지를 이용한 위치별 국소 가열법을 제안한다. 특히, 전기에너지의 파형과 전류의 경로를 구별되게 구성함으로써, MEA 구성 요소별로 열처리를 수행할 수 있다.

Description

연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법 및 장치{Heat treatment method for membrane electrode assembly for fuel cell}
본 발명은 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 막전극접합체의 내구성을 향상시키기 위하여 수행되는 막전극접합체에 대한 열처리 방법 및 이를 수행하기 위한 열처리 장치에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전 장치이다.
이러한 연료전지는 산업용, 가정용 및 차량 구동용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자제품, 특히 휴대용 장치의 전력 공급에도 적용될 수 있다.
현재 차량 구동을 위한 전력공급원으로는 연료전지 중에서도 양성자 교환막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)로도 알려진 고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell,PEMFC)가 이용되고 있다.
고분자 전해질막 연료전지는 다른 형태의 연료전지에 비해 작동온도가 낮고, 효율이 높으며, 전류밀도 및 출력 밀도가 크고, 시동시간이 짧으며 부하변화에 대한 응답이 빠른 특성이 있어 자동차용이나 휴대기기용 전원으로 널리 활용 가능하다.
이러한 고분자 전해질막 연료전지는 수소 이온이 이동하는 고분자 전해질막(Polymer Electrolyte Membrane)을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층(Catalyst Electrode Layer)이 부착된 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly,MEA), 반응가스들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 가스확산층(Gas Diffusion Layer,GDL), 반응가스들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구, 그리고 반응가스들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(Bipolar Plate)을 포함하여 구성된다.
또한, 연료전지 자동차에 적용되는 연료전지 시스템은 반응가스(연료인 수소와 산화제인 산소)의 전기화학반응으로부터 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 수소공급장치, 연료전지 스택에 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급장치, 연료전지 스택의 운전 온도를 제어하고 물 관리 기능을 수행하는 열 및 물 관리 시스템, 그리고 연료전지 시스템의 작동 전반을 제어하는 연료전지 제어기를 포함한다.
통상의 연료전지 시스템에서 수소공급장치는 수소저장부(수소탱크), 레귤레이터, 수소압력제어밸브, 수소재순환장치 등을 포함하고, 공기공급장치는 공기블로워, 가습기 등을 포함하며, 열 및 물 관리 시스템은 냉각수 펌프, 물탱크, 라디에이터 등을 포함한다.
도 1은 일반적인 GDL-MEA 접합체의 제작 과정을 도시한 것으로, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 것처럼, 막전극접합체(MEA)는 전해질막 양 면에 전극(Cathode, Anode)를 형성하고 다시 서브가스켓 필름을 부착하는 순서로 제조된다.
이렇게 제조된 MEA는 내구성을 높이기 위해 열압착을 통한 열처리를 공정을 거치게 된다. 그러나, 열처리를 거친 막전극접합체는 내구성은 높지만 열화로 인해 성능이 떨어지는 부작용이 있다.
한편, 완성된 MEA는, 도 1(c)에서와 같이, 양쪽에 GDL (Gas Diffusion Layer)을 접합하여 사용하며, 도 1(d)에서와 같이 접합된 상태를 GDL-MEA 접합체라 칭한다. GDL-MEA의 접합에 있어서는 열압착과 접착제를 이용하는 방법이 있다. 그런데 열압착의 경우는 MEA의 소재나 공정에 따라서 적용이 불가한 경우가 있으며, 접착제를 이용한 경우 제품 수율에 문제가 발생하는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제2016-0056028호 (2016.05.19) 대한민국 공개특허 제2015-0071889호 (2015.06.29)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서는 막전극접합체의 구성 요소 별 물리적 특성에 따라 서로 다른 조건의 열처리 과정이 수행될 수 있도록 구현함으로써, 막전극접합체의 내구성 확보는 물론 열화로 인한 성능 저하를 방지할 수 있는 막전극접합체의 열처리 방법 및 이를 수행하기 위한 열처리 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체의 표면에 전원판을 배치하는 단계; 상기 전원판에 전원을 인가하여 그 표면 또는 내부에서 열처리를 실시하는 단계;를 포함하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 전원판은 막전극접합체 상에 배치되고, 상기 막전극접합체에 직류 전원 또는 펄스 직류 전원을 인가하여 상기 막전극접합체의 전극부를 열처리하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 전원판은 막전극접합체 상에 배치되고, 상기 막전극접합체에 교류 전원을 인가하여 상기 막전극접합체의 전해질막를 열처리하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 전원판은 막전극접합체와 가스확산층의 접합체 상에 배치되고, 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체에 교류 펄스 전원을 인가하여 상기 가스확산층과 상기 막전극접합체의 계면에 대한 열처리을 실시하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 전원판은 프레스용 전원판이고, 상기 전원판은 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체의 표면을 가압하면서, 그 표면에 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 전원판은 중앙의 제1전도부와 상기 제1전도부의 양측에 위치하는 한 쌍의 절연부 및 상기 한 쌍의 절연부의 외측에 배치되는 제2전도부를 포함하고, 상기 제1전도부와 상기 제2전도부는 서로 다른 위치를 열처리하도록 서로 다른 종류의 전원을 인가할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 제1전도부를 통해 인가되는 전원에 의해, 상기 막전극접합체의 전극부, 전해질막 및 상기 가스확산층과 상기 막전극접합체의 계면으로 이루어지는 그룹 중 어느 하나를 열처리하도록 구성되고, 상기 제2전도부를 통해 인가되는 전원에 의해, 상기 제1전도부를 통해 인가되는 전원에 의해 열처리되는 대상을 제외한 나머지 중 어느 하나를 열처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법을 제공한다.
한편, 본 발명에서는 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 가압할 수 있도록 배치되는 제1전기전도 프레스와; 상기 제1전기전도 프레스 장치로 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 공급하는 공급기; 및 상기 제1전기전도 프레스에 전원을 인가하는 전원부;를 포함하고, 상기 제1전기전도 프레스 상에 배치된 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체에 전원을 인가하여 그 표면 또는 내부에서 열처리를 실시하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1전기전도 프레스는 가압하고자 하는 대상과 접촉하는 프레스용 전원판을 포함하고, 상기 프레스용 전원판은 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체의 표면을 가압하면서, 그 표면에 상기 전원부로 인가되는 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 프레스용 전원판은 중앙의 제1전도부와 상기 제1전도부의 양측에 위치하는 한 쌍의 절연부 및 상기 한 쌍의 절연부의 외측에 배치되는 제2전도부를 포함하고, 상기 제1전도부와 상기 제2전도부는 서로 다른 위치를 열처리하도록 서로 다른 종류의 전원을 인가할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 공급기는 공급롤러와 권취롤러를 포함하는 롤투롤 방식의 공급기인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 공급기는 장력을 유지할 수 있도록 이동 가능한 하나 이상의 버퍼 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1전기전도 프레스에서 열처리된 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 일정한 크기로 절단하기 위한 절단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 절단기에 의하여 절단된 막전극접합체 또는 절단된 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 이동시키기 위한 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 이송부에 의해 이동된 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 가압하는 제2전기전도 프레스와; 상기 제2전기전도 프레스에 전원을 인가하는 제2전원부;를 더 포함하고, 상기 제2전기전도 프레스에 전원을 인가하여, 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 열처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 공급기는 이송용 로봇팔을 포함하는 공급기인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 막전극접합체의 내부 구성들에 적합하도록 설정된 열처리 조건에 따라 각각의 구성들에 대한 열처리를 수행할 수 있으므로, 막전극접합체의 내구성 향상은 물론, 열처리 과정에서 발생할 수 있는 열화로 인한 성능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 서로 다른 조건의 열처리 공정이 프레스 공정 내에서 동시에 이루어질 수 있도록 구성함으로써, 막전극접합체의 제작 시간 및 비용을 절감할 수 있어, 생산성이 향상된다.
도 1은 일반적인 GDL-MEA 접합체의 제작 과정을 도시한 것이고,
도 2a는 연료전지용 MEA의 구조를 도시하고 있는 사시도이고,
도 2b는 도 2a의 A-A' 에 대한 단면도이고,
도 3a는 연료전지용 GDL-MEA의 구조를 도시하고 있는 사시도이고,
도 3b는 도 2a의 B-B' 에 대한 단면도이고,
도 4는 MEA의 외부(전극부)가 열처리되는 것을 도시한 개념도이고,
도 5는 MEA의 외부(전극부) 열처리 시 인가되는 직류 펄스 전원을 예시한 것이고,
도 6은 MEA의 내부(전해질막)이 열처리되는 것을 도시한 개념도이고,
도 7은 MEA의 내부(전해질막) 열처리시 인가되는 교류 전원을 예시한 것이고,
도 8은 GDL-MEA의 계면이 열처리되는 것을 도시한 개념도이고,
도 9는 GDL-MEA의 계면 열처리시 인가되는 교류 펄스 전원을 예시한 것이고,
도 10은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 롤투롤 방식의 제조 장치를 도시한 것이고,
도 11는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 시트 방식의 제조 장치를 도시한 것이고,
도 12은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 프레스 전원판의 구조를 도시한 것으로, 도 12a는 평면도이고, 도 12b는 C-C' 에 대한 단면도이다.
본 발명은 연료전지 셀에 적용되는 막전극접합체(MEA) 및 막전극접합체(MEA)에 가스확산층(GDL)을 접합시킨 GDL-MEA을 제조함에 있어서, 각 구성요소 간의 열처리를 효과적으로 실시하기 위한 기술을 제시한다.
특히, 본 발명에서는 GDL-MEA를 이루는 각 구성을 열처리함에 있어서, MEA의 내외부에서 열처리가 수행되는 대상에 따라 서로 다른 열처리 조건을 적용할 수 있도록 구현하는 것에 특징이 있다. 또한, 이러한 서로 다른 열처리 조건이 가급적 단일 공정 내에서 처리됨으로써 공정을 단순화시킬 수 있도록 구현하는 것에 또 다른 특징이 있다. 본 명세서에서 막전극접합체는 MEA로 표기되기도 하며, 이는 동일한 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서 내에서 가스확산층은 GDL로 표기되기도 하며, 이에 따라 막전극접합체와 가스확산층의 접합체는 GDL-MEA 또는 GDL-MEA 접합체로 표기되기도 하나, 각각은 동일한 의미임을 밝힌다.
이하에서는, 이러한 특징을 구현하기 위한 것으로, 본 발명의 바람직한 구현예에 다른 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법 및 장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2a는 연료전지용 MEA의 구조를 도시하고 있는 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A' 에 대한 단면도이다.
도 2a는 도 1에서 가스확산층(GDL)과 접합되기 전의 막전극접합체(MEA)를 도시하고 있는 것이다. 도 2b에 도시된 것처럼, 막전극접합체는 유전체인 전해질막(101)과 유전체와 도체로 이루어진 전극부(102)를 가지며, 도 2a 및 도 2b에서와 같이 테두리에 위치하는 유전체인 서브가스켓(103)으로 이루어진다.
한편, 도 3a 및 도 3b에서는 가스확산층과 막전극접합체가 접합된 GDL-MEA 접합체의 구조를 도시하고 있다.
즉, 도 3a, 도 3b의 구조는 도 2a의 막전극접합체 상에 가스확산층(103)이 접합된 구조이므로, 도 3b에서와 같이, 전극부(102) 상에 도체인 가스확산층(103)이 추가로 적층되는 단면 구조를 가진다.
한편, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 도 2a와 같은 단면구조를 가지는 MEA 또는 도 3b에서와 같은 단면구조를 가지는 GDL-MEA의 접합체의 표면에 전원판(P)을 배치하고, 이 전원판(P)에 전원을 인가하여 그 표면 또는 내부에서 열처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
다만, 열처리가 요구되는 부분에 따라 서로 다른 열처리 조건이 적용되는 것이 내구성 향상 및 열화 방지를 위해 바람직하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 열처리하고자 하는 위치에 따라 상이한 방식으로 열처리가 이루어지도록 구성한다.
구체적으로, 본 구현예에서는, 열처리가 요구되는 부분을 막전극접합체의 전극부(102), 막전극접합체의 전해질막, 그리고 가스확산층(103)과 막전극접합체의 계면으로 구분하고, 이들 각각에 대한 열처리 방식을 상이하게 규정한다.
이하, 각 부분에 대한 열처리 방식을 설명한다.
도 4는 MEA의 외부(전극부)가 열처리되는 것을 도시한 개념도이고, 도 5는 MEA의 외부(전극부) 열처리 시 인가되는 직류 펄스 전원을 예시한 것이다. 본 명세서에서 막전극접합체의 외부라 함은 별다른 한정이 없는 한, 전극부(102)를 의미하고, 막전극접합체의 내부라 함은 별다른 한정이 없는 한, 전해질막(101)을 의미한다.
전극부(102)를 열처리함에 있어서, 본 발명에서는 전극부 소결을 위해 직류 전원 또는 직류 펄스 전원을 사용하는 열처리법을 제안한다. 일정 전류가 흐를 때 도체에서 열이 발생하는 것을 줄 히팅(joule heating)이라 하며, 이때의 발열량(Q)는 아래 식과 같이 나타난다.
Q=I2Rt (Q:발열량, I:전류, R:저항, t:시간)
DC 전류를 사용하는 경우, 위 줄 히팅에 의한 전극 열처리가 이루어진다. 한편, 펄스 DC를 사용하는 경우, 도 4에 도시된 것처럼, 전극 입자 간의 경계에서 발생하는 스파크에 의한 추가적인 소결 효과가 발생한다. 도 5에서는 직류 펄스 전원의 전압을 나타낸다. 막전극접합체의 사양에 따라 열처리 조건을 상이하게 설정할 수 있으며, 듀티비, 전압 크기 등을 조정하여 열처리 조건을 변경할 수 있다. 또한, 도 5와는 달리, 직류 전원을 인가하도록 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 구현예에서는, 막전극접합체로 전원을 인가할 수 있도록 전도체로 이루어진 전원판(P)이 막전극접합체 상에 배치된다. 이러한 전원판(P)은 직류 전원 또는 펄스 직류 전원에 연결되어, 막전극접합체의 전극부(102)를 열처리할 수 있도록 구성된다.
도 6은 MEA의 내부(전해질막)이 열처리되는 것을 도시한 개념도이고, 도 7은 MEA의 내부(전해질막) 열처리시 인가되는 교류 전원을 예시한 것이다.
막전극접합체의 내부, 즉, 전해질막(101)의 열처리를 위해, 본 발명에서는 교류 전원을 이용하는 열처리법을 제안한다. 유전체에 교류 전압이 인가될 시 전기장에 따라 유전물질은 진동하게 되며, 이는 열에너지로 환원된다. 즉, 전해질막의 공진주파수에 해당하는 주파수의 AC를 전해질막의 양 면에서 공급하면 전해질막이 발열하게 된다. 이로 인해 전해질막 및 전해질막-전극 계면에 집중된 열처리가 된다.
도 6에 도시된 것처럼, 전원판(P)이 막전극접합체 상에 배치되고, 상기 막전극접합체에 도 7과 같은 교류 전원을 인가함에 따라 전해질막(101)을 열처리하게 된다.
이 때, 막전극접합체의 사양에 따라 전원의 인가 조건을 변경할 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 전해질막(101)을 발열시키기 위해, 교류 전원의 주파수(1/주기)는 전해질막(101)의 공진주파수에 일치시킨다.
도 8은 GDL-MEA의 계면이 열처리되는 것을 도시한 개념도이고, 도 9는 GDL-MEA의 계면 열처리시 인가되는 교류 펄스 전원을 예시한 것이다.
GDL-MEA 계면의 접합을 위하여, 본 발명에서는 교류 펄스 전원을 사용하는 접합 방식을 제안한다. GDL과 MEA 전극부 사이에 브레이크다운 전압(Breakdown Voltage) 이상의 전압을 교류 펄스로 인가한다. 이로 인하여, GDL과 MEA 전극의 계면에서 스파크가 발생하며 국부적인 접합이 발생한다. 이때 하나의 펄스에서 공급되는 전하량은 전극의 전기용량으로 결정된다. 바람직하게는, 하나의 펄스에서 공급되는 전하량은 막전극접합체 전기용량 보다 작거나 같도록 설정된다.
GDL-MEA 계면의 열처리 과정을 살피면, 도 8에 도시된 바와 같이, 전원판(P)이 막전극접합체와 가스확산층(103)의 접합체 상에 배치된 상태에서, 상기 막전극접합체와 가스확산층(103)의 접합체에 교류 펄스 전원을 인가하여 상기 가스확산층과 상기 막전극접합체의 계면에 대한 열처리를 실시하게 된다.
이 때, 도 9와 같은 브레이크 다운 전압 이상의 교류 전압이 인가되면서, 도 8에서와 같이, 일부 계면에서 스파크가 발생하면서 접합이 이루어지게 된다.
한편, 본 발명에서는 위와 같은 서로 다른 방식의 열처리 과정 중 적어도 일부가 동시에 이루어지도록 구성하는 것에 또 다른 특징이 있다.
이를 위한 제조 장치는 첨부된 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같다.
구체적으로, 도 10은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 롤투롤 방식의 제조 장치를 도시한 것이고, 도 11는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 시트 방식의 제조 장치를 도시한 것이며, 도 12은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 프레스 전원판의 구조를 도시한 것이다.
도 10의 롤투롤 방식의 제조 장치와 도 11의 시트 방식의 제조 장치는 개별적으로 적용될 수도 있으며, 두 개의 장치가 연속적으로 설치될 수 있다.
예를 들어, 도 10의 롤투롤 방식의 제조 장치에서 제작된 막전극접합체가 도 11의 시트 방식의 제조 장치 측으로 이동되고, 이후 도 11의 장치에 의하여 후속 공정이 실시되도록 구성할 수도 있다.
롤투롤 방식은 원소재를 롤 형태로 감아서 공급하고, 이를 특정 경로를 따라서 공급하며, 가공된 제품을 다시 롤 형태로 감아서 보관하는 것이다. 도 10에서와 같이, 필름형태로 말려있는 MEA를 공급 측에서 공급한다. 공급된 MEA는 중앙의 전기전도 프레스(206)를 지난다. 위치센서에 의해 MEA가 정위치된 것을 확인하면 전기전도프레스가 MEA 양면에서 누르게 된다. 전기전도프레스에 의해 가공되는 동안 소재의 이송은 멈추게 되는데, 멈추고 다시 이송이 시작되는 사이에 소재에 작용하는 장력은 일정하게 유지되도록 한다. 가공이 완료된 제품은 다시 경로를 따라 이동한 후 감겨 보관된다.
구체적으로, 도 10의 장치를 살피면, 롤투롤 방식으로 막전극접합체를 제작하도록 구성되는 바, 최초 MEA를 공급하는 공급측의 공급롤러(201)과 열처리가 완료된 MEA를 다시 와인딩하기 위한 권취롤러(202)를 가지는 공급기를 포함한다.
또한, 이러한 공급롤러(201)와 권취롤러(202) 사이에는 열처리를 위한 전기전도 프레스(206)가 설치된다. 이러한 전기전도 프레스(206)는 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 가압하기 위한 것이다. 아울러, 본 구현예에 따른 롤투롤 방식의 제조 장치에서는 전기전도 프레스(206)에 전원을 인가하기 위한 전원부(205)가 구비된다.
이러한 전원부(205)는 상기 전기전도 프레스(206) 상에 배치된 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체에 전원을 인가하기 위한 것으로, 이러한 전원부(205)에 의하여, MEA의 표면 또는 내부 또는 GDL-MEA의 계면에서 열처리를 실시하게 된다.
이 때, 상기 전기전도 프레스(206)는 가압하고자 하는 대상과 접촉하는 프레스용 전원판(P)을 포함하고, 이러한 프레스용 전원판(P)이 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체의 표면을 가압하면서, 그 표면에 전원을 인가하게 된다.
한편, 본 발명의 바람직한 구현예에서는, 서로 다른 열처리 공정을 동시에 수행할 수 있도록 도 12a, 도 12b와 같은 구조의 프레스용 전원판을 구비한다.
구체적으로, 상기 프레스용 전원판은 중앙의 제1전도부(P1)와 상기 제1전도부의 양측에 위치하는 한 쌍의 절연부 및 상기 한 쌍의 절연부의 외측에 배치되는 제2전도부(P2)를 포함한다.
즉, 도 12a에 도시된 바와 같이, 프레스용 전원판의 양측 가장자리 부근에 한 쌍의 절연부들이 형성되고, 이들 절연부들에 의해 프레스용 전원판의 표면이 3분할되는 구조이다. 이러한 절연부의 위치는 열처리하고자 하는 MEA 또는 GDL-MEA 형태에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 절연부의 위치는 열처리하고자 하는 대상의 위치에 구속된다.
이러한 구조에서, 도 12a의 상하측, 즉, 절연부에 의하여 구분되는 영역 중 양측 가장자리 부근의 제2전도부(P2)에서는 경우, 도 4에서와 같은 전극부(102)의 열처리를 위해 사용된다. 즉, 도 4에 도시되어 있듯이, 전극부의 열처리 시 전극부의 도체로 전류가 흐를 때 생기는 발열을 이용하는 것이므로, 양측의 가장자리 전원판을 (+), (-)전극과 같이 구성한다.
반면, 절연부에 의하여 구분되는 중앙의 제1전도부(P1)에서는 도 6 또는 도 8에서와 같이 중앙 전체에 전원을 인가하는 형태의 열처리 방식에 적용될 수 있다.
따라서, 위와 같은 형태로 프레스용 전원판을 구성함으로써, 상기 제1전도부(P1)와 상기 제2전도부(P2)를 통해 서로 다른 종류의 전원을 인가함에 따라, MEA 또는 GDL-MEA에서 서로 다른 부분을 열처리할 수 있다.
또한, 본 구현예에 따른 제조 장치에서는, 프레스가 이루어지는 상황에서 공급기 내의 장력을 유지할 수 있도록 이동 가능한 하나 이상의 버퍼롤러(203, 204)를 포함한다. 즉, 프레스가 이루어지는 상황에서도 롤러들은 회전하므로, 프레스 시 막전극접합체 등이 이동하지 않도록 버퍼롤러(203, 204)가 이동하면서 공급기 내 장력을 일정하게 유지시켜 준다.
또한, 상기 전기전도 프레스(206)에서 열처리된 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 일정한 크기로 절단하기 위한 절단기가 추가로 구비될 수 있다. 이러한 절단기는 도 10의 권취롤러(202)를 대신하여 설치될 수 있으며, 롤 형상의 MEA 중간재가 아니라, 최종 제품 형태에 가까운 절단된 형태의 MEA를 제공할 수 있다.
한편, 상기 절단기에 의하여 절단된 막전극접합체 또는 절단된 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 이동시키기 위한 이송부가 포함될 수 있다. 이러한 이송부는 도 11에서와 같이, 로봇팔이 될 수 있으며, 바람직하게는 상기 절단기에 의하여 절단된 MEA를 도 11의 장치 측으로 이송하는 데 이용될 수 있다.
한편, 도 11의 장치는 도 10의 장치와 연속적으로 또는 독자적으로 사용될 수 있으며, 도 10에서와 동일한 전기전도 프레스(304) 및 전원판(P)에 전원을 공급하는 전원부(303)를 가지도록 구성할 수 있다. 즉, 도 11에 따른 시트 방식의 장치는 독자적으로 MEA 또는 GDL-MEA에 대한 열처리를 수행하도록 설치될 수 있으며, 경우에 따라서는 도 10의 장치와 조합되어 사용될 수도 있다.
또한, 도 11의 시트 방식의 장치는 전기전도 프레스(304) 측으로 MEA 또는 GDL-MEA를 공급하기 위한 공급 측의 이송용 로봇팔(301)과, 열처리된 MEA 또는 GDL-MEA를 회수하기 위한 또 다른 이송용 로봇팔(302)을 구비할 수 있다. 이송용 로봇팔(301, 302)에는 MEA와 같은 이송할 대상을 흡착하기 위한 흡착기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 11에서와 같이, 공급 측의 이송용 로봇팔에 의하여 열처리하고자 하는 대상, 즉, 전기전도 프레스(304) 측으로 공급될 대상을 전기전도 프레스(206) 측으로 이동시킨 다음, 전기전도 프레스(304)에 의하여 열처리를 실시한다. 이후, 또 다른 이송용 로봇팔에 의하여 열처리된 대상을 이송하여 열처리가 완료된 MEA 또는 GDL-MEA를 회수하게 된다.
본 발명은 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 요소들에 대한 수정 및 변경의 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 특별한 상황들이나 재료에 대하여 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위 내에서 모든 실시 예들을 포함할 것이다.
101: 전해질막
102: 전극부
103: 서브가스켓
104: 가스확산층(GDL)
201: 공급롤러
202: 권취롤러
203, 204: 버퍼롤러
205: 전원부
206: 전기전도 프레스
301, 302: 이송용 로봇팔
303: 전원부
304: 전기전도 프레스
P: 전원판

Claims (18)

  1. 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체의 표면에 전원판을 배치하는 단계;
    상기 전원판에 전원을 인가하여 그 표면 또는 내부에서 열처리를 실시하는 단계;를 포함하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원판은 막전극접합체 상에 배치되고, 상기 막전극접합체에 직류 전원 또는 펄스 직류 전원을 인가하여 상기 막전극접합체의 전극부를 열처리하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원판은 막전극접합체 상에 배치되고, 상기 막전극접합체에 교류 전원을 인가하여 상기 막전극접합체의 전해질막을 열처리하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원판은 막전극접합체와 가스확산층의 접합체 상에 배치되고, 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체에 교류 펄스 전원을 인가하여 상기 가스확산층과 상기 막전극접합체의 계면에 대한 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원판은 프레스용 전원판이고, 상기 전원판은 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체의 표면을 가압하면서, 그 표면에 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원판은 중앙의 제1전도부와 상기 제1전도부의 양측에 위치하는 한 쌍의 절연부 및 상기 한 쌍의 절연부의 외측에 배치되는 제2전도부를 포함하고, 상기 제1전도부와 상기 제2전도부는 서로 다른 위치를 열처리하도록 서로 다른 종류의 전원을 인가할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1전도부를 통해 인가되는 전원에 의해, 상기 막전극접합체의 전극부, 전해질막 및 상기 가스확산층과 상기 막전극접합체의 계면으로 이루어지는 그룹 중 어느 하나를 열처리하도록 구성되고, 상기 제2전도부를 통해 인가되는 전원에 의해, 상기 제1전도부를 통해 인가되는 전원에 의해 열처리되는 대상을 제외한 나머지 중 어느 하나를 열처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 교류 전원의 주파수는 상기 전해질막의 공진주파수와 같도록 설정되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 교류 펄스 전원에서 인가되는 하나의 펄스에서 공급되는 전하량은 막전극접합체 전기용량 보다 작거나 같도록 설정되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 방법.
  10. 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 가압할 수 있도록 배치되는 제1전기전도 프레스와;
    상기 제1전기전도 프레스 장치로 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 공급하는 공급기; 및
    상기 제1전기전도 프레스에 전원을 인가하는 전원부;를 포함하고,
    상기 제1전기전도 프레스 상에 배치된 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체에 전원을 인가하여 그 표면 또는 내부에서 열처리를 실시하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1전기전도 프레스는 가압하고자 하는 대상과 접촉하는 프레스용 전원판을 포함하고, 상기 프레스용 전원판은 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체의 표면을 가압하면서, 그 표면에 상기 전원부로 인가되는 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 프레스용 전원판은 중앙의 제1전도부와 상기 제1전도부의 양측에 위치하는 한 쌍의 절연부 및 상기 한 쌍의 절연부의 외측에 배치되는 제2전도부를 포함하고, 상기 제1전도부와 상기 제2전도부는 서로 다른 위치를 열처리하도록 서로 다른 종류의 전원을 인가할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 공급기는 공급롤러와 권취롤러를 포함하는 롤투롤 방식의 공급기인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 공급기는 장력을 유지할 수 있도록 이동 가능한 하나 이상의 버퍼롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1전기전도 프레스에서 열처리된 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 일정한 크기로 절단하기 위한 절단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 절단기에 의하여 절단된 막전극접합체 또는 절단된 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 이동시키기 위한 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 이송부에 의해 이동된 막전극접합체 또는 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 가압하는 제2전기전도 프레스와;
    상기 제2전기전도 프레스에 전원을 인가하는 제2전원부;를 더 포함하고,
    상기 제2전기전도 프레스에 전원을 인가하여, 상기 막전극접합체 또는 상기 막전극접합체와 가스확산층의 접합체를 열처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 공급기는 이송용 로봇팔을 포함하는 공급기인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극접합체의 열처리 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111354961A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 现代自动车株式会社 薄膜电极组件的热处理设备和方法
KR102426466B1 (ko) * 2021-03-23 2022-07-29 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지 제조용 분리막 장력유지장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6427215B2 (ja) * 2017-03-07 2018-11-21 本田技研工業株式会社 固体高分子型燃料電池用フィルム成形品のプレス加工方法及びプレス加工装置
CN115159213B (zh) * 2022-08-23 2022-12-06 江苏时代新能源科技有限公司 电极组件的制造装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004127758A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Denso Corp 燃料電池システム
KR20120117266A (ko) * 2011-04-15 2012-10-24 현대자동차주식회사 막전극접합체 제조 장치
KR20150071889A (ko) 2013-12-19 2015-06-29 현대자동차주식회사 연료전지용 전극막 접합체 제조방법
KR20160056028A (ko) 2014-11-11 2016-05-19 현대자동차주식회사 막전극접합체 제조용 타발열처리 금형 및 이를 이용한 막전극접합체의 제조 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3894002B2 (ja) * 2002-03-07 2007-03-14 株式会社豊田中央研究所 膜電極接合体並びにこれを備える燃料電池及び電気分解セル
CN100565992C (zh) * 2005-07-13 2009-12-02 松下电器产业株式会社 高分子电解质型燃料电池及用于其的燃料电池用密封部件
KR100957368B1 (ko) * 2008-04-11 2010-05-12 현대자동차주식회사 연료전지용 ｍｅａ 소재 자동 타발 및 접합 설비
EP2669079B1 (en) * 2011-01-27 2016-04-06 Sintokogio, Ltd. Laminate immobilizing jig, laminate assembly manufacturing system, and manufacturing method for laminate assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004127758A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Denso Corp 燃料電池システム
KR20120117266A (ko) * 2011-04-15 2012-10-24 현대자동차주식회사 막전극접합체 제조 장치
KR20150071889A (ko) 2013-12-19 2015-06-29 현대자동차주식회사 연료전지용 전극막 접합체 제조방법
KR20160056028A (ko) 2014-11-11 2016-05-19 현대자동차주식회사 막전극접합체 제조용 타발열처리 금형 및 이를 이용한 막전극접합체의 제조 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111354961A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 现代自动车株式会社 薄膜电极组件的热处理设备和方法
KR20200079067A (ko) * 2018-12-24 2020-07-02 현대자동차주식회사 막 전극 접합체의 열 처리 장치 및 열 처리 방법
US11855323B2 (en) 2018-12-24 2023-12-26 Hyundai Motor Company Heat treatment apparatus and method of membrane electrode assemblies
CN111354961B (zh) * 2018-12-24 2024-03-29 现代自动车株式会社 薄膜电极组件的热处理设备和方法
KR102426466B1 (ko) * 2021-03-23 2022-07-29 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지 제조용 분리막 장력유지장치
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