KR20190078917A - 연료전지 스택 - Google Patents

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허성일
정병헌
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각수 및 반응기체의 유동성을 향상시킬 수 있는 연료전지 스택에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 스택은 서로 인접되는 연료전지 셀에서 서로 대면되는 애노드 분리판과 캐소드 분리판의 사이 공간으로 냉각수가 유동되는 연료전지 스택으로서, 상기 애노드 분리판과 캐소드 분리판은 냉각수 매니폴드에서 반응면으로 냉각수가 확산되면서 주입되는 냉각수 확산부가 형성되고, 상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널 사이에 제 1 냉각수 유로영역이 형성되며, 상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드 사이에 제 2 냉각수 유로영역이 형성되고, 상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역은 상기 냉각수 확산부 중 적어도 일부에서 서로 평행한 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

연료전지 스택{FUEL CELL STACK}
본 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각수 및 반응기체의 유동성을 향상시킬 수 있는 연료전지 스택에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학 에너지를 스택 내에서 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지로 변환하는 일종의 발전장치로서, 산업용, 가정용 및 차량의 구동 전력을 공급할 뿐만 아니라 휴대용 장치와 같은 소형 전자 제품의 전력공급에 사용될 수 있으며, 최근 고효율의 청정 에너지원으로 점차 그 사용영역이 확대되고 있다.
도 1은 일반적인 연료전지 스택의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 일반적인 연료전지 스택은 가장 안쪽에 전극막 접합체(MEA: Membrane-Electrode Assembly)가 위치하는데, 이 전극막 접합체(110)는 수소 양이온(Proton)을 이동시켜 줄 수 있는 고분자 전해질막(111)과, 이 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 도포된 촉매층, 즉 연료극(112: anode) 및 공기극(113: cathode)으로 구성되어 있다.
또한, 상기 전극막 집합체(110)의 바깥 부분, 즉 연료극(112) 및 공기극(113)이 위치한 바깥 부분에는 가스확산층(120, GDL: Gas Diffusion Layer)이 적층되고, 상기 가스확산층(120)의 바깥 쪽에는 연료를 공급하고 반응에 의해 발생된 물을 배출하도록 유로(Flow Field)가 형성된 분리판(130a, 130b)이 가스켓(140, Gasket)을 사이에 두고 위치하며, 가장 바깥쪽에는 상기한 각 구성들을 지지 및 고정시키기 위한 엔드 플레이트(200, End plate)가 결합된다.
따라서, 상기 연료전지 스택의 연료극(112)에서는 수소의 산화반응이 진행되어 수소이온(Proton)과 전자(Electron)가 발생하게 되고, 이때 생성된 수소이온과 전자는 각각 전해질막(111)과 전선을 통하여 공기극(113)으로 이동하게 되며, 상기 공기극(113)에서는 연료극(112)으로부터 이동한 수소이온과 전자, 공기중의 산소가 참여하는 전기화학반응을 통하여 물을 생성하는 동시에 전자의 흐름으로부터 전기에너지를 생성하게 된다.
한편, 상기 분리판(130a, 130b)은 지지역할을 하는 랜드와, 유체의 흐름 경로가 되는 채널(유로)이 반복 형성된 구조로 제작되는 것이 일반적이다.
즉, 일반적인 분리판은 랜드와 채널(유로)이 반복적으로 굴곡된 구조로 되어 있기 때문에 가스확산층(120)과 마주보는 일면쪽의 채널은 수소 또는 공기와 같은 반응기체가 흐르는 공간으로 활용되고, 동시에 반대쪽 채널은 냉각수가 흐르는 공간으로 활용됨에 따라, 수소/냉각수 채널을 갖는 분리판 1장과, 공기/냉각수 채널을 갖는 분리판 1장 등 총 2장의 분리판으로 하나의 단위 셀을 구성할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3은 종래의 분리판을 보여주는 도면으로서, 종래의 분리판(10)에는 양측 가장자리에 반응기체 및 냉각수를 유출입시키는 입구 매니폴드(10a, 10b, 10c) 및 출구 매니폴드(미도시)가 각각 형성된다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 분리판의 일측에는 수소, 냉각수 및 공기(산소)를 유입시키는 수소 입구 매니폴드(10a), 냉각수 입구 매니폴드(10b) 및 공기 입구 매니폴드(10c)가 형성된다. 그리고, 도 2에 도시하지는 않았지만 분리판(10)의 타측에는 수소, 냉각수 및 공기(산소)를 유출시키는 수소 출구 매니폴드, 냉각수 출구 매니폴드 및 공기 출구 매니폴드가 형성된다. 그리고 분리판(10)은 기체 확산층(120)에 대응하는 영역으로서 일측에 형성된 입구 매니폴드(10a, 10b, 10c) 및 타측에 형성된 출구 매니폴드(미도시)와 연결되는 반응면을 형성하고 있다. 또한, 입구 매니폴드(10a, 10b, 10c)와 반응면 사이에는 입구 매니폴드(10a, 10b, 10c)로 유입된 수소, 냉각수 및 공기(산소)를 반응면으로 확산시켜서 공급하기 위한 각각의 확산부가 형성된다. 도 2에 도시된 도면부호 '10d'는 냉각수가 확산되는 냉각수의 확산부를 표시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이 종래의 분리판(10)에 적용된 확산부(10d)에는 냉각수 입구 매니폴드(10b)에서 유입되는 냉각수를 반응면에 형성되는 냉각수 유로(11)로 확산시켜 공급하기 위하여 냉각수를 각각의 유로(11)로 이동시키기 위한 단차부(13)를 형성하였다. 이때 단차부(13)는 유로(11)를 형성하는 깊이보다 낮은 높이로 유로를 형성하고, 단차부(13)에 의해 형성되는 공간으로 냉각수가 유동되어 각각의 유로(11)로 확산시키는 것이다.
하지만, 일반적으로 유로(11)의 깊이는 0.3 ~ 0.5mm이고, 단차부(13)의 깊이는 0.1 ~ 0.2mm이기 때문에 차이가 별로 없어 단차부(13)의 정확한 성형 및 품질 관리가 어려운 문제점이 있었다.
만약, 단차부(13) 높이가 확보되지 않거나 불균일할 경우에는 냉각수 분배에 편차가 발생하여 연료전지의 효율이 저하되는 문제가 발생한다.
일본등록특허 제5139753호 (2012. 11. 22)
본 발명은 냉각수의 유로 상에 단차부를 적용하지 않고도 냉각수를 효율적으로 분배시키면서, 냉각수 및 반응기체의 유동성을 향상시킬 수 있는 연료전지 스택을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 스택은 서로 인접되는 연료전지 셀에서 서로 대면되는 애노드 분리판과 캐소드 분리판의 사이 공간으로 냉각수가 유동되는 연료전지 스택으로서, 상기 애노드 분리판과 캐소드 분리판은 냉각수 매니폴드에서 반응면으로 냉각수가 확산되면서 주입되는 냉각수 확산부가 형성되고, 상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널 사이에 제 1 냉각수 유로영역이 형성되며, 상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드 사이에 제 2 냉각수 유로영역이 형성되고, 상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역은 상기 냉각수 확산부 중 적어도 일부에서 서로 평행한 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드와 상기 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널은 동일한 방향으로 그루브(groove)가 형성되되, 대면되는 위치에 서로 이격되면서 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널과 상기 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드는 동일한 방향으로 그루브(groove)가 형성되되, 대면되는 위치에 서로 이격되면서 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드 분리판 및 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드의 폭은 상기 애노드 분리판 및 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드의 폭은 서로 동일하게 형성되고, 상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널과 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널의 폭을 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드 분리판 및 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드 및 채널은 냉각수 매니폴드와 반응면 사이를 연결하는 최단거리에 대한 방향과 수직인 방향에 나란하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역이 서로 평행하게 형성되는 영역에서는 상기 애노드 분리판의 채널에 의해 형성되는 수소 유로영역과 상기 캐소드 분리판의 채널에 의해 형성되는 공기 유로영역이 상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역과 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역이 서로 평행하게 형성되는 영역은 상기 냉각수 매니폴드의 인접 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 냉각수 유로영역 및 제 2 냉각수 유로영역이 형성되는 영역에서 상기 애노드 분리판과 캐소드 분리판은 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수 매니폴드에서 반응면으로 유동되는 냉각수는 상기 냉각수 매니폴드에서 상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역로 상기 애노드 분리판과 캐소드 분리판의 길이방향을 따라 유동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래와 같이 분리판에 유로를 형성할 때 냉각수를 유동시키기 위한 단차부를 형성하지 않기 때문에 분리판의 성형시에 유로의 성형에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 서로 인접되는 연료전지 셀에서 서로 대면되는 애노드 분리판의 랜드 및 채널과 캐소드 분리판의 랜드 및 채널의 굴곡 형태를 대응되도록 하면서 이격 배치하여 그 사이 공간으로 냉각수를 유동시킴으써, 종래와 같은 단차부의 형성없이도 냉각수 및 반응기체의 유동성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 연료전지 스택의 구성을 보여주는 도면이고,
도 2 및 도 3은 종래의 분리판을 보여주는 도면이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 분리판을 보여주는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판의 냉각수 확산부를 보여주는 도면이며,
도 6은 도 4의 A-A 선에 대한 단면 구성을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 분리판을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리판의 냉각수 확산부를 보여주는 도면이며, 도 6은 도 4의 A-A 선에 대한 단면 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택은 도 1에 도시된 종래의 스택 구성을 그대로 유지하면서 분리판에 형성되는 유로의 형상을 개선하여 냉각수 및 반응기체의 유동성을 확보 및 향상시키는 것이다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택은 도 1에 도시된 바와 같이 전극막 접합체(110), 가스확산층(120, GDL: Gas Diffusion Layer), 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)을 포함하여 단위 셀을 구성하고, 단위 셀이 다수개 직렬로 연결되어 구성된다. 따라서, 하나의 셀에 구성되는 애노드 분리판(130a)은 그에 인접되는 셀에 구성되는 캐소드 분리판(130b)과 서로 대면되어 배치고, 서로 인접되는 셀에서 서로 대면되는 애노드 분리판(130a)과 캐소드 분리판(130b)의 사이 공간으로 냉각수가 유동된다.
한편, 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)은 각각 지지역할을 하는 랜드(135a, 135b)와, 유체의 흐름 경로가 되는 채널(136a, 136b)이 서로 교번하면서 반복 형성된 구조를 갖는다.
또한, 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)은 양측 가장자리에 반응기체 및 냉각수를 유출입시키는 입구 매니폴드(131, 132, 133) 및 출구 매니폴드(미도시)가 각각 형성된다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)의 일측에는 수소, 냉각수 및 공기(산소)를 유입시키는 수소 입구 매니폴드(131), 냉각수 입구 매니폴드(132) 및 공기 입구 매니폴드(133)가 형성된다. 특히 냉각수 입구 매니폴드(132)에서 유입되는 냉각수를 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b) 사이의 공간으로 유입시켜 반응면으로 분배하여 확산시키는 냉각수 확산부(134a, 134b)가 형성된다.
이때 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 랜드(135a) 및 채널(136a)과, 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(135b)에 형성되는 랜드(135b) 및 채널(136b)은 서로 이격되면서 대응되는 굴곡 형태로 형성되어 그 사이 공간으로 냉각수가 유동되는 유로를 형성한다. 여기서 "굴곡 형태"라 함은 대략 사인파(sine wave)와 같은 형태의 굴곡진 형태를 의미하는 것으로서, 정확하게 사인파의 형태를 유지하는 것이 아니라 도 4에 도시된 바와 같이 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130)의 일부를 반복되는 요철(凹凸) 형태로 절곡시킨 형태를 의미한다.
특히, 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 랜드(135a)와 상기 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 채널(136b)은 동일한 방향으로 그루브(groove)가 형성된다. 이때 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 랜드(135a)와 상기 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 채널(136b)은 서로 대면되는 위치에 이격되면서 배치되어 그 사이 공간으로 냉각수가 유동되는 유로를 형성한다.
또한, 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 채널(136a)과 상기 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 랜드(135b)는 동일한 방향으로 그루브(groove)가 형성된다. 이때도 마찬가지로 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 채널(136a)과 상기 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 랜드(135b)는 서로 대면되는 위치에 이격되면서 배치되어 그 사이 공간으로 냉각수가 유동되는 유로를 형성한다. 그래서 도 4에 도시된 바와 같이 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)을 인접하여 적층하였을 때 각각의 냉각수 확산부(134a, 134b)가 서로 겹쳐지고, 상기 애노드 분리판(130a)의 랜드(135a) 및 채널(136a)과 캐소드 분리판(130b)의 랜드(135b) 및 채널(136b)이 서로 나란하게 겹치지는 형상으로 배치된다. 물론 이때 제 1 냉각수 유로영역(P1) 및 제 2 냉각수 유로영역(P2)이 형성되는 영역에서 애노드 분리판(130a)과 캐소드 분리판(130b)은 접촉하지 않는 것는 것이 바람직하다.
따라서, 애노드 분리판(130a)과 캐소드 분리판(130b)에 형성되는 랜드(135a, 135b)와 채널(136a, 136b)은 서로 교번되면서 연속적으로 형성되는 것으로서, 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 랜드(135a)와 상기 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 채널(136b) 사이에 형성되는 공간과, 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 채널(136a)과 상기 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 랜드(135b) 사이에 형성되는 공간이 연통되면서 냉각수가 유동되는 유로를 형성한다.
부연하자면, 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 랜드(135a)와 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 채널(136b) 사이에는 제 1 냉각수 유로영역(P1)이 형성된다. 그리고 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 채널(136a)와 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 랜드(135b) 사이에 제 2 냉각수 유로영역(P2)이 형성된다. 그래서 상기 제 1 냉각수 유로영역(P1)과 제 2 냉각수 유로영역(P2)은 상기 냉각수 확산부(134a, 134b) 중 적어도 일부 영역에서 서로 평행한 영역이 형성된다. 이렇게 제 1 냉각수 유로영역(P1)과 제 2 냉각수 유로영역(P2)은 서로 평행하게 형성되면서 연통됨에 따라 냉각수가 유동되는 유로를 형성하는 것이다. 이때 상기 제 1 냉각수 유로영역(P1)과 제 2 냉각수 유로영역(P2)이 서로 평행하게 형성되는 영역은 상기 냉각수 매니폴드(132)의 인접 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 냉각수 유로영역(P1)과 제 2 냉각수 유로영역(P2)이 서로 평행하게 형성되는 영역에서는 상기 애노드 분리판(130a)의 채널(136a)에 의해 형성되는 수소 유로영역(Hp)과 상기 캐소드 분리판(130b)의 채널(136b)에 의해 형성되는 공기 유로영역(Op)도 상기 제 1 냉각수 유로영역(P1)과 제 2 냉각수 유로영역(P2)과 서로 평행하게 형성된다.
한편, 제 1 냉각수 유로영역(P1)과 제 2 냉각수 유로영역(P2)이 서로 연통되면서 냉각수가 유동되는 유로의 단면적을 일정하게 유지하기 위하여 상기 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134a, 134b)에 형성되는 랜드(135a, 135b)의 폭(La1, Lb1)은 상기 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134a, 134b)에 형성되는 채널(136a, 136b)의 폭(La2, Lb2)보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 랜드(136a)의 폭(La1)와 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 랜드(135b)의 폭(Lb1)을 서로 동일하게 형성하고, 상기 애노드 분리판(130a)의 냉각수 확산부(134a)에 형성되는 채널(La2)과 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134b)에 형성되는 채널(Lb2)의 폭을 서로 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134a, 134b)에 형성되는 랜드(135a, 135b) 및 채널(136a, 136b)은 냉각수 매니폴드(132)와 반응면 사이를 연결하는 최단에 대한 방향(x, 최단경로 방향)과 수직인 방향(y)에 나란하게 형성되는 것이 바람직하다. 그래서, 냉각수 매니폴드(132)로부터 주입되는 냉각수가 애노드 분리판(130a) 및 캐소드 분리판(130b)의 냉각수 확산부(134a, 134b)에 형성되는 랜드(135a, 135b) 및 채널(136a, 136b)을 교번하여 통과하면서 반응면 방향, 즉 냉각수 매니폴드(132)와 반응면 사이의 최단경로 방향(x)인 애노드 분리판(130a)과 캐소드 분리판의 길이방향(130b)을 따라 유동되면서 주입되는 동시에 이와 수직인 방향(y)으로도 분배되면서 반응면 전체에 골고루 냉각수가 주입되도록 한다.
이에 따라 종래와 같이 분리판에 유로를 형성할 때 냉각수를 유동시키기 위한 단차부를 형성하지 않고도 냉각수의 유동성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
110: 전극막 접합체 120: 가스확산층
130a: 애노드 분리판 130b: 캐소드 분리판
131: 수소 매니폴드 132: 냉각수 매니폴드
133: 공기 매니폴드 134a, 134b: 냉각수 확산부
135a, 135b: 랜드 136a, 136b: 채널

Claims (10)

  1. 서로 인접되는 연료전지 셀에서 서로 대면되는 애노드 분리판과 캐소드 분리판의 사이 공간으로 냉각수가 유동되는 연료전지 스택으로서,
    상기 애노드 분리판과 캐소드 분리판은 냉각수 매니폴드에서 반응면으로 냉각수가 확산되면서 주입되는 냉각수 확산부가 형성되고,
    상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널 사이에 제 1 냉각수 유로영역이 형성되며,
    상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드 사이에 제 2 냉각수 유로영역이 형성되고,
    상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역은 상기 냉각수 확산부 중 적어도 일부에서 서로 평행한 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드와 상기 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널은 동일한 방향으로 그루브(groove)가 형성되되, 대면되는 위치에 서로 이격되면서 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널과 상기 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드는 동일한 방향으로 그루브(groove)가 형성되되, 대면되는 위치에 서로 이격되면서 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 애노드 분리판 및 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드의 폭은 상기 애노드 분리판 및 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드와 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드의 폭은 서로 동일하게 형성되고,
    상기 애노드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널과 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 채널의 폭을 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 애노드 분리판 및 캐소드 분리판의 냉각수 확산부에 형성되는 랜드 및 채널은 냉각수 매니폴드와 반응면 사이를 연결하는 최단거리에 대한 방향과 수직인 방향에 적어도 일부에서 나란하게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역이 서로 평행하게 형성되는 영역에서는 상기 애노드 분리판의 채널에 의해 형성되는 수소 유로영역과 상기 캐소드 분리판의 채널에 의해 형성되는 공기 유로영역이 상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역과 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역이 서로 평행하게 형성되는 영역은 상기 냉각수 매니폴드의 인접 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 냉각수 유로영역 및 제 2 냉각수 유로영역이 형성되는 영역에서 상기 애노드 분리판과 캐소드 분리판은 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 매니폴드에서 반응면으로 유동되는 냉각수는 상기 냉각수 매니폴드에서 상기 제 1 냉각수 유로영역과 제 2 냉각수 유로영역로 상기 애노드 분리판과 캐소드 분리판의 길이방향을 따라 유동되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
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