KR20240047114A - Separator for feul cell - Google Patents

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KR20240047114A
KR20240047114A KR1020220126358A KR20220126358A KR20240047114A KR 20240047114 A KR20240047114 A KR 20240047114A KR 1020220126358 A KR1020220126358 A KR 1020220126358A KR 20220126358 A KR20220126358 A KR 20220126358A KR 20240047114 A KR20240047114 A KR 20240047114A
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fuel cell
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김경민
최재현
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 반응영역을 폭방향을 따라 다수개의 분할 반응영역으로 구분하고, 각 분할 반응영역별로 랜드 사이의 간격을 비등간격으로 형성하며, 서로 인접하는 채널을 연통시키는 다수의 연결 유동구를 구비하여 생성수의 물배출성을 향상시킬 수 있는 연료전지용 분리판에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 분리판은 폭방향을 따라 랜드와 채널이 반복 형성되면서, 상기 랜드와 채널이 길이방향을 따라 형성되는 반응영역을 포함하고, 상기 반응영역은 폭방향을 따라 다수개의 분할 반응영역으로 구분되며, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드 사이의 간격은 폭방향을 따라 상부에서 하부로 갈수록 점점 간격이 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the reaction area is divided into a plurality of divided reaction areas along the width direction, the spacing between lands for each divided reaction area is formed at unequal intervals, and a plurality of connecting flow ports are provided to communicate adjacent channels. This relates to a separator plate for fuel cells that can improve water discharge.
A separator plate for a fuel cell according to an embodiment of the present invention includes a reaction area in which lands and channels are repeatedly formed along the width direction, and the lands and channels are formed along the longitudinal direction, and the reaction area is formed along the width direction. It is divided into a plurality of split reaction regions, and the spacing between lands formed in each split reaction region is characterized in that the spacing gradually widens from top to bottom along the width direction.

Description

연료전지용 분리판{SEPARATOR FOR FEUL CELL}Separator plate for fuel cell {SEPARATOR FOR FEUL CELL}

본 발명은 연료전지용 분리판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응영역을 폭방향을 따라 다수개의 분할 반응영역으로 구분하고, 각 분할 반응영역별로 랜드 사이의 간격을 비등간격으로 형성하며, 서로 인접하는 채널을 연통시키는 다수의 연결 유동구를 구비하여 생성수의 물배출성을 향상시킬 수 있는 연료전지용 분리판에 관한 것이다.The present invention relates to a separator plate for a fuel cell. More specifically, the reaction area is divided into a plurality of divided reaction areas along the width direction, the spacing between lands for each divided reaction area is formed at unequal intervals, and adjacent to each other are formed. The present invention relates to a separator plate for a fuel cell capable of improving the water discharge properties of produced water by providing a plurality of connection flow ports for communicating channels.

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.A fuel cell is a type of power generation device that converts the chemical energy of fuel into electrical energy by electrochemically reacting within a stack. It not only supplies driving power for industrial, household, and vehicles, but also supplies power to small electronic products such as portable devices. It can be used for, and its area of use is gradually expanding as a highly efficient, clean energy source.

일반적인 연료전지 스택은 가장 안쪽에 막전극 접합체(MEA: Membrane-Electrode Assembly)가 위치하는데, 이 막전극 접합체는 수소 양이온(Proton)을 이동시켜 줄 수 있는 고분자 전해질막과, 이 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 도포된 촉매층, 즉 연료극(anode) 및 공기극(cathode)으로 구성되어 있다.A typical fuel cell stack has a membrane electrode assembly (MEA: Membrane-Electrode Assembly) located at the innermost part. This membrane electrode assembly consists of a polymer electrolyte membrane that can move hydrogen cations (protons), and hydrogen on both sides of this electrolyte membrane. It consists of a catalyst layer applied so that oxygen can react with oxygen, that is, an anode and a cathode.

그리고, 상기 막전극 집합체의 바깥 부분, 즉 연료극 및 공기극이 위치한 바깥 부분에는 기체확산층(GDL: Gas Diffusion Layer)이 적층되고, 상기 기체확산층의 바깥 쪽에는 연료를 공급하고 반응에 의해 발생된 물을 배출하도록 유로(Flow Field)가 형성된 분리판이 배치되며, 가장 바깥쪽에는 상기한 각 구성들을 지지 및 고정시키기 위한 엔드 플레이트가 결합된다. 이때 분리판에서 유동되는 수소 및 산소(공기)와 냉각수의 기밀유지를 위하여 가스켓이 다양한 패턴으로 형성된다.In addition, a gas diffusion layer (GDL) is laminated on the outer part of the membrane electrode assembly, that is, the outer part where the fuel electrode and the air electrode are located, and fuel is supplied to the outside of the gas diffusion layer and water generated by the reaction is A separator plate with a flow field for discharge is disposed, and an end plate is attached to the outermost side to support and secure each of the above-mentioned components. At this time, gaskets are formed in various patterns to maintain airtightness of the hydrogen, oxygen (air) and coolant flowing from the separator plate.

한편, 상기 분리판은 지지역할을 하는 랜드와 유체의 흐름 경로가 되는 채널(유로)이 반복 형성된 구조로 제작되는 것이 일반적이다.Meanwhile, the separation plate is generally manufactured in a structure in which lands that serve as supports and channels (passages) that serve as flow paths for fluid are repeatedly formed.

즉, 일반적인 분리판은 랜드와 채널이 반복적으로 굴곡된 구조로 되어 있기 때문에 기체확산층과 마주보는 일면쪽의 채널은 수소 또는 공기와 같은 반응기체가 흐르는 공간으로 활용되고, 동시에 반대쪽 채널은 냉각수와 같은 냉각매체가 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.In other words, since a typical separator plate has a structure in which lands and channels are repeatedly curved, the channel on one side facing the gas diffusion layer is used as a space through which reactive gases such as hydrogen or air flow, and at the same time, the channel on the other side is used as a space where reactive gases such as hydrogen or air flow. As it is used as a space through which the cooling medium flows, one unit cell can be constructed with a total of two separators, one separator plate with hydrogen/coolant channels and one separator plate with air/coolant channels.

도 1은 종래의 일반적인 연료전지용 분리판을 보여주는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a conventional separator plate for a typical fuel cell.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 분리판(10)은 중앙에 막전극 접합체 및 기체확산층이 적층되어 반응기체인 수소와 공기(산소)가 반응하는 반응영역(10a)이 형성되고, 반응영역(10a)의 양측으로 각각 반응기체 또는 냉각수가 유입 또는 배출되는 다수의 매니폴드(11a, 11b)가 관통되는 한 쌍의 매니폴드영역(10b)이 형성된다. 그리고, 한 쌍의 매니폴드영역(10b)과 반응영역(10a) 사이에는 반응기체 또는 냉각수의 유동을 확산시키는 한 쌍의 확산영역(10c)이 형성된다.As shown in FIG. 1, a conventional separator plate 10 has a membrane electrode assembly and a gas diffusion layer stacked in the center to form a reaction region 10a in which hydrogen, a reactive gas, and air (oxygen) react, and the reaction region ( On both sides of 10a), a pair of manifold areas 10b are formed through which a plurality of manifolds 11a and 11b through which reaction gas or cooling water is introduced or discharged are formed. Additionally, a pair of diffusion areas 10c are formed between the pair of manifold areas 10b and the reaction area 10a to diffuse the flow of reaction gas or cooling water.

이때 매니폴드영역(10b)에 형성되는 다수의 매니폴드(11a, 11b)는 반응기체인 수소가 유입 또는 배출되는 매니폴드, 반응기체인 공기가 유입 또는 배출되는 매니폴드 및 냉각수가 유입 또는 배출되는 매니폴드로 구분된다.At this time, the plurality of manifolds 11a and 11b formed in the manifold area 10b are a manifold into which hydrogen, a reactive gas, is introduced or discharged, a manifold into which air, a reactive gas, is introduced or discharged, and a manifold into which coolant is introduced or discharged. It is divided into

또한, 한 쌍의 확산영역(10c)에는 입구측 매니폴드(11a)에서 유입되는 반응기체 및 냉각수를 확산시켜서 반응영역(10a)으로 유동시키고, 반응영역(10a)에서 배출되는 반응기체 및 냉각수를 모아서 출구측 매니폴드(11b)로 유동시키는 다수의 확산리브(13a, 13b)가 형성된다.In addition, the pair of diffusion regions (10c) diffuse the reaction gas and cooling water flowing in from the inlet manifold (11a) to flow into the reaction region (10a), and the reaction gas and cooling water discharged from the reaction region (10a) A plurality of diffusion ribs (13a, 13b) are formed to collect and flow to the outlet manifold (11b).

예를 들어 분리판이 캐소드 분리판인 경우에는 입구측 매니폴드(11a)의 인근에 공기가 유입되는 반응기체 유입구(12a)가 형성되고, 출구측 매니폴드(11f)의 인근에 공기가 배출되는 반응기체 배출구(12b)가 형성된다.For example, when the separator is a cathode separator, a reaction gas inlet 12a through which air flows in is formed near the inlet manifold 11a, and air is discharged near the outlet manifold 11f. A gas outlet 12b is formed.

그리고, 입구측 매니폴드(11a)에서 반응영역(10a)으로 반응기체인 공기가 확산되면서 유동되도록 다수의 입구측 확산리브(13a) 및 입구측 확산유로(14a)가 서로 이격되어 형성된다.In addition, a plurality of inlet side diffusion ribs 13a and inlet side diffusion passages 14a are formed to be spaced apart from each other so that air, which is a reaction gas, diffuses and flows from the inlet manifold 11a to the reaction area 10a.

또한, 반응영역에서 출구측 매니폴드(11f)로 반응기체인 공기가 모이면서 유동되도록 다수의 출구측 확산리브(13b) 및 출구측 확산유로(14b)가 서로 이격되어 형성된다.In addition, a plurality of outlet diffusion ribs 13b and outlet diffusion passages 14b are formed to be spaced apart from each other so that air, which is a reaction gas, collects and flows from the reaction area to the outlet manifold 11f.

한편, 반응영역(10a)에는 기체확산층에 지지되는 랜드(15a)와 유체의 흐름 경로가 되는 채널(15b)이 폭방향을 따라 반복 형성되면서, 길이방향을 따라 입구측 확산영역(10c)에서 출구측 확산영역(10c)을 따라 길게 형성된다.Meanwhile, in the reaction area 10a, a land 15a supported by the gas diffusion layer and a channel 15b serving as a fluid flow path are repeatedly formed along the width direction, and an outlet is formed from the inlet diffusion area 10c along the length. It is formed long along the side diffusion area 10c.

이때 랜드(15a)와 채널(15b)은 균일한 면압 및 유체의 유동을 위하여 반응영역(10a)의 전체 범위에서 폭방향을 따라 등간격을 유지하면서 형성된다. At this time, the lands 15a and channels 15b are formed while maintaining equal intervals along the width direction in the entire range of the reaction area 10a for uniform surface pressure and fluid flow.

한편, 연료전지 스택을 차량 내에 장착하는 경우에 중력방향과 동일한 방향으로 분리판(10)의 폭방향이 배치되도록 장착된다.Meanwhile, when the fuel cell stack is mounted in a vehicle, it is mounted so that the width direction of the separator plate 10 is arranged in the same direction as the direction of gravity.

그래서 랜드(15a)와 채널(15b)이 등간격을 유지하면서 형성되는 구조는 연료전지 스택의 장착 및 운전시 중력의 영향으로 상대적으로 하부에 유체의 유동량이 많아지는 문제가 발생된다. Therefore, the structure in which the land 15a and the channel 15b are formed at equal intervals causes a problem in that the amount of fluid flow in the lower part increases relatively due to the influence of gravity during installation and operation of the fuel cell stack.

특히, 연료전지 스택의 운전 중 생성되는 생성수는 반응기체에 비하여 중력을 영향을 더 받게 되는데, 이에 따라 중력 방향을 기준으로 분리판의 하부 영역에 생성수의 유동량이 많아지면서 생성수가 적체되는 현상인 플로딩(flooding) 현상이 발생되면서 생성수의 배출이 지연되는 문제가 발생되었다.In particular, the product water generated during the operation of the fuel cell stack is more affected by gravity than the reaction gas. As a result, the flow amount of product water increases in the lower area of the separator based on the direction of gravity, causing a backlog of product water. As phosphorus flooding occurred, a problem arose that delayed the discharge of produced water.

상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The content described as background technology above is only for understanding the background to the present invention, and should not be taken as an admission that it corresponds to prior art already known to those skilled in the art.

공개특허공보 제10-2012-0042376호 (2012.05.03)Public Patent Publication No. 10-2012-0042376 (2012.05.03)

본 발명은 반응영역을 폭방향을 따라 다수개의 분할 반응영역으로 구분하고, 각 분할 반응영역별로 랜드 사이의 간격을 비등간격으로 형성하며, 서로 인접하는 채널을 연통시키는 다수의 연결 유동구를 구비하여 생성수의 물배출성을 향상시킬 수 있는 연료전지용 분리판을 제공한다.In the present invention, the reaction area is divided into a plurality of divided reaction areas along the width direction, the spacing between lands for each divided reaction area is formed at unequal intervals, and a plurality of connecting flow ports are provided to communicate adjacent channels. Provides a separator for fuel cells that can improve water discharge.

특히, 연결 유동구의 배치 관계를 개선하여 생성수의 플로딩(flooding) 현상을 방지할 수 있는 연료전지용 분리판을 제공한다.In particular, a separator plate for fuel cells is provided that can prevent flooding of produced water by improving the arrangement relationship of the connecting flow ports.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있는 것으로 보아야 할 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention. You will have to see it.

본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지용 분리판은 폭방향을 따라 랜드와 채널이 반복 형성되면서, 상기 랜드와 채널이 길이방향을 따라 형성되는 반응영역을 포함하고, 상기 반응영역은 폭방향을 따라 다수개의 분할 반응영역으로 구분되며, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드 사이의 간격은 폭방향을 따라 상부에서 하부로 갈수록 점점 간격이 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 한다.A separator plate for a fuel cell according to an embodiment of the present invention includes a reaction region in which lands and channels are repeatedly formed along the width direction, and the lands and channels are formed along the longitudinal direction, and the reaction region is formed along the width direction. It is divided into a plurality of split reaction regions, and the spacing between lands formed in each split reaction region is characterized in that the spacing gradually widens from top to bottom along the width direction.

각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드 중 최하측에 형성된 랜드를 제외한 나머지 랜드에는 서로 인접하는 채널을 연통시키는 다수의 연결 유동구가 구비되는 것을 특징으로 한다.Among the lands formed in each divided reaction region, except for the land formed at the lowest side, the remaining lands are characterized by being provided with a plurality of connection flow ports for communicating adjacent channels.

각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 서로 인접하는 랜드에 구비된 연결 유동구와 폭방향을 따라 직상부 또는 직하부에서 벗어난 지점에 구비되는 것을 특징으로 한다.The connection flow port provided in the land formed in each divided reaction region is characterized in that it is provided at a point directly above or directly below the connection flow port provided in the land adjacent to each other along the width direction.

각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 출구측으로 소정 간격 이격되어 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region are spaced a predetermined distance apart from the outlet side than the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.

이때, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 출구측으로 이격되는 간격이 출구측을 향하여 등간격일 수 있다.At this time, the connection flow port provided in the land formed in each divided reaction region may be spaced apart from the connection flow port provided in the land formed in the adjacent upper part at equal intervals toward the outlet side.

또는, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 출구측으로 이격되는 간격이 출구측으로 향할수록 점점 좁아질 수 있다.Alternatively, the distance between the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region toward the outlet may gradually become narrower as it moves toward the outlet side, compared to the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.

각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 입구측으로 소정 간격 이격되어 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region are spaced a predetermined distance apart from the inlet side than the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.

이때, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 입구측으로 이격되는 간격이 입구측을 향하여 등간격일 수 있다.At this time, the connection flow port provided in the land formed in each divided reaction region may be spaced apart from the connection flow port provided in the land formed in the adjacent upper part at equal intervals toward the inlet side.

또는, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 입구측으로 이격되는 간격이 입구측으로 향할수록 점점 좁아질 수 있다.Alternatively, the distance between the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region toward the inlet side may gradually become narrower than that of the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.

한편, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 너비는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 너비보다 점점 넓어지도록 구비되는 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the width of the connection flow port provided in the land formed in each divided reaction region is gradually wider than the width of the connection flow port provided in the land formed in the adjacent upper part.

그리고, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 개수는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 개수보다 점점 많아지도록 구비되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the number of connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region is gradually greater than the number of connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.

본 발명의 실시예에 따르면, 분리판에 형성되는 반응영역을 폭방향을 기준으로 다수의 분할 반응영역으로 구분하고, 각각의 분할 반응영역 별로 랜드와 채널의 간격을 조정하고, 연결 유동구의 형성 및 배치 관계를 조정하여 각 분할 반응영역의 하부측에서 생성수의 배출이 원활하도록 하여 플로딩(flooding) 현상의 발생을 억제할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reaction area formed on the separator plate is divided into a plurality of divided reaction areas based on the width direction, the spacing between lands and channels is adjusted for each divided reaction area, and the connection flow port is formed and By adjusting the arrangement relationship, the occurrence of flooding phenomenon can be suppressed by smooth discharge of produced water from the lower side of each divided reaction region.

이렇게 반응영역에서의 플로딩 현상의 발생을 억제함에 따라 생성수의 배출성을 향상시켜서 반응영역에서 이루어지는 전기화학 반응이 저하되는 것을 방지할 수 있다.By suppressing the occurrence of the flooding phenomenon in the reaction zone in this way, the dischargeability of the produced water can be improved and the electrochemical reaction occurring in the reaction zone can be prevented from being deteriorated.

또한, 반응영역 내에서 플로딩(flooding) 현상이 발생되더라도 연결 유동구를 통하여 인접하는 채널로 생성수를 이동시킴으로써, 플로딩(flooding) 현상이 발생된 지점에 추가적으로 생성수가 적체되는 것을 방지할 수 있다.In addition, even if flooding occurs within the reaction area, it is possible to prevent additional accumulated water at the point where flooding occurred by moving the produced water to an adjacent channel through the connection flow port. .

도 1은 종래의 일반적인 분리판을 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판을 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 요부를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판에서 생성수가 배출되는 경로를 보여주는 도면이며,
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 요부를 보여주는 도면이다.
Figure 1 is a diagram showing a typical conventional separator plate,
Figure 2 is a diagram showing a separator plate for a fuel cell according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a diagram showing the main portion of a separator plate for a fuel cell according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a diagram showing the path through which produced water is discharged from a separator plate for a fuel cell according to an embodiment of the present invention;
5 and 6 are views showing main parts of a separator plate for a fuel cell according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 요부를 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판에서 생성수가 배출되는 경로를 보여주는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a separator plate for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a diagram showing main parts of a separator plate for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the path through which produced water is discharged from a fuel cell separator according to an example.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판(100)은 종래의 일반적인 연료전지용 분리판(10)과 마찬가지로 중앙에 막전극 접합체 및 기체확산층이 적층되어 반응기체인 수소와 공기(산소)가 반응하는 반응영역(110)이 형성되고, 반응영역(110)의 양측으로 각각 반응기체 또는 냉각수가 유입 또는 배출되는 다수의 매니폴드(111a, 111b)가 관통되는 한 쌍의 매니폴드영역(120)이 형성된다. 그리고, 한 쌍의 매니폴드영역(120)과 반응영역(110) 사이에는 반응기체 또는 냉각수의 유동을 확산시키는 한 쌍의 확산영역(130)이 형성된다.As shown in FIG. 2, the fuel cell separator 100 according to an embodiment of the present invention, like the conventional conventional fuel cell separator 10, has a membrane electrode assembly and a gas diffusion layer stacked in the center to separate hydrogen, which is a reactant gas, and A reaction area 110 in which air (oxygen) reacts is formed, and a pair of manifolds through which a plurality of manifolds 111a and 111b through which reaction gas or cooling water is introduced or discharged are penetrated, respectively, on both sides of the reaction area 110. A fold area 120 is formed. Additionally, a pair of diffusion areas 130 are formed between the pair of manifold areas 120 and the reaction area 110 to diffuse the flow of reaction gas or cooling water.

또한, 한 쌍의 확산영역(130)에는 입구측 매니폴드(111a)에서 유입되는 반응기체 및 냉각수를 확산시켜서 반응영역(110)으로 유동시키고, 반응영역(110)에서 배출되는 반응기체 및 냉각수를 모아서 출구측 매니폴드(111b)로 유동시키는 다수의 확산리브(113a, 113b) 및 확산유로(114a, 114b)가 형성된다.In addition, the pair of diffusion regions 130 diffuse the reaction gas and cooling water flowing in from the inlet manifold 111a to flow into the reaction region 110, and the reaction gas and cooling water discharged from the reaction region 110 A plurality of diffusion ribs (113a, 113b) and diffusion passages (114a, 114b) are formed to collect and flow to the outlet manifold (111b).

예를 들어 분리판(100)이 캐소드 분리판인 경우에는 입구측 매니폴드(111a)의 인근에 공기가 유입되는 반응기체 유입구(112a)가 형성되고, 출구측 매니폴드(111b)의 인근에 공기가 배출되는 반응기체 배출구(112b)가 형성된다.For example, when the separator 100 is a cathode separator, a reaction gas inlet 112a through which air flows is formed near the inlet manifold 111a, and air flows near the outlet manifold 111b. A reaction gas outlet (112b) is formed through which is discharged.

이때 확산영역(130)에는 반응기체가 유입되는 매니폴드(121)에서 반응영역으로 반응기체의 유동을 확산시키는 다수의 확산리브(113a, 113b) 및 확산유로(114a, 114b)가 서로 이격되어 형성된다.At this time, the diffusion area 130 is formed with a plurality of diffusion ribs 113a, 113b and diffusion channels 114a, 114b spaced apart from each other to diffuse the flow of the reaction gas from the manifold 121 into which the reaction gas flows into the reaction area. do.

한편, 반응영역(110)에는 기체확산층에 지지되는 랜드(115a)와 반응기체 및 생성수와 같은 유체의 흐름 경로가 되는 채널(115b)이 폭방향을 따라 반복 형성되면서, 길이방향을 따라 입구측 확산영역(130)에서 출구측 확산영역(130)을 따라 길게 형성된다.Meanwhile, in the reaction area 110, a land 115a supported by the gas diffusion layer and a channel 115b that serves as a flow path for fluids such as reaction gas and produced water are repeatedly formed along the width direction, and are formed along the length direction at the inlet side. It is formed long along the outlet side diffusion area 130 in the diffusion area 130.

이때 랜드(115a)와 채널(115b)은 평판 형태의 분리판 모재를 요철 형태로 포밍하여 형성된다.At this time, the land 115a and the channel 115b are formed by forming the plate-shaped separator base material into a concavo-convex shape.

특히, 본 실시예에서는 연료전지 스택을 차량 내에 장착하는 경우에 중력방향과 동일한 방향으로 분리판(100)의 폭방향이 배치되도록 장착되는 것을 고려하여 중력의 영향으로 생성수가 분리판(100)의 최하단부로 집중되어 플로딩(flooding) 현상이 발생되는 것을 방지하기 위하여 반응영역(110)을 폭방향을 따라 다수개의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)으로 구분하고, 각 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)별로 랜드(115a) 사이의 간격을 조정한다.In particular, in this embodiment, when installing the fuel cell stack in a vehicle, considering that the width direction of the separator plate 100 is arranged in the same direction as the direction of gravity, the generated water is stored in the separator plate 100 due to the influence of gravity. In order to prevent flooding from occurring due to concentration at the bottom, the reaction area 110 is divided into a plurality of divided reaction areas (R1, R2, R3, R4) along the width direction, and each divided reaction area ( The spacing between the lands 115a is adjusted for each R1, R2, R3, and R4.

예를 들어 반응영역(110)을 폭방향을 따라 4개의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)으로 구분한다.For example, the reaction area 110 is divided into four divided reaction areas (R1, R2, R3, and R4) along the width direction.

그리고, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a) 사이의 간격은 폭방향을 따라 중력방향을 기준으로 상부에서 하부로 갈수록 점점 간격이 넓어지게 형성한다.In addition, the spacing between the lands 115a formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) gradually widens from the top to the bottom based on the direction of gravity along the width direction.

그래서, 상대적으로 각 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에서 상부에 비하여 하부의 채널(115b) 폭이 넓게 형성되도록 하여 각 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)의 하부에서 생성수가 적체되지 않고 원활하게 배출될 수 있도록 한다.Therefore, the width of the lower channel 115b is formed to be relatively wider than the upper part of each divided reaction region (R1, R2, R3, R4), so that it is formed at the lower part of each divided reaction region (R1, R2, R3, R4). Ensure that the number is discharged smoothly without a backlog.

한편, 각 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에는 서로 인접하는 채널(115b)을 연통시키는 다수의 연결 유동구(115c)를 구비한다.Meanwhile, the land 115a formed in each divided reaction region (R1, R2, R3, R4) is provided with a plurality of connection flow ports 115c that communicate adjacent channels 115b.

그래서, 여러 채널(115b) 중 어느 채널(115b)에 생성수가 적체되어 플로딩(flooding) 현상이 발생하더라도 생성수가 연결 유동구(115c)를 통하여 그 하부에 인접하게 구비된 채널(115b)로 유동됨으로써 생성수가 특정 위치에서 적체되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, even if a flooding phenomenon occurs due to accumulation of produced water in any of the channels 115b, the produced water flows into the channel 115b provided adjacent to the lower portion through the connection flow port 115c. It is possible to prevent produced water from accumulating in a specific location.

이때 각 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a) 중 중력방향을 기준으로 최하측에 형성된 랜드(115a')에는 연결 유동구(115c)를 형성하지 않음으로써 어느 분할 반응영역(R1, R2, R3)의 생성수가 그 하부에 위치된 다른 분할 반응영역(R2, R3, R4)으로 유동되는 것을 방지한다.At this time, the connection flow port 115c is not formed in the land 115a' formed on the lowest side based on the direction of gravity among the lands 115a formed in each divided reaction region (R1, R2, R3, R4), so that any divided reaction region Prevents the produced water from (R1, R2, R3) from flowing into the other split reaction regions (R2, R3, R4) located below it.

이에 따라 생성수가 중력의 영향으로 각 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)의 하단부에 집중되더라도 다른 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)으로 유동되지 않고 해당 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에서 출구측 확산영역(130)을 향하여 유동됨으로써, 생성수의 유동 경로를 분배하여 분리판(100)의 반응영역(110) 전체를 기준으로 생성수가 분리판(100)의 최하단 분할 반응영역(R4)으로 집중되어 유동되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, even if the produced water is concentrated at the bottom of each divided reaction area (R1, R2, R3, R4) due to the influence of gravity, it does not flow to the other divided reaction areas (R1, R2, R3, R4), but rather flows to the corresponding divided reaction area (R1, R2, R3, R4). By flowing from R2, R3, and R4 toward the outlet diffusion area 130, the flow path of the product water is distributed, so that the product water flows from the separator plate 100 based on the entire reaction area 110 of the separator plate 100. It is possible to prevent the flow from being concentrated to the bottom divided reaction area (R4).

그리고, 생성수가 연결 유동구(115c)를 통하여 하부의 채널(115b)로 유동되는 경우에 최하단의 랜드(115a')까지 짧은 경로로 유동되면 최하단 채널(115a')에 생성수가 집중되는 현상이 발생하기때문에 이러한 문제를 해소하기 위하여 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)는 서로 인접하는 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)와 폭방향을 따라 직상부 또는 직하부에서 벗어난 지점에 구비되는 것이 바람직하다.In addition, when the produced water flows into the lower channel (115b) through the connection flow port (115c) and flows in a short path to the lowest land (115a'), a phenomenon in which the produced water is concentrated in the lowest channel (115a') occurs. Therefore, in order to solve this problem, the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in each divided reaction region (R1, R2, R3, and R4) is connected to the connection flow port 115c provided in the land 115a adjacent to each other. ) and is preferably provided at a point off the upper or lower portion along the width direction.

예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)는 인접하는 상부에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)보다 출구측 확산영역으로 소정 간격 이격되어 구비되는 것이 바람직하다.For example, as shown in FIG. 3, the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in each divided reaction region (R1, R2, R3, and R4) is provided in the land 115a formed in the adjacent upper part. It is preferable to be provided at a predetermined interval in the outlet diffusion area rather than the connected flow port 115c.

이때 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)는 인접하는 상부에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)보다 출구측 확산영역(130)으로 이격되는 간격이 출구측 확산영역(130)을 향하여 등간격을 유지할 수 있다. 그래서, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 연결 유동구(115c)는 전체적으로 출구측 확산영역(130)을 향할수록 하향경사지는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.At this time, the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) is located on the outlet side than the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in the adjacent upper part. The spacing apart from the diffusion area 130 can be maintained at equal intervals toward the outlet diffusion area 130. Therefore, it is preferable that the connection flow ports 115c formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) are disposed in a shape that slopes downward overall toward the outlet diffusion region 130.

한편, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)는 인접하는 상부에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)보다 출구측 확산영역(130)으로 이격되는 간격이 출구측 확산영역(130)으로 향할수록 점점 좁아지게 배치할 수 있다. 그래서, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 연결 유동구(115c)는 전체적으로 출구측 확산영역(130)을 향할수록 하향경사지는 형태로 배치되면서 그 연결 유동구(115c)의 배치 형태의 기울기가 하부방향으로 갈수록 점점 가파르게 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) is located at an outlet farther than the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in the adjacent upper part. The spacing between the side diffusion areas 130 can be arranged to become increasingly narrow as it moves toward the outlet side diffusion area 130. Therefore, the connection flow ports 115c formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) are disposed in a downward sloping shape as they go toward the outlet diffusion region 130, and the connection flow ports 115c are arranged. It is desirable that the slope of the shape becomes increasingly steeper toward the bottom.

그래서, 도 4에 도시된 바와 같이 채널(115b)을 통하여 출구측 확산영역(130)으로 유동되는 생성수 중 일부는 계속하여 해당 채널(115b)을 통하여 유동되고, 나머지 일부는 연결 유동구(115c)를 통하여 하부의 채널(115b)로 유동되어 해당 채널(115b)에서 유동되는 생성수와 함께 출구측 확산영역(130)으로 유동된다. 이러한 생성수의 유동이 출구측 확산영역(130)과 하부 방향을 향하여 연속적으로 진행됨에 따라 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에서는 상대적으로 하부에 위치한 채널(115b)일수록 생성수의 유동량이 증가되지만, 하부에 위치한 채널(115b)일수록 채널(115b)의 폭이 넓게 형성되었기 때문에 생성수의 적체 없이 원활하게 배출이 이루어진다.Therefore, as shown in FIG. 4, some of the produced water flowing to the outlet diffusion area 130 through the channel 115b continues to flow through the corresponding channel 115b, and the remaining portion flows through the connection flow port 115c. It flows to the lower channel (115b) and flows to the outlet diffusion area (130) together with the produced water flowing from the corresponding channel (115b). As this flow of produced water continues toward the outlet side diffusion region 130 and the lower direction, the channel 115b located relatively lower in each of the split reaction regions (R1, R2, R3, and R4) produces more produced water. Although the flow amount increases, the channel (115b) located at the lower part is formed with a wider width, so the produced water is discharged smoothly without accumulation.

한편, 본 발명에서는 각 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 배치 관계를 변경하여 생성수의 원활한 배출을 도모할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, smooth discharge of produced water can be achieved by changing the arrangement relationship of the connecting flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 요부를 보여주는 도면이다.5 and 6 are views showing main parts of a separator plate for a fuel cell according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 3에 도시된 연결 유동구(115c)의 배치와 반대되는 개념으로써, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)는 인접하는 상부에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)보다 입구측 확산영역(130)으로 소정 간격 이격되어 구비된다.FIG. 5 is a concept opposite to the arrangement of the connection flow port 115c shown in FIG. 3, and the connection flow port 115c provided on the land 115a formed in each divided reaction region (R1, R2, R3, and R4) is It is provided at a predetermined distance from the inlet diffusion area 130 to the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in the adjacent upper part.

이때 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)는 인접하는 상부에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)보다 입구측 확산영역(130)으로 이격되는 간격이 입구측 확산영역(130)을 향하여 등간격을 유지할 수 있다. 그래서, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 연결 유동구(115c)는 전체적으로 출구측 확산영역(130)을 향할수록 상향경사지는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.At this time, the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) is located on the inlet side than the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in the adjacent upper part. The spacing apart from the diffusion area 130 can be maintained at equal intervals toward the inlet diffusion area 130. Therefore, it is preferable that the connection flow ports 115c formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) are disposed in a shape that slopes upward overall toward the outlet diffusion region 130.

한편, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)는 인접하는 상부에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)보다 입구측 확산영역(130)으로 이격되는 간격이 입구측 확산영역(130)으로 향할수록 점점 좁아지게 배치할 수 있다. 그래서, 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 연결 유동구(115c)는 전체적으로 출구측 확산영역(130)을 향할수록 상향경사지는 형태로 배치되면서 그 연결 유동구(115c)의 배치 형태의 기울기가 하부방향으로 갈수록 점점 가파르게 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) has a smaller inlet than the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in the adjacent upper part. The spacing between the side diffusion areas 130 can be arranged to become increasingly narrow as it moves toward the inlet side diffusion area 130. Therefore, the connection flow ports 115c formed in each of the divided reaction regions (R1, R2, R3, and R4) are disposed in a shape that slopes upward toward the outlet diffusion region 130 as a whole, and the connection flow ports 115c are arranged. It is desirable that the slope of the shape becomes increasingly steeper toward the bottom.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)의 너비는 인접하는 상부에 형성된 랜드(115a)에 구비된 연결 유동구(115c)의 너비보다 점점 넓어지도록 구비될 수 있다. 그래서 각 분할 반응영역(R1, R2, R3, R4)에서 상대적으로 하부에 형성된 채널(115b)일수록 생성수의 유동량이 많아지지만 상대적으로 채널(115b)의 폭이 넓어서 생성수의 유동면적이 넓은 채널(115b)쪽으로 원활하게 생성수가 유동되도록 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, the width of the connection flow port 115c provided in the land 115a formed in each divided reaction region (R1, R2, R3, and R4) is determined by the width of the land 115a formed in the adjacent upper part. It may be provided to gradually become wider than the width of the provided connection flow port (115c). Therefore, the flow amount of produced water increases as the channel (115b) is formed relatively lower in each divided reaction region (R1, R2, R3, R4), but the width of the channel (115b) is relatively wide, so the flow area of produced water is wide. It is possible to ensure that the produced water flows smoothly toward (115b).

그리고, 도면에 도시하지 않았지만, 각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 개수는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 개수보다 점점 많아지도록 구비될 수 있다. 그래서 도 6의 형태와 마찬가지로 각 분할 반응영역에서 상대적으로 하부에 형성된 채널일수록 생성수의 유동량이 많아지지만 상대적으로 채널의 폭이 넓어서 생성수의 유동면적이 넓은 채널쪽으로 원활하게 생성수가 유동되도록 할 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, the number of connection flow ports provided in the land formed in each divided reaction region may be provided to gradually increase than the number of connection flow ports provided in the land formed in the adjacent upper part. Therefore, as in the form of Figure 6, the flow amount of produced water increases in the channel formed relatively lower in each divided reaction region, but the width of the channel is relatively wide, so that the produced water can flow smoothly toward the channel with a wider flow area. there is.

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.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the above-described preferred embodiments, the present invention is not limited thereto and is limited by the claims described below. Accordingly, those skilled in the art can make various changes and modifications to the present invention without departing from the technical spirit of the claims described later.

100: 분리판 110: 반응영역
120: 매니폴드영역 130: 확산영역
111a: 입구측 매니폴드 111b: 출구측 매니폴드
112a: 반응기체 유입구 112b: 반응기체 배출구
113a, 113b: 확산리브 114a, 114b: 확산유로
115a: 랜드 115b: 채널
115c: 연결 유동구
100: Separator plate 110: Reaction area
120: manifold area 130: diffusion area
111a: inlet manifold 111b: outlet manifold
112a: Reactive gas inlet 112b: Reactive gas outlet
113a, 113b: diffusion ribs 114a, 114b: diffusion channel
115a: land 115b: channel
115c: connection flow port

Claims (11)

연료전지용 분리판으로서,
폭방향을 따라 랜드와 채널이 반복 형성되면서, 상기 랜드와 채널이 길이방향을 따라 형성되는 반응영역을 포함하고,
상기 반응영역은 폭방향을 따라 다수개의 분할 반응영역으로 구분되며,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드 사이의 간격은 폭방향을 따라 상부에서 하부로 갈수록 점점 간격이 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
As a separator plate for a fuel cell,
It includes a reaction area in which lands and channels are repeatedly formed along the width direction, and the lands and channels are formed along the longitudinal direction,
The reaction area is divided into a plurality of divided reaction areas along the width direction,
A separator plate for a fuel cell, characterized in that the gap between lands formed in each divided reaction region gradually widens from the top to the bottom along the width direction.
청구항 1에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드 중 최하측에 형성된 랜드를 제외한 나머지 랜드에는 서로 인접하는 채널을 연통시키는 다수의 연결 유동구가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 1,
A separator plate for a fuel cell, wherein among the lands formed in each divided reaction region, except for the land formed on the lowest side, the remaining lands are provided with a plurality of connection flow ports for communicating adjacent channels.
청구항 2에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 서로 인접하는 랜드에 구비된 연결 유동구와 폭방향을 따라 직상부 또는 직하부에서 벗어난 지점에 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 2,
A separator plate for a fuel cell, wherein the connection flow port provided in the land formed in each divided reaction region is provided at a point deviating from the connection flow port provided in the land adjacent to each other and directly above or directly below the width direction.
청구항 2에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 출구측으로 소정 간격 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 2,
A separator plate for a fuel cell, wherein the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region are provided at a predetermined distance apart from the outlet side than the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.
청구항 4에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 출구측으로 이격되는 간격이 출구측을 향하여 등간격인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 4,
A separator plate for a fuel cell, wherein the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region are spaced apart from each other at equal intervals toward the outlet side compared to the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.
청구항 4에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 출구측으로 이격되는 간격이 출구측으로 향할수록 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 4,
A separator plate for a fuel cell, wherein the distance between the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region toward the outlet becomes gradually narrower toward the outlet side than the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.
청구항 2에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 입구측으로 소정 간격 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 2,
A separator plate for a fuel cell, wherein the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region are spaced a predetermined distance apart from the inlet side than the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.
청구항 7에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 입구측으로 이격되는 간격이 입구측을 향하여 등간격인 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 7,
A separator plate for a fuel cell, wherein the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region are spaced apart from the connection flow ports provided in the adjacent upper lands at equal intervals toward the inlet side.
청구항 7에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구보다 입구측으로 이격되는 간격이 입구측으로 향할수록 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 7,
A separator plate for a fuel cell, wherein the distance between the connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region toward the inlet side becomes narrower than that of the connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper part.
청구항 2에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 너비는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 너비보다 점점 넓어지도록 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 2,
A separator plate for a fuel cell, wherein the width of the connection flow port provided in the land formed in each divided reaction region is gradually wider than the width of the connection flow port provided in the land formed in the adjacent upper part.
청구항 2에 있어서,
각각의 분할 반응영역에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 개수는 인접하는 상부에 형성된 랜드에 구비된 연결 유동구의 개수보다 점점 많아지도록 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.
In claim 2,
A separator plate for a fuel cell, wherein the number of connection flow ports provided in the lands formed in each divided reaction region is gradually increased than the number of connection flow ports provided in the lands formed in the adjacent upper portion.
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KR20120042376A (en) 2010-10-25 2012-05-03 현대자동차주식회사 Separator for fuel cell

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KR20120042376A (en) 2010-10-25 2012-05-03 현대자동차주식회사 Separator for fuel cell

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