WO2023033308A1 - 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지 - Google Patents

연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지 Download PDF

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prevention groove
edge prevention
edge
porous body
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김준기
윤석일
이재광
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Definitions

  • the present invention relates to a porous plate for a fuel cell cell, a porous body for a fuel cell cell manufactured using the same, a stack for a hydrogen fuel cell and a hydrogen fuel cell having improved durability by using the same, and more particularly, to a stack of a hydrogen fuel cell
  • a porous body for a fuel cell cell it is possible to prevent deterioration in cell efficiency and durability due to abrasion caused by sharp edges or frictional etching.
  • the present invention in manufacturing a porous plate for manufacturing a porous body, by forming an edge prevention groove in advance for a portion where a sharp edge occurs when the porous body is manufactured, the gas diffusion layer (GDL) after manufacturing the porous body ), a porous plate for a fuel cell cell capable of forming a smooth contact portion, a porous body for a fuel cell cell manufactured using the same, a stack for a hydrogen fuel cell and a hydrogen fuel cell with improved durability using the same.
  • GDL gas diffusion layer
  • the polymer electrolyte hydrogen fuel cell which is the main technology of eco-friendly future automobiles, is composed of a hydrogen fuel cell stack in which unit fuel cell cells are stacked. It is being researched for use in
  • the fuel cell is composed of anode and cathode separators, a porous body, a membrane electrode assembly (MEA), a gas diffusion layer (GDL), etc., and the porous body is formed between the gas diffusion layer (GDL) and the cathode separator, It serves to induce the gas diffusion layer (GDL) while expanding the reaction area, and is configured to generate electricity by generating electrons in the membrane electrode assembly (MEA, electrolyte membrane).
  • MEA membrane electrode assembly
  • GDL gas diffusion layer
  • a plate for manufacturing a conventional porous body is repeatedly formed in the form of alternating long holes as shown in (a) of FIG. 13, and when it is processed into a porous body, As shown in (C), a sharp edge (red oval part in FIG. 13) occurs on the surface in contact with the gas diffusion layer (GDL).
  • GDL gas diffusion layer
  • FIG. 14 is a view showing a manufacturing process for manufacturing a general porous body, after slitting and flattening a roll unit to a width that can be applied to a target product (eg, a hydrogen car) of SUS raw materials (S10), Using a roll-to-roll process, the porous plate may be molded using a piercing press process or manufactured using an etching process (S20).
  • a target product eg, a hydrogen car
  • S10 SUS raw materials
  • the embossing process which implements and manufactures the porous plate in a three-dimensional shape, is a spamming process, and the finished form of the porous body is manufactured by single molding or multi-stage molding (S30), and then trimmed to the final product size of the hydrogen fuel cell stack A finished product can be manufactured (S40).
  • Such a sharp edge is in contact with the gas diffusion layer (GDL) as a corner portion, and due to this, abrasion or friction etching may occur on the gas diffusion layer (GDL) during long-term use, and this causes a problem in that the efficiency and durability of the fuel cell are lowered. .
  • Korean Patent Registration No. 10-1684115 'porous separator for fuel cell' (hereinafter referred to as 'prior art'), which is a prior art document below, forms a protrusion in a flow hole, thereby forming a porous body.
  • GDL gas diffusion layer
  • the prior art solves problems such as wear and friction etching that occur in the prior art to some extent, but does not achieve a sufficient solution to significantly improve the efficiency and lifespan of the hydrogen fuel cell.
  • the present invention in manufacturing a porous body for a fuel cell cell constituted in a stack of a hydrogen fuel cell, reduces cell efficiency and durability due to wear due to sharp edges or friction etching, etc. It is an object of the present invention to provide a porous plate for a fuel cell cell capable of preventing, a porous body for a fuel cell cell manufactured using the same, a stack for a hydrogen fuel cell and a hydrogen fuel cell with improved durability using the same.
  • the present invention in manufacturing a porous plate for manufacturing a porous body, by forming an edge prevention groove in advance for a portion where a sharp edge occurs when the porous body is manufactured, the gas diffusion layer (GDL) after manufacturing the porous body ), a porous plate for a fuel cell cell capable of forming a smooth contact portion, a porous body for a fuel cell cell manufactured using the same, and a stack for a hydrogen fuel cell and a hydrogen fuel cell with improved durability by using the same.
  • GDL gas diffusion layer
  • the present invention minimizes problems such as abrasion or frictional etching due to contact between the porous body and the gas diffusion layer (GDL) by allowing the porous body to contact the gas diffusion layer (GDL) only in a curved shape, thereby fueling hydrogen fuel.
  • the purpose is to provide a porous plate for a fuel cell cell that can significantly improve the efficiency and lifespan of a cell, a porous body for a fuel cell cell manufactured using the same, a stack for a hydrogen fuel cell and a hydrogen fuel cell with improved durability using the same. there is.
  • the porous plate for a fuel cell cell manufactures a porous body constituted between the gas diffusion layer (GDL) and the separator plate of the fuel cell cell constituted in the stack of the hydrogen fuel cell
  • GDL gas diffusion layer
  • the separator plate of the fuel cell cell constituted in the stack of the hydrogen fuel cell
  • a plurality of first flow holes and second flow holes are alternately formed to cross each other in the width direction and are formed side by side in the longitudinal direction, and the neighboring first flow holes and the second flow holes are mutually
  • a first edge prevention groove and a second edge prevention groove may be formed in facing directions, respectively.
  • first edge prevention groove and the second edge prevention groove may be alternately formed so as to cross each other in the longitudinal direction.
  • first edge prevention groove formed in the first passage hole is formed toward a space between two neighboring second passage holes
  • second edge prevention groove formed in the second passage hole is formed in the two neighboring first passage holes. It may be formed toward between the passage holes.
  • At least one of the first flow path hole and the second flow path hole, in a direction opposite to at least one of the first edge prevention groove and the second edge prevention groove, at least one of the third edge prevention groove and the fourth edge prevention groove One more may be formed.
  • At least one of the first edge prevention groove and the second edge prevention groove may be formed in at least one of a triangular shape, an inclined shape, and an arc shape.
  • At least one of the first flow path hole and the second flow path hole in a direction opposite to at least one of the first edge prevention groove and the second edge prevention groove, at least one of the third edge prevention groove and the fourth edge prevention groove One is further formed, and at least one of the first edge prevention groove and the second edge prevention groove is formed in any one of a triangular shape, an inclined shape, and an arc shape, and at least one of the third edge prevention groove and the fourth edge prevention groove may be formed in another one of a triangular shape, an inclined shape, and an arc shape.
  • the edge prevention groove formed in a portion in contact with the separating plate after being processed into the porous body is formed in an arc shape, and the edge formed in a portion in contact with the gas diffusion layer.
  • the prevention groove may be formed in a triangular shape.
  • the porous body for a fuel cell cell according to the present invention is a porous body constituted between a gas diffusion layer (GDL) and a separator plate of a fuel cell cell constituted in a stack of a hydrogen fuel cell, and any one of the above porous plates
  • the ball-shaped plate may be processed in an embossing process, so that a cross section in the width direction may be formed into an arch-shaped concave-convex structure.
  • first arch portion and a second arch portion are repeatedly formed in the width direction between the plurality of first flow holes and second flow holes formed side by side in the longitudinal direction, respectively, and the first edge prevention groove and the second edge prevention groove.
  • a first arch portion having a groove may be in close contact with the gas diffusion layer.
  • At least one of a third edge prevention groove and a fourth edge prevention groove extending from at least one of the first passage hole and the second passage hole is further formed in the second arch portion to be coupled with the separation plate.
  • At least one of the first edge prevention groove to the fourth edge prevention groove is formed in a different pattern shape, and at least one of the first edge prevention groove and the second edge prevention groove formed in the first arch portion It is formed in a pattern having relatively high physical characteristics, and at least one of the third edge prevention groove and the fourth edge prevention groove formed in the second arch portion may be formed in a pattern having relatively high electrical characteristics.
  • the stack for a hydrogen fuel cell according to the present invention is composed of the above-mentioned porous body for a fuel cell, so that durability can be improved.
  • the hydrogen fuel cell according to the present invention can improve product life by using the stack for a hydrogen fuel cell.
  • the present invention prevents deterioration in cell efficiency and durability due to abrasion caused by sharp edges or frictional etching in manufacturing a porous body for a fuel cell composed of a stack of a hydrogen fuel cell. There are advantages to being able to do it.
  • the present invention in manufacturing a porous plate for manufacturing a porous body, by forming an edge prevention groove in advance for a portion where a sharp edge occurs when manufactured as a porous body, there is an advantage that sharp edges can be removed.
  • the present invention has the advantage of minimizing problems such as abrasion or frictional etching due to contact between the porous body and the gas diffusion layer (GDL) by making the contact portion with the gas diffusion layer (GDL) softly formed after manufacturing the porous body. .
  • the present invention minimizes problems such as abrasion or frictional etching due to contact between the porous body and the gas diffusion layer (GDL) by allowing the porous body to contact the gas diffusion layer (GDL) only in a curved shape, There is an advantage that can significantly improve the efficiency and lifespan of a hydrogen fuel cell.
  • the present invention can prevent a decrease in the loss rate due to problems such as abrasion or frictional etching occurring at the contact portion between the porous body and the gas diffusion layer (GDL), and can sufficiently secure airtightness for a long time within a wide temperature range.
  • GDL gas diffusion layer
  • the present invention can significantly improve the durability of hydrogen vehicles, and has the advantage of improving the durability and popularization of various means of transportation using hydrogen fuel cells, such as hydrogen trucks, hydrogen RV vehicles, and hydrogen passenger vehicles. there is.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a perforated plate for a fuel cell according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an image explaining the structure of a porous body for a fuel cell manufactured using FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a 3D image of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a view for explaining another embodiment of FIG. 2 .
  • FIG. 6 is a view for explaining other embodiments of the anti-edge groove shown in FIG. 2 .
  • FIG. 7 is an image showing the shape of a porous body for a fuel cell manufactured using FIG. 6(b).
  • FIG. 8 is an image showing the shape of a porous body for a fuel cell manufactured using FIG. 6(c).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another embodiment of FIG. 2 .
  • FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a fuel cell to which FIG. 1 is applied.
  • FIG. 13 is an image showing the shape of a porous body for a fuel cell according to the prior art.
  • FIG. 14 is a view showing a manufacturing process for manufacturing a general porous body
  • porous plate for a fuel cell cell according to the present invention examples of the porous plate for a fuel cell cell according to the present invention, a porous body for a fuel cell cell manufactured using the same, a stack for a hydrogen fuel cell and a hydrogen fuel cell having improved durability by using the same can be applied in various ways. The most preferred embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a porous plate for a fuel cell cell according to the present invention
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a structure of a porous body for a fuel cell cell manufactured using FIG. 1
  • FIG. 4 is an image representing FIG. 3 in three dimensions.
  • a porous body formed between a fuel cell separator (eg, a cathode-side separator) and a gas diffusion layer (GDL) is manufactured in a stack of a hydrogen fuel cell.
  • a fuel cell separator eg, a cathode-side separator
  • GDL gas diffusion layer
  • the perforated plate 100 has a plurality of first flow holes 110 and second flow holes 120 formed in a regular pattern.
  • first passage holes 110 and second passage holes 120 as shown in the enlarged portion of FIG. 1 and FIG. 2, in the width direction (left-right direction in FIGS. 1 and 2) While being alternately formed so as to stagger each other, they may be repeatedly formed side by side in the longitudinal direction (vertical direction in FIGS. 1 and 2).
  • the porous plate 100 has a first edge prevention groove 111 and a second edge prevention groove 111 in a direction in which the neighboring first flow hole 110 and the second flow hole 120 face each other, respectively Grooves 122 may be formed.
  • a first arch portion 130 and a second arch portion 140 are formed between the first flow hole 110 and the second flow hole 120 in the longitudinal direction. It may be repeatedly formed, and among them, the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 may be formed in the first arch portion 130 .
  • the first arch portion 130 may correspond to the upper portion in FIGS. 3(c) and 4, and the second arch portion 140 may correspond to the upper portion in FIGS. 3(c) and 4, , can be in contact with the gas diffusion layer (GDL) and the separator plate, respectively.
  • GDL gas diffusion layer
  • first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 in the first arch portion 130 in contact with the gas diffusion layer (GDL), as shown in FIG. (Sharp edge, red oval part in FIG. 13) can be removed.
  • GDL gas diffusion layer
  • first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 alternately cross each other in the longitudinal direction.
  • first edge prevention groove 111 formed in the first flow hole 110 may be formed toward a space between two neighboring second flow holes 120 and formed in the second flow hole 120.
  • the second edge prevention groove 111 may be formed toward a space between two adjacent first passage holes 110 .
  • first flow hole 110 and the second flow hole 120 are formed to face each other, or the first edge prevention groove 111 and the second flow hole 110 are formed to face each other according to the structure and characteristics of the hydrogen fuel cell and the request of those skilled in the art. If the anti-edge groove 122 is formed at a position deflected to the top or bottom of the first flow hole 110 and the second flow hole 120, the edge prevention groove, which is a technical feature of the present invention, is formed in various forms. Of course, it can be transformed into .
  • FIG. 5 is a view for explaining another embodiment of FIG. 2 .
  • At least one of the first flow hole 110 and the second flow hole 120 is formed in a direction opposite to at least one of the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 .
  • at least one of the third edge prevention groove 113 and the fourth edge prevention groove 124 may be further formed.
  • the third edge prevention groove 113 and the fourth edge prevention groove 124 may be formed in the second arch portion 140 .
  • the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 described above are formed in the first arch portion 130, and the corresponding portion corresponds to a portion in contact with the gas diffusion layer 410.
  • the second arch portion 140 is in contact with the separator plate 310 as shown in FIG. 11, and since the corresponding part is welded to the separator plate 310, there is no need to limit the shape of the contact part, but as shown in FIG. Through the same shape, it is possible to improve electrical characteristics (eg, contact resistance, etc.) by preventing the edge or corner portion from being formed even at the contact portion with the separator 310 .
  • electrical characteristics eg, contact resistance, etc.
  • FIG. 6 is a view for explaining other embodiments of the anti-edge groove shown in FIG. 2
  • FIG. 7 is an image showing the shape of a porous body for a fuel cell manufactured using (b) of FIG. 6, and
  • FIG. It is an image showing the shape of the porous body for a fuel cell cell manufactured using (c) of (c).
  • the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 are formed in a triangular shape, or formed in an inclined shape as shown in (b), ( As shown in c), it can be formed in an arc shape.
  • the side shape of the porous body is as shown in FIG. 7, and the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 111
  • the side shape of the porous body is as shown in FIG. 8 .
  • the softness of the contact surface of the upper surface is relatively improved, and through this, the gas diffusion layer (GDL) Wear properties can be further improved.
  • first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 have an arc shape, it can be seen that the formability and contact resistance of the porous plate 100 and the porous body 200 are relatively further improved. there is.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another embodiment of FIG. 2 .
  • At least one of the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 may be formed in any one of a triangular shape, an inclined shape, and an arc shape, and the third edge prevention groove 113 and At least one of the fourth anti-edge grooves 124 may be formed in another one of a triangular shape, an inclined shape, and an arc shape.
  • the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 formed at the portion in contact with the gas diffusion layer 410 are formed in a triangular shape, so as shown in FIG. 9, the softness of the contact surface and the gas diffusion layer While greatly improving the wear resistance of the 410, the third edge prevention groove 113 and the fourth edge prevention groove 124 formed at the portion in contact with the separator 310 are formed in an arc shape, as shown in FIG. As shown, the characteristics for contact resistance can be greatly improved.
  • the present invention can greatly improve the overall characteristics or performance of a hydrogen fuel cell by applying different shapes of edge prevention grooves to one porous body 200 according to the characteristics of the contact surface.
  • FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a fuel cell to which FIG. 1 is applied.
  • the fuel cell cell includes a cathode separator 310, a porous body 200, a gas diffusion layer 410, a membrane electrode assembly (MEA, 500), and a gas diffusion layer 420 from the bottom to the top. and an anode separator 320 may be sequentially stacked.
  • porous body 200 is formed by processing the porous plate 100 described above in an embossing process so that the cross section in the width direction is formed into an arch-shaped concavo-convex structure, as shown in (c) of FIG. It can be produced in a form with
  • the porous body 200 has a first arch portion 130 and a second arch portion between a plurality of first flow hole 110 and second flow hole 120 formed side by side in the longitudinal direction, respectively.
  • the teeth 140 may be repeatedly formed in the width direction.
  • porous body 200 may be configured such that the first arch portion 130 in which the first edge prevention groove 111 and the second edge prevention groove 122 are formed is in close contact with the gas diffusion layer 410 .
  • the third edge prevention groove 113 and the fourth edge prevention groove ( 124) may be formed, and the corresponding part may be combined with the separating plate 310.
  • the porous body 200 is in contact with the gas diffusion layer 410 and the separator 310 at the top and bottom, respectively, and the first edge prevention groove 111 formed in the first arch portion 130 and The second edge prevention groove 122 may be formed in a pattern having relatively high physical characteristics, and the third edge prevention groove 113 and the fourth edge prevention groove 124 formed in the second arch portion 140 are It may be formed in a pattern having relatively high electrical characteristics.
  • the porous body 200 can achieve the best performance by adjusting the shapes of the first edge prevention grooves 111 to the fourth edge prevention grooves 124 in a shape and pattern suitable for the characteristics of the contact layer.
  • the present invention improves the product lifespan using the hydrogen fuel cell stack as well as the hydrogen fuel cell stack in which the durability life is improved by using a plurality of fuel cell cells composed of the porous body 200 for fuel cell cell having the above structure. It is natural that the hydrogen fuel cell can be provided.

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Abstract

본 발명은 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지에 관한 것으로, 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀용 다공체를 제작함에 있어, 샤프엣지(Sharp edge)에 의한 마모나 마찰식각 등으로 인한 전지효율 및 내구성 저하를 방지할 수 있도록 한 것이다. 특히, 다공체로 제작시 샤프엣지(Sharp edge)가 발생되는 부분에 대하여, 엣지방지홈을 미리 형성함으로써, 다공체 제작 후 기체확산층(GDL)과의 접촉부분이 부드럽게 형성되도록 할 수 있으며, 이를 통해 다공체와 기체확산층(GDL)의 접촉에 의한 마모나 마찰식각 등의 문제를 최소화하며, 수소연료전지의 효율 및 수명을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

Description

연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지
본 발명은 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀용 다공체를 제작함에 있어, 샤프엣지(Sharp edge)에 의한 마모나 마찰식각 등으로 인한 전지효율 및 내구성 저하를 방지할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 다공체를 제작하기 위한 다공형플레이트를 제작함에 있어, 다공체로 제작시 샤프엣지(Sharp edge)가 발생되는 부분에 대하여, 엣지방지홈을 미리 형성함으로써, 다공체 제작 후 기체확산층(GDL)과의 접촉부분이 부드럽게 형성되도록 할 수 있는 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지에 관한 것이다.
친환경 미래자동차의 주력 기술인 고분자전해질방식의 수소연료전지는, 단위 연료전지셀을 적층한 형태의 수소연료전지 스택으로 구성되며, 다양한 종류의 차량은 물론 해양수송체(선박), 드론 등과 같은 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 연구되고 있다.
이러한 수소연료전지의 스택에 대한 구조를 간단히 살펴보면 전해질막, 전극, 분리판, 가스켓으로 구성된 연료전지셀이 수백개가 적층되는 형태로 구성되어 있다.
또한, 연로전지셀은 양극 및 음극 분리판, 다공체, 막전극접합체(MEA), 기체확산층(GDL) 등으로 구성되며, 다공체는 기체확산층(GDL)과 음극 분리판의 사이에 구성되어 산소와의 반응면적을 확대하면서 기체확산층(GDL)로 유도하는 역할을 하여, 막전극접합체(MEA, 전해질막)에서 전자의 생성으로 전기를 발생시키도록 구성되어 있다.
도 13을 참조하면, 종래의 다공체를 제작하기 위한 플레이트는 도 13의 (a)에 나타난 바와 같이 장홀이 엇갈리는 형태로 반복형성되며, 이를 가공하여 다공체로 제작하게 되면, 도 13의 (b) 및 (C)에 나타난 바와 같이 기체확산층(GDL)과 접촉하는 면에서 샤프엣지(Sharp edge, 도 13에서 붉은색 타원형 부분)가 발생하게 된다.
도 14는 일반적인 다공체를 제작하는 제작 공정을 나타낸 도면으로, SUS원자재를 대상제품(예를 들어, 수소차)에 적용될 수 있는 폭으로 롤단위를 슬릿팅 및 평탄화 작업을 수행한 후(S10), 롤투롤 프로세스를 이용하여 다공형플레이트를 피어싱 프레스공정을 이용하여 성형하거나 에칭공정을 이용하여 제작할 수 있다(S20).
그리고, 다공형플레이트를 3차원 형상으로 구현 제작하는 엠보싱공정은 스팸팅공정으로 단발성형이나 다단 성형 등으로 다공체의 완성형을 제조하며(S30), 이후에 수소연료전지 스택의 최종제품 사이즈로 트리밍하여 완제품을 제조할 수 있다(S40).
이러한 샤프엣지는 기체확산층(GDL)과 모서리부분으로 접촉되며, 이로 인해 장기간 사용시 기체확산층(GDL)에 마모나 마찰식각 등이 발생할 수 있으며, 이로 인해 연료전지의 효율 및 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위한 기술 중 하나인, 하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1684115호 '연료전지용 다공성 분리판'(이하 '선행기술'이라 한다)은 유로홀에 돌출부를 형성함으로써, 다공체가 기체확산층(GDL)과 면접촉되도록 함으로써, 샤프엣지에 의한 마모나 마찰식각 등을 최소화하고자 한 것이다.
그러나, 선행기술의 경우에도 도 12의 (b)에 나타난 확대부분과 같이 돌출부(22)의 종단부분에서 기체확산층(40)과 모서리로 밀착되기 때문에, 장기간 사용시 확대부분의 'a'와 같은 형태의 변형이나 손상(411), 마모 및 마찰식각이 발생하게 된다는 문제점이 있다.
결과적으로, 선행기술은 종래기술에서 발생되는 마모나 마찰식각 등의 문제를 어느 정도는 해결하였으나, 수소연료전지의 효율 및 수명을 대폭적으로 향상시킬 수 있을 정도로 충분한 해결은 이루지 못하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀용 다공체를 제작함에 있어, 샤프엣지(Sharp edge)에 의한 마모나 마찰식각 등으로 인한 전지효율 및 내구성 저하를 방지할 수 있도록 할 수 있는 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 다공체를 제작하기 위한 다공형플레이트를 제작함에 있어, 다공체로 제작시 샤프엣지(Sharp edge)가 발생되는 부분에 대하여, 엣지방지홈을 미리 형성함으로써, 다공체 제작 후 기체확산층(GDL)과의 접촉부분이 부드럽게 형성되도록 할 수 있는 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지를 제공하는데 목적이 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 다공체가 기체확산층(GDL)과 접촉되는 부분이 곡면형태로만 접촉되도록 함으로써, 다공체와 기체확산층(GDL)의 접촉에 의한 마모나 마찰식각 등의 문제를 최소화하여, 수소연료전지의 효율 및 수명을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 연료전지셀용 다공형플레이트는, 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀의 분리판과 기체확산층(GDL) 사이에 구성되는 다공체를 제작하는 다공형플레이트에 있어서, 다수 개의 제1 유로홀 및 제2 유로홀이 폭방향으로는 서로 엇갈리도록 번갈아 형성되면서 길이방향으로는 나란하게 형성되며, 이웃하는 제1 유로홀 및 제2 유로홀은, 서로 마주보는 방향으로 각각 제1 엣지(Edge)방지홈 및 제2 엣지방지홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈은, 길이방향으로 서로 엇갈리도록 번갈아 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 유로홀에 형성된 제1 엣지방지홈은, 이웃하는 두 개의 제2 유로홀의 사이를 향하여 형성되고, 상기 제2 유로홀에 형성된 제2 엣지방지홈은, 이웃하는 두 개의 제1 유로홀의 사이를 향하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀 중 적어도 하나는, 상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나의 반대방향으로, 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나는, 삼각형, 경사형 및 호형 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀 중 적어도 하나는, 상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나의 반대방향으로, 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나가 더 형성되고, 상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나는, 삼각형, 경사형 및 호형 중 어느 하나로 형성되고, 상기 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나는, 삼각형, 경사형 및 호형 중 다른 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 엣지방지홈 내지 제4 엣지방지홈 중, 상기 다공체로 가공된 후 상기 분리판과 접촉되는 부분에 형성된 엣지방지홈은 호형으로 형성되고, 상기 기체확산층과 접촉되는 부분에 형성된 엣지방지홈은 삼각형으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료전지셀용 다공체는, 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀의 분리판과 기체확산층(GDL) 사이에 구성되는 다공체에 있어서, 상기의 다공형플레이트 중 어느 하나의 다공형플레이트가 엠보싱(Embossing) 공정에서 가공되어, 폭방향 단면이 아치(Arch)형태의 요철구조로 형성될 수 있다.
또한, 길이방향으로 나란하게 형성된 다수 개의 상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀의 사이에 각각 제1 아치부 및 제2 아치부가 폭방향으로 반복 형성되고, 상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈이 형성된 제1 아치부가, 상기 기체확산층과 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제2 아치부에는, 상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀 중 적어도 하나에서 연장형성된 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나가 더 형성되어, 상기 분리판과 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1 엣지방지홈 내지 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나는, 서로 다른 패턴의 형상으로 형성되며, 상기 제1 아치부에 형성된 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나는 상대적으로 물리적특성이 높은 형태의 패턴으로 형성되고, 상기 제2 아치부에 형성된 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나는 상대적으로 전기적특성이 높은 형태의 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수소연료전지용 스택은, 상기의 연료전지셀용 다공체가 구성되어 내구수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수소연료전지는, 상기의 수소연료전지용 스택을 이용하여 제품수명을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀용 다공체를 제작함에 있어, 샤프엣지(Sharp edge)에 의한 마모나 마찰식각 등으로 인한 전지효율 및 내구성 저하를 방지할 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 다공체를 제작하기 위한 다공형플레이트를 제작함에 있어, 다공체로 제작시 샤프엣지(Sharp edge)가 발생되는 부분에 대하여 엣지방지홈을 미리 형성함으로써, 다공체로 제작된 이후 해당 부분의 샤프엣지(Sharp edge)가 제거되도록 할 수 있는 장점이 있다.
이를 통해, 본 발명은 다공체 제작 후 기체확산층(GDL)과의 접촉부분이 부드럽게 형성되도록 함으로써, 다공체와 기체확산층(GDL)의 접촉에 의한 마모나 마찰식각 등의 문제를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 다공체가 기체확산층(GDL)과 접촉되는 부분이 곡면형태로만 접촉되도록 함으로써, 다공체와 기체확산층(GDL)의 접촉에 의한 마모나 마찰식각 등의 문제를 최소화함은 물론, 수소연료전지의 효율 및 수명을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 다공체와 기체확산층(GDL)의 접촉부분에서 발생하는 마모나 마찰식각 등의 문제로 인한 손실율 저하를 방지함은 물론, 넓은 온도 범위내에서 장기간 기밀성을 충분히 확보할 수 있으며, 연료전지 스택의 장기 신뢰성을 확보하여 대폭적으로 향상된 주행거리 및 주행성능을 보장할 수 있는 장점이 있다.
이를 통해, 본 발명은 수소차의 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있으며, 수소트럭, 수소RV차량, 수소승용차 등와 같이 수소연료전지를 사용하는 다양한 이동수단들의 대중화와 내구수명을 개선할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 수소연료전지 분야 및 수소차량 분야, 수소연료전지용 스텍 및 연료전지셀 분야, 연료전지셀용 다공체 및 이를 제작하기 위한 다공형플레이트 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 연료전지셀용 다공형플레이트의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 부분확대도이다.
도 3은 도 1을 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체의 구조를 설명하는 이미지이다.
도 4는 도 3을 3차원으로 표현한 이미지이다.
도 5는 도 2의 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 도 2에 나타난 엣지방지홈의 다른 실시예들을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 6의 (b)를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체의 형상을 나타내는 이미지이다.
도 8은 도 6의 (c)를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체의 형상을 나타내는 이미지이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 대한 특징을 설명하는 표이다.
도 10은 도 2의 또 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 11은 도 1이 적용된 연료전지셀의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 12는 본 발명과 선행기술을 비교하는 도면이다.
도 13은 종래기술에 의해 연료전지셀용 다공체의 형상을 나타내는 이미지이다.
도 14는 일반적인 다공체를 제작하는 제작 공정을 나타낸 도면
본 발명에 따른 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 연료전지셀용 다공형플레이트의 일 실시예를 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 부분확대도이며, 도 3은 도 1을 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체의 구조를 설명하는 이미지이고, 도 4는 도 3을 3차원으로 표현한 이미지이다.
먼저, 도 1에 나타난 다공형플레이트(100)는 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀의 분리판(예를 들어, 캐소드측 분리판)과 기체확산층(GDL) 사이에 구성되는 다공체를 제작하는데 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 다공형플레이트(100)는 다수 개의 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120)이 일정한 패턴으로 형성되어 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 다수 개의 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120)은 도 1의 확대부분과 도 2에 나타난 바와 같이, 폭방향(도 1 및 도 2에서 좌우방향)으로는 서로 엇갈리도록 번갈아 형성되면서, 길이방향(도 1 및 도 2에서 상하방향)으로는 나란하게 반복하여 형성될 수 있다.
그리고, 다공형플레이트(100)는 이웃하는 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120) 들이, 서로 마주보는 방향으로 각각 제1 엣지(Edge)방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 나타난 바와 같이 길이방향을 기준으로, 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120)의 사이는 제1 아치부(130) 및 제2 아치부(140)가 반복적으로 형성될 수 있으며, 이 중 제1 아치부(130)에 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)이 형성될 수 있다.
이러한 제1 아치부(130)는 도 3의 (c) 및 도 4에서 상부에 해당할 수 있고, 제2 아치부(140)는 도 3의 (c) 및 도 4에서 상부에 해당할 수 있으며, 각각 기체확산층(GDL) 및 분리판과 접촉될 수 있다.
이에, 기체확산층(GDL)과 접촉되는 제1 아치부(130)에 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)을 형성함으로써, 도 4에 나타난 바와 같이 도 13의 샤프엣지(Sharp edge, 도 13에서 붉은색 타원형 부분)가 제거될 수 있다.
도 12의 (b)를 참조하면, 앞서 살펴본 바와 같이 선행기술의 유로판(20)은 유로홀(21)의 내측으로 돌출부(22)가 형성되는 형태이므로, 기체확산층(40)과의 접촉부분에서 손상부(411)가 발생하거나 마모 및 마찰식각 등이 발생할 수 있다.
이에 반해, 본 발명은 도 12의 (a)에 나타난 바와 같이 제2 유로홀(120)에 연장하여 제2 엣지방지홈(122)이 형성되므로, 기체확산층(410)과 접촉되는 부분에 엣지나 모서리가 형성되지 않고 곡면형태의 아치구조만 형성되므로, 기체확산층(410)과 접촉으로 인한 손상, 변형 마모 및 마찰식각 등을 미연에 방지하거나 최소화할 수 있다.
더불어, 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120) 들이 서로 엇갈리도록 형성됨에 따라, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)이 길이방향으로 서로 엇갈리도록 번갈아 형성될 수 있다.
특히, 제1 유로홀(110)에 형성된 제1 엣지방지홈(111)은, 이웃하는 두 개의 제2 유로홀(120)의 사이를 향하여 형성될 수 있고, 제2 유로홀(120)에 형성된 제2 엣지방지홈(111)은, 이웃하는 두 개의 제1 유로홀(110)의 사이를 향하여 형성될 수 있다.
이 외에도, 수소연료전지의 구조 및 특성, 그리고 당업자의 요구에 따라 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120)이 서로 마주보도록 형성되거나, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)이 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120)의 상부나 하부로 편향되는 위치에 형성되는 등과 같이, 본 발명의 기술적 특징인 엣지방지홈이 형성된다면 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도 5는 도 2의 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120) 중 적어도 하나는, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122) 중 적어도 하나의 반대방향으로, 제3 엣지방지홈(113) 및 제4 엣지방지홈(124) 중 적어도 하나가 더 형성될 수 있다.
예를 들어, 제3 엣지방지홈(113) 및 제4 엣지방지홈(124)는 제2 아치부(140)에 형성될 수 있다.
앞서 살펴본 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)은 제1 아치부(130)에 형성되는 것으로, 해당 부분은 기체확산층(410)과 접촉되는 부분에 해당한다.
이에 반해 제2 아치부(140)는 도 11에 나타난 바와 같이 분리판(310)과 접촉되는데, 해당 부분은 분리판(310)과 용접되므로, 접촉부의 형상을 제한할 필요는 없으나, 도 5와 같은 형상을 통해 분리판(310)과의 접촉부분에도 엣지나 모서리 부분이 형성되지 않도록 함으로써, 전기적 특성(예를 들어, 접촉저항 등)을 향상시킬 수 있다.
도 6은 도 2에 나타난 엣지방지홈의 다른 실시예들을 설명하는 도면이고, 도 7은 도 6의 (b)를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체의 형상을 나타내는 이미지이며, 도 8은 도 6의 (c)를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체의 형상을 나타내는 이미지이다.
도 6을 참조하면, (a)에 나타난 바와 같이 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)을 삼각형으로 형성하거나, (b)에 나타난 바와 같이 경사형으로 형성하거나, (c)에 나타난 바와 같이 호형으로 형성할 수 있다.
제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)을 경사형으로 형성한 경우, 다공체의 측면 형상은 도 7에 나타난 바와 같으며, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)을 호형으로 형성한 경우, 다공체의 측면 형상은 도 8에 나타난 바와 같다.
도 7 및 도 8을 자세히 살펴보면, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)의 형상에 따라, 다공체의 상부 및 하부 형상에 차이가 발생하게 되는데, 기본적으로는 본 발명의 기술적 특징인 샤프엣지나 모서리가 형성되는 것을 방지하면서, 접촉형태나 접촉면적이 달라지게 됨을 알 수 있다.
이와 같이 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)의 형상을 다양하게 변형함에 따른 특성을 비교하면 아래와 같다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 대한 특징을 설명하는 표이다.
도 9를 참조하면, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)의 형상이 삼각형인 경우, 상면의 접촉면에 대한 부드러움이 상대적으로 더욱 향상되고 이를 통해 기체확산층(GDL)의 마모 특성이 더욱 향상될 수 있다.
그리고, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)의 형상이 호형형인 경우, 다공형플레이트(100) 및 다공체(200)의 성형성과 접촉저항이 상대적으로 더욱 향상됨을 알 수 있다.
이를 통해, 당업자는 해당 수소연료전지의 특성, 스텍 및 연료전지셀의 구조 등에 따라 최적의 조건에 따른 형상을 선택하여 적용할 수 있으며, 이를 통해 수소연료전지를 사용하는 다양한 제품이나 분야에 최적화된 구조를 제공할 수 있다.
도 10은 도 2의 또 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122) 중 적어도 하나는 삼각형, 경사형 및 호형 중 어느 하나로 형성될 수 있고, 제3 엣지방지홈(113) 및 제4 엣지방지홈(124) 중 적어도 하나는 삼각형, 경사형 및 호형 중 다른 하나로 형성될 수 있다.
예를 들어, 기체확산층(410)과 접촉되는 부분에 형성된 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)은 삼각형으로 형성함으로써, 도 9에 나타난 바와 같이 접촉면의 부드러움과 기체확산층(410)의 마모에 대한 특성을 크게 향상시키면서, 분리판(310)과 접촉되는 부분에 형성된 제3 엣지방지홈(113) 및 제4 엣지방지홈(124)은 호형으로 형성함으로써, 도 9에 나타난 바와 같이 접촉저항에 대한 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 하나의 다공체(200)에 대하여 접촉면의 특성에 따라 엣지방지홈의 형상을 서로 다르게 적용함으로써, 수소연료전지의 전체적인 특성이나 성능을 크게 개선시킬 수 있다.
도 11은 도 1이 적용된 연료전지셀의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 11을 참조하면, 연료전지셀은 하부에서부터 상부방향으로 캐소드(Cathode)분리판(310), 다공체(200), 기체확산층(410), 막전극접합체(MEA, 500), 기체확산층(420) 및 애노드(Anode)분리판(320)이 순차적으로 적층될 수 있다.
그리고, 다공체(200)는 앞서 설명한 다공형플레이트(100)를 엠보싱(Embossing) 공정에서, 폭방향 단면이 아치(Arch)형태의 요철구조로 형성되도록 가공함으로써, 도 3의 (c)와 같은 단면을 갖는 형태로 제작할 수 있다.
이러한 다공체(200)는 앞서 살펴본 바와 같이, 길이방향으로 나란하게 형성된 다수 개의 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120)의 사이에, 각각 제1 아치부(130) 및 제2 아치부(140)가 폭방향으로 반복 형성될 수 있다.
그리고, 다공체(200)는 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)이 형성된 제1 아치부(130)가, 기체확산층(410)과 밀착되도록 구성될 수 있다.
또한, 다공체(200)의 제2 아치부(140)에는, 제1 유로홀(110) 및 제2 유로홀(120)에서 각각 연장형성된 제3 엣지방지홈(113) 및 제4 엣지방지홈(124)이 형성될 수 있으며, 해당 부분은 분리판(310)과 결합될 수 있다.
한편, 도 11에 나타난 바와 같이 다공체(200)는 상하부에서 각각 기체확산층(410) 및 분리판(310)과 접촉되는데, 제1 아치부(130)에 형성된 제1 엣지방지홈(111) 및 제2 엣지방지홈(122)은 상대적으로 물리적특성이 높은 형태의 패턴으로 형성될 수 있고, 제2 아치부(140)에 형성된 제3 엣지방지홈(113) 및 제4 엣지방지홈(124)는 상대적으로 전기적특성이 높은 형태의 패턴으로 형성될 수 있다.
따라서, 다공체(200)는 접촉되는 층의 특성에 맞는 형태 및 패턴으로 제1 엣지방지홈(111) 내지 제4 엣지방지홈(124)의 형상을 조정함으로써, 최상의 성능이 발휘되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 이와 같은 구조의 연료전지셀용 다공체(200)가 구성된 다수 개의 연료전지용셀을 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택은 물론, 해당 수소연료전지용 스택을 이용하여 제품수명을 향상시킨 수소연료전지를 제공할 수 있음은 당연하다.
이상에서 본 발명에 의한 연료전지셀용 다공형플레이트, 이를 이용하여 제작된 연료전지셀용 다공체, 이를 이용하여 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택 및 수소연료전지에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

Claims (13)

  1. 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀의 분리판과 기체확산층(GDL) 사이에 구성되는 다공체를 제작하는 다공형플레이트에 있어서,
    다수 개의 제1 유로홀 및 제2 유로홀이 폭방향으로는 서로 엇갈리도록 번갈아 형성되면서 길이방향으로는 나란하게 형성되며,
    이웃하는 제1 유로홀 및 제2 유로홀은, 서로 마주보는 방향으로 각각 제1 엣지(Edge)방지홈 및 제2 엣지방지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 연료전지셀용 다공형플레이트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈은,
    길이방향으로 서로 엇갈리도록 번갈아 형성된 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 연료전지셀용 다공형플레이트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 유로홀에 형성된 제1 엣지방지홈은, 이웃하는 두 개의 제2 유로홀의 사이를 향하여 형성되고,
    상기 제2 유로홀에 형성된 제2 엣지방지홈은, 이웃하는 두 개의 제1 유로홀의 사이를 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 연료전지셀용 다공형플레이트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀 중 적어도 하나는,
    상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나의 반대방향으로, 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나가 더 형성된 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 연료전지셀용 다공형플레이트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나는,
    삼각형, 경사형 및 호형 중 적어도 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 연료전지셀용 다공형플레이트.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀 중 적어도 하나는,
    상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나의 반대방향으로, 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나가 더 형성되고,
    상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나는,
    삼각형, 경사형 및 호형 중 어느 하나로 형성되고,
    상기 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나는,
    삼각형, 경사형 및 호형 중 다른 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 연료전지셀용 다공형플레이트.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 엣지방지홈 내지 제4 엣지방지홈 중,
    상기 다공체로 가공된 후 상기 분리판과 접촉되는 부분에 형성된 엣지방지홈은 호형으로 형성되고, 상기 기체확산층과 접촉되는 부분에 형성된 엣지방지홈은 삼각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 연료전지셀용 다공형플레이트.
  8. 수소연료전지의 스택에 구성되는 연료전지셀의 분리판과 기체확산층(GDL) 사이에 구성되는 다공체에 있어서,
    청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 다공형플레이트가 엠보싱(Embossing) 공정에서 가공되어, 폭방향 단면이 아치(Arch)형태의 요철구조로 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지셀용 다공체.
  9. 제 8항에 있어서,
    길이방향으로 나란하게 형성된 다수 개의 상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀의 사이에 각각 제1 아치부 및 제2 아치부가 폭방향으로 반복 형성되고,
    상기 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈이 형성된 제1 아치부가, 상기 기체확산층과 밀착되는 것을 특징으로 하는 연료전지셀용 다공체.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2 아치부에는,
    상기 제1 유로홀 및 제2 유로홀 중 적어도 하나에서 연장형성된 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나가 더 형성되어, 상기 분리판과 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지셀용 다공체.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 엣지방지홈 내지 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나는,
    서로 다른 패턴의 형상으로 형성되며,
    상기 제1 아치부에 형성된 제1 엣지방지홈 및 제2 엣지방지홈 중 적어도 하나는 상대적으로 물리적특성이 높은 형태의 패턴으로 형성되고,
    상기 제2 아치부에 형성된 제3 엣지방지홈 및 제4 엣지방지홈 중 적어도 하나는 상대적으로 전기적특성이 높은 형태의 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지셀용 다공체.
  12. 청구항 8항의 연료전지셀용 다공체가 구성되어 내구수명을 향상시킨 수소연료전지용 스택.
  13. 청구항 12항의 수소연료전지용 스택을 이용하여 제품수명을 향상시킨 수소연료전지.
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