[go: up one dir, main page]

KR101301824B1 - Separator for Fuel Cell - Google Patents

Separator for Fuel Cell Download PDF

Info

Publication number
KR101301824B1
KR101301824B1 KR1020110034371A KR20110034371A KR101301824B1 KR 101301824 B1 KR101301824 B1 KR 101301824B1 KR 1020110034371 A KR1020110034371 A KR 1020110034371A KR 20110034371 A KR20110034371 A KR 20110034371A KR 101301824 B1 KR101301824 B1 KR 101301824B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate member
separator plate
negative electrode
electrode separator
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020110034371A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120116739A (en
Inventor
정지훈
서하규
한인수
신현길
Original Assignee
지에스칼텍스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지에스칼텍스 주식회사 filed Critical 지에스칼텍스 주식회사
Priority to KR1020110034371A priority Critical patent/KR101301824B1/en
Publication of KR20120116739A publication Critical patent/KR20120116739A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101301824B1 publication Critical patent/KR101301824B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206Metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0271Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0273Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 연료 전지용 분리판에 관한 것으로 일 면에 양극용 반응 가스가 흐르는 제 1 가스 유로가 형성된 양극 분리판부재와, 상기 양극 분리판부재와 이격되게 배치되고 상기 양극 분리판과 마주보는 면의 반대 측면에 음극용 반응 가스가 흐르는 제 2 가스 유로가 형성된 음극 분리판부재와, 상기 양극 분리판부재와 상기 음극 분리판부재의 사이에 개재되고 양 면이 각각 상기 양극 분리판부재와 음극 분리판부재에 밀착되며 양 면 중 어느 한 면에 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성된 냉각판부재를 포함하여 금속 분리판 제조 시 제조 공수를 줄여 생산량을 증대시키고 제조 원가를 낮추는 효과가 있다.
또 본 발명은 연료 전지용 분리판 제조 시 가공 난이도가 낮아져 가공 오차에 따른 불량률을 줄일 수 있으며, 이로써 생산 효율을 증대시키는 효과가 있는 것이다.
The present invention relates to a separator for a fuel cell, comprising: a cathode separator plate member having a first gas flow path through which a reactant gas for anode flows, and a surface of the anode cell separated from the anode separator plate and facing the anode separator plate; A negative gas separator member having a second gas flow path through which a reaction gas for the cathode flows is formed on the opposite side, and interposed between the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate member, and both surfaces of the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate Including the cooling plate member which is in close contact with the member and the cooling water flow path in which one side of the cooling water flows, the manufacturing process is reduced when manufacturing the metal separation plate, thereby increasing production and lowering the manufacturing cost.
In addition, the present invention can reduce the difficulty of processing due to the difficulty in manufacturing the fuel cell separator plate, thereby increasing the production efficiency.

Description

연료 전지용 분리판{Separator for Fuel Cell}Separator for fuel cell {Separator for Fuel Cell}

본 발명은 연료 전지용 분리판에 관한 것으로 더 상세하게는 고분자 전해질용 연료전지 스택에서 사용되는 가스켓 일체형 금속 분리판에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for fuel cells, and more particularly to a gasket-integrated metal separator used in a fuel cell stack for polymer electrolytes.

일반적으로 연료전지는 연료의 산화에 의해 발생되는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생시키는 것이다.In general, a fuel cell generates electricity by directly converting chemical energy generated by oxidation of fuel into electrical energy.

상기 연료전지는 탄화 수소 계열의 연료를 개질하여 정제되거나 그 외의 방식으로 생산된 수소 또는 탄화수소 계열의 연료와 공기를 직접 연료전지 스택에 공급하여 전기화학적으로 반응시킴으로써 전기 에너지를 발생시키는 것이다.The fuel cell generates electric energy by supplying hydrogen or hydrocarbon-based fuel and air produced by reforming a hydrocarbon-based fuel or otherwise, directly to the fuel cell stack and reacting electrochemically.

더 상세히 설명하면, 다음과 같다.In more detail, as follows.

연료전지 스택은 양극(Anode)과 음극(Cathode), 상기 양극(Anode)과 음극(Cathode) 사이에 개재되는 전해질 막을 포함한 막-전극 접합체(MEA) 및 상기 막-전극 접합체를 분리하는 분리판을 포함한 단위 셀이 복수로 적층된 구조를 가지는 것이다.The fuel cell stack includes a membrane-electrode assembly (MEA) including an anode and a cathode, an electrolyte membrane interposed between the anode and the cathode, and a separator separating the membrane-electrode assembly. It includes a structure in which a plurality of unit cells included are stacked.

상기 양극에는 수소 또는 수소를 포함한 가스가 공급되고, 상기 음극에는 산소를 포함한 가스가 공급되는 것이다. Hydrogen or a gas containing hydrogen is supplied to the anode, and a gas containing oxygen is supplied to the cathode.

그러면, 양극에서는 수소의 전기화학적 산화가 발생하고, 음극에서는 산소의 전극 화학적 환원이 발생하는 것이다.Then, electrochemical oxidation of hydrogen occurs at the anode, and electrode chemical reduction of oxygen occurs at the cathode.

상기 산화, 환원 반응은 전자를 생성하게 되고, 상기 전자는 상기 양극에서 음극으로 이동하면서 전기를 발생시키게 되는 것이다. The oxidation and reduction reactions generate electrons, and the electrons generate electricity while moving from the anode to the cathode.

한편, 상기 분리판은 연료전지 스택 내에 반응가스(연료가스 및 환원가스)를 분배하고 연료가스와 환원가스가 서로 섞이지 않도록 분리하며, 또한 인접한 단위전지의 산화전극과 환원전극 사이에서 전자의 통로를 제공함으로써 이들을 전기적으로 서로 연결하게 된다. 또한, 연료전지 스택의 산화환원 반응에 의해 생성된 열을 배출하기 위한 구조를 구비하게 된다.On the other hand, the separating plate distributes the reaction gas (fuel gas and reducing gas) in the fuel cell stack, and separates the fuel gas and reducing gas so as not to mix with each other, and also the passage of electrons between the anode and the cathode of the adjacent unit cell By providing them, they are electrically connected to each other. In addition, it has a structure for discharging the heat generated by the redox reaction of the fuel cell stack.

본 발명의 목적은 금속 분리판의 제조 시 제조 공수 및 가공 난이도를 낮춰 제조 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 연료 전지용 분리판을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell that can reduce the manufacturing maneuver and processing difficulty in the manufacture of the metal separator to reduce the manufacturing cost and improve productivity.

이러한 본 발명의 과제는 일 면에 양극용 반응 가스가 흐르는 제 1 가스 유로가 형성된 양극 분리판부재와;The object of the present invention is a positive electrode separation plate member formed with a first gas flow path flowing the reaction gas for the anode on one surface;

상기 양극 분리판부재와 이격되게 배치되고 상기 양극 분리판과 마주보는 면의 반대 측면에 음극용 반응 가스가 흐르는 제 2 가스 유로가 형성된 음극 분리판부재와;A negative electrode separator plate member spaced apart from the positive electrode separator plate member and having a second gas flow path on which a reaction gas for a negative electrode flows on an opposite side of the surface facing the positive electrode separator plate;

상기 양극 분리판부재와 상기 음극 분리판부재의 사이에 개재되고 양 면이 각각 상기 양극 분리판부재와 음극 분리판부재에 밀착되며 양 면 중 어느 한 면에 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성된 냉각판부재를 포함한 연료 전지용 분리판을 제공함으로써 해결되는 것이다.A cooling plate member interposed between the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate member, the both sides of the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate member being in close contact with each other, and a cooling water flow path having a cooling water flow therein on one of the two sides; It is solved by providing a separator for a fuel cell comprising a.

상기 양극 분리판부재의 양 측 단부에 각각 일체화되고 제 1 가스켓부재와, 상기 음극 분리판부재의 양 측 단부에 각각 일체화된 제 2 가스켓부재를 더 포함한 것을 특징으로 한다.And a second gasket member each integrated at both ends of the positive electrode separator plate member and the second gasket member respectively integrated at both side ends of the negative electrode separator plate member.

상기 냉각판부재는 상기 양극 분리판부재와 상기 음극 분리판부재 사이에서 상기 제 1 가스켓부재와 상기 제 2 가스켓부재가 밀착되면서 형성되는 간격에 대응되는 두께로 형성되어 양 면이 상기 양극 분리판부재의 일 면과 상기 음극 분리판부재의 일면에 각각 밀착되는 것을 특징으로 한다.The cooling plate member is formed to have a thickness corresponding to an interval formed while the first gasket member and the second gasket member are in close contact between the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate member, so that both surfaces of the cathode plate member One surface and the one surface of the negative electrode separation plate member is characterized in that the close contact.

상기 양극 분리판부재는 금속 재질로 이루어지며 양극용 반응 가스가 흐르는 제 1 가스 유로가 일 면에 형성되고 상기 음극 분리판부재와 마주보는 다른 한 면이 평면으로 형성되고, 상기 음극 분리판부재는 금속 재질로 이루어지며 음극용 반응 가스가 흐르는 제 2 가스 유로가 일 면에 상기 양극 분리판부재와 마주보는 다른 한 면이 평면으로 형성되고, 상기 냉각판부재는 금속 재질로 이루어지며 양 면 중 어느 한 면에 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성되고 다른 한 면이 평면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The cathode plate member is made of a metal material, and a first gas flow path through which a reactant gas for anode flows is formed on one surface, and the other surface facing the cathode separator plate is formed in a flat surface. The second gas flow path made of a metal material and flowing with the reaction gas for the cathode is formed on one surface thereof with the other surface facing the positive electrode plate member, and the cooling plate member is made of a metal material, and any one of the two surfaces. It is characterized in that the coolant flow path flowing the coolant is formed on one side and the other side is formed in a plane.

상기 제 1 가스 유로, 상기 제 2 가스 유로, 냉각수 유로는 각각 에칭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The first gas flow passage, the second gas flow passage and the cooling water flow passage are each formed by etching.

본 발명은 연료 전지용 분리판 특히, 금속 분리판 제조 시 제조 공수를 줄여 생산량을 증대시키고 제조 원가를 낮추는 효과가 있다.The present invention has the effect of increasing the production and reducing the manufacturing cost by reducing the number of manufacturing when manufacturing a separator for fuel cells, in particular, a metal separator.

본 발명은 연료 전지용 분리판 제조 시 가공 난이도가 낮아져 가공 오차에 따른 불량률을 줄일 수 있으며, 이로써 생산 효율을 증대시키는 효과가 있는 것이다.According to the present invention, the difficulty of manufacturing the fuel cell separator may be reduced, thereby reducing the defective rate due to the machining error, thereby increasing the production efficiency.

도 1은 본 발명의 분해 사시도
도 2는 본 발명을 분해한 단면도
도 3은 본 발명이 조립된 상태를 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 비교 예를 도시한 단면도
1 is an exploded perspective view of the present invention
2 is a cross-sectional view of the present invention
Figure 3 is a cross-sectional view showing a state in which the present invention is assembled
4 is a cross-sectional view showing a comparative example of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 연료 전지의 스택에서 전극과, 전극 사이에 개재되는 전해질 막을 포함한 막-전극 접합체(MEA)의 양 측에 배치되는 연료 전지용 분리판이며 상기 막-전극 접합체(MEA)와 함께 연료 전지의 단위 셀을 형성하는 것이다.The present invention is a separator for fuel cells disposed on both sides of a membrane-electrode assembly (MEA) including an electrode in the stack of fuel cells and an electrolyte membrane interposed between the electrodes, as shown in FIGS. The unit cell of the fuel cell is formed together with the electrode assembly MEA.

본 발명인 연료 전지용 분리판은 일 면에 양극용 반응 가스가 흐르는 제 1 가스 유로(11)가 형성된 양극 분리판부재(10)를 포함한다.The separator for fuel cells according to the present invention includes a cathode separator plate 10 having a first gas flow path 11 through which a cathode reaction gas flows on one surface thereof.

또 본 발명은 상기 양극 분리판부재(10)와 이격되게 배치되고 상기 양극 분리판과 마주보는 면의 반대 측면에 음극용 반응 가스가 흐르는 제 2 가스 유로(21)가 형성된 음극 분리판부재(20)를 포함한다.In addition, the present invention is the negative electrode separator plate member 20 is disposed to be spaced apart from the positive electrode separator plate 10 and the second gas flow path 21 through which the reaction gas for the cathode flows on the opposite side of the surface facing the positive electrode separator plate 20. ).

또한, 본 발명은 상기 양극 분리판부재(10)와 상기 음극 분리판부재(20)의 사이에 개재되고 양 면이 각각 상기 양극 분리판부재(10)와 음극 분리판부재(20)에 밀착되며 양 면 중 어느 한 면에 냉각수가 흐르는 냉각수 유로(31)가 형성된 냉각판부재(30)를 포함한다.In addition, the present invention is interposed between the positive electrode separator plate member 10 and the negative electrode separator plate member 20 and both surfaces are in close contact with the positive electrode separator plate member 10 and the negative electrode separator plate member 20, respectively. It includes a cooling plate member 30 is formed with a cooling water flow path 31 through which cooling water flows on either side.

본 발명은 상기 양극 분리판부재(10)의 양 측 단부에 각각 일체화된 제 1 가스켓부재(40)를 더 포함한다.The present invention further includes a first gasket member 40 integrated at both ends of the positive electrode separator plate 10.

본 발명은 상기 음극 분리판부재(20)의 양 측 단부에 각각 일체화된 제 2 가스켓부재(50)를 더 포함한다.The present invention further includes a second gasket member 50 integrated at both ends of the negative electrode separator plate member 20.

상기 제 1 가스켓부재(40) 및 상기 제 2 가스켓부재(50)는 상기 단위 셀 내의 기밀을 유지 즉, 상기 제 1 가스 유로(11) 및 상기 제 2 가스 유로(21)를 기밀시키기 위한 것이다. The first gasket member 40 and the second gasket member 50 maintain airtightness in the unit cell, that is, to seal the first gas flow passage 11 and the second gas flow passage 21.

상기 제 1 가스켓부재(40)는 상기 양극 분리판부재(10)의 양 측 단부에서 양쪽 면에 각각 돌출되게 형성되는 것으로 상기 양극 분리판부재(10)의 일 측 단부를 감싸 일체화되는 것이다.The first gasket member 40 is formed to protrude from both sides of the positive electrode separator plate member 10 on both sides thereof, and is integrally wrapped around one end of the positive electrode separator plate member 10.

또 상기 제 1 가스켓부재(40)는 상기 양극 분리판부재(10)의 양 측 단부가 삽입되는 삽입 홈부가 형성되고, 상기 양극 분리판부재(10)의 일 측 단부가 상기 삽입 홈부에 삽입됨으로써 상기 양극 분리판부재(10)와 일체화될 수도 있는 것이다.In addition, the first gasket member 40 has an insertion groove portion into which both end portions of the positive electrode separator plate member 10 are inserted, and one end of the positive electrode separator plate member 10 is inserted into the insertion groove portion. It may be integrated with the positive electrode separator plate 10.

상기 제 2 가스켓부재(50)는 상기 음극 분리판부재(20)의 양 측 단부에서 양쪽 면에 각각 돌출되게 형성되는 것으로 상기 음극 분리판부재(20)의 일 측 단부를 감싸 일체화되는 것이다.The second gasket member 50 is formed to protrude on both sides at both end portions of the negative electrode separator plate member 20, and is integrally wrapped around one end portion of the negative electrode separator plate member 20.

또 상기 제 2 가스켓부재(50)는 상기 음극 분리판부재(20)의 양 측 단부가 삽입되는 삽입 홈부가 형성되고, 상기 음극 분리판부재(20)의 일 측 단부가 상기 삽입 홈부에 삽입됨으로써 상기 음극 분리판부재(20)와 일체화될 수도 있는 것이다.In addition, the second gasket member 50 has an insertion groove portion into which both end portions of the negative electrode separator plate member 20 are inserted, and one end of the negative electrode separator plate member 20 is inserted into the insertion groove portion. It may be integrated with the negative electrode separator plate 20.

상기 냉각판부재(30)는 상기 양극 분리판부재(10)와 상기 음극 분리판부재(20) 사이에서 상기 제 1 가스켓부재(40)와 상기 제 2 가스켓부재(50)가 밀착되면서 형성되는 간격에 대응되는 두께로 형성되어 양 면이 상기 양극 분리판부재(10)의 일 면과 상기 음극 분리판부재(20)의 일면에 각각 밀착되는 것이다.The cooling plate member 30 is an interval formed between the first gasket member 40 and the second gasket member 50 in close contact between the positive electrode separator plate member 10 and the negative electrode separator plate member 20. It is formed to a thickness corresponding to both surfaces are in close contact with one surface of the positive electrode separator plate member 10 and one surface of the negative electrode separator plate member 20, respectively.

상기 양극 분리판부재(10)는 금속 재질로 이루어지며 양극용 반응 가스가 흐르는 제 1 가스 유로(11)가 일 면에 형성되고 상기 음극 분리판부재(20)와 마주보는 다른 한 면이 평면으로 형성되는 것이다.The cathode separation plate member 10 is made of a metal material, and a first gas flow path 11 through which a reaction gas for anode flows is formed on one surface, and the other surface facing the cathode separation plate member 20 is flat. It is formed.

또 상기 음극 분리판부재(20)는 금속 재질로 이루어지며 음극용 반응 가스가 흐르는 제 2 가스 유로(21)가 일 면에 형성되고, 상기 양극 분리판부재(10)와 마주보는 다른 한 면이 평면으로 형성되는 것이다.In addition, the cathode separation plate member 20 is made of a metal material, and a second gas flow path 21 through which a reaction gas for cathode flows is formed on one surface, and the other surface facing the cathode separation plate member 10 is formed. It is formed in a plane.

또한, 상기 냉각판부재(30)는 금속 재질로 이루어지며 양 면 중 어느 한 면에 냉각수가 흐르는 냉각수 유로(31)가 형성되고 다른 한 면이 평면으로 형성되는 것이다.In addition, the cooling plate member 30 is made of a metal material, the cooling water flow path 31 through which the coolant flows is formed on one of both surfaces, and the other surface is formed in a plane.

상기 제 1 가스 유로(11), 상기 제 2 가스 유로(21), 냉각수 유로(31)는 각각 에칭으로 형성되는 것이다.The first gas flow passage 11, the second gas flow passage 21, and the cooling water flow passage 31 are each formed by etching.

본 발명은 상기한 바와 같이 3번의 에칭 작업만으로 상기 양극 분리판부재(10)의 일 면에 제 1 가스 유로(11), 상기 음극 분리판부재(20)의 일 면에 제 2 가스 유로(21), 상기 냉각판부재(30)의 일 면에 냉각수 유로(31)를 각각 형성하여 제조되는 것이다.According to the present invention, the first gas flow path 11 is formed on one surface of the positive electrode separation plate member 10 and the second gas flow path 21 is formed on one surface of the negative electrode separation plate member 20 by only three etching operations as described above. ), And is formed by forming a cooling water flow path 31 on one surface of the cooling plate member 30, respectively.

본 발명의 비교 예인 연료 전지용 분리판은 도 4에서 도시한 바와 같이 상기 양극 분리판부재(10')와 상기 음극 분리판부재(20')로만 이루어져 상기 양극 분리판부재(10')의 양 면에 제 1 가스 유로(11') 및 제 1 냉각수 유로(12)를 형성하고, 상기 음극 분리판부재(20)의 양 면에 제 2 가스 유로(21') 및 제 2 냉각수 유로(22)를 각각 형성하여야 한다.A fuel cell separator, which is a comparative example of the present invention, is composed of only the positive electrode separator plate member 10 'and the negative electrode separator plate member 20', as shown in FIG. 4, on both sides of the positive electrode separator plate member 10 '. The first gas passage 11 ′ and the first cooling water passage 12 are formed in the second gas passage 11 ′, and the second gas passage 21 ′ and the second cooling water passage 22 are formed on both surfaces of the negative electrode separator plate 20. Each must be formed.

따라서 비교 예인 연료 전지용 분리판은 상기 양극 분리판부재(10')의 양 면에 각각 제 1 가스 유로(11'), 제 1 냉각수 유로(12)를 형성하고, 상기 음극 분리판부재(20')의 양 면에 제 2 가스 유로(21') 및 제 2 냉각수 유로(22)를 형성하는 것에서 각각 2번의 에칭 작업이 필요하여 총 4번의 에칭 작업이 필요한 것이다.Therefore, in the fuel cell separation plate according to the comparative example, first gas flow passages 11 'and first cooling water flow passages 12 are formed on both surfaces of the positive electrode separation plate member 10', respectively, and the negative electrode separation plate member 20 'is formed. In the formation of the second gas flow passage 21 ′ and the second cooling water flow passage 22 on both sides thereof, two etching operations are required, respectively, and a total of four etching operations are required.

또, 비교 예인 연료 전지용 분리판은 상기 양극 분리판부재(10')의 일 면에 형성되는 제 1 냉각수 유로(12)와 상기 음극 판부재의 일 면에 형성되는 제 2 냉각수 유로(22)가 일치되어야 하므로 제작 시 정밀 제조해야 하는 번거로움이 있는 것이다.In addition, the fuel cell separator as a comparative example includes a first cooling water passage 12 formed on one surface of the positive electrode separator plate 10 ′ and a second cooling water passage 22 formed on one surface of the negative electrode plate member. There is a hassle to manufacture precisely because it must be matched.

또한, 상기 양극 분리판부재(10') 및 상기 음극 분리판부재(20')의 양 측단부에 일체로 제 1 가스켓부재(40') 및 제 2 가스켓부재(50')가 구비되는 경우 상기 양극 분리판부재(10') 및 상기 음극 분리판부재(20')의 일면 즉, 제 1 냉각수 유로(12)가 형성된 상기 양극 분리판부재(10')의 일면 및 제 2 냉각수 유로(22)가 형성된 상기 음극 분리판부재(20')의 일면을 밀착시키기 위하여 상기 양극 분리판부재(10') 및 상기 음극 분리판부재(20')의 양 측에 상기 제 1 가스켓부재(40') 및 제 2 가스켓부재(50')가 삽입되는 제 1 가스켓 삽입홈(13) 및 제 2 가스켓 삽입홈(14)을 형성해야 한다.In addition, when the first gasket member 40 'and the second gasket member 50' are integrally provided at both side ends of the positive electrode separator plate member 10 'and the negative electrode separator plate member 20', One surface of the positive electrode separator plate member 10 'and the negative electrode separator plate member 20', that is, one surface of the positive electrode separator plate member 10 'on which the first cooling water channel 12 is formed, and the second cooling water channel 22 are formed. The first gasket member 40 'on both sides of the positive electrode separator plate member 10' and the negative electrode separator plate member 20 'so as to closely contact one surface of the negative electrode separator plate member 20'. The first gasket insertion groove 13 and the second gasket insertion groove 14 into which the second gasket member 50 'is inserted should be formed.

그리고 상기 제 1 가스켓 삽입홈(13) 및 제 2 가스켓 삽입홈(14)은 상기 양극 분리판부재(10') 및 상기 음극 분리판부재(20')의 일면 즉, 제 1 냉각수 유로(12) 및 제 2 냉각수 유로(22)가 형성되는 일면을 밀착시키기 위하여 정밀한 치수로 가공되어야 하는 것이다.The first gasket insertion groove 13 and the second gasket insertion groove 14 may be formed on one surface of the positive electrode separator plate member 10 'and the negative electrode separator plate member 20', that is, the first cooling water flow passage 12. And to be in close contact with the one surface on which the second cooling water flow path 22 is to be processed to precise dimensions.

따라서 비교 예인 연료 전지용 분리판은 가공 오차 없이 정밀 가공해야하고, 가스 유로 및 냉각수 유로를 형성하는 가공 공수가 본 발명에 비해 많으므로 제조 비용이 비싸고, 제조 시 불량률이 많은 문제점이 있는 것이다.Therefore, the fuel cell separator, which is a comparative example, needs to be precisely processed without a machining error, and the manufacturing labor for forming the gas flow path and the cooling water flow path is higher than that of the present invention.

본 발명은 상기 양극 분리판부재(10) 및 상기 음극 분리판부재(20) 사이에 냉각수 유로가 일면에 형성되는 냉각 패널부재를 삽입시킴으로써 가스 유로를 일치시키거나 가스켓을 삽입시키기 위한 별도의 삽입 홈을 형성하지 않아도 되는 것이다.The present invention provides a separate insertion groove for matching a gas flow path or inserting a gasket by inserting a cooling panel member having a coolant flow path formed on one surface between the positive electrode separator plate member 10 and the negative electrode separator plate member 20. It does not have to form.

따라서 본 발명은 가공 공수가 적게 들며 정밀 가공에 따른 불량률이 발생하지 않는 구조인 것이다.Therefore, the present invention is a structure that takes less processing time and does not generate a defective rate due to precision machining.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

10 : 양극 분리판부재 11 : 제 1 가스 유로
20 : 음극 분리판부재 21 : 제 2 가스 유로
30 : 냉각판부재 31 : 냉각수 유로
40 : 제 1 가스켓부재 50 : 제 2 가스켓부재
10: positive electrode separator plate 11: the first gas flow path
20: cathode separator plate member 21: the second gas flow path
30: cooling plate member 31: cooling water flow path
40: first gasket member 50: second gasket member

Claims (5)

일 면에 양극용 반응 가스가 흐르는 제 1 가스 유로가 형성된 양극 분리판부재와;
상기 양극 분리판부재와 이격되게 배치되고 상기 양극 분리판과 마주보는 면의 반대 측면에 음극용 반응 가스가 흐르는 제 2 가스 유로가 형성된 음극 분리판부재와;
상기 양극 분리판부재와 상기 음극 분리판부재의 사이에 개재되고 양 면이 각각 상기 양극 분리판부재와 음극 분리판부재에 밀착되며 양 면 중 어느 한 면에 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성된 냉각판부재를 포함하며,
상기 양극 분리판부재는 금속 재질로 이루어지며 양극용 반응 가스가 흐르는 제 1 가스 유로가 일 면에 형성되고 상기 음극 분리판부재와 마주보는 다른 한 면이 평면으로 형성되고,
상기 음극 분리판부재는 금속 재질로 이루어지며 음극용 반응 가스가 흐르는 제 2 가스 유로가 일 면에 형성되고, 상기 양극 분리판부재와 마주보는 다른 한 면이 평면으로 형성되고,
상기 냉각판부재는 금속 재질로 이루어지며 양 면 중 어느 한 면에 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성되고 다른 한 면이 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 분리판.
An anode separation plate member having a first gas flow path through which a reaction gas for anode flows on one surface thereof;
A negative electrode separator plate member spaced apart from the positive electrode separator plate member and having a second gas flow path on which a reaction gas for a negative electrode flows on an opposite side of the surface facing the positive electrode separator plate;
A cooling plate member interposed between the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate member, and both surfaces thereof are in close contact with the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate member, respectively, and a cooling water flow path through which cooling water flows is formed on one of the two sides. Including;
The cathode plate member is made of a metal material, and a first gas flow path through which a reaction gas for the anode flows is formed on one surface, and the other surface facing the cathode separator plate member is formed in a flat surface.
The negative electrode plate member is made of a metal material and a second gas flow path through which the reaction gas for the negative electrode flows is formed on one surface, the other side facing the positive electrode plate member is formed in a flat surface,
The cooling plate member is made of a metal material, and the cooling water flow path is formed on one of the two surfaces of the cooling water flow, characterized in that the other surface is formed in a plane.
청구항 1에 있어서,
상기 양극 분리판부재의 양 측 단부에 각각 일체화된 제 1 가스켓부재와;
상기 음극 분리판부재의 양 측 단부에 각각 일체화된 제 2 가스켓부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 분리판.
The method according to claim 1,
First gasket members each integrated at both ends of the positive electrode separator plate member;
And a second gasket member integrally formed at both ends of the negative electrode separator plate member.
청구항 2에 있어서,
상기 냉각판부재는 상기 양극 분리판부재와 상기 음극 분리판부재 사이에서 상기 제 1 가스켓부재와 상기 제 2 가스켓부재가 밀착되면서 형성되는 간격에 대응되는 두께로 형성되어 양 면이 상기 양극 분리판부재의 일 면과 상기 음극 분리판부재의 일면에 각각 밀착되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 분리판.
The method according to claim 2,
The cooling plate member is formed to have a thickness corresponding to an interval formed while the first gasket member and the second gasket member are in close contact between the positive electrode separator plate member and the negative electrode separator plate member, so that both surfaces of the cathode plate member Separation plate for a fuel cell, characterized in that in close contact with one surface and one surface of the negative electrode separation plate member.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 가스 유로, 상기 제 2 가스 유로, 냉각수 유로는 각각 에칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 분리판.
The method according to claim 1,
The first gas passage, the second gas passage, and the cooling water passage are formed by etching, respectively.
KR1020110034371A 2011-04-13 2011-04-13 Separator for Fuel Cell Active KR101301824B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110034371A KR101301824B1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Separator for Fuel Cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110034371A KR101301824B1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Separator for Fuel Cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120116739A KR20120116739A (en) 2012-10-23
KR101301824B1 true KR101301824B1 (en) 2013-08-29

Family

ID=47284941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110034371A Active KR101301824B1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Separator for Fuel Cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101301824B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160077332A (en) * 2014-12-22 2016-07-04 주식회사 포스코 Separator and fuel cell stack having the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655509B1 (en) 2013-12-24 2016-09-07 현대자동차주식회사 Separator assembly for fuel cell and manufacturing method of the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110434A (en) * 1999-10-08 2001-04-20 Toyota Motor Corp Cooling plate for fuel cell
KR20070110600A (en) * 2006-05-15 2007-11-20 현대자동차주식회사 Cooling water flow path formation method of fuel cell stack
KR20090128602A (en) * 2008-06-11 2009-12-16 동아공업 주식회사 Separator plate integrated fuel cell gasket

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110434A (en) * 1999-10-08 2001-04-20 Toyota Motor Corp Cooling plate for fuel cell
KR20070110600A (en) * 2006-05-15 2007-11-20 현대자동차주식회사 Cooling water flow path formation method of fuel cell stack
KR20090128602A (en) * 2008-06-11 2009-12-16 동아공업 주식회사 Separator plate integrated fuel cell gasket

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160077332A (en) * 2014-12-22 2016-07-04 주식회사 포스코 Separator and fuel cell stack having the same
KR101698829B1 (en) * 2014-12-22 2017-01-24 주식회사 포스코 Separator and fuel cell stack having the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120116739A (en) 2012-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101361298B1 (en) Seperator for fuel cell having holes
US9225032B2 (en) Fuel cell
JP5234446B2 (en) Structure to improve stackability of metal separator for fuel cell stack
CN101335358B (en) The fuel cell
CA2800518C (en) Solid oxide fuel cell including gas sealing with at least first and second gas flowing paths
US20130260281A1 (en) Fuel cell and fuel cell stack
US20190131635A1 (en) Cell Frame for Fuel Cell and Fuel Cell Stack Using the Same
US20130101914A1 (en) Fuel cell
US20040110054A1 (en) Methods and apparatus for assembling solid oxide fuel cells
US20050186464A1 (en) Fuel cell
US10741852B2 (en) Bipolar plate for an electrochemical reactor with a compact homogenization zone and a low pressure differential
EP2525429A1 (en) Fuel cell
EP3392952B1 (en) Fuel cell
US20100248085A1 (en) Flow field plate of a fuel cell with airflow guiding gaskets
US8691471B2 (en) Polymer electrolyte fuel cell and fuel cell stack comprising the same
KR20150017402A (en) Fuel cell stack with excellent circulating performance
US7572538B2 (en) Fuel cell
EP2860806A1 (en) Stack structure for fuel cell and composition thereof
KR101301824B1 (en) Separator for Fuel Cell
JP6068218B2 (en) Operation method of fuel cell
EP2933864B1 (en) Stack structure for fuel cell
KR101889550B1 (en) A separating plate of solid oxide fuel cell stack using joint process
KR20200000913A (en) The separator for fuel cell
US20240097152A1 (en) Electrochemical device
KR101337453B1 (en) Combined parts for fuel cell separator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20110413

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20130220

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20130821

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130823

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130823

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160819

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160819

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170824

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170824

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180823

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180823

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190823

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200803

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210803

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220802

Start annual number: 10

End annual number: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230802

Start annual number: 11

End annual number: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240801

Start annual number: 12

End annual number: 12