KR101406670B1 - Collector unit and fuel cell having thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛은 연료전지의 집전체유닛으로써, 금속탄성부재 및 상기 금속탄성부재 양측에 위치하며, 상기 금속탄성부재에 접촉하는 평면 형상의 금속접촉부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지는 공기극과 연료극 사이에 전해질막이 배치된 단위셀, 상기 단위셀의 양면에 배치되는 분리판 및 상기 단위셀과 상기 분리판 사이에 위치하는 상기 집전체유닛을 포함할 수 있다.The current collector unit according to an embodiment of the present invention may include a metal elastic member and planar metal contact members located on both sides of the metallic elastic member and in contact with the metallic elastic member, have.
According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell including a unit cell having an electrolyte membrane disposed between an air electrode and a fuel electrode, a separator disposed on both sides of the unit cell, Unit. ≪ / RTI >

Description

집전체유닛 및 이를 포함한 연료전지{Collector unit and fuel cell having thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell,

본 발명은 집전체유닛 및 이를 포함한 연료전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속접촉부재에 탄성력을 제공하는 동시에 단위셀과 면접촉시켜 집전률을 좋게 하는 발명에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a current collector unit and a fuel cell including the current collector unit. More particularly, the present invention relates to an invention that provides an elastic force to a metal contact member,

연료전지는 수소를 사용하여 전기를 생산하는데 있어서 가장 효율이 높은 이상적인 에너지 변환장치로 일컬어지고 있으며, 미래 수소사회의 핵심이 되는 기술이 될 것이다. 한편 에너지원과 에너지 저장매체로 화석연료를 사용하는 현 시점에서도 고효율의 친환경적인 에너지전환장치로서의 연료전지는 응용 가능 분야가 다양하고 에너지 절약 및 기타 특수 목적을 위해 현재 세계 각국에서 상용화를 위한 연구가 활발히 진행 중이다.Fuel cells are considered to be the most efficient energy conversion device for producing electricity using hydrogen and will be the core technology of future hydrogen society. At present, the use of fossil fuels as energy sources and energy storage media, fuel cell as a highly efficient and environmentally friendly energy conversion device has various applications, and researches for commercialization in various countries around the world for energy saving and other special purposes It is actively underway.

연료전지(Fuel Cell)는 반응물의 산화, 환원에 의한 화학에너지를 전기에너지로 바꾸어주는 에너지 변환 장치이다. 일반적으로 연료전지는 연료극(Anode)과 공기극(Cathode) 및 상기 연료극과 공기극 사이에 위치하는 전해질 매트릭스 또는 맴브레인으로 구성된다. 이러한 연료전지는 연료극으로 연료가스가 주입되어 산화되고, 공기극으로 공기가 공급되어 연료극과 공기극 사이에 위치하는 전해질 매트릭스 혹은 멤브레인을 통하여 이온이 이동되어 외부 회로를 경유하는 방식으로 작동된다.Fuel cells are energy conversion devices that convert chemical energy from oxidation and reduction of reactants into electrical energy. Generally, a fuel cell is composed of an anode and an cathode, and an electrolyte matrix or a membrane disposed between the anode and the cathode. The fuel cell is operated by injecting fuel gas into the fuel electrode, oxidizing it, supplying air to the air electrode, moving the ions through the electrolyte matrix or the membrane located between the fuel electrode and the air electrode, and passing the external circuit.

이때 연료극에서 생성된 전자가 공기극으로 전달되어 소모되는 과정에서 외부 회로로 전자가 흐르게 되며, 이를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것이다. 따라서 연료전지에서 일어나는 화학반응은 수소와 산소가 만나 물이 되는 반응과 동일하다.At this time, the electrons generated in the anode are transferred to the cathode and are consumed, and electrons flow to the external circuit. Therefore, the chemical reaction in the fuel cell is the same as the reaction in which hydrogen and oxygen meet and become water.

한편 전해질, 공기극 및 연료극으로 이루어진 연료전지를 단위셀이라고 하며, 1개의 단위셀이 생산하는 전기 에너지의 양은 매우 제한적이기 때문에 연료전지를 발전에 활용하기 위해서는 단위셀을 여러 개 쌓아 놓은 형태인 스택 구조의 형성이 불가피하다. Meanwhile, the fuel cell comprising an electrolyte, an air electrode and a fuel electrode is called a unit cell, and the amount of electric energy produced by one unit cell is very limited. Therefore, in order to utilize the fuel cell for power generation, a stack structure Is inevitable.

이와 같이 스택 구조를 이루기 위해서는 상기 단위셀을 스택구조로 결합하기 위해 분리판이 사용된다. 분리판은 상기 단위셀에서 생성된 전기를 집전하여 전달하기 위해 각각의 단위셀을 전기적으로 연결시키는 역할도 한다. In order to achieve such a stack structure, a separator plate is used to connect the unit cells in a stack structure. The separator also electrically connects the unit cells to collect electricity generated in the unit cells.

한편, 연료전지에서는 상기 단위셀의 집전기능을 향상시키기 위해, 상기 단위셀과 분리판 사이에 별도의 집전체를 삽입하여 사용하기도 한다. 이와 같은 집전체는 상기 단위셀에서 발생한 전기를 집전하여 상기 분리판에 전달하기 때문에, 상기 집전체의 집전률이 높을수록 연료전지의 성능이 향상된다. On the other hand, in the fuel cell, in order to improve the current collecting function of the unit cells, a separate current collector may be inserted between the unit cells and the separator plate. The current collector collects electricity generated in the unit cells and transfers the generated electricity to the separator. Therefore, the performance of the fuel cell is improved as the current collecting rate of the current collector is higher.

따라서, 상기 집전체의 집전률을 향상시키기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 일반적으로는 메쉬(mesh) 형태의 집전체가 사용되고 있으나, 이와 같은 메쉬 형태의 집전체는 접촉면적에 따라 집전률이 현저히 차이 나는 세라믹 소재의 상기 단위셀과 점접촉하는 등으로 접촉면적이 작아 집전률이 낮은 문제가 있었다.Accordingly, researches for improving the current collection ratio of the current collector have been conducted. Generally, a mesh-shaped current collector is used. However, such a mesh-shaped current collector has a small contact area due to point contact with the unit cell of a ceramic material having a significantly different current collecting ratio depending on the contact area, There was a low rate problem.

또한, 상기 단위셀 또는 상기 분리판의 표면에 제조과정에서 요철형상의 미세한 공차가 발생하거나, 연료전지의 운전 중에 다양한 원인에 의해 발생한 응력에 의해 상기 집전체와의 물리적 접촉을 방해하는 공차가 발생하기도 한다. 이와 같은 공차의 경우에도 상기 집전체와의 접촉면적을 줄여 연료전지의 성능에 마이너스 작용을 하는 문제가 있었다.In addition, a fine tolerance of the concavo-convex shape in the manufacturing process may occur on the surface of the unit cell or the separator, or a tolerance may be generated which interferes with the physical contact with the current collector due to stress generated by various causes during operation of the fuel cell It is also said. Even in the case of such a tolerance, there is a problem that the contact area with the current collector is reduced to negatively affect the performance of the fuel cell.

따라서, 상기 단위셀 또는 상기 분리판에 발생한 공차에 대한 마이너스 효과를 제거하면서도 상기 단위셀 또는 상기 분리판과 상기 집전체의 접촉면적을 넓히는 발명에 대한 연구가 필요하게 되었다.Therefore, it is necessary to study the invention of increasing the contact area between the unit cell or the separator and the current collector while eliminating the negative effect on the tolerance generated in the unit cell or the separator.

본 발명의 목적은 연료전지에 사용되는 집전체유닛의 구조를 변형하여 단위셀 또는 분리판과의 접촉면적을 넓혀 집전기능을 향상시킨 집전체유닛 및 이를 포함한 연료전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a current collector unit in which the structure of a current collector unit used in a fuel cell is modified to enlarge a contact area with a unit cell or a separator plate to improve a current collecting function and a fuel cell including the current collector unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛은 연료전지의 집전체유닛으로써, 금속탄성부재 및 상기 금속탄성부재 양측에 위치하며, 상기 금속탄성부재에 접촉하는 평면 형상의 금속접촉부재를 포함할 수 있다.The current collector unit according to an embodiment of the present invention may include a metal elastic member and planar metal contact members located on both sides of the metallic elastic member and in contact with the metallic elastic member, have.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛의 상기 금속탄성부재는 상기 집전체유닛의 두께방향 일단면이 주름형상일 수 있다.Further, in the metallic elastic member of the current collector unit according to an embodiment of the present invention, one end surface in the thickness direction of the current collector unit may have a corrugated shape.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛의 상기 금속접촉부재와 상기 금속탄성부재를 확산용접에 의해 결합할 수 있다.Further, the metallic contact member and the metallic elastic member of the current collector unit according to an embodiment of the present invention can be joined by diffusion welding.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛의 상기 금속탄성부재는 센터부 및 상기 센터부에서 연장 형성되며, 상기 금속접촉부재와 면접촉하는 에지부를 제공할 수 있다.Further, the metal elastic member of the current collector unit according to an embodiment of the present invention may be provided with an edge portion extending from the center portion and the center portion, and an edge portion in surface contact with the metal contact member.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛의 상기 금속접촉부재는 상기 금속탄성부재의 일단과 결합되어 일체로 형성될 수 있다.Further, the metal contact member of the current collector unit according to an embodiment of the present invention may be integrally formed with one end of the metallic elastic member.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지는 공기극과 연료극 사이에 전해질막이 배치된 단위셀, 상기 단위셀의 양면에 배치되며, 유로가 형성된 분리판 및 상기 단위셀과 상기 분리판 사이에 위치하는 상기 집전체유닛을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell including a unit cell having an electrolyte membrane disposed between an air electrode and a fuel electrode, a separator disposed on both sides of the unit cell, And the current collector unit.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지의 상기 집전체유닛은 전체 또는 상기 분리판의 유로 상의 부분에만 관통홀이 형성될 수 있다.In addition, the current collector unit of the fuel cell according to another embodiment of the present invention may have a through hole only in the whole or a part of the flow path of the separator.

본 발명에 따른 집전체유닛 및 이를 포함한 연료전지는 금속탄성부재에 의해 단위셀 또는 분리판을 가압하거나, 금속접촉부재에 의해 종래와 달리 상기 집전체유닛을 상기 단위셀 또는 상기 분리판과 면 접촉시킬 수 있어, 상기 단위셀 또는 상기 분리판과 상기 집전체유닛의 접촉면적을 넓혀주는 이점이 있다. The current collector unit and the fuel cell including the same according to the present invention are characterized in that the unit cell or the separator plate is pressed by the metal elastic member or the separator plate is pressed by the metal contact member to bring the current collector unit into surface contact with the unit cell or the separator plate So that there is an advantage that the contact area between the unit cell or the separation plate and the current collector unit is widened.

이에 의해, 상기 단위셀에서 발생한 전자의 집전률을 높여주는 동시에 연료전지의 면비저항에 의한 성능저하를 방지하여 상기 연료전지의 성능을 향상시키는 효과가 발생한다.As a result, the current collecting rate of the electrons generated in the unit cell is increased, and the performance of the fuel cell is improved by preventing the performance degradation due to surface resistivity of the fuel cell.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛이 단위셀과 결합한 경우와 비교하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛의 금속탄성부재에 적용되는 주름형상의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛의 금속탄성부재가 상기 금속접촉부재와 면접촉하는 면적을 넓혀주는 에지부를 포함한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛의 금속접촉부재를 금속탄성부재와 일체로 형성한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예인 연료전지를 도시한 분해사시도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a current collector unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged view of a portion A in Fig.
3 is a cross-sectional view schematically showing a current collector unit as an embodiment of the present invention, as compared with a case where the current collector unit is combined with a unit cell.
4 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a wrinkle shape applied to a metallic elastic member of a current collector unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing an edge portion that widens an area in which the metallic elastic member of the current collector unit is in surface contact with the metal contact member according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a metallic contact member of a current collector unit, which is an embodiment of the present invention, formed integrally with a metallic elastic member.
7 is an exploded perspective view showing a fuel cell according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛(1)을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛(1)이 단위셀(2)과 결합한 경우와 비교하여 개략적으로 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛(1)의 금속탄성부재(20)에 적용되는 주름형상의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
Fig. 1 is a cross-sectional view schematically showing a current collector unit 1 according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged view of a portion A in Fig. Sectional view schematically showing a state in which the current collector unit 1 is coupled with the unit cell 2; 4 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the corrugated shape applied to the metallic elastic member 20 of the current collector unit 1, which is one embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛(1)은 연료전지의 집전체유닛(1)으로써, 금속탄성부재(20) 및 상기 금속탄성부재(20) 양측에 위치하며, 상기 금속탄성부재(20)에 접촉하는 평면 형상의 금속접촉부재(10)를 포함할 수 있다.1 to 4, a current collector unit 1 according to an embodiment of the present invention is a current collector unit 1 for a fuel cell. The current collector unit 1 includes a metallic elastic member 20, And may include a planar metal contact member 10 that contacts the metal elastic member 20.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛(1)의 상기 금속탄성부재(20)는 상기 집전체유닛(1)의 두께방향(Y) 일단면이 주름형상일 수 있다.The metallic elastic member 20 of the current collector unit 1 according to an embodiment of the present invention may have one end face in the thickness direction Y of the current collector unit 1 in a corrugated shape.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛(1)의 상기 금속접촉부재(10)와 상기 금속탄성부재(20)를 확산용접에 의해 결합할 수 있다.
Further, the metal contact member 10 and the metallic elastic member 20 of the current collector unit 1 according to the embodiment of the present invention can be joined by diffusion welding.

상기 금속접촉부재(10)는 연료전지의 공기극(2b), 연료극(2a) 및 전해질막(2c)으로 구성된 단위셀(2) 및 분리판(3)과 직접적으로 접촉하여, 상기 단위셀(2)에서 생성된 전자를 집전하여 상기 분리판(3)으로 전달하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 금속접촉부재(10)는 전기전도성의 소재를 사용하여 형성할 수 있다.The metal contact member 10 is in direct contact with the unit cell 2 and the separator 3 composed of the air electrode 2b, the fuel electrode 2a and the electrolyte membrane 2c of the fuel cell, And collects the electrons generated by the separation plate 3 and transfers the collected electrons to the separation plate 3. For this, the metal contact member 10 may be formed using an electrically conductive material.

특히, 상기 금속접촉부재(10)는 금속을 소재로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 접촉면적에 의한 전자 전달의 제한이 없도록, 금속으로 형성된 상기 금속접촉부재(10)를 금속으로 형성된 상기 금속탄성부재(20)와 접촉시키는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 금속끼리의 접촉인 상기 금속접촉부재(10)와 상기 금속탄성부재(20)의 접촉은 면접촉, 선접촉 또는 점접촉이든 전자 전달율(접촉한 한쪽의 물질에서 접촉한 다른쪽의 물질로 전자가 이동하는 정도)의 차이가 미미하여, 상기 금속접촉부재(10)를 주름형상의 상기 금속탄성부재(20)와 선접촉시키더라도 충분한 전자 전달율을 제공할 수 있게 된다.  In particular, it is preferable that the metal contact member 10 is made of a metal. That is, it is preferable that the metal contact member 10 formed of metal is brought into contact with the metal elastic member 20 formed of a metal so that there is no restriction of the electron transfer by the contact area. According to this, the contact between the metal contact member 10 and the metal elastic member 20, which are the metal-to-metal contact, is an electron transfer rate (contact with the other material in contact with one material, So that it is possible to provide a sufficient electron transmission rate even if the metal contact member 10 is brought into line contact with the wrinkled metal elastic member 20.

한편, 상기 금속접촉부재(10)는 종래의 메쉬(mesh) 형상과 달리 접촉면적을 넓힐 수 있는 플래이트(plate) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 단위셀(2) 또는 분리판(3)과 면접촉을 함으로써 접촉면적을 넓힐 수 있다. 다만, 상기 금속접촉부재(10)의 접촉을 긴밀히 하기 위해 상기 금속탄성부재(20)가 상기 금속접촉부재(10)에 압력(Vertical Pressure: VP)을 제공하게 된다. Meanwhile, the metal contact member 10 may have a plate shape which can increase the contact area unlike the conventional mesh shape. That is, by making surface contact with the unit cell 2 or the separation plate 3, the contact area can be widened. However, in order to closely contact the metal contact member 10, the metal elastic member 20 provides a vertical pressure (VP) to the metal contact member 10.

즉, 상기 집전체유닛(1)은 접촉면적에 따라 전자 전달율에 차이가 있는 세라믹 소재로 대부분 형성된 상기 단위셀(2) 또는 상기 분리판(3)과는 면접촉하도록 상기 금속접촉부재(10)를 제공하면서도, 탄성력을 제공하여 상기 단위셀(2)과 상기 금속접촉부재(10)를 긴밀하게 접촉시키는 상기 금속탄성부재(20)를 동시에 제공할 수 있게 된다.
That is, the current collector unit 1 is provided with the metal contact member 10 so as to be in surface contact with the unit cell 2 or the separator plate 3, which is mostly formed of a ceramic material having a difference in electron- It is possible to simultaneously provide the metal elastic member 20 which provides the elastic force and brings the unit cell 2 and the metal contact member 10 in intimate contact with each other.

상기 금속탄성부재(20)는 한 쌍의 상기 금속접촉부재(10) 사이에 접촉하며 위치할 수 있으나, 상기 금속접촉부재(10)와 확산용접에 의해 결합할 수도 있다. 이에 의하면, 상기 금속탄성부재(20)와 상기 금속접촉부재(10)의 접촉을 더 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라, 구조적인 안정성에서도 상기 금속접촉부재(10)와 상기 금속탄성부재(20)를 확산용접에 의해 결합하는 것이 바람직하다. The metal elastic member 20 may be placed in contact with a pair of the metal contact members 10 but may be joined to the metal contact member 10 by diffusion welding. This makes it possible to more firmly contact the metal elastic member 20 and the metal contact member 10 and to prevent the metal contact member 10 and the metal elastic member 20 from diffusing It is preferable to join them by welding.

따라서, 상기 금속탄성부재(20)와 상기 금속접촉부재(10)가 확산용접에 의해 결합함으로써, 기계적, 조직적으로 거의 유사한 접합조직을 가질 수 있으며, 접합 후의 변형이 거의 없는 이점이 있다. 또한, 이종의 금속끼리의 접합이 용이하고, 정밀한 접합이 가능할 뿐만 아니라, 여러 개의 접합을 동시에 수행할 수 있는 이점도 있다.
Therefore, the metal elastic member 20 and the metal contact member 10 are bonded by diffusion welding, so that they can have almost similar mechanical structures in terms of structure and structure, and there is little advantage of deformation after bonding. In addition, the joining of different types of metals is easy, precise joining is possible, and also joining can be performed at the same time.

상기 금속탄성부재(20)는 탄성력에 의해 상기 금속접촉부재(10)를 가압하는 역할을 한다. 즉, 상기 금속접촉부재(10)를 가압함으로써, 상기 금속접촉부재(10)와 접촉하고 있는 상기 단위셀(2) 또는 분리판(3)과 상기 금속접촉부재(10)를 긴밀하게 접촉시키는 역할을 한다. The metal elastic member 20 serves to press the metal contact member 10 by an elastic force. That is, by pressing the metal contact member 10, the unit cell 2 or the separator plate 3 in contact with the metal contact member 10 and the metal contact member 10 are brought into tight contact with each other .

즉, 상기 단위셀(2) 또는 분리판(3)과 상기 금속접촉부재(10)를 긴밀하게 접촉시킴으로써, 연료전지의 운전 중에 다양한 원인에 의해 발생한 응력에 의한 상기 집전체유닛(1)과 상기 단위셀(2) 또는 분리판(3)의 물리적 접촉을 방해하는 공차나, 상기 단위셀(2) 또는 분리판(3)의 표면에 제조과정에서 발생한 요철형상의 미세한 공차에 의한 연료전지의 성능저하를 방지할 수 있다. That is, by bringing the unit cell 2 or the separator plate 3 into close contact with the metal contact member 10, the current collector unit 1 and the metal contact member 10, which are caused by stresses caused by various causes during operation of the fuel cell, The performance of the fuel cell due to the tolerance that interferes with the physical contact of the unit cell 2 or the separator 3 or the fine tolerances of the irregularities generated during the manufacturing process on the surface of the unit cell 2 or the separator 3 It is possible to prevent degradation.

또한, 상기 집전체유닛(1)이 단위셀(2) 또는 분리판(3)을 가압함에 따라, 상기 단위셀(2) 또는 상기 분리판(3)과 상기 집전체유닛(1)의 접촉면적을 넓혀주게 된다. 이는 상기 단위셀(2)에서 발생한 전자의 집전률을 높여주는 동시에 연료전지의 면비저항(Area Specific Resistance: ASR)에 의한 성능저하를 방지하여 상기 연료전지의 성능을 향상시키는 효과를 발생시킨다. 즉, 연료전지의 성능지표에 영향을 주는 면비저항값이 상기 분리판(3) 또는 상기 단위셀(2)과 상기 집전체유닛(1) 사이의 접촉면적을 넓혀줌에 따라 감소하여 연료전지의 성능을 증가시킬 수 있는 것이다.As the current collector unit 1 presses the unit cell 2 or the separator plate 3, the contact area between the unit cell 2 or the separator plate 3 and the current collector unit 1 . This increases the current collection efficiency of the electrons generated in the unit cell 2 and also prevents the performance degradation due to area specific resistance (ASR) of the fuel cell, thereby improving the performance of the fuel cell. That is, the surface resistivity value affecting the performance index of the fuel cell decreases as the contact area between the separator plate 3 or the unit cell 2 and the current collector unit 1 is widened, It is possible to increase the performance.

상기 금속탄성부재(20)는 상기 금속접촉부재(10)가 상기 단위셀(2) 및 상기 분리판(3)의 결합에 의한 압축력(Compressive Pressure: CP)을 받으면 탄성 변형을 하여 상기 금속접촉부재(10)에 탄성력에 의한 압력(VP)을 제공하게 된다. 이때, 상기 금속탄성부재(20)는 일정 영역에서 탄성 변형을 하며 상기 단위셀(2) 및 상기 분리판(3)의 결합에 의해 상기 금속접촉부재(10)에 가해지는 압축력(CP)을 흡수할 수 있다. 또는 상기 금속탄성부재(20)의 적어도 하나의 일단이 상기 집전체유닛(1)의 두께방향(Y)과 수직한 방향(X)으로 연장되도록 탄성 변형을 하여, 상기 금속접촉부재(10)의 영역에서 벋어남으로써, 상기 단위셀(2) 및 상기 분리판(3)에 의해 가해지는 압축력(CP)을 흡수할 수도 있다.The metal elastic member 20 elastically deforms when the metal contact member 10 receives compressive pressure (CP) due to the engagement of the unit cell 2 and the separator plate 3, (VP) due to the elastic force is applied to the pressure chamber (10). At this time, the metal elastic member 20 elastically deforms in a certain region and absorbs the compressive force CP applied to the metal contact member 10 by the engagement of the unit cell 2 and the separator plate 3 can do. Or at least one end of the metal elastic member 20 is elastically deformed so as to extend in a direction X perpendicular to the thickness direction Y of the current collector unit 1, It is possible to absorb the compressive force CP applied by the unit cell 2 and the separator plate 3.

상기 금속탄성부재(20)는 상기 집전체유닛(1)의 두께방향(Y) 일단면의 형상이 주름형상을 할 수 있다. 즉, 상기 주름형상은 상기 주름형상과 상기 금속접촉부재(10)가 이루는 닫힌 도형의 모양이 반원, 사각형, 삼각형 또는 사다리꼴인 형상이 연속적으로 배열되는 형상일 수 있다. 일례로써, 상기 주름형상과 상기 금속접촉부재(10)가 이루는 닫힌 도형의 모양이 반원인 형상이 연속적으로 배열되면, 웨이브(wave) 형상이 될 수 있는 것이다. 다만, 상기 주름형상은 상기 금속접촉부재(10)를 가압할 수 있는 탄성력을 제공하는 것이면 본 발명에 포함될 수 있다.The metallic elastic member 20 may have a wrinkled shape at one end face in the thickness direction Y of the current collector unit 1. [ That is, the wrinkle shape may be a shape in which the shape of the wrinkle shape and the shape of the closed shape formed by the metal contact member 10 are continuously arranged in a shape of semicircle, square, triangle, or trapezoid. For example, when the shape of the closed shape formed by the wrinkle shape and the metal contact member 10 is continuously arranged in a semicircular shape, it can be a wave shape. However, the wrinkle shape may be included in the present invention as long as it provides an elastic force capable of pressing the metal contact member 10.

또한, 본 발명의 상기 금속탄성부재(20)의 소재로써, 페라이트계 스테인리스강판과 같은 Fe-Cr계 합금이나 Ni계 합금 등을 사용할 수 있다. 또한 고온에서 장시간 내산화성 및 기계적 강도를 유지하기 위해서 0.1mm 이상의 두께를 가지도록 하는 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 금속접촉부재(10)에 충분한 탄성력을 제공하면서도 충분한 전자 전달율을 제공한다면, 상기 금속탄성부재(20)의 소재가 될 수 있다.As the material of the metallic elastic member 20 of the present invention, an Fe-Cr alloy or a Ni alloy such as a ferritic stainless steel sheet can be used. In order to maintain the oxidation resistance and mechanical strength for a long time at a high temperature, it is preferable to have a thickness of 0.1 mm or more. However, the present invention is not limited thereto and may be a material of the metal elastic member 20, provided that it provides a sufficient elastic force to the metal contact member 10 and provides a sufficient electron transmission rate.

상기 금속탄성부재(20)는 상기 금속접촉부재(10)와 접촉면적을 넓히며 결합하기 위해 확산용접에 의해 결합하는 것이 바람직하나, 상기 금속탄성부재(20)와 상기 금속접촉부재(10)를 결합시킬 수 있는 방법이라면 본 발명에 포함될 수 있다. 다만, 상기 금속탄성부재(20)와 상기 금속접촉부재(10)의 결합 부위가 많으면, 상기 금속탄성부재(20)가 탄성 변형을 위한 영역이 줄어들기 때문에, 상기 금속탄성부재(20)와 상기 금속접촉부재(10)의 결합 부위를 최소로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the metal elastic member 20 is joined by diffusion welding to increase the contact area with the metal contact member 10 but it is preferable that the metal elastic member 20 and the metal contact member 10 are combined The present invention is not limited thereto. However, since the region for the elastic deformation of the metal elastic member 20 is reduced when the metal elastic member 20 and the metal contact member 10 are coupled to each other, It is preferable to minimize the joining portion of the metal contact member 10.

한편, 상기 금속탄성부재(20)도 상기 단위셀(2)에서 발생한 전자를 집전하여 상기 분리판(3)으로 전달하기 위한 통로의 역할을 할 수 있으므로, 상기 금속접촉부재(10)와의 접촉면적을 넓히는 것이 집전성능 향상에 도움이 된다. 따라서, 상기 금속탄성부재(20)는 상기 금속접촉부재(10)와 면접촉할 수 있는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.The metal elastic member 20 may also act as a passage for collecting electrons generated in the unit cell 2 and transferring the generated electrons to the separator 3 so that the contact area with the metal contact member 10 To improve the current collecting performance. Therefore, it is preferable that the metal elastic member 20 has a shape that can be in surface contact with the metal contact member 10. A detailed description thereof will be given later with reference to Fig.

또한, 상기 금속탄성부재(20)는 상기 금속접촉부재(10)와 결합하여 일체로 형성하는 것이 상기 금속접촉부재(10)와 접촉시켜 구성하는 경우보다, 상기 집전체유닛(1)의 집전성능을 더 높여줄 수 있게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6을 참조하여 후술한다.
It is more preferable that the metal elastic member 20 is integrally formed with the metal contact member 10 so that the current collecting performance of the current collector unit 1 Can be increased. A detailed description thereof will be described later with reference to Fig.

도 5는 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛(1)의 금속탄성부재(20)가 상기 금속접촉부재(10)와 면접촉하는 접촉면적을 넓혀주는 에지부(22)를 포함한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다.5 schematically shows a structure including an edge portion 22 for enlarging the contact area where the metallic elastic member 20 of the current collector unit 1 according to the embodiment of the present invention is in surface contact with the metal contact member 10. [ Fig.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛(1)의 상기 금속탄성부재(20)는 센터부(21) 및 상기 센터부(21)에서 연장 형성되며, 상기 금속접촉부재(10)와 면접촉하는 에지부(22)를 제공할 수 있다.5, the metal elastic member 20 of the current collector unit 1 according to the embodiment of the present invention is formed to extend from the center portion 21 and the center portion 21, It is possible to provide an edge portion 22 which is in surface contact with the base 10.

상기 센터부(21)는 상기 금속탄성부재(20)가 상기 금속접촉부재(10)를 가압하기 위한 탄성력을 제공하는 역할을 한다. 즉, 상기 금속탄성부재(20)는 상기 센터부(21)만으로 본 발명의 집전체유닛(1)을 상기 단위셀(2) 또는 분리판(3)과 밀접하게 접촉시킬 수 있는 효과를 발생시킬 수 있는 것이다.The center portion 21 serves to provide an elastic force for pressing the metallic contact member 10 by the metallic elastic member 20. That is, the metal elastic member 20 may cause the current collector unit 1 of the present invention to be brought into close contact with the unit cell 2 or the separator plate 3 only by the center portion 21 You can.

다만, 상기 금속탄성부재(20)는 상기 센터부(21)에서 연장 형성된 상기 에지부(22)를 제공함으로써, 상기 금속접촉부재(10)와의 접촉면적을 넓힐 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다. 이에 의해, 상기 단위셀(2)에서 발생한 전자를 집전하여 상기 분리판(3)으로 전달하기 위한 통로를 넓게 할 수 있게 되어, 상기 집전체유닛(1)의 집전성능을 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 연료전지 전체의 성능도 향상시킬 수 있게 된다.
The metal elastic member 20 has the advantage that the contact area with the metal contact member 10 can be increased by providing the edge portion 22 extended from the center portion 21. As a result, it is possible to widen the passage for collecting electrons generated in the unit cell 2 and transferring the generated electrons to the separator 3, so that the current collecting performance of the current collector unit 1 can be improved. Therefore, the performance of the entire fuel cell can be improved.

한편, 상기 에지부(22)는 상기 센터부(21)에서 곡선을 이루며 연장 형성될 수 있다. 이는 상기 에지부(22)와 상기 센터부(21)의 결합 부위의 탄성 한계 적용시점을 늦추어 상기 금속탄성부재(20)의 파단을 방지하는 역할을 한다.The edge portion 22 may be formed as a curved line in the center portion 21. This serves to prevent the breakage of the metal elastic member 20 by delaying the application time of the elastic limit of the joining portion of the edge portion 22 and the center portion 21. [

즉, 연료전지의 조립시에 상기 단위셀(2)과 상기 분리판(3) 사이에 위치하는 상기 금속접촉부재(10)는 상기 단위셀(2)과 상기 분리판(3)에 의해 압축력(CP)을 받는데, 상기 금속탄성부재(20)는 상기 압축력(CP)에 대항하는 힘으로써 탄성에 의한 압력(VP)을 상기 금속접촉부재(10)에 제공한다. 이때 상기 금속탄성부재(20)는 소재의 탄성 한계 내에서만 탄성에 의한 압력(VP)을 제공할 수 있는데, 상기 에지부(22)가 상기 센터부(21)와 각지게 결합하는 경우에는 상기 압축력(CP)이 작용하는 영역이 상기 에지부(22)와 상기 센터부(21)가 각지게 결합한 극히 좁은 모서리부분에 한정되므로 소재의 파단이 발생하기 쉽다. 그러나, 상기 에지부(22)가 상기 센터부(21)와 곡선을 이루며 연장 형성되면, 상기 압축력(CP)이 작용하는 영역을 곡선의 전체 면적 부분으로 넓힐 수 있어 상기 금속탄성부재(20) 소재의 탄성 한계 적용시점을 늦출 수 있게 된다. 따라서, 상기 금속탄성부재(20)의 파단을 방지할 수 있게 된다.
That is, the metal contact member 10 positioned between the unit cell 2 and the separator plate 3 at the time of assembling the fuel cell is compressed by the unit cell 2 and the separator plate 3 CP, the metal elastic member 20 provides the elastic contact pressure 10 to the metal contact member 10 as a force against the compressive force CP. In this case, the metal elastic member 20 can provide the elastic pressure VP only within the elastic limit of the material. When the edge portion 22 engages with the center portion 21, (CP) is limited to an extremely narrow edge portion where the edge portion (22) and the center portion (21) are joined to each other in an angular manner, so that the material tends to be broken. However, if the edge portion 22 is formed to extend in a curved shape with respect to the center portion 21, the region where the compressive force CP acts can be extended to the entire area of the curved portion, It is possible to delay the application time of the elastic limit. Therefore, it is possible to prevent the metal elastic member 20 from being broken.

도 6은 본 발명의 일 실시예인 집전체유닛(1)의 금속접촉부재(10)를 금속탄성부재(20)와 일체로 형성한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing that the metal contact member 10 of the current collector unit 1, which is one embodiment of the present invention, is integrally formed with the metallic elastic member 20. As shown in Fig.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체유닛(1)의 상기 금속접촉부재(10)는 상기 금속탄성부재(20)의 일단과 결합되어 일체로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the metal contact member 10 of the current collector unit 1 according to an embodiment of the present invention may be integrally formed with one end of the metallic elastic member 20.

상기 금속탄성부재(20)는 상기 단위셀(2)에서 생성된 전자를 상기 금속접촉부재(10)가 집전하면 이를 상기 분리판(3)으로 전달하는 통로역할을 할 수도 있는데, 상기 금속탄성부재(20)를 상기 금속접촉부재(10)와 일체로 형성하게 되면, 상기 금속접촉부재(10)가 집전한 전자의 전달 성능을 더 좋게 할 수 있다. 즉, 상기 금속탄성부재(20)와 상기 금속접촉부재(10)가 일체로 형성된 것이 아닌 접촉에 의해서 전자를 전달하면, 접촉부위의 미세한 간극에 의해 전자의 전달 성능이 나빠지는데, 본 발명에서는 상기 금속탄성부재(20)와 상기 금속접촉부재(10)를 일체로 형성함으로써 이와 같은 문제점을 해결한 것이다.The metal elastic member 20 may serve as a passage for transmitting electrons generated in the unit cell 2 to the separator plate 3 when the metal contact member 10 collects the metal. (20) is integrally formed with the metal contact member (10), the transfer performance of the electrons collected by the metal contact member (10) can be improved. That is, when the metal elastic member 20 and the metal contact member 10 are not integrally formed but transmit electrons by contact, the transfer performance of electrons deteriorates due to the minute gaps in the contact region. In the present invention, This problem is solved by integrally forming the metal elastic member 20 and the metal contact member 10 together.

다만, 상기 금속탄성부재(20)는 상기 금속접촉부재(10)를 가압할 수 있어야 하기 때문에, 상기 금속탄성부재(20)와의 결합은 상기 금속탄성부재(20)의 일단과 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 금속탄성부재(20)와 연결되지 않은 타단은 상기 금속탄성부재(20)가 압축력(CP)을 받을 때, 탄성 변형에 의해 늘어날 수 있으면서도 일단은 상기 금속접촉부재(10)와 일체로 형성되어 상기 금속접촉부재(10)에 의해 집전된 전자의 전달 성능을 향상시킬 수 있게 된다. It is preferable that the metallic elastic member 20 is capable of pressing the metallic contact member 10 so that the connection with the metallic elastic member 20 is one end of the metallic elastic member 20. The other end not connected to the metal elastic member 20 can be elastically deformed when the metal elastic member 20 is subjected to a compressive force CP so that one end thereof is integrally formed with the metal contact member 10, So that the transfer performance of electrons collected by the metal contact member 10 can be improved.

한편, 상기 금속접촉부재(10)는 상기 금속탄성부재(20)의 상하 양측에 한 쌍이 접촉할 수 있기 때문에, 상기 금속탄성부재(20)의 일단에는 한 쌍의 상기 금속접촉부재(10) 중에 하나와 결합하고, 상기 금속탄성부재(20)의 타단에는 상기 금속접촉부재(10) 중에 나머지 하나와 결합할 수 있다. 이는 상기 금속탄성부재(20)가 탄성 변형을 위해 늘어날 수 있으면서도 한 쌍의 상기 금속접촉부재(10)와 일체로 형성될 수 있어 상기 단위셀(2)에서 생성된 전자의 전달 성능을 향상시킬 수 있다.
Since the pair of metal contact members 10 can be in contact with both the upper and lower sides of the metal elastic member 20 at one end of the metal elastic member 20, And the other end of the metal elastic member 20 may be coupled to the other one of the metal contact members 10. [ This is because the metal elastic member 20 can be stretched for elastic deformation and can be formed integrally with a pair of the metal contact members 10 to improve the transfer performance of electrons generated in the unit cell 2 have.

도 7은 본 발명의 다른 실시예인 연료전지를 도시한 분해사시도이다.7 is an exploded perspective view showing a fuel cell according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지는 공기극(2b)과 연료극(2a) 사이에 전해질막(2c)이 배치된 단위셀(2), 상기 단위셀(2)의 양면에 배치되며, 유로가 형성된 분리판(3) 및 상기 단위셀(2)과 상기 분리판(3) 사이에 위치하는 상기 집전체유닛(1)을 포함할 수 있다.7, a fuel cell according to another embodiment of the present invention includes a unit cell 2 in which an electrolyte membrane 2c is disposed between an air electrode 2b and a fuel electrode 2a, And a current collector unit 1 disposed between the unit cell 2 and the separator plate 3. The current collector unit 1 includes a plurality of unit cells 2,

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지의 상기 집전체유닛(1)은 전체 또는 상기 분리판(3)의 유로 상의 부분에만 관통홀(30)이 형성될 수 있다.In addition, the current collector unit 1 of the fuel cell according to another embodiment of the present invention may be formed with a through hole 30 only in the entire portion of the flow path of the separator plate 3.

여기서 단위셀(2)은 산소 이온 전도성을 갖는 전해질막(2c)과 그 양면에 위치한 캐소드로서의 공기극(2b) 및 애노드로서의 연료극(2a) 전극의 조립체로 형성된다. Here, the unit cell 2 is formed of an assembly of an electrolyte membrane 2c having oxygen ion conductivity, an air electrode 2b as a cathode located on both sides thereof, and a fuel electrode 2a electrode as an anode.

분리판(3)에는 공기극(2b) 가스채널과 연료극(2a) 가스채널이 형성되어 있으며, 공기극(2b) 가스채널에는 외부로부터 공기가 공급되어 상기 유로를 따라 흐르며, 연료극(2a) 가스채널로부터는 수소함유 연료가 상기 유로를 따라 흐른다. 연료극(2a) 및 공기극(2b) 가스채널을 통과한 가스(공기 혹은 수소함유 연료)는 각각 연료극(2a) 및 공기극(2b)으로 상기 집전체유닛(1)을 관통하여 공급된다. The separation plate 3 is provided with a gas channel of the air electrode 2b and a gas channel of the fuel electrode 2a and air is supplied from the outside to the gas channel of the air electrode 2b and flows along the flow channel, Containing fuel flows along the flow path. The gas (air or hydrogen-containing fuel) that has passed through the gas channels of the fuel electrode 2a and the air electrode 2b is supplied through the collector unit 1 to the fuel electrode 2a and the air electrode 2b, respectively.

본 발명의 집전체유닛(1)은 상기 단위셀(2)과 상기 분리판(3) 사이에 배치된다. 이에 의해, 상기 단위셀(2)에서 생성한 전자를 집전하여 상기 분리판(3)으로 전달할 수 있게 된다. 본 발명에 의한 연료전지는 스택형식의 다수의 연료전지를 조합한 발명을 포함할 수 있다.The current collector unit 1 of the present invention is disposed between the unit cell 2 and the separator plate 3. As a result, electrons generated in the unit cell 2 can be collected and transferred to the separator 3. The fuel cell according to the present invention may include a combination of a plurality of stacked fuel cells.

한편, 상기 집전체유닛(1)에는 관통홀(30)이 형성될 수 있다. 이는 상기 연료 또는 공기를 상기 단위셀(2)에 공급하는 통로 역할을 한다. 즉, 상기 관통홀(30)에 의해 상기 분리판(3)으로 유입된 상기 연료 또는 공기는 상기 단위셀로 분배하여 공급할 수 있게 된다.The through hole 30 may be formed in the current collector unit 1. This serves as a passage for supplying the fuel or the air to the unit cell 2. That is, the fuel or air introduced into the separator plate 3 through the through-holes 30 can be distributed to the unit cells and supplied.

상기 관통홀(30)은 상기 집전체유닛(1)의 전체면에 형성되거나, 상기 유로 상에만 형성될 수도 있다. 상기 관통홀(30)은 상기 금속접촉부재(10) 상에 형성된 접촉부재홀(31)과 상기 금속탄성부재(20) 상에 형성된 탄성부재홀(32)을 포함할 수 있다.The through hole 30 may be formed on the entire surface of the collector unit 1 or may be formed only on the flow path. The through hole 30 may include a contact member hole 31 formed on the metal contact member 10 and an elastic member hole 32 formed on the metal elastic member 20.

또한, 상기 집전체유닛(1)의 전체면에 상기 관통홀(30)을 형성하는 경우는 상기 집전체유닛(1)의 제조과정을 단순하게 하여 생산비를 절감시키는 이점이 있다. 반면, 상기 유로 상에만 상기 관통홀(30)을 형성하는 경우는 상기 분리판(3) 또는 상기 단위셀(2)과의 접촉면적을 비교적 넓힐 수 있어 집전성능을 높일 수 있는 이점이 있다.When the through holes 30 are formed on the entire surface of the current collector unit 1, the manufacturing process of the current collector unit 1 is simplified and the production cost is reduced. On the other hand, when the through hole 30 is formed only in the flow path, the contact area between the separator plate 3 and the unit cell 2 can be relatively increased, and the current collecting performance can be improved.

1 : 집전체유닛 2 : 단위셀
3 : 분리판 10: 금속접촉부재
20: 금속탄성부재 21: 센터부
22: 에지부 30: 관통홀
31: 접촉부재홀 32: 탄성부재홀1: current collecting unit 2: unit cell
3: separator plate 10: metal contact member
20: metal elastic member 21: center portion
22: edge portion 30: through hole
31: contact member hole 32: elastic member hole

Claims (7)

연료전지의 집전체유닛에 있어서,
금속탄성부재; 및
상기 금속탄성부재 양측에 위치하며, 상기 금속탄성부재에 접촉하는 평면 형상의 금속접촉부재를 포함하며,
상기 금속탄성부재는 센터부; 및
상기 센터부에서 연장 형성되며, 상기 금속접촉부재와 면접촉하는 에지부를 제공하는 집전체유닛.In a current collector unit of a fuel cell,
Metal elastic members; And
And a planar metal contact member located on both sides of the metallic elastic member and contacting the metallic elastic member,
The metal elastic member includes a center portion; And
And an edge portion extending from the center portion and providing an edge portion in surface contact with the metal contact member. 제1항에 있어서,
상기 금속탄성부재는 상기 집전체유닛의 두께방향 일단면이 주름형상인 집전체유닛.The method according to claim 1,
Wherein the metallic elastic member has a wrinkled shape at one end face in the thickness direction of the current collector unit. 제1항에 있어서,
상기 금속접촉부재와 상기 금속탄성부재를 확산용접에 의해 결합하는 집전체유닛.The method according to claim 1,
And the metal contact member and the metallic elastic member are joined by diffusion welding. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 금속접촉부재는 상기 금속탄성부재의 일단과 결합되어 일체로 형성된 집전체유닛.The method according to claim 1,
And the metallic contact member is integrally formed with one end of the metallic elastic member. 공기극과 연료극 사이에 전해질막이 배치된 단위셀;
상기 단위셀의 양면에 배치되며, 유로가 형성된 분리판; 및
상기 단위셀과 상기 분리판 사이에 위치하는 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항의 집전체유닛을 포함하는 연료전지.A unit cell in which an electrolyte membrane is disposed between the air electrode and the fuel electrode;
A separator disposed on both sides of the unit cell and having a flow path formed therein; And
The fuel cell according to any one of claims 1 to 3 and 5, which is positioned between the unit cell and the separator plate. 제6항에 있어서,
상기 집전체유닛은 전체 또는 상기 분리판의 유로 상의 부분에만 관통홀이 형성된 연료전지. The method according to claim 6,
Wherein the current collector unit has a through hole formed in a whole or in a portion of the flow path of the separator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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