KR20220090627A - Separator for fuel cell reinforced with net and apparatus for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터는, 복수의 매니폴드 홀; 및 복수의 매니폴드 홀 사이에 배치되며 가스가 통과하는 가스 유로를 형성하는 복수의 유로 리브를 포함할 수 있고, 전기 전도성 입자 및 열경화성 수지를 포함하는 성형 재료로 형성되고, 성형 재료 내에는 복수의 선재가 교차하여 배치되는 것에 의해 형성되는 망상체가 매립되고, 복수의 유로 리브가 형성되는 부분에서의 복수의 선재의 배치 밀도는 복수의 유로 리브가 형성되는 부분을 제외한 다른 부분에서의 복수의 선재의 배치 밀도에 비하여 클 수 있다.A separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention includes a plurality of manifold holes; and a plurality of flow path ribs disposed between the plurality of manifold holes and forming a gas flow path through which gas passes, and is formed of a molding material including electrically conductive particles and a thermosetting resin, and a plurality of flow path ribs are formed in the molding material. The network formed by intersecting the wire rods is embedded, and the arrangement density of the plurality of wires in the portion where the plurality of passage ribs are formed is the arrangement density of the plurality of wires in the portion other than the portion where the plurality of passage ribs are formed. may be larger than
Description
본 발명은 연료 전지용 세퍼레이터 및 이를 제조하는 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a fuel cell and a manufacturing apparatus for manufacturing the same.
일반적으로, 연료 전지는 애노드에 수소를 공급하고 캐소드에 산소를 공급하여, 수소와 산소의 전기 화학 반응에 의해 전기 에너지를 얻는 장치이다. 연료 전지는 유해 가스를 배출하지 않고 소음과 진동을 적게 발생하므로 차세대 에너지원으로서 각광을 받고 있다.In general, a fuel cell is a device that supplies hydrogen to an anode and oxygen to a cathode to obtain electrical energy through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Since fuel cells do not emit harmful gases and generate less noise and vibrations, they are in the spotlight as a next-generation energy source.
연료 전지는, 전해질 종류에 따라, 고분자 전해질 연료 전지(PEMFC), 인산형 연료 전지(PAFC), 용융 탄산염형 연료 전지(MCFC), 고체산화물 연료 전지(SOFC)로 분류된다. 이러한 연료 전지 중에서 고분자 전해질 연료 전지(PEMFC)가 널리 사용되고 있다.Fuel cells are classified into a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a solid oxide fuel cell (SOFC) according to the type of electrolyte. Among these fuel cells, a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) is widely used.
고분자 전해질 연료 전지는 수십 내지 수백 개의 단위 셀이 직렬로 적층된 구조를 갖는다. 단위 셀은 고체 고분자 전해질막, 전극, 세퍼레이터로 구성된다.A polymer electrolyte fuel cell has a structure in which tens to hundreds of unit cells are stacked in series. The unit cell is composed of a solid polymer electrolyte membrane, an electrode, and a separator.
세퍼레이터는 전극으로 공급되는 수소와 산소를 분리시키는 역할을 한다. 세퍼레이터는 수소와 산소를 완전히 분리시켜야 하므로 매우 높은 가스 불투과성을 가질 필요가 있다. 또한, 세퍼레이터는 전기 에너지를 집전체인 엔드 플레이트로 전력 손실 없이 전달하여야 하므로 우수한 전기 전도성을 가질 필요가 있다.The separator serves to separate hydrogen and oxygen supplied to the electrode. The separator needs to have a very high gas impermeability since it must completely separate hydrogen and oxygen. In addition, the separator needs to have excellent electrical conductivity since it must transmit electrical energy to the end plate, which is a current collector, without loss of power.
또한, 세퍼레이터는 내부에 형성되는 가스 유로를 통과하는 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하도록 기밀성을 가질 필요가 있다.In addition, the separator needs to have airtightness to prevent gas passing through a gas flow path formed therein from leaking to the outside.
또한, 세퍼레이터는 연료 전지 내에서 큰 체적을 차지하므로, 대용량으로 제작되는 연료 전지의 무게를 줄일 수 있도록 세퍼레이터는 작은 두께를 갖도록 제작될 필요가 있다.In addition, since the separator occupies a large volume in the fuel cell, the separator needs to be manufactured to have a small thickness in order to reduce the weight of the fuel cell manufactured with a large capacity.
또한, 세퍼레이터는 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 강성을 가질 필요가 있다.In addition, the separator needs to have rigidity to withstand vibration and external force despite its small thickness.
본 발명의 목적은 강성이 보강된 연료 전지용 세퍼레이터 및 이를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell with reinforced rigidity and an apparatus for manufacturing the same.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터는, 복수의 매니폴드 홀; 및 복수의 매니폴드 홀 사이에 배치되며 가스가 통과하는 가스 유로를 형성하는 복수의 유로 리브를 포함할 수 있고, 전기 전도성 입자 및 열경화성 수지를 포함하는 성형 재료로 형성되고, 성형 재료 내에는 복수의 선재가 교차하여 배치되는 것에 의해 형성되는 망상체가 매립되고, 복수의 유로 리브가 형성되는 부분에서의 복수의 선재의 배치 밀도는 복수의 유로 리브가 형성되는 부분을 제외한 다른 부분에서의 복수의 선재의 배치 밀도에 비하여 클 수 있다.A separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of manifold holes; and a plurality of flow path ribs disposed between the plurality of manifold holes and forming a gas flow path through which gas passes, and is formed of a molding material including electrically conductive particles and a thermosetting resin, and a plurality of flow path ribs are formed in the molding material. The network formed by intersecting the wire rods is embedded, and the arrangement density of the plurality of wires in the portion where the plurality of passage ribs are formed is the arrangement density of the plurality of wires in the portion other than the portion where the plurality of passage ribs are formed. may be larger than
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치는, 제1 금형; 제1 금형에 대면하게 배치되며 성형 재료가 수용되는 수용 공간을 구비하는 제2 금형; 제2 금형 내에 배치되어 성형 재료를 가열하도록 구성되는 가열 유닛; 제1 금형 및 제2 금형 사이로 망상체를 공급하는 망상체 공급 유닛; 및 수용 공간으로 성형 재료를 공급하는 성형 재료 공급 유닛을 포함할 수 있다.In addition, an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention includes: a first mold; a second mold disposed to face the first mold and having an accommodating space in which a molding material is accommodated; a heating unit disposed in the second mold and configured to heat the molding material; a network supply unit for supplying the network between the first mold and the second mold; and a molding material supply unit for supplying the molding material to the accommodation space.
제1 금형의 내부에는 성형 재료 공급 유닛으로부터 성형 재료가 공급되는 성형 재료 공급 통로가 형성될 수 있고, 성형 재료 공급 유닛으로부터 공급되는 성형 재료는 성형 재료 공급 통로를 통하여 수용 공간으로 공급될 수 있다.A molding material supply passage through which the molding material is supplied from the molding material supply unit may be formed inside the first mold, and the molding material supplied from the molding material supply unit may be supplied to the accommodation space through the molding material supply passage.
본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 따르면, 세퍼레이터를 구성하는 성형 재료 내에 망상체가 매립되므로, 세퍼레이터의 강성이 향상될 수 있으며, 이에 따라, 세퍼레이터가 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 할 수 있다.According to the separator for fuel cell according to the embodiment of the present invention, since the network body is embedded in the molding material constituting the separator, the rigidity of the separator can be improved, so that the separator can withstand vibration and external force despite its small thickness can make it
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터가 막 전극 조립체에 결합된 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 복수의 망상체가 배치된 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터를 제조하는 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터를 제조하는 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.1 is a diagram schematically illustrating a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a separator for a fuel cell is coupled to a membrane electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a plurality of network bodies are disposed in a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are schematic diagrams for explaining the operation of an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 및 이를 제조하는 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a separator for a fuel cell and an apparatus for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는, 열경화성 수지, 전기 전도성 입자, 탄소 섬유를 혼합한 혼합물(이하, 성형 재료라 함)을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 세퍼레이터(50)는 20 내지 35 wt.%의 열경화성 수지와, 80 내지 65 wt.%의 전기 전도성 입자 및 탄소 섬유를 혼합하여 제조된 성형 재료를 사용하여 제조될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the
열경화성 수지는 페놀 수지일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 열경화성 수지가 사용될 수 있다.The thermosetting resin may be a phenolic resin. However, the present invention is not limited thereto, and various thermosetting resins may be used.
전기 전도성 입자는 카본 블랙 입자일 수 있다. 카본 블랙 입자는 전기 전도성이 높으므로, 카본 블랙 입자를 사용하여 제조되는 세퍼레이터(50)의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다. 또한, 카본 블랙 입자는 가공성이 우수하므로, 카본 블랙 입자를 사용하여 제조되는 세퍼레이터(50)는 1 내지 2 mm 정도로 작은 두께를 가질 수 있다.The electrically conductive particles may be carbon black particles. Since the carbon black particles have high electrical conductivity, the electrical conductivity of the
한편, 카본 블랙 입자의 양이 증가함에 따라 세퍼레이터(50)의 전기 전도성은 좋아지지만 세퍼레이터(50)의 강도가 저하될 수 있다. 따라서, 세퍼레이터(50)의 강도를 보완하기 위해, 세퍼레이터(50)는 카본 블랙 입자에 탄소 섬유를 혼합한 혼합물을 사용하여 제조된다. 예를 들면, 탄소 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유, 셀룰로오스계 탄소 섬유 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 탄소 섬유는 1 내지 12 mm의 길이를 가질 수 있지만, 본 발명은 탄소 섬유의 길이에 한정되지 않는다.Meanwhile, as the amount of carbon black particles increases, the electrical conductivity of the
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는, 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232), 복수의 유로 리브(300), 복수의 외곽 돌기(411, 421)를 구비한다.As shown in FIG. 1 , the
복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)은, 복수의 가스 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122) 및 한 쌍의 냉매 매니폴드 홀(131, 132)을 포함한다.The plurality of
복수의 가스 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122)은, 한 쌍의 제1 가스 매니폴드 홀(111, 112) 및 한 쌍의 제2 가스 매니폴드 홀(121, 122)을 포함한다.The plurality of
한 쌍의 제1 가스 매니폴드 홀(111, 112)은, 제1 가스가 유입되는 제1 가스 유입홀(111)과, 제1 가스가 배출되는 제1 가스 배출홀(112)을 포함한다. 제1 가스는 제1 가스 유입홀(111)을 통하여 세퍼레이터(50)의 내부로 유입되고, 세퍼레이터(50) 내부의 제1 가스 유로를 통과한 다음, 제1 가스 배출홀(112)을 통하여 세퍼레이터(50)의 외부로 배출된다.The pair of first
한 쌍의 제2 가스 매니폴드 홀(121, 122)은, 제2 가스가 유입되는 제2 가스 유입홀(121)과, 제2 가스가 배출되는 제2 가스 배출홀(122)을 포함한다. 제2 가스는 제2 가스 유입홀(121)을 통하여 세퍼레이터(50)의 내부로 유입되고, 세퍼레이터(50) 내부의 제2 가스 유로를 통과한 다음, 제2 가스 배출홀(122)을 통하여 세퍼레이터(50)의 외부로 배출된다.The pair of second
여기에서, 제1 가스 및 제2 가스 중 어느 하나는 연료 가스일 수 있고, 제1 가스 및 제2 가스 중 다른 하나는 산화제 가스일 수 있다.Here, any one of the first gas and the second gas may be a fuel gas, and the other of the first gas and the second gas may be an oxidizing gas.
각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 각각의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 각각의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)을 둘러싸도록 형성된다. 각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 세퍼레이터(50)의 표면으로부터 돌출되어 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)을 통하여 유동하는 냉매, 제1 가스 또는 제2 가스가 외부로 누출하는 것을 방지하는 역할을 한다.Each of the
복수의 외곽 돌기(411, 421)는 세퍼레이터(50)의 외곽을 따라 연장될 수 있다. 복수의 외곽 돌기(411, 421)는 제1 외곽 돌기(411) 및 제2 외곽 돌기(421)를 포함한다.The plurality of
제1 외곽 돌기(411)는 복수의 유로 리브(300)를 둘러싸도록 형성된다. 제2 외곽 돌기(421)는 복수의 유로 리브(300), 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)를 포위하도록 형성된다. 복수의 외곽 돌기(411, 421)는 세퍼레이터(50)의 내부에서 유동하는 냉매, 제1 가스 또는 제2 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다.The first
복수의 유로 리브(300)는 세퍼레이터(50)의 표면으로부터 돌출될 수 있다. 복수의 유로 리브(300)는 서로 이격되게 형성될 수 있으며, 이에 따라, 복수의 유로 리브(300) 사이에는 제1 가스가 통과하는 제1 가스 유로 또는 제2 가스가 통과하는 제2 가스 유로가 형성될 수 있다.The plurality of
본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되어 하나의 조립체를 구성할 수 있다. 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되는 것에 의해 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)가 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)에 접합될 수 있다. 이때, 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)의 접합면과 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)의 접합면이 서로 접촉될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a pair of
또한, 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되는 것에 의해 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)가 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)에 접합될 수 있다. 이때, 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)의 접합면과 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)의 접합면이 서로 접촉될 수 있다.In addition, when the pair of
도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 세퍼레이터(50)는 막 전극 조립체(60)에 결합되어 하나의 단위 셀을 형성한다. 그리고, 복수의 단위 셀이 적층되어 연료 전지 스택을 형성한다.As shown in FIG. 2 , a pair of
막 전극 조립체(60)는, 제1 전극(61), 제2 전극(62), 전해질 막(63)을 포함한다. 전해질 막(63)은 제1 전극(61) 및 제2 전극(62) 사이에 배치된다.The
막 전극 조립체(60)와 세퍼레이터(50) 사이에는 가스 확산층(64)이 배치될 수 있다.A
제1 전극(61) 및 제2 전극(62) 중 어느 하나는 애노드일 수 있고, 제1 전극(61) 및 제2 전극(62) 중 다른 하나는 캐소드일 수 있다.Any one of the
한 쌍의 세퍼레이터(50)가 제1 전극(61) 및 제2 전극(62)에 결합되는 것에 의해 복수의 유로 리브(300) 사이의 공간이 밀폐되며, 이에 따라, 복수의 유로 리브(300)의 길이 방향으로 제1 가스 유로 및 제2 가스 유로가 형성될 수 있다.The space between the plurality of
한 쌍의 세퍼레이터(50)는, 제1 전극(61)에 인접하게 배치되는 제1 세퍼레이터(51)와, 제2 전극(62)에 인접하게 배치되는 제2 세퍼레이터(52)를 포함한다.The pair of
제1 세퍼레이터(51)가 제1 전극(61)에 결합되는 것에 의해, 제1 세퍼레이터(51) 및 제1 전극(61) 사이에 제1 가스 유로(310)가 형성될 수 있다. 제1 가스는 제1 가스 유로(310)를 따라 유동할 수 있다.When the
제2 세퍼레이터(52)가 제2 전극(62)에 결합되는 것에 의해, 제2 세퍼레이터(52) 및 제2 전극(62) 사이에 제2 가스 유로(320)가 형성될 수 있다. 제2 가스는 제2 가스 유로(320)를 따라 유동할 수 있다.When the
그리고, 제1 세퍼레이터(51) 및 제2 세퍼레이터(52)가 서로 결합되는 것에 의해, 제1 세퍼레이터(51) 및 제2 세퍼레이터(52) 사이에 냉매 유로(330)가 형성될 수 있다. 냉매는 냉매 유로(330)를 따라 유동할 수 있다.Also, when the
세퍼레이터(50)는 일정 간격으로 굴곡된 판형 부재로 형성된다. 세퍼레이터(50)는 성형 재료(501)의 내부에 망상체(502)가 매립된 구성을 갖는다.The
망상체(502)는 세퍼레이터(50)를 보강하는 역할을 한다. 예를 들면, 망상체(502)는 유리 섬유, 금속, 합성 수지로 형성될 수 있다.The
일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 망상체(502)가 세퍼레이터(50) 내에 배치될 수 있다. 복수의 망상체(502)는 복수의 유로 리브(300)가 형성된 영역 내에서 집중적으로 배치될 수 있다.As an example, as shown in FIG. 3 , a plurality of
제1 가스 유로(310), 제2 가스 유로(320) 및 냉매 유로(330)를 형성하는 복수의 유로 리브(300)가 형성되는 영역 내에 복수의 망상체(502)가 배치된다. 따라서, 제1 가스 유로(310), 제2 가스 유로(320) 및 냉매 유로(330)가 형성되는 부분이 복수의 망상체(502)에 의해 보강될 수 있다.A plurality of
여기에서, 망상체(502)는 복수의 선재가 교차하게 배치되는 것에 의해 형성된다. 그리고, 복수의 유로 리브(300)가 형성되는 부분에서의 복수의 선재의 배치 밀도는 복수의 유로 리브(300)가 형성되는 부분을 제외한 다른 부분에서의 복수의 선재의 배치 밀도에 비하여 클 수 있다. 따라서, 제1 가스 유로(310), 제2 가스 유로(320) 및 냉매 유로(330)가 형성되는 부분이 더욱 효과적으로 보강될 수 있다. 따라서, 제1 가스, 제2 가스 및 냉매가 유동하는 과정에서 발생할 수 있는 진동 또는 외부로부터 가해지는 힘에 견딜 수 있는 세퍼레이터(50)를 구현할 수 있다. 또한, 복수의 유로 리브(300)가 형성되는 부분에서의 복수의 선재가 집중적으로 배치되므로, 세퍼레이터(50)의 전체의 영역에서 복수의 선재를 균일하게 배치하는 경우에 비하여, 복수의 선재의 재료비를 줄일 수 있으면서, 세퍼레이터(50)에서 보강이 요구되는 부분을 효과적으로 보강할 수 있다.Here, the
도 4에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(50)를 제조하는 세퍼레이터 제조 장치(90)는, 제1 금형(91), 제2 금형(92), 가열 유닛(93), 구동 유닛(94), 망상체 공급 유닛(95), 성형 재료 공급 유닛(96)을 포함한다.As shown in FIG. 4 , the
제1 금형(91)에는 성형 재료 공급 유닛(96)으로부터 공급되는 성형 재료가 통과하는 성형 재료 공급 통로(961)가 구비될 수 있다. 성형 재료 공급 통로(961)는 제1 금형(91)의 내부에 형성될 수 있다. 성형 재료 공급 통로(961)는 복수로 분기될 수 있다. 성형 재료 공급 통로(961)의 출구는 제2 금형(92)을 향하여 형성될 수 있다. 성형 재료 공급 유닛(96)로부터 공급되는 성형 재료(501)는 성형 재료 공급 통로(961)를 통하여 제2 금형(92)을 향하여 공급될 수 있다. 따라서, 제1 금형(91)은 성형 재료(501)를 가압하는 가압 부재로서의 역할과 함께 성형 재료(501)를 공급하는 노즐로서의 역할을 할 수 있다. 따라서, 성형 재료(501)를 공급하기 위한 별도의 노즐을 설치하는 경우에 비하여, 세퍼레이터 제조 장치(90)의 구성을 단순화할 수 있다.The
제2 금형(92)은 제1 금형(91)에 대면하도록 배치된다. 제2 금형(92)에는 성형 재료(501)가 수용되는 수용 공간(921)이 형성될 수 있다.The
제1 금형(91) 및 제2 금형(92)에는 복수의 요철부가 형성될 수 있다. 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)이 성형 재료(501)를 가압할 때, 복수의 요철부가 성형 재료(501)를 가압하며, 이에 따라, 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232), 복수의 유로 리브(300), 복수의 외곽 돌기(411, 421)를 갖는 세퍼레이터(50)가 성형될 수 있다.A plurality of concavo-convex portions may be formed in the
가열 유닛(93)은 제2 금형(92) 내에 매립될 수 있다. 가열 유닛(93)은 제2 금형(92)의 수용 공간(921)에 수용된 성형 재료(501)를 가열하여 경화시키는 역할을 한다.The
구동 유닛(94)은 제1 금형(91)과 연결되어 제1 금형(91)을 제2 금형(92)에 대하여 이동시킬 수 있다.The driving
망상체 공급 유닛(95)은 망상체(502)를 제1 금형(91) 및 제2 금형(92) 사이로 공급하도록 구성된다.The reticulated
망상체 공급 유닛(95)은 클램프(951) 및 클램프 이동 모듈(952)을 포함할 수 있다. 클램프(951)는 망상체(502)를 파지하도록 구성될 수 있다. 클램프 이동 모듈(952)은 클램프(951)를 수평으로 이동시키도록 구성될 수 있다.The
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 세퍼레이터 제조 장치(90)를 사용하여 세퍼레이터(50)를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5-8, the method of manufacturing the
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 금형(91)이 제2 금형(92)으로 이동되어 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)이 서로 밀착된다.First, as shown in FIG. 5 , the
그리고, 성형 재료 공급 유닛(96)로부터 성형 재료 공급 통로(961)를 통하여 수용 공간(921)으로 성형 재료(501)가 공급된다. 이때, 성형 재료(501)는 세퍼레이터(50)의 체적 중 일부에 해당하는 체적만큼 공급된다.Then, the
그리고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)이 서로 이격된 상태에서, 망상체 공급 유닛(95)에 의해 망상체(502)가 성형 재료(501) 상으로 공급된다.And, as shown in FIGS. 6 and 7 , in a state in which the
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 금형(91)이 제2 금형(92)으로 이동되어 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)이 서로 밀착된다.And, as shown in FIG. 8 , the
그리고, 성형 재료 공급 유닛(96)로부터 성형 재료 공급 통로(961)를 통하여 수용 공간(921)으로 성형 재료(501)가 공급되는 것과 함께 성형 재료(501)가 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)에 의해 가압된다.Then, the
그리고, 수용 공간(921) 내의 성형 재료(501)가 가열 유닛(93)에 의해 가열되며, 이에 따라, 성형 재료(501)가 경화되면서 세퍼레이터(50)가 완성된다.Then, the
본 발명의 실시예에 따른 세퍼레이터(50)에 따르면, 세퍼레이터(50)를 구성하는 성형 재료(501) 내에 망상체(502)가 매립되므로, 세퍼레이터(50)의 강성이 향상될 수 있으며, 이에 따라, 세퍼레이터(50)가 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 할 수 있다.According to the
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.Although preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and may be appropriately modified within the scope described in the claims.
50: 세퍼레이터
60: 막 전극 조립체
90: 세퍼레이터 제조 장치50: separator
60: membrane electrode assembly
90: separator manufacturing device
Claims (3)
전기 전도성 입자 및 열경화성 수지를 포함하는 성형 재료로 형성되고,
상기 성형 재료 내에는 복수의 선재가 교차하여 배치되는 것에 의해 형성되는 망상체가 매립되고,
상기 복수의 유로 리브가 형성되는 부분에서의 상기 복수의 선재의 배치 밀도는 상기 복수의 유로 리브가 형성되는 부분을 제외한 다른 부분에서의 상기 복수의 선재의 배치 밀도에 비하여 큰 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터.A separator for fuel cells comprising a plurality of flow path ribs forming a gas flow path through which gas passes, the separator comprising:
formed of a molding material comprising electrically conductive particles and a thermosetting resin,
A network formed by intersecting a plurality of wire rods is embedded in the molding material,
A fuel cell separator, characterized in that the arrangement density of the plurality of wires in the portion where the plurality of passage ribs are formed is greater than the arrangement density of the plurality of wires in the portions other than the portion in which the plurality of passage ribs are formed.
상기 제1 금형에 대면하게 배치되며 성형 재료가 수용되는 수용 공간을 구비하는 제2 금형;
상기 제2 금형 내에 배치되어 상기 성형 재료를 가열하도록 구성되는 가열 유닛;
상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 사이로 망상체를 공급하는 망상체 공급 유닛; 및
상기 수용 공간으로 상기 성형 재료를 공급하는 성형 재료 공급 유닛을 포함하는 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치.a first mold;
a second mold disposed to face the first mold and having an accommodating space in which a molding material is accommodated;
a heating unit disposed in the second mold and configured to heat the molding material;
a network supply unit for supplying the network between the first mold and the second mold; and
and a molding material supply unit supplying the molding material to the accommodation space.
상기 제1 금형의 내부에는 상기 성형 재료 공급 유닛으로부터 상기 성형 재료가 공급되는 성형 재료 공급 통로가 형성되고,
상기 성형 재료 공급 유닛으로부터 공급되는 상기 성형 재료는 상기 성형 재료 공급 통로를 통하여 상기 수용 공간으로 공급되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치.3. The method according to claim 2,
A molding material supply passage through which the molding material is supplied from the molding material supply unit is formed inside the first mold,
and the molding material supplied from the molding material supply unit is supplied to the accommodation space through the molding material supply passage.
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