일반기술

(PCT)연료 전지용 금속 골격 플레이트

본 발명은 금속골격에 필러가 함침되어 있고 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 금속골격 플레이트에 관한 것으로서, 금속재료를 가공하여 스폰지 형태 또는 교차 결합된 형태의 금속골격을 제조하고, 상기 금속골격에 압력을 가하여 금속골격의 경도와 밀도를 증가시키고, 상기 금속골격에 필러를 브러슁법이나 롤링법을 이용하여 함침시킨 후 건조시키고, 상기 건조된 플레이트를 커팅하거나 프레싱으로 성형하여 바이폴라 플레이트를 제조하는 것에 관한 것이다.; 본 발명에 따르면, 바이폴라 플레이트가 요구하는 다양한 물성을 충족시킬 뿐만 아니라, 제품의 생산 공정을 단순화하여 제작시간을 단축하고, 흑연 및 금속 강체만을 사용하는 것이 아니라 소정 공극을 갖는 금속골격을 사용함으로써, 제작단가를 낮추면서 가격대비 성능이 향상된 바이폴라 플레이트를 제조할 수 있다.본 발명은 금속골격에 필러가 함침되어 있고 유로가 형성된 금속골격 플레이트를 제공하는 것을 특징으로 한다.본 발명의 플레이트는 전술한 다공성 플레이트 및 바이폴라 플레이트 구조로서 모두 사용 가능하다. 본 발명의 플레이트에서 지지대로 사용되는 금속골격은 이의 재료로 철, 니켈, 크롬, 규소, 주석, 망간, 구리, 마그네슘 및 알루미늄 등의 금속재료를 단독으로 사용할 수 있고, 기계적 및 물리적 특성을 고려하여 이들 물질의 합금 또는 다른 기타 물질과 합금을 만들어 사용할 수 있다. 특히 바람직하게는 니켈 또는 니켈 합금을 사용할 수 있다. 본 발명의 바이폴라 플레이트에서 금속골격은 전기 및 열전도성을 증가시켜 주는 작용을 하며, 이에 따라 본 발명의 바이폴라 플레이트를 사용한 전지의 스텍은 공기로 냉각시킬 수도 있다.금속골격의 형태는 스폰지형(foam type), 교차결합형(crosslinked type), 격자형, 파이버형 및 분말형 등의 형태로 제조하는 것이 바람직하다.본 발명의 플레이트에 있어서, 금속골격은 비용을 절감하기 위하여 공극률(porosity)을 70% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한 공극률은 필러의 함침 용량에 따라 달라질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 금속골격의 공극률이 70% 이하인 경우에는 필러의 함침율을 낮출 수 있고, 기계적 강도가 좋으므로 플레이트의 제조공정 중 가압 과정을 생략할 수 있다. 금속골격내의 공극은 기체의 통기성을 향상시키면서 열전도도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공극은 플레이트의 냉각효율에 영향을 미치게 되는데, 공극을 갖는 플레이트는 공극이 없는 플레이트에 비하여 높은 냉각효율을 갖게 된다. 이들 변수를 고려하여 플레이트의 용도에 맞춰 금속골격의 공극률은 적절히 변할 수 있다.