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KR101915348B1 - 연료 전지용 세퍼레이터 - Google Patents

연료 전지용 세퍼레이터 Download PDF

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KR101915348B1
KR101915348B1 KR1020150158048A KR20150158048A KR101915348B1 KR 101915348 B1 KR101915348 B1 KR 101915348B1 KR 1020150158048 A KR1020150158048 A KR 1020150158048A KR 20150158048 A KR20150158048 A KR 20150158048A KR 101915348 B1 KR101915348 B1 KR 101915348B1
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film layer
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carbon thin
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츠요시 세구치
유스케 와타나베
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

셀 모니터 단자의 삽입 인발 시에 생기는 도전성 탄소막의 박리나 균열을 억제할 수 있는 연료 전지용 세퍼레이터를 제공하는 것이다.
세퍼레이터(1)에 있어서의 발전에 관여하는 발전 영역(A1) 이외의 영역에 설치되고, 단셀(10)의 전압을 검출 가능한 셀 모니터 단자(30)가 접속되는 단자 설치부(A21)와, 단자 설치부(A21)에 형성된 도전성의 탄소 박막층(C)을 구비하고, 탄소 박막층(C)의 경도가 5㎬ 이상 10㎬ 이하인 연료 전지용 세퍼레이터이다.

Description

연료 전지용 세퍼레이터{SEPARATOR FOR FUEL CELL}
본 발명은, 연료 전지용 세퍼레이터에 관한 것이다.
예를 들어 고체 고분자형 연료 전지는, 발전 기능을 발휘하는 복수의 단셀이 적층된 구조를 갖는다. 당해 단셀은 각각, 고분자 전해질막을 끼움 지지하는 한 쌍(애노드, 캐소드)의 촉매층(「전극 촉매층」이라고도 칭해짐), 또한 이들을 끼움 지지해서 공급 가스를 분산시키기 위한 한 쌍(애노드, 캐소드)의 가스 확산층(GDL)을 포함하는 막 전극 접합체(MEA)를 갖는다. 그리고, 개개의 단셀이 갖는 MEA는, 세퍼레이터를 개재하여 인접하는 단셀의 MEA와 전기적으로 접속된다. 이와 같이 하여 단셀이 적층ㆍ접속됨으로써, 연료 전지 스택이 구성된다. 그리고, 이 연료 전지 스택은 다양한 용도로 사용 가능한 발전 수단으로서 기능할 수 있다.
상기 연료 전지 스택에 있어서, 세퍼레이터는, 상술한 바와 같이, 인접하는 단셀끼리를 전기적으로 접속하는 기능을 발휘하는 것에 더하여, 세퍼레이터에 있어서의 MEA와 대향하는 표면에는 가스 유로가 설치되는 것이 통상이다. 당해 가스 유로는, 애노드 및 캐소드에 연료 가스 및 산화제 가스를 각각 공급하기 위한 가스 공급 수단으로서 기능한다.
그런데, 상기와 같은 연료 전지 스택을 구성하는 각 단셀의 세퍼레이터에는, 셀 모니터의 단자(셀 모니터 단자)가 그 주연의 단자 설치부에 설치되어 있다. 이 셀 모니터 단자는 운전 중의 연료 전지 셀의 발전 상황을 감시하고, 그 출력 제어를 행할 뿐만 아니라, 이상한 연료 전지 셀의 감시를 행함으로써 유지 보수가 필요한 것을 알린다고 하는 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.
이 단자 설치부에 있어서는, 셀 모니터 단자에 발전 전기를 양호하게, 또한 장기간에 걸쳐서 통전시킬 필요가 있기 때문에, 우수한 도전성과 높은 내구성이 요구되고 있다. 따라서, 예를 들어 하기 특허문헌 1에는, 세퍼레이터의 단자 설치부에, 그래파이트화된 탄소로 이루어지는 탄소층(도전성 탄소막)을 형성하는 기술이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-099386호 공보
상기 특허문헌 1에 기재된 세퍼레이터에 있어서는, 세퍼레이터의 단자 설치부에 도전성 탄소막이 형성되고, 양호한 도전성이 확보되어 있지만, 세퍼레이터의 단자 설치부에 있어서의 반복 삽입 인발성이나 셀 모니터 단자와의 접점 부분에 있어서의 내구성의 관점에서의 고려가 이루어져 있지 않다. 이로 인해, 셀 모니터 단자의 삽입 인발 시에 도전성 탄소막의 박리나 균열이 생기는 경우가 있었다. 이와 같이, 종래의 세퍼레이터에는 개선해야 할 과제가 여전히 남아 있었다.
본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 셀 모니터 단자의 삽입 인발 시에 생기는 도전성 탄소막의 박리나 균열을 억제할 수 있는 연료 전지용 세퍼레이터를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관한 연료 전지용 세퍼레이터는, 연료 전지의 발전 요소인 단셀에 사용되는 연료 전지용 세퍼레이터이며, 세퍼레이터 본체에 있어서의 발전에 관여하는 발전 영역 이외의 영역에 설치되고, 상기 단셀의 전압을 검출 가능한 셀 모니터 단자가 접속되는 단자 접촉 설치면과, 상기 단자 접촉 설치면에 형성된 도전성의 탄소 박막층을 구비하고, 상기 탄소 박막층의 경도가 5㎬ 이상 10㎬ 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 연료 전지용 세퍼레이터에서는, 셀 모니터 단자가 접속되는 단자 설치면에 형성된 도전성의 탄소 박막층의 경도를 5㎬ 이상 10㎬ 이하로 규정하고 있다. 탄소 박막층의 경도를 5㎬ 이상으로 함으로써, 탄소 박막층의 경도가 충분히 확보된다. 그 결과, 외부로부터의 접촉이나 마찰 등의 충격에도 견딜 수 있으므로, 예를 들어 셀 모니터 단자의 삽입 인발 시(셀 모니터 단자의 제거를 행할 때)에서도 탄소 박막층의 박리를 억제할 수 있다. 또한, 탄소 박막층의 경도가 너무 높으면, 셀 모니터 단자의 삽입 인발 시에 탄소 박막층에 균열이 발생하기 쉬워지는 것이지만, 탄소 박막층의 경도를 10㎬ 이하로 규정함으로써, 셀 모니터 단자의 삽입 인발 시에서도 탄소 박막층의 균열을 억제할 수 있다.
또한 본 발명에 관한 연료 전지용 세퍼레이터에서는, 상기 탄소 박막층의 마찰 계수가 0.15 이하인 것도 바람직하다.
본 발명에 따르면, 셀 모니터 단자의 삽입 인발 시에 생기는 도전성 탄소막의 박리나 균열을 억제할 수 있는 연료 전지용 세퍼레이터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 세퍼레이터를 적용한 단셀을 구비한 연료 전지 스택의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 세퍼레이터의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 원(W)의 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시하는 세퍼레이터에 셀 모니터 단자가 접속되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 미끄럼 이동 횟수와 미끄럼 이동 저항과의 관계에 대해서 종래예와 실시예를 비교한 도면이다.
도 6은 탄소 박막층의 경도와 미끄럼 이동 저항과의 관계에 대해서 종래예와 실시예를 비교한 도면이다.
도 7은 마찰 계수에 대해서 종래예와 실시예를 비교한 도면이다.
도 8은 영률에 대해서 종래예와 실시예를 비교한 도면이다.
이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 발명은 이하의 바람직한 실시 형태에 의해 설명되지만, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 많은 방법에 의해 변경을 행할 수 있고, 본 실시 형태 이외의 다른 실시 형태를 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위 내에서의 모든 변경이 특허 청구 범위에 포함된다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 세퍼레이터를 적용한 연료 전지 셀(단셀)을 구비한 연료 전지 스택의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
연료 전지 스택(100)은 발전 요소인 다수의 단셀(10)을 적층한 스택 구조로 되어 있다. 연료 전지 스택(100)은 적층된 복수의 단셀(10)과, 산화제 가스 공급 매니폴드(11)와, 산화제 가스 배출 매니폴드(12)와, 연료 가스 공급 매니폴드(13)와, 연료 가스 배출 매니폴드(14)와, 냉각 매체 공급 매니폴드(15)와, 냉각 매체 배출 매니폴드(16)를 구비하고 있고, 또한, 도 1의 예에서는, 연료 전지 스택(100)에 있어서의 단셀(10)의 적층 부분을 나타내고 있고, 그 다른 부분에 대해서는 생략하고 있다.
각 단셀(10)은 두께 방향을 따라서 형성된 6개의 관통 구멍을 구비하고 있고, 단셀(10)이 적층된 상태에 있어서, 이들 6개의 관통 구멍에 의해, 상술한 6개의 매니폴드(11 내지 16)가 연료 전지 스택(100)의 내부에 형성된다. 또한, 관통 구멍, 매니폴드의 개수나 형상 등은 도 1에 도시한 예에 한정되지 않고, 이들 개수 등은 적절히 변경될 수 있는 것이다.
산화제 가스 공급 매니폴드(11)는, 도시하지 않은 에어콤프레서로부터 공급되는 산화제 가스로서의 공기를, 각 단셀(10)에 공급한다. 산화제 가스 배출 매니폴드(12)는, 각 단셀(10)에 있어서 사용되지 않았던 잉여 공기(캐소드측 오프 가스)를 배출한다. 연료 가스 공급 매니폴드(13)는, 도시하지 않은 수소 가스 탱크로부터 공급되는 연료 가스로서의 수소 가스를, 각 단셀(10)에 공급한다. 연료 가스 배출 매니폴드(14)는, 각 단셀(10)에 있어서 사용되지 않았던 잉여 수소 가스(애노드측 오프 가스)를 배출한다. 냉각 매체 공급 매니폴드(15)는, 각 단셀(10)에 냉각 매체를 공급한다. 냉각 매체 배출 매니폴드(16)는, 각 단셀(10)에서 사용된 냉각 매체를 배출한다.
계속해서 본 발명의 실시 형태에 관한 세퍼레이터에 대해서 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시한 단셀에 적용되는 세퍼레이터의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
또한, 상기 단셀(10)은 막 전극 접합체(도시 생략)와, 당해 막 전극 접합체를 끼움 지지하는 한 쌍의 세퍼레이터(1)(도 2 참조) 등을 적어도 포함한다. 막 전극 접합체는, 전해질막과 당해 전해질막을 양면으로부터 끼우는 한 쌍의 전극으로 구성되고, 한쪽의 전극(애노드)에는 연료 가스로서의 수소 가스, 다른 쪽의 전극(캐소드)에는 공기 등의 산화제 가스가 공급된다. 이들 수소 가스 및 산화제 가스에 의해 막 전극 접합체 내에서 전기 화학 반응이 생겨서 단셀(10)의 기전력이 얻어지도록 되어 있다.
세퍼레이터(1)(세퍼레이터 본체)에 대해서 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 세퍼레이터(1)는 직사각형의 외형 형상을 갖고 있다. 세퍼레이터(1)의 재료로서는, 예를 들어 스테인리스(SUS)나 티타늄 등의 금속제의 박판[세퍼레이터 기재(2)]이 사용된다. 세퍼레이터(1)에는, 그 두께 방향으로 관통하는 상술한 매니폴드(11 내지 16)가 형성되어 있다.
세퍼레이터(1)에 대해서 더욱 설명한다. 세퍼레이터(1)의 중앙부는, 단셀(10)의 발전부에 대응하는 발전 영역(A1)[도 2의 점선 프레임 내측 영역)으로 되어 있고, 이 발전 영역(A1)의 주위가 비발전 영역(A2)(도 2의 A1 점선 프레임 외측 영역)으로 되어 있고, 이 비발전 영역(A2)에 상술한 매니폴드(11 내지 16)용의 개구가 설치되어 있다. 구체적으로는, 부호 11이 산화제 가스 공급 매니폴드를 형성하는 개구이며, 부호 12가, 산화제 가스 배출 매니폴드를 형성하는 개구이며, 부호 13이 연료 가스 공급 매니폴드를 형성하는 개구이며, 부호 14가 연료 가스 배출 매니폴드를 형성하는 개구이며, 부호 15가 냉각 매체 공급 매니폴드를 형성하는 개구이며, 부호 16이 냉각 매체 배출 매니폴드를 형성하는 개구이다. 또한, 세퍼레이터(1)에 형성되는 매니폴드용의 개구의 개수나 형상은 도 2에 도시한 예에 한정되지 않고, 적절히 변경하는 것이 가능하다. 또한, 도 2에 도시하는 A1의 영역이, 본 발명에 있어서의, 세퍼레이터 본체에 있어서의 발전에 관여하는 발전 영역에 상당한다.
상기 발전 영역(A1) 및 비발전 영역(A2)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 도전성이 우수한 탄소 박막층(C)이 형성되어 있다. 이 탄소 박막층(C)의 형성 방법으로서는, 예를 들어 CVD법에 의한 표면 처리(아몰퍼스 카본)를 들 수 있다. 이와 같이 표면 처리를 실시함으로써, 세퍼레이터 기재(2)에 사용되는 티타늄보다도 탄소 박막층(C)의 경도가 향상됨과 함께, 마찰 계수가 저감되므로, 셀 모니터 단자(30)(도 4 참조)의 삽입성이 향상된다.
상기 비발전 영역(A2)의 일부분에 설치되는 단자 설치부(A21)와, 당해 단자 설치부(A21)에 접속되는 셀 모니터 단자(30)에 대해서 설명한다. 도 3은 단자 설치부(A21)의 개략 평면도이다. 도 4는 셀 모니터 단자(30)의 접속을 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 4의 (A)는 세퍼레이터(1)의 단자 설치부(A21)에, 셀 모니터 단자(30)를 접속하기 전의 상태를 도시하는 도면이며, 도 4의 (B)는 세퍼레이터(1)의 단자 설치부(A21)에, 셀 모니터 단자(30)를 접속한 상태를 도시하는 도면이다. 셀 모니터 단자(30)에는 Ni 도금을 사용한 표면 처리가 실시되어 있다.
도 3에 도시하는 단자 설치부(A21)는, 셀 모니터 단자(30)가 접속되는 영역이며, 당해 단자 설치부(A21)에는, 상술한 바와 같이 탄소 박막층(C)이 형성되어 있다. 도 4에 도시하는 바와 같은 클립 형태의 셀 모니터 단자(30)가 세퍼레이터(1)의 단자 설치부(A21)의 접점(P)에 설치된다. 도 4에 있어서 명백해진 바와 같이, 셀 모니터 단자(30)의 제거 시에는, 단자 설치부(A21)에 있어서, 셀 모니터 단자(30)와 세퍼레이터(1)의 표면이 미끄럼 이동해서 셀 모니터 단자(30)의 제거가 행해진다.
도 4에 도시하는 셀 모니터 단자(30)의 기능에 대해서 이하에 설명한다. 셀 모니터 단자(30)는 단셀(10)마다 또는 복수 셀마다의 전압을 검출 가능한 기능을 갖고, 또한, 운전 중의 단셀(10)(연료 전지 셀)의 발전 상황을 감시하고, 그 출력 제어를 행하고, 나아가서는, 이상한 단셀(10)의 감시를 행함으로써 유지 보수가 필요한 것을 알린다고 하는 기능을 갖는다. 그로 인해, 단셀(10)에서 발전된 발전 전기는, 셀 모니터 단자(30)에 양호하게 도전되는 것을 필요로 하고, 단자 설치부(A21)에는, 상술한 바와 같이 도전성이 우수한 탄소 박막층(C)이 형성되어 있다.
다음에, 탄소 박막층을 피막한 세퍼레이터에 대해서 시험을 행한 결과를 설명한다. 발명자들은 경도 5㎬ 이상 10㎬ 이하의 탄소 박막층(C)을 피막한 세퍼레이터(1)(실시예)에 셀 모니터 단자(30)를 설치하는 경우 및 이외의 경도 탄소 박막층을 피막한 세퍼레이터(1)(종래예)에 셀 모니터 단자(30)를 설치하는 경우에서, 각각 미끄럼 이동 시험을 행했다. 이 미끄럼 이동 시험의 결과, 도 5 내지 도 8에 도시하는 결과가 얻어졌다.
먼저, 미끄럼 이동 횟수와 미끄럼 이동 저항과의 관계에 대해서 검증한 결과를 설명한다. 도 5는 셀 모니터 단자를 세퍼레이터에 미끄럼 이동시켰을 때(셀 모니터 단자의 삽입 인발시)에 있어서의, 미끄럼 이동 횟수와 미끄럼 이동 저항에 대해서, 실시예와 종래예를 비교한 그래프이다. 또한, 미끄럼 이동 횟수란, 셀 모니터 단자(30)의 제거를 행한 횟수[셀 모니터 단자(30)의 삽입 인발 횟수]에 상당하고, 미끄럼 이동 저항이란, 셀 모니터 단자(30)를 세퍼레이터(1)에 대해 미끄럼 이동시킬 때, 셀 모니터 단자(30)에 작용하는 저항에 상당한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 종래예에 있어서는, 세퍼레이터의 셀 모니터 단자 설치 부분에 도전성 카본의 표면 처리가 실시되어 있지 않으므로, 미끄럼 이동 횟수가 증가하는 데 수반하여 미끄럼 이동 저항이 증가하는 것이 확인되었다. 이 미끄럼 이동 저항의 증가는 셀 모니터 단자를 미끄럼 이동시킴으로써, 셀 모니터 단자의 표면 처리에 사용된 Ni 도금이 세퍼레이터의 표면에 부착된 것에 기인하는 것이다. 한편, 실시예에 있어서는, 셀 모니터 단자(30)의 미끄럼 이동 횟수를 증가시켜도 미끄럼 이동 저항이 증가하지 않는 것이 확인되었다. 이와 같이 실시예에 있어서는, 단자 설치부(A21)에 표면 처리가 실시되어 있으므로, 셀 모니터 단자(30)의 표면 처리에 사용된 Ni 도금이 세퍼레이터(1)의 표면에 부착되는 일 없이, 미끄럼 이동 저항을 억제할 수 있다.
계속해서 세퍼레이터에 피막되는 탄소 박막층의 경도와 미끄럼 이동 저항과의 관계에 대해서 검증한 결과를 설명한다. 도 6은 탄소 박막층의 경도와 미끄럼 이동 저항과의 관계에 대해서, 실시예와 종래예를 비교한 그래프이다.
도 6에 도시하는 종래예 1, 2와 실시예 1 내지 3과의 데이터를 비교하면, 종래예에 있어서의 경도(종래예 1에서는 탄소 박막층의 경도가 0㎬ 이상 5㎬ 미만, 종래예 2에서는 탄소 박막층의 경도가 10㎬보다 큼)의 탄소 박막층을 사용한 경우의 미끄럼 이동 저항보다도, 실시예에 있어서의 경도(5㎬ 이상 10㎬ 이하)의 탄소 박막층의 미끄럼 이동 저항의 쪽이 작고, 종래예보다도 실시예의 쪽이 미끄럼 이동 저항을 저감할 수 있는 것이 확인되었다.
상기 도면에 명백해진 바와 같이, 미끄럼 이동 저항의 크기를 고려하면, 세퍼레이터(1)의 단자 설치부(A21)에 형성되는 탄소 박막층(C)의 경도로서는, 5㎬ 이상 10㎬ 이하로 규정하는 것이 적합하다. 또한, 종래예 1(탄소 박막층의 경도가 0㎬ 이상 5㎬ 미만)에서는, 탄소 박막층의 박리가 발생하고, 종래예 2(탄소 박막층의 경도가 10㎬보다 큼)에서는, 탄소 박막층의 균열이 발생하는 것이 확인되었다.
계속해서 마찰 계수에 대해서 검증한 결과를 설명한다. 도 7은 마찰 계수에 대해서, 실시예와 종래예를 비교한 그래프이다. 또한, 이 마찰 계수란, 세퍼레이터와 셀 모니터 단자와의 접촉면에 작용하는 마찰력과, 당해 접촉면에 수직으로 작용하는 압력(수직 효력)과의 비를 의미한다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 종래예와 실시예와의 마찰 계수를 비교하면, 실시예의 쪽이 대폭으로 마찰 계수를 저감할 수 있는 것이 확인되었다. 구체적으로는, 실시예는, 종래예보다도 마찰 계수를 약 50％ 이상 저감할 수 있는 것이 확인되었다. 본 실시 형태에 있어서의 세퍼레이터(1)에 피막되는 탄소 박막층(C)의 마찰 계수로서는, 0.15 이하인 것이 적합하다. 이와 같은 탄소 박막층(C)을 사용함으로써 셀 모니터 단자(30)의 삽입 인발성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
계속해서 영률에 대해서 검증한 결과를 설명한다. 도 8은 영률에 대해서, 실시예와 종래예를 비교한 그래프이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 종래예와 실시예와의 영률을 비교하면, 종래예보다도 실시예의 영률이 대폭으로 높은 것이 확인되었다. 구체적으로는, 실시예의 영률은, 종래예의 영률보다도 약 1000배 이상 높은 것이 확인되었다.
이상과 같이, 셀 모니터 단자(30)가 접속되는 단자 설치부(A21)에 형성된 도전성의 탄소 박막층(C)의 경도를 5㎬ 이상 10㎬ 이하로 함으로써, 미끄럼 이동 저항이나 마찰 계수를 저감할 수 있어, 영률을 증가시키는 것이 가능하게 된다.
탄소 박막층(C)의 경도를 5㎬ 이상으로 함으로써, 탄소 박막층(C)의 경도가 충분히 확보된다. 그 결과, 외부로부터의 접촉이나 마찰 등의 충격에도 견딜 수 있으므로, 예를 들어 셀 모니터 단자(30)의 삽입 인발 시[셀 모니터 단자(30)의 제거를 행할 때]에서도 탄소 박막층(C)의 박리를 억제할 수 있다. 또한 탄소 박막층(C)의 경도가 너무 높으면, 셀 모니터 단자(30)의 삽입 인발 시에 탄소 박막층(C)에 균열이 발생하기 쉬워지는 것이지만, 본 실시 형태에서는 탄소 박막층(C)의 경도를 10㎬ 이하로 상한값을 설정하고 있으므로, 셀 모니터 단자(30)의 삽입 인발 시에서도 탄소 박막층(C)의 균열을 억제할 수 있다. 이와 같이 탄소 박막층(C)의 경도를 규정함으로써, 세퍼레이터(1)와 셀 모니터 단자(30)와의 미끄럼 이동 내구성이나 삽입성을 향상시킬 수 있다. 또한 단자 설치부(A21)에 탄소 박막층(C)이 형성되어 있으므로, 세퍼레이터(1)와 셀 모니터 단자(30)와의 접속 부분(접점 P)이 금속 접촉에서는 없어지고, 결로수에 의한 갈바니 전지가 형성되지 않아, 접촉 저항을 저감할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이들 구체예에, 당업자가 적절히 설계 변경을 추가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. 전술한 각 구체예가 구비되는 각 요소 및 그 배치, 재료, 조건, 형상 등은, 예시한 것에 한정되는 것이 아니라 적절히 변경할 수 있다.
1 : 세퍼레이터
10 : 단셀
11 : 산화제 가스 공급 매니폴드
12 : 산화제 가스 배출 매니폴드
13 : 연료 가스 공급 매니폴드
14 : 연료 가스 배출 매니폴드
15 : 냉각 매체 공급 매니폴드
16 : 냉각 매체 배출 매니폴드
30 : 셀 모니터 단자
100 : 연료 전지 스택
A1 : 발전 영역
A2 : 비발전 영역
A21 : 단자 설치부(단자 접촉 설치면)
C : 탄소 박막층

Claims (3)

  1. 연료 전지의 발전 요소인 단셀의 전압 검출용 셀 모니터 단자를 접속할 수 있는 연료 전지용 세퍼레이터이며,
    세퍼레이터 본체에 있어서의 발전에 관여하는 발전 영역 이외의 영역에 설치되고, 상기 세퍼레이터 본체의 표면에 대해 미끄럼 이동시켜 제거 가능한 상기 셀 모니터 단자에 의해 협지되는 단자 접촉 설치면과,
    상기 단자 접촉 설치면에 형성된 도전성의 탄소 박막층을 구비하고,
    상기 셀 모니터 단자의 삽입 인발시에 상기 탄소 박막층이 박리되는 것 및 균열되는 것을 억제하기 위하여 상기 탄소 박막층의 경도가 5㎬ 이상 10㎬ 이하인 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소 박막층의 마찰 계수가 0.15 이하인 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터.
  3. 연료 전지용 세퍼레이터를 갖춘 단셀의 전압을 검출 가능한 발전 검사 장치이며,
    상기 연료 전지용 세퍼레이터는, 그 발전에 관여하는 발전 영역 이외의 영역에 설치되고, 상기 단셀의 전압을 검출하는 셀 모니터 단자가 접속되는 단자 접촉 설치면과, 상기 단자 접촉 설치면에 형성된 도전성의 탄소 박막층을 구비하고,
    상기 셀 모니터 단자는, 상기 탄소 박막층에 대해 미끄럼 이동시켜 제거 가능하도록 설치되어 있고,
    상기 셀 모니터 단자의 삽입 인발시에 상기 탄소 박막층이 박리되는 것 및 균열되는 것을 억제하기 위하여 상기 탄소 박막층의 경도가 5GPa 이상 10GPa 이하인 발전 검사 장치.
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