KR20220090626A

KR20220090626A - Separator for fuel cell with improved sealability and apparatus and method for manufacturing same

Info

Publication number: KR20220090626A
Application number: KR1020200180743A
Authority: KR
Inventors: 정한기; 정갑수
Original assignee: 비나텍주식회사
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-30

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터는, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 막 전극 조립체에 부착되는 제1 세퍼레이터 부재 및 제2 세퍼레이터 부재; 및 제1 세퍼레이터 부재 및 제2 세퍼레이터 부재 사이에 개재되는 실링 부재를 포함할 수 있고, 실링 부재와 접합되는 제1 세퍼레이터 부재의 접합면에는 실링 부재와 밀착되는 요철부가 형성될 수 있고, 실링 부재와 접합되는 제2 세퍼레이터 부재의 접합면에 실링 부재와 밀착되는 요철부가 형성될 수 있다.A separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention includes: a first separator member and a second separator member attached to a membrane electrode assembly including a first electrode and a second electrode; and a sealing member interposed between the first separator member and the second separator member, wherein a concave-convex portion in close contact with the sealing member may be formed on a bonding surface of the first separator member joined to the sealing member, and the sealing member and Concave-convex portions in close contact with the sealing member may be formed on the bonding surface of the second separator member to be joined.

Description

A separator for fuel cells with improved airtightness, an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell, and a method for manufacturing a separator for a fuel cell TECHNICAL FIELD

본 발명은 연료 전지용 세퍼레이터, 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치 및 연료 전지용 세퍼레이터 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a fuel cell, an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell, and a method for manufacturing a separator for a fuel cell.

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. 또한, 세퍼레이터는 연료 전지 내에서 큰 체적을 차지하므로, 대용량으로 제작되는 연료 전지의 무게를 줄일 수 있도록 세퍼레이터는 작은 두께를 갖도록 제작될 필요가 있다. 또한, 세퍼레이터는 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 강성을 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. 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. In addition, the separator needs to have rigidity to withstand vibration and external force despite its small thickness.

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.

본 발명의 목적은 기밀성이 향상된 연료 전지용 세퍼레이터, 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치 및 연료 전지용 세퍼레이터 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a separator for a fuel cell with improved airtightness, an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell, and a method for manufacturing a separator for a fuel cell.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터는, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 막 전극 조립체에 부착되는 제1 세퍼레이터 부재 및 제2 세퍼레이터 부재; 및 제1 세퍼레이터 부재 및 제2 세퍼레이터 부재 사이에 개재되는 실링 부재를 포함할 수 있고, 실링 부재와 접합되는 제1 세퍼레이터 부재의 접합면에는 실링 부재와 밀착되는 요철부가 형성될 수 있고, 실링 부재와 접합되는 제2 세퍼레이터 부재의 접합면에 실링 부재와 밀착되는 요철부가 형성될 수 있다.A separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a first separator member and a second separator member attached to a membrane electrode assembly including a first electrode and a second electrode; and a sealing member interposed between the first separator member and the second separator member, wherein a concave-convex portion in close contact with the sealing member may be formed on a bonding surface of the first separator member joined to the sealing member, and the sealing member and Concave-convex portions in close contact with the sealing member may be formed on the bonding surface of the second separator member to be joined.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치는, 제1 플레이트와, 제2 플레이트와, 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 개재되는 성형 재료를 포함하는 연료 전지용 세퍼레이터를 제조하기 위한 것으로서, 제1 플레이트 및 제2 플레이트가 탑재되도록 구성되는 제1 금형; 제1 금형에 대면하게 배치되는 제2 금형; 성형 재료를 가열하도록 구성되는 가열 유닛; 제1 금형 및 제2 금형 사이로 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 공급하도록 구성되는 플레이트 공급 유닛; 제1 금형 상에 탑재된 제1 플레이트 상으로 성형 재료를 도포하는 성형 재료 도포 유닛; 및 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 어느 하나의 표면에 요철부를 형성하는 요철부 형성 유닛을 포함할 수 있다.In addition, an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention is for manufacturing a separator for a fuel cell including a first plate, a second plate, and a molding material interposed between the first plate and the second plate. , a first mold configured to mount the first plate and the second plate; a second mold disposed to face the first mold; a heating unit configured to heat the molding material; a plate supply unit configured to supply the first plate and the second plate between the first mold and the second mold; a molding material application unit for applying a molding material onto a first plate mounted on the first mold; and a concave-convex portion forming unit for forming concave-convex portions on the surface of any one of the first plate and the second plate.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 제조 방법은, 제1 플레이트와, 제2 플레이트와, 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 개재되는 성형 재료를 포함하는 연료 전지용 세퍼레이터를 제조하기 위한 것으로서, 제1 금형 상에 제1 플레이트를 탑재하는 단계; 제1 금형 상에 탑재된 제1 플레이트 상에 성형 재료를 도포하는 단계; 성형 재료가 도포된 제1 플레이트 상에 제2 플레이트를 접합하는 단계; 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 성형 재료를 가압하면서 가열하여 플레이트 조립체를 형성하는 단계; 및 플레이트 조립체의 일면에 요철부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the method for manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention is for manufacturing a separator for a fuel cell including a first plate, a second plate, and a molding material interposed between the first plate and the second plate. , mounting the first plate on the first mold; applying a molding material on a first plate mounted on a first mold; bonding the second plate onto the first plate to which the molding material is applied; heating the first plate, the second plate and the molding material while pressing to form a plate assembly; and forming an uneven portion on one surface of the plate assembly.

본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터는, 한 쌍의 세퍼레이터를 구성하는 제1 세퍼레이터 부재 및 제2 세퍼레이터 부재가 실링 부재를 사이에 두고 서로 접합되고, 실링 부재와 접합되는 제1 세퍼레이터 부재의 접합면에는 실링 부재와 밀착되는 요철부가 형성되고, 실링 부재와 접합되는 제2 세퍼레이터 부재의 접합면에는 실링 부재와 밀착되는 요철부가 형성된다. 따라서, 제1 세퍼레이터 부재, 제2 세퍼레이터 부재 및 실링 부재가 서로 견고하게 결합될 수 있다. 따라서, 외부 충격이 가해지더라도, 제1 세퍼레이터 부재 및 제2 세퍼레이터 부재 사이에 슬립이 발생되지 않으며, 이에 따라, 제1 세퍼레이터 부재의 위치 및 제2 세퍼레이터 부재의 위치가 변동되지 않는다. 또한, 제1 세퍼레이터 부재, 제2 세퍼레이터 부재 및 실링 부재가 서로 긴밀하게 밀착되므로, 제1 가스, 제2 가스 또는 냉매의 누출을 방지하는 실링 부재의 효과가 향상될 수 있다.In the separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, a first separator member and a second separator member constituting a pair of separators are joined to each other with a sealing member interposed therebetween, and bonding of the first separator member joined to the sealing member Concave-convex portions in close contact with the sealing member are formed on the surface, and concave-convex portions in close contact with the sealing member are formed on the bonding surface of the second separator member joined to the sealing member. Accordingly, the first separator member, the second separator member, and the sealing member can be firmly coupled to each other. Therefore, even if an external impact is applied, slip does not occur between the first separator member and the second separator member, and accordingly, the position of the first separator member and the position of the second separator member do not fluctuate. In addition, since the first separator member, the second separator member, and the sealing member are in close contact with each other, the effect of the sealing member for preventing leakage of the first gas, the second gas, or the refrigerant may be improved.

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 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터를 제조하는 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.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 to 7 are diagrams schematically illustrating 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.1 , the separator 50 for a fuel cell according to an embodiment of the present invention may be manufactured using a mixture (hereinafter referred to as a molding material) in which a thermosetting resin, electrically conductive particles, and carbon fibers are mixed. have. For example, the separator 50 may be manufactured using a molding material prepared by mixing 20 to 35 wt.% of a thermosetting resin and 80 to 65 wt.% of electrically conductive particles and carbon fibers.

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 separator 50 manufactured using the carbon black particles can be improved. In addition, since the carbon black particles have excellent processability, the separator 50 manufactured using the carbon black particles may have a thickness as small as 1 to 2 mm.

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 separator 50 may improve, but the strength of the separator 50 may decrease. Therefore, in order to supplement the strength of the separator 50, the separator 50 is manufactured using a mixture of carbon black particles mixed with carbon fibers. For example, the carbon fiber may be any one of a PAN-based carbon fiber, a pitch-based carbon fiber, and a cellulose-based carbon fiber. For example, the carbon fiber may have a length of 1 to 12 mm, but the present invention is not limited to the length of the carbon fiber.

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 separator 50 for a fuel cell according to the embodiment of the present invention includes a plurality of manifold holes 111 , 112 , 121 , 122 , 131 , 132 , a plurality of manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 , 232 , a plurality of flow path ribs 300 , and a plurality of outer protrusions 411 and 421 are provided.

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 manifold holes 111 , 112 , 121 , 122 , 131 and 132 includes a plurality of gas manifold holes 111 , 112 , 121 , 122 and a pair of refrigerant manifold holes 131 and 132 . do.

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 gas manifold holes 111 , 112 , 121 , and 122 include a pair of first gas manifold holes 111 and 112 and a pair of second gas manifold holes 121 and 122 .

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 gas manifold holes 111 and 112 include a first gas inlet hole 111 through which the first gas is introduced, and a first gas outlet hole 112 through which the first gas is discharged. The first gas flows into the separator 50 through the first gas inlet hole 111 , passes through the first gas flow path inside the separator 50 , and then through the first gas outlet hole 112 to the separator (50) is discharged to the outside.

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 gas manifold holes 121 and 122 include a second gas inlet hole 121 through which a second gas is introduced, and a second gas outlet hole 122 through which the second gas is discharged. The second gas is introduced into the separator 50 through the second gas inlet hole 121 , passes through the second gas flow path inside the separator 50 , and then through the second gas outlet hole 122 to the separator. (50) is discharged to the outside.

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 manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 , and 232 may extend along the circumference of each of the manifold holes 111 , 112 , 121 , 122 , 131 and 132 . Each of the manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 , and 232 is formed to surround each of the manifold holes 111 , 112 , 121 , 122 , 131 and 132 . Each of the manifold protrusions 211, 212, 221, 222, 231, 232 protrudes from the surface of the separator 50 and flows through the manifold holes 111, 112, 121, 122, 131, and 132; It serves to prevent the first gas or the second gas from leaking to the outside.

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 outer protrusions 411 and 421 may extend along the outer edge of the separator 50 . The plurality of outer protrusions 411 and 421 include a first outer protrusion 411 and a second outer protrusion 421 .

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 outer protrusion 411 is formed to surround the plurality of flow path ribs 300 . The second outer protrusion 421 includes a plurality of flow path ribs 300 , a plurality of manifold holes 111 , 112 , 121 , 122 , 131 , 132 , and a plurality of manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 . , 232). The plurality of outer protrusions 411 and 421 serves to prevent the refrigerant, the first gas, or the second gas flowing in the separator 50 from leaking to the outside.

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 flow path ribs 300 may protrude from the surface of the separator 50 . The plurality of flow path ribs 300 may be formed to be spaced apart from each other. Accordingly, a first gas flow path through which the first gas passes or a second gas flow path through which the second gas passes is formed between the plurality of flow path ribs 300 . can be formed.

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 separators 50 may be coupled to each other to constitute one assembly. When the pair of separators 50 are coupled to each other, the plurality of manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 , 232 of one separator 50 becomes a plurality of the plurality of separators 50 of the other separator 50 . It may be bonded to the manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 , and 232 . At this time, the bonding surface of the plurality of manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 , 232 of one separator 50 and the plurality of manifold protrusions 211 , 212 of the other separator 50 , The bonding surfaces of 221 , 222 , 231 , and 232 may be in contact with each other.

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 separators 50 are coupled to each other, the plurality of outer protrusions 411 and 421 of one separator 50 are replaced with the plurality of outer protrusions 411 and 421 of the other separator 50 . can be joined to In this case, the bonding surface of the plurality of outer protrusions 411 and 421 of one separator 50 and the bonding surface of the plurality of outer protrusions 411 and 421 of the other separator 50 may be in contact with each other.

도 2에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(50)는 일정 간격으로 굴곡된 판형 부재로 형성된다. 세퍼레이터(50)는, 제1 플레이트(501)와, 제2 플레이트(502)와, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 사이에 개재되는 성형 재료(503)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the separator 50 is formed of a plate-shaped member bent at regular intervals. The separator 50 may include a first plate 501 , a second plate 502 , and a molding material 503 interposed between the first plate 501 and the second plate 502 .

제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)는 전기 전도성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)는 금속으로 형성될 수 있다.The first plate 501 and the second plate 502 may be formed of a material having electrical conductivity. For example, the first plate 501 and the second plate 502 may be formed of metal.

세퍼레이터(50)가 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)를 포함하므로, 세퍼레이터(50)가 하나의 플레이트로 구성되는 경우에 비하여, 세퍼레이터(50)의 강성이 향상될 수 있다. 세퍼레이터(50)가 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 할 수 있다.Since the separator 50 includes the first plate 501 and the second plate 502 , the rigidity of the separator 50 may be improved compared to the case in which the separator 50 is configured as a single plate. It is possible to enable the separator 50 to withstand vibration and external force despite its small thickness.

또한, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)가 세퍼레이터(50)의 양면을 구성하므로, 세퍼레이터(50)의 표면에서의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the first plate 501 and the second plate 502 constitute both surfaces of the separator 50 , electrical conductivity on the surface of the separator 50 can be improved.

성형 재료(503)는 페놀 수지와 같은 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 열경화성 수지가 열에 의해 경화됨에 따라 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)가 서로 접합될 수 있다.The molding material 503 may include a thermosetting resin such as a phenolic resin. As the thermosetting resin is cured by heat, the first plate 501 and the second plate 502 may be bonded to each other.

성형 재료(503)는 탄소 섬유, 유리 섬유 등의 보강 재료를 포함할 수 있다. 성형 재료(503)가 보강 재료를 포함함에 따라 세퍼레이터(50)의 강성이 향상될 수 있다.The molding material 503 may include a reinforcing material such as carbon fiber, glass fiber, or the like. As the molding material 503 includes the reinforcing material, the rigidity of the separator 50 may be improved.

성형 재료(503)는 금속 입자와 같은 전기 전도성 입자를 포함할 수 있다. 전기 전도성 입자는 금속 입자, 흑연 입자, 탄소 나노 튜브, 카본 블랙 입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 성형 재료(503)가 전기 전도성 입자를 포함함에 따라 세퍼레이터(50)의 전기 전도성이 향상될 수 있다.The molding material 503 may include electrically conductive particles, such as metal particles. The electrically conductive particles may include metal particles, graphite particles, carbon nanotubes, carbon black particles, or a combination thereof. As the molding material 503 includes electrically conductive particles, the electrical conductivity of the separator 50 may be improved.

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 separators 50 are coupled to the membrane electrode assembly 60 to form one unit cell. Then, a plurality of unit cells are stacked to form a fuel cell stack.

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 membrane electrode assembly 60 includes a first electrode 61 , a second electrode 62 , and an electrolyte membrane 63 . The electrolyte membrane 63 is disposed between the first electrode 61 and the second electrode 62 .

막 전극 조립체(60)와 세퍼레이터(50) 사이에는 가스 확산층(64)이 배치될 수 있다.A gas diffusion layer 64 may be disposed between the membrane electrode assembly 60 and the separator 50 .

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 first electrode 61 and the second electrode 62 may be an anode, and the other one of the first electrode 61 and the second electrode 62 may be a cathode.

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 flow path ribs 300 is sealed by the pair of separators 50 being coupled to the first electrode 61 and the second electrode 62 , and accordingly, the plurality of flow path ribs 300 . A first gas flow path and a second gas flow path may be formed in a longitudinal direction of .

한 쌍의 세퍼레이터(50)는, 제1 전극(61)에 인접하게 배치되는 제1 세퍼레이터 부재(51)와, 제2 전극(62)에 인접하게 배치되는 제2 세퍼레이터 부재(52)를 포함한다.The pair of separators 50 includes a first separator member 51 disposed adjacent to the first electrode 61 and a second separator member 52 disposed adjacent to the second electrode 62 . .

제1 세퍼레이터 부재(51)가 제1 전극(61)에 결합되는 것에 의해, 제1 세퍼레이터 부재(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 first separator member 51 is coupled to the first electrode 61 , a first gas flow path 310 may be formed between the first separator member 51 and the first electrode 61 . The first gas may flow along the first gas flow path 310 .

제2 세퍼레이터 부재(52)가 제2 전극(62)에 결합되는 것에 의해, 제2 세퍼레이터 부재(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 second separator member 52 is coupled to the second electrode 62 , a second gas flow path 320 may be formed between the second separator member 52 and the second electrode 62 . The second gas may flow along the second gas flow path 320 .

그리고, 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52)가 서로 결합되는 것에 의해, 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52) 사이에 냉매 유로(330)가 형성될 수 있다. 냉매는 냉매 유로(330)를 따라 유동할 수 있다.Also, when the first separator member 51 and the second separator member 52 are coupled to each other, a refrigerant flow path 330 may be formed between the first separator member 51 and the second separator member 52 . have. The refrigerant may flow along the refrigerant passage 330 .

제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52) 사이에는 실링 부재(70)가 개재될 수 있다. 실링 부재(70)는 고무, 합성 수지로 형성될 수 있다. 실링 부재(70)는 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52) 사이에서 제1 가스, 제2 가스 또는 냉매가 외부로 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 냉매, 제1 가스 또는 제2 가스의 누출로 인한 연료 전지의 전기 생산 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다.A sealing member 70 may be interposed between the first separator member 51 and the second separator member 52 . The sealing member 70 may be formed of rubber or synthetic resin. The sealing member 70 serves to prevent leakage of the first gas, the second gas, or the refrigerant between the first separator member 51 and the second separator member 52 to the outside. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the electricity production efficiency of the fuel cell due to leakage of the refrigerant, the first gas, or the second gas.

제1 세퍼레이터 부재(51)는 제2 세퍼레이터 부재(52)와 접합되는 접합면을 갖고, 제2 세퍼레이터 부재(52)는 제1 세퍼레이터 부재(51)와 접합되는 접합면을 갖는다. 그리고, 제1 세퍼레이터 부재(51)의 접합면과 제2 세퍼레이터 부재(52)의 접합면 사이에 실링 부재(70)가 개재된다.The first separator member 51 has a bonding surface bonded to the second separator member 52 , and the second separator member 52 has a bonding surface bonded to the first separator member 51 . Then, the sealing member 70 is interposed between the bonding surface of the first separator member 51 and the bonding surface of the second separator member 52 .

제1 세퍼레이터 부재(51)의 접합면에는 요철부(59)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 세퍼레이터 부재(51)의 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 중 어느 하나의 표면에 요철부(59)가 형성될 수 있다(도 2에는 제2 플레이트(502)에 요철부(59)가 형성되는 구성이 도시됨).Concave-convex portions 59 may be formed on the bonding surface of the first separator member 51 . For example, an uneven portion 59 may be formed on one surface of the first plate 501 and the second plate 502 of the first separator member 51 (see FIG. 2 , the second plate 502 ). ) in which the concave-convex portion 59 is formed is shown).

또한, 제2 세퍼레이터 부재(52)의 접합면에는 요철부(59)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 세퍼레이터 부재(52)의 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 중 어느 하나의 표면에 요철부(59)가 형성될 수 있다(도 2에는 제2 플레이트(502)에 요철부(59)가 형성되는 구성이 도시됨).In addition, concavo-convex portions 59 may be formed on the bonding surface of the second separator member 52 . For example, an uneven portion 59 may be formed on one surface of the first plate 501 and the second plate 502 of the second separator member 52 (see the second plate 502 in FIG. 2 ). ) in which the concave-convex portion 59 is formed is shown).

이와 같이, 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52)는 각각 그 양면을 구성하는 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)를 포함한다. 그리고, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)는 소정의 강성을 갖는 금속 재료로 형성된다. 따라서, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)의 금속 재료에 형성되는 요철부(59)의 형상이 일정하게 유지될 수 있다.In this way, the first separator member 51 and the second separator member 52 each include a first plate 501 and a second plate 502 constituting both surfaces thereof. In addition, the first plate 501 and the second plate 502 are formed of a metal material having a predetermined rigidity. Accordingly, the shapes of the concavo-convex portions 59 formed in the metal material of the first plate 501 and the second plate 502 can be constantly maintained.

제1 세퍼레이터 부재(51)의 접합면에 요철부(59)가 형성되므로, 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 실링 부재(70) 사이의 접촉 면적(접촉력)이 향상될 수 있다. 또한, 제2 세퍼레이터 부재(52)의 접합면에 요철부(59)가 형성되므로, 제2 세퍼레이터 부재(52) 및 실링 부재(70) 사이의 접촉 면적(접촉력)이 향상될 수 있다.Since the uneven portion 59 is formed on the bonding surface of the first separator member 51 , the contact area (contact force) between the first separator member 51 and the sealing member 70 may be improved. In addition, since the uneven portion 59 is formed on the bonding surface of the second separator member 52 , the contact area (contact force) between the second separator member 52 and the sealing member 70 can be improved.

따라서, 제1 세퍼레이터 부재(51), 제2 세퍼레이터 부재(52) 및 실링 부재(70)가 서로 견고하게 결합될 수 있다. 따라서, 외부 충격이 가해지더라도, 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52) 사이에 슬립이 발생되지 않으며, 이에 따라, 제1 세퍼레이터 부재(51)의 위치 및 제2 세퍼레이터 부재(52)의 위치가 변동되지 않는다.Accordingly, the first separator member 51 , the second separator member 52 , and the sealing member 70 may be firmly coupled to each other. Therefore, even if an external impact is applied, slip does not occur between the first separator member 51 and the second separator member 52, and accordingly, the position of the first separator member 51 and the second separator member 52 ) does not change its position.

또한, 제1 세퍼레이터 부재(51)의 요철부(59)가 실링 부재(70)와 긴밀하게 밀착되고, 제2 세퍼레이터 부재(52)의 요철부(59)가 실링 부재(70)와 긴밀하게 밀착되므로, 제1 가스, 제2 가스 또는 냉매의 누출을 방지하는 실링 부재(70)의 효과가 향상될 수 있다.In addition, the concavo-convex portion 59 of the first separator member 51 closely adheres to the sealing member 70 , and the concavo-convex portion 59 of the second separator member 52 closely adheres to the sealing member 70 . Therefore, the effect of the sealing member 70 for preventing leakage of the first gas, the second gas, or the refrigerant may be improved.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(50)를 제조하는 세퍼레이터 제조 장치(80)는, 제1 금형(81), 제2 금형(82), 가열 유닛(83), 구동 유닛(84), 플레이트 공급 유닛(85), 성형 재료 도포 유닛(86), 요철부 형성 유닛(87)을 포함한다.3 to 7 , the separator manufacturing apparatus 80 for manufacturing the separator 50 includes a first mold 81 , a second mold 82 , a heating unit 83 , and a drive unit 84 . ), a plate supply unit 85 , a molding material application unit 86 , and an uneven portion forming unit 87 .

제1 금형(81) 및 제2 금형(82)은 서로 대면하도록 배치된다.The first mold 81 and the second mold 82 are arranged to face each other.

제1 금형(81) 상에는 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)가 탑재될 수 있다.A first plate 501 and a second plate 502 may be mounted on the first mold 81 .

제1 금형(81) 및 제2 금형(82)에는 복수의 돌기 및 복수의 요홈이 형성될 수 있다. 제1 금형(81) 및 제2 금형(82)이 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)를 가압할 때, 제1 금형(81) 및 제2 금형(82)의 복수의 돌기 및 복수의 요홈이 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)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 protrusions and a plurality of grooves may be formed in the first mold 81 and the second mold 82 . When the first mold 81 and the second mold 82 press the first plate 501 and the second plate 502 , a plurality of projections of the first mold 81 and the second mold 82 and A plurality of grooves press the first plate 501 and the second plate 502, and accordingly, a plurality of manifold holes 111, 112, 121, 122, 131, 132, a plurality of manifold protrusions 211 , 212 , 221 , 222 , 231 , 232 ), a plurality of flow path ribs 300 , and a separator 50 having a plurality of outer protrusions 411 and 421 may be formed.

가열 유닛(83)은 제1 금형(81) 내에 설치될 수 있다. 다만, 본 발명은 가열 유닛(83)의 설치 위치에 한정되지 않으며, 가열 유닛(83)이 제2 금형(82) 내에 설치되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.The heating unit 83 may be installed in the first mold 81 . However, the present invention is not limited to the installation position of the heating unit 83 , and the present invention may also be applied to a configuration in which the heating unit 83 is installed in the second mold 82 .

가열 유닛(83)은 제1 금형(81) 상에 탑재된 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 사이에 개재된 성형 재료(503)를 가열하여 경화시키는 역할을 한다.The heating unit 83 serves to heat and harden the molding material 503 interposed between the first plate 501 and the second plate 502 mounted on the first mold 81 .

구동 유닛(84)은 제2 금형(82)과 연결되어 제2 금형(82)을 제1 금형(81)에 대하여 이동시킬 수 있다. 구동 유닛(84)에 의해 제2 금형(82)이 제1 금형(81)을 향하여 이동됨에 따라, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)가 제1 금형(81) 및 제2 금형(82) 사이에서 가압될 수 있다. 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 사이에 성형 재료(503)가 개재된 상태에서, 제1 금형(81) 및 제2 금형(82)에 의해 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)가 가압됨에 따라 플레이트 조립체(53)가 완성될 수 있다.The driving unit 84 may be connected to the second mold 82 to move the second mold 82 with respect to the first mold 81 . As the second mold 82 is moved toward the first mold 81 by the driving unit 84 , the first plate 501 and the second plate 502 are moved by the first mold 81 and the second mold 81 . (82) can be pressed between. With the molding material 503 interposed between the first plate 501 and the second plate 502 , the first plate 501 and the second As the plate 502 is pressed, the plate assembly 53 may be completed.

플레이트 공급 유닛(85)은 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)를 제1 금형(81) 및 제2 금형(82) 사이로 공급하도록 구성된다.The plate supply unit 85 is configured to supply the first plate 501 and the second plate 502 between the first mold 81 and the second mold 82 .

플레이트 공급 유닛(85)은 클램프(851) 및 클램프 이동 모듈(852)을 포함할 수 있다. 클램프(851)는 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)를 파지하도록 구성될 수 있다. 클램프 이동 모듈(852)은 클램프(851)를 수평으로 이동시키도록 구성될 수 있다.The plate supply unit 85 may include a clamp 851 and a clamp movement module 852 . The clamp 851 may be configured to grip the first plate 501 and the second plate 502 . The clamp movement module 852 may be configured to horizontally move the clamp 851 .

성형 재료 도포 유닛(86)은 제1 금형(81) 상에 탑재된 제1 플레이트(501) 상에 성형 재료(503)를 도포하도록 구성된다. 성형 재료 도포 유닛(86)은 제1 금형(81)의 상면을 따라 이동 가능한 노즐로서 구성될 수 있다.The molding material application unit 86 is configured to apply the molding material 503 on the first plate 501 mounted on the first mold 81 . The molding material application unit 86 may be configured as a nozzle movable along the upper surface of the first mold 81 .

요철부 형성 유닛(87)은 세퍼레이터(50)의 표면에 요철부(59)를 형성하도록 구성된다. 요철부 형성 유닛(87)은, 플레이트 조립체(53)를 이송하는 이송부(871)와, 이송부(871)에 의해 이송되는 플레이트 조립체(53)의 일면(제2 플레이트(502)의 일면)에 요철부(59)를 형성하는 요철부 형성 롤러(872)를 포함할 수 있다.The concave-convex portion forming unit 87 is configured to form the concave-convex portion 59 on the surface of the separator 50 . The concave-convex part forming unit 87 includes a conveying unit 871 which conveys the plate assembly 53, and one surface (one side of the second plate 502) of the plate assembly 53 conveyed by the conveying unit 871. It may include an uneven portion forming roller 872 that forms the portion 59 .

이송부(871)는 롤러, 컨베이어 벨트 등과 같이 판재를 이송할 수 있는 다양한 구성으로 구현될 수 있다.The transfer unit 871 may be implemented in various configurations capable of transferring the plate material, such as rollers and conveyor belts.

요철부 형성 롤러(872)는 플레이트 조립체(53)의 일면에 요철부(59)를 형성하기 위한 널링 가공용 롤러일 수 있다. 요철부 형성 롤러(872)의 표면에는 요철부(59)에 대응하는 형상으로 복수의 돌기 및 복수의 요홈이 형성될 수 있다.The uneven portion forming roller 872 may be a knurling roller for forming the uneven portion 59 on one surface of the plate assembly 53 . A plurality of projections and a plurality of grooves may be formed on the surface of the uneven portion forming roller 872 in a shape corresponding to the uneven portion 59 .

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 세퍼레이터 제조 장치(80)를 사용하여 연료 전지용 세퍼레이터(50)를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3-7, the method of manufacturing the separator 50 for fuel cells using the separator manufacturing apparatus 80 is demonstrated.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 플레이트 공급 유닛(85)에 의해 제1 금형(81) 및 제2 금형(82) 사이로 제1 플레이트(501)가 공급된다. 제1 금형(81) 및 제2 금형(82) 사이로 공급된 제1 플레이트(501)는 제1 금형(81)의 상면에 탑재될 수 있다.First, as shown in FIG. 3 , the first plate 501 is supplied between the first mold 81 and the second mold 82 by the plate supply unit 85 . The first plate 501 supplied between the first mold 81 and the second mold 82 may be mounted on the upper surface of the first mold 81 .

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 성형 재료 도포 유닛(86)에 의해 제1 금형(81) 상에 탑재된 제1 플레이트(501) 상에 성형 재료(503)가 도포된다.Then, as shown in FIG. 4 , a molding material 503 is applied on the first plate 501 mounted on the first mold 81 by the molding material application unit 86 .

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 플레이트 공급 유닛(85)에 의해 제1 금형(81) 및 제2 금형(82) 사이로 제2 플레이트(502)가 공급된다. 제1 금형(81) 및 제2 금형(82) 사이로 공급된 제2 플레이트(502)는 제1 플레이트(501)에 접합될 수 있다.Then, as shown in FIG. 5 , the second plate 502 is supplied between the first mold 81 and the second mold 82 by the plate supply unit 85 . The second plate 502 supplied between the first mold 81 and the second mold 82 may be bonded to the first plate 501 .

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 유닛(84)에 의해 제2 금형(82)이 제1 금형(81)을 향하여 이동됨에 따라, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502)가 제1 금형(81) 및 제2 금형(82) 사이에서 가압될 수 있다.And, as shown in FIG. 6 , as the second mold 82 is moved toward the first mold 81 by the driving unit 84 , the first plate 501 and the second plate 502 are It may be pressed between the first mold 81 and the second mold 82 .

이 과정에서, 가열 유닛(83)이 열을 방출함에 따라 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 사이에 개재된 성형 재료(503)가 가열되어 경화된다.In this process, as the heating unit 83 emits heat, the molding material 503 interposed between the first plate 501 and the second plate 502 is heated and hardened.

이와 같이, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 사이에 성형 재료(503)가 개재된 상태에서, 제1 금형(81) 및 제2 금형(82)에 의해 제1 플레이트(501), 제2 플레이트(502) 및 성형 재료(503)가 가압되고 가열됨에 따라 플레이트 조립체(53)가 완성될 수 있다.In this way, in a state in which the molding material 503 is interposed between the first plate 501 and the second plate 502 , the first plate 501 is formed by the first mold 81 and the second mold 82 . , as the second plate 502 and the molding material 503 are pressed and heated, the plate assembly 53 may be completed.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 플레이트 조립체(53)는 요철부 형성 유닛(87)의 이송부(871)에 의해 요철부 형성 롤러(872)를 향하여 이송된다.And, as shown in FIG. 7 , the plate assembly 53 is transferred toward the uneven portion forming roller 872 by the transfer unit 871 of the uneven portion forming unit 87 .

그리고, 이송부(871)에 의해 플레이트 조립체(53)가 이송되면서, 요철부 형성 롤러(872)가 플레이트 조립체(53)의 일면을 가압한다. 이에 따라, 일면에 요철부(59)가 형성된 세퍼레이터(50)가 완성될 수 있다.Then, while the plate assembly 53 is transferred by the transfer unit 871 , the uneven portion forming roller 872 presses one surface of the plate assembly 53 . Accordingly, the separator 50 in which the uneven portions 59 are formed on one surface may be completed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는, 한 쌍의 세퍼레이터(50)를 구성하는 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52)가 실링 부재(70)를 사이에 두고 서로 접합되고, 실링 부재(70)와 접합되는 제1 세퍼레이터 부재(51)의 접합면에는 실링 부재(70)와 밀착되는 요철부(59)가 형성되고, 실링 부재(70)와 접합되는 제2 세퍼레이터 부재(52)의 접합면에는 실링 부재(70)와 밀착되는 요철부(59)가 형성된다. 따라서, 제1 세퍼레이터 부재(51), 제2 세퍼레이터 부재(52) 및 실링 부재(70)가 서로 견고하게 결합될 수 있다. 따라서, 외부 충격이 가해지더라도, 제1 세퍼레이터 부재(51) 및 제2 세퍼레이터 부재(52) 사이에 슬립이 발생되지 않으며, 이에 따라, 제1 세퍼레이터 부재(51)의 위치 및 제2 세퍼레이터 부재(52)의 위치가 변동되지 않는다. 또한, 제1 세퍼레이터 부재(51), 제2 세퍼레이터 부재(52) 및 실링 부재(70)가 서로 긴밀하게 밀착되므로, 제1 가스, 제2 가스 또는 냉매의 누출을 방지하는 실링 부재(70)의 효과가 향상될 수 있다.In addition, in the separator 50 for a fuel cell according to the embodiment of the present invention, the first separator member 51 and the second separator member 52 constituting the pair of separators 50 are provided with a sealing member 70 interposed therebetween. A concave-convex portion 59 in close contact with the sealing member 70 is formed on the bonding surface of the first separator member 51 which is bonded to each other and bonded to the sealing member 70 , and is joined to the sealing member 70 . A concave-convex portion 59 in close contact with the sealing member 70 is formed on the bonding surface of the second separator member 52 . Accordingly, the first separator member 51 , the second separator member 52 , and the sealing member 70 may be firmly coupled to each other. Therefore, even if an external impact is applied, slip does not occur between the first separator member 51 and the second separator member 52, and accordingly, the position of the first separator member 51 and the second separator member 52 ) does not change its position. In addition, since the first separator member 51 , the second separator member 52 , and the sealing member 70 are in close contact with each other, the sealing member 70 prevents leakage of the first gas, the second gas, or the refrigerant. The effect can be improved.

본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는 전기 전도성을 갖는 제1 플레이트(501)와, 전기 전도성을 갖는 제2 플레이트(502)와, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 사이에 개재되며 열경화성 수지, 보강 재료 및 전기 전도성 입자를 포함하는 성형 재료(503)로 구성된다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치(80)는, 제1 플레이트(501) 및 제2 플레이트(502) 사이에 성형 재료(503)가 개재된 상태에서 제1 플레이트(501), 제2 플레이트(502) 및 성형 재료(503)를 가열하고 가압하여 연료 전지용 세퍼레이터(50)를 제조한다. 따라서, 연료 전지용 세퍼레이터(50)의 강성 및 전기 전도성이 향상될 수 있다.The separator 50 for a fuel cell according to an embodiment of the present invention includes a first plate 501 having electrical conductivity, a second plate 502 having electrical conductivity, and a first plate 501 and a second plate 502 . ) and is composed of a molding material 503 including a thermosetting resin, a reinforcing material, and electrically conductive particles. In addition, the separator manufacturing apparatus 80 for a fuel cell according to the embodiment of the present invention includes a first plate 501 with a molding material 503 interposed between the first plate 501 and the second plate 502 . , the second plate 502 and the molding material 503 are heated and pressurized to manufacture the fuel cell separator 50 . Accordingly, the rigidity and electrical conductivity of the separator 50 for a fuel cell may be improved.

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
80: 세퍼레이터 제조 장치50: separator
60: membrane electrode assembly
80: separator manufacturing device

Claims

a first separator member and a second separator member attached to a membrane electrode assembly including a first electrode and a second electrode; and
a sealing member interposed between the first separator member and the second separator member;
A concave-convex portion in close contact with the sealing member is formed on a bonding surface of the first separator member bonded to the sealing member;
A fuel cell separator, wherein a concave-convex portion in close contact with the sealing member is formed on a joint surface of the second separator member joined to the sealing member.

An apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell comprising a first plate, a second plate, and a molding material interposed between the first plate and the second plate,
a first mold configured to mount the first plate and the second plate;
a second mold disposed to face the first mold;
a heating unit configured to heat the molding material;
a plate supply unit configured to supply the first plate and the second plate between the first mold and the second mold;
a molding material application unit for applying the molding material onto the first plate mounted on the first mold; and
and a concavo-convex portion forming unit for forming concavo-convex portions on a surface of any one of the first plate and the second plate.

A method for manufacturing a separator for a fuel cell comprising a first plate, a second plate, and a molding material interposed between the first plate and the second plate, the method comprising:
mounting the first plate on a first mold;
applying the molding material on the first plate mounted on the first mold;
bonding the second plate to the first plate to which the molding material is applied;
forming a plate assembly by heating the first plate, the second plate, and the molding material while pressing; and
and forming an uneven portion on one surface of the plate assembly.