[发明专利]燃料电池用多孔隔板

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池用多孔隔板。更具体地，本发明涉及一种多孔隔板，其具有引起反应气体的湍流的形状，并具有使用性优异的改进结构。

背景技术

参照示出燃料电池组的传统结构的图6，膜电极组件(MEA)布置在燃料电池组的中间。该MEA包括允许氢质子通过的聚合物电解质膜10，以及阴极12和阳极14，该阴极12和阳极14为涂布在电解质膜两侧的催化剂层，使得氢气和氧气相互反应。

同时，气体扩散层(GDL)16堆叠在电极膜即阴极12和阳极14的外侧，并且其中形成有流场的隔板20布置在气体扩散层16的外侧，以提供燃料并排出由反应产生的水，同时允许垫片(gasket)18置于隔板20之间。端板30布置在燃料电池组的最外侧，以支撑并固定上述部件。

在燃料电池组的阳极14内，进行氢气的氧化反应以产生质子和电子，该质子和电子分别通过聚合物电解质膜10和隔板20移动到阴极12。来自阳极14的质子、电子以及空气中的氧气在阴极12中发生电化学反应产生水，并且同时由电子的流动产生电能。

通常，隔板20可具有如下结构，其中重复布置平台(land)(由气体扩散层和起到流体流路作用的通道(流场)紧密支撑)。具体地，由于典型的隔板具有平台和通道(流场)重复地弯曲的结构，在面向气体扩散层的一侧的通道用作反应气体例如氢气和空气流动的空间，并且在相对侧的通道用作冷却水流动的空间。因此，一个单元电池可包括两个隔板，一个隔板具有用于氢气/冷却水的通道，并且另一个隔板具有用于氧气/冷却水的通道。

例如，韩国专利申请公开第10-2011-0091520号(2011年9月9日)教导了一种多孔隔板，其中反应气体形成湍流，并且比典型的隔板更容易扩散到气体扩散层中。下文中，将参照图5和图6对其进行详细说明。

在上述专利申请中，使用蚀刻工艺在金属板上形成多个流孔，然后使用模具进行压制工艺，该模具具有浮雕形状，其中重复形成凸部和凹部。如图5所示，通过该工艺制备的多孔隔板20具有布置成之字形并且穿透多孔隔板20的多个流孔23。同时，紧密附着至平板24的凸部21和紧密附着至气体扩散层16的凹部22b形成为之字形。

在这种情况下，平板24起到用于氢气或氧气通道的密封隔板的作用，并且一个电池中包括的平板24与另一电池中包括的平板24之间的空间变为由垫片等密封的冷却水通道。因此，反应气体可以沿凸部和凹部在垂直和水平方向上流动，同时通过多孔隔板的流孔，对反应气体引起湍流。通过向气体扩散层输送湍流中的反应气体，结果反应气体的扩散得以增加，从而提高了燃料电池的性能。

然而，由于在该上述多孔隔板中，不仅流孔，而且凸部和凹部都形成为之字形，多孔隔板的整体形状和结构非常复杂，导致制造压制模具更加困难且制造成本更高。因此，大大需要提供相似结果的更加简单的设计。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供燃料电池用多孔隔板，该隔板对反应气体引起湍流，因形状简单而易于制造，并可减少反应气体的流阻。

一方面，本发明提供一种燃料电池用多孔隔板，包括：流板，其可具有向上倾斜且具有多个流孔的第一流面和向下倾斜且具有多个流孔的第二流面，并且紧密附着至燃料电池的气体扩散层的外表面，该第一流面和第二流面沿流板的纵向重复布置。多孔隔板还可包括与流板的外表面连接的平板，以密封起到氢气或空气通道作用的流板。

在示例性实施方式中，当组成燃料电池的多个电池堆叠在彼此之上时，各个电池的平板之间的间隙可起到冷却水通道的作用。同时，形成在流板的第一流面中的流孔以及形成在流板的第二流面中的流孔布置成之字形。在一些示例性实施方式中，第一流面和第二流面可互相连接以形成波形部分。

本发明的其它方面和示例性实施方式在下面进行说明。

附图说明

现在将参考附图图示的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1为示出根据本发明的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的透视图；

图2为示出根据本发明的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的俯视图；

图3为示出根据本发明的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的倾视图；

图4为示出根据本发明的示例性实施方式的装配成燃料电池组的燃料电池用多孔隔板的透视图；