PEMFC의 BP 재료조사

전문가 제언

○ BP(bipolar plate)는 우리말로 몇가지 용어가 있으나 연료전지에서 양음극과 전해질막으로 된 MEA를 가운데 두고 이를 양쪽에서 에워싸서 지지하는 분리판으로 이해하면 빠를 것 같다. 이렇듯 중요한 핵심이 되는 MEA를 지지하는 기계적인 형상 유지도 중요하지만 여러 가지 단 셀을 스택으로 적층할 때, 역시 각 셀을 보호하기도 한다.

 

○ 여기서 BP가 분리막으로써 역할을 하는 것 이외에 더 중요한 것은 이판의 안쪽에 반응가스인 수소와 공기를 도입하는 채널이 형성되어 있다. 또 MEA에서 전기화학반응이 일어나고 난후 생성된 물을 밖으로 배출하는 통로역할도 한다. 이때 생성된 물이 바로 배출되지 않고 물방울상태로 BP에 남아있으면 셀 전체가 플러딩 현상이 일어나 심각한 성능저하를 가져온다. 또 추운지방이나 겨울에 온도가 영하로 떨어져 동파하는 심각한 부작용도 있을 것이다.

 

○ BP는 전체 무게의 60%, 스택가격의 30%를 차지하는 중요한 구성품 중의 하나이다. 분리판은 위의 기능 외에도 여러 가지의 기능을 수행하게 설계하는데, 반응물을 활성 면에 균일하게 수송 분배하며, 활성 면에서 발생하는 열의 회수, 셀과 셀 사이의 전류 이동 및 반응물과 냉각제의 누설을 방지하게 된다.

 

○ BP는 저가이며 경량재료로서 제조가 쉬워야 하는데, 이러한 조건을 만족하기 위해서 분리판 재료의 개발이 진행 중이다. 연구하고 있는 주 재료로는 그래파이트, 시트메탈, 그래파이트와 고분자의 복합재료가 있다. 최근의 리뷰에서 자동차의 PEMFC의 디자인과 제조 및 분리판 재료의 공학적인 보고가 많이 나와 있다. 분리판의 다양한 특성과 물리화학적 성질의 조합은 신 재료의 개발로 연결되고 있으며, 이 글은 2개의 SS재료에 대하여 성능을 기술하고 있다.

 

○ 국내는 고려대가 분리판용 SS316L의 부식거동, 부산대의 분리판 제작을 위한 DLM공정 등 SS분리판에 대한 대학의 연구가 있다. SS와 관련된 특허는 고려대의 연료전지용 분리판 및 그 제조방법, 분석보고로 KISTI의 저온연료전지의 SS분리막의 Ni코팅이 있다.

저자

S. Shimpalee, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

41()

잡지명

International Journal of Hydrogen Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

13688~13696

분석자

손*목

분석물

• PEMFC의 BP 재료조사.pdf [473,883 byte]

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