[发明专利]分离器及包括该分离器的燃料电池堆

说明书

本发明涉及一种分离器和包括该分离器的燃料电池堆。本发明的一个方面提供了一种分离器，包括：多个肋部件，设置为以预定的间隔分隔开；以及多个连接杆，连接两个相邻的肋部件，其中，每个肋部件包括具有预定面积的接触部以及分别从接触部的两侧延伸的第一分隔壁和第二分隔壁，由第一分隔壁、接触部以及第二分隔壁形成的空间沿着连接杆的连接方向开放，并且至少两个肋部件设置为使得各个接触部具有不同的面积。

技术领域

本发明涉及一种分离器及包括该分离器的燃料电池堆。

本申请要求2015年7月31日提交的韩国专利申请No.10-2015-0108800的优先权权益，该韩国专利申请的公开的全部内容通过引用被并入本文。

背景技术

通常，燃料电池是如下的能量转换装置，其通过燃料和氧化剂之间的电化学反应产生电能，并且具有只要连续地供应燃料就能够连续不断地产生电力的优点。

使用能够渗透氢离子的聚合物膜作为电解质的聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)与其它类型的燃料电池相比具有约100℃或更低的低操作温度，并且具有能量转换效率高、输出密度高、响应特性快的优点。此外，由于聚合物电解质膜燃料电池能够小型化，因此能够被提供作为便携的车辆和家庭电源。

聚合物电解质燃料电池堆可以包括：膜电极组件(MEA)，具有通过在由聚合物材料构成的电解质膜周围分别涂布阳极和阴极而形成的电极层；气体扩散层(GDL)，用于将反应气体均匀地分布在反应区上并将由阳极电极的氧化反应产生的电子向阴极电极转移；分离板(双极板)，用于将反应气体供应到气体扩散层，并将通过电化学反应产生的水排放到外部；以及具有弹性的橡胶材料垫圈，设置在分离板或膜电极组件的反应区的外周，以防止反应气体和冷却水的泄漏。

传统的用于燃料电池堆的分离器被构造成使反应气体和所产生的水的流经由二维通道沿着相同的方向行进，或者经由相交的三维立体形状分配和排出。然而，这种分离器具有不适于在各种操作条件下有效地排放可变的量的水的结构，由此具有使燃料电池堆的性能变差的问题。

具体地，存在以下的技术问题：在高输出区域中发生燃料电池中的水输送(供应/产生/排放)不平衡，并且发生反应表面中的反应气体的高传质阻力(通常是扩散阻力)。

另外，在传统的分离板的情况下，例如，通过金属网、多孔金属等实施的分离板，反应气体和所产生的水的输送通道未被清楚地区分，从而导致反应气体供应效率降低和由于微通道中冷凝水堵塞引起的性能不稳定性的问题。

发明内容

技术问题

本发明要解决的问题是提供一种能够通过湍流和涡流形成来提高传热和传质特性的分离器以及包括该分离器的燃料电池堆。

另外，本发明要解决的问题是提供一种能够有效地排放冷凝水的分离器以及包括该分离器的燃料电池堆。

另外，本发明要解决的问题是提供一种能够通过有效的水分管理来提高反应气体供应效率并且能够防止性能不稳定的分离器以及包含该分离器的燃料电池堆。

技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种分离器，包括：多个肋部件，设置为以预定间隔分隔开；以及多个连接杆，连接两个相邻的肋部件。

在此，每个肋部件包括具有预定面积的接触部以及分别从所述接触部的两侧延伸的第一分隔壁和第二分隔壁。另外，由所述第一分隔壁、所述接触部以及所述第二分隔壁形成的空间沿着所述连接杆的连接方向开放(opened)。另外，至少两个肋部件设置为使得每个接触部具有不同的面积。

而且，根据本发明的另一个方面，提供了一种分离器，包括：多个肋部件，设置为以预定间隔分隔开；以及多个连接杆，连接两个相邻的肋部件。