연료전지에 관하여는 세계적으로 많은 연구기관과 업체들이 연구개발을 하고 있고, 국내에서도 연구개발이 많이 진행되고 있는 실정이다. 따라서 연료전지에 사용되고 있는 부품 개발 또한 병행 되어야할 시대적 요구를 갖고 있다. 현재 개발된 대부분의 분리판의 경우 깨지기 쉬운 특성을 갖는 흑연이나 사출 성형된 복합체들을 사용하고 있다. 이들은 가공에 어려움과 충격에 약한 문제점들을 갖고 있다. 이러한 문제점을 보완하고 위해 금속 소재인 스테인레스나 알루미늄을 적용하고자 하는 연구가 진행 이나 내식성과 내구성에 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 금속 소재이면서 부식 저항성, 내구성이 우수하고, 경량화 소재로 각광받고 있는 ...
연료전지에 관하여는 세계적으로 많은 연구기관과 업체들이 연구개발을 하고 있고, 국내에서도 연구개발이 많이 진행되고 있는 실정이다. 따라서 연료전지에 사용되고 있는 부품 개발 또한 병행 되어야할 시대적 요구를 갖고 있다. 현재 개발된 대부분의 분리판의 경우 깨지기 쉬운 특성을 갖는 흑연이나 사출 성형된 복합체들을 사용하고 있다. 이들은 가공에 어려움과 충격에 약한 문제점들을 갖고 있다. 이러한 문제점을 보완하고 위해 금속 소재인 스테인레스나 알루미늄을 적용하고자 하는 연구가 진행 이나 내식성과 내구성에 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 금속 소재이면서 부식 저항성, 내구성이 우수하고, 경량화 소재로 각광받고 있는 티타늄 소재를 이용하여 분리판을 제작하는 것이다. 그러나 티타늄은 난가공성을 갖는 소재로 가공에 대한 어려움이 많이 있다. 따라서 본 과제에서 제작하고자 하는 분리판의 경우 정밀 기계가공 방법이 아닌, 정밀 에칭 기술을 적용하여 금속소재인 티타늄 분리판을 제작하고자 한다. 굽힘강도를 통해 기계적 강도를 알아보고 저항을 측정하여 전도도를 알아본 결과, 비교시편으로 사용된 스테인레스 304, 316, 403 보다 나은 성질을 나타내었다. 이후 에칭 조건을 선정하고 알맞은 시간과 스프레이 조건을 선정하면서 많은 시행착오를 경험하였다. 특히 사용된 재료가 고내식성 재인 티타늄으로써, 에칭 과정에서 노광용으로 도포시킨 물질이 강력한 부식액을 이기지 못하고 티타늄 표면에 많은 pitting을 형성시킴을 확인하였다. Photoresist의 두께가 두꺼워짐에 따라 효과적인 masking을 하는것을 감안하여 dip coating 실시하였고, 이 역시 pitting이 발생함을 확인하였고, 다시 multi dip coating 을 실시한 결과 원하던 깊이까지 에칭이 가능하였고, pitting이 발생하지 않았다. 최적의 조건을 찾아 원하던 깊이까지 에칭을 하여 티타늄 분리판을 제작하는데 성공하였고, 에칭된 표면과 단면을 광학현미경을 이용하여 관찰하였다.
연료전지에 관하여는 세계적으로 많은 연구기관과 업체들이 연구개발을 하고 있고, 국내에서도 연구개발이 많이 진행되고 있는 실정이다. 따라서 연료전지에 사용되고 있는 부품 개발 또한 병행 되어야할 시대적 요구를 갖고 있다. 현재 개발된 대부분의 분리판의 경우 깨지기 쉬운 특성을 갖는 흑연이나 사출 성형된 복합체들을 사용하고 있다. 이들은 가공에 어려움과 충격에 약한 문제점들을 갖고 있다. 이러한 문제점을 보완하고 위해 금속 소재인 스테인레스나 알루미늄을 적용하고자 하는 연구가 진행 이나 내식성과 내구성에 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 금속 소재이면서 부식 저항성, 내구성이 우수하고, 경량화 소재로 각광받고 있는 티타늄 소재를 이용하여 분리판을 제작하는 것이다. 그러나 티타늄은 난가공성을 갖는 소재로 가공에 대한 어려움이 많이 있다. 따라서 본 과제에서 제작하고자 하는 분리판의 경우 정밀 기계가공 방법이 아닌, 정밀 에칭 기술을 적용하여 금속소재인 티타늄 분리판을 제작하고자 한다. 굽힘강도를 통해 기계적 강도를 알아보고 저항을 측정하여 전도도를 알아본 결과, 비교시편으로 사용된 스테인레스 304, 316, 403 보다 나은 성질을 나타내었다. 이후 에칭 조건을 선정하고 알맞은 시간과 스프레이 조건을 선정하면서 많은 시행착오를 경험하였다. 특히 사용된 재료가 고내식성 재인 티타늄으로써, 에칭 과정에서 노광용으로 도포시킨 물질이 강력한 부식액을 이기지 못하고 티타늄 표면에 많은 pitting을 형성시킴을 확인하였다. Photoresist의 두께가 두꺼워짐에 따라 효과적인 masking을 하는것을 감안하여 dip coating 실시하였고, 이 역시 pitting이 발생함을 확인하였고, 다시 multi dip coating 을 실시한 결과 원하던 깊이까지 에칭이 가능하였고, pitting이 발생하지 않았다. 최적의 조건을 찾아 원하던 깊이까지 에칭을 하여 티타늄 분리판을 제작하는데 성공하였고, 에칭된 표면과 단면을 광학현미경을 이용하여 관찰하였다.
Recently, research on fuel cell has been conducted by many researchers domestically and throughout the world. Therefore, improving the parts of fuel cells is faced with needs of times which are needed to go hand in hand with fuel cell research. Developed bipolar plates are made by graphite, carbon c...
Recently, research on fuel cell has been conducted by many researchers domestically and throughout the world. Therefore, improving the parts of fuel cells is faced with needs of times which are needed to go hand in hand with fuel cell research. Developed bipolar plates are made by graphite, carbon composite and metal materials. But graphite and carbon composite have brittleness and they have difficulty in machining as well as weakness for impact. To overcome these problems, research on the stainless steel and aluminum application for fuel cells has been conducted, but it also has problems with corrosion resistance and durability. Therefore, the study aim was to fabricate bipolar plate using titanium which has excellent corrosion resistance, endurance and light-weight property. However, titanium is one of the materials which has inferior workability. Thus, in this study, bipolar plate channel was produced by precision etching process but not by precision mechanical processing. From mechanical strength through the bending strength test, it was revealed that titanium has better properties than STS304, 316 and 403. Preliminary test for the selection of the etching and spay condition showed many errors. Especially, a lot of pits were generated during etching process even titanium having high corrosion resistance was used for exposure time. For effective masking, photoresist was gotten thicker, and dip coating process was conducted. However, pits also appeared. Multi dip coating was performed to solve this problem. For that result, it was possible to get enough deepness with no corrosion during etching process. The titanium bipolar plate which has wanted etching depth of the plate has been successfully fabricated by dip coating and spray etching process.
Recently, research on fuel cell has been conducted by many researchers domestically and throughout the world. Therefore, improving the parts of fuel cells is faced with needs of times which are needed to go hand in hand with fuel cell research. Developed bipolar plates are made by graphite, carbon composite and metal materials. But graphite and carbon composite have brittleness and they have difficulty in machining as well as weakness for impact. To overcome these problems, research on the stainless steel and aluminum application for fuel cells has been conducted, but it also has problems with corrosion resistance and durability. Therefore, the study aim was to fabricate bipolar plate using titanium which has excellent corrosion resistance, endurance and light-weight property. However, titanium is one of the materials which has inferior workability. Thus, in this study, bipolar plate channel was produced by precision etching process but not by precision mechanical processing. From mechanical strength through the bending strength test, it was revealed that titanium has better properties than STS304, 316 and 403. Preliminary test for the selection of the etching and spay condition showed many errors. Especially, a lot of pits were generated during etching process even titanium having high corrosion resistance was used for exposure time. For effective masking, photoresist was gotten thicker, and dip coating process was conducted. However, pits also appeared. Multi dip coating was performed to solve this problem. For that result, it was possible to get enough deepness with no corrosion during etching process. The titanium bipolar plate which has wanted etching depth of the plate has been successfully fabricated by dip coating and spray etching process.
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