제1장 연구개발과제의 개요(Introduction) = 13
제1절 연구배경(Background) = 13
제2절 연구목적 및 범위(Objectives and scope of this study) = 16
제2장 국내외 기술개발 현황(Status of R&D on Metal Bipolar Plates) = 17
제1절 국외 현황(World-wide status) = 17
제2절 국내 현황(R&D Status in Korea) = 23
제3장 연구개발수행 내용 및 결과(Results and Discussion) = 25
제1절 이론적 배경(Background) = 25
1. 고분자전해질 연료전지(Polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC)) = 25
가. 작동원리(Basic principles) = 25
나. 구성요소(Components) = 28
다. 전기화학적 분석(Electrochemical analysis) = 37
2. 고분자 전해질 연료전지용 분리판 재료(Bipolar plates for PEMFC) = 45
가. 요구 특성(Requirements) = 45
나. 분리판 재료(Materials) = 46
제2절 실험 방법(Experimental) = 49
1. Materials = 49
가. 모재 선정(Substrate materials) = 49
나. 표면 coating 층 선정(Coating materials) = 49
2. 분리판 제작(Fabrication of metal bipolar plates) = 57
가. 금속 망(screen)형 분리판(Screen-type bipolar plates) = 57
나. 분리판 유로 설계 및 CFD 해석(CFD analysis on flow channels on bipolar plates) = 57
다. 단위전지용 금속 판(plate)형 분리판(Plate-type bipolar plates) = 60
라. 대면적 금속 판형 분리판(Large-scale bipolar plates) = 60
3. 단위전지 제작 및 운전(Fabrication and operation of single cell) = 60
가. 막-전극 접합체(membrane-electrode assembly, MEA) 제작(Membrane-electrode assembly(MEA)) = 60
나. 단위전지 제작 및 운전(Fabrication and operation) = 63
4. 1 kW 급 스택 제작 및 장기 운전(Fabrication and operation of 1kW-class stack) = 67
가. MEA 제작(MEA) = 67
나. 스택 제작(Fabrication) = 67
다. 스택 운전(Operation) = 68
5. 분리판 및 MEA의 운전 후 분석(Post-analysis of bipolar plates and MEA) = 68
제3절 결과 및 고찰(Results and Discussion) = 70
1. Materials = 70
가. 고팅 전 금속 분리판 재료의 내식성(Corrosion resistance of substrates) = 70
나. 스퍼터링으로 증착한 단층 코팅 층의 특성(Properties of single-layered coated materials) = 78
다. HCD ion plating으로 증착한 다층 코팅 층의 특성(Properties of multi-layered coated materials) = 85
라. Au 코팅 층의 내식성(Corrosion resistance of Au-coated 316) = 90
마. 분리판으로서 그라파이트, AISI 316, TiN／316, TiC／316의 특성(Properties of graphite, 316, TiN- and TiC-coated 316) = 93
2. 유로구조의 CFD 해석(CFD analysis) = 95
가. 단위전지용 분리판의 유로 해석(Bipolar plates for single cell) = 95
나. 대면적 분리판 CFD 해석(Bipolar plates for large-scale cell) = 103
3. 단위전지 성능(Performance of singel cell) = 103
가. 금속 망 분리판을 이용한 단위전지(Scree-type metal bipolar plates) = 103
나. 금속 판 분리판을 이용한 단위전지(Plate-type metal bipolar plates) = 110
4. 스택 제작 및 운전(Performance of 1kW-class stack) = 132
가. 대면적 금속 분리판을 이용한 단위전지(Performance of large-scale single cell) = 132
나. 1kW 급 고분자전해질 연료전지 스택(1 kW-class PEMFC stack) = 132
제4절 결론(Conclusions) = 151
제4장 목표달성도(Achievement) = 153
제5장 참고문헌(References) = 157
특정연구개발사업 연구결과 활용계획서 = 161
연구결과 활용계획서 = 163
기술요약서 = 166
