CN103367771B - 燃料电池用金属隔板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够使膜电极结构体的湿润环境均衡化的燃料电池用金属隔板及其制造方法。燃料电池用金属隔板为金属制的第一隔板(14)，其层叠于在固体高分子电解质膜(120)的两侧设有一对电极的膜电极结构体(12)上，所述燃料电池用金属隔板及其制造方法的特征在于，第一隔板(14)被成形为具有凹凸的波板状，在第一隔板(14)的凸部(145)上形成有贵金属薄膜(147)，在贵金属薄膜(147)上形成有使第一隔板(14)露出的孔部(148)。

Description

燃料电池用金属隔板及其制造方法

技术领域

本发明涉及燃料电池用金属隔板及其制造方法。详细而言，涉及实施了表面处理的燃料电池用金属隔板及其制造方法。

背景技术

近年来，作为机动车的新的动力源等，使反应气体发生电化学反应而进行发电的燃料电池引起注目。燃料电池通过电化学反应而直接得到电，因此发电效率高，在这一点上优选。而且，燃料电池在发电时仅生成无害的水，因此对环境没有影响，从这一点出发也优选。

例如固体高分子型燃料电池具有将几十个至几百个单元层叠而成的组结构。各单元通过利用一对隔板夹持膜电极结构体(MEA)而构成。膜电极结构体通过阳极电极(阴极)及阴极电极(阳极)和由这些电极夹持的电解质膜构成，两电极具备与电解质膜相接的催化剂层和与催化剂层相接的气体扩散层。并且，在隔板的一方的面上形成有燃料气体流路，而在另一方的面上形成有氧化剂气体流路。

在具备上述那样的结构的固体高分子型燃料电池中，经由燃料气体流路向阳极电极供给作为燃料气体的氢。而且，经由氧化剂气体流路向阴极电极供给作为氧化剂气体的空气。如此，向阳极电极供给的氢在催化剂层上发生质子化，生成的质子经由电解质膜而向阴极电极移动。此时，与质子一起生成的电子被向外部电路取出，被作为电能而利用。

然而，作为上述隔板，通常使用不锈钢制等的金属隔板。公知对于该金属隔板实施各种表面处理，例如，在抑制溢流(flooding)的发生的目的下，实施疏水处理，或者在抑制氧化而抑制与膜电极结构体接触的接触电阻的增大的目的下，实施镀敷处理等。例如，公开了一种在金属隔板的表面形成了树脂层之后，在该树脂层上将疏水性层形成为海岛状的技术(参照专利文献1)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2007-141819号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

然而，在膜电极结构体中，为了发挥高发电性能，需要均衡化的湿润环境。因此，为了使电解质膜内部的含水量的均衡化(均匀化)，并在电解质膜的整个发电面上均匀地发电，需要使电解质膜的整个发电面的湿润状态均匀化。

然而，在专利文献1的技术中，为了抑制溢流而在构成各流路的槽部设置了疏水层，仅在与膜电极结构体接触的接触部设置亲水性的树脂层。因此，在专利文献1的技术中，反应生成水不均匀地存在于膜电极结构体与隔板的界面上，无法实现膜电极结构体的湿润环境的均衡化。

发明内容

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种能够使膜电极结构体的湿润环境均衡化的燃料电池用金属隔板及其制造方法。

【用于解决课题的手段】

为了实现上述目的，本发明提供一种燃料电池用金属隔板(例如，后述的第一隔板14、14A、14B、14C、14D、14E、14F、第二隔板16)，其层叠于在电解质膜(例如，后述的固体高分子电解质膜120)的两侧设有一对电极(例如，后述的阴极电极122、阳极电极124)的膜电极结构体(例如，后述的膜电极结构体12)上，所述燃料电池用金属隔板的特征在于，所述燃料电池用金属隔板被成形为具有凹凸的波板状，在所述燃料电池用金属隔板的凸部(例如，后述的凸部145、145A、145B、145C、145D、145E、145F)上形成有贵金属薄膜(例如，后述的贵金属薄膜147、147A、147B、147C、147D、147E、147F)，在所述贵金属薄膜上形成有使所述燃料电池用金属隔板露出的孔部(例如，后述的孔部148、148A、148B、148C、148D、148E、148F)。

在本发明中，将燃料电池用金属隔板成形为具有凹凸的波板状，并在其凸部的表面形成贵金属薄膜。而且，在本发明中，在贵金属薄膜中形成使燃料电池用金属隔板露出的孔部。

在此，贵金属薄膜具有难以生成氧化物且具有疏水性的特性。另一方面，孔部具有使隔板的表面上容易生成氧化物且具有亲水性的特性。因此，通过膜电极结构体中的反应而生成且流入到膜电极结构体与隔板的界面处的反应生成水迅速地流入孔部并保持于孔部。由此，在膜电极结构体与隔板的界面上，反应生成水不会不均匀地存在而被均匀地保持，因此能够使膜电极结构体的湿润环境均衡化。

另外，例如在高负载运转时，由于大量产生反应生成水，因此向孔部流入的反应生成水量会超过孔部的容量。于是，反应生成水从孔部溢出而在疏水性的贵金属薄膜上迅速地流动，向相邻的各流路流出。由此，即使在高负载运转时，在膜电极结构体与第一隔板的界面上，反应生成水也不会不均匀地存在，从而维持膜电极结构体的均衡化的湿润环境。

相对于此，例如在低负载运转时，反应生成水仅产生少量，因此在高负载运转时保持于孔部的反应生成水向膜电极结构体侧供给。由此，即使在低负载运转时，也能抑制膜电极结构体的湿润环境的变化，从而维持均衡化的湿润环境。

因此，根据本发明，无论燃料电池的运转状况如何，都能够使膜电极结构体的湿润环境均衡化。

而且，在燃料电池用金属隔板的凸部中的电池用金属隔板彼此接触的凸部的表面上形成贵金属薄膜，该贵金属薄膜形成有使燃料电池用金属隔板露出的孔部，由此，能够抑制电池用金属隔板彼此的接触电阻。

这种情况下，优选所述孔部有规则地形成在所述凸部的表面上。

在本发明中，将孔部有规则地形成在接触部的表面上。由此，在膜电极结构体与隔板的界面上，反应生成水没不会不均匀地存在而被均匀地保持，因此能够使膜电极结构体的湿润环境更加均衡化。而且，无论燃料电池的运转状况如何，都能够使膜电极结构体的湿润环境更加均衡化。

这种情况下，优选所述孔部通过被所述贵金属薄膜包围而形成，所述贵金属薄膜通过将包含贵金属的点状的墨液相连而形成。

在本发明中，孔部通过被贵金属薄膜包围而形成，该贵金属薄膜通过将包含贵金属的点状的墨液相连而形成。由此，能够容易得到在表面形成有格子状的贵金属薄膜的燃料电池用金属隔板。

另外，提供一种燃料电池用金属隔板(例如，后述的第一隔板14、14A、14B、14C、14D、14E、14F、第二隔板16)的制造方法，所述燃料电池用金属隔板层叠于在电解质膜(例如，后述的固体高分子电解质膜120)的两侧设有一对电极(例如，后述的阴极电极122、阳极电极124)的膜电极结构体(例如，后述的膜电极结构体12)上，所述燃料电池用金属隔板的制造方法的特征在于，具有贵金属薄膜形成工序，在贵金属薄膜形成工序中，在成形为具有凹凸的波板状的金属制的薄板的凸部(例如，后述的凸部145、145A、145B、145C、145D、145E、145F)上形成贵金属薄膜(例如，后述的贵金属薄膜147、147A、147B、147C、147D、147E、147F)，在所述贵金属薄膜形成工序中，以在所述贵金属薄膜中形成使所述燃料电池用金属隔板露出的孔部(例如，后述的孔部148、148A、148B、148C、148D、148E、148F)的方式形成所述贵金属薄膜。

这种情况下，优选在所述贵金属薄膜形成工序中，通过喷墨印刷法形成所述贵金属薄膜。

根据上述发明的燃料电池用金属隔板的制造方法，能够起到与上述的燃料电池用金属隔板的发明同样的效果。尤其是通过采用喷墨印刷法，通过廉价且简单的操作就能够制造出在表面形成有格子状的贵金属薄膜的燃料电池用金属隔板。

【发明效果】

根据本发明，可提供一种能够使膜电极结构体的湿润环境均衡化的燃料电池用金属隔板及其制造方法。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的燃料电池组的结构的立体图。

图2是上述实施方式的发电单元的分解立体图。

图3是上述实施方式的燃料电池组的纵向剖视图。

图4是上述实施方式的第一隔板的剖视图。

图5是表示上述实施方式的在第一隔板的表面上形成的贵金属薄膜的图，(A)是第一隔板的凸部的俯视图，(B)是(A)的A-A线端面图。

图6是表示基于喷墨印刷法进行的贵金属薄膜形成工序的图。

图7是上述实施方式的变形例的第一隔板的凸部的俯视图。

图8是上述实施方式的变形例的第一隔板的凸部的俯视图。

图9是表示上述实施方式的变形例的第一隔板的凸部上的点状的墨液的图案的俯视图。

图10是表示上述实施方式的变形例的第一隔板的凸部上的点状的墨液的图案的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线端面图，(C)是(A)的C-C线端面图。

图11是表示上述实施方式的变形例的第一隔板的凸部上的点状的墨液的图案的俯视图。

图12是表示上述实施方式的变形例的第一隔板的凸部上的点状的墨液的图案的俯视图。

图13是表示上述实施方式的变形例的包含贵金属的点状的墨液的形状的俯视图。

【符号说明】

12…膜电极结构体

14、14A、14B、14C、14D、14E、14F…第一隔板(燃料电池用金属隔板)

16…第二隔板(燃料电池用金属隔板)

145、145A、145B、145C、145D、145E、145F…凸部

146、146A、146B、146C、146D、146E、146F…接触部

147、147A、147B、147C、147D、147E、147F…贵金属薄膜

148、148A、148B、148C、148D、148E、148F…孔部

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的一实施方式。

图1是表示本发明的一实施方式的燃料电池组1的结构的立体图。燃料电池组1是具备本发明的燃料电池用金属隔板的燃料电池组。如图1所示，燃料电池组1具备使电极面水平而沿着铅垂方向层叠的多个发电单元10。

在燃料电池组1的上端及下端分别配设有接线板82、82、绝缘板84、84及端板86、86。在施加了规定的紧固载荷的状态下，将多个连结杆90的两端经由螺栓92而固定在端板86、86之间。由此，对发电单元10的电极面施加规定的面压，从而抑制接触电阻的增大。

图2是本实施方式的发电单元10的分解立体图。另外，图3是本实施方式的燃料电池组1的纵向剖视图。

如图2及图3所示，发电单元10具备：膜电极结构体12；夹持膜电极结构体12的一对作为燃料电池用金属隔板的第一隔板14及第二隔板16。

在发电单元10的长度方向(图2中的Y方向)的一端侧设有沿着发电单元10的厚度方向(图2中的X方向)分别连通的氧化剂气体入口连通孔22a、冷却介质入口连通孔24a及燃料气体出口连通孔26b。另外，在发电单元10的Y方向的另一端侧设有沿着发电单元10的X方向分别连通的燃料气体入口连通孔26a、冷却介质出口连通孔24b及氧化剂气体出口连通孔22b。

第一隔板14及第二隔板16例如由钢板、不锈钢板、铝板等金属板构成。

另外，如图2所示，环绕第一隔板14的外周缘部的密封构件一体地成形在第一隔板14的面140a、140b上。同样，环绕第二隔板16的外周缘部的密封构件一体地成形在第二隔板16的面160a、160b上。作为密封构件，可以使用例如EPDM(三元乙丙橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、苯乙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、或丙烯酸橡胶等密封材料、缓冲材料或填密材料等具有弹性的密封材料。

膜电极结构体12例如具备水浸渍于全氟磺酸的薄膜中而成的固体高分子电解质膜120、夹持固体高分子电解质膜120的阴极电极122及阳极电极124。

阴极电极122及阳极电极124分别具备：由碳素纸构成的气体扩散层；通过将表面担载有铂合金的多孔质碳粒子涂敷在气体扩散层上而形成的催化剂层。上述两电极以催化剂层与固体高分子电解质膜120相接的方式使气体扩散层朝向外侧而层叠于固体高分子电解质膜120。

如图2及图3所示，在第一隔板14的与膜电极结构体12对置的面140a上形成有与氧化剂气体入口连通孔22a和氧化剂气体出口连通孔22b连通的氧化剂气体流路142。氧化剂气体流路142沿着Y方向延伸设置有多个。

在第二隔板16的与膜电极结构体12对置的面160a上形成有将燃料气体入口连通孔26a与燃料气体出口连通孔26b连通的燃料气体流路162。燃料气体流路162沿着Y方向延伸设置有多个。

另外，通过将第二隔板16和第一隔板14重合而成为一体，从而形成由第一隔板14的与面140a相反侧的面140b和第二隔板16的与面160a相反侧的面160b围绕的冷却介质流路240。冷却介质流路240沿着Y方向延伸设置有多个。

如图3所示，第一隔板14及第二隔板16是具有凹部及凸部的波板状的燃料电池用金属隔板。在此，本发明中的燃料电池用金属隔板的凸部由与膜电极结构体12相接的凸部和与相邻的另一隔板的凸部相接的凸部构成。

需要说明的是，所述第一隔板14及第二隔板16通过后述的制造方法制造。

图4是本实施方式的金属隔板的剖视图。具体而言，是彼此相邻的第一隔板14及第二隔板16的Z方向剖视图。

如图4所示，第一隔板14的凸部由凸部145和凸部143构成，该凸部145与膜电极结构体12(更详细而言，为阴极电极122的气体扩散层122a)接触，该凸部143向从气体扩散层122a分离的方向突出，并与后述的相邻的第二隔板16的凸部164接触。所述凸部143、145沿着Z方向都隔开规定间隔配置多个。

另外，第二隔板16的凸部由凸部165和凸部164构成，该凸部165与膜电极结构体12(更详细而言，为阳极电极124的气体扩散层124a)接触，该凸部164向从气体扩散层124a分离的方向突出，并与相邻的第一隔板14的凸部143接触。所述凸部164、165沿着Z方向都隔开规定间隔配置多个。

第一隔板14和第二隔板16由同一结构构成，第一隔板14的凸部145相当于第二隔板16的凸部165，第一隔板14的凸部143相当于第二隔板16的凸部164。因此，以下，仅对第一隔板14的结构进行详细地说明。

如图4所示，第一隔板14具有沿着Z方向连续的多个凸部145及凸部143。如后所述，第一隔板14的凹凸通过冲压成形而形成，因此凸部145由平坦部145a和平坦部145a的Z方向两端的角部成为圆角形状的圆角部145b、145b构成。另外，关于凸部143，也由平坦部144a和平坦部144a的Z方向两端的角部成为圆角形状的圆角部144b、144b构成。

如图4所示，通过使第一隔板14的凸部145与阴极电极122的气体扩散层122a抵接，从而形成氧化剂气体流路142。此时，如上所述，在对电极面施加规定的面压时，由于由碳素纸构成的气体扩散层122a具有柔软性，因此金属制的第一隔板14的凸部145的上端的一部分埋没在气体扩散层122a内。因此，除了平坦部145a之外，圆角部145b、145b也与气体扩散层122a接触。

因此，第一隔板14的凸部145中的与膜电极结构体12(更详细而言，为阴极电极122的气体扩散层122a)接触的部分即接触部146由第一隔板14的构成凸部145的平坦部145a及圆角部145b、145b构成。在本实施方式中，在该接触部146的表面整体上形成有格子状的贵金属薄膜147。更具体而言，仅在凸部145的接触部146上形成有贵金属薄膜，在凹部未形成贵金属薄膜。

另一方面，第一隔板14的凸部143与第二隔板16的凸部164抵接。通过第一隔板14的凸部143与第二隔板16的凸部164抵接，由此形成冷却介质流路240。第一隔板14和第二隔板16这双方为金属性，因此不会相互埋没。因此，第一隔板14的凸部143中的平坦部144a相当于与第二隔板16的凸部164接触的接触部。在本实施方式中，在该平坦部144a的表面也形成有格子状的贵金属薄膜。更具体而言，仅在凸部143的平坦部144a形成有贵金属薄膜，在凹部未形成贵金属薄膜。

由于在平坦部144a的表面上形成的格子状的贵金属薄膜与在接触部146的表面上形成的格子状的贵金属薄膜为同样的结构，因此对于在平坦部144a的表面上形成的格子状的贵金属薄膜不进行详细说明。

图5是表示本实施方式的在第一隔板14的表面上形成的贵金属薄膜147的图，(A)是第一隔板14的凸部145与膜电极结构体12的接触部146的俯视图，(B)是(A)的A-A线端面图。

如图5(A)所示，贵金属薄膜147在接触部146、即凸部145中的与膜电极结构体12(更详细而言，为阴极电极122的气体扩散层122a)接触的部分形成为格子状。而且，通过将贵金属薄膜147形成为格子状，而如图5(B)所示，由贵金属薄膜147围绕且使第一隔板14的表面露出的多个孔部148形成为格子状。需要说明的是，在接触部146的Z方向的两端部149、149未形成孔部148。

在此，将贵金属薄膜147形成为格子状并将多个孔部148形成为格子状的形状是指在贵金属薄膜147上设置孔部148，金属隔板表面从孔部148露出，孔部148有规则地配置的形状。“有规则地”是指大部分的孔部148的中心在图5(A)所示的多个假想直线L上隔开规定的间隔配置的情况。需要说明的是，假想直线L可以在凸部145上形成多个。这样通过将孔部148有规则地配置，能够对排出的反应生成水的移动进行控制。即，存在于凸部145的中央的反应生成水能够在假想直线L上的贵金属薄膜上不断地移动，向相邻的各流路排出。相对于此，在孔部148不规则地配置时，反应生成水的移动在某一部分受到阻碍，从而无法控制反应生成水的移动。

在本实施方式中，以多个孔部148的形状在俯视下成为大致圆形形状的方式在接触部146的表面上将贵金属薄膜147形成为格子状。孔部148的形状也可以是由椭圆等平滑的曲线围成的形状。形成为格子状的贵金属薄膜147的格子间隔W设定在50～200μm的范围内。而且，多个孔部148的直径也设定在50～200μm的范围内。通过设定在上述范围内，能更可靠地发挥后述的本实施方式的效果。

需要说明的是，在本实施方式中，固体高分子电解质膜120的厚度为20μm～50μm，相对于此，贵金属薄膜147的厚度为10nm～100nm。而且，凸部145的接触部146上的贵金属薄膜147的面积率为40～80％，优选为55～65％。

作为构成贵金属薄膜147的贵金属，可以使用例如金、银、铑、铂或以它们为主成分的合金等。在本实施方式中，使用金作为贵金属，由此，在接触部146的表面上形成格子状的金薄膜。

需要说明的是，贵金属薄膜147具有难以生成氧化物且具有疏水性的特性，因此通过在接触部146上形成贵金属薄膜147，能够抑制第一隔板14与膜电极结构体12的接触电阻的增大，并能够抑制端子电压的下降。

具备以上的结构的本实施方式的燃料电池组1如下这样动作。

返回图2，首先，通过未图示的氧化剂气体供给装置，将氧化剂气体向燃料电池组1供给。于是，供给的氧化剂气体从氧化剂气体入口连通孔22a流入，在固体高分子电解质膜120与第一隔板14之间形成的氧化剂气体流路142中流通。由此，将氧化剂气体向阴极电极122供给。

另外，此时，通过未图示的燃料气体供给装置，将燃料气体向燃料电池组1供给。于是，供给的燃料气体从燃料气体入口连通孔26a流入，在固体高分子电解质膜120与第二隔板16之间形成的燃料气体流路162中流通。由此，将燃料气体向阳极电极124供给。

另外，此时，通过未图示的冷却介质供给装置，将冷却介质向燃料电池组1供给。于是，供给的冷却介质从冷却介质入口连通孔24a流入，在第一隔板14与第二隔板16之间形成的冷却介质流路240中流通。

在膜电极结构体12中，向阴极电极122供给的氧化剂气体与向阳极电极124供给的燃料气体进行电化学反应，由此进行发电。被发电产生的发热加热后的膜电极结构体12由在冷却介质流路240中流通的冷却介质冷却。

另外，在发电时，伴随着电化学反应，在阴极侧生成水，并经由固体高分子电解质膜120向阳极侧移动。该反应生成水除了在各气体流路中流通而排出之外，还向各隔板的凸部145与膜电极结构体12的接触部146的界面流入。此时，向接触部146的界面流入的反应生成水在形成于各隔板的接触部146上的格子状的贵金属薄膜147上迅速地流动而流入孔部148，并保持在孔部148内。

然后，向阴极电极122供给而被消耗了的氧化剂气体从氧化剂气体出口连通孔22b排出，向阳极电极124供给而被消耗了的燃料气体从燃料气体出口连通孔26b排出。另外，在膜电极结构体12的冷却中利用了的冷却介质从冷却介质出口连通孔24b排出。

接着，说明本发明的一实施方式的燃料电池用金属隔板的制造方法。本实施方式的燃料电池用金属隔板的制造方法具有成形工序、贵金属薄膜形成工序。

在成形工序中，通过冲压成形而将金属制的薄板成形为波板状。具体而言，通过以往公知的冲压成形装置对金属制的薄板进行拉深成形，由此成形为具有凹凸的波板状。作为金属制的薄板，使用例如钢板、不锈钢板、铝板等。

在贵金属薄膜形成工序中，在成形为具有凹凸的波板状的金属制的薄板的凸部中的、层叠于膜电极结构体时与膜电极结构体接触的接触部的表面上形成贵金属薄膜。更详细而言，以在贵金属薄膜中形成使第一隔板露出的孔部的方式形成贵金属薄膜。在本实施方式中，作为形成贵金属薄膜的方法，采用喷墨印刷法。

图6是表示基于喷墨印刷法进行的贵金属薄膜形成工序的图。如图6所示，在喷墨印刷法中使用的喷墨装置5具备：收容墨液50的墨液用容器52；用于供给墨液50的墨液供给管线54；具备将由墨液供给管线54供给的墨液50朝向第一隔板14的接触部146喷出的未图示的多个喷出喷嘴的喷墨头56。

作为墨液50，使用在分散剂的作用下将贵金属微粒子分散到有机溶剂中而成的墨液。作为分散剂，使用具有亲水基及疏水基的分散剂，亲水基配位在贵金属微粒子的表面，通过疏水基进行溶剂化，由此，贵金属微粒子稳定地分散在有机溶剂中。

作为贵金属微粒子，可以使用例如金微粒子、银微粒子、铑微粒子、铂微粒子等，在本实施方式中，使用金微粒子作为贵金属微粒子。需要说明的是，贵金属微粒子的粒径设定为几十nm以下。

喷墨头56具备的喷出喷嘴以与相邻的多个接触部146之间的间隔相同的间隔设置多个。由于多个喷出喷嘴设置于喷墨头56，因此能够在多个凸部145的接触部146上同时作成规则的花纹。即，通过所述喷出喷嘴，能够在接触部146上描绘出由墨液50形成的格子状图案。

在执行喷墨印刷时，按照喷墨头56的宽度与描绘宽度的关系，根据需要，通过未图示的扫描机构对喷墨头56进行扫描，并同时通过未图示的搬运机构对第一隔板14进行搬运。由此，在第一隔板14的接触部146整体上描绘出由墨液50形成的格子状图案。

通过喷墨装置5在接触部146上描绘出由墨液50形成的格子状图案之后，通过未图示的加热装置实施热处理。热处理条件根据使用的墨液的种类而设定，例如在300℃下实施30分钟的热处理。于是，墨液50中的有机成分(分散剂及有机溶剂)被氧化分解而除去，并且其余的贵金属微粒子彼此烧结而一体化，由此形成贵金属薄膜。此时，维持由墨液50形成的格子状图案而形成格子状的贵金属薄膜。

需要说明的是，在通过喷墨印刷法形成贵金属薄膜之前，实施以往公知的清洗处理。例如，对于成形工序后的金属制的薄板，在作为脱脂处理而实施了碱清洗之后，实施等离子清洗或UV臭氧清洗而提供给贵金属薄膜形成工序。由此，能够形成与燃料电池用金属隔板的密接性良好的贵金属薄膜。

根据本实施方式，起到以下的效果。

在本实施方式中，将金属制的第一隔板14成形为具有凹凸的波板状，并在其凸部145的表面形成贵金属薄膜147。而且，在本实施方式中，在贵金属薄膜147中形成使第一隔板14露出的孔部148。

在此，贵金属薄膜147具有难以生成氧化物且具有疏水性的特性。另一方面，孔部148具有使第一隔板14的表面上容易生成氧化物且具有亲水性的特性。因此，通过膜电极结构体12中的反应而生成且向膜电极结构体12与第一隔板14的界面流入的反应生成水迅速地流入而保持于孔部148。由此，在膜电极结构体12与第一隔板14的界面上，反应生成水不会不均匀地存在而被均匀地保持，因此能够使膜电极结构体12的湿润环境均衡化。

另外，例如在高负载运转时，由于大量产生反应生成水，因此向孔部148流入的反应生成水量会超过孔部148的容量。于是，反应生成水从孔部148溢出而在疏水性的贵金属薄膜147上迅速地流动，向相邻的各流路流出。由此，即使在高负载运转时，在膜电极结构体12与第一隔板14的界面上，反应生成水也不会不均匀地存在，从而维持膜电极结构体12的均衡化的湿润环境。

相对于此，例如在低负载运转时，反应生成水仅产生少量，因此在高负载运转时保持于孔部148的反应生成水向膜电极结构体12侧供给。由此，即使在低负载运转时，也能抑制膜电极结构体12的湿润环境的变化，从而维持均衡化的湿润环境。

因此，根据本实施方式，无论燃料电池的运转状况如何，都能够使膜电极结构体12的湿润环境均衡化。

而且，通过在金属制的第一隔板14的凸部中的与金属制的第二隔板16的凸部接触的接触部(平坦部144a)的表面上形成贵金属薄膜，由此能够抑制第一隔板14与第二隔板16的接触电阻，其中，该贵金属薄膜形成有使金属制的第一隔板14露出的孔部。

需要说明的是，在将贵金属薄膜147与孔部148的位置相反的相反格子图案的情况下，即，贵金属薄膜147呈岛状有规则地配置在第一隔板14的凸部145的接触部146时，无法控制向膜电极结构体12与第一隔板14的界面流入的反应生成水的流通方向，反应生成水不均匀地存在于界面上，因此无法使膜电极结构体12的湿润环境均衡化。

另外，在本实施方式中，将孔部148有规则地形成在接触部146的表面。由此，在膜电极结构体12与第一隔板14的界面上，反应生成水不会均匀地存在而被更均匀地保持，因此能够使膜电极结构体12的湿润环境更加均衡化。而且，无论燃料电池的运转状况如何，都能够使膜电极结构体12的湿润环境更加均衡化。

另外，根据本实施方式的燃料电池用金属隔板的制造方法，能起到与上述的效果同样的效果。尤其是通过采用喷墨印刷法，通过廉价且简单的操作就能够制造出在表面形成有格子状的贵金属薄膜的燃料电池用金属隔板。

更详细而言，例如在镀敷处理中，为了形成格子状的贵金属薄膜而需要掩模，而且在镀敷处理后，需要研磨处理或药液除去用的清洗及干燥处理，操作变得烦杂而使成本升高。相对于此，在喷墨印刷中，无掩模而能够在所希望的位置上形成格子状的贵金属薄膜147，而且在印刷后仅进行热处理即可，操作简化而能够削减成本。此外，作为喷墨印刷的特性，能够形成更薄且没有不均的均匀的贵金属薄膜147，因此能够在抑制高价的贵金属的使用量的同时得到上述的效果。

需要说明的是，本发明并未限定为上述实施方式，在能够实现本发明目的的范围内的变形、改良等也包含于本发明。

在上述实施方式中，如图5(A)所示，孔部148在多个假想直线L上隔开规定的间隔配置，并且在Z方向上相邻的孔部148也全部都配置在同一直线上，但并未限定于此。例如，图7是上述实施方式的变形例的第一隔板14A的凸部145A与膜电极结构体的接触部146A的俯视图，而如该图7所示，可以将孔部148A在多个假想直线L上隔开规定的间隔配置，并在Z方向上将相邻的孔部148A错开规定间隔配置。

另外，图8也是上述实施方式的变形例的第一隔板14B的凸部145B与膜电极结构体的接触部146B的俯视图，如该图8所示，孔部148B也可以形成在接触部146B的Z方向的两端部149B、149B。根据该变形例，在与各流路相邻的Z方向的两端部149B、149B存在形成有贵金属薄膜147B的部分和形成有孔部148B的部分，从而存在功能不同的部分。由此，在形成贵金属薄膜147B的部分上，不会沾有反应生成水而能够顺畅地导入反应气体。另外，在形成孔部148B的部分上，在金属隔板的表面会生成氧化物，因此能够将反应生成水导入(拉到跟前)，并向相邻的各流路高效地排出。

需要说明的是，孔部148B既可以从平坦部145a到圆角部145b的区域设置，也可以仅设置在圆角部145b。

另外，在上述实施方式中，以多个孔部148的形状在俯视下成为大致圆形形状的方式形成贵金属薄膜147，但也可以例如以多个孔部的形状成为大致三角形形状或大致四边形形状的方式形成贵金属薄膜。在图9～12中示出以多个孔部的形状成为大致三角形形状或大致四边形形状的方式形成贵金属薄膜的上述实施方式的变形例。如图9～12所示，通过将包含贵金属的多个点状的墨液相连，而能够将孔部的形状形成为大致三角形形状或大致四边形形状。

例如，图9是表示上述实施方式的变形例的第一隔板14C的凸部145C与膜电极结构体的接触部146C上的包含贵金属的点状的墨液的图案的俯视图。如图9所示，贵金属薄膜147C由多个正圆状的点150C形成。多个正圆状的点150C沿着Y方向和Z方向有规则地排列，相邻的点150C彼此相接。通过由四个点150C包围而形成孔部148C。孔部148C是大致四边形形状，与点150C同样地沿着Y方向和Z方向有规则地排列。

另外，图10也是上述实施方式的变形例的第一隔板14D的凸部145D与膜电极结构体的接触部146D上的包含贵金属的点状的墨液的图案的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的B-B线端面图，(C)是(A)的C-C线端面图。如图10的(A)所示，贵金属薄膜147D由多个正圆状的点150D形成。与图9所示的图案同样，多个正圆状的点150D沿着Y方向和Z方向有规则地排列，但沿着Y方向和Z方向相邻的点150D彼此一部分重复。相邻的点150D彼此重复的区域的形状及大小全部相同。通过由四个点150D包围而形成孔部148D。孔部148D是大致四边形形状，与点同样地沿着Y方向和Z方向有规则地排列。

另外，如图10的(B)及(C)所示，相邻的点150D彼此重复的部位比不重复的部位的贵金属薄膜147D的膜厚厚。该膜厚厚的部位作为将反应生成水向孔部148D引导的引导壁而发挥作用。由此，能够高效地将反应生成水向孔部148D引导并将其保持于孔部148D。

另外，图11也是表示上述实施方式的变形例的第一隔板14E的凸部145E与膜电极结构体的接触部146E上的包含贵金属的点状的墨液的图案的俯视图。如图11所示，贵金属薄膜147E由多个正圆状的点150E形成。多个正圆状的点150E沿着Y方向有规则地排列，且在Z方向上相邻的点150E彼此沿着Y方向错开点的半径量而配置，相邻的点150E彼此相接。即，图11所示的包含贵金属的点状的墨液的图案是将点150E最密地填充在平面上的图案。对于点150E而言，通过由三个点150E包围而形成孔部148E。孔部148E为大致三角形形状，沿着Y方向及Z方向有规则地排列。

另外，图12也是表示上述实施方式的变形例的第一隔板14F的凸部145F与膜电极结构体的接触部146F上的包含贵金属的点状的墨液的图案的俯视图。如图12所示，贵金属薄膜147F由多个正圆状的点150F形成。多个正圆状的点150F中，一部分(配置在辅助线153、153上的点150F)有规则地排列，其他不规则地配置，存在相邻的点150F彼此相接的部位，也存在重复的部位。虽然通过由点150F包围而形成孔部148F，但存在各种形状及大小的孔部148F。而且，由于多个正圆状的点150F的一部分有规则地排列，因此形成的多个孔部148F的一部分也有规则地排列。作为孔部148F的形状，如图12所示，列举出与图9或图10所示的图案同样的大致四边形形状、与图11所示的图案同样的大致三角形形状、变形了的大致矩形形状等。

需要说明的是，如上所述，重复的部位的贵金属薄膜147F的膜厚变厚，作为将反应生成水向孔部148F引导的引导壁发挥作用，由此能够高效地将反应生成水向孔部148F引导并将其保持于孔部148F。

在图9～12所示的上述实施方式的变形例中，通过由贵金属薄膜包围而形成孔部，该贵金属薄膜通过将包含贵金属的点状的墨液相连而形成。由此，能够容易得到在表面形成有格子状的贵金属薄膜的燃料电池用金属隔板。

在图9～12所示的上述实施方式的变形例中，例示了包含贵金属的点状的墨液为图13(a)所示的正圆的点150的情况，但包含贵金属的点状的墨液的形状并未限定于此。例如，包含贵金属的点状的墨液可以是图13(b)所示的椭圆状的点151，也可以是图13(c)所示的变形了的圆状的点152。

Claims (5)

1.一种燃料电池用金属隔板，其层叠于在电解质膜的两侧设有一对电极的膜电极结构体上，所述燃料电池用金属隔板的特征在于，

所述燃料电池用金属隔板被成形为具有凹凸且在凸部与所述膜电极结构体相接的波板状，

在所述燃料电池用金属隔板的凸部上形成有贵金属薄膜，

在所述贵金属薄膜上形成有不存在所述贵金属薄膜而使所述燃料电池用金属隔板露出的孔部，所述孔部不贯通所述燃料电池用金属隔板。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用金属隔板，其特征在于，

所述孔部有规则地形成在所述凸部的表面上。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用金属隔板，其特征在于，

所述孔部通过被所述贵金属薄膜包围而形成，所述贵金属薄膜通过将包含贵金属的点状的墨液相连而形成。

4.一种燃料电池用金属隔板的制造方法，所述燃料电池用金属隔板层叠于在电解质膜的两侧设有一对电极的膜电极结构体上，所述燃料电池用金属隔板的制造方法的特征在于，

具有贵金属薄膜形成工序，在贵金属薄膜形成工序中，在成形为具有凹凸且在凸部与所述膜电极结构体相接的波板状的金属制的薄板的所述凸部上，形成贵金属薄膜，

在所述贵金属薄膜形成工序中，以在所述贵金属薄膜中形成不存在所述贵金属薄膜而使所述燃料电池用金属隔板露出的孔部的方式形成所述贵金属薄膜，所述孔部不贯通所述燃料电池用金属隔板。

5.根据权利要求4所述的燃料电池用金属隔板的制造方法，其特征在于，

在所述贵金属薄膜形成工序中，通过喷墨印刷法形成所述贵金属薄膜。