DE112006001385B4

DE112006001385B4 - Separator für eine Brennstoffzelle und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112006001385B4
Application number: DE112006001385T
Authority: DE
Inventors: Koji Kobayashi; Masaharu Kitafuji; Nobuhiro Asai; Tetsuya Kondo; Yu Kawamata; Yasuhiro Nakao
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2026-06-03
Also published as: US20090042084A1; CA2609461C; JPWO2006129806A1; DE112006001385T5; JP4971979B2; CA2609461A1; WO2006129806A1

Abstract

Brennstoffzellenseparator (40), der einen welligen Abschnitt (28) aufweist, der erste Vorsprünge (24) und zweite Vorsprünge (26) enthält, die abwechselnd und aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei die ersten Vorsprünge (24) in einer vorbestimmten Richtung vorstehen und horizontale Oberseiten (24a) aufweisen, und die zweiten Vorsprünge (26) in einer der Richtung der ersten Vorsprünge (24) entgegengesetzten Richtung vorstehen und horizontale Oberseiten (26a) aufweisen, die an einer Seite freiliegen, die einer Seite entgegengesetzt ist, an der die horizontalen Oberseiten (24a) der ersten Vorsprünge (24) freiliegen, wobei ein erster Plattierungsbeschichtungsfilm (46), der Gold oder Rhodium oder Platin oder eine Legierung von zwei oder mehreren davon enthält, inselförmig als Kärnchen mit einer Partikelgröße von 20 bis 60 nm auf einem defekte Abschnitte (44) enthaltenden Passivierungsfilm (42), der auf den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) der ersten Vorsprünge (24) und/oder der zweiten Vorsprünge (26) ausgebildet ist, über diese gesamten horizontalen Oberseiten (24a, 26a) hinweg abgeschieden ist, während ein...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Separater für eine Brennstoffzelle, worin ein Plattierungsbeschichtungsfilm selektiv auf horizontalen Oberseiten von Vorsprüngen, die einen welligen Abschnitt bilden, vorgesehen ist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In den letzten Jahren haben mit zunehmender Sorge hinsichtlich des Umweltschutzes, aus dem folgenden Grund Brennstoffzellen die Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Insbesondere wird in der Brennstoffzelle nur H₂O erzeugt, und hierdurch wird die Atmosphärenluft nicht verschmutzt.
Wie in 10 gezeigt, ist eine Brennstoffzelle 10 als ein Stapel konstruiert, der aus einer Mehrzahl gestapelter Einheitszellen 12 aufgebaut ist. In der Einheitszelle 12 ist eine Elektrolytelektrodenanordnung 20, in der ein Elektrolyt oder eine Ionenaustauschermembran 18 zwischen einer Anode 14 und einer Kathode 16 eingefügt ist, zwischen einem Paar von Separatoren 22, 22 eingebaut, was die Brennstoffzelle darstellt. Allgemein wird zum Beispiel rostfreier Stahl oder eine Titanlegierung als Material für die Brennstoffzellenseparatoren 12 ausgewählt.
Jeder der Brennstoffzellenseparatoren ist mit einem welligen Abschnitt 28 versehen, der erste Vorsprünge 24 und zweite Vorsprünge 26 aufweist, die sich abwechselnd fortsetzen und in einander entgegengesetzte Richtungen vorstehen, so dass ein wasserstoffhaltiges Brenngas zur Anode 14 zugeführt wird und ein Sauerstoff enthaltendes sauerstoffhaltiges Gas der Kathode 16 zugeführt wird. Horizontale Oberseiten 24a, 26a sind jeweils an den ersten Vorsprüngen 24 und den zweiten Vorsprüngen 26 vorgesehen.
Wenn der Stapel aufgebaut wird, kontaktieren zum Beispiel die horizontalen Oberseiten 24a der ersten Vorsprünge 24 die Anode 14, und die horizontalen Oberseiten 26a der zweiten Vorsprünge 26 kontaktieren die Kathode 16. Das sauerstoffhaltige Gas fließt durch die Zwischenräume 30, die zwischen den ersten Vorsprüngen 24 und der Kathode 16 ausgebildet sind, wohingegen das Brenngas durch Zwischenräume 32 fließt, die zwischen den zweiten Vorsprüngen 26 und der Anode 14 ausgebildet sind. Insbesondere fungiert der wellige Abschnitt 28 als Versorgungsnut zum Zuführen der Reaktionsgase zu den Elektroden 14, 16.
Wie aus dem Obigen klar ersichtlich, stützen sich die jeweiligen horizontalen Oberseiten 24a, 26a der ersten Vorsprünge 24 und der zweiten Vorsprünge 26 gegen andere Elemente ab. Wenn der Kontaktwiderstand an den Anlageabschnitten zu hoch ist, nimmt der Innenwiderstand der Brennstoffzelle 10 zu. Im Hinblick auf das Obige ist vorgeschlagen worden, dass ein Goldplattierungsbeschichtungsfilm auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a vorgesehen werden sollte, um den Kontaktwiderstand der horizontalen Oberseiten 24a, 26a zu reduzieren (siehe zum Beispiel JP 10-228914 A ).
Jedoch befindet sich auf der Oberfläche zum Beispiel von rostfreiem Stahl und der Titanlegierung ein Oxidfilm, der sich durch Reaktion mit dem Luftsauerstoff spontan bildet, das heißt ein Passivierungsfilm. Wenn ein solcher Passivierungsfilm, der nach der Plattierung verbleibt, eine zu große Dicke hat, wird es schwierig, den Kontaktwiderstand zu reduzieren, selbst wenn ein Goldplattierungsbeschichtungsfilm vorgesehen wird.
Der Goldplattierungsbeschichtungsfilm wird unter Verwendung von Borid abgeschieden, das als Ausgangspunkte dient. In diesem Fall bildet der Goldplattierungsbeschichtungsfilm einen verteilten Beschichtungsfilm, in dem relativ große granuläre oder partikuläre Materialien mit einer Partikelgröße von 3000 bis 8000 nm inselartig gepunktet verstreut sind. Somit ist es im Falle des oben beschriebenen Goldplattierungsbeschichtungsfilms nicht einfach, den Kontaktwiderstand der horizontalen Oberseiten 24a, 26a signifikant zu reduzieren.
Im Hinblick auf das Obige ist in der JP-2002-134128 A vorgeschlagen worden, dass auf dem rostfreien Stahl, unmittelbar nachdem ein Passivierungsfilm auf dem rostfreien Stahl entfernt wurde, ein Edelmetall angeheftet werden sollte, durch Polieren mit einem Poliermittel, an dem das Edelmetall anhaftet.
Die JP 2005-032594A zeigt einen Brennstoffzellenseparator 1 mit einer Wellenstruktur, die erste und zweite Vorsprünge aufweist. Die horizontalen Seiten 7a der ersten und/oder zweiten Vorsprünge weisen eine Goldplattierungsschicht 8 auf. Die Dicke der Goldschicht beträgt 20–100 nm. Bei den Ausführungsformen gemäß 3 und 4 wird das Gold als inselförmige Körnchen in zuvor bereitgestellte Vertiefungen abgeschieden, wobei die Partikelgröße der Körnchen etwa im Bereich der Dicke der Goldschicht, d. h. 20–100 nm, liegt. Auf dem Grundmaterial 10 des gewellten Separators wird eine Passivierungsschicht 11 ausgebildet. Der Passivierungsfilm 11 wird gemäß der Ausführung von 2 im Bereich der horizontalen Oberseiten 7a der Vorsprünge vollständig entfernt und dann mit Gold plattiert. Bei den Ausführungsformen der 3 und 4 werden durch mechanische Behandlung der horizontalen Oberseiten 7a der Vorsprünge defekte Abschnitte 106 in der dort befindlichen Passivierungsschicht 11 erzeugt. Des Weiteren ist angegeben, dass der Separator mit einer Plattierungslösung behandelt wird, die ein Goldkomplexsalz umfasst, wodurch die Goldbeschichtung nur im Bereich der defekten Abschnitte, nicht aber zwischen diesen, ausgebildet wird.
Die US 2004/019766 A1 beschreibt einen Brennstoffzellenseparator mit Wellenstruktur, der annähernd auf seiner gesamten Fläche mit Gold, wobei das Gold inselförmig als Körnchen mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,01–50 μm abgeschieden ist. Vor dem Aufbringen der Goldschicht wird eine Passivierungsschicht auf dem gewellten Grundmaterial erzeugt. Anschließend wird der Separator in einem Plattierungsbad behandelt, das ein Goldkomplexsalz umfasst.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Im Falle der in der JP-2002-134128A beschriebenen Technik wird Polieren durchgeführt, während beide Endoberflächen des rostfreien Stahls unter dem Druck einer Walze eingefügt sind, während das Edelmetall darauf geheftet wird. Daher wird es schwierig, die Politur durchzuführen, nachdem der wellige Abschnitt vorgesehen worden ist, weil in diesem Fall ein Problem darin besteht, dass der wellige Abschnitt zerdrückt werden könnte, da beide Endoberflächen des welligen Abschnitts während der Politur unter dem Druck dazwischen liegen.
Wenn, um dieses Problem zu vermeiden, die Politur und das Anheften des Edelmetalls auf flachem rostfreiem Stahl durchgeführt wird, vor dem Herstellen des welligen Abschnitts, entsteht ein anderes Problem, dass die Herstellungskosten für den Separator teuer werden, weil das Edelmetall teuer ist, was an sich bekannt ist.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brennstoffzellenseparator anzugeben, worin der Kontaktwiderstand der horizontalen Oberseite selektiv reduziert wird, wenn eine solche Oberfläche mit einem anderen Element einen Kontakt herstellt.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brennstoffzellenseparator anzugeben, der kostengünstig geliefert werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brennstoffzellenseparator anzugeben, der nur leicht an galvanischer Korrosion leidet und eine exzellente Korrosionsbeständigkeit aufzeigt.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenseparators anzugeben, das ermöglicht, dass der Kontaktwiderstand seiner horizontalen Oberseiten selektiv reduziert wird.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenseparators anzugeben, das mit geringen Kosten ausgeführt werden kann.
Zur Lösung der Aufgaben wird ein Brennstoffzellenseparator gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 5 angegeben.
In der vorliegenden Erfindung wird der Plattierungsbeschichtungsfilm selektiv auf den horizontalen Oberseiten ausgeführt, welche sich gegen ein anderes Element abstützen.
Das heißt, der Plattierungsbeschichtungsfilm, der aus dem teuren Edelmetall zusammengesetzt ist, wird innerhalb eines engen Bereichs ausgebildet. Daher wird es möglich, Separatoren für die Brennstoffzelle kostengünstig zu liefern. Ferner kann der Kontaktwiderstand, wenn die Brennstoffzelle aufgebaut wird, reduziert werden, wegen des Vorhandenseins des Plattierungsbeschichtungsfilms.
Ferner wird der Plattierungsbeschichtungsfilm selektiv vorgesehen. Daher erhält man auch einen Vorteil darin, dass das Gewicht des Plattierungsbeschichtungsfilms selbst sowie das Gesamtgewicht des Brennstoffzellenseparators reduziert wird, im Vergleich zu einem Fall, worin ein Plattierungsbeschichtungsfilm über die Gesamtoberfläche des Brennstoffzellenseparators hinweg vorgesehen wird.
Ferner wird der Plattierungsbeschichtungsfilm als verteilter Beschichtungsfilm vorgesehen, worin granuläre oder partikuläre Stoffe mit Partikelgrößen von 20 bis 60 um inselartig gepunktet verstreut sind. Selbst wenn daher ein Korrosionsstrom zwischen dem Plattierungsbeschichtungsfilm und dem darunter liegenden Metall fließt, wird der Korrosionsstrom verteilt. Daher wird der Passivierungsfilm nicht zerstört, und es wird keine galvanische Korrosion hervorgerufen.
In der oben beschriebenen Konstruktion ist es bevorzugt, dass die Menge des Plattierungsbeschichtungsfilms, der auf den horizontalen Oberseiten der ersten Vorsprünge oder der zweiten Vorsprünge ausgebildet ist, nicht weniger als das 10000-fache der Menge des Plattierungsbeschichtungsfilms, der auf den Rückseiten der zweiten Vorsprünge oder der ersten Vorsprünge ausgebildet ist, in Bezug auf die horizontalen Oberseiten beträgt, wobei die Rückseiten den horizontalen Oberseiten benachbart angeordnet sind.
Für den Passivierungsfilm, der auf anderen Abschnitten als den horizontalen Oberseiten vorgesehen ist, ist es bevorzugt, dass er eine Dicke von nicht weniger als 4 nm aufweist. Da aufgrund dieser Anordnung die Isolationsleistung an anderen Abschnitten als den horizontalen Oberseiten sichergestellt ist, werden Bedenken zur elektrischen Leckage und/oder Kurzschluss überwunden. Der Passivierungsfilm hat bevorzugt eine Dicke von 4 bis 5 nm.
Wenn rostfreier Stahl als das Material für den Brennstoffzellenseparator ausgewählt wird, ändert sich die Hauptkomponente des Passivierungsfilms in der Tiefenrichtung. Insbesondere wird an einer dem rostfreien Stahl nächsten Seite (in der Nähe des tiefsten Abschnitts) die Hauptkomponente Cr. Andererseits wird innerhalb eines Bereichs, der von einem angenähert mittleren Abschnitt zum Oberflächenlagenabschnitt hinweist, in der Tiefenrichtung, die Hauptkomponente Fe.
Wenn ein Beschichtungsverhältnis des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms in Bezug auf die horizontalen Oberseiten nicht größer als 70% ist, wird es extrem schwierig, dass eine galvanische Korrosion stattfindet. Wenn andererseits das Beschichtungsverhältnis weniger als 16% beträgt, ist die Reduktion des Kontaktwiderstands der horizontalen Oberseiten schlecht. Demzufolge ist es bevorzugt, dass das Beschichtungsverhältnis 16% bis 70% beträgt.
Insbesondere wird in der vorliegenden Erfindung ein Passivierungsfilm, der ursprünglich vorhanden ist, anfänglich durch Säurewaschung beseitigt, und dann werden eine große Anzahl von Defekten in einem neuerlich vorgesehenen Passivierungsfilm mittels mechanischer Politur nur an jenen Abschnitten vorgesehen, die auf den horizontalen Oberseiten vorhanden sind. Danach wird ein Plattierungsbeschichtungsfilm von den Umfangsabschnitten der defekten Abschnitte her abgeschieden. Andererseits wird der Plattierungsbeschichtungsfilm auf anderen Abschnitten als den horizontalen Oberseiten, an denen die mechanische Politur nicht durchgeführt wurde, kaum ausgebildet.
Daher wird in der vorliegenden Erfindung der Plattierungsbeschichtungsfilm selektiv auf den horizontalen Oberseiten ausgebildet. In anderen Worten, Abschnitte, wo der Plattierungsbeschichtungsfilm ausgebildet wird, können auf einen minimal erforderlichen Betrag beschränkt werden. Daher kann der Brennstoffzellenseparator mit geringen Kosten hergestellt werden.
Behandlungen, die an dem vorgeformten Element durchgeführt werden, sind beliebig, einschließlich nur Säurewaschung, mechanische Politur und Plattierungsbehandlung.
Es ist nicht notwendig, komplizierte Behandlungen durchzuführen, einschließlich zum Beispiel Ausführung und Entfernen von Maskierung. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, irgendeine neue Gerätschaft bereitzustellen.
Der Separator für die Brennstoffzelle, der wie oben beschrieben erhalten wird, kann kostengünstig geliefert werden. Ferner wird das Auftreten galvanischer Korrosion in dem Brennstoffzellenseparator signifikant unterdrückt. Das heißt, der erhaltene Brennstoffzellenseparator besitzt eine exzellente Korrosionsbeständigkeit.
Ferner ist es in der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, den welligen Abschnitt unter Druck einzufügen. Daher wird der wellige Abschnitt nicht zerdrückt, und es wird möglich, den Brennstoffzellenseparator mit exzellenter Dimensionsgenauigkeit herzustellen.
Wenn die Plattierungsbehandlung durchgeführt wird, ist es bevorzugt, dass ein Komplexionenstabilisator der Plattierungsflüssigkeit hinzugefügt wird. Demzufolge wird eine Dissoziation von Komplexionen in das Metallion unterdrückt. Daher ist es schwierig, dass sich Metallionen als Metall abscheiden, und demzufolge werden Metallionen kaum als der Beschichtungsfilm abgeschieden, an solchen Abschnitten, wo ein Kern des Defekts fehlt. Daher wird die Bildung des Plattierungsbeschichtungsfilms noch weiter selektiv begünstigt.
Bevorzugte Beispiele des Komplexionenstabilisators beinhalten zumindest eines von Phosphatsalz, Carboxylatsalz und Natriumsalz.
Bevorzugte Beispiele des Phosphatsalzes beinhalten Natriumdihydrogenphosphat (NaH₂PO₄) und Natriumdiphosphat (Na₄P₂O₇). Das Phosphatsalz kann ein Hydrat sein, einschließlich zum Beispiel Na₄P₂O₇·10H₂O).
Bevorzugte Beispiele des Carboxylatsalzes beinhalten Trinatriumcitrat (C₆H₅O₇Na₃). Das Carboxylatsalz kann ein Hydrat sein, wie etwa C₆H₅O₇Na₃·2H₂O.
Weiter enthalten bevorzugte Beispiele des Natriumsalzes Natriumsulfit (Na₂SO₃) und Natriumtetraborat (Na₂B₄O₇).
In diesem Prozess kann auch ein neuer Passivierungsfilm gebildet werden, zum Beispiel dort, wo der Brennstoffzellenseparator nach der Durchführung der Säurewaschung Luft oder Sauerstoff ausgesetzt wird, und vor der Durchführung eines anschließenden Schritts. Jedoch ist es bevorzugt, dass ein Erhitzen bei einer Temperatur von 200 bis 280°C durchgeführt wird, so dass, wenn das Erhitzen innerhalb dieser Temperatur durchgeführt wird, ein Passivierungsfilm leicht erhalten werden kann, der eine Dicke von nicht weniger als 4 nm hat, und der auch eine exzellente Isolationsleistung aufzeigt. Ferner unterscheidet sich die Menge des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms signifikant von der Menge des zweiten Plattierungsbeschichtungsfilms.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen gesamten Brennstoffzellenseparator darstellt, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponenten eines welligen Abschnitts des in 1 gezeigten Brennstoffzellenseparators darstellt;
3 ist eine REM-Photographie bei 40000-facher Vergrößerung eines ersten Plattierungsbeschichtungsfilms, der sich auf einer horizontalen Oberseite des in 2 gezeigten welligen Abschnitts befindet;
4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Kontaktwiderstand und dem Oberflächendruck (Kontaktdruck) der horizontalen Oberseiten der jeweiligen Abschnitte des Brennstoffzellenseparators gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung und einem die herkömmliche Technik betreffenden Brennstoffzellenseparator darstellt;
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die Hauptkomponenten des welligen Abschnitts eines vorgeformten Elements darstellt, das zu dem in 1 gezeigten Brennstoffzellenseparator umgewandelt werden soll;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenseparators gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die Hauptkomponenten des welligen Abschnitts darstellt und einen Zustand aufzeigt, in dem ein neuer Passivierungsfilm erzeugt wird;
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponenten des welligen Abschnitts darstellt und einen Zustand aufzeigt, in dem die Wanddicke des Passivierungsfilms weiter reduziert ist und defekte Abschnitte ausgebildet werden;
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die Hauptkomponenten des welligen Abschnitts darstellt und einen Zustand aufzeigt, worin eine horizontale Oberfläche davon mit einem Goldplattierungsfilm beschichtet ist; und
10 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die Hauptkomponenten des Brennstoffzellenstapels darstellt.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird ein Brennstoffzellenseparator gemäß der vorliegenden Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben im Detail in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Bauteile, die die gleichen sind wie die in 10 gezeigten, sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und detaillierte Erläuterungen dieser Merkmale werden weggelassen.
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen gesamten Brennstoffzellenseparator 40 darstellt, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Ein welliger Abschnitt 28 wird zum Beispiel mittels eines Pressformungsprozesses auf dem Brennstoffzellenseparator 40, der aus rostfreiem Stahl aufgebaut ist, vorgesehen.
Wie in 2 gezeigt, enthält der wellige Abschnitt 28 erste Vorsprünge 24, die von einer Endoberfläche des Brennstoffzellenseparators 40 vorstehen, zusammen mit zweiten Vorsprüngen 26, die in einer den ersten Vorsprüngen 24 entgegengesetzten Richtung vorstehen, so dass die ersten und zweiten Vorsprünge 24, 26 sich abwechselnd fortsetzen. Horizontale Oberseiten 24a, 26a befinden sich jeweils auf den ersten Vorsprüngen 24 und den zweiten Vorsprüngen 26.
Die horizontale Oberseite 24a und die horizontale Oberseite 26a bilden Oberflächen, die in einander entgegengesetzte Richtungen frei liegen. Insbesondere bildet, in Bezug auf den ersten Vorsprung 24, die Oberfläche, die in der gleichen Richtung wie jene der horizontalen Oberseiten 26a, 26a von benachbarten zweiten Vorsprünge 26, 26 frei liegt, eine Bodenfläche 24b, wohingegen die Rückseite der Bodenfläche 24b eine horizontale Oberseite 24a bildet. Ähnlich bildet, in Bezug auf den zweiten Vorsprung 26, die Oberfläche, die in der gleichen Richtung wie jene der horizontalen Oberseiten 24a, 24a der benachbarten ersten Vorsprünge 24, 24 frei liegt, eine Bodenfläche 26b, wohingegen die Rückseite davon eine horizontale Oberseite 26a bildet. Dementsprechend stützt sich zum Beispiel die horizontale Oberseite 24a des ersten Vorsprungs 24 gegen die Anode 14 ab und die horizontale Oberseite 26a des zweiten Vorsprungs 26 stützt sich gegen die Kathode 16 ab (siehe 10).
In der folgenden Beschreibung werden sowohl die schräge Fläche, die von der horizontalen Oberseite 24a zur Bodenfläche 26b weist, sowie auch die schräge Fläche, die von der Bodenfläche 26b zur horizontalen Oberseite 24a weist, allgemein als „erste schräge Oberflächen 41a” bezeichnet. Ferner werden sowohl die schräge Oberfläche, die von der horizontalen Oberseite 26a zur Bodenfläche 24b weist, sowie auch die schräge Oberfläche, die von der Bodenfläche 24b zur horizontalen Oberseite 26a weist, allgemein als „zweite schräge Oberflächen 41b” bezeichnet (siehe 2). Wie aus 2 klar ersichtlich, sind die erste schräge Fläche 41a und die zweite schräge Fläche 41b in einer Beziehung, wodurch sie gegenseitig Vorder- und Rückseiten bilden.
Die Oberfläche des welligen Abschnitts 28, der wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist insgesamt mit dem Passivierungsfilm 42 beschichtet. Defekte Abschnitte 44 werden auf oberen Endflächenabschnitten des Passivierungsfilms 42 ausgebildet, wo die horizontalen Oberseiten 24a, 26a der Beschichtung unterzogen wurden. Ferner wird der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 darauf selektiv vorgesehen.
Das heißt, das Vorhandensein des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 kann auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a visuell geprüft werden. Umgekehrt kann das Vorhandensein des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 auf den verbleibenden Bodenflächen 24b, 26b, der ersten schrägen Fläche 41a und der zweiten schrägen Oberfläche 41b visuell nicht geprüft werden. Ferner ist das Vorhandensein des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 geringer als eine untere Erfassungsgrenze, die mit Röntgenfluoreszenz(XRF)-Analyse möglich ist.
Wenn eine elektronenmikroskopische(REM)-Beobachtung durchgeführt wird, ist zu erkennen, dass eine extrem kleine Menge von Partikeln, von 3 bis 4 ng/cm², auch auf den Bodenflächen 24b, 24b, den ersten schrägen Flächen 41a und zweiten schrägen Flächen 41b abgelagert sind. In der folgenden Beschreibung werden diese Partikel als verteilter Beschichtungsfilm bezeichnet, und werden der Einfachheit halber als zweiter Plattierungsbeschichtungsfilm bezeichnet. Jedoch kann, wie oben beschrieben, der zweite Plattierungsbeschichtungsfilm visuell nicht geprüft werden. Daher wird, zusätzlich, in den Zeichnungen der zweite Plattierungsbeschichtungsfilm nicht gezeigt.
Andererseits beträgt in der Ausführung der vorliegenden Erfindung die Menge der Partikel (erster Plattierungsbeschichtungsfilm 46), der auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a abgeschieden ist, 30 bis 40 μg/cm², was nicht weniger als das 10000-fache der Partikelmengen (des zweiten Plattierungsbeschichtungsfilms) ist, die auf den Bodenflächen 24b, 26b, den ersten schrägen Flächen 41a und den zweiten schrägen Flächen 41b abgeschieden werden.
Der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 ist visuell als gleichmäßiger Film zu sehen. Jedoch wird, wie in 3 gezeigt, die eine REM-Photographie bei 40000-facher Vergrößerung ist, durch REM-Beobachtung bestätigt, dass der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 einen verteilten Beschichtungsfilm bildet, worin Partikel mit Partikelgrößen von 20 bis 40 nm inselförmig punktiert verstreut sind. Das heißt, die den ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46 bildenden Partikel haben extrem kleine Größen im Vergleich zu Partikelgrößen von 3000 bis 8000 nm, die den Plattierungsbeschichtungsfilm der herkömmlichen Technik bilden.
Das Beschichtungsverhältnis des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 in Bezug auf die horizontalen Oberseiten 26a, 26a ist auf 16% bis 70% gesetzt. Daher wird der Kontaktwiderstand auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a beträchtlich reduziert, und es tritt kaum eine galvanische Korrosion auf.
Gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung, worin den Plattierungsbeschichtungsfilm bildende Partikel kleine Partikelgrößen haben und das Beschichtungsverhältnis groß ist im Vergleich zur herkömmlichen Technik, ist der Kontaktwiderstand der horizontalen Oberseite 24a, 26a im Vergleich zur herkömmlichen Technik merklich reduziert, wie aus 4 klar ersichtlich ist, welche den Kontaktwiderstand darstellt, wenn Goldpartikel abgeschieden werden. Das heißt, der Kontaktwiderstand wird im Vergleich zur herkömmlichen Technik verringert, unabhängig von der Größe des Oberflächendrucks (des Kontaktdrucks in Bezug auf die Elektroden 14, 16).
Als das Material für den ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46 wird eines von Gold, Rhodium, Platin oder eine Legierung von zwei oder mehr davon ausgewählt.
Andererseits wird der defekte Abschnitt 44 auf Teilen des Passivierungsfilms 42, wo die Bodenflächen 24b, 26b, die ersten schrägen Flächen 41a und die zweiten schrägen Flächen 41b der Beschichtung unterzogen sind, nicht ausgebildet.
Die bevorzugte Dicke des Passivierungsfilms 42 beträgt 4 bis 5 nm. Die Hauptkomponente des Passivierungsfilms 42 unterscheidet sich in der Tiefenrichtung. An den Bodenflächen 24b, 26b, das heißt an der dem rostfreien Stahl nächsten Seite, ist die Hauptkomponente Cr. Im Wesentlichen in der Mitte zu den Oberflächenschichtbereichen in der Tiefenrichtung, ist jedoch die Hauptkomponente Fe.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Brennstoffzellenseparators 40 erläutert.
Zuerst wird ein vorgeformtes Element, das die gleiche Form wie jene des in 1 gezeigten Brennstoffzellenseparators 40 hat, mittels verschiedener Formungsprozesse hergestellt.
Das vorgeformte Element ist aus rostfreiem Stahl aufgebaut. Der Passivierungsfilm 48 wird auf der Oberfläche davon ausgebildet, welche durch die in 5 gezeigte Oberfläche des welligen Abschnitts 28 dargestellt ist, als Ergebnis einer Reaktion zwischen dem rostfreien Stahl und dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff. Defekte Abschnitte, die beim Anwenden des Walzprozesses erzeugt werden, und defekte Abschnitte, die bei der Ausführung eines Pressformungsprozesses oder dergleichen erzeugt werden, wenn der wellige Abschnitt 28 geformt wird, sind über den gesamten Passivierungsfilm 48 hinweg vorhanden. In der folgenden Beschreibung sind die defekten Abschnitte mit der Bezugszahl 50 bezeichnet.
In dieser Ausführung wird, wie im in 6 gezeigten Flussdiagramm aufgezeigt, während des ersten Schritts S1 eine Säurewaschung auf dem Passivierungsfilm 48 angewendet, wird während des zweiten Schritts S2 auf die horizontalen Oberseiten 24a, 26a der ersten Vorsprünge 24 und der zweiten Vorsprünge 26 eine mechanische Politur angewendet, und wird während des dritten Schritts S3 der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 ausgebildet.
Insbesondere wird anfänglich im ersten Schritt S1 ein vorgeformtes Element, in dem der wellige Abschnitt 28 vorgesehen ist und der Passivierungsfilm 48 spontan erzeugt ist, in eine Behandlungsflüssigkeit eingetaucht, um die Säurewaschung des Passivierungsfilms 48 durchzuführen. Demzufolge wird anfänglich der Passivierungsfilm 48 entfernt, und zusammen damit werden auch die defekten Abschnitte 50 entfernt.
Die Behandlungsflüssigkeit, die zur Durchführung der Säurewaschung verwendet wird, ist nicht beschränkt. Zum Beispiel werden bevorzugte Behandlungsflüssigkeiten durch Eisenchlorid, Chlorwasserstoffsäure und Salpetersäure exemplifiziert. Zum Beispiel kann eine Strippingflüssigkeit, die verwendet wird, wenn der Nickelplattierungsbeschichtungsfilm entfernt wird, in Kombination mit und zusätzlich zu der oben beschriebenen Säure verwendet werden.
Das vorgeformte Element, von dem die defekten Abschnitte 50 zusammen mit dem Passivierungsfilm 48 entfernt worden sind, wird aus der Behandlungsflüssigkeit herausgezogen, und es wird eine Hitzebehandlung bei 200 bis 280°C durchgeführt. Im Ergebnis wird, wie in 7 gezeigt, ein neuer Passivierungsfilm 42 erzeugt, der eine Dicke von etwa 4 bis 5 nm hat. Die Hauptkomponente unterscheidet sich in der Tiefenrichtung in dem Passivierungsfilm 42, der mit der Durchführung der Wärmebehandlung in dem oben beschriebenen Temperaturbereich erhalten wird. Das heißt, in der Nähe des tiefsten Abschnitts, der nahe dem Brennstoffzellenseparator 40 angeordnet ist, ist die Hauptkomponente Cr, als rostfreier Stahl, und in dem Bereich, der von dem angenähert mittleren Abschnitt zum Oberflächenbereich in der Tiefenrichtung reicht, ist die Hauptkomponente Fe.
Wenn bei dieser Prozedur das Erhitzen bei einer Temperatur durchgeführt wird, die 320°C überschreitet, entstehen in dem Passivierungsfilm 42 Brüche oder dergleichen, weil sich der thermische Ausdehnungskoeffizient zwischen dem rostfreien Stahl und dem Passivierungsfilm 42 (Oxid) unterscheidet.
Anschließend wird, im zweiten Schritt S2, an den horizontalen Oberseiten 24a, 26a sowohl der ersten Vorsprünge 24 als auch der zweiten Vorsprünge 26 eine mechanische Politur angewendet. Es kann zum Beispiel ein Schleifrad verwendet werden, um eine solche mechanische Politur durchzuführen.
Als Ergebnis der mechanischen Politur, wie in 8 gezeigt, wird der Passivierungsfilm 42 partiell abgetragen oder entfernt. Im Ergebnis werden in den Passivierungsfilm 42 defekte Abschnitte 44 eingebracht. Die Dicke des Passivierungsfilms 42 beträgt an Abschnitten, wo die defekten Abschnitte 44 vorhanden sind, etwa 1,5 bis 3 nm.
Im dritten Schritt S3 wird eine Plattierungsbehandlung auf dem welligen Abschnitt 28 angewendet, worin die defekten Abschnitte 44 wie oben beschrieben vorgesehen worden sind, um hierdurch den ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46 auszubilden, wie er in 9 gezeigt ist.
Nachfolgend wird als Beispiel ein Fall erläutert, worin ein Goldplattierungsbeschichtungsfilm als der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 ausgebildet wird. Ein Goldsulfitsalz wie etwa Na₃[Au(SO₃)₂], das als Rohmaterial für den Goldplattierungsbeschichtungsfilm dient, und ein Komplexionenstabilisator, der die Dissoziation des Goldsulfitsalzes in Au⁺ unterdrückt, werden zu dem Plattierungsbad hinzugefügt.
Zum Beispiel dissoziiert Na₃[Au(SO₃)₂] über [Au(SO₃)₂]^3– zu Au⁺. Der Komplexionenstabilisator unterdrückt diese Dissoziation, um eine Stabilisierung als [Au(SO₃)₂]^3– zu bewirken.
Wenn der Komplexionenstabilisator wie oben beschrieben vorgesehen wird, existiert eine extrem kleine Menge von Au⁺ in dem Plattierungsbad. Daher wird die Abscheidung von Partikeln, das heißt die Bildung des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 an jenen Abschnitten, an denen kein Kern vorhanden ist, der die Abscheidung von Partikeln an dem welligen Abschnitt 28 erleichtert, kaum hervorgerufen.
Im Falle des Goldsulfitsalzes, wie etwa Na₃[Au(SO₃)₂], beinhalten bevorzugte Beispiele des Komplexionenstabilisators Phosphatsalze, wie etwa NaH₂PO₄ und Na₄P₂O₇·10H₂O, Carboxylatsalze, wie etwa C₆H₅O₇Na₃·2H₂O und Natriumsalze wie etwa Na₂SO₃ und Na₂B₄O₇. Natürlich können alle der oben beschriebenen Komponenten gleichzeitig hinzugefügt werden.
Was die Konzentrationen der jeweiligen Komponenten betrifft, kann zum Beispiel Na₃[Au(SO₃)₂] auf 7 g/Liter gesetzt werden, kann NaH₂PO₄ auf 30 g/Liter gesetzt werden, kann Na₄P₂O₇·10H₂O auf 30 g/Liter gesetzt werden, kann C₆H₅O₇Na₃·2H₂O auf 50 g/Liter gesetzt werden, kann Na₂SO₃ auf 30 g/Liter gesetzt werden und kann Na₂B₄O₇ auf 10 g/Liter gesetzt werden. Die gleichen oder äguivalente Effekte erhält man auch dann, wenn eine Verdünnung durchgeführt wird, bis die Konzentration jeder der Komponenten 1/7 beträgt.
Sulfit ST-1, das ein handelsübliches Produkt ist, erhältlich bei Electroplating Engineers of Japan, Ltd., kann als das Goldsulfitsalz verwendet werden. Alternativ kann anstelle des Goldsulfitsalzes auch Goldcyanid verwendet werden.
Wenn die Plattierungsbehandlung in dem Plattierungsbad angewendet wird, wie oben beschrieben, dienen die defekten Abschnitte 44 als Kerne, und obwohl der Komplexionenstabilisator dem Plattierungsbad hinzugefügt wird, scheiden sich die Goldpartikel relativ leicht von deren Umgebungsabschnitten her ab, weil die defekten Abschnitte 44 auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a vorhanden sind. In anderen Worten, Goldpartikel mit einer Partikelgröße von 20 bis 60 nm werden abgeschieden, so dass sie inselförmig gepunktet verstreut werden, von den Ausgangspunkten der Umfangsabschnitte der defekten Abschnitte 44 her. Schließlich werden die Goldpartikel mit etwa 30 bis 40 μg/cm² über die gesamten horizontalen Oberseiten 24a, 26a hinweg abgeschieden, so dass sie einen visuell erkennbaren Beschichtungsfilmzustand vorsehen. Das heißt, die horizontalen Oberseiten 24a, 26a werden, wie in den 2 und 9 gezeigt, mit dem ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46 beschichtet.
Während der Plattierungsbehandlung kann das Beschichtungsverhältnis des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 in Bezug auf die horizontalen Oberseiten 24a, 26a eingestellt werden, zum Beispiel durch Steuerung der Stromdichte und der Behandlungszeit. Inbesondere wenn die Stromdichte auf etwa 0,22 bis 0,48 A/cm² eingestellt wird und wenn die Behandlungszeit etwa 30 Sekunden beträgt, dann liegt das Beschichtungsverhältnis innerhalb eines Bereichs von 16% bis 70%.
Andererseits sind defekte Abschnitte 44 auf den ersten schrägen Flächen 41a, den zweiten schrägen Flächen 41b und den Bodenflächen 24b, 26b, die die Rückseiten der horizontalen Oberseiten 24a, 26a bilden, kaum vorhanden (siehe 2, 5 und 7), weil die mechanische Politur des Passivierungsfilms 42 dort nicht durchgeführt wird. Ferner wird ein Komplexionenstabilisator dem Plattierungsbad hinzugefügt. Daher ist die Abscheidungsgeschwindigkeit der Goldpartikel auf den Bodenflächen 24b, 26b, den ersten schrägen Flächen 41a und den zweiten schrägen Flächen 41b extrem langsam. Goldpartikel werden schließlich in einer extrem geringen Menge von etwa 3 bis 4 ng/cm² abgeschieden. Daher unterliegen, anders als der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46, diese Goldpartikel keinem Wachstum, das einen visuell erkennbaren Beschichtungsfilm bildet.
Aus den oben beschriebenen Gründen wird der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 selektiv auf den horizontalen Deckflächen 24a. 26A ausgebildet, wodurch folglich der in 1 gezeigte Brennstoffzellenseparator 40 erhalten wird.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 selektiv auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a vorgesehen werden, welche sich aneinander abstützen. Das heißt, jene Abschnitte, wo der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 ausgebildet wird, kann auf nur eine erforderliche Minimalmenge beschränkt werden. Daher können teure Herstellungskosten für den Brennstoffzellenseparator 40 vermieden werden, und demzufolge kann der Brennstoffzellenseparator 40 kostengünstig geliefert werden.
Wie aus dem Obenstehenden klar verständlich, kann in der Ausführung der vorliegenden Erfindung der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 nur auf den erforderlichen Abschnitten vorgesehen werden, indem eine extrem einfache Bearbeitung durchgeführt wird, wodurch die Plattierungsbehandlung durchgeführt wird, nachdem die Säurewaschung und die mechanische Politur durchgeführt worden sind. In anderen Worten, komplizierte Bearbeitungen, die andernfalls durchgeführt werden würden, wie etwa Maskierung, um die Bildung des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 an anderen Abschnitten als den erforderlichen Abschnitten zu vermeiden, und das Entfernen einer solchen Maskierung nach der Bildung des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46, werden als unnötig betrachtet und brauchen nicht durchgeführt zu werden. Deshalb ist auch die Herstellung neuer Typen von Apparaten oder Vorrichtungen nicht notwendig.
Ferner wird im ersten Schritt S1 der Passivierungsfilm 48 anfänglich entfernt, und ein Passivierungsfilm 42, in dem die defekten Abschnitte 50 selten sind, wird neuerlich vorgesehen. Ferner werden im zweiten Schritt S2 eine große Anzahl von defekten Abschnitten 44 auf dem Passivierungslilm 42 vorgesehen, und danach wird der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 darauf ausgebildet. Dementsprechend tritt nach der Plattierungsbehandlung über den ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46, der auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a ausgebildet ist, zwischen den Elektroden 14, 16 (siehe 10) und dem Brennstoffzellenseparator 40 eine Durchleitung auf. Daher erhält man eine Umgebung, in der der elektrische Widerstand extrem klein ist.
Ferner ist der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46, der auf den horizontalen Oberseiten 24a, 26a ausgebildet wird, ein verteilter Beschichtungsfilm, der aus Partikeln aufgebaut ist, die inselförmig gepunktet verstreut sind. Selbst wenn daher ein Korrosionsstrom zwischen dem ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46, der aus Gold, Rhodium, Platin oder einer Legierung davon zusammengesetzt ist, und der rostfreien Stahl-Unterschicht entsteht, wird der Korrosionsstrom verteilt. Daher wird der Passivierungsfilm nicht zerstört. Demzufolge erhält man einen Vorteil, dass das Auftreten galvanischer Korrosion erschwert wird.
Danach kann, falls notwendig, der Brennstoffzellenseparator 40 in einer oxidierenden Umgebung angeordnet werden, um den Passivierungsfilm 42 weiter zu verfestigen.
In der oben beschriebenen Ausführung wird ein Plattierungsbad, das Goldsulfitsalz, Phosphatsalz, Carboxylatsalz und Natriumsalz enthält, dazu verwendet, den ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46, der aus Gold aufgebaut ist, bereitzustellen. Jedoch genügt es, wenn sich zumindest Goldsulfitsalz und Phosphatsalz in dem Plattierungsbad befinden. Zum Beispiel brauchen nur Na₃[Au(SO₃)₂] und NaH₂PO₄ dem Plattierungsbad hinzugefügt werden. Alternativ kann auch Na₂SO₃ hinzugefügt werden, zusätzlich zu diesen zwei Komponenten. Alternativ kann ein Plattierungsbad durch Hinzufügen von Na₃[Au(SO₃)₂], NaH₂PO₄, Na₂SO₃ und Na₄P₂O₇·10H₂O hergestellt werden. In jedem Fall können die Konzentrationen der jeweiligen Komponenten innerhalb der oben beschriebenen Bereiche liegen.
Es erübrigt sich zu sagen, dass das Material für den ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46 durch Rhodium, Platin oder andere verschiedene Legierungen ersetzt werden kann, einschließlich zum Beispiel einer Gold-Rhodiumlegierung.
Ferner wird in dieser Ausführung der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 auf beiden horizontalen Oberseiten 24a, 26a der ersten Vorsprünge 24 und der zweiten Vorsprünge 26 vorgesehen. Jedoch kann der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 auch nur auf einer der horizontalen Oberseiten 24a, 26a vorgesehen werden. In diesem Fall kann die mechanische Politur nur auf eine der horizontalen Oberseiten 24a, 26a angewendet werden, auf welcher der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 vorgesehen ist.
Ferner kann in der im zweiten Schritt S2 durchgeführten mechanischen Politur ein Anteil oder können mehrere Anteile des Passivierungsfilms 42 zusammen mit der Oberflächenschicht des Basismaterials abgetragen werden (zum Beispiel rostfreier Stahl oder Titanlegierung).
Wenn der neue Passivierungsfilm 42 vorgesehen wird, kann anstelle des Erhitzens bei einer Temperatur von 200 bis 280°C, dieser auch Luft ausgesetzt werden, oder alternativ kann das Erhitzen bei einer relativ niedrigen Temperatur von bis zu 140°C durchgeführt werden. In diesem Fall wird ein Passivierungsfilm 42 ausgebildet, der eine Dicke von 2 bis 3 nm hat und der als seine Hauptkomponente Fe enthält. Wenn auf dem vorgeformten Element, auf dem wie oben beschrieben ein Passivierungsfilm 42 ausgebildet ist, die Politur und Plattierungsbehandlung durchgeführt wird, beträgt die Menge des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms 46 nicht weniger als das 1000-fache der Menge des zweiten Plattierungsbeschichtungsfilms, obwohl der erste Plattierungsbeschichtungsfilm 46 als verteilter Beschichtungsfilm ausgebildet wird, worin Partikel mit einer Partikelgröße von 20 bis 40 nm inselförmig gepunktet verstreut sind. Auch im Fall der vorgenannten Abscheidungsmengen ist der Kontaktwiderstand der horizontalen Oberseiten 24a, 26a ausreichend gering.
Aus dieser Tatsache sollte klar verständlich werden, dass die Abscheidungsmenge der Partikel, die den ersten Plattierungsbeschichtungsfilm 46 aufbauen, gesteuert werden kann, zum Beispiel unter Verwendung unterschiedlicher Temperaturen, wenn der Passivierungsfilm 42 ausgebildet wird.

Claims

Brennstoffzellenseparator (40), der einen welligen Abschnitt (28) aufweist, der erste Vorsprünge (24) und zweite Vorsprünge (26) enthält, die abwechselnd und aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei die ersten Vorsprünge (24) in einer vorbestimmten Richtung vorstehen und horizontale Oberseiten (24a) aufweisen, und die zweiten Vorsprünge (26) in einer der Richtung der ersten Vorsprünge (24) entgegengesetzten Richtung vorstehen und horizontale Oberseiten (26a) aufweisen, die an einer Seite freiliegen, die einer Seite entgegengesetzt ist, an der die horizontalen Oberseiten (24a) der ersten Vorsprünge (24) freiliegen, wobei ein erster Plattierungsbeschichtungsfilm (46), der Gold oder Rhodium oder Platin oder eine Legierung von zwei oder mehreren davon enthält, inselförmig als Kärnchen mit einer Partikelgröße von 20 bis 60 nm auf einem defekte Abschnitte (44) enthaltenden Passivierungsfilm (42), der auf den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) der ersten Vorsprünge (24) und/oder der zweiten Vorsprünge (26) ausgebildet ist, über diese gesamten horizontalen Oberseiten (24a, 26a) hinweg abgeschieden ist, während ein zweiter Plattierungsbeschichtungsfilm, der Gold oder Rhodium oder Platin oder eine Legierung von zwei oder mehr davon enthält, inselförmig als Körnchen mit einer Partikelgröße von 20 bis 60 nm auf Rückseiten (24b, 26b) der zweiten Vorsprünge (26) oder der ersten Vorsprünge (24) abgeschieden ist, wobei die Rückseiten (24b, 26b) den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) benachbart sind, und worin die Menge des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms (46) nicht weniger als das 1000-fache der Menge des zweiten Plattierungsbeschichtungsfilms beträgt.
Brennstoffzellenseparator (40) nach Anspruch 1, worin die Menge des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms (46) nicht weniger als das 10000-fache der Menge des zweiten Plattierungsbeschichtungsfilms beträgt.
Brennstoffzellenseparator (40) nach Anspruch 1 oder 2, worin der Passivierungsfilm (42), der an anderen Abschnitten als den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) vorhanden ist, eine Dicke von nicht weniger als 4 nm aufweist.
Brennstoffzellenseparator (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Beschichtungsverhältnis des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms (46) in Bezug auf die horizontalen Oberseiten (24a, 26a) 16% bis 70% beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenseparators (40), der einen welligen Abschnitt (28) aufweist, der erste Vorsprünge (24) und zweite Vorsprünge (26) enthält, die abwechselnd und aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei die ersten Vorsprünge (24) in einer vorbestimmten Richtung vorstehen und horizontale Oberseiten (24a) aufweisen, und die zweiten Vorsprünge (26) in einer der Richtung der ersten Vorsprünge entgegengesetzten Richtung vorstehen und horizontale Oberseiten (26a) aufweisen, die zu einer Seite freiliegen, die einer Seite entgegengesetzt ist, an der die horizontalen Oberseiten (24a) der ersten Vorsprünge (24) freiliegen, wobei ein erster Plattierungsbeschichtungsfilm (46), der Gold oder Rhodium oder Platin oder eine Legierung von zwei oder mehreren davon enthält, inselförmig als Körnchen mit einer Partikelgröße von 20 bis 60 nm auf den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) zumindest eines der ersten Vorsprünge (24) und der zweiten Vorsprünge (26) abgeschieden wird, während ein zweiter Plattierungsbeschichtungsfilm, der Gold oder Rhodium oder Platin oder eine Legierung von zwei oder mehr davon enthält, inselförmig als Körnchen mit einer Partikelgröße von 20 bis 60 nm auf Rückseiten (24b, 24b) der zweiten Vorsprünge (26) oder der ersten Vorsprünge (24) in Bezug auf die horizontalen Oberseiten (24a, 26a) abgeschieden wird, wobei die Rückseiten (24a, 26b) den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) benachbart sind, und worin die Menge des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms (46) nicht weniger als das 1000-fache der Menge des zweiten Plattierungsbeschichtungsfilms beträgt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Entfernen eines Passivierungsfilms (48), der auf dem für den Brennstoffzellenseparator (40) vorgesehenen welligen Abschnitt (28) vorhanden ist; Ausbilden eines neuen Passivierungsfilms (42) auf dem welligen Abschnitt (28), und dann Anwenden mechanischer Politur auf die horizontalen Oberseiten (24a, 26a) der ersten Vorsprünge (24) und/oder der zweiten Vorsprünge (26), um hierdurch defekte Abschnitte (44) auf dem neuen Passivierungsfilm (42) auszubilden,, der sich auf den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) befindet; und Anwenden einer Plattierungsbehandlung auf dem Brennstoffzellenseparator (40) mit einem Plattierungsbad, das zumindest eines enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Goldkomplexsalz, Rhodiumkomplexsalz und Platinkomplexsalz, zum selektiven Ausbilden des ersten Plattierungsbeschichtungsfilms (46) auf den horizontalen Oberseiten (24a, 26a) unter Verwendung von Umfangsabschnitten der defekten Abschnitte (44) als Ausgangspunkte über diese gesamten horizontalen Oberseiten (24a, 26a) hinweg.
Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenseparators (40) nach Anspruch 5, worin ein Komplexionenstabilisator einer Plattierungsflüssigkeit hinzugefügt wird, wenn die Plattierungsbehandlung durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenseparators (40) nach Anspruch 6, worin zumindest eines von Phosphatsalz, Carboxylatsalz und Natriumsalz als der Komplexionenstabilisator hinzugefügt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenseparators (40) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, worin der neue Passivierungsfilm (42) durch Erhitzen des welligen Abschnitts (28) auf eine Temperatur von 200 bis 280°C ausgebildet wird, nachdem der auf dem welligen Abschnitt (28) vorhandene Passivierungsfilm (48) entfernt worden ist.