JP2000348740A - Separator of solid high polymer type fuel cell and its manufacture - Google Patents

Separator of solid high polymer type fuel cell and its manufacture

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JP2000348740A
JP2000348740A JP11161044A JP16104499A JP2000348740A JP 2000348740 A JP2000348740 A JP 2000348740A JP 11161044 A JP11161044 A JP 11161044A JP 16104499 A JP16104499 A JP 16104499A JP 2000348740 A JP2000348740 A JP 2000348740A
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separator
fuel cell
ppm
carbon powder
resin
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Japanese (ja)
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Hideki Kato
秀樹 加藤
Yasunori Morio
泰則 森尾
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably generate power over a long time by forming a separator with a resin mold body containing carbon powder and a thermoset resin as constituents and by setting the concentration of impurities contained in the resin mold body to a specific vague or less. SOLUTION: Impurities contained in a resin mold body are specifically base metal ones and the concentration of ones having ionizing tendency larger than that of Hg is set to 100 ppm or less. Those kinds of metals are K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Si and P, and easily ionize in the presence of hydrogen ions to adhere or attach to the inside and surface of an ion exchange film so that the film is poisoned. Therefore, the lower the concentration thereof is, the more the risk of the poisoning is reduced, so that it is preferably set to 0.01-5 ppm. Accordingly, it is preferable that carbon material used as a starting material is processed with a halogen compound, for instance, a chlorine gas at a heating temperature of around 2000-2300 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池のセパレータ及びそれを製造する方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell separator and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、クリーンで発電効率の高い次世代
の発電装置が望まれており、酸素及び水素の持つ化学エ
ネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池(Fu
el Cell)に対する期待が次第に高まってきている。現
状における燃料電池の種類としては、りん酸型、アルカ
リ型、溶融炭酸塩型、固体電解質型、固体高分子型(イ
オン交換膜型ともいう。)などが知られている。なかで
も固体高分子型燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte
Fuel Cell)は、小規模かつポータブルな電源として
の用途(例えば電気自動車用電源など)に適すると考え
られている。ゆえに、その実用化に向けて、現在精力的
に開発が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for a next-generation power generation apparatus that is clean and has high power generation efficiency. Fuel cells (Fu) that directly convert the chemical energy of oxygen and hydrogen into electric energy
The expectations for el Cell) are increasing. At present, types of fuel cells include a phosphoric acid type, an alkaline type, a molten carbonate type, a solid electrolyte type, a solid polymer type (also referred to as an ion exchange membrane type), and the like. In particular, polymer electrolyte fuel cells (PEFC: Polymer Electrolyte
Fuel Cell) is considered to be suitable for use as a small and portable power source (for example, a power source for an electric vehicle). Therefore, development is currently being vigorously pursued for practical use.

【0003】このタイプの燃料電池は、イオン交換膜の
両側に電極を配置してなる膜・電極積層体を備えてい
る。このイオン交換膜は、水素イオン(H+)を選択的
に通過させることができる。これらの電極には白金等の
金属触媒が担持されている。一対の電極のうちの一方は
水素極(陰極)と呼ばれ、他方は酸素極(陽極)と呼ば
れる。膜・電極積層体の両側には一対のセパレータが配
置されており、それらセパレータによって両電極及びイ
オン交換膜の外周部が挟持されている。セパレータ用材
料としては、従来、炭素粉末及び熱硬化性樹脂を主成分
とする樹脂成形体が提案されている。
[0003] This type of fuel cell has a membrane / electrode laminate in which electrodes are arranged on both sides of an ion exchange membrane. This ion exchange membrane can selectively pass hydrogen ions (H + ). These electrodes carry a metal catalyst such as platinum. One of the pair of electrodes is called a hydrogen electrode (cathode), and the other is called an oxygen electrode (anode). A pair of separators is arranged on both sides of the membrane / electrode laminate, and the outer periphery of both electrodes and the ion exchange membrane are sandwiched by the separators. As a material for a separator, conventionally, a resin molded body mainly containing carbon powder and a thermosetting resin has been proposed.

【0004】水素極側のセパレータを介して供給されて
きた水素ガス(H2)は、水素極における触媒反応により
水素イオン(H+)となる。水素イオンは、イオン交換
膜を通過しながら酸素極に向かって移動する。酸素極側
には酸素ガス(O2)が供給されている。従って、酸素極
における触媒反応により、水素イオンと酸素ガスとが反
応し、水(H2O)が生じる。このような反応が起こる
過程で電子(e-)が水素極から酸素極へ移動し、電流
が酸素極から水素極へ流れるようになっている。別の言
いかたをすると、酸素ガス及び水素ガスを燃料として、
電気分解反応の逆反応により、起電力が得られるように
なっている。
The hydrogen gas (H 2 ) supplied through the separator on the hydrogen electrode side becomes hydrogen ions (H + ) by a catalytic reaction at the hydrogen electrode. The hydrogen ions move toward the oxygen electrode while passing through the ion exchange membrane. Oxygen gas (O 2 ) is supplied to the oxygen electrode side. Therefore, hydrogen ions and oxygen gas react with each other by a catalytic reaction at the oxygen electrode, and water (H 2 O) is generated. In the course of such a reaction, electrons (e ) move from the hydrogen electrode to the oxygen electrode, and current flows from the oxygen electrode to the hydrogen electrode. In other words, using oxygen gas and hydrogen gas as fuel,
An electromotive force is obtained by a reverse reaction of the electrolysis reaction.

【0005】ところで、イオン交換膜(電解質膜)が乾
燥した場合、電気抵抗の増大に起因して起電力が低下す
るため、所望の特性を得ることができなくなる。このた
め、運転時にはイオン交換膜を湿潤な状態に保持してお
く必要があり、よって、セル内は常に水分が存在した状
態となっている。
When the ion exchange membrane (electrolyte membrane) is dried, the desired characteristics cannot be obtained because the electromotive force decreases due to the increase in the electric resistance. For this reason, it is necessary to keep the ion-exchange membrane in a wet state during operation, and thus the cell is always in a state where moisture is present.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、樹脂成形体
からなる従来のセパレータには、鉄、ニッケル、クロム
等といった金属不純物が依然としてかなり多く(トータ
ルで少なくとも300ppm以上)含まれている。そし
て、このように不純物濃度が高いと、セル内の水により
不純物がイオン化し、それによってイオン交換膜が被毒
化する(即ち、イオン交換膜の内部及び表面に不純物陽
イオンが付着または吸着する)という問題があった。そ
のため、起電力が早期に不安定になりやすかった。よっ
て、長期間安定して使用可能な燃料電池を実現するため
には、セパレータに関する何らかの改良が必要であると
考えられていた。
However, the conventional separator made of a resin molded body still contains a considerable amount of metal impurities such as iron, nickel and chromium (at least 300 ppm or more in total). When the impurity concentration is high, impurities in the cell are ionized by water in the cell, thereby poisoning the ion exchange membrane (that is, impurity cations adhere or adsorb to the inside and the surface of the ion exchange membrane). There was a problem. Therefore, the electromotive force tends to be unstable early. Therefore, in order to realize a fuel cell that can be used stably for a long period of time, it has been considered that some improvement regarding the separator is necessary.

【0007】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、長期にわたって安定した発電が可
能な固体高分子型燃料電池のセパレータを提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a polymer electrolyte fuel cell separator capable of generating power stably for a long period of time.

【0008】また、本発明の別の目的は、上記の優れた
セパレータの製造に好適な製造方法を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above excellent separator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、炭素粉末及び熱硬化
性樹脂を成分とする樹脂成形体からなり、かつその樹脂
成形体中に含まれる不純物濃度が100ppm以下であ
る固体高分子型燃料電池のセパレータをその要旨とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a resin molded product comprising a carbon powder and a thermosetting resin, and the resin molded product comprises: The gist of the present invention is a separator of a polymer electrolyte fuel cell having an impurity concentration of 100 ppm or less.

【0010】請求項2に記載の発明では、炭素粉末及び
熱硬化性樹脂を成分とする樹脂成形体からなり、かつそ
の樹脂成形体中に含まれる卑金属不純物濃度が100p
pm以下である固体高分子型燃料電池のセパレータをそ
の要旨とする。
[0010] According to the second aspect of the present invention, the resin molded body is composed of a carbon powder and a thermosetting resin, and the concentration of base metal impurities contained in the resin molded body is 100 p.
The gist of the present invention is a separator of a polymer electrolyte fuel cell having a pm or less.

【0011】請求項3に記載の発明では、炭素粉末及び
熱硬化性樹脂を成分とする樹脂成形体からなり、かつそ
の樹脂成形体中に含まれる卑金属不純物であって水銀よ
りイオン化傾向の大きなものの濃度が100ppm以下
である固体高分子型燃料電池のセパレータをその要旨と
する。
According to the third aspect of the present invention, the resin molded body is composed of a carbon powder and a thermosetting resin, and is a base metal impurity contained in the resin molded body and having a higher ionization tendency than mercury. The gist is a separator of a polymer electrolyte fuel cell having a concentration of 100 ppm or less.

【0012】請求項4に記載の発明では、炭素粉末及び
熱硬化性樹脂を成分とする樹脂成形体からなり、かつそ
の樹脂成形体中に含まれる卑金属不純物であって水銀よ
りイオン化傾向の大きなものの濃度が10ppm以下で
ある固体高分子型燃料電池のセパレータをその要旨とす
る。
[0012] According to the present invention, the resin molded body is composed of a carbon powder and a thermosetting resin, and is a base metal impurity contained in the resin molded body and having a higher ionization tendency than mercury. The gist is a separator of a polymer electrolyte fuel cell having a concentration of 10 ppm or less.

【0013】請求項5に記載の発明では、炭素粉末及び
熱硬化性樹脂を成分とする樹脂成形体からなり、かつそ
の樹脂成形体中に含まれる不純物濃度が100ppm以
下である固体高分子型燃料電池のセパレータを製造する
方法であって、前記炭素粉末を加熱下においてハロゲン
化合物で処理した後、その炭素粉末を用いて樹脂成形を
行うことを特徴とする固体高分子型燃料電池のセパレー
タの製造方法をその要旨とする。
[0013] In the invention according to the fifth aspect, a solid polymer type fuel comprising a resin molded body containing carbon powder and a thermosetting resin as components, and wherein the concentration of impurities contained in the resin molded body is 100 ppm or less. A method for producing a separator for a battery, comprising: after treating the carbon powder with a halogen compound under heating, performing resin molding using the carbon powder. The method is the gist.

【0014】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項1〜4に記載の発明によると、樹脂成形体中
に含まれる不純物濃度が従来に比べて少ないため、たと
え不純物がイオン化したとしても、イオン交換膜を被毒
化させるまでには至らない。よって、これを用いた燃料
電池によれば、長期間にわたって安定した起電力を得る
ことができる。
The "action" of the present invention will be described below. According to the first to fourth aspects of the present invention, since the concentration of impurities contained in the resin molded product is lower than in the conventional case, even if the impurities are ionized, the ion exchange membrane is not poisoned. Therefore, according to the fuel cell using the same, a stable electromotive force can be obtained for a long period of time.

【0015】この場合、特に卑金属不純物濃度、さらに
は卑金属不純物であって水銀よりイオン化傾向の大きな
ものの濃度を100ppm以下にすることが好ましい。
上記の不純物が、イオン交換膜を被毒化させる主要因と
なっているからである。なお、請求項4に記載の発明で
は、卑金属不純物であって水銀よりイオン化傾向の大き
なものの濃度を、10ppm以下という極めて低い値に
設定している。よって、これを用いた燃料電池によれ
ば、長期間にわたって安定した起電力をより確実に得る
ことができる。
In this case, it is particularly preferable that the concentration of the base metal impurity, and more particularly the concentration of the base metal impurity having a higher ionization tendency than mercury, is 100 ppm or less.
This is because the above-mentioned impurities are the main factors for poisoning the ion exchange membrane. In the invention according to claim 4, the concentration of base metal impurities having a higher ionization tendency than mercury is set to an extremely low value of 10 ppm or less. Therefore, according to the fuel cell using this, a stable electromotive force can be obtained more reliably over a long period of time.

【0016】請求項5に記載の発明によると、加熱時の
熱によって、ハロゲン化合物と炭素粉末中に含まれる不
純物とが反応し、金属ハロゲン化合物が生じる。この種
の化合物は高温下では一般にガス状であるため、そのガ
ス状化合物は炭素粉末の外部に容易に抜け出すことがで
きる。従って、このような処理を経た炭素粉末を用いて
樹脂成形を行えば、樹脂成形体中における不純物濃度の
低減を容易にかつ確実に図ることができる。
According to the fifth aspect of the invention, the halogen compound reacts with the impurities contained in the carbon powder due to the heat at the time of heating to produce a metal halide compound. Since such compounds are generally gaseous at high temperatures, the gaseous compounds can easily escape to the outside of the carbon powder. Therefore, if resin molding is performed using the carbon powder that has undergone such treatment, the concentration of impurities in the resin molded body can be easily and reliably reduced.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態の固体高分子型燃料電池1を図1〜図3に基づき詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a polymer electrolyte fuel cell 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0018】図1,図2に示される燃料電池1は、いわ
ゆるシングルセルタイプである。本実施形態の燃料電池
1は、1ユニットの膜・電極積層体と、2枚のセパレー
タ2とを備えている。
The fuel cell 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a so-called single cell type. The fuel cell 1 of the present embodiment includes one unit of a membrane / electrode laminate and two separators 2.

【0019】膜・電極積層体は、イオン交換膜3の両側
に電極4A,4Bを配置した構造となっている。一方の
ものは水素極4Aであり、他方のものは酸素極4Bであ
る。イオン交換膜3は、水素イオンを選択的に通過させ
ることができる。本実施形態では、テフロン等のような
フッ素樹脂系の材料からなる膜をイオン交換膜3として
用いている。水素極4A及び酸素極4Bは、炭素繊維を
主成分とする好通気性のマット状物であり、ここでは矩
形状に加工されている。このマット状物には、白金及び
パラジウムが触媒として担持されている。なお、マット
状物にはフッ素樹脂等が添加されていてもよい。
The membrane / electrode laminate has a structure in which electrodes 4A and 4B are arranged on both sides of the ion exchange membrane 3. One is a hydrogen electrode 4A and the other is an oxygen electrode 4B. The ion exchange membrane 3 can selectively pass hydrogen ions. In the present embodiment, a membrane made of a fluororesin-based material such as Teflon is used as the ion exchange membrane 3. The hydrogen electrode 4A and the oxygen electrode 4B are air-permeable mats containing carbon fiber as a main component, and are processed in a rectangular shape here. Platinum and palladium are supported as catalysts on the mat-like material. Note that a fluorine resin or the like may be added to the mat-like material.

【0020】膜・電極積層体の両側には、一対のセパレ
ータ2が配置されている。本実施形態のセパレータ2は
矩形状かつ板状の充実体であって、水素極4A及び酸素
極4Bよりも一回り大きく形成されている。セパレータ
2の内面側には、水素極4A及び酸素極4Bを収容可能
な形状・深さの凹部2bが設けられている。同じくセパ
レータ2の内面側には、複数の平行な溝2aも形成され
ている。そして、両電極4A,4Bからはみ出している
イオン交換膜3の外周部は、両セパレータ2の内面外周
部によってシールされた状態で挟持されている。その結
果、両セパレータ2間に膜・電極積層体が位置ずれ不能
に固定されている。
A pair of separators 2 are disposed on both sides of the membrane / electrode laminate. The separator 2 of the present embodiment is a rectangular and plate-like solid body, and is formed to be slightly larger than the hydrogen electrode 4A and the oxygen electrode 4B. On the inner surface side of the separator 2, a concave portion 2b having a shape and a depth capable of accommodating the hydrogen electrode 4A and the oxygen electrode 4B is provided. Similarly, a plurality of parallel grooves 2 a are formed on the inner surface side of the separator 2. The outer peripheral portion of the ion exchange membrane 3 protruding from both electrodes 4A and 4B is sandwiched by the inner peripheral portions of both separators 2 in a sealed state. As a result, the membrane / electrode laminate is fixed between the separators 2 so as not to be displaced.

【0021】セパレータ2における4つの側面のうちの
2つには、ガス給排孔5が複数個ずつ透設されている。
これらのガス給排孔5は、セパレータ2の面方向に沿っ
て平行に延びており、セパレータ2の外部領域と凹部2
bとを連通させている。従って、一方側面にあるガス給
排孔5群を介して凹部2b内に流入したガス等は、溝2
aに沿って流れた後、他方側面にあるガス給排孔5群を
経て再び外部領域に流出する。また、セパレータ2に
は、同じく凹部2bに連通するガス抜け孔6が透設され
ている。ガス抜け孔6はセパレータ2の厚さ方向に沿っ
て延びている。
A plurality of gas supply / discharge holes 5 are provided in two of four sides of the separator 2.
These gas supply / exhaust holes 5 extend in parallel along the surface direction of the separator 2, and are connected to the outer region of the separator 2 and the recess 2.
b. Therefore, the gas or the like flowing into the concave portion 2b through the gas supply / discharge hole group 5 on one side surface is in the groove 2b.
After flowing along the line a, it flows out again to the external region through the group of gas supply / discharge holes 5 on the other side surface. The separator 2 is also provided with a gas vent hole 6 communicating with the concave portion 2b. The gas vent hole 6 extends along the thickness direction of the separator 2.

【0022】この燃料電池1の場合、セパレータ2用の
材料として、炭素粉末及び熱硬化性樹脂をその成分とす
る樹脂成形体が用いられている。樹脂成形体における炭
素粉末の役割は、電気比抵抗を低減してセパレータ2の
導電性を向上させることである。使用可能な炭素粉末と
しては、天然黒鉛粉末があるほか、例えば人造黒鉛粉
末、ガラス状カーボン、メソカーボン、カーボンブラッ
ク等がある。勿論、これらの混合物を用いることもでき
る。この場合、極力、不純物含有量の少ない高純度炭素
粉末を用いることが望ましい。具体的にいうと、本実施
形態では、不純物濃度が200ppm〜300ppm程
度の鱗片状人造黒鉛粉末を炭素粉末として用いている。
In the case of the fuel cell 1, as a material for the separator 2, a resin molded body containing carbon powder and a thermosetting resin as its components is used. The role of the carbon powder in the resin molded body is to reduce the electrical resistivity and improve the conductivity of the separator 2. Usable carbon powders include natural graphite powders, as well as artificial graphite powders, glassy carbon, mesocarbon, carbon black and the like. Of course, a mixture of these can also be used. In this case, it is desirable to use a high-purity carbon powder with as small an impurity content as possible. Specifically, in the present embodiment, flaky artificial graphite powder having an impurity concentration of about 200 ppm to 300 ppm is used as the carbon powder.

【0023】樹脂成形体における熱硬化性樹脂の役割
は、ガスを透過させない性質をセパレータ2に与えるこ
と、及び好適な成形性を与えることである。使用可能な
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、フェノール樹脂などがある。これらのなかで
も、特にフェノール樹脂を選択することが好ましい。フ
ェノール樹脂は、成形性及びガス不透過性に優れるばか
りでなく、耐酸性、耐熱性、コスト性にも優れるからで
ある。なお、フェノール樹脂には、ノボラック系のもの
やレゾール系のもの等がある。ノボラック系フェノール
樹脂及びレゾール系フェノール樹脂の混合物を用いても
勿論構わない。
The role of the thermosetting resin in the resin molding is to give the separator 2 a property that does not allow gas to permeate, and to give suitable moldability. Examples of usable thermosetting resins include an epoxy resin, a polyimide resin, and a phenol resin. Among these, it is particularly preferable to select a phenol resin. This is because the phenolic resin is excellent not only in moldability and gas impermeability but also in acid resistance, heat resistance and cost. The phenol resin includes a novolak resin and a resol resin. Of course, a mixture of a novolak phenol resin and a resol phenol resin may be used.

【0024】炭素粉末(便宜上Aとする。)と熱硬化性
樹脂(便宜上Bとする。)との配合割合は、A:B=90w
t%〜50wt%:10wt%〜50wt%であることが好ま
しい。もっとも、 A:B=80wt%〜60wt%:20wt
%〜40wt%であることが、よりいっそう好ましい。熱
硬化性樹脂の配合割合が大きすぎると、電気比抵抗が過
度に増大するおそれがあるからである。一方、熱硬化性
樹脂の配合割合が小さすぎると、好適な成形性、ガス不
透過性、機械的強度が得られなくなるおそれがあるから
である。
The mixing ratio of the carbon powder (A for convenience) and the thermosetting resin (B for convenience) is as follows: A: B = 90 w
t% to 50% by weight: preferably 10% to 50% by weight. However, A: B = 80wt% -60wt%: 20wt
% To 40 wt% is even more preferred. If the mixing ratio of the thermosetting resin is too large, the electrical resistivity may be excessively increased. On the other hand, if the mixing ratio of the thermosetting resin is too small, suitable moldability, gas impermeability, and mechanical strength may not be obtained.

【0025】また、セパレータ2の電気比抵抗は、50
00μΩ・cm〜200000μΩ・cm程度、望まし
くは5000μΩ・cm〜50000μΩ・cm程度で
あることがよい。この値が大きすぎると、セパレータ2
の電気比抵抗の増大によって、燃料電池1の内部抵抗が
大きくなってしまうからである。逆に、この値を過度に
小さくしようとすると、原材料の選択が困難になるおそ
れがあるからである。
The electrical resistivity of the separator 2 is 50
It is preferably about 00 μΩ · cm to 200000 μΩ · cm, and more preferably about 5000 μΩ · cm to 50,000 μΩ · cm. If this value is too large, separator 2
This is because the internal resistance of the fuel cell 1 increases due to the increase in the electric resistivity. Conversely, if this value is excessively reduced, it may be difficult to select raw materials.

【0026】本実施形態のセパレータ2の場合、樹脂成
形体中に含まれる不純物濃度が、従来品に比べて極めて
少なくなっている。より具体的にいうと、卑金属不純物
であって水銀よりイオン化傾向の大きなものの濃度が、
トータルで100ppm以下になっている。「卑金属不
純物」とは、金、銀、水銀及び白金族等のような貴金属
不純物を除くもののをいい、具体的にはカリウム、ナト
リウム、バリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミ
ニウム、鉄、ニッケル、すず、鉛、銅、シリコン、リン
等を指す。これらの金属種のうちの殆どのものは、水素
イオンの存在下において比較的容易にイオン化する性質
がある。つまり、このようにして発生した不純物金属イ
オンは、イオン交換膜3の内部及び表面に付着または吸
着するため、イオン交換膜3を被毒化させる主な要因と
なる。
In the case of the separator 2 of the present embodiment, the concentration of impurities contained in the resin molded product is extremely lower than that of the conventional product. More specifically, the concentration of a base metal impurity having a higher ionization tendency than mercury is
The total is less than 100 ppm. "Base metal impurities" refers to those excluding noble metal impurities such as gold, silver, mercury, and platinum group, and specifically, potassium, sodium, barium, calcium, magnesium, aluminum, iron, nickel, tin, and lead. , Copper, silicon, phosphorus and the like. Most of these metal species have the property of relatively easily ionizing in the presence of hydrogen ions. In other words, the impurity metal ions generated in this manner are attached or adsorbed to the inside and the surface of the ion exchange membrane 3, and are a main factor for poisoning the ion exchange membrane 3.

【0027】イオン化傾向の大きな前記卑金属不純物の
濃度は、トータルで、望ましくは20ppm以下である
ことがよく、より望ましくは10ppm以下であること
がよく、さらに望ましくは0.01ppm〜5ppm程
度であることがよい。かかる金属不純物の濃度の値が低
ければ低いほど、イオン交換膜3が被毒化する危険性も
小さくなるからである。
The concentration of the base metal impurity having a large ionization tendency is desirably 20 ppm or less in total, preferably 10 ppm or less, more preferably about 0.01 ppm to 5 ppm. Is good. This is because the lower the value of the concentration of such metal impurities, the lower the risk of poisoning the ion exchange membrane 3.

【0028】次に、本実施形態のセパレータ2を製造す
る手順について説明する。まず、出発原料となる炭素粉
末を加熱下においてハロゲン化合物で処理する。具体的
にいうと、ここではハロゲン化合物として塩素ガスを用
いた処理を実施している。その結果、炭素粉末中の不純
物濃度の低減が図られる。なお、加熱温度は2000℃
〜2300℃であることがよい。
Next, a procedure for manufacturing the separator 2 of the present embodiment will be described. First, a carbon powder as a starting material is treated with a halogen compound under heating. Specifically, here, a treatment using chlorine gas as the halogen compound is performed. As a result, the concentration of impurities in the carbon powder can be reduced. The heating temperature is 2000 ° C
~ 2300 ° C.

【0029】次いで、前記熱処理を経た炭素粉末及び熱
硬化性樹脂を上述した好適範囲の割合で配合し、混合物
を得る。この混合物をメタノール等の溶剤を添加して適
度な粘度に調整するとともに、混練機を用いてよく混練
する。メタノールの代わりに、例えばアセトンや、高粘
度の高級アルコール類等を溶剤として用いてもよい。得
られたフレーク状混合物をミキサ等により粉砕し、成形
用原料とする。
Next, the carbon powder subjected to the heat treatment and the thermosetting resin are blended in the above-mentioned preferred range to obtain a mixture. The mixture is adjusted to an appropriate viscosity by adding a solvent such as methanol, and well kneaded using a kneader. Instead of methanol, for example, acetone, higher viscosity higher alcohols, or the like may be used as the solvent. The obtained flaky mixture is pulverized by a mixer or the like to obtain a raw material for molding.

【0030】次に、得られた成形用原料を用い、樹脂成
形法(例えばプレス成形法、トランスファ成形法、射出
成形法、押出成形法等)によって所定形状のセパレータ
2を形成する。このとき、セパレータ2の外形形状のみ
ならず、同時に溝2a、凹部2b、ガス給排孔5、ガス
抜け孔6を形成することがよい。即ち、このような方法
であると、切削加工等が不要になり、低コスト化に好都
合だからである。なお、このような樹脂成形時には、例
えばホットプレス成形機が用いられる。このとき、金型
を利用して成形用原料を150℃〜200℃で成形し、
さらに200℃〜250℃で原料中に含まれる熱硬化性
樹脂の硬化を促進させる。
Next, using the obtained molding raw material, a separator 2 having a predetermined shape is formed by a resin molding method (for example, a press molding method, a transfer molding method, an injection molding method, an extrusion molding method, etc.). At this time, not only the outer shape of the separator 2 but also the groove 2a, the concave portion 2b, the gas supply / discharge hole 5, and the gas discharge hole 6 are preferably formed at the same time. In other words, such a method eliminates the need for cutting or the like, which is convenient for cost reduction. At the time of such resin molding, for example, a hot press molding machine is used. At this time, the molding raw material is molded at 150 ° C. to 200 ° C. using a mold,
Further, at 200 ° C. to 250 ° C., the curing of the thermosetting resin contained in the raw material is promoted.

【0031】そして、このようにして製作されたセパレ
ータ2を、イオン交換膜3、水素極4A及び酸素極4B
とともに組み立てれば、図2等に示す所望の燃料電池1
が完成する。
The separator 2 manufactured in this manner is divided into an ion exchange membrane 3, a hydrogen electrode 4A and an oxygen electrode 4B.
When assembled together, the desired fuel cell 1 shown in FIG.
Is completed.

【0032】次に、図3に基づいて、この燃料電池1に
おける発電原理を説明する。使用に際し、水素極4Aと
酸素極4Bとの間には、モータ等のような負荷が外部回
路として電気的に接続される。この状態で、水素極4A
側のセパレータ2の溝2aを介して、凹部2b内に水と
ともに水素ガスを連続的に供給する。同様に、酸素極4
B側のセパレータ2のガス給排孔5及び溝2aを介し
て、凹部2b内に水とともに酸素ガスを連続的に供給す
る。
Next, the principle of power generation in the fuel cell 1 will be described with reference to FIG. In use, a load such as a motor is electrically connected as an external circuit between the hydrogen electrode 4A and the oxygen electrode 4B. In this state, the hydrogen electrode 4A
Hydrogen gas is continuously supplied together with water into the concave portion 2b through the groove 2a of the separator 2 on the side. Similarly, oxygen electrode 4
Through the gas supply / discharge hole 5 and the groove 2a of the separator 2 on the B side, oxygen gas is continuously supplied together with water into the recess 2b.

【0033】水素極4A側のセパレータ2を経由して供
給されてきた水素ガスは、水素極4Aにおける触媒反応
により水素イオンとなる。生成された水素イオンは、イ
オン交換膜3を通過しながら酸素極4Bに向かって移動
する。酸素極4B側に到った水素イオンは、酸素極4B
における触媒反応によって酸素ガスと反応し、水を生成
させる。このような反応が起こる過程では、電子が水素
極4Aから酸素極4Bへ移動する。従って、電流は酸素
極4Bから水素極4Aへ流れ、結果として起電力を得る
ことができる。すると、外部回路に直流電流が通電さ
れ、負荷であるモータ等が駆動される。
The hydrogen gas supplied via the separator 2 on the side of the hydrogen electrode 4A becomes hydrogen ions by a catalytic reaction at the hydrogen electrode 4A. The generated hydrogen ions move toward the oxygen electrode 4B while passing through the ion exchange membrane 3. The hydrogen ions reaching the oxygen electrode 4B side are
Reacts with oxygen gas by the catalytic reaction in the above to generate water. In the process in which such a reaction occurs, electrons move from the hydrogen electrode 4A to the oxygen electrode 4B. Therefore, current flows from the oxygen electrode 4B to the hydrogen electrode 4A, and as a result, an electromotive force can be obtained. Then, a direct current is supplied to the external circuit, and a motor, which is a load, is driven.

【0034】[0034]

【実施例】[サンプルの作製]炭素粉末として、粒径が
25μm〜50μm程度であって不純物濃度が200p
pm〜300ppmかつ鱗片状の黒鉛質人造黒鉛粉末を
選択した。この粉末を約2100℃の加熱下において、
所定時間、塩素ガスで処理することにより、不純物濃度
を5ppm以下に低減した。また、熱硬化性樹脂とし
て、固体レゾール系フェノール樹脂を使用した。炭素粉
末とフェノール樹脂との配合割合は、A:B=65wt
%:35wt%に設定した。
EXAMPLES [Preparation of sample] As carbon powder, the particle size is about 25 μm to 50 μm and the impurity concentration is 200 p.
A flake-like graphite artificial graphite powder having a pm to 300 ppm was selected. This powder is heated at about 2100 ° C.
By treating with chlorine gas for a predetermined time, the impurity concentration was reduced to 5 ppm or less. In addition, a solid resole phenol resin was used as the thermosetting resin. The mixing ratio of the carbon powder and the phenol resin is as follows: A: B = 65 wt
%: 35 wt% was set.

【0035】熱処理を経た高純度炭素粉末とフェノール
樹脂とを混合した後、この混合物にメタノールを溶剤と
して添加した。これを混練機を用いてよく混練した後、
得られた混練物を粉砕して成形用原料とした。次に、こ
の成形用原料を一般的なホットプレス成形機によってプ
レス成形し、セパレータ2となるべき矩形状の樹脂成形
体を得た。ホットプレス成形における条件として、温度
を200℃に、圧力を50kg/cm2に、時間を30
分にそれぞれ設定した。この樹脂成形体においては、卑
金属不純物であって水銀よりイオン化傾向の大きなもの
の濃度は、トータルで100ppm程度であった。そし
て、このようにして得られたサンプル1を、実施例1の
セパレータ2とした。
After mixing the heat-treated high-purity carbon powder and the phenol resin, methanol was added to the mixture as a solvent. After kneading this well using a kneader,
The obtained kneaded material was pulverized to obtain a raw material for molding. Next, the raw material for molding was press-molded by a general hot press molding machine to obtain a rectangular resin molded body to be used as the separator 2. As conditions for hot press molding, the temperature was set to 200 ° C., the pressure was set to 50 kg / cm 2 , and the time was set to 30 minutes.
Minutes. In this resin molded body, the concentration of base metal impurities having a higher ionization tendency than mercury was about 100 ppm in total. The sample 1 thus obtained was used as the separator 2 of Example 1.

【0036】また、卑金属不純物濃度がトータルで50
ppm、15ppm、8ppm、4ppmであるサンプ
ル2,3,4,5を、それぞれの処理条件のもとで作製
した。そして、これらを順に実施例2,3,4,5のセ
パレータ2として位置づけた。一方、炭素粉末に対する
加熱下での塩素ガス処理を全く行わないでサンプル6を
作製し、これを比較例のセパレータとした。比較例のセ
パレータにおいては、卑金属不純物濃度がトータルで3
00ppm以上含まれていた。なお、各サンプル中にお
ける卑金属不純物濃度の測定は、従来公知の発光分光法
に準拠して行った。
The base metal impurity concentration is 50
Samples 2, 3, 4, and 5 at ppm, 15 ppm, 8 ppm, and 4 ppm were produced under the respective processing conditions. These were sequentially positioned as the separators 2 of Examples 2, 3, 4, and 5. On the other hand, a sample 6 was prepared without performing any chlorine gas treatment on the carbon powder under heating, and this was used as a separator of a comparative example. In the separator of the comparative example, the base metal impurity concentration was 3 in total.
It was contained in an amount of 00 ppm or more. In addition, the measurement of the base metal impurity concentration in each sample was performed based on conventionally known emission spectroscopy.

【0037】ちなみに、サンプル1〜6の樹脂成形体の
電気比抵抗は、それぞれ順に、20μΩ・cm、18μ
Ω・cm、15μΩ・cm、11μΩ・cm、18μΩ
・cm、20μΩ・cmであった。 [比較試験の方法及びその結果]上記6種のセパレータ
2のサンプルを、それぞれイオン交換膜3、水素極4A
及び酸素極4Bとともに組み立てて、個々に燃料電池1
を製造した。そして、外部回路を接続した状態でこれら
の燃料電池1を連続的に動作させ、起電力の電圧値
(V)の経時的な変動の様子をそれぞれ調査した。その
結果を図4のグラフに概念的に示す。
Incidentally, the electrical resistivity of the resin moldings of Samples 1 to 6 were 20 μΩ · cm and 18 μΩ, respectively.
Ω ・ cm 、 15μΩ ・ cm 、 11μΩ ・ cm 、 18μΩ
Cm and 20 μΩcm. [Comparative Test Method and Results] Samples of the above-mentioned six types of separators 2 were used as ion-exchange membranes 3 and hydrogen electrodes 4A, respectively.
And the oxygen electrode 4B, and individually
Was manufactured. Then, these fuel cells 1 were continuously operated in a state where the external circuit was connected, and the state of the temporal variation of the voltage value (V) of the electromotive force was examined. The results are conceptually shown in the graph of FIG.

【0038】比較例のセパレータを用いた燃料電池1に
ついては、動作開始時から一定時間以上経過すると、電
圧値に変動が生じることがわかった。従って、これ以上
使用を続けるとすると、やがてイオン化した不純物によ
ってイオン交換膜3が被毒化してしまい、確実に電圧値
の低下を来すであろうことが予想された。これに対し
て、実施例1〜5のセパレータ2を用いた燃料電池1に
ついては、同じ時間経過した後において、少なくとも電
圧値に変動は認められなかった。よって、比較例に比
べ、起電力の電圧値の安定性が高かった。
It has been found that the voltage value of the fuel cell 1 using the separator of the comparative example fluctuates after a certain period of time has elapsed since the start of operation. Therefore, it was expected that if the use was continued further, the ion exchange membrane 3 would be poisoned by the ionized impurities and the voltage value would surely drop. On the other hand, in the fuel cells 1 using the separators 2 of Examples 1 to 5, at least the voltage value did not change after the same time had elapsed. Therefore, the stability of the voltage value of the electromotive force was higher than the comparative example.

【0039】従って、本実施形態の各実施例によれば以
下のような効果を得ることができる。 (1)本実施形態の各実施例のセパレータ2では、樹脂
成形体中に含まれる前記卑金属不純物濃度が100pp
m以下であって、いずれも従来品に比べて卑金属不純物
濃度が相当少なくなっている。そのため、たとえ不純物
がイオン化したとしても、イオン交換膜3を被毒化させ
るまでには至らない。よって、これを用いた燃料電池1
によれば、長期間にわたって安定した起電力を得ること
ができる。特に、実施例4,5のセパレータ2では、卑
金属不純物濃度を10ppm以下という極めて低い値に
設定している。よって、これを用いた燃料電池1によれ
ば、長期間にわたって安定した起電力をより確実に得る
ことができる。
Therefore, according to each example of the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) In the separator 2 of each example of the present embodiment, the base metal impurity concentration contained in the resin molded body is 100 pp.
m or less, and in each case, the base metal impurity concentration is considerably lower than that of the conventional product. Therefore, even if the impurities are ionized, the ion exchange membrane 3 is not poisoned. Therefore, the fuel cell 1 using this
According to this, a stable electromotive force can be obtained over a long period of time. In particular, in the separators 2 of Examples 4 and 5, the base metal impurity concentration is set to an extremely low value of 10 ppm or less. Therefore, according to the fuel cell 1 using this, a stable electromotive force can be obtained more reliably over a long period of time.

【0040】(2)本実施形態のセパレータ2は、炭素
粉末と熱硬化性樹脂とを主成分としているため、比較的
安価な材料からなる。また、このセパレータ2は樹脂成
形法を経て作製されたものであるため、比較的安価に得
ることができる。しかも、このような樹脂成形体であれ
ば、固体高分子型燃料電池1のセパレータ2に要求され
る諸特性を比較的容易に実現することができる。つま
り、好適なガス不透過性、低電気比抵抗、耐酸性、軽量
性等を得ることができる。
(2) Since the separator 2 of the present embodiment contains carbon powder and a thermosetting resin as main components, it is made of a relatively inexpensive material. Further, since the separator 2 is manufactured through a resin molding method, it can be obtained at relatively low cost. Moreover, with such a resin molded body, various characteristics required for the separator 2 of the polymer electrolyte fuel cell 1 can be realized relatively easily. That is, suitable gas impermeability, low electric resistivity, acid resistance, light weight, and the like can be obtained.

【0041】(3)本実施形態のセパレータ2は、炭素
粉末を高温加熱下において塩素ガスで処理した後、その
炭素粉末を用いて樹脂成形を行うことによって製造され
る。このとき、熱によって塩素ガスと炭素粉末中に含ま
れる不純物とが反応し、金属の塩化物が生じる。この種
の化合物は高温下では一般にガス状であるため、そのガ
ス状金属塩化物は炭素粉末の外部に容易に抜け出すこと
ができる。従って、このような処理を経た炭素粉末を用
いて樹脂成形を行えば、樹脂成形体中における不純物濃
度の低減を容易にかつ確実に図ることができる。ゆえ
に、上記の優れたセパレータ2を確実に得ることができ
る。
(3) The separator 2 of this embodiment is manufactured by treating a carbon powder with a chlorine gas under high-temperature heating, and then performing resin molding using the carbon powder. At this time, the chlorine gas and impurities contained in the carbon powder react with each other due to the heat to generate a metal chloride. Since compounds of this type are generally gaseous at high temperatures, the gaseous metal chloride can easily escape to the outside of the carbon powder. Therefore, if resin molding is performed using the carbon powder that has undergone such treatment, the concentration of impurities in the resin molded body can be easily and reliably reduced. Therefore, the above excellent separator 2 can be reliably obtained.

【0042】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 炭素粉末として前記実施例にて使用したものと別種
のものを用いたり、熱硬化性樹脂として前記実施例にて
使用したものと別種のものを用いたりすることも可能で
ある。
The embodiment of the present invention may be modified as follows. It is also possible to use a different type of carbon powder from that used in the above-described embodiment, or a different type of thermosetting resin from that used in the above-described embodiment.

【0043】・ ハロゲン化合物として、塩素ガス以外
のもの、例えばフッ素ガス等を用いてもよい。ただし、
コスト性の観点等からして、塩素ガスの選択が好まし
い。 ・ セパレータ2における凹部2bの形状は、必ずしも
矩形状に限定されない。また、不要であれば、凹部2b
は省略されてもよい。
As the halogen compound, a substance other than chlorine gas, for example, fluorine gas or the like may be used. However,
From the viewpoint of cost and the like, it is preferable to select chlorine gas. -The shape of the concave portion 2b in the separator 2 is not necessarily limited to a rectangular shape. If unnecessary, the concave portion 2b
May be omitted.

【0044】・ 本発明のセパレータ2は、シングルセ
ルタイプ用の構成部材として具体化されるばかりでな
く、それ以外のタイプ(いわゆるマルチセルタイプ)用
の構成部材として具体化されることが可能である。例え
ば、図5に示す別例の燃料電池11における一対のセパ
レータ12は、その両面に溝2a及び凹部2bを備えて
いる。一方の面に形成される溝2aと、他方の面に形成
される溝2aとは、例えば互いに直交する関係にある。
上記構造の燃料電池11は、数十枚から数百枚ほど積層
されることにより、「燃料電池スタック」を構成した状
態で使用される。なお、単セルである個々の燃料電池1
1は、各十分な起電力を得るために直列に接続されるこ
とがよい。
The separator 2 of the present invention can be embodied not only as a component for a single cell type, but also as a component for other types (so-called multi-cell type). . For example, a pair of separators 12 in another example of a fuel cell 11 shown in FIG. 5 has grooves 2a and concave portions 2b on both surfaces. The groove 2a formed on one surface and the groove 2a formed on the other surface have, for example, a relationship orthogonal to each other.
The fuel cell 11 having the above-described structure is used in a state in which several tens to several hundreds of cells are stacked to form a “fuel cell stack”. The individual fuel cells 1 which are single cells
1 may be connected in series to obtain each sufficient electromotive force.

【0045】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 (1) 請求項5において、前記炭素粉末として高純度
炭素粉末を用いて樹脂成形を行うこと。従って、この技
術的思想1に記載の発明によれば、樹脂成形体中の不純
物濃度がよりいっそう低減されるため、長期間にわたっ
て安定した起電力をより確実に得ることができる。
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments will be listed below together with their effects. (1) The resin molding according to claim 5, wherein a high-purity carbon powder is used as the carbon powder. Therefore, according to the invention described in the technical idea 1, since the impurity concentration in the resin molded body is further reduced, a stable electromotive force can be obtained more reliably over a long period of time.

【0046】(2) 請求項5において、前記ハロゲン
化物は塩素ガスであること。従って、この技術的思想2
に記載の発明によれば、ハロゲン化合物のなかでもとり
わけ安価なものを使用することにより、製造コストの低
減を図ることができる。
(2) In claim 5, the halide is chlorine gas. Therefore, this technical idea 2
According to the invention described in (1), the use of a particularly inexpensive halogen compound can reduce the production cost.

【0047】(3) 炭素粉末及び熱硬化性樹脂を成分
とする樹脂成形体からなり、かつその樹脂成形体中に含
まれる金属の不純物であって、金、銀、水銀及び白金族
を除くものの濃度が100ppm以下(望ましくは20
ppm以下、さらに望ましくは10ppm以下)である
固体高分子型燃料電池のセパレータ。
(3) It is composed of a resin molded product containing carbon powder and a thermosetting resin, and is a metal impurity contained in the resin molded product, excluding gold, silver, mercury, and platinum group. The concentration is 100 ppm or less (preferably 20 ppm
ppm or less, more preferably 10 ppm or less).

【0048】(4) イオン交換膜の両側に電極を配置
してなる膜・電極積層体と、前記両電極からはみ出して
いる前記イオン交換膜の外周部を挟持する一対のセパレ
ータとを備えた固体高分子型燃料電池において、前記セ
パレータは、炭素粉末及び熱硬化性樹脂を成分とする樹
脂成形体からなり、かつその樹脂成形体中に含まれる不
純物濃度が100ppm以下(望ましくは20ppm以
下、さらに望ましくは10ppm以下)である固体高分
子型燃料電池。従って、この技術的思想4に記載の発明
によれば、長期にわたって安定した発電が可能な燃料電
池を提供することができる。
(4) A solid body comprising a membrane / electrode laminate in which electrodes are arranged on both sides of an ion exchange membrane, and a pair of separators sandwiching an outer peripheral portion of the ion exchange membrane protruding from both electrodes. In the polymer fuel cell, the separator is made of a resin molded product containing carbon powder and a thermosetting resin as components, and the concentration of impurities contained in the resin molded product is 100 ppm or less (preferably 20 ppm or less, more preferably 20 ppm or less). Is 10 ppm or less). Therefore, according to the invention described in the technical idea 4, it is possible to provide a fuel cell capable of generating power stably for a long period of time.

【0049】(5) 技術的思想4に記載の燃料電池を
単セルとして複数枚備え、かつ前記各単セルを積層した
状態で直列に接続したことを特徴とする燃料電池スタッ
ク。従って、この技術的思想5に記載の発明によれば、
十分な量の起電力を、長期にわたって安定して発生しう
る燃料電池スタックを提供することができる。
(5) A fuel cell stack comprising a plurality of the fuel cells described in the technical concept 4 as a single cell, and connected in series in a state where the single cells are stacked. Therefore, according to the invention described in the technical idea 5,
A fuel cell stack capable of stably generating a sufficient amount of electromotive force for a long period of time can be provided.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜3に記
載の発明によれば、長期にわたって安定した発電が可能
な固体高分子型燃料電池のセパレータを提供することが
できる。
As described above in detail, according to the first to third aspects of the present invention, it is possible to provide a polymer electrolyte fuel cell separator capable of generating power stably for a long period of time.

【0051】請求項4に記載の発明によれば、長期間に
わたって安定した起電力をより確実に得ることができ
る。請求項5に記載の発明によれば、不純物濃度の低い
上記の優れたセパレータの製造に好適な製造方法を提供
することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, a stable electromotive force can be obtained more reliably over a long period of time. According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above excellent separator having a low impurity concentration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を具体化した一実施形態における固体高
分子型燃料電池の分解斜視図。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態の燃料電池の概略断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view of the fuel cell according to the embodiment.

【図3】実施形態の燃料電池の原理説明図。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of the fuel cell according to the embodiment.

【図4】比較試験の結果を概念的に示すグラフ。FIG. 4 is a graph conceptually showing a result of a comparative test.

【図5】別例の燃料電池の概略断面図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of another example of a fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固体高分子型燃料電池、2…固体高分子型燃料電池
のセパレータ。
1. Solid polymer fuel cell, 2: Solid polymer fuel cell separator.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素粉末及び熱硬化性樹脂を成分とする樹
脂成形体からなり、かつその樹脂成形体中に含まれる不
純物濃度が100ppm以下である固体高分子型燃料電
池のセパレータ。
1. A separator for a polymer electrolyte fuel cell comprising a resin molded body containing carbon powder and a thermosetting resin as components, and wherein the concentration of impurities contained in the resin molded body is 100 ppm or less.
【請求項2】炭素粉末及び熱硬化性樹脂を成分とする樹
脂成形体からなり、かつその樹脂成形体中に含まれる卑
金属不純物濃度が100ppm以下である固体高分子型
燃料電池のセパレータ。
2. A separator for a polymer electrolyte fuel cell comprising a resin molded body containing carbon powder and a thermosetting resin as components, and having a base metal impurity concentration of 100 ppm or less in the resin molded body.
【請求項3】炭素粉末及び熱硬化性樹脂を成分とする樹
脂成形体からなり、かつその樹脂成形体中に含まれる卑
金属不純物であって水銀よりイオン化傾向の大きなもの
の濃度が100ppm以下である固体高分子型燃料電池
のセパレータ。
3. A solid comprising a resin molded product containing carbon powder and a thermosetting resin, wherein the concentration of base metal impurities contained in the resin molded product and having a higher ionization tendency than mercury is 100 ppm or less. Polymer fuel cell separator.
【請求項4】炭素粉末及び熱硬化性樹脂を成分とする樹
脂成形体からなり、かつその樹脂成形体中に含まれる卑
金属不純物であって水銀よりイオン化傾向の大きなもの
の濃度が10ppm以下である固体高分子型燃料電池の
セパレータ。
4. A solid comprising a resin molded body containing carbon powder and a thermosetting resin, wherein the concentration of base metal impurities contained in the resin molded body and having a higher ionization tendency than mercury is 10 ppm or less. Polymer fuel cell separator.
【請求項5】炭素粉末及び熱硬化性樹脂を成分とする樹
脂成形体からなり、かつその樹脂成形体中に含まれる不
純物濃度が100ppm以下である固体高分子型燃料電
池のセパレータを製造する方法であって、前記炭素粉末
を加熱下においてハロゲン化合物で処理した後、その炭
素粉末を用いて樹脂成形を行うことを特徴とする固体高
分子型燃料電池のセパレータの製造方法。
5. A method for producing a separator for a polymer electrolyte fuel cell, comprising a resin molded body containing carbon powder and a thermosetting resin as components, and having an impurity concentration of 100 ppm or less in the resin molded body. A method for producing a separator for a polymer electrolyte fuel cell, wherein the carbon powder is treated with a halogen compound under heating, and then resin molding is performed using the carbon powder.
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