JP2002358974A - 固体高分子型燃料電池のセパレータ及びその製造方法 - Google Patents
固体高分子型燃料電池のセパレータ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】良好な加工性を有すると共に、その導電性及び
耐食性を確実に維持向上させることができる固体高分子
型燃料電池のセパレータ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】導電性の高い鉄、銅、アルミニウム、マグ
ネシウム又はこれらの合金の表面に、耐食性の優れたチ
タン又はチタン合金を、圧延又は押出しによる塑性加工
により被覆してクラッド材を形成し、このクラッド材の
少なくとも一方の表面にカーボン系の材料を被覆してな
る固体高分子型燃料電池のセパレータを用いる。
耐食性を確実に維持向上させることができる固体高分子
型燃料電池のセパレータ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】導電性の高い鉄、銅、アルミニウム、マグ
ネシウム又はこれらの合金の表面に、耐食性の優れたチ
タン又はチタン合金を、圧延又は押出しによる塑性加工
により被覆してクラッド材を形成し、このクラッド材の
少なくとも一方の表面にカーボン系の材料を被覆してな
る固体高分子型燃料電池のセパレータを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子電解質
を用いた固体高分子型燃料電池のセパレータ及びその製
造方法に関するものである。
を用いた固体高分子型燃料電池のセパレータ及びその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質を用いた従来の燃料電
池は、例えば、図５（ａ）に示すように、固体高分子電
解質膜５０を挟んでその両側に、夫々白金等の触媒層を
固体高分子膜５０側に一体に設けた２つの電極膜（アノ
ード側電極膜５１とカソード側電極膜５２）を配置して
構成されている。５７は、固体高分子電解質膜５０とそ
の両側に配置されたアノード側電極膜５１及びカソード
側電極膜５２の夫々の周囲をシールするシール材であ
る。５４は、アノード側電極膜５１に当接され、アノー
ド側電極膜５１との間に水素ガス等のアノードガス用溝
５３を形成したアノード側セパレータ、５６は、カソー
ド側電極膜５２に当接され、カソード側電極膜５２との
間に酸素ガス等のカソードガス用溝５５を形成したカソ
ード側セパレータである。これらセパレータ５４、５６
は、いずれも材質としてはガス不透過性及び導電性を有
する必要があり、一般にはカーボン板を加工して作られ
る。このような燃料電池セル５８の反応のメカニズムと
しては、アノード側電極膜５１では、アノードガス用溝
５３を通して外部から供給された水素ガスが、電極膜５
１内のガス拡散層を通過して反応帯域近くに達し、触媒
に吸収されて活性な水素原子になる。この水素原子は、
次式のように電解質中の水酸イオンと反応して水とな
り、その際２個の電子を電極膜５１を経由して外部回路
を通じて他方の電極側に送る。
池は、例えば、図５（ａ）に示すように、固体高分子電
解質膜５０を挟んでその両側に、夫々白金等の触媒層を
固体高分子膜５０側に一体に設けた２つの電極膜（アノ
ード側電極膜５１とカソード側電極膜５２）を配置して
構成されている。５７は、固体高分子電解質膜５０とそ
の両側に配置されたアノード側電極膜５１及びカソード
側電極膜５２の夫々の周囲をシールするシール材であ
る。５４は、アノード側電極膜５１に当接され、アノー
ド側電極膜５１との間に水素ガス等のアノードガス用溝
５３を形成したアノード側セパレータ、５６は、カソー
ド側電極膜５２に当接され、カソード側電極膜５２との
間に酸素ガス等のカソードガス用溝５５を形成したカソ
ード側セパレータである。これらセパレータ５４、５６
は、いずれも材質としてはガス不透過性及び導電性を有
する必要があり、一般にはカーボン板を加工して作られ
る。このような燃料電池セル５８の反応のメカニズムと
しては、アノード側電極膜５１では、アノードガス用溝
５３を通して外部から供給された水素ガスが、電極膜５
１内のガス拡散層を通過して反応帯域近くに達し、触媒
に吸収されて活性な水素原子になる。この水素原子は、
次式のように電解質中の水酸イオンと反応して水とな
り、その際２個の電子を電極膜５１を経由して外部回路
を通じて他方の電極側に送る。
【０００３】Ｈ2 ＋２ＯＨ- → ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ- 一方、カソード側電極膜５２では、触媒の存在のもと
で、上記電極膜５１側から２個の電子を受け取り、カソ
ードガス用溝５５を通して外部から供給された酸素分子
が、電解質からの水と反応して、水酸イオンを生成す
る。
で、上記電極膜５１側から２個の電子を受け取り、カソ
ードガス用溝５５を通して外部から供給された酸素分子
が、電解質からの水と反応して、水酸イオンを生成す
る。
【０００４】１／２Ｏ2＋Ｈ2 Ｏ → ２ＯＨ- このカソード側電極膜５２で生成した水酸イオンは、電
解質中を移動してアノード側電極膜５１に達し、全体と
して電気的な回路を形成する。したがって、燃料電池全
体の反応は、 Ｈ2＋１／２Ｏ2 → ２Ｈ2Ｏ となり、燃料ガス中の水素と空気中の酸素が反応し水が
生成する反応となる。
解質中を移動してアノード側電極膜５１に達し、全体と
して電気的な回路を形成する。したがって、燃料電池全
体の反応は、 Ｈ2＋１／２Ｏ2 → ２Ｈ2Ｏ となり、燃料ガス中の水素と空気中の酸素が反応し水が
生成する反応となる。
【０００５】実際の燃料電池としては、図６に示すよう
な積層構造の燃料電池スタック６０が採用される。この
燃料電池スタック６０の構造は、図５（ａ）に示すよう
な板状の燃料電池セルを多数枚積層し、これに水素ガス
や酸素ガスの燃料ガスを供給するための配管を設けたも
のである。その配管として、図６中、６１は、アノード
ガス導入管、６２は、アノードガス排出管、６３は、カ
ソードガス導入管、６４は、カソードガス排出管であ
る。
な積層構造の燃料電池スタック６０が採用される。この
燃料電池スタック６０の構造は、図５（ａ）に示すよう
な板状の燃料電池セルを多数枚積層し、これに水素ガス
や酸素ガスの燃料ガスを供給するための配管を設けたも
のである。その配管として、図６中、６１は、アノード
ガス導入管、６２は、アノードガス排出管、６３は、カ
ソードガス導入管、６４は、カソードガス排出管であ
る。
【０００６】また、この燃料電池スタック６０において
は、使用されるセパレータとしては、図５に示すような
アノード側セパレータ５４とカソード側セパレータ５６
を表裏一体に備えた、積層化に適した構造のものが一般
に使用される。その具体的な構造は、図７及び図８に示
される通りであり、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図７
（ａ）は図８の左側面図、図７（ｂ）は図８の右側面図
である。
は、使用されるセパレータとしては、図５に示すような
アノード側セパレータ５４とカソード側セパレータ５６
を表裏一体に備えた、積層化に適した構造のものが一般
に使用される。その具体的な構造は、図７及び図８に示
される通りであり、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図７
（ａ）は図８の左側面図、図７（ｂ）は図８の右側面図
である。
【０００７】このセパレータについて、図５では、アノ
ード側セパレータ５４のアノードガス用溝５３とカソー
ド側セパレータ５６のカソードガス用溝５５が、夫々紙
面の垂直方向に延びる平行な溝となっているが、図７及
び図８においては、アノードガス用溝５３は、図７
（ａ）の紙面の上下方向に延びる溝であるのに対して、
カソードガス用溝５５は、図７（ｂ）の紙面の左右方向
に延びる溝となっており、両者は夫々表裏において交差
する溝となっている。
ード側セパレータ５４のアノードガス用溝５３とカソー
ド側セパレータ５６のカソードガス用溝５５が、夫々紙
面の垂直方向に延びる平行な溝となっているが、図７及
び図８においては、アノードガス用溝５３は、図７
（ａ）の紙面の上下方向に延びる溝であるのに対して、
カソードガス用溝５５は、図７（ｂ）の紙面の左右方向
に延びる溝となっており、両者は夫々表裏において交差
する溝となっている。
【０００８】また、このセパレータについては、図７及
び図８に示すように、アノード側セパレータ５４では、
そのアノードガス用溝５３の両端が、アノードガス導入
管６１に繋がる導入流路穴６５とアノードガス排出管６
２に繋がる排出流路穴６６とに夫々連通し、一方、カソ
ード側セパレータ５６では、そのカソードガス用溝５５
の両端が、カソードガス導入管６３に繋がる導入流路穴
６７とカソード排出管６４に繋がる排出流路穴６８とに
夫々連通する。
び図８に示すように、アノード側セパレータ５４では、
そのアノードガス用溝５３の両端が、アノードガス導入
管６１に繋がる導入流路穴６５とアノードガス排出管６
２に繋がる排出流路穴６６とに夫々連通し、一方、カソ
ード側セパレータ５６では、そのカソードガス用溝５５
の両端が、カソードガス導入管６３に繋がる導入流路穴
６７とカソード排出管６４に繋がる排出流路穴６８とに
夫々連通する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような構造のセパ
レータ５４，５６は、一般にカーボン板に溝を掘って作
られるため、強度上、アノードガス用溝５３及びカソー
ドガス用溝５５の開口面積を広くするのには限界があ
り、このため夫々のガス流路で圧力損失が大きく、その
分燃料ガスの供給効率が低下するという問題がある。
レータ５４，５６は、一般にカーボン板に溝を掘って作
られるため、強度上、アノードガス用溝５３及びカソー
ドガス用溝５５の開口面積を広くするのには限界があ
り、このため夫々のガス流路で圧力損失が大きく、その
分燃料ガスの供給効率が低下するという問題がある。
【００１０】また、一般にカーボン板は、導電性や接触
抵抗の点で優れているものの機械的に脆く、溝を形成す
るにあたっては、溝と溝との間にある山の部分の幅をあ
る程度広く取らないと、機械的強度が不足するという問
題がある。
抵抗の点で優れているものの機械的に脆く、溝を形成す
るにあたっては、溝と溝との間にある山の部分の幅をあ
る程度広く取らないと、機械的強度が不足するという問
題がある。
【００１１】また、前記山の部分は電極膜に強く押し付
けて使用されるため、この押し付け部分では燃料ガス
（水素ガス）を電極膜側に供給することができず、燃料
ガスの供給効率が低下して、その分発電効率が低下する
という問題がある。
けて使用されるため、この押し付け部分では燃料ガス
（水素ガス）を電極膜側に供給することができず、燃料
ガスの供給効率が低下して、その分発電効率が低下する
という問題がある。
【００１２】また、この種の燃料電池においては、酸化
剤として純酸素の使用は経済的でなく、大気をそのまま
使用したい要求があるが、大気中の酸素濃度は約２０％
程度と低いため、排気がうまく行われないと、燃料ガス
（水素ガス）との関係でカソード側電極膜５２側の酸素
濃度が相対的に下がり、発電効率の低下につながるとい
う問題がある。
剤として純酸素の使用は経済的でなく、大気をそのまま
使用したい要求があるが、大気中の酸素濃度は約２０％
程度と低いため、排気がうまく行われないと、燃料ガス
（水素ガス）との関係でカソード側電極膜５２側の酸素
濃度が相対的に下がり、発電効率の低下につながるとい
う問題がある。
【００１３】また、カソード側電極膜５２側では、プロ
トンと酸素が反応して水が生成されるため、この水がガ
ス流路を塞ぎかねないという問題がある。
トンと酸素が反応して水が生成されるため、この水がガ
ス流路を塞ぎかねないという問題がある。
【００１４】以上の点を全て考慮すると、燃料電池セル
は、非常に複雑な構造とならざるを得ない。
は、非常に複雑な構造とならざるを得ない。
【００１５】これに対して、セパレータの材質として、
複雑で高精度の加工が出来る金属を用い、その上に金属
窒化物を保護層として被覆形成した材料を用いるという
提案がある（特開２０００−３５３５３１号公報、発明
の名称；固体高分子型燃料電池用セパレータおよびその
製造方法）。
複雑で高精度の加工が出来る金属を用い、その上に金属
窒化物を保護層として被覆形成した材料を用いるという
提案がある（特開２０００−３５３５３１号公報、発明
の名称；固体高分子型燃料電池用セパレータおよびその
製造方法）。
【００１６】この提案は、セパレータとして金属を用い
ることにより薄く高精度に加工できる利点があるもの
の、保護膜が金属窒化物であり、その導電性及び防食性
が完全でなく、また保護層の形成に負担がかかるという
問題がある。
ることにより薄く高精度に加工できる利点があるもの
の、保護膜が金属窒化物であり、その導電性及び防食性
が完全でなく、また保護層の形成に負担がかかるという
問題がある。
【００１７】また、金属製のセパレータとして、導電性
及び耐食性を有するステンレス板を用い、このステンレ
ス板を成形加工し、その上に第１コート層として該ステ
ンレス板の酸化防止及び導電性向上のための錫めっき層
を設け、さらにその上に第２コート層として耐食性を保
持するための黒鉛を被覆した構造の材料を使用するとい
う提案がある（特開２０００−１３８０６７号公報、発
明の名称；燃料電池用ガスセパレータと該燃料電池用ガ
スセパレータを用いた燃料電池、並びに燃料電池用ガス
セパレータの製造方法）。
及び耐食性を有するステンレス板を用い、このステンレ
ス板を成形加工し、その上に第１コート層として該ステ
ンレス板の酸化防止及び導電性向上のための錫めっき層
を設け、さらにその上に第２コート層として耐食性を保
持するための黒鉛を被覆した構造の材料を使用するとい
う提案がある（特開２０００−１３８０６７号公報、発
明の名称；燃料電池用ガスセパレータと該燃料電池用ガ
スセパレータを用いた燃料電池、並びに燃料電池用ガス
セパレータの製造方法）。
【００１８】この提案の場合、第１コート層の錫めっき
層は、基材金属の酸化防止膜として機能し、第２コート
層の黒鉛は、前記酸化防止膜の腐食（酸化防止膜がめっ
き層の場合、その表面が微小孔を有する組織であること
から、腐食が進行しやすい）を抑制する層として機能
（防食機能）するものである。
層は、基材金属の酸化防止膜として機能し、第２コート
層の黒鉛は、前記酸化防止膜の腐食（酸化防止膜がめっ
き層の場合、その表面が微小孔を有する組織であること
から、腐食が進行しやすい）を抑制する層として機能
（防食機能）するものである。
【００１９】この提案においては、第１コート層として
錫めっき層以外に、ニッケル、チタンあるいは導電性セ
ラミックの被覆を用いる例も挙げられているが、ニッケ
ル、チタンを用いた場合は、その酸化物の比抵抗がきわ
めて高い（絶縁材もしくは半導体に近い）ために、広範
囲に酸化が進むと、基材金属の酸化を防止できたとして
も、セパレータとしての導電性が維持されない（面抵抗
が高くなる）という問題がある。なお、これに関連し
て、第２コート層の黒鉛は、それ自体導電性を有し、化
学的に安定で耐食性を有すると共に、イオン溶出の問題
も生じないが、機械的に脆弱で経時変化によりクラック
やピンホールが生じ易く、この点からは防食効果に優れ
たものとは言い難いという欠点がある。このため長期間
使用すると、黒鉛それ自体は劣化しないが、第１コート
層が腐食し、この腐食が起点となって基材金属までも腐
食させると共にその腐食範囲を広げ、構成金属のイオン
を溶出させる結果となり、触媒や電解質を劣化させ、燃
料電池としての特性を悪化させるという問題がある。さ
らに、これに関連して、第１コート層の錫めっき層は、
その表面が微小孔を有するめっき組織であることから、
この点において耐食性が不完全であり、上記腐食範囲を
広げる原因ともなると考えられる。
錫めっき層以外に、ニッケル、チタンあるいは導電性セ
ラミックの被覆を用いる例も挙げられているが、ニッケ
ル、チタンを用いた場合は、その酸化物の比抵抗がきわ
めて高い（絶縁材もしくは半導体に近い）ために、広範
囲に酸化が進むと、基材金属の酸化を防止できたとして
も、セパレータとしての導電性が維持されない（面抵抗
が高くなる）という問題がある。なお、これに関連し
て、第２コート層の黒鉛は、それ自体導電性を有し、化
学的に安定で耐食性を有すると共に、イオン溶出の問題
も生じないが、機械的に脆弱で経時変化によりクラック
やピンホールが生じ易く、この点からは防食効果に優れ
たものとは言い難いという欠点がある。このため長期間
使用すると、黒鉛それ自体は劣化しないが、第１コート
層が腐食し、この腐食が起点となって基材金属までも腐
食させると共にその腐食範囲を広げ、構成金属のイオン
を溶出させる結果となり、触媒や電解質を劣化させ、燃
料電池としての特性を悪化させるという問題がある。さ
らに、これに関連して、第１コート層の錫めっき層は、
その表面が微小孔を有するめっき組織であることから、
この点において耐食性が不完全であり、上記腐食範囲を
広げる原因ともなると考えられる。
【００２０】ここで、錫、ニッケル、チタンの夫々酸化
物の抵抗は、Ｃ（焼結黒鉛）が１０ +3μΩｃｍ2である
のに対して、ＳｎＯ2１０+4μΩｃｍ2、ＮｉＯは１０+6
μΩｃｍ2、ＴｉＯ2は１０+7μΩｃｍ2であり、錫と比
較してニッケル、チタンの酸化物の抵抗は桁違いに大き
い。因みに、金属自体の抵抗は、Ｓｎ１２．８μΩｃｍ
2、Ｔｉ５５μΩｃｍ2である。
物の抵抗は、Ｃ（焼結黒鉛）が１０ +3μΩｃｍ2である
のに対して、ＳｎＯ2１０+4μΩｃｍ2、ＮｉＯは１０+6
μΩｃｍ2、ＴｉＯ2は１０+7μΩｃｍ2であり、錫と比
較してニッケル、チタンの酸化物の抵抗は桁違いに大き
い。因みに、金属自体の抵抗は、Ｓｎ１２．８μΩｃｍ
2、Ｔｉ５５μΩｃｍ2である。
【００２１】また、上記の面抵抗というのは、所定寸法
の板状試料の両面を所定のプレス圧にて押圧した状態で
測定したときの、該試料の両面間の厚さ方向の抵抗をい
う。面抵抗は、プレス圧、試料の厚さ、板状試料の面積
によって多少異なるが、これらの値をほぼ一定にしたと
きには、チタン又はチタン合金の表面に形成された酸化
物の状態によって面抵抗の値が異なる。プレス圧は電極
板と板状試料との間の面接触状態を面全体に十分接触さ
せる目的で加えられる。このプレス圧が適正であれば、
板状試料の厚さ、面積の違いによる面抵抗への影響はほ
とんどないと考えられる。
の板状試料の両面を所定のプレス圧にて押圧した状態で
測定したときの、該試料の両面間の厚さ方向の抵抗をい
う。面抵抗は、プレス圧、試料の厚さ、板状試料の面積
によって多少異なるが、これらの値をほぼ一定にしたと
きには、チタン又はチタン合金の表面に形成された酸化
物の状態によって面抵抗の値が異なる。プレス圧は電極
板と板状試料との間の面接触状態を面全体に十分接触さ
せる目的で加えられる。このプレス圧が適正であれば、
板状試料の厚さ、面積の違いによる面抵抗への影響はほ
とんどないと考えられる。
【００２２】本発明の目的は、上記諸課題を解決し、良
好な加工性を有すると共に、その導電性及び耐食性を確
実に維持向上させることができる固体高分子型燃料電池
のセパレータ及びその製造方法を提供することにある。
好な加工性を有すると共に、その導電性及び耐食性を確
実に維持向上させることができる固体高分子型燃料電池
のセパレータ及びその製造方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、導電性の高い銅、アルミニウ
ム、マグネシウム、鉄又はこれらの合金の表面に、耐食
性の優れたチタン又はチタン合金を、圧延又は押出しに
よる塑性加工により被覆してクラッド材を形成し、この
クラッド材の少なくとも一方の表面にカーボン系の材料
を被覆してなる固体高分子型燃料電池のセパレータを提
供するものである。
に、請求項１の発明は、導電性の高い銅、アルミニウ
ム、マグネシウム、鉄又はこれらの合金の表面に、耐食
性の優れたチタン又はチタン合金を、圧延又は押出しに
よる塑性加工により被覆してクラッド材を形成し、この
クラッド材の少なくとも一方の表面にカーボン系の材料
を被覆してなる固体高分子型燃料電池のセパレータを提
供するものである。
【００２４】請求項２の発明は、上記クラッド材のチタ
ン又はチタン合金の表面の酸化皮膜がｎｍオーダーであ
り、且つクラッド材の面抵抗が５ｍΩcm2以下である固
体高分子型燃料電池のセパレータを提供するものであ
る。
ン又はチタン合金の表面の酸化皮膜がｎｍオーダーであ
り、且つクラッド材の面抵抗が５ｍΩcm2以下である固
体高分子型燃料電池のセパレータを提供するものであ
る。
【００２５】請求項３の発明は、上記クラッド材のチタ
ン又はチタン合金の被覆の厚さがクラッド材全体の厚さ
の５〜２０％であり、且つクラッド材の厚さが０．１〜
２mmである固体高分子型燃料電池のセパレータを提供す
るものである。請求項４の発明は、上記クラッド材のチ
タン又はチタン合金の被覆の厚さがクラッド材全体の厚
さの５〜２０％であり、且つクラッド材の厚さが０．１
〜０．５mmである請求項１又は２記載の固体高分子型燃
料電池のセパレータを提供するものである。
ン又はチタン合金の被覆の厚さがクラッド材全体の厚さ
の５〜２０％であり、且つクラッド材の厚さが０．１〜
２mmである固体高分子型燃料電池のセパレータを提供す
るものである。請求項４の発明は、上記クラッド材のチ
タン又はチタン合金の被覆の厚さがクラッド材全体の厚
さの５〜２０％であり、且つクラッド材の厚さが０．１
〜０．５mmである請求項１又は２記載の固体高分子型燃
料電池のセパレータを提供するものである。
【００２６】請求項５の発明は、導電性の高い銅、アル
ミニウム、マグネシウム、鉄又はこれらの合金の表面に
耐食性の優れたチタン又はチタン合金を被覆してクラッ
ド材を形成し、このクラッド材を塑性加工するにあたり
その表面に銅を被覆してから塑性加工し、その後表面の
銅を除去してからクラッド材の少なくとも一方の表面に
カーボン系の材料を被覆する、固体高分子型燃料電池の
セパレータの製造方法を提供するものである。
ミニウム、マグネシウム、鉄又はこれらの合金の表面に
耐食性の優れたチタン又はチタン合金を被覆してクラッ
ド材を形成し、このクラッド材を塑性加工するにあたり
その表面に銅を被覆してから塑性加工し、その後表面の
銅を除去してからクラッド材の少なくとも一方の表面に
カーボン系の材料を被覆する、固体高分子型燃料電池の
セパレータの製造方法を提供するものである。
【００２７】これらの発明によれば、安価で導電性の高
い鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム又はこれらの合
金の表面に、耐食性の優れたチタン又はチタン合金を、
圧延又は押出しによる塑性加工により被覆形成したクラ
ッド材を使用することにより、それ自身耐食性の優れた
チタン又はチタン合金の被覆を、表面に微小孔を有しな
いより耐食性の優れた緻密な皮膜として形成することが
でき、さらに、その上にカーボン系の材料を被覆するこ
とにより、その材料自体の防食効果と併せて、カーボン
系の材料下にあるチタン又はチタン合金の表面の酸化を
著しく抑制し、この結果、燃料電池用セパレータとして
の導電性及び耐食性を確実に向上させることができる。
本発明においては、特に塑性加工により形成されたチタ
ン又はチタン合金のクラッド材とカーボン系の材料の被
覆との組み合わせによる効果が相俟って、チタン又はチ
タン合金の表面の酸化を著しく抑制し、特に酸化物の形
成領域を局部的なものにするという特筆すべき効果が認
められる。また、本発明においては、前記クラッド材の
チタン又はチタン合金の被覆について、その表面の酸化
皮膜がｎｍオーダーであり、且つクラッド材全体の面抵
抗が５ｍΩcm2以下である特定の構成としたことによ
り、燃料電池用セパレータとして使用したときの導電性
を長期間好適範囲に維持することができる。酸化皮膜が
それより厚く、面抵抗が５ｍΩcm2を越えるようだと、
セパレータとしては十分な導電性を確保することができ
ない。また、本発明において、チタン又はチタン合金の
被覆の厚さは、長期間の使用に耐える耐食性を保証する
観点から、０．１〜２mmであることが好ましく、より好
ましくは０．１〜０．５mmである。また、チタン又はチ
タン合金の被覆の割合としては、クラッド材全体の体積
比率で５〜２０％であることが好ましい。また、本発明
による燃料電池用セパレータの製造方法によれば、上記
のようなクラッド材を塑性加工するにあたり、その表面
に銅を被覆してから塑性加工し、その後表面の銅を除去
するようにしたことにより、加工性の悪い材料からなる
クラッド材の成形加工をきわめて容易に行うことができ
る。
い鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム又はこれらの合
金の表面に、耐食性の優れたチタン又はチタン合金を、
圧延又は押出しによる塑性加工により被覆形成したクラ
ッド材を使用することにより、それ自身耐食性の優れた
チタン又はチタン合金の被覆を、表面に微小孔を有しな
いより耐食性の優れた緻密な皮膜として形成することが
でき、さらに、その上にカーボン系の材料を被覆するこ
とにより、その材料自体の防食効果と併せて、カーボン
系の材料下にあるチタン又はチタン合金の表面の酸化を
著しく抑制し、この結果、燃料電池用セパレータとして
の導電性及び耐食性を確実に向上させることができる。
本発明においては、特に塑性加工により形成されたチタ
ン又はチタン合金のクラッド材とカーボン系の材料の被
覆との組み合わせによる効果が相俟って、チタン又はチ
タン合金の表面の酸化を著しく抑制し、特に酸化物の形
成領域を局部的なものにするという特筆すべき効果が認
められる。また、本発明においては、前記クラッド材の
チタン又はチタン合金の被覆について、その表面の酸化
皮膜がｎｍオーダーであり、且つクラッド材全体の面抵
抗が５ｍΩcm2以下である特定の構成としたことによ
り、燃料電池用セパレータとして使用したときの導電性
を長期間好適範囲に維持することができる。酸化皮膜が
それより厚く、面抵抗が５ｍΩcm2を越えるようだと、
セパレータとしては十分な導電性を確保することができ
ない。また、本発明において、チタン又はチタン合金の
被覆の厚さは、長期間の使用に耐える耐食性を保証する
観点から、０．１〜２mmであることが好ましく、より好
ましくは０．１〜０．５mmである。また、チタン又はチ
タン合金の被覆の割合としては、クラッド材全体の体積
比率で５〜２０％であることが好ましい。また、本発明
による燃料電池用セパレータの製造方法によれば、上記
のようなクラッド材を塑性加工するにあたり、その表面
に銅を被覆してから塑性加工し、その後表面の銅を除去
するようにしたことにより、加工性の悪い材料からなる
クラッド材の成形加工をきわめて容易に行うことができ
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００２９】図１は、本発明の固体高分子型燃料電池用
セパレータの要部を示す断面図である。
セパレータの要部を示す断面図である。
【００３０】同図において、セパレータ１０は、安価で
導電性の高い銅合金からなる基材金属１２の両面に、夫
々チタン１３を、押出し又は圧延による塑性加工により
被覆形成したクラッド材１４からなり、該クラッド材１
４の両面には、夫々厚さ約５μｍのカーボン皮膜からな
る防食層１５が設けられている。１１はカソードガス用
溝、１６はアノードガス用溝を示し、セパレータ１０全
体の構造としては、図７及び図８に示す如き、アノード
側セパレータとカソード側セパレータが表裏一体に形成
され、アノードガス用溝とカソードガス用溝は、夫々表
裏において交差する溝となっている。このような溝の代
わりに、図４に示すように、表裏において平行な溝４
１、４１を形成することもできる。この図４において、
４０はセパレータ、４２は基材金属、４３はチタン又は
チタン合金、４５はカーボン皮膜の防食層である。
導電性の高い銅合金からなる基材金属１２の両面に、夫
々チタン１３を、押出し又は圧延による塑性加工により
被覆形成したクラッド材１４からなり、該クラッド材１
４の両面には、夫々厚さ約５μｍのカーボン皮膜からな
る防食層１５が設けられている。１１はカソードガス用
溝、１６はアノードガス用溝を示し、セパレータ１０全
体の構造としては、図７及び図８に示す如き、アノード
側セパレータとカソード側セパレータが表裏一体に形成
され、アノードガス用溝とカソードガス用溝は、夫々表
裏において交差する溝となっている。このような溝の代
わりに、図４に示すように、表裏において平行な溝４
１、４１を形成することもできる。この図４において、
４０はセパレータ、４２は基材金属、４３はチタン又は
チタン合金、４５はカーボン皮膜の防食層である。
【００３１】ここで、チタン１３の被覆割合は、クラッ
ド材全体の体積比率で２０％であり、カーボン皮膜の防
食層１５は、チタン１３表面を研磨してからその上にコ
ーティングしたものである。
ド材全体の体積比率で２０％であり、カーボン皮膜の防
食層１５は、チタン１３表面を研磨してからその上にコ
ーティングしたものである。
【００３２】銅合金からなる基材金属１２の表面にチタ
ン１３を被覆したクラッド材を製造する方法としては、
ここでは図２に示すような複合ビレット２０を用いる押
出し方法を採用した。同図において、２２は基材金属で
ある銅合金、２３はチタンであり、２４はこれら押出し
用素材の全周を包囲する部材である銅、２５は押出し作
業を円滑に行うための部材である先端プラグ、２６は同
後端プラグである。
ン１３を被覆したクラッド材を製造する方法としては、
ここでは図２に示すような複合ビレット２０を用いる押
出し方法を採用した。同図において、２２は基材金属で
ある銅合金、２３はチタンであり、２４はこれら押出し
用素材の全周を包囲する部材である銅、２５は押出し作
業を円滑に行うための部材である先端プラグ、２６は同
後端プラグである。
【００３３】図３は、前記ビレット２０を押出し用の素
材として用いる静水圧押出し装置３０を示し、この装置
３０によって、同装置内にセットされたビレット２０を
その後方からラム３２を矢印方向に動かし圧力媒体３１
の圧力を高めることによりテーパダイス３３を通して押
出し、矩形断面のクラッド材３４を得た。次に、前記ク
ラッド材３４を圧延加工して、厚さ２mm、幅１００mmの
薄い矩形状断面のクラッド材を製作した。さらに、この
クラッド材をプレス加工することにより、図１に示すよ
うな溝（カソードガス用溝１１、アノードガス用溝１
６）を形成し、その後硝酸により表面の銅２４を化学的
に除去し、所定の寸法形状のセパレータ１０を製作し
た。このセパレータ１０のチタン１３の被覆厚さは０．
２mmである。また、セパレータ１０を構成するクラッド
材の接合界面は、素材である金属の清浄な面同志の接合
により酸化皮膜がなく、接合界面の存在に基づく抵抗の
増加は殆どないといえる。
材として用いる静水圧押出し装置３０を示し、この装置
３０によって、同装置内にセットされたビレット２０を
その後方からラム３２を矢印方向に動かし圧力媒体３１
の圧力を高めることによりテーパダイス３３を通して押
出し、矩形断面のクラッド材３４を得た。次に、前記ク
ラッド材３４を圧延加工して、厚さ２mm、幅１００mmの
薄い矩形状断面のクラッド材を製作した。さらに、この
クラッド材をプレス加工することにより、図１に示すよ
うな溝（カソードガス用溝１１、アノードガス用溝１
６）を形成し、その後硝酸により表面の銅２４を化学的
に除去し、所定の寸法形状のセパレータ１０を製作し
た。このセパレータ１０のチタン１３の被覆厚さは０．
２mmである。また、セパレータ１０を構成するクラッド
材の接合界面は、素材である金属の清浄な面同志の接合
により酸化皮膜がなく、接合界面の存在に基づく抵抗の
増加は殆どないといえる。
【００３４】セパレータ１０を１０枚積層し、固体高分
子電解質膜、触媒付きカーボン電極膜（アノード側電極
膜及びカソード側電極膜）を組み込んで、図６に示す如
き燃料電池スタックを製作した。因みに、この燃料電池
スタックに燃料として水素ガス、酸素ガスを供給し、電
池を動作させたところ、０．７×１０＝７Ｖの起電力を
発生した。また、２００時間、１０００時間の運転を夫
々行ったが、特に劣化は認められず、７Ｖの起電力を保
持した。
子電解質膜、触媒付きカーボン電極膜（アノード側電極
膜及びカソード側電極膜）を組み込んで、図６に示す如
き燃料電池スタックを製作した。因みに、この燃料電池
スタックに燃料として水素ガス、酸素ガスを供給し、電
池を動作させたところ、０．７×１０＝７Ｖの起電力を
発生した。また、２００時間、１０００時間の運転を夫
々行ったが、特に劣化は認められず、７Ｖの起電力を保
持した。
【００３５】他の実施例としては、図１に示す構造のク
ラッド材１４として、鉄からなる基材金属の両面にチ
タンを圧延により被覆形成したクラッド材（Ｔｉ／Ｆｅ
／Ｔｉ）、鉄からなる基材金属の両面に錫の湿式めっ
きを施した複合材（Ｓｎ／Ｆｅ／Ｓｎ）、鉄からなる
基材金属の両面にチタンの蒸着めっきを施した複合材を
夫々製作し、これらクラッド材及び複合材の両面に夫々
厚さ２０μｍのカーボン皮膜（防食層１５）を形成し、
ほぼ同一寸法形状の３種類のセパレータを製作した。な
お、チタンの蒸着めっきについては、湿式めっきが実質
上不可能であることから蒸着めっきとした。鉄としては
純鉄を用いた。また、カーボン皮膜を除くクラッド材１
４及び複合材の厚さについては、夫々０．３mmと薄くし
た。の場合、基材金属の両面に形成されたチタンの厚
さは夫々３０μｍであり、チタンの被覆割合はクラッド
材全体の体積比率で２０％である。の場合、基材金属
の両面に形成された錫めっきの厚さは夫々１０μｍであ
り、の場合、基材金属の両面に形成された蒸着チタン
の厚さは夫々５μｍである。カーボン皮膜は、表面を清
浄処理したクラッド材及び複合材の上に、夫々導電性黒
鉛とカーボンブラックと結合性樹脂とからなる混和物を
塗布、焼成することにより形成した。
ラッド材１４として、鉄からなる基材金属の両面にチ
タンを圧延により被覆形成したクラッド材（Ｔｉ／Ｆｅ
／Ｔｉ）、鉄からなる基材金属の両面に錫の湿式めっ
きを施した複合材（Ｓｎ／Ｆｅ／Ｓｎ）、鉄からなる
基材金属の両面にチタンの蒸着めっきを施した複合材を
夫々製作し、これらクラッド材及び複合材の両面に夫々
厚さ２０μｍのカーボン皮膜（防食層１５）を形成し、
ほぼ同一寸法形状の３種類のセパレータを製作した。な
お、チタンの蒸着めっきについては、湿式めっきが実質
上不可能であることから蒸着めっきとした。鉄としては
純鉄を用いた。また、カーボン皮膜を除くクラッド材１
４及び複合材の厚さについては、夫々０．３mmと薄くし
た。の場合、基材金属の両面に形成されたチタンの厚
さは夫々３０μｍであり、チタンの被覆割合はクラッド
材全体の体積比率で２０％である。の場合、基材金属
の両面に形成された錫めっきの厚さは夫々１０μｍであ
り、の場合、基材金属の両面に形成された蒸着チタン
の厚さは夫々５μｍである。カーボン皮膜は、表面を清
浄処理したクラッド材及び複合材の上に、夫々導電性黒
鉛とカーボンブラックと結合性樹脂とからなる混和物を
塗布、焼成することにより形成した。
【００３６】３種類のセパレータについて、腐食試験を
行った後、プレス圧を８ｋｇ／ｃｍ 2とし、板状試料の
面積を夫々一定にして、同一の面抵抗測定装置にて夫々
面抵抗を測定したところ、(チタンクラッド)の場合、
面抵抗は５ｍΩｃｍ2であり、（錫めっき）の場合、
面抵抗は４０ｍΩｃｍ2であり、（チタン蒸着）の場
合、面抵抗は２０〜３０ｍΩｃｍ2であった。なお、こ
こでいう腐食試験とは、１２０℃、２気圧の環境条件を
２４時間保持するＰＣＴ試験をいう。
行った後、プレス圧を８ｋｇ／ｃｍ 2とし、板状試料の
面積を夫々一定にして、同一の面抵抗測定装置にて夫々
面抵抗を測定したところ、(チタンクラッド)の場合、
面抵抗は５ｍΩｃｍ2であり、（錫めっき）の場合、
面抵抗は４０ｍΩｃｍ2であり、（チタン蒸着）の場
合、面抵抗は２０〜３０ｍΩｃｍ2であった。なお、こ
こでいう腐食試験とは、１２０℃、２気圧の環境条件を
２４時間保持するＰＣＴ試験をいう。
【００３７】次に、上記３種類のセパレータを用いて夫
々１セルの燃料電池を製作し、これらの燃料電池につい
て、夫々運転時間による発生電圧（セル電圧）の変化を
測定し、特性評価を行った。その結果は図１０に示す通
りである。なお、図１０には、上記３種類のセパレータ
を用いた燃料電池の他、比較のため、カーボン被覆無し
のＴｉ／Ｆｅ／Ｔｉクラッド材からなるセパレータを用
いた燃料電池、カーボン被覆Ｆｅのセパレータを用いた
燃料電池の測定結果も掲載した。セル電圧の値について
は、夫々上記のカーボン被覆チタンクラッド材からな
るセパレータを用いた燃料電池の初期値を基準に取り、
それとの対比で無次元化して示した。
々１セルの燃料電池を製作し、これらの燃料電池につい
て、夫々運転時間による発生電圧（セル電圧）の変化を
測定し、特性評価を行った。その結果は図１０に示す通
りである。なお、図１０には、上記３種類のセパレータ
を用いた燃料電池の他、比較のため、カーボン被覆無し
のＴｉ／Ｆｅ／Ｔｉクラッド材からなるセパレータを用
いた燃料電池、カーボン被覆Ｆｅのセパレータを用いた
燃料電池の測定結果も掲載した。セル電圧の値について
は、夫々上記のカーボン被覆チタンクラッド材からな
るセパレータを用いた燃料電池の初期値を基準に取り、
それとの対比で無次元化して示した。
【００３８】一方、上記セル電圧の測定と同時に、上記
燃料電池について、夫々セパレータ間の抵抗変化と電池
反応による生成水中の溶出イオンを検出し、その結果を
表１に示した。
燃料電池について、夫々セパレータ間の抵抗変化と電池
反応による生成水中の溶出イオンを検出し、その結果を
表１に示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】図１０によれば、の実施例に相当するカ
ーボン被覆Ｔｉ／Ｆｅ／Ｔｉクラッド材のセパレータを
用いた燃料電池の場合、セル電圧はほぼ一定であり、わ
ずかに低下が認められるもそのオーダーは２０ｍＶ／１
００ｈｒ程度である。この低下の程度は、１０００ｈｒ
換算で２〜３％程度の劣化である。これに対し、他
の比較例に相当するセパレータを用いた燃料電池の場合
は、セル電池の低下が大きい。
ーボン被覆Ｔｉ／Ｆｅ／Ｔｉクラッド材のセパレータを
用いた燃料電池の場合、セル電圧はほぼ一定であり、わ
ずかに低下が認められるもそのオーダーは２０ｍＶ／１
００ｈｒ程度である。この低下の程度は、１０００ｈｒ
換算で２〜３％程度の劣化である。これに対し、他
の比較例に相当するセパレータを用いた燃料電池の場合
は、セル電池の低下が大きい。
【００４１】表１によれば、の実施例に相当するカー
ボン被覆Ｔｉ／Ｆｅ／Ｔｉクラッド材のセパレータを用
いた燃料電池の場合、発電時の抵抗変化はほとんどな
く、生成水中の溶出イオンを検出結果も、金属イオンが
検出されないものであった。これに対し、他の比較
例に相当するセパレータを用いた燃料電池の場合は、抵
抗変化が大きく、生成水中の溶出イオンの検出結果も、
ＦｅやＳｎイオンが検出されるものであった。
ボン被覆Ｔｉ／Ｆｅ／Ｔｉクラッド材のセパレータを用
いた燃料電池の場合、発電時の抵抗変化はほとんどな
く、生成水中の溶出イオンを検出結果も、金属イオンが
検出されないものであった。これに対し、他の比較
例に相当するセパレータを用いた燃料電池の場合は、抵
抗変化が大きく、生成水中の溶出イオンの検出結果も、
ＦｅやＳｎイオンが検出されるものであった。
【００４２】この原因としては、セパレータ表面の腐食
反応もしくは腐食進行状況が影響していると考えられ
る。図９は、図１０で用いられた５種類のセパレータの
夫々腐食進行状況をモデル化して記載したものである。
図９において、３１はＦｅからなる基材金属、３２は圧
延又は押出しにより形成されたクラッド被覆チタン、３
３はカーボン皮膜、３４はカーボン皮膜３３に形成され
たクラック、３５はクラッド被覆チタン３２の表面に直
接、もしくは、前記クラック３４を通じてクラッド被覆
チタン３２、蒸着チタン３７及び錫めっき３８の表面に
形成された夫々の酸化層、３６は主に前記酸化層３５を
起点として拡大された基材金属の腐食範囲を示す。
反応もしくは腐食進行状況が影響していると考えられ
る。図９は、図１０で用いられた５種類のセパレータの
夫々腐食進行状況をモデル化して記載したものである。
図９において、３１はＦｅからなる基材金属、３２は圧
延又は押出しにより形成されたクラッド被覆チタン、３
３はカーボン皮膜、３４はカーボン皮膜３３に形成され
たクラック、３５はクラッド被覆チタン３２の表面に直
接、もしくは、前記クラック３４を通じてクラッド被覆
チタン３２、蒸着チタン３７及び錫めっき３８の表面に
形成された夫々の酸化層、３６は主に前記酸化層３５を
起点として拡大された基材金属の腐食範囲を示す。
【００４３】図９によれば、セパレータとしてクラッド
被覆チタン３２とカーボン皮膜３３を組み合わせた図９
（ａ）の場合、カーボン皮膜３３のクラック３４を通し
てチタン３２表面に形成された酸化層３５の面積がきわ
めて小さく局部的である。このため、図１０及び表１か
ら明らかなように、運転時間が増加してもセル電圧はほ
ぼ一定であり、抵抗変化も殆どなく、生成水中の金属イ
オンの溶出も無い。
被覆チタン３２とカーボン皮膜３３を組み合わせた図９
（ａ）の場合、カーボン皮膜３３のクラック３４を通し
てチタン３２表面に形成された酸化層３５の面積がきわ
めて小さく局部的である。このため、図１０及び表１か
ら明らかなように、運転時間が増加してもセル電圧はほ
ぼ一定であり、抵抗変化も殆どなく、生成水中の金属イ
オンの溶出も無い。
【００４４】これに対し、カーボン皮膜を有しない図９
（ｂ）の場合、チタン３２表面全体に酸化層３５が形成
される。このため、図１０及び表１から明らかなよう
に、運転時間の増加と共にセル電圧が低下し、抵抗変化
も大きい。生成水中の金属イオンの溶出はないが、これ
は酸化層３５を形成する酸化チタン（ＴｉＯ2）が化学
的に安定だからである。
（ｂ）の場合、チタン３２表面全体に酸化層３５が形成
される。このため、図１０及び表１から明らかなよう
に、運転時間の増加と共にセル電圧が低下し、抵抗変化
も大きい。生成水中の金属イオンの溶出はないが、これ
は酸化層３５を形成する酸化チタン（ＴｉＯ2）が化学
的に安定だからである。
【００４５】図９（ｃ）、図９（ｄ）、図９（ｅ）の場
合は、いずれも基材金属３１まで腐食が深く進行し、そ
の腐食範囲も酸化層３５を起点として拡大されている。
合は、いずれも基材金属３１まで腐食が深く進行し、そ
の腐食範囲も酸化層３５を起点として拡大されている。
【００４６】これらの図で、酸化層３５形成の原因とし
ては、カーボン皮膜のクラック中を燃料ガスや生成水が
浸透することによると考えられる。蒸着チタン３７及び
錫めっき３８は、基材金属に対する腐食防止の点で問題
があり、表１から明らかなように、生成水中の金属イオ
ンの検出が認められた。
ては、カーボン皮膜のクラック中を燃料ガスや生成水が
浸透することによると考えられる。蒸着チタン３７及び
錫めっき３８は、基材金属に対する腐食防止の点で問題
があり、表１から明らかなように、生成水中の金属イオ
ンの検出が認められた。
【００４７】なお、上記実施例では、基材金属としては
銅（銅合金）、鉄を使用した例を述べたが、アルミニウ
ム、マグネシウム又はこれらの合金を使用することもで
き、同様の効果が得られることを確認している。
銅（銅合金）、鉄を使用した例を述べたが、アルミニウ
ム、マグネシウム又はこれらの合金を使用することもで
き、同様の効果が得られることを確認している。
【００４８】
【発明の効果】本発明のセパレータによれば、導電性の
高い金属の表面にチタン又はチタン合金を塑性加工によ
り被覆してクラッド材を形成し、このクラッド材の表面
にカーボン系の材料を被覆して構成されることから、カ
ーボン板を用いる場合と比較して良好な加工性を有する
と共に、セパレータとしての導電性及び耐食性を確実に
維持向上させることができる。
高い金属の表面にチタン又はチタン合金を塑性加工によ
り被覆してクラッド材を形成し、このクラッド材の表面
にカーボン系の材料を被覆して構成されることから、カ
ーボン板を用いる場合と比較して良好な加工性を有する
と共に、セパレータとしての導電性及び耐食性を確実に
維持向上させることができる。
【００４９】また、本発明のセパレータの製造方法によ
れば、上記効果を備えたセパレータをきわめて容易に製
造することができる。
れば、上記効果を備えたセパレータをきわめて容易に製
造することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るセパレータの断面
図である。
図である。
【図２】セパレータの製造に用いられる複合ビレットの
断面図である。
断面図である。
【図３】複合ビレットを押出す静水圧押出し装置の断面
図である。
図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るセパレータの断
面図である。
面図である。
【図５】燃料電池セルの断面図である。
【図６】燃料電池セルユニットの斜視図である。
【図７】（ａ）はセパレータに係る図８の左側面図、
（ｂ）は同右側面図である。
（ｂ）は同右側面図である。
【図８】図７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】セパレータの表面の腐食進行状況を示す説明図
である。
である。
【図１０】運転時間と発生電圧(セル電圧)との関係を示
す説明図である。
す説明図である。
１０ セパレータ １１ カソードガス用溝 １２ 基材金属 １３ チタン １４ クラッド材 １５ カーボンからなる防食層 １６ アノードガス用溝 ５０ 固体高分子膜 ５１ アノード側電極膜 ５２ カソード側電極膜 ５３、５３ａ アノードガス用溝 ５４ アノード側セパレータ ５５ カソードガス用溝 ５６ カソード側セパレータ ５７ シール材 ５８ 燃料電池セル ６０ 燃料電池スタック ６１ アノードガス導入管 ６２ アノードガス排出管 ６３ カソードガス導入管 ６４ カソードガス排出管 ６５ 導入流路穴 ６６ 排出流路穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 務 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 BB00 BB02 BB04 EE02 EE05 EE08 HH03
Claims (5)
- 【請求項１】導電性の高い銅、アルミニウム、マグネシ
ウム、鉄又はこれらの合金の表面に、耐食性の優れたチ
タン又はチタン合金を、圧延又は押出しによる塑性加工
により被覆してクラッド材を形成し、このクラッド材の
少なくとも一方の表面にカーボン系の材料を被覆してな
ることを特徴とする固体高分子型燃料電池のセパレー
タ。 - 【請求項２】上記クラッド材のチタン又はチタン合金の
表面の酸化皮膜がｎｍオーダーであり、且つクラッド材
の面抵抗が５ｍΩcm2以下であることを特徴とする請求
項１記載の固体高分子型燃料電池のセパレータ。 - 【請求項３】上記クラッド材のチタン又はチタン合金の
被覆の厚さがクラッド材全体の厚さの５〜２０％であ
り、且つクラッド材の厚さが０．１〜２mmであることを
特徴とする請求項１又は２記載の固体高分子型燃料電池
のセパレータ。 - 【請求項４】上記クラッド材のチタン又はチタン合金の
被覆の厚さがクラッド材全体の厚さの５〜２０％であ
り、且つクラッド材の厚さが０．１〜０．５mmであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の固体高分子型燃料
電池のセパレータ。 - 【請求項５】導電性の高い銅、アルミニウム、マグネシ
ウム、鉄又はこれらの合金の表面に耐食性の優れたチタ
ン又はチタン合金を被覆してクラッド材を形成し、この
クラッド材を塑性加工するにあたりその表面に銅を被覆
してから塑性加工し、その後表面の銅を除去してからク
ラッド材の少なくとも一方の表面にカーボン系の材料を
被覆する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。
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