JP2002373673A - 燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 - Google Patents
燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池Info
- Publication number
- JP2002373673A JP2002373673A JP2001182555A JP2001182555A JP2002373673A JP 2002373673 A JP2002373673 A JP 2002373673A JP 2001182555 A JP2001182555 A JP 2001182555A JP 2001182555 A JP2001182555 A JP 2001182555A JP 2002373673 A JP2002373673 A JP 2002373673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell separator
- plate
- separator according
- separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性に優れ、かつ低コストで作成可能な燃
料電池用セパレータ、およびその燃料電池用セパレータ
を用いた燃料電池を提供する。 【解決手段】 Ｍｏ板、または鋼板もしくはステンレス
鋼板などの金属基板１にＭｏ箔２をクラッドしてなる金
属板に、プレス成形によりガス流路４を設けた後、窒化
処理を施して最表層にＭｏ窒化処理層（Ｍｏ２Ｎ層）３
を形成させるか、クラッド金属板の場合はクラッド後に
窒化処理を施して最表層にＭｏ窒化処理層を形成させた
後、プレス成形によりガス流路を設けるか、いずれかの
方法により金属セパレータ１０を作成し、これを固体高
分子膜と触媒担持電極からなる電極膜接合体に組み込み
燃料電池とする。
料電池用セパレータ、およびその燃料電池用セパレータ
を用いた燃料電池を提供する。 【解決手段】 Ｍｏ板、または鋼板もしくはステンレス
鋼板などの金属基板１にＭｏ箔２をクラッドしてなる金
属板に、プレス成形によりガス流路４を設けた後、窒化
処理を施して最表層にＭｏ窒化処理層（Ｍｏ２Ｎ層）３
を形成させるか、クラッド金属板の場合はクラッド後に
窒化処理を施して最表層にＭｏ窒化処理層を形成させた
後、プレス成形によりガス流路を設けるか、いずれかの
方法により金属セパレータ１０を作成し、これを固体高
分子膜と触媒担持電極からなる電極膜接合体に組み込み
燃料電池とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池特に固体
高分子型燃料電池に用いるセパレータおよびその製造方
法に関する。
高分子型燃料電池に用いるセパレータおよびその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体高分子型燃料電池に用いるセ
パレータとしては、熱硬化性樹脂とカーボン粉末を混合
して焼成した後、水素ガスおよび酸素ガスの通路を形成
するための微細加工を施した炭素材料からなる、カーボ
ン製のセパレータが主に使用されていた。しかし、カー
ボン製のセパレータは、熱硬化性樹脂とカーボン粉末を
焼成する際に生じるセパレータの反り、ガス漏れ、製造
コストが高いなど、種々の問題を抱えていた。一方、厚
さが薄くても優れた強度が得られること、プレス加工の
ような簡単な方法で製造可能であり、製造工程の簡略
化、生産性の向上、製造コストの削減が計れるために、
セパレータとして金属板を用いる試みが行われ、ステン
レス鋼板に金めっき処理したもの（特開平１０−２２８
９１４号公報、特開２０００−２９４２５７号公報）
や、ステンレス鋼板の表面に化学的気相蒸着法を用いて
ＴａやＴｉとともにカーボン系微粒子を分散させたもの
（特開平１１−１２６６２２号公報）などが提案されて
いる。
パレータとしては、熱硬化性樹脂とカーボン粉末を混合
して焼成した後、水素ガスおよび酸素ガスの通路を形成
するための微細加工を施した炭素材料からなる、カーボ
ン製のセパレータが主に使用されていた。しかし、カー
ボン製のセパレータは、熱硬化性樹脂とカーボン粉末を
焼成する際に生じるセパレータの反り、ガス漏れ、製造
コストが高いなど、種々の問題を抱えていた。一方、厚
さが薄くても優れた強度が得られること、プレス加工の
ような簡単な方法で製造可能であり、製造工程の簡略
化、生産性の向上、製造コストの削減が計れるために、
セパレータとして金属板を用いる試みが行われ、ステン
レス鋼板に金めっき処理したもの（特開平１０−２２８
９１４号公報、特開２０００−２９４２５７号公報）
や、ステンレス鋼板の表面に化学的気相蒸着法を用いて
ＴａやＴｉとともにカーボン系微粒子を分散させたもの
（特開平１１−１２６６２２号公報）などが提案されて
いる。
【０００３】しかし、ステンレス鋼板に金めっきしたセ
パレータにおいては、めっき欠陥であるピンホールの発
生によって基板のステンレス鋼板の腐食が懸念され、こ
のピンホールの発生を抑制するためには金めっき厚さを
増加させねばならず、高価な貴金属の使用量が増えるこ
とから製造コストが上昇する欠点を有している。一方、
ステンレス鋼板の表面にＴａやＴｉとともにカーボン系
微粒子を化学的気相蒸着法を用いて分散させる方法にお
いても、ステンレス鋼板の表面を完全に覆うことは困難
であり、欠陥発生を完全に回避することはできない。ま
た、Ｔｉは水素ガスを吸収して脆化するため、好ましい
材料ではない。
パレータにおいては、めっき欠陥であるピンホールの発
生によって基板のステンレス鋼板の腐食が懸念され、こ
のピンホールの発生を抑制するためには金めっき厚さを
増加させねばならず、高価な貴金属の使用量が増えるこ
とから製造コストが上昇する欠点を有している。一方、
ステンレス鋼板の表面にＴａやＴｉとともにカーボン系
微粒子を化学的気相蒸着法を用いて分散させる方法にお
いても、ステンレス鋼板の表面を完全に覆うことは困難
であり、欠陥発生を完全に回避することはできない。ま
た、Ｔｉは水素ガスを吸収して脆化するため、好ましい
材料ではない。
【０００４】また、ステンレス鋼板やアルミニウム板な
どの基部にクラッド材としてＭｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、
Ｃｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗのいずれかをクラッドし、その表面
をセラミック化した燃料電池用メタルセパレータ（特開
２０００−３２３１４８号公報）が提案されている。こ
の公報では、セラミック化として、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｔｉの場合は浸炭処理、Ｍｏの場合は浸ケイ処理、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｖの場合は窒化処理す
ることが記載されているが、Ｍｏを窒化処理することは
記載されていない。また、クラッド材の厚さやクラッド
法の具体的内容については記載がなく、特に低コストを
目的として、高価なクラッド材の薄い箔を、通常のクラ
ッド法を用いて欠陥を生じることなく得ることは困難で
ある。
どの基部にクラッド材としてＭｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、
Ｃｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗのいずれかをクラッドし、その表面
をセラミック化した燃料電池用メタルセパレータ（特開
２０００−３２３１４８号公報）が提案されている。こ
の公報では、セラミック化として、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｔｉの場合は浸炭処理、Ｍｏの場合は浸ケイ処理、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｖの場合は窒化処理す
ることが記載されているが、Ｍｏを窒化処理することは
記載されていない。また、クラッド材の厚さやクラッド
法の具体的内容については記載がなく、特に低コストを
目的として、高価なクラッド材の薄い箔を、通常のクラ
ッド法を用いて欠陥を生じることなく得ることは困難で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、耐硫酸
性に優れ、かつ優れた導電性を有する低コストで作成可
能な燃料電池用メタルセパレータは未だ得られていな
い。そこで、本発明は、耐食性に優れ、かつ低コストで
作成可能な燃料電池用セパレータ、その製造方法、およ
びその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池を提供す
ることを目的とする。
性に優れ、かつ優れた導電性を有する低コストで作成可
能な燃料電池用メタルセパレータは未だ得られていな
い。そこで、本発明は、耐食性に優れ、かつ低コストで
作成可能な燃料電池用セパレータ、その製造方法、およ
びその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池用セパ
レータは、最表層にＭｏ窒化処理層を有する金属板から
なる燃料電池用セパレータであり、前記金属板として
は、Ｍｏ板または金属基板にＭｏ箔をクラッドしてなる
金属板を採用する。前記Ｍｏ箔の厚さは、２０〜２００
μｍであることが望ましい。また、金属基板は、特に限
定されないが、鋼板、ステンレス鋼板のいずれかである
ことガ望ましい。さらに、前記Ｍｏ窒化処理層の厚さは
０．１〜２０μｍであること、該Ｍｏ窒化処理層が Ｍ
ｏ２Ｎであることが望ましい。
レータは、最表層にＭｏ窒化処理層を有する金属板から
なる燃料電池用セパレータであり、前記金属板として
は、Ｍｏ板または金属基板にＭｏ箔をクラッドしてなる
金属板を採用する。前記Ｍｏ箔の厚さは、２０〜２００
μｍであることが望ましい。また、金属基板は、特に限
定されないが、鋼板、ステンレス鋼板のいずれかである
ことガ望ましい。さらに、前記Ｍｏ窒化処理層の厚さは
０．１〜２０μｍであること、該Ｍｏ窒化処理層が Ｍ
ｏ２Ｎであることが望ましい。
【０００７】また本発明の燃料電池用セパレータの製造
方法は、Ｍｏ板を窒化処理して、Ｍｏ板表層に窒化処理
層を形成して燃料電池用セパレータを製造することを特
徴とするものである。前記Ｍｏ板にプレス加工法を用い
てガス流路となる所定形状の凹凸を形成し、次いで前記
窒化処理するようにする。しかしながら、前記プレス加
工は、窒化処理後に行ってもよい。
方法は、Ｍｏ板を窒化処理して、Ｍｏ板表層に窒化処理
層を形成して燃料電池用セパレータを製造することを特
徴とするものである。前記Ｍｏ板にプレス加工法を用い
てガス流路となる所定形状の凹凸を形成し、次いで前記
窒化処理するようにする。しかしながら、前記プレス加
工は、窒化処理後に行ってもよい。
【０００８】また、本発明の他の燃料電池用セパレータ
の製造方法は、金属基板の少なくとも片面にＭｏ箔をク
ラッド法を用いて接合し、次いで窒化処理して最表層に
Ｍｏ窒化処理層を形成して燃料電池用セパレータを製造
することを特徴とする。前記金属基板の少なくとも片面
にＭｏ箔をクラッド法を用いて接合した後、プレス加工
法を用いてガス流路となる所定形状の凹凸を形成し、次
いで窒化処理する。前記プレス加工は、窒化処理後に行
ってもよい。前記金属基板としては、鋼板、ステンレス
鋼板のいずれかが好適である。
の製造方法は、金属基板の少なくとも片面にＭｏ箔をク
ラッド法を用いて接合し、次いで窒化処理して最表層に
Ｍｏ窒化処理層を形成して燃料電池用セパレータを製造
することを特徴とする。前記金属基板の少なくとも片面
にＭｏ箔をクラッド法を用いて接合した後、プレス加工
法を用いてガス流路となる所定形状の凹凸を形成し、次
いで窒化処理する。前記プレス加工は、窒化処理後に行
ってもよい。前記金属基板としては、鋼板、ステンレス
鋼板のいずれかが好適である。
【０００９】前記クラッド法としては、金属基板および
Ｍｏ箔のそれぞれの接合される面を低圧の不活性ガス雰
囲気中でグロー放電を行わせてスパッタエッチングして
活性化処理し、活性化処理面同士が対向するようにして
当接し重ね合わせて圧接するクラッド法を採用する。ま
た、前記クラッド法において、圧接を１％未満の圧延率
の冷間圧延で行うことが望ましい。さらに、前記窒化処
理は、窒素と水素の混合ガスの気流中で行うことを特徴
とする。その際、窒素と水素の混合ガスの露点が−７５
〜−２０℃の範囲となるようにすること、窒素と水素の
混合ガスに含まれる酸素が０．１ｐｐｍ未満であること
が望ましい。さらに本発明の燃料電池は、上記のいずれ
かの燃料電池用セパレータを用いた燃料電池である。
Ｍｏ箔のそれぞれの接合される面を低圧の不活性ガス雰
囲気中でグロー放電を行わせてスパッタエッチングして
活性化処理し、活性化処理面同士が対向するようにして
当接し重ね合わせて圧接するクラッド法を採用する。ま
た、前記クラッド法において、圧接を１％未満の圧延率
の冷間圧延で行うことが望ましい。さらに、前記窒化処
理は、窒素と水素の混合ガスの気流中で行うことを特徴
とする。その際、窒素と水素の混合ガスの露点が−７５
〜−２０℃の範囲となるようにすること、窒素と水素の
混合ガスに含まれる酸素が０．１ｐｐｍ未満であること
が望ましい。さらに本発明の燃料電池は、上記のいずれ
かの燃料電池用セパレータを用いた燃料電池である。
【００１０】
【発明の実施の形態】従来、燃料電池のセパレータとし
ては、炭素材料、または金属材料が用いられている。セ
パレータに必要な特性として、耐食性、酸化還元雰囲気
における安定性、電子伝導性、気密性、機械的強度、低
コストであることなどが挙げられる。これらの必要とさ
れる特性のうち耐食性は、固体高分子電解質膜に用いら
れるパーフルオロアリキルスルフォン酸膜に含まれるス
ルフォン酸基に起因する耐硫酸性を有していることが求
められる。金属材料のセパレータを用いる場合、耐硫酸
性を確保するために、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｎｂ、Ｖ、Ｗなどの金属板やこれらの金属をステンレス
鋼板などの金属基板にクラッドしたセパレータが用いら
れている。これらの金属のうちＭｏは耐硫酸性に優れて
いるが、これは表面に緻密な酸化皮膜が形成されている
ことによる。しかし、この酸化皮膜は絶縁性であり、耐
硫酸性を十分に確保するために酸化皮膜を厚くするとク
ラッド金属板としての導電性が低下するため、セパレー
タしての使用は困難になる。
ては、炭素材料、または金属材料が用いられている。セ
パレータに必要な特性として、耐食性、酸化還元雰囲気
における安定性、電子伝導性、気密性、機械的強度、低
コストであることなどが挙げられる。これらの必要とさ
れる特性のうち耐食性は、固体高分子電解質膜に用いら
れるパーフルオロアリキルスルフォン酸膜に含まれるス
ルフォン酸基に起因する耐硫酸性を有していることが求
められる。金属材料のセパレータを用いる場合、耐硫酸
性を確保するために、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｎｂ、Ｖ、Ｗなどの金属板やこれらの金属をステンレス
鋼板などの金属基板にクラッドしたセパレータが用いら
れている。これらの金属のうちＭｏは耐硫酸性に優れて
いるが、これは表面に緻密な酸化皮膜が形成されている
ことによる。しかし、この酸化皮膜は絶縁性であり、耐
硫酸性を十分に確保するために酸化皮膜を厚くするとク
ラッド金属板としての導電性が低下するため、セパレー
タしての使用は困難になる。
【００１１】本発明の発明者等は、上記問題点を解決す
るための研究過程において、Ｍｏ板の表面に窒化皮膜を
形成させ、その耐硫酸性および導電性について調査した
結果、耐硫酸性に優れているのみならず、導電性にも極
めて優れており、固体高分子型燃料電池に用いる金属板
セパレータとして適用可能であることを見出し、本発明
に到達したものである。
るための研究過程において、Ｍｏ板の表面に窒化皮膜を
形成させ、その耐硫酸性および導電性について調査した
結果、耐硫酸性に優れているのみならず、導電性にも極
めて優れており、固体高分子型燃料電池に用いる金属板
セパレータとして適用可能であることを見出し、本発明
に到達したものである。
【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。図１は本
発明の実施形態に係るセパレータを用いた固体高分子型
燃料電池３０の概略断面図を示している。固体高分子型
燃料電池３０は、固体高分子電解質膜（イオン交換膜）
５と触媒担持電極６からなる電極膜接合体２０、金属板
セパレータ１０、エンドプレー７から構成される。金属
板セパレータ１０としてＭｏ板を用いる場合に加えて、
Ｍｏをクラッドして金属板セパレータとして用いる場合
の金属基板としては、表面にめっき層を有するまたは有
さない鋼板、ステンレス鋼板、Ｔｉ板、Ｔｉ合金板、Ｃ
ｕ板、Ｃｕ合金板、Ｎｉ板、Ｎｉ合金板などを用いるこ
とができるが、これら以外の金属板も、燃料電池の性能
に悪影響を与えない限り用いることができる。Ｔｉ板ま
たはＴｉ合金板を用いる場合、水素ガスと接触すると水
素ガスが吸収され、電池効率が低下するので、ピンホー
ルなどの欠陥を生じること無くＭｏをクラッドする必要
がある。Ｍｏ板やこれらの金属基板の厚さは０．１〜２
ｍｍであることが好ましい。
発明の実施形態に係るセパレータを用いた固体高分子型
燃料電池３０の概略断面図を示している。固体高分子型
燃料電池３０は、固体高分子電解質膜（イオン交換膜）
５と触媒担持電極６からなる電極膜接合体２０、金属板
セパレータ１０、エンドプレー７から構成される。金属
板セパレータ１０としてＭｏ板を用いる場合に加えて、
Ｍｏをクラッドして金属板セパレータとして用いる場合
の金属基板としては、表面にめっき層を有するまたは有
さない鋼板、ステンレス鋼板、Ｔｉ板、Ｔｉ合金板、Ｃ
ｕ板、Ｃｕ合金板、Ｎｉ板、Ｎｉ合金板などを用いるこ
とができるが、これら以外の金属板も、燃料電池の性能
に悪影響を与えない限り用いることができる。Ｔｉ板ま
たはＴｉ合金板を用いる場合、水素ガスと接触すると水
素ガスが吸収され、電池効率が低下するので、ピンホー
ルなどの欠陥を生じること無くＭｏをクラッドする必要
がある。Ｍｏ板やこれらの金属基板の厚さは０．１〜２
ｍｍであることが好ましい。
【００１３】図３は、これらの金属基板にＭｏ箔をグラ
ッドして金属板セパレータとして用いた場合の、金属セ
パレータ１０の拡大断面を示している。本実施形態の金
属板セパレータ１０は、鋼板もしくはステンレス鋼板な
どの金属基板１にＭｏ箔２をクラッドしてなる金属板
に、プレス成形によりガス流路４を設けた後、窒化処理
を施して最表層にＭｏ窒化処理層（Ｍｏ２Ｎ層）３を形
成させるか、クラッド金属板の場合はクラッド後に窒化
処理を施して最表層にＭｏ窒化処理層を形成させた後、
プレス成形によりガス流路を設けるか、いずれかの方法
により作成する。以下、その製造方法を詳細に説明す
る。
ッドして金属板セパレータとして用いた場合の、金属セ
パレータ１０の拡大断面を示している。本実施形態の金
属板セパレータ１０は、鋼板もしくはステンレス鋼板な
どの金属基板１にＭｏ箔２をクラッドしてなる金属板
に、プレス成形によりガス流路４を設けた後、窒化処理
を施して最表層にＭｏ窒化処理層（Ｍｏ２Ｎ層）３を形
成させるか、クラッド金属板の場合はクラッド後に窒化
処理を施して最表層にＭｏ窒化処理層を形成させた後、
プレス成形によりガス流路を設けるか、いずれかの方法
により作成する。以下、その製造方法を詳細に説明す
る。
【００１４】金属基板１にＭｏをクラッドする場合は、
厚さが２０〜２００μｍのＭｏ箔を用いる。厚さが２０
μｍ未満の場合には、Ｍｏ層に欠陥が生じた場合の耐食
性の確保が困難であり、欠陥を生じにくい２０μｍを下
限とする。一方、２００μｍを超えるとコスト的に不利
になる。Ｍｏ箔と前記の金属基板は、例えば特開平１−
２２４１８４号公報に記載のクラッド方法を用いて接合
することができる。すなわち、金属基板１およびＭｏ箔
２のそれぞれの接合される面を、１０〜１×１０−３Ｐ
ａの極低圧不活性ガス雰囲気、好ましくはＡｒガス中で
１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせて
スパッタエッチングして活性化処理し、活性化処理を施
した面同士が対向するようにして当接し重ね合わせて圧
接する。
厚さが２０〜２００μｍのＭｏ箔を用いる。厚さが２０
μｍ未満の場合には、Ｍｏ層に欠陥が生じた場合の耐食
性の確保が困難であり、欠陥を生じにくい２０μｍを下
限とする。一方、２００μｍを超えるとコスト的に不利
になる。Ｍｏ箔と前記の金属基板は、例えば特開平１−
２２４１８４号公報に記載のクラッド方法を用いて接合
することができる。すなわち、金属基板１およびＭｏ箔
２のそれぞれの接合される面を、１０〜１×１０−３Ｐ
ａの極低圧不活性ガス雰囲気、好ましくはＡｒガス中で
１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせて
スパッタエッチングして活性化処理し、活性化処理を施
した面同士が対向するようにして当接し重ね合わせて圧
接する。
【００１５】このクラッド方法の特徴は、活性化処理を
施した面同士を当接し重ね合わせて圧接するため、例え
ば冷間圧延方法を用いて圧接する場合、１％未満の軽度
の圧延率で極めて優れた接着強度が得られることであ
る。また、圧延率が軽度であるため、特に薄いＭｏ箔を
用いた場合、ピンホールなどの欠陥を生じることは殆ど
ない。因みに、極低圧不活性ガス雰囲気中におけるスパ
ッタエッチングによる活性化処理を施さず、通常の冷間
圧延法で圧接する場合は、５０％以上の重度の圧延率で
圧接しないと十分な接着強度が得られず、また、このよ
うな重度の圧延率で圧延した場合、Ｍｏ箔にピンホール
などの欠陥を生じやすく、耐食性に優れた金属板セパレ
ータが得られにくい。
施した面同士を当接し重ね合わせて圧接するため、例え
ば冷間圧延方法を用いて圧接する場合、１％未満の軽度
の圧延率で極めて優れた接着強度が得られることであ
る。また、圧延率が軽度であるため、特に薄いＭｏ箔を
用いた場合、ピンホールなどの欠陥を生じることは殆ど
ない。因みに、極低圧不活性ガス雰囲気中におけるスパ
ッタエッチングによる活性化処理を施さず、通常の冷間
圧延法で圧接する場合は、５０％以上の重度の圧延率で
圧接しないと十分な接着強度が得られず、また、このよ
うな重度の圧延率で圧延した場合、Ｍｏ箔にピンホール
などの欠陥を生じやすく、耐食性に優れた金属板セパレ
ータが得られにくい。
【００１６】また、金属基板上にＭｏ層を形成させる方
法として、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、スパッタリング法など
を用いることができるが、上記クラッド法が生産性の点
から厚さが薄いＭｏ層を得るのに適している。ピンホー
ルなどの欠陥のないＭｏ層を得るためには厚さを２０μ
ｍ以上とする必要がある。
法として、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、スパッタリング法など
を用いることができるが、上記クラッド法が生産性の点
から厚さが薄いＭｏ層を得るのに適している。ピンホー
ルなどの欠陥のないＭｏ層を得るためには厚さを２０μ
ｍ以上とする必要がある。
【００１７】次いで、Ｍｏ板や上記のようにして金属基
板にＭｏをクラッドしたクラッド板に窒化処理を施し、
Ｍｏ表面に窒化物皮膜を形成させる。この窒化処理は、
図２および図３に示すような円錐台状の凸部をプレス成
形した後、実施してもよい。窒化処理は窒素ガスを含む
還元性ガスまたはアンモニアガスを用いるガス窒化処
理、窒素プラズマまたは窒素水素混合プラズマを形成さ
せて窒化処理するプラズマＣＶＤ処理、ファインカソー
ドを用いたアークイオンプレーティング処理、アンモニ
アガスを用いたラジカル窒化処理、イオン窒化処理のい
ずれを用いてもよいが、水素：１〜１５％、窒素：８５
〜９９％の混合ガスの気流中で加熱するガス窒化処理を
用いることが好ましい。
板にＭｏをクラッドしたクラッド板に窒化処理を施し、
Ｍｏ表面に窒化物皮膜を形成させる。この窒化処理は、
図２および図３に示すような円錐台状の凸部をプレス成
形した後、実施してもよい。窒化処理は窒素ガスを含む
還元性ガスまたはアンモニアガスを用いるガス窒化処
理、窒素プラズマまたは窒素水素混合プラズマを形成さ
せて窒化処理するプラズマＣＶＤ処理、ファインカソー
ドを用いたアークイオンプレーティング処理、アンモニ
アガスを用いたラジカル窒化処理、イオン窒化処理のい
ずれを用いてもよいが、水素：１〜１５％、窒素：８５
〜９９％の混合ガスの気流中で加熱するガス窒化処理を
用いることが好ましい。
【００１８】この混合ガスの露点を−７５〜−２０℃、
混合ガスに含まれる酸素を０．１ｐｐｍ未満に管理した
気流中で、７００〜１０００℃の温度で１〜３０時間加
熱することにより、Ｍｏ表面に０．１〜２０μｍ厚のさ
のＭｏ２Ｎ からなる窒化物皮膜が生成する。露点が−
２０℃を超えた場合は上記の厚さの窒化物皮膜を得るに
は長時間を要し、生産性に乏しくなる。一方、−７０℃
未満の露点を得ることは実用上極めて困難である。また
混合ガス中の酸素濃度が０．１ｐｐｍ以上である場合は
窒化物皮膜が生成しにくくなる。また窒化物皮膜の厚さ
が０．１μｍ未満である場合は、Ｍｏの表面全体にムラ
なく窒化物皮膜を生成させることが困難で、窒化物皮膜
が生成しない欠陥部分から腐食が進行する恐れがある。
一方、窒化物皮膜の厚さが２０μｍを超えると皮膜にク
ラックが生じやすくなり、クラック部分から腐食が進行
する恐れがある。より好ましい厚さの範囲は０．５〜１
０μｍ未満である。
混合ガスに含まれる酸素を０．１ｐｐｍ未満に管理した
気流中で、７００〜１０００℃の温度で１〜３０時間加
熱することにより、Ｍｏ表面に０．１〜２０μｍ厚のさ
のＭｏ２Ｎ からなる窒化物皮膜が生成する。露点が−
２０℃を超えた場合は上記の厚さの窒化物皮膜を得るに
は長時間を要し、生産性に乏しくなる。一方、−７０℃
未満の露点を得ることは実用上極めて困難である。また
混合ガス中の酸素濃度が０．１ｐｐｍ以上である場合は
窒化物皮膜が生成しにくくなる。また窒化物皮膜の厚さ
が０．１μｍ未満である場合は、Ｍｏの表面全体にムラ
なく窒化物皮膜を生成させることが困難で、窒化物皮膜
が生成しない欠陥部分から腐食が進行する恐れがある。
一方、窒化物皮膜の厚さが２０μｍを超えると皮膜にク
ラックが生じやすくなり、クラック部分から腐食が進行
する恐れがある。より好ましい厚さの範囲は０．５〜１
０μｍ未満である。
【００１９】Ｍｏの窒化物としてはγ−Ｍｏ２Ｎ、β−
Ｍｏ２Ｎ、δＭｏＮの３つの相があるが、本発明の水素
と窒素の混合ガスの気流中で、上記の露天、加熱温度、
加熱時間で実施するガス窒化処理において生成するのは
大半が β−Ｍｏ２Ｎがであり、γ−Ｍｏ２Ｎ やδＭｏ
Ｎは殆ど生成しない。
Ｍｏ２Ｎ、δＭｏＮの３つの相があるが、本発明の水素
と窒素の混合ガスの気流中で、上記の露天、加熱温度、
加熱時間で実施するガス窒化処理において生成するのは
大半が β−Ｍｏ２Ｎがであり、γ−Ｍｏ２Ｎ やδＭｏ
Ｎは殆ど生成しない。
【００２０】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。 （実施例１）セパレータに用いる金属板として表１に示
すＭｏ板と、表１に示す各種の金属基板に、表１に示す
各種の厚さを有するＭｏ箔をクラッドした金属板とを準
備した。Ｍｏ箔をクラッドした金属板は以下のようにし
て作成した。すなわち、金属基板とＭｏ箔をクラッド製
造装置の真空槽内に設けた活性化処理ユニットにセット
し、それぞれの接合される面を１０−３〜１０−２Ｐａ
のＡｒガス雰囲気中で３０ＭＨｚの交流を印加してグロ
ー放電を行わせてスパッタエッチングして活性化処理
し、次いで活性化処理を施した面同士が対向するように
して当接して重ね合わせ、表１に示す圧延率で冷間圧延
して圧接し、金属板とした。なお、試料番号１２の試料
については、接合面の活性化処理を施さず、金属基板と
Ｍｏ箔をそのまま大気中で７５％の圧延率で冷間圧延し
て圧接した。このようにして得られた金属板を、電気炉
を用いて、表１に示した露点および酸素含有量に管理し
た水素−窒素混合ガス気流中で、表１に示す各種の窒化
処理条件で窒化処理し、Ｍｏ表面に表１に示す厚さの
Ｍｏ２Ｎ層を形成させた。試料番号９についてはＭｏ ２
Ｎ皮膜ができなかった。
する。 （実施例１）セパレータに用いる金属板として表１に示
すＭｏ板と、表１に示す各種の金属基板に、表１に示す
各種の厚さを有するＭｏ箔をクラッドした金属板とを準
備した。Ｍｏ箔をクラッドした金属板は以下のようにし
て作成した。すなわち、金属基板とＭｏ箔をクラッド製
造装置の真空槽内に設けた活性化処理ユニットにセット
し、それぞれの接合される面を１０−３〜１０−２Ｐａ
のＡｒガス雰囲気中で３０ＭＨｚの交流を印加してグロ
ー放電を行わせてスパッタエッチングして活性化処理
し、次いで活性化処理を施した面同士が対向するように
して当接して重ね合わせ、表１に示す圧延率で冷間圧延
して圧接し、金属板とした。なお、試料番号１２の試料
については、接合面の活性化処理を施さず、金属基板と
Ｍｏ箔をそのまま大気中で７５％の圧延率で冷間圧延し
て圧接した。このようにして得られた金属板を、電気炉
を用いて、表１に示した露点および酸素含有量に管理し
た水素−窒素混合ガス気流中で、表１に示す各種の窒化
処理条件で窒化処理し、Ｍｏ表面に表１に示す厚さの
Ｍｏ２Ｎ層を形成させた。試料番号９についてはＭｏ ２
Ｎ皮膜ができなかった。
【００２１】
【表１】
【００２２】次に上記のようにして得られた試料の耐硫
酸性と導電性を、下記のようにして評価した。 （耐硫酸性の評価）試料番号１〜１４に用いた試料を、
５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出し、切断面をシリ
コンゴムで被覆した後、１００℃に加熱した５０重量％
濃度の硫酸中に１週間浸漬し重量の減少程度を測定し、
１年間浸漬した場合の厚さ減少に換算し、下記の基準で
耐硫酸性を評価した。また比較品として、白金の耐硫酸
性を同一条件で評価した。 ◎：厚さ減少≦3μm/year ○：厚さ減少＞3μm/yearでかつ≦10μm/year △：厚さ減少＞10μm/yearでかつ≦50μm/year ×：厚さ減少＞50μm/year
酸性と導電性を、下記のようにして評価した。 （耐硫酸性の評価）試料番号１〜１４に用いた試料を、
５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出し、切断面をシリ
コンゴムで被覆した後、１００℃に加熱した５０重量％
濃度の硫酸中に１週間浸漬し重量の減少程度を測定し、
１年間浸漬した場合の厚さ減少に換算し、下記の基準で
耐硫酸性を評価した。また比較品として、白金の耐硫酸
性を同一条件で評価した。 ◎：厚さ減少≦3μm/year ○：厚さ減少＞3μm/yearでかつ≦10μm/year △：厚さ減少＞10μm/yearでかつ≦50μm/year ×：厚さ減少＞50μm/year
【００２３】（導電性の評価）試料番号１〜１４の試料
の接触抵抗を測定(荷重：19.6N)し、下記の基準で耐硫
酸性を評価した。また比較品として、白金の導電性を同
一条件で評価した。 ◎：接触抵抗≦4mΩ・ｃｍ2 ○：接触抵抗＞4mΩ・ｃｍ2でかつ≦10mΩ・ｃｍ2 △：接触抵抗＞10mΩ・ｃｍ2でかつ≦100mΩ・ｃｍ2 ×：接触抵抗＞100mΩ・ｃｍ2 これらの結果を表２に示す。試料番号Ｐｔは白金箔での
評価結果を示す。表２より、最表層にＭｏ窒化処理層を
有する金属板は、化学的に安定な白金と同等の優れた耐
硫酸性と導電性を有していることが分かる。
の接触抵抗を測定(荷重：19.6N)し、下記の基準で耐硫
酸性を評価した。また比較品として、白金の導電性を同
一条件で評価した。 ◎：接触抵抗≦4mΩ・ｃｍ2 ○：接触抵抗＞4mΩ・ｃｍ2でかつ≦10mΩ・ｃｍ2 △：接触抵抗＞10mΩ・ｃｍ2でかつ≦100mΩ・ｃｍ2 ×：接触抵抗＞100mΩ・ｃｍ2 これらの結果を表２に示す。試料番号Ｐｔは白金箔での
評価結果を示す。表２より、最表層にＭｏ窒化処理層を
有する金属板は、化学的に安定な白金と同等の優れた耐
硫酸性と導電性を有していることが分かる。
【００２４】
【表２】
【００２５】（実施例２）厚さ０．２ｍｍのステンレス
鋼板（ＳＵＳ３１６Ｌ）と厚さ５０μｍのＭｏ箔をそれ
ぞれ５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出し、実施例１
に示したクラッド法を用いてＳＵＳ３１６Ｌ板の両面に
Ｍｏ箔を接合した。次いでプレス成形により、図１およ
び図３に示すようなガス流路４を形成させた後、表１の
試料番号３に示した条件と同一条件で窒化処理し、Ｍｏ
表面に厚さ１μｍの Ｍｏ２Ｎ皮膜を形成させ、最表層
にＭｏ窒化処理層を有する金属セパレータとした。この
金属セパレータの接触抵抗を測定したところ、１．６Ω
・ｃｍ２であった。次いで、固体高分子電解質膜として
Ｄｕ−Ｐｏｎｔ社製のナフィオン膜と電極としてＥ−Ｔ
ＥＫ社製のＰｔ触媒担持カーボン電極をホットプレスし
て電極膜接合体を作成した。この、電極膜接合体を上記
の金属セパレータ２枚で挟み、さらにその両外側からス
テンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）のエンドプレートで抑え
付け、単セルの固体高分子型燃料電池を作成した。
鋼板（ＳＵＳ３１６Ｌ）と厚さ５０μｍのＭｏ箔をそれ
ぞれ５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出し、実施例１
に示したクラッド法を用いてＳＵＳ３１６Ｌ板の両面に
Ｍｏ箔を接合した。次いでプレス成形により、図１およ
び図３に示すようなガス流路４を形成させた後、表１の
試料番号３に示した条件と同一条件で窒化処理し、Ｍｏ
表面に厚さ１μｍの Ｍｏ２Ｎ皮膜を形成させ、最表層
にＭｏ窒化処理層を有する金属セパレータとした。この
金属セパレータの接触抵抗を測定したところ、１．６Ω
・ｃｍ２であった。次いで、固体高分子電解質膜として
Ｄｕ−Ｐｏｎｔ社製のナフィオン膜と電極としてＥ−Ｔ
ＥＫ社製のＰｔ触媒担持カーボン電極をホットプレスし
て電極膜接合体を作成した。この、電極膜接合体を上記
の金属セパレータ２枚で挟み、さらにその両外側からス
テンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）のエンドプレートで抑え
付け、単セルの固体高分子型燃料電池を作成した。
【００２６】比較例として、次のように構成した固体高
分子型燃料電池を作成した。すなわち、実施例２と同様
のステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６Ｌ）に実施例２と同様
にしてプレス成形によりガス流路を形成させた後、アー
クイオンプレーティング法を用いて厚さ５μｍのＴｉＮ
を成膜し、金属セパレータとした。この金属セパレータ
の接触抵抗を測定したところ、６．５Ω・ｃｍ２であっ
た。 次いで、この金属セパレータを用い、実施例２と
同様にして単セルの固体高分子型燃料電池を作成した。
分子型燃料電池を作成した。すなわち、実施例２と同様
のステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６Ｌ）に実施例２と同様
にしてプレス成形によりガス流路を形成させた後、アー
クイオンプレーティング法を用いて厚さ５μｍのＴｉＮ
を成膜し、金属セパレータとした。この金属セパレータ
の接触抵抗を測定したところ、６．５Ω・ｃｍ２であっ
た。 次いで、この金属セパレータを用い、実施例２と
同様にして単セルの固体高分子型燃料電池を作成した。
【００２７】さらに比較用として、次のように構成した
固体高分子型燃料電池を作成した。すなわち、実施例２
と同様のステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６Ｌ）に実施例２
と同様にしてプレス成形によりガス流路を形成させた。
このステンレス鋼板の接触抵抗を測定したところ、１３
００Ω・ｃｍ２であり、表面に酸化皮膜が形成されてい
ることが窺われたので、固体高分子型燃料電池に組み込
む直前に表面をエメリーペーパーで研磨して金属活性面
を露出させた（接触抵抗値：８．１Ω・ｃｍ２）以外は
この金属セパレータを用い、実施例２と同様にして単セ
ルの固体高分子型燃料電池を作成した。
固体高分子型燃料電池を作成した。すなわち、実施例２
と同様のステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６Ｌ）に実施例２
と同様にしてプレス成形によりガス流路を形成させた。
このステンレス鋼板の接触抵抗を測定したところ、１３
００Ω・ｃｍ２であり、表面に酸化皮膜が形成されてい
ることが窺われたので、固体高分子型燃料電池に組み込
む直前に表面をエメリーペーパーで研磨して金属活性面
を露出させた（接触抵抗値：８．１Ω・ｃｍ２）以外は
この金属セパレータを用い、実施例２と同様にして単セ
ルの固体高分子型燃料電池を作成した。
【００２８】これらの３種類の固体高分子型燃料電池の
電池電圧−電流密度特性、および一定出力（１．２Ａ）
で稼働させた場合の電池電圧の稼働時間に対する変化を
測定した。それぞれの結果を図４および図５に示す。な
お、負極側には、水素ガスを２００ｃｃ／ｍｉｎ、正極
側には酸素ガスを２００ｃｃ／ｍｉｎ流した。
電池電圧−電流密度特性、および一定出力（１．２Ａ）
で稼働させた場合の電池電圧の稼働時間に対する変化を
測定した。それぞれの結果を図４および図５に示す。な
お、負極側には、水素ガスを２００ｃｃ／ｍｉｎ、正極
側には酸素ガスを２００ｃｃ／ｍｉｎ流した。
【００２９】その結果、図４に示すように、本発明の最
表層にＭｏの窒化層を有する金属セパレータを用いた固
体高分子型燃料電池は、電圧と電流が最も大きく、最も
優れた電池電圧−電流密度特性を示すことが確認され
た。また、図５に示すように、１．２Ａの一定出力で稼
働させた場合、本発明の金属セパレータを用いた固体高
分子型燃料電池は初期電圧が最も高く、また１時間連続
運転しても初期電圧が低下しない（図示しないが４時間
連続運転しても初期電圧が低下せず）のに対し、比較例
の最表層にＴｉＮ膜を有する金属セパレータや、最表層
が露出したステンレス鋼板である金属セパレータを用い
た固体高分子型燃料電池では１時間連続運転した場合、
電圧が１０％低下する。この出力評価試験後に電池を分
解したところ、本発明の金属セパレータには殆ど変化が
認められなかったのに対し、比較例の金属セパレータは
いずれも著しい腐食が認められた。以上のことから、本
発明の金属セパレータは耐硫酸性および導電性の両方に
優れたＭｏ窒化層を最表層に有しているので、高出力が
得られ、それを長時間持続することが可能であることが
判明した。
表層にＭｏの窒化層を有する金属セパレータを用いた固
体高分子型燃料電池は、電圧と電流が最も大きく、最も
優れた電池電圧−電流密度特性を示すことが確認され
た。また、図５に示すように、１．２Ａの一定出力で稼
働させた場合、本発明の金属セパレータを用いた固体高
分子型燃料電池は初期電圧が最も高く、また１時間連続
運転しても初期電圧が低下しない（図示しないが４時間
連続運転しても初期電圧が低下せず）のに対し、比較例
の最表層にＴｉＮ膜を有する金属セパレータや、最表層
が露出したステンレス鋼板である金属セパレータを用い
た固体高分子型燃料電池では１時間連続運転した場合、
電圧が１０％低下する。この出力評価試験後に電池を分
解したところ、本発明の金属セパレータには殆ど変化が
認められなかったのに対し、比較例の金属セパレータは
いずれも著しい腐食が認められた。以上のことから、本
発明の金属セパレータは耐硫酸性および導電性の両方に
優れたＭｏ窒化層を最表層に有しているので、高出力が
得られ、それを長時間持続することが可能であることが
判明した。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明の燃料電池用セパ
レータは、耐硫酸性に優れているのみならず、導電性に
も優れており、且低コストで作製可能である。そのた
め、本発明の燃料電池用セパレータを組み込んだ固体高
分子型燃料電池は初期電圧が高く、長時間連続運転して
も初期電圧が低下することがない。したがって、本発明
の燃料電池用セパレータを組み込むことにより、出力が
安定した固体高分子型燃料電池を提供することが可能で
ある。また、本発明の金属板セパレータとして、Ｍｏを
クラッドした金属板を用いる場合は、金属板として安価
な鋼板やステンレス鋼板などに、Ｍｏをスパッタエッチ
ングにより活性化前処理を施すクラッド法を用いて圧接
するため、１％未満の極く軽度の圧延率の圧延で接合可
能であり、高価なＭｏをピンホールなどの欠陥を生じる
ことなく薄い箔で接合できるので、コスト的にも極めて
有利である。
レータは、耐硫酸性に優れているのみならず、導電性に
も優れており、且低コストで作製可能である。そのた
め、本発明の燃料電池用セパレータを組み込んだ固体高
分子型燃料電池は初期電圧が高く、長時間連続運転して
も初期電圧が低下することがない。したがって、本発明
の燃料電池用セパレータを組み込むことにより、出力が
安定した固体高分子型燃料電池を提供することが可能で
ある。また、本発明の金属板セパレータとして、Ｍｏを
クラッドした金属板を用いる場合は、金属板として安価
な鋼板やステンレス鋼板などに、Ｍｏをスパッタエッチ
ングにより活性化前処理を施すクラッド法を用いて圧接
するため、１％未満の極く軽度の圧延率の圧延で接合可
能であり、高価なＭｏをピンホールなどの欠陥を生じる
ことなく薄い箔で接合できるので、コスト的にも極めて
有利である。
【図１】 本発明の金属セパレータを用いた固体高分子
型燃料電池の概略断面図である。
型燃料電池の概略断面図である。
【図２】 本発明の金属セパレータの一概略斜視図であ
る。
る。
【図３】 本発明の金属セパレータの一概略断面図であ
る。
る。
【図４】 本発明および比較例の固体高分子型燃料電池
の電圧−電流密度特性を示す関係図である。
の電圧−電流密度特性を示す関係図である。
【図５】 本発明および比較例の固体高分子型燃料電池
の電圧−稼働時間特性を示す関係図である。
の電圧−稼働時間特性を示す関係図である。
１ ： 金属基板 ２ ： Ｍｏ箔 ３ ： Ｍｏ２Ｎ層 ４ ： ガス流路 ５ ： 固体高分子膜 ６ ： 触媒担持電極 ７ ： エンドプレート １０ ： 金属セパレータ ２０ ： 電極膜接合体 ３０ ： 固体高分子型燃料電池
Claims (18)
- 【請求項１】 最表層にＭｏ窒化処理層を有する金属板
からなることを特徴とする燃料電池用セパレータ。 - 【請求項２】 前記金属板がＭｏ板であることを特徴と
する請求項１の燃料電池用セパレータ。 - 【請求項３】 前記金属板が金属基板にＭｏ箔をクラッ
ドしてなる金属板であることを特徴とする請求項１の燃
料電池用セパレータ。 - 【請求項４】 前記Ｍｏ箔の厚さが２０〜２００μｍで
ある請求項３の燃料電池用セパレータ。 - 【請求項５】 前記金属基板が鋼板、ステンレス鋼板の
いずれかである請求項３又は４の燃料電池用セパレー
タ。 - 【請求項６】 前記Ｍｏ窒化処理層の厚さが０．１〜２
０μｍである請求項１〜５何れかの燃料電池用セパレー
タ。 - 【請求項７】 前記Ｍｏ窒化処理層が Ｍｏ２Ｎである
請求項１〜６何れかの燃料電池用セパレータ。 - 【請求項８】 Ｍｏ板を窒化処理して、Ｍｏ板表層に窒
化処理層を形成して燃料電池用セパレータを製造するこ
とを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項９】 前記Ｍｏ板にプレス加工法を用いて所定
形状の凹凸を形成させ、次いで窒化処理することを特徴
とする請求項８の燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項１０】 金属基板の少なくとも片面にＭｏ箔を
クラッド法を用いて接合し、次いで窒化処理して最表層
にＭｏ窒化処理層を形成して燃料電池用セパレータを製
造することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方
法。 - 【請求項１１】 前記金属基板の少なくとも片面にＭｏ
箔をクラッド法を用いて接合した後、プレス加工法を用
いて所定形状の凹凸を形成させ、次いで窒化処理するこ
とを特徴とする請求項１０の燃料電池用セパレータの製
造方法。 - 【請求項１２】 前記金属基板が鋼板、ステンレス鋼板
のいずれかである請求項１０または１１の燃料電池用セ
パレータの製造方法。 - 【請求項１３】 前記クラッド法が、金属基板およびＭ
ｏ箔のそれぞれの接合される面を低圧の不活性ガス雰囲
気中でグロー放電を行わせてスパッタエッチングして活
性化処理し、活性化処理面同士が対向するようにして当
接し重ね合わせて圧接するクラッド法であることを特徴
とする請求項１０、１１又は１２の燃料電池用セパレー
タの製造方法。 - 【請求項１４】 前記クラッド法において、圧接を１％
未満の圧延率の冷間圧延で行うことを特徴とする請求項
１０〜１３何れかの燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項１５】 前記窒化処理を窒素と水素の混合ガス
の気流中で行うことを特徴とする請求項８〜１４のいず
れかの燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項１６】 窒素と水素の混合ガスの露点が−７５
〜−２０℃であることを特徴とする請求項１５の燃料電
池用セパレータの製造方法。 - 【請求項１７】 窒素と水素の混合ガスに含まれる酸素
が０．１ｐｐｍ未満であることを特徴とする、請求項１
５または１６の燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項１８】 請求項１〜７のいずれかの燃料電池用
セパレータを用いた燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001182555A JP2002373673A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001182555A JP2002373673A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002373673A true JP2002373673A (ja) | 2002-12-26 |
Family
ID=19022641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001182555A Withdrawn JP2002373673A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002373673A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1021932C2 (nl) * | 2002-11-15 | 2004-06-11 | Corus Technology B V | Werkwijze voor het vormen van een separator plaat voor een fuel cell, en separator plaat. |
| GB2400973A (en) * | 2003-04-25 | 2004-10-27 | Ineos Chlor Ltd | Production of components for electrochemical cell assemblies |
| JP2005174572A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池セパレータの貴金属薄膜形成方法 |
| WO2006043505A1 (ja) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池スタック及びセパレータの接合方法 |
| JP2007039786A (ja) * | 2005-02-22 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 合金の窒化物、燃料電池用セパレータ、燃料電池スタック、燃料電池車両、合金の窒化物の製造方法及び燃料電池用セパレータの製造方法 |
| KR101241016B1 (ko) | 2011-09-09 | 2013-03-11 | 현대자동차주식회사 | 연료전지용 세퍼레이터 |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001182555A patent/JP2002373673A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1021932C2 (nl) * | 2002-11-15 | 2004-06-11 | Corus Technology B V | Werkwijze voor het vormen van een separator plaat voor een fuel cell, en separator plaat. |
| GB2400973A (en) * | 2003-04-25 | 2004-10-27 | Ineos Chlor Ltd | Production of components for electrochemical cell assemblies |
| JP2005174572A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池セパレータの貴金属薄膜形成方法 |
| JP4585760B2 (ja) * | 2003-12-08 | 2010-11-24 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子型燃料電池セパレータの貴金属薄膜形成方法 |
| WO2006043505A1 (ja) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池スタック及びセパレータの接合方法 |
| JP2007039786A (ja) * | 2005-02-22 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 合金の窒化物、燃料電池用セパレータ、燃料電池スタック、燃料電池車両、合金の窒化物の製造方法及び燃料電池用セパレータの製造方法 |
| KR101241016B1 (ko) | 2011-09-09 | 2013-03-11 | 현대자동차주식회사 | 연료전지용 세퍼레이터 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2068389B1 (en) | Method for producing separator for fuel cell, separator for fuel cell, and fuel cell | |
| JP3857873B2 (ja) | 燃料電池用セパレータとその製造方法、および燃料電池 | |
| US8440368B2 (en) | Stainless steel separator for fuel cell having M/MNx and MOyNz layer and method for manufacturing the same | |
| EP2157645B1 (en) | Metallic separator for fuel cell and process for producing the metallic separator | |
| US9070907B2 (en) | Stainless separator for fuel cell and method of manufacturing the same | |
| JP3423799B2 (ja) | 燃料電池の反応層形成方法 | |
| EP2677580A1 (en) | Fuel cell separator | |
| KR101107862B1 (ko) | 연료 전지의 금속 세퍼레이터용 합금 피막, 그 제조 방법 및 스퍼터링용 타겟재, 및 금속 세퍼레이터 및 연료 전지 | |
| US20050208360A1 (en) | Metallic separator for fuel cell and method for anti-corrosion treatment of the same | |
| CN113249683A (zh) | 高导电耐蚀长寿命max相固溶复合涂层、其制法与应用 | |
| JPH1092446A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP6289170B2 (ja) | セル間接続部材接合構造およびセル間接続部材接合方法 | |
| JP2002373673A (ja) | 燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 | |
| JP4134257B2 (ja) | 燃料電池の金属セパレータ用合金皮膜、その製造方法およびスパッタリング用ターゲット材、並びに金属セパレータおよび燃料電池 | |
| JPH11219713A (ja) | 低温型燃料電池用セパレータ | |
| JP2003331859A (ja) | 燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 | |
| JP7424323B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2001325966A (ja) | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 | |
| JP2004031337A (ja) | 燃料電池用セパレータ、その製造方法、およびその燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 | |
| JPH0652868A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータマスク材及びその製造方法 | |
| JP6856012B2 (ja) | 燃料電池用のセパレータ | |
| JP2004232070A (ja) | 燃料電池セパレータ用部材およびセパレータ | |
| JP2684776B2 (ja) | 多孔質基板上薄膜の製造方法 | |
| JP2940008B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| TWI445238B (zh) | 雙極板與燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040827 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040827 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040827 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040827 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |