JP2003077486A - Fuel cell separator and its manufacturing method - Google Patents

Fuel cell separator and its manufacturing method

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JP2003077486A
JP2003077486A JP2001268446A JP2001268446A JP2003077486A JP 2003077486 A JP2003077486 A JP 2003077486A JP 2001268446 A JP2001268446 A JP 2001268446A JP 2001268446 A JP2001268446 A JP 2001268446A JP 2003077486 A JP2003077486 A JP 2003077486A
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separator
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fuel cell
trd
treatment
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Fumio Nonoyama
史男 野々山
Yoshihiko Sugimoto
義彦 杉本
Toshihiko Tani
俊彦 谷
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for fuel cell that is of low cost and has excellent conductivity, and is superior in durability and corrosion resistance, and a method of manufacturing the separator simply and easily. SOLUTION: The separator, which is used for a solid polymer fuel cell, is made by a base material by forming an iron based material having a carbon content of 0.1 wt.% or more and 1 wt.% or less and by forming a carbide coated on the surface of the base material by TRD treatment. The separator is made which has a good property demonstrating the characteristics of the carbide coating by TRD treatment. And the base material is formed by press molding and then it undergoes the TRD treatment, and, then, distortion is eliminated. Since the thermal distortion due to the TRD treatment is eliminated, a separator having a stable configuration is manufactured simply and easily.

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】固体高分子型燃料電池に用い
られるセパレータとその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a separator used in a polymer electrolyte fuel cell and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体高分子型燃料電池に用いられるセパ
レータは、反応電極の両側に設けられ、隣接するセルと
の分離をするとともに、燃料ガス、酸素ガス(空気)の
通路を形成する機能と、反応電極からの集電機能とを果
たすものであるものである。したがって、ガスに対する
気密性と導電性が良好であることが要求される。この要
求を満たすべく、従来から、固体高分子型燃料電池用セ
パレータは、緻密に焼成されたカーボンブラック板に切
削加工によりガス通路を形成したものが好んで用いられ
ている。しかし、かかるセパレータは、生産性が悪く、
製造コストが高価であることが欠点であり、廉価なセパ
レータへの要求が高まっている。
2. Description of the Related Art Separator used in a polymer electrolyte fuel cell has a function of forming a passage for fuel gas and oxygen gas (air) while being provided on both sides of a reaction electrode to separate adjacent cells. , Which fulfills the function of collecting current from the reaction electrode. Therefore, good gas tightness and electrical conductivity are required. In order to meet this requirement, conventionally, a solid polymer fuel cell separator is preferably used in which a gas passage is formed by cutting a densely fired carbon black plate. However, such a separator has poor productivity,
The disadvantage is that the manufacturing cost is high, and there is an increasing demand for inexpensive separators.

【0003】低コストかつ大量に製造できるセパレータ
として、金属板状材料を基材とするものが提案され始め
ており、それに関して、以下に示す技術が存在する。例
えば、特開平11−162479号公報に記載されてい
るものであって、ステンレス、アルミニウム等の基材の
表面に、導電性セラミックスを分散した金属被膜を形成
したセパレータに関する技術であり、また、特開平11
−219713号公報、特開2000−21420号公
報に記載されているものであって、ステンレス等の基材
の表面に、酸化物系、窒化物系、炭化物系の導電性セラ
ミックスを被覆したセパレータに関する技術である。
As a separator that can be manufactured in large quantities at low cost, a separator using a metal plate-shaped material as a base material has begun to be proposed, and in connection with this, the following techniques exist. For example, it is described in JP-A No. 11-162479, and is a technique relating to a separator in which a metal coating in which conductive ceramics are dispersed is formed on the surface of a base material such as stainless steel or aluminum. Kaihei 11
JP-A-219713 and JP-A-2000-21420, which relate to a separator in which a surface of a base material such as stainless steel is coated with an oxide-based, nitride-based, or carbide-based conductive ceramics. It is a technology.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記技術は、いずれも
基材表面に導電性の被膜を形成するものであるが、被膜
の形成が、いわゆるPVD、CVD、スパッタリング等
の薄膜形成方法によるものであり、被膜の基材への密着
性が悪く耐食性に問題がある。また、被膜厚さが薄いこ
とからも耐食性が良好であるとは言えない。燃料電池の
セパレータは、酸化性雰囲気中に晒される場合が多く、
耐食性の悪いセパレータを用いた燃料電池は、その耐久
性に劣るものとなる。本発明は、かかる問題に鑑みてな
されたものであり、廉価であり、導電性に優れ、かつ、
耐久性、耐食性に優れた燃料電池用セパレータを提供す
ること、また、そのセパレータを簡便に製造する方法を
提供することを課題とする。
In all of the above techniques, a conductive coating film is formed on the surface of the base material, but the coating film is formed by a thin film forming method such as so-called PVD, CVD, sputtering or the like. However, the adhesion of the coating film to the substrate is poor and there is a problem in corrosion resistance. Further, it cannot be said that the corrosion resistance is good because the film thickness is thin. Fuel cell separators are often exposed to oxidizing atmospheres,
A fuel cell using a separator having poor corrosion resistance has poor durability. The present invention has been made in view of the above problems, is inexpensive, has excellent conductivity, and
An object of the present invention is to provide a fuel cell separator having excellent durability and corrosion resistance, and to provide a method for easily manufacturing the separator.

【0005】[0005]

【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、固体高分子型燃料電池に用いられるセパレー
タであって、炭素含有量が0.1wt%以上1wt%以
下である鉄系材料からなる基材と、該基材の表面にTR
D処理によって形成された炭化物被膜とを含むことを特
徴とする。
A fuel cell separator of the present invention is a separator used in a polymer electrolyte fuel cell, and is made of an iron-based material having a carbon content of 0.1 wt% or more and 1 wt% or less. And a TR on the surface of the substrate
And a carbide coating formed by the D treatment.

【0006】TRD処理は、Thermo-Reactive Depositi
on and Deffusion Process と呼ばれる表面処理方法で
あり、原理的には、小さな生成自由エネルギに基づく熱
的反応による析出と拡散とを利用するものである。例え
ば、溶融塩中に処理基材(母材)を浸漬する等すること
で、塩浴中に添加された炭化物、窒化物形成元素が基材
中のC、Nと熱的に結合して、基材の表面に炭化物層、
窒化物層を形成させる表面処理方法である。
TRD processing is performed by Thermo-Reactive Depositi
This is a surface treatment method called on and Deffusion Process, and in principle, it utilizes precipitation and diffusion by a thermal reaction based on a small free energy of formation. For example, by immersing the treated base material (base material) in a molten salt, the carbide and nitride forming elements added to the salt bath are thermally combined with C and N in the base material, A carbide layer on the surface of the substrate,
It is a surface treatment method for forming a nitride layer.

【0007】このTRD処理によって炭化物被膜を形成
した場合、その炭化物被膜は、極めて硬く、熱的にも化
学的にも安定であり、緻密で、基材との密着性にも優れ
る。また、塩酸、硫酸、硝酸、水酸化ナトリウム、海水
等の各種耐食性水溶液や高温塩素ガス雰囲気といった苛
酷な条件下においても、充分なる耐食性を示す。さら
に、被膜の導電性は、カーボンのそれと比較しても遜色
ないほど良好である。かかる特性を有するTRD処理に
よる炭化物被膜を形成した燃料電池用セパレータは、廉
価であり、導電性に優れ、かつ、耐食性、耐食性に優れ
たものとなる。
When a carbide coating is formed by this TRD treatment, the carbide coating is extremely hard, thermally and chemically stable, dense, and excellent in adhesion to the substrate. Further, it exhibits sufficient corrosion resistance even under severe conditions such as various corrosion resistant aqueous solutions of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, sodium hydroxide, seawater, etc. and high temperature chlorine gas atmosphere. Furthermore, the conductivity of the coating is as good as that of carbon. A fuel cell separator having a carbide coating formed by TRD treatment having such characteristics is inexpensive, has excellent conductivity, and has excellent corrosion resistance and corrosion resistance.

【0008】また、本発明の燃料電池用セパレータの製
造方法は、上記本発明の燃料電池用セパレータを製造す
る方法の一態様であって、炭素含有量が0.1wt%以
上1wt%以下である鉄系材料からなる薄板を、金型を
用いてプレス成形し、基材を形成する基材形成工程と、
成形された基材にTRD処理を施して、該基材の表面に
炭化物被膜を形成する被膜形成工程と、TRD処理によ
って前記基材に生じた熱ひずみを除去するひずみ除去工
程とを含むことを特徴とする。
The method for producing the fuel cell separator of the present invention is one aspect of the method for producing the fuel cell separator of the present invention, wherein the carbon content is 0.1 wt% or more and 1 wt% or less. A base material forming step of forming a base material by press-forming a thin plate made of an iron-based material using a mold.
TRD treatment is performed on the molded base material to form a carbide coating film on the surface of the base material, and a strain removing step of removing thermal strain generated in the base material by the TRD treatment. Characterize.

【0009】固体高分子型燃料電池に用いられるセパレ
ータは、前述したように、ガスの流路を形成する。した
がって、鉄系の薄板を基材として用いる場合、その薄板
をプレス成形することにより、その表面を凹凸に成形す
る。かかるプレス成形後に、TRD処理を行う。TRD
処理は、後に示すように、簡便かつ迅速に行える処理で
あるため、その生産性および処理に要するコストも安い
ものであるが、比較的高温下での処理であるため、熱ひ
ずみが発生し、基材自体が変形することがある。かかる
場合には、発生した熱ひずみを除去すればよく、その除
去の方法自体も、後に詳しく説明するように、簡便かつ
迅速であるため、著しい生産性の阻害およびコストの増
加をもたらすものではない。したがって、本製造方法に
よれば、上記特性を有しかつ形状の安定したセパレータ
を、高生産性かつ廉価に製造できる。
The separator used in the polymer electrolyte fuel cell forms a gas flow path as described above. Therefore, when an iron-based thin plate is used as a base material, the surface of the thin plate is formed into an uneven shape by press molding. After such press molding, TRD processing is performed. TRD
The treatment, as will be shown later, is a treatment that can be performed simply and quickly, so that the productivity and the cost required for the treatment are also low, but since it is a treatment at a relatively high temperature, thermal strain occurs, The base material itself may be deformed. In such a case, it suffices to remove the generated thermal strain, and the removal method itself is simple and quick, as will be described later in detail, so that it does not cause significant inhibition of productivity and increase in cost. . Therefore, according to the present manufacturing method, it is possible to manufacture a separator having the above characteristics and having a stable shape at high productivity and at low cost.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の燃料電池用セパ
レータおよびその製造方法の実施形態について、詳しく
説明する。なお、説明する実施形態は、一実施形態であ
り、本発明の燃料電池用セパレータおよびその製造方法
が、下記の実施形態に限定されるものではない。その実
施形態を始めとして、当業者が行い得る変更、改良等を
施した種々の形態にて実施できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the fuel cell separator and the method for producing the same according to the present invention will be described in detail below. In addition, the embodiment to be described is one embodiment, and the fuel cell separator and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the following embodiments. The embodiment can be implemented in various forms including modifications and improvements that can be made by those skilled in the art.

【0011】〈セパレータ〉本発明の燃料電池用セパレ
ータは、基材とその表面形成された炭化物被膜とかから
なる。基材は、炭素含有量が0.1wt%以上1wt%
以下である鉄系材料からなる。鉄系材料を用いること
で、安価なセパレータを実現できる。炭素含有量が0.
1%未満のものは、上記好適範囲のものと比較して、T
RD処理による炭化物被膜の生成が充分に期待できるも
のとはならない。また、1wt%を超えるものは、硬く
また脆く、例えば後述するようにプレス成形によりガス
通路を形成するための凹凸を表面に形成させる際に、割
れ等が発生しやすく、セパレータの気密性を阻害する可
能性がある。上記鉄系材料は、炭素鋼、あるいは工具鋼
や高速度鋼等の合金鋼、およびステンレス鋼等、種々の
鉄鋼材料を用いることができる。
<Separator> The fuel cell separator of the present invention comprises a base material and a carbide coating formed on the surface thereof. The base material has a carbon content of 0.1 wt% or more and 1 wt% or more.
It consists of the following iron-based materials. An inexpensive separator can be realized by using an iron-based material. Carbon content is 0.
If less than 1%, T
The formation of a carbide coating by RD treatment cannot be fully expected. Further, if it exceeds 1 wt%, it is hard and brittle, and when forming irregularities for forming gas passages on the surface by press molding as described later, cracks and the like are likely to occur, impairing the airtightness of the separator. there's a possibility that. As the iron-based material, various steel materials such as carbon steel, alloy steel such as tool steel and high speed steel, and stainless steel can be used.

【0012】基材の形状は、特に限定されるものではな
いが、燃料電池が薄い電解質−電極接合体をスタックし
て用いられることから、薄い板状の材料であることが望
ましい。また、電極との間にガス通路を形成する必要が
あることから、表面が凹凸に形成され、その凸部におい
て電極と接触するようなものであることが望ましい。凹
凸の形状についても、特に限定されるものではなく、例
えば、表面の前面にわたって一様に突起部が形成される
ものでもよく、また、複数の条数の長い凸部を有するよ
うなもの(いくつかの溝が形成されているようなもの)
であってもよい。これらの凹凸の形成は、薄板状の素材
を用いる場合は、プレス成形によって形成すればよい。
The shape of the base material is not particularly limited, but since the fuel cell is used by stacking a thin electrolyte-electrode assembly, it is preferably a thin plate-shaped material. Further, since it is necessary to form a gas passage between the electrode and the electrode, it is desirable that the surface is uneven and the protrusion is in contact with the electrode. The shape of the unevenness is not particularly limited, and may be, for example, one in which protrusions are uniformly formed over the front surface of the surface, or one having a plurality of protrusions with a long number of threads (how many (Like a groove is formed)
May be When the thin plate-shaped material is used, these irregularities may be formed by press molding.

【0013】本発明の燃料電池用セパレータにおいて、
基材の表面にはTRD処理による炭化物被膜が形成され
ている。炭化物被膜は、バナジウム炭化物(VC)、ニ
オブ炭化物(NbC)、クロム炭化物(Cr73+Cr
236)、チタン炭化物(TiC)等の1種または2種
以上の複合したものであればよい。この中でも、バナジ
ウム炭化物(VC)は、導電性が良好であり、基材との
密着性に優れ、また、比較的厚い被膜が容易に生成で
き、耐食性に優れる等の理由から、本セパレータの炭化
物被膜として特に好適である。
In the fuel cell separator of the present invention,
A carbide coating is formed on the surface of the base material by TRD treatment. The carbide coating is made of vanadium carbide (VC), niobium carbide (NbC), chromium carbide (Cr 7 C 3 + Cr).
23 C 6 ), titanium carbide (TiC), etc. may be used alone or in combination of two or more. Among these, vanadium carbide (VC) is a carbide of the present separator because of its good conductivity, excellent adhesion to a substrate, easy formation of a relatively thick coating, and excellent corrosion resistance. It is particularly suitable as a coating.

【0014】炭化物被膜の厚さは、特に限定されるもの
ではないが、3μm以上であることが望ましい。3μm
未満では、耐久性、耐食性に劣る可能性がある。より充
分な耐久性等を得るためには、5μm以上の被膜を形成
することが望ましい。なお、あまり厚すぎても、処理コ
ストの増加に比較した耐久性等の向上効果が得られない
ため、20μm以下とすることが望ましい。
The thickness of the carbide coating is not particularly limited, but is preferably 3 μm or more. 3 μm
If it is less than the above range, the durability and corrosion resistance may be poor. In order to obtain more sufficient durability, it is desirable to form a film having a thickness of 5 μm or more. If the thickness is too thick, the effect of improving the durability and the like cannot be obtained compared with the increase of the processing cost, so the thickness is preferably 20 μm or less.

【0015】TRD処理の具体的なプロセスは、特に限
定されるものではない。溶融塩法、流動層炉法、粉末法
等によって行えばよい。例えば、溶融塩法では、基材を
溶融塩浴中に浸漬させて行えばよい。その場合の溶融塩
浴は、浴主剤としての硼砂(Na247)または塩化
バリウム等の塩化物、炭化物となる金属を含む添加剤等
からなるものである。添加剤は、生成させる炭化物に応
じて選択可能であり、例えば、バナジウム炭化物の場合
は、Fe−V(フェロバナジウム)を用いればよい。同
様に、例えば、ニオブ炭化物の場合はFe−Nb、クロ
ム炭化物の場合はCr、チタン炭化物の場合はFe−T
iをそれぞれ選択すればよい。溶融塩浴の温度は、70
0〜1200℃とすればよく、また、浸漬時間は、炭化
物被膜の厚さに応じて数十分〜20時間程度とすればよ
い。浴からとり出した基材に付着する付着ソルトを洗浄
して、溶融塩法によるTRD処理が完了する。なお、T
RD処理を施す回数は特に限定されるものではないが、
複数回行った場合には、若干コストは高くなるが、得ら
れる炭化物被膜の耐久性、耐食性は向上する。
The specific process of TRD processing is not particularly limited. It may be performed by a molten salt method, a fluidized bed furnace method, a powder method or the like. For example, in the molten salt method, the base material may be immersed in a molten salt bath. In this case, the molten salt bath is made of borax (Na 2 B 4 O 7 ) as a bath base or an additive containing a chloride such as barium chloride or a metal that becomes a carbide. The additive can be selected according to the carbide to be produced, and for example, in the case of vanadium carbide, Fe-V (ferrovanadium) may be used. Similarly, for example, in the case of niobium carbide, Fe-Nb, in the case of chromium carbide, Cr, and in the case of titanium carbide, Fe-T.
It is sufficient to select each i. The temperature of the molten salt bath is 70
The temperature may be 0 to 1200 ° C., and the immersion time may be several tens of minutes to 20 hours depending on the thickness of the carbide coating. The TRD treatment by the molten salt method is completed by washing the deposited salt attached to the substrate taken out from the bath. In addition, T
The number of times the RD process is performed is not particularly limited,
When it is performed a plurality of times, the cost is slightly increased, but the durability and corrosion resistance of the obtained carbide coating are improved.

【0016】また、流動層炉法では、例えば、以下のよ
うに調製した混合粉末からなる流動層炉に基材を入れて
行えばよい。混合粉末は、流動中の固化を抑制するため
のアルミナ等の耐火物粉末と、炭化物の形成反応を促進
するハロゲン化物等の活性化剤粉末とを、粉末状の上記
炭化物となる金属を含む添加剤に混合して調製すること
ができる。そして、上記混合粉末に流動化ガスを導入し
て流動層状態とし、その中に基材を入れる。流動化ガス
には、アルゴンガス等の不活性ガスや窒素ガス等の非酸
化性ガスを使用すればよい。流動層炉の温度や処理時間
は、上記溶融塩法と同様にすればよい。
Further, in the fluidized bed furnace method, for example, the substrate may be placed in a fluidized bed furnace made of mixed powder prepared as follows. The mixed powder is a refractory powder such as alumina for suppressing solidification during flowing, and an activator powder such as a halide that promotes a carbide forming reaction, and a powdered metal-containing metal to be added. It can be prepared by mixing with an agent. Then, a fluidizing gas is introduced into the mixed powder to form a fluidized bed, and the base material is put therein. As the fluidizing gas, an inert gas such as argon gas or a non-oxidizing gas such as nitrogen gas may be used. The temperature and processing time of the fluidized bed furnace may be the same as those in the molten salt method.

【0017】さらに、粉末法では、上記活性化剤粉末と
上記粉末状の添加剤とを含む処理剤で基材を覆い加熱し
て行えばよい。この場合、アルゴンガス等の不活性ガス
や窒素ガス等の非酸化性ガス雰囲気で処理を行なう。な
お、処理温度や処理時間は、上記溶融塩法と同様にすれ
ばよい。
Further, in the powder method, the substrate may be covered with a treatment agent containing the activator powder and the powdered additive and heated. In this case, the treatment is performed in an atmosphere of an inert gas such as argon gas or a non-oxidizing gas such as nitrogen gas. The treatment temperature and the treatment time may be the same as in the molten salt method.

【0018】〈セパレータの製造方法〉本発明の製造方
法は、上記本発明のセパレータを製造する方法の一態様
であり、基材形成工程と、被膜形成工程と、ひずみ除去
工程とを含んでなる。
<Production Method of Separator> The production method of the present invention is one mode of the method of producing the separator of the present invention, and includes a substrate forming step, a film forming step, and a strain removing step. .

【0019】基材形成工程は、炭素含有量が0.1wt
%以上1wt%以下である鉄系材料からなる薄板を、金
型を用いてプレス成形する。鉄系材料については前述の
ものを用いればよい。本工程では、主に、前述したガス
通路を形成するための凹凸を形成させる。具体的な、プ
レス成形の方法は、特に限定されるものではなく、例え
ば、上型と下型とからなるプレス金型によって、薄板を
挟持して、所定の加圧力で加圧することにより、その金
型に応じた形状の凹凸を形成させる。外形のトリミング
等の付随する成形をも本工程で行えばよい。
In the base material forming step, the carbon content is 0.1 wt.
% Or more and 1 wt% or less, a thin plate made of an iron-based material is press-molded using a mold. As the iron-based material, those mentioned above may be used. In this step, the unevenness for forming the above-mentioned gas passage is mainly formed. The specific method of press molding is not particularly limited, for example, by sandwiching the thin plate by a press die consisting of an upper die and a lower die, and pressing with a predetermined pressing force, The unevenness having a shape corresponding to the mold is formed. Additional molding such as trimming of the outer shape may be performed in this step.

【0020】被膜形成工程は、基材表面に炭化物被膜を
形成する工程であり、前述したTRD処理を施すことに
よって行う。TRD処理の具体的プロセスは、前述した
プロセスに従えばよい。TRD処理の前に行う基材表面
の浄化等の前処理工程等が付随するものであってもよ
い。TRD処理は、前述のように、比較的高温度におけ
る処理であるため、基材自体がひずむ。基材形成工程に
おいて、プレス成形を行うため、それによる加工ひずみ
が基材に残留している。これによる残留応力が高温下の
TRD処理によって開放されるため、基材自体が変形を
生じる。いわゆる熱ひずみが生じるのである。かかる熱
ひずみは、セパレータの全面にわたる平坦性(詳しく
は、凸部あるいは凹部の同一平面性)を確保できないた
め、電極とセパレータとの均一な接触を阻害し、セパレ
ータの集電機能を損なう原因となる。
The coating film forming step is a step of forming a carbide coating film on the surface of the base material, and is performed by performing the above-mentioned TRD treatment. The specific process of TRD processing may follow the process described above. It may be accompanied by a pretreatment process such as purification of the surface of the base material performed before the TRD treatment. Since the TRD treatment is a treatment at a relatively high temperature as described above, the base material itself is distorted. Since press molding is performed in the base material forming step, processing strain due to the press molding remains in the base material. The residual stress caused by this is released by the TRD treatment at a high temperature, so that the base material itself is deformed. So-called thermal strain occurs. Such thermal strain cannot secure the flatness over the entire surface of the separator (specifically, the coplanarity of the convex portion or the concave portion), which hinders the uniform contact between the electrode and the separator, and causes the current collecting function of the separator to be impaired. Become.

【0021】次に行うひずみ除去工程は、この熱ひずみ
を除去し、セパレータの平坦性を確保するための工程で
ある。具体的な方法は、特に限定されるものではない。
例えば、プレス等の設備を用いて、再度加圧等すること
により、基材の形状を修正すればよい。その場合、ひず
みの除去を容易に効率的に行うために、基材を再加熱し
て行うことが望ましい。再加熱温度は、炭化物の酸化を
防止するという観点から、大気中においては、200〜
450℃程度とすればよい。また、N2ガス等の非酸化
性雰囲気中においては、800℃程度にまで昇温可能で
ある。再加熱温度が高いほど良好な形状修正効果が得ら
れる。この場合、予めプレス金型を再加熱温度まで昇温
しておくことが望ましい。また、昇温したプレス金型を
用い、基材を加圧するのと同時に加熱してもよい。予め
プレス金型を加熱しておくことにより、高温で長時間保
持することができ、良好な形状修正効果が得られる。な
お、プレス金型は、先の基材形成工程において用いられ
た金型を用いることができる。その金型は、元来、基材
を目的とする形状に成形する金型であり、その金型を用
いいれば、簡便に、基材をその目的とする形状に修正成
形できる。以上の工程を経て製造されたセパレータは、
電解質−電極接合体等とともに、固体高分子型燃料電池
の組付けに供される。なお、基材の材質、TRD処理の
条件、TRD処理において基材を固定するための特殊治
具の設計等によって、所望の平坦度が得られる場合にお
いては、上記ひずみ除去工程を行わずに、TRD処理さ
れただけのセパレータを燃料電池の組付けに供してもよ
い。
The strain removing step to be performed next is a step for removing the thermal strain and ensuring the flatness of the separator. The specific method is not particularly limited.
For example, the shape of the base material may be corrected by applying pressure again using equipment such as a press. In that case, in order to remove strain easily and efficiently, it is desirable to reheat the substrate. The reheating temperature is 200 to 200 in the atmosphere from the viewpoint of preventing the oxidation of carbides.
It may be about 450 ° C. In a non-oxidizing atmosphere such as N 2 gas, the temperature can be raised to about 800 ° C. The higher the reheating temperature, the better the effect of shape correction. In this case, it is desirable to raise the temperature of the press die to the reheating temperature in advance. Further, the base material may be heated at the same time as the pressure is applied by using a press die whose temperature is raised. By heating the press die in advance, it can be held at a high temperature for a long time, and a good shape correction effect can be obtained. As the press die, the die used in the previous base material forming step can be used. The mold is originally a mold for molding the base material into a desired shape, and by using the mold, the base material can be easily modified and molded into the desired shape. The separator manufactured through the above steps,
It is used for assembly of a polymer electrolyte fuel cell together with an electrolyte-electrode assembly and the like. When the desired flatness can be obtained by the material of the base material, the conditions of the TRD processing, the design of a special jig for fixing the base material in the TRD processing, etc., without performing the strain removing step, The TRD-treated separator may be used for assembling the fuel cell.

【0022】[0022]

【実施例】上記実施形態に基づいて実際に、セパレータ
を製造し、そのセパレータを用いて固体高分子型燃料電
池を作製し、その燃料電池の特性を評価した。また、そ
のセパレータ自体の特性を、他の異なる構成のセパレー
タと比較した。以下これらについて説明する。
Example A separator was actually manufactured based on the above embodiment, a solid polymer fuel cell was manufactured using the separator, and the characteristics of the fuel cell were evaluated. In addition, the characteristics of the separator itself were compared with those of other separators having different configurations. These will be described below.

【0023】〈セパレータの作製〉図1に作製したセパ
レータ(厳密には基材)の形状を示す。図1(a)は部
分斜視図であり、図1(b)は、部分断面図である。用
いた鋼板は、0.2mm厚のステンレス鋼板(SUS4
40A相当品)であり、炭素含有量は、0.6〜0.7
wt%の範囲のものである。まず、この鋼板を、基材形
成工程において、図2に模式的に示すように、プレス金
型によって、プレス成形した。
<Production of Separator> FIG. 1 shows the shape of the produced separator (strictly speaking, the base material). 1A is a partial perspective view, and FIG. 1B is a partial cross-sectional view. The steel plate used is a 0.2 mm thick stainless steel plate (SUS4
40A equivalent product), and the carbon content is 0.6 to 0.7.
It is in the range of wt%. First, in a base material forming step, this steel sheet was press-formed by a press die as schematically shown in FIG.

【0024】次いで、成形された基材を、被膜形成工程
において、溶融塩法によるTRD処理を施して、表面
に、バナジウム炭化物の被膜を生成した。TRD処理に
おける塩浴温度は約1000℃であり、浸漬時間は5時
間とした。生成されたバナジウム炭化物被膜の膜厚は、
約8μmであった。次に、TRD処理を行った基材を、
ひずみ除去工程において温度約400℃まで再加熱し、
同じく400℃に加熱した先の図2に示す金型に挟み、
再加圧することによりTRD処理による熱ひずみを除去
した。このようにしてセパレータを完成させた。
Then, the molded substrate was subjected to TRD treatment by a molten salt method in a film forming step to form a vanadium carbide film on the surface. The salt bath temperature in the TRD treatment was about 1000 ° C., and the immersion time was 5 hours. The thickness of the produced vanadium carbide coating is
It was about 8 μm. Next, the TRD-treated base material is
In the strain removal process, reheat to a temperature of about 400 ° C,
Similarly, sandwich it in the mold shown in FIG.
The thermal strain due to the TRD treatment was removed by re-pressurizing. Thus, the separator was completed.

【0025】ちなみに各工程後の基材の平坦性について
調査した結果を図3に示す。図中に示したそり高さは、
長さ40mmにおける値である。基材成形工程後、つま
りTRD処理前においては、そり高さのバラツキが、
0.03〜0.3mmであり、その平均値が約0.05
mmであった。TRD処理により、そのバラツキが0.
05〜1mm、平均値で0.4mmにまで増加したが、
ひずみ除去により、バラツキが0〜0.05mm、平均
値で0.03mmまで減少した。ひずみ除去工程によ
り、使用上充分なる平坦性が得られたことが確認でき
る。
By the way, FIG. 3 shows the result of investigation on the flatness of the substrate after each step. The sled height shown in the figure is
It is a value at a length of 40 mm. After the base material molding process, that is, before the TRD process, the variation in the sled height is
0.03 to 0.3 mm, with an average value of about 0.05
It was mm. By the TRD process, the variation is 0.
05 to 1 mm, the average value increased to 0.4 mm,
By removing the strain, the variation was reduced to 0 to 0.05 mm, and the average value was reduced to 0.03 mm. It can be confirmed that the flatness sufficient for use was obtained by the strain removal step.

【0026】〈燃料電池の作製〉上記セパレータを用
い、1セルの固体高分子型燃料電池を作製した。図4に
その燃料電池を模式的に示す。図4(a)は、積層する
前のそれぞれの構成要素の配列を示し、図4(b)は、
それらを積層した状態を示す。電解質−電極接合体1
は、電解質膜1aとそれを挟む空気極1bおよび燃料極
1cとから構成され、電解質膜1aには、Nafion
N115(商標名:デュポン社製)を用い、空気極1
bおよび燃料極1cには、電解質膜側に触媒としてのP
tを担持させたカーボンクロスを用いた。セパレータ2
は、空気極側、燃料極側とも、上記TRD処理を施した
セパレータである。セパレータ2は樹脂製のセパレータ
枠3に収められ、燃料ガスおよび空気が効率よく電極表
面に供給されるようになっている。また、燃料極側に
は、金属製の水冷枠4が、セパレータ2と一体的に配置
されている。ちなみに、電極面積は、13cm2(36
mm×36mm)とした。
<Fabrication of Fuel Cell> A one-cell solid polymer fuel cell was fabricated using the above separator. FIG. 4 schematically shows the fuel cell. FIG. 4A shows the arrangement of the respective constituent elements before stacking, and FIG. 4B shows
The state where they were laminated is shown. Electrolyte-electrode assembly 1
Is composed of an electrolyte membrane 1a and an air electrode 1b and a fuel electrode 1c sandwiching the electrolyte membrane 1a. The electrolyte membrane 1a has a Nafion
Air electrode 1 using N115 (trade name: manufactured by DuPont)
b and the fuel electrode 1c have P as a catalyst on the electrolyte membrane side.
A carbon cloth supporting t was used. Separator 2
Is a separator that has been subjected to the TRD treatment on both the air electrode side and the fuel electrode side. The separator 2 is housed in a resin separator frame 3 so that fuel gas and air are efficiently supplied to the electrode surface. Further, a water cooling frame 4 made of metal is arranged integrally with the separator 2 on the fuel electrode side. By the way, the electrode area is 13 cm 2 (36
mm × 36 mm).

【0027】〈燃料電池の特性評価〉上記燃料電池を、
燃料ガスに水素ガスを用いて放電させた。放電条件は、
電池温度を80℃(燃料側加湿器の温度85℃、空気側
加湿器の温度70℃)に保ち、燃料ガスは、2.0×1
5Paの圧力下、0.5L/min(放電していない
ときは0.01L/min)の流量で流し、空気は、
2.0×105Paの圧力下、1.5L/min(放電
していないときは0.1L/min)の流量で流すもの
とした。
<Characteristic Evaluation of Fuel Cell>
Discharge was performed using hydrogen gas as the fuel gas. The discharge conditions are
Maintain the cell temperature at 80 ℃ (85 ℃ for the humidifier on the fuel side and 70 ℃ for the humidifier on the air side) and use 2.0 × 1 fuel gas.
Flow at a flow rate of 0.5 L / min (0.01 L / min when not discharging) under a pressure of 0 5 Pa, and the air is
A flow rate of 1.5 L / min (0.1 L / min when not discharging) was applied under a pressure of 2.0 × 10 5 Pa.

【0028】図5に、この電池の放電特性曲線を示す。
ちなみに、図5には、セパレータに、切削加工を施した
カーボンブラック板からなる従来品を用いた燃料電池の
同条件における放電特性曲線をも併せて示す。図5に示
す放電特性曲線から判るように、TRD処理による炭化
物被膜を施形成した鉄系材料セパレータを用いた燃料電
池は、従来からのカーボン製セパレータを用いた燃料電
池と比較しても、電池特性において何ら遜色の無いもの
であることが確認できる。
FIG. 5 shows the discharge characteristic curve of this battery.
Incidentally, FIG. 5 also shows a discharge characteristic curve under the same conditions of a fuel cell using a conventional product made of a carbon black plate subjected to a cutting process as a separator. As can be seen from the discharge characteristic curve shown in FIG. 5, the fuel cell using the iron-based material separator having the carbide coating formed by the TRD treatment can be compared with the fuel cell using the conventional carbon separator. It can be confirmed that the characteristics are comparable to each other.

【0029】さらに、1日10時間の連続放電を毎日繰
り返し(14時間は放電休止)、合計500時間の放電
を行った。図6に、電池電圧と電池抵抗とを示す。ちな
みに、電池抵抗は、放電電流に1kHzの交流電流(振
幅1A)を重畳し、電圧応答の交流成分から求めた値を
採用している。図6から判るように、500時間まで電
池を稼動させた場合であっても、その劣化は全く見られ
ず、TRD処理による炭化物被膜を形成した鉄系材料の
セパレータを用いた燃料電池が、耐久性において問題が
無いことが確認できる。
Further, a continuous discharge of 10 hours a day was repeated every day (discharging was stopped for 14 hours), and a total of 500 hours of discharge was performed. FIG. 6 shows the battery voltage and the battery resistance. By the way, as the battery resistance, a value obtained by superposing a 1 kHz AC current (amplitude 1 A) on the discharge current and using the AC component of the voltage response is adopted. As can be seen from FIG. 6, even when the cell was operated for up to 500 hours, the deterioration was not observed at all, and the fuel cell using the separator of the iron-based material on which the carbide coating by TRD treatment was formed was durable. It can be confirmed that there is no problem in sex.

【0030】〈セパレータの特性〉上記セパレータの電
極を構成するカーボンクロスとの接触抵抗を測定した。
接触抵抗の測定は、図7に示すように、上記セパレータ
と同構成の2枚の試供材を用い、それらの間に電極を構
成するカーボンクロスと同じカーボンクロスを2枚挟持
し、さらにその外側から、接触面に銀ペーストを付着さ
せた2つの銅製のブロックで挟み、両面で10kg/c
2の負荷をかけ、両ブロック間に1Aの1kHzの交
流電流を流し、両ブロック間の電圧を測定することによ
り行った。また測定は、製造直後(曝露試験前)のも
の、24時間の曝露試験および96時間の曝露試験を行
ったものについて行った。なお、曝露試験は、燃料電池
の環境を模擬するものであり、60℃の飽和水蒸気雰囲
気中に曝露するものとした。
<Characteristics of Separator> The contact resistance with the carbon cloth constituting the electrode of the separator was measured.
To measure the contact resistance, as shown in FIG. 7, two sample materials having the same structure as the above separator were used, and two carbon cloths that were the same as the carbon cloths that compose the electrodes were sandwiched between them, and the outside Sandwiched between two copper blocks with silver paste on the contact surface, 10kg / c on both sides
A load of m 2 was applied, an alternating current of 1 A and 1 kHz was applied between both blocks, and the voltage between both blocks was measured. In addition, the measurement was performed immediately after production (before the exposure test), and after the exposure test for 24 hours and the exposure test for 96 hours. The exposure test simulated the environment of the fuel cell and was exposed to a saturated steam atmosphere at 60 ° C.

【0031】図8に、上記条件において測定したTRD
処理による炭化物被膜を施形成した鉄系材料セパレータ
の接触抵抗を示す。なお、図8には、比較のため、他の
構成のセパレータの接触抵抗をも併せて示す。他の構成
のセパレータは、同じ形状の鋼板製基材の表面に厚さ1
0μmのSnメッキを施したもの、同じ形状のSUS3
16L製の基材であって何らの表面処理も施していない
もの、従来から用いられているカーボンブラック板から
なるものの3種類である。
FIG. 8 shows the TRD measured under the above conditions.
The contact resistance of the iron-based material separator formed by forming the carbide coating by the treatment is shown. For comparison, FIG. 8 also shows the contact resistances of separators having other configurations. The separators of other configurations have a thickness of 1
0 μm Sn plating, same shape SUS3
There are three types of 16 L base materials, which are not subjected to any surface treatment, and those which are conventionally used carbon black plates.

【0032】この図から判るように、TRD処理による
炭化物被膜を有するセパレータは、従来からのカーボン
製セパレータと遜色のない接触抵抗の低さを示してい
る。耐候性に優れるとされているSUS316L製のセ
パレータは、接触抵抗が高く、電池の内部抵抗を増加さ
せる一因となり、また、曝露試験によりその接触抵抗が
増加していくことが確認でき、良好な特性のセパレータ
とは言い難い。また、Snめっき製のものは、接触抵抗
は低く、良好な特性を示すといえるが、例えば、次に行
う試験のような雰囲気下、つまり酸性雰囲気下での腐食
が激しく、耐久性については問題を残すものとなる。
As can be seen from this figure, the separator having the carbide coating by the TRD treatment shows a contact resistance comparable to that of the conventional carbon separator. The separator made of SUS316L, which is said to have excellent weather resistance, has a high contact resistance, which is one of the causes of increasing the internal resistance of the battery, and it can be confirmed by an exposure test that the contact resistance increases, which is favorable. It is hard to say that it is a characteristic separator. Further, it can be said that the Sn-plated product has a low contact resistance and shows good characteristics, but, for example, corrosion is severe in an atmosphere such as the next test, that is, in an acidic atmosphere, and durability is a problem. Will be left.

【0033】次に、硫酸水溶液中に浸漬する腐食試験に
よって、酸性雰囲気における耐食性を評価した。試供材
は、上記TRD処理による炭化物(VC)被膜を有する
セパレータと、同じ形状に成形し、何らの表面処理をも
行っていないSUS304製のセパレータである。浸漬
する硫酸水溶液は、10%の濃度のもの、50%の濃度
のものの2種とし、10%の濃度のものには、50時間
浸漬し、50%の濃度のものには、それぞれ、5時間、
25時間、50時間浸漬するものとした。この腐食試験
の結果を、図9に示す。SUS304製のセパレータ
は、いずれの条件の腐食試験においても、全面腐食の状
態を呈し、耐食性に優れたセパレータとはなり得ないこ
とが確認でできる。これに対し、上記TRD処理による
炭化物(VC)被膜を有するセパレータは、条件によっ
ては局部腐食を呈するが、概ね良好な結果が得られた。
したがって、このセパレータは、耐食性に優れたセパレ
ータであるといえる。
Next, the corrosion resistance in an acidic atmosphere was evaluated by a corrosion test of immersing in an aqueous sulfuric acid solution. The sample material is a separator made of SUS304, which is formed into the same shape as the separator having the carbide (VC) coating by the TRD treatment and is not subjected to any surface treatment. The sulfuric acid aqueous solution to be dipped is of two types, that is, the one with a concentration of 10% and the one with a concentration of 50%. ,
It was soaked for 25 hours and 50 hours. The results of this corrosion test are shown in FIG. It can be confirmed that the separator made of SUS304 exhibits a state of general corrosion even in a corrosion test under any condition, and cannot be a separator excellent in corrosion resistance. On the other hand, the separator having the carbide (VC) coating formed by the TRD treatment exhibited local corrosion under some conditions, but generally good results were obtained.
Therefore, it can be said that this separator has excellent corrosion resistance.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の燃料電池用セパレータは、鉄系
材料からなる基材の表面にTRD処理によって炭化物被
膜を形成させたものである。TRD処理による炭化物被
膜は、極めて硬く、熱的にも化学的にも安定であり、緻
密で、基材との密着性にも優れる。また酸等の各種耐食
性水溶液等が存在するといった苛酷な条件下において
も、充分なる耐食性を示し、被膜の導電性も良好であ
る。基材に安価な鉄系材料を用いることと相俟って、本
発明のセパレータは、固体高分子型燃料電池に用いられ
るセパレータとして、廉価であり、導電性に優れ、か
つ、耐食性、耐食性に優れたものとなる。
The fuel cell separator of the present invention comprises a base material made of an iron-based material and a carbide coating formed on the surface thereof by TRD treatment. The TRD-treated carbide coating is extremely hard, thermally and chemically stable, dense, and excellent in adhesion to the substrate. Further, even under severe conditions such as the presence of various corrosion resistant aqueous solutions such as acids, etc., sufficient corrosion resistance is exhibited and the conductivity of the coating film is also good. Combined with the use of an inexpensive iron-based material for the base material, the separator of the present invention is inexpensive as a separator used in a polymer electrolyte fuel cell, has excellent conductivity, and has corrosion resistance and corrosion resistance. It will be excellent.

【0035】また、本発明の製造方法は、上記本発明の
セパレータを製造する方法の一態様であって、TRD処
理後に、当該処理による熱ひずみを除去する工程を含む
ものである。したがって、本発明の製造方法によれば、
形状の安定したセパレータを、高生産性かつ廉価に製造
できる。
The manufacturing method of the present invention is one mode of the method of manufacturing the separator of the present invention, and includes a step of removing thermal strain due to the TRD treatment after the TRD treatment. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention,
A separator with a stable shape can be manufactured with high productivity and at low cost.

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

【図1】 実施例において作製したセパレータの形状を
示す。
FIG. 1 shows the shape of a separator manufactured in an example.

【図2】 基材形成工程においてプレス成形する様子を
模式的に示す。
FIG. 2 schematically shows how press molding is performed in the substrate forming step.

【図3】 セパレータの各工程における平坦性について
示す。
FIG. 3 shows the flatness of each step of the separator.

【図4】 実施例において作製した固体高分子型燃料電
池を模式的に示す。
FIG. 4 schematically shows the polymer electrolyte fuel cell produced in the example.

【図5】 作製した燃料電池の放電特性曲線を示す。FIG. 5 shows a discharge characteristic curve of the manufactured fuel cell.

【図6】 作製した燃料電池の繰り返し放電性能を示
す。
FIG. 6 shows the repeated discharge performance of the produced fuel cell.

【図7】 セパレータと電極を構成するカーボンクロス
との接触抵抗を測定するための装置構成を模式的に示
す。
FIG. 7 schematically shows a device configuration for measuring a contact resistance between a separator and a carbon cloth that constitutes an electrode.

【図8】 セパレータと電極を構成するカーボンクロス
との接触抵抗の測定結果を示す。
FIG. 8 shows the measurement results of the contact resistance between the separator and the carbon cloth forming the electrode.

【図9】 セパレータに対して行った腐食試験の結果を
示す。
FIG. 9 shows the results of a corrosion test performed on the separator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:電解質−電極接合体 1a:電界質膜 1b:空気極 1c:燃料極 2:セパレータ 3:セパレータ枠 4:水冷枠 1: Electrolyte-electrode assembly 1a: Electrolyte film 1b: Air electrode 1c: Fuel electrode 2: Separator 3: Separator frame 4: Water cooling frame

フロントページの続き (72)発明者 谷 俊彦 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 5H026 AA06 BB01 BB02 BB04 CX04 EE02 EE05 EE11 HH00 HH03Continued front page    (72) Inventor Toshihiko Tani             Aichi Prefecture Nagachite Town Aichi District             Local 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. F-term (reference) 5H026 AA06 BB01 BB02 BB04 CX04                       EE02 EE05 EE11 HH00 HH03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体高分子型燃料電池に用いられるセパ
レータであって、 炭素含有量が0.1wt%以上1wt%以下である鉄系
材料からなる基材と、 該基材の表面にTRD処理によって形成された炭化物被
膜とを含む燃料電池用セパレータ。
1. A separator used in a polymer electrolyte fuel cell, comprising a base material made of an iron-based material having a carbon content of 0.1 wt% or more and 1 wt% or less, and a TRD treatment on the surface of the base material. And a carbide coating formed by the fuel cell separator.
【請求項2】 前記炭化物被膜は、厚さが3μm以上で
ある請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
2. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the carbide coating has a thickness of 3 μm or more.
【請求項3】 前記炭化物被膜は、バナジウム炭化物の
被膜である請求項1または請求項2に記載の燃料電池用
セパレータ。
3. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the carbide coating is a vanadium carbide coating.
【請求項4】 固体高分子型燃料電池に用いられるセパ
レータの製造方法であって、 炭素含有量が0.1wt%以上1wt%以下である鉄系
材料からなる薄板を、金型を用いてプレス成形し、基材
を形成する基材形成工程と、 成形された基材にTRD処理を施して、該基材の表面に
炭化物被膜を形成する被膜形成工程と、 TRD処理によって前記基材に生じた熱ひずみを除去す
るひずみ除去工程とを含む燃料電池用セパレータの製造
方法。
4. A method for manufacturing a separator used in a polymer electrolyte fuel cell, wherein a thin plate made of an iron-based material having a carbon content of 0.1 wt% or more and 1 wt% or less is pressed using a mold. A base material forming step of forming and forming a base material; a film forming step of applying a TRD treatment to the formed base material to form a carbide coating on the surface of the base material; A method for manufacturing a fuel cell separator, comprising:
【請求項5】 前記ひずみ除去工程は、前記基材を再加
熱してプレス成形する工程を含む請求項4に記載の燃料
電池用セパレータの製造方法。
5. The method for manufacturing a fuel cell separator according to claim 4, wherein the strain removing step includes a step of reheating the base material and press-molding the base material.
【請求項6】 前記ひずみ除去工程におけるプレス成形
は、前記基材形成工程において用いられた前記金型を用
いて行う請求項5に記載の燃料電池用セパレータの製造
方法。
6. The method for manufacturing a fuel cell separator according to claim 5, wherein the press forming in the strain removing step is performed using the mold used in the base material forming step.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005276461A (en) * 2004-03-23 2005-10-06 Honda Motor Co Ltd Metallic separator for fuel cell and method for producing fuel cell
US7178374B2 (en) 2003-12-03 2007-02-20 Honda Motor Co., Ltd. Press forming apparatus for fuel cell metal separator
JP2007149671A (en) * 2005-11-23 2007-06-14 Gm Global Technology Operations Inc Metallic bipolar plate with high electrochemical stability and improved moisture control

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7178374B2 (en) 2003-12-03 2007-02-20 Honda Motor Co., Ltd. Press forming apparatus for fuel cell metal separator
DE102004058191B4 (en) * 2003-12-03 2011-01-27 Honda Motor Co., Ltd. Press molding process for metal separators for fuel cells
JP2005276461A (en) * 2004-03-23 2005-10-06 Honda Motor Co Ltd Metallic separator for fuel cell and method for producing fuel cell
JP4721649B2 (en) * 2004-03-23 2011-07-13 本田技研工業株式会社 Metal separator for fuel cell and method for manufacturing fuel cell
JP2007149671A (en) * 2005-11-23 2007-06-14 Gm Global Technology Operations Inc Metallic bipolar plate with high electrochemical stability and improved moisture control

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