JP2003123782A - 燃料電池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池 - Google Patents
燃料電池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池Info
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-
- 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
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度、軽量性、加工性、コスト性に優れたア
ルミニウムを基材として、耐食性に優れた燃料電池用セ
パレータを提供する。 【解決手段】 アルミニウムからなる基材10の表面に保
護層11cが形成された燃料電池用セパレータであって、
前記保護層11cは、多孔質陽極酸化皮膜20と、該多孔質
陽極酸化皮膜20の外側に積層された金属層30とからな
る。前記金属層30は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む下地金属層32
と、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち
１種以上の金属を含む主金属層31とで構成される。
ルミニウムを基材として、耐食性に優れた燃料電池用セ
パレータを提供する。 【解決手段】 アルミニウムからなる基材10の表面に保
護層11cが形成された燃料電池用セパレータであって、
前記保護層11cは、多孔質陽極酸化皮膜20と、該多孔質
陽極酸化皮膜20の外側に積層された金属層30とからな
る。前記金属層30は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む下地金属層32
と、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち
１種以上の金属を含む主金属層31とで構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電気自動
車に搭載する固体高分子型燃料電池に用いられる燃料電
池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池
に関する。
車に搭載する固体高分子型燃料電池に用いられる燃料電
池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池
に関する。
【０００２】なお、この明細書において、「アルミニウ
ム」の語はアルミニウムおよびその合金の両者を含む意
味で用いられる。
ム」の語はアルミニウムおよびその合金の両者を含む意
味で用いられる。
【０００３】
【従来の技術】地球環境保護の観点から、自動車の排ガ
ス対策等燃料のクリーン化が要求されており、中でもク
リーンな発電装置として燃料電池が注目されている。
ス対策等燃料のクリーン化が要求されており、中でもク
リーンな発電装置として燃料電池が注目されている。
【０００４】燃料電池は、水素と酸素の電気化学反応に
よる化学エネルギーを直に電気エネルギーに変換するも
ので、効率が高く環境に優しい発電装置である。燃料電
池には、水素イオンが透過する電解質の種類により、リ
ン酸型、固体酸化物型、固体高分子型等があり、特に出
力密度が高く、構造が比較的シンプルで運転温度が低く
扱い易い固体高分子型燃料電池が注目されている。
よる化学エネルギーを直に電気エネルギーに変換するも
ので、効率が高く環境に優しい発電装置である。燃料電
池には、水素イオンが透過する電解質の種類により、リ
ン酸型、固体酸化物型、固体高分子型等があり、特に出
力密度が高く、構造が比較的シンプルで運転温度が低く
扱い易い固体高分子型燃料電池が注目されている。
【０００５】固体高分子型燃料電池では、電解質である
イオン交換膜としてフルオロスルホン酸系ポリマーが汎
用される。このため、セパレータの作動環境はイオン化
されたスルホン酸基を含んだ強酸性の高温水（水蒸気）
と接触した状態となり、セパレータ材料には優れた耐食
性が要求される。また、電気伝導性が良いことは言うま
でもなく、所要形状への加工性、自動車搭載部材として
の強度および軽量性が要求される。
イオン交換膜としてフルオロスルホン酸系ポリマーが汎
用される。このため、セパレータの作動環境はイオン化
されたスルホン酸基を含んだ強酸性の高温水（水蒸気）
と接触した状態となり、セパレータ材料には優れた耐食
性が要求される。また、電気伝導性が良いことは言うま
でもなく、所要形状への加工性、自動車搭載部材として
の強度および軽量性が要求される。
【０００６】固体高分子型燃料電池用セパレータの材料
としては、カーボン、ステンレス鋼、アルミニウム等が
用いられる。これらの材料のうち、カーボンは精密加工
の困難さに加えて材料価格が高く、セパレータの低コス
ト化には限界がある。さらに、自動車に搭載するには脆
く、強度上の問題がある。ステンレス鋼は、強度には優
れているが、比重が大きく燃料電池の軽量化には適さな
い上、不働態皮膜が生成して接触抵抗が増大すること
や、耐食性に劣るという問題点がある。
としては、カーボン、ステンレス鋼、アルミニウム等が
用いられる。これらの材料のうち、カーボンは精密加工
の困難さに加えて材料価格が高く、セパレータの低コス
ト化には限界がある。さらに、自動車に搭載するには脆
く、強度上の問題がある。ステンレス鋼は、強度には優
れているが、比重が大きく燃料電池の軽量化には適さな
い上、不働態皮膜が生成して接触抵抗が増大すること
や、耐食性に劣るという問題点がある。
【０００７】これらの材料に対し、アルミニウムは、電
気伝導性、強度、軽量性、加工性、コスト性に優れてい
るため、表面処理を施すことによって耐食性の向上を図
ってセパレータ材料に用いることが提案されている。例
えば、特開２０００−５８０８０号公報においては、ア
ルミニウム基材の表面に、カーボン、炭化ケイ素、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｓｎによる保護層を形成した燃料電池用セパ
レータが開示されている。また、特開２０００−１０６
１９７号公報においては、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｎによる中間
メッキ層とＡｇ等の貴金属メッキ層とが積層された燃料
電池用セパレータが開示されている。
気伝導性、強度、軽量性、加工性、コスト性に優れてい
るため、表面処理を施すことによって耐食性の向上を図
ってセパレータ材料に用いることが提案されている。例
えば、特開２０００−５８０８０号公報においては、ア
ルミニウム基材の表面に、カーボン、炭化ケイ素、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｓｎによる保護層を形成した燃料電池用セパ
レータが開示されている。また、特開２０００−１０６
１９７号公報においては、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｎによる中間
メッキ層とＡｇ等の貴金属メッキ層とが積層された燃料
電池用セパレータが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−５８０８０号公報に記載された技術について
は、カーボンや炭化ケイ素による保護膜は、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法、蒸着法等の真空装置を用いたバッチ
式の処理により形成されるため、処理コストが高くな
り、量産品の製造には適さない。また、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓ
ｎによる保護層はめっきによって形成されるが、一般的
なめっき処理工程ではピンホールの発生は避けられな
い。ピンホールが発生すると、そこから溶液が侵入して
アルミニウム合金基材を腐食させ、十分な耐食性が得ら
れない。
０００−５８０８０号公報に記載された技術について
は、カーボンや炭化ケイ素による保護膜は、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法、蒸着法等の真空装置を用いたバッチ
式の処理により形成されるため、処理コストが高くな
り、量産品の製造には適さない。また、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓ
ｎによる保護層はめっきによって形成されるが、一般的
なめっき処理工程ではピンホールの発生は避けられな
い。ピンホールが発生すると、そこから溶液が侵入して
アルミニウム合金基材を腐食させ、十分な耐食性が得ら
れない。
【０００９】また、特開２０００−１０６１９７号公報
に記載された技術については、めっき膜の積層により膜
の密着性が得られることが記載されているが、めっき処
理工程で発生するピンホールの発生は避けられず、十分
な耐食性を得られない。
に記載された技術については、めっき膜の積層により膜
の密着性が得られることが記載されているが、めっき処
理工程で発生するピンホールの発生は避けられず、十分
な耐食性を得られない。
【００１０】この発明は、上述の技術背景に鑑み、強
度、軽量性、加工性、コスト性に優れたアルミニウムを
基材として、耐食性に優れた燃料電池用セパレータおよ
びその製造方法、ならびに燃料電池の提供を目的とす
る。
度、軽量性、加工性、コスト性に優れたアルミニウムを
基材として、耐食性に優れた燃料電池用セパレータおよ
びその製造方法、ならびに燃料電池の提供を目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の燃料電池用セ
パレータは、アルミニウム基材の表面に耐食性および電
気伝導性を付与しうる保護層を形成させることにより、
前記目的を達成し得たものである。
パレータは、アルミニウム基材の表面に耐食性および電
気伝導性を付与しうる保護層を形成させることにより、
前記目的を達成し得たものである。
【００１２】即ち、この発明の燃料電池用セパレータ
は、アルミニウムからなる基材(10)の表面に保護層(11
a)(11b)(11c)が形成された燃料電池用セパレータであっ
て、前記保護層(11a)(11b)(11c)は、多孔質陽極酸化皮
膜(20)と、該多孔質陽極酸化皮膜(20)の外側に積層され
た金属層(30)とからなることを基本要旨する。
は、アルミニウムからなる基材(10)の表面に保護層(11
a)(11b)(11c)が形成された燃料電池用セパレータであっ
て、前記保護層(11a)(11b)(11c)は、多孔質陽極酸化皮
膜(20)と、該多孔質陽極酸化皮膜(20)の外側に積層され
た金属層(30)とからなることを基本要旨する。
【００１３】前記燃料電池用セパレータにおいて、前記
金属層(30)は、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、
Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主金属層(31)で構成さ
れ、該主金属層(31)が前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔
(22)内部および外表面(24)を被覆してなることが好まし
い。
金属層(30)は、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、
Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主金属層(31)で構成さ
れ、該主金属層(31)が前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔
(22)内部および外表面(24)を被覆してなることが好まし
い。
【００１４】また、前記燃料電池用セパレータにおい
て、前記金属層(30)は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む下地金属
層(32)と、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ
のうち１種以上の金属を含む主金属層(31)とで構成され
ることが好ましい。この場合、前記下地金属層(32)は前
記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)底に形成され、前記
主金属層(31)が前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内
部および外表面(24)を被覆してなること、あるいは前記
下地金属層(32)は前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)
内部および外表面(24)に形成され、前記主金属層(31)が
前記下地金属層(32)を被覆してなることが好ましい。
て、前記金属層(30)は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む下地金属
層(32)と、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ
のうち１種以上の金属を含む主金属層(31)とで構成され
ることが好ましい。この場合、前記下地金属層(32)は前
記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)底に形成され、前記
主金属層(31)が前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内
部および外表面(24)を被覆してなること、あるいは前記
下地金属層(32)は前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)
内部および外表面(24)に形成され、前記主金属層(31)が
前記下地金属層(32)を被覆してなることが好ましい。
【００１５】この発明の燃料電池用セパレータの製造方
法は、前記燃料電池用セパレータを製造する方法であっ
て、アルミニウムからなるセパレータ用基材の表面に保
護層を形成するに際し、前記基材に陽極酸化処理を施
し、該基材表面に多孔質陽極酸化皮膜を形成する陽極酸
化処理工程と、前記多孔質陽極酸化皮膜上に、金属層を
積層形成させる金属層形成処理工程とを実施し、多孔質
陽極酸化皮膜上に金属層が積層された保護層を形成する
ことを基本要旨とする。
法は、前記燃料電池用セパレータを製造する方法であっ
て、アルミニウムからなるセパレータ用基材の表面に保
護層を形成するに際し、前記基材に陽極酸化処理を施
し、該基材表面に多孔質陽極酸化皮膜を形成する陽極酸
化処理工程と、前記多孔質陽極酸化皮膜上に、金属層を
積層形成させる金属層形成処理工程とを実施し、多孔質
陽極酸化皮膜上に金属層が積層された保護層を形成する
ことを基本要旨とする。
【００１６】前記金属層形成処理工程において、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の
金属を析出させる主金属層形成処理を行うことが好まし
い。
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の
金属を析出させる主金属層形成処理を行うことが好まし
い。
【００１７】また、前記金属層形成処理工程において、
Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１
種以上の金属を析出させる下地金属層形成処理を行い、
次いでＡｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのう
ち１種以上の金属を析出させる主金属層形成処理を行う
ことが好ましい。この場合、前記下地金属層形成処理に
おいて、前記多孔質陽極酸化皮膜の孔底に下地金属層を
形成させること、あるいは前記下地金属層形成処理にお
いて、前記多孔質陽極酸化皮膜の孔内部および外表面に
下地金属層を形成させることが好ましい。
Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１
種以上の金属を析出させる下地金属層形成処理を行い、
次いでＡｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのう
ち１種以上の金属を析出させる主金属層形成処理を行う
ことが好ましい。この場合、前記下地金属層形成処理に
おいて、前記多孔質陽極酸化皮膜の孔底に下地金属層を
形成させること、あるいは前記下地金属層形成処理にお
いて、前記多孔質陽極酸化皮膜の孔内部および外表面に
下地金属層を形成させることが好ましい。
【００１８】この発明の燃料電池は、正極室と負極室と
を仕切るセパレータとして、請求項１〜５のいずれかに
記載された燃料電池用セパレータが用いられていること
を要旨とする。
を仕切るセパレータとして、請求項１〜５のいずれかに
記載された燃料電池用セパレータが用いられていること
を要旨とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】この発明の燃料電池用セパレータ
は、基材の表面に、耐食性を向上させる多孔質陽極酸化
皮膜と電気伝導性を向上させる金属層とを積層させた複
合的な保護層が形成されている。
は、基材の表面に、耐食性を向上させる多孔質陽極酸化
皮膜と電気伝導性を向上させる金属層とを積層させた複
合的な保護層が形成されている。
【００２０】前記基材を構成するアルミニウムは、セパ
レータとしての強度、電気伝導性、加工性を有するもの
であれば、組成は限定されない。これらの特性を有する
アルミニウム材料として、ＪＩＳ ５０００系アルミニ
ウム合金、６０００系アルミニウム合金等を例示でき
る。
レータとしての強度、電気伝導性、加工性を有するもの
であれば、組成は限定されない。これらの特性を有する
アルミニウム材料として、ＪＩＳ ５０００系アルミニ
ウム合金、６０００系アルミニウム合金等を例示でき
る。
【００２１】図１〜図３の燃料電池用セパレータ(1)(2)
(3)の実施形態において示されているように、アルミニ
ウム基材(10)表面に形成される保護層(11a)(11b)(11c)
のうち、多孔質陽極酸化皮膜(20)は、基材(10)側に形成
される薄いバリヤー型酸化皮膜(21)と、その外層とし
て、表面に開口する多数の孔(22)を有する厚い多孔質型
酸化皮膜(23)とが連続して形成されたものであり、アル
ミニウム基材(10)に耐食性を付与する。前記多孔質陽極
酸化皮膜(20)は、陽極酸化処理によって形成される酸化
皮膜であって、膜厚、膜質、バリヤー型酸化皮膜(22)と
多孔質型酸化皮膜(23)との膜厚比率等は、陽極酸化処理
における電解質の種類や電解条件に依存し、必要な耐食
性が得られる限り特に限定されない。ただし、燃料電池
用セパレータとして要求される耐食性を得るために、前
記多孔質陽極酸化皮膜(20)の膜厚（Ｔ1）は０．０５〜
２０μｍが好ましく、特に０．１〜１μｍが好ましい。
また、一般的な陽極酸化処理条件では、孔(22)の径は１
０〜３０ｎｍとなるが、後述の金属層(30)は孔(22)内部
にも形成され、孔(22)内部に金属を存在させることでセ
パレータとしての電気伝導性を確保している。このた
め、金属を多く存在させて高い電気伝導性が得られる点
で、孔(22)は大径である方が好ましい。
(3)の実施形態において示されているように、アルミニ
ウム基材(10)表面に形成される保護層(11a)(11b)(11c)
のうち、多孔質陽極酸化皮膜(20)は、基材(10)側に形成
される薄いバリヤー型酸化皮膜(21)と、その外層とし
て、表面に開口する多数の孔(22)を有する厚い多孔質型
酸化皮膜(23)とが連続して形成されたものであり、アル
ミニウム基材(10)に耐食性を付与する。前記多孔質陽極
酸化皮膜(20)は、陽極酸化処理によって形成される酸化
皮膜であって、膜厚、膜質、バリヤー型酸化皮膜(22)と
多孔質型酸化皮膜(23)との膜厚比率等は、陽極酸化処理
における電解質の種類や電解条件に依存し、必要な耐食
性が得られる限り特に限定されない。ただし、燃料電池
用セパレータとして要求される耐食性を得るために、前
記多孔質陽極酸化皮膜(20)の膜厚（Ｔ1）は０．０５〜
２０μｍが好ましく、特に０．１〜１μｍが好ましい。
また、一般的な陽極酸化処理条件では、孔(22)の径は１
０〜３０ｎｍとなるが、後述の金属層(30)は孔(22)内部
にも形成され、孔(22)内部に金属を存在させることでセ
パレータとしての電気伝導性を確保している。このた
め、金属を多く存在させて高い電気伝導性が得られる点
で、孔(22)は大径である方が好ましい。
【００２２】前記多孔質陽極酸化皮膜(20)が形成された
ことで、電気抵抗が大きくなり電気伝導性が損なわれ
る。このため、前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内
部を埋めるように導電性の金属層(30)を積層させること
によって、セパレータに要求される電気伝導性を得てい
る。前記金属層(30)は、例えば陽極酸化皮膜の電解着色
処理等の電解処理によって形成される。この方法によれ
ば、多孔質陽極酸化皮膜(20)に電気が流れることで孔(2
2)および外表面(24)に所要の金属を析出させて金属層(3
0)を形成することができる。これは、電子がアルミニウ
ム基材(10)からバリヤー型酸化皮膜(23)を抜けて孔(22)
底に達する、即ちバリヤー型酸化皮膜(22)に電流が流れ
るためであると考えられる。
ことで、電気抵抗が大きくなり電気伝導性が損なわれ
る。このため、前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内
部を埋めるように導電性の金属層(30)を積層させること
によって、セパレータに要求される電気伝導性を得てい
る。前記金属層(30)は、例えば陽極酸化皮膜の電解着色
処理等の電解処理によって形成される。この方法によれ
ば、多孔質陽極酸化皮膜(20)に電気が流れることで孔(2
2)および外表面(24)に所要の金属を析出させて金属層(3
0)を形成することができる。これは、電子がアルミニウ
ム基材(10)からバリヤー型酸化皮膜(23)を抜けて孔(22)
底に達する、即ちバリヤー型酸化皮膜(22)に電流が流れ
るためであると考えられる。
【００２３】この発明における金属層(30)は、Ａｕ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の金
属を含む主金属層の単独層と、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む下
地金属層と前記金属による主金属層とにより構成される
２層構造層とに大別される。
ｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の金
属を含む主金属層の単独層と、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む下
地金属層と前記金属による主金属層とにより構成される
２層構造層とに大別される。
【００２４】両方の金属層において共通する主金属層(3
1)は、表面に露出する層であるから、高い電気伝導性は
もとより、優れた耐食性が要求される。このため、前記
主金属層(31)は、Ａｕまたは白金族金属であるＲｕ、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属で構
成される。
1)は、表面に露出する層であるから、高い電気伝導性は
もとより、優れた耐食性が要求される。このため、前記
主金属層(31)は、Ａｕまたは白金族金属であるＲｕ、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属で構
成される。
【００２５】図１に示すように、前記金属層(30)が主金
属層(31)の単独層である場合、主金属層(31)は前記多孔
質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内部を埋めさらに外表面(2
4)を被覆する態様となる。主金属層(31)の形成方法は限
定されず、上述した電解処理の他、浴を用いる湿式めっ
き処理、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の乾式
処理を例示できる。
属層(31)の単独層である場合、主金属層(31)は前記多孔
質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内部を埋めさらに外表面(2
4)を被覆する態様となる。主金属層(31)の形成方法は限
定されず、上述した電解処理の他、浴を用いる湿式めっ
き処理、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の乾式
処理を例示できる。
【００２６】また、前記金属層(30)下地金属層と主金属
層との２層構造層である場合、前記下地金属層(32)が孔
(22)の底にのみ形成される場合（図２）と、孔(22)内部
を埋めさらに外表面(24)を被覆する場合（図３）とがあ
る。
層との２層構造層である場合、前記下地金属層(32)が孔
(22)の底にのみ形成される場合（図２）と、孔(22)内部
を埋めさらに外表面(24)を被覆する場合（図３）とがあ
る。
【００２７】図２に示す前者の場合、前記主金属層(31)
は、孔(22)底の下地金属層(32)上の形成され、孔(22)内
部の残り部分を埋め、さらに外表面(24)を被覆するよう
に形成される。このように、Ａｕ等による主金属層(31)
の形成に際しては、下地金属層（32)を形成しておくこ
とが、孔(22)内部への主金属層(31)の形成が容易かつ均
一になり、また主金属層(31)の密着性が良好になる点で
好ましい。
は、孔(22)底の下地金属層(32)上の形成され、孔(22)内
部の残り部分を埋め、さらに外表面(24)を被覆するよう
に形成される。このように、Ａｕ等による主金属層(31)
の形成に際しては、下地金属層（32)を形成しておくこ
とが、孔(22)内部への主金属層(31)の形成が容易かつ均
一になり、また主金属層(31)の密着性が良好になる点で
好ましい。
【００２８】また、図３に示す後者の場合、前記下地金
属層(32)は、孔(22)内部を埋めさらに外表面(24)を被覆
するように形成されているため、主金属層(31)は、多孔
質陽極酸化皮膜(20)の外表面(24)に平行状に形成され
る。この場合、下地形成による上記効果に加えて材料コ
ストの低減を図ることができる。主金属層(31)を構成す
るＡｕ等の金属はいずれも高価であるから、比較的安価
な金属による下地金属層(32)で孔(22)内部を埋めること
で高価材料の使用量を低減できるからである。
属層(32)は、孔(22)内部を埋めさらに外表面(24)を被覆
するように形成されているため、主金属層(31)は、多孔
質陽極酸化皮膜(20)の外表面(24)に平行状に形成され
る。この場合、下地形成による上記効果に加えて材料コ
ストの低減を図ることができる。主金属層(31)を構成す
るＡｕ等の金属はいずれも高価であるから、比較的安価
な金属による下地金属層(32)で孔(22)内部を埋めること
で高価材料の使用量を低減できるからである。
【００２９】前記下地金属層(32)の形成方法は、上述の
主金属層(31)の形成方法に準ずる。また、孔(22)内部を
下地金属層で埋める場合、単独の方法で処理する必要は
なく、例えば電解処理により底部に金属(32a)を析出さ
せ、その後無電解めっきにより孔(22)内の残部と外表面
(24)を被覆するめっき層(32b)を形成する等、複数の方
法を適宜組合せても良い。
主金属層(31)の形成方法に準ずる。また、孔(22)内部を
下地金属層で埋める場合、単独の方法で処理する必要は
なく、例えば電解処理により底部に金属(32a)を析出さ
せ、その後無電解めっきにより孔(22)内の残部と外表面
(24)を被覆するめっき層(32b)を形成する等、複数の方
法を適宜組合せても良い。
【００３０】前記金属層(30)において、セパレータとし
ての電気伝導性を確保するために、主金属層(31)の膜厚
（Ｔ2）は、孔(22)内部分を除いて０．０１〜２０μｍ
が好ましく、特に０．１〜１０μｍが好ましい。また、
下地金属層(32)は、孔(22)底に形成する場合の膜厚（Ｔ
3）は０．００１〜２μｍが好ましく、特に０．０１〜
０．５μｍが好ましい。多孔質陽極酸化皮膜(20)の外表
面(24)を被覆する場合の膜厚（Ｔ4）は、孔(22)内部分
を除いて０．０１〜２０μｍが好ましく、特に０．１〜
１０μｍが好ましい。
ての電気伝導性を確保するために、主金属層(31)の膜厚
（Ｔ2）は、孔(22)内部分を除いて０．０１〜２０μｍ
が好ましく、特に０．１〜１０μｍが好ましい。また、
下地金属層(32)は、孔(22)底に形成する場合の膜厚（Ｔ
3）は０．００１〜２μｍが好ましく、特に０．０１〜
０．５μｍが好ましい。多孔質陽極酸化皮膜(20)の外表
面(24)を被覆する場合の膜厚（Ｔ4）は、孔(22)内部分
を除いて０．０１〜２０μｍが好ましく、特に０．１〜
１０μｍが好ましい。
【００３１】前記燃料電池用セパレータは、セパレータ
用基材の表面に保護層を形成するこの発明の製造方法に
よって好適に製造される。
用基材の表面に保護層を形成するこの発明の製造方法に
よって好適に製造される。
【００３２】前記セパレータ用基材は、上述したアルミ
ニウムで形成され所要形状に加工されたものである。加
工性の優れたアルミニウムであるから、加工効率が良
く、複雑形状にも対応できる。
ニウムで形成され所要形状に加工されたものである。加
工性の優れたアルミニウムであるから、加工効率が良
く、複雑形状にも対応できる。
【００３３】前記保護膜、即ち多孔質陽極酸化皮膜およ
び金属層は、各工程で順次形成する。
び金属層は、各工程で順次形成する。
【００３４】前記多孔質陽極酸化皮膜を形成する陽極酸
化処理は、硫酸浴、蓚酸浴等を用いる常法に従って行え
ば良く、セパレータとしての耐食性を有する酸化皮膜を
形成できる限り処理条件は限定されない。
化処理は、硫酸浴、蓚酸浴等を用いる常法に従って行え
ば良く、セパレータとしての耐食性を有する酸化皮膜を
形成できる限り処理条件は限定されない。
【００３５】前記金属層を形成する処理は、前記多孔質
陽極酸化皮膜の孔内部および外表面に所要の金属を析出
させるものである。前記金属層が下地金属層と主金属層
の２層構造の場合、各層の形成処理を順次行う。Ａｕ等
の金属による主金属層の形成処理、Ｎｉ等の金属による
下地金属層の形成処理のいずれの場合も、電解析出処
理、湿式めっき処理、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法等の乾式処理を例示でき、前記多孔質陽極酸化皮膜
の形成によって低下した電気伝導性をセパレータとして
必要なレベルに回復させ得る限り、処理方法や処理条件
は限定されない。また、各層の形成を複数の処理方法を
組み合わせて行うこともできる。
陽極酸化皮膜の孔内部および外表面に所要の金属を析出
させるものである。前記金属層が下地金属層と主金属層
の２層構造の場合、各層の形成処理を順次行う。Ａｕ等
の金属による主金属層の形成処理、Ｎｉ等の金属による
下地金属層の形成処理のいずれの場合も、電解析出処
理、湿式めっき処理、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法等の乾式処理を例示でき、前記多孔質陽極酸化皮膜
の形成によって低下した電気伝導性をセパレータとして
必要なレベルに回復させ得る限り、処理方法や処理条件
は限定されない。また、各層の形成を複数の処理方法を
組み合わせて行うこともできる。
【００３６】また、いずれの皮膜または層を形成する場
合も、前処理として脱脂洗浄、エッチング、表面研磨
等、後処理としての洗浄、乾燥、加熱等を適宜行う。
合も、前処理として脱脂洗浄、エッチング、表面研磨
等、後処理としての洗浄、乾燥、加熱等を適宜行う。
【００３７】この発明の燃料電池は、正極室と負極室と
を仕切るセパレータとして、上述のいずれかの燃料電池
用セパレータを用いたものであり、その他の構成は何ら
限定されない。
を仕切るセパレータとして、上述のいずれかの燃料電池
用セパレータを用いたものであり、その他の構成は何ら
限定されない。
【００３８】
【実施例】アルミニウム基材(10)として、ＪＩＳ Ａ６
０６３からなり、５０mm×１００mm×２mm（厚さ）のア
ルミニウム平板を用い、表面に種々の保護膜を形成し
た。後述の各実施例における共通処理として、前記アル
ミニウム基材(10)に対し、前処理後に陽極酸化処理を施
して多孔質陽極酸化皮膜(20)形成した。
０６３からなり、５０mm×１００mm×２mm（厚さ）のア
ルミニウム平板を用い、表面に種々の保護膜を形成し
た。後述の各実施例における共通処理として、前記アル
ミニウム基材(10)に対し、前処理後に陽極酸化処理を施
して多孔質陽極酸化皮膜(20)形成した。
【００３９】前処理は、常法に従い、脱脂洗浄後、酸化
膜除去処理として希硝酸中に浸漬し、水洗後水酸化ナト
リウム溶液中でエッチングし、水洗した。さらに、スマ
ット除去のため、希硝酸に浸漬後水洗した。
膜除去処理として希硝酸中に浸漬し、水洗後水酸化ナト
リウム溶液中でエッチングし、水洗した。さらに、スマ
ット除去のため、希硝酸に浸漬後水洗した。
【００４０】陽極酸化処理は、１０％りん酸浴中で、直
流電圧１８Ｖ、電気量０．０４Ａ・ｈ／ｄｍ2、処理時
間１２分の条件で行った。その結果形成された多孔質陽
極酸化皮膜(20)は、膜厚（Ｔ1）：約０．４μｍ、平均
孔(22)径：３５ｎｍ、孔(22)の平均深さ：約０．３９μ
ｍ、孔(22)の密度：１４０×１０9孔／ｉｎ2（０．２１
７×１０9孔／ｍｍ2）であった。
流電圧１８Ｖ、電気量０．０４Ａ・ｈ／ｄｍ2、処理時
間１２分の条件で行った。その結果形成された多孔質陽
極酸化皮膜(20)は、膜厚（Ｔ1）：約０．４μｍ、平均
孔(22)径：３５ｎｍ、孔(22)の平均深さ：約０．３９μ
ｍ、孔(22)の密度：１４０×１０9孔／ｉｎ2（０．２１
７×１０9孔／ｍｍ2）であった。
【００４１】上述の多孔質陽極酸化皮膜(20)を形成した
アルミニウム基材(10)に対し、下記の各実施例において
種々処理を施して金属層を形成した。 〔実施例１〕Ａｕストライクめっきを施して多孔質陽極
酸化皮膜(20)の孔(22)内部および外表面(24)にＡｕを析
出させ、図１に示す主金属層(31)のみからなる金属層(3
0)を形成した。形成された主金属層(31)の厚さ（Ｔ2）
は、孔(22)内部を除いて０．１μｍであった。
アルミニウム基材(10)に対し、下記の各実施例において
種々処理を施して金属層を形成した。 〔実施例１〕Ａｕストライクめっきを施して多孔質陽極
酸化皮膜(20)の孔(22)内部および外表面(24)にＡｕを析
出させ、図１に示す主金属層(31)のみからなる金属層(3
0)を形成した。形成された主金属層(31)の厚さ（Ｔ2）
は、孔(22)内部を除いて０．１μｍであった。
【００４２】なお、図１において、(11a)は前記多孔質
陽極酸化皮膜(20)および前記金属層(30)による保護層を
示している。 〔実施例２〕電解処理を施して、多孔質陽極酸化皮膜(2
0)の孔(22)の底に金属を析出させた。浴組成：酢酸ニッ
ケル５０ｇ／ｌ、ホウ酸１５ｇ／ｌ、トリエタノールア
ミン３０ｇ／ｌ、浴温：５０℃、電解電圧：１０Ｖ、電
解時間：３分の条件で電解処理したところ、図２に示す
ように、孔(22)の底に、濃い黒茶色を呈する厚さ
（Ｔ 3）０．２μｍのＮｉ(32)が析出した。前記Ｎｉ(3
2)は下地金属層である。
陽極酸化皮膜(20)および前記金属層(30)による保護層を
示している。 〔実施例２〕電解処理を施して、多孔質陽極酸化皮膜(2
0)の孔(22)の底に金属を析出させた。浴組成：酢酸ニッ
ケル５０ｇ／ｌ、ホウ酸１５ｇ／ｌ、トリエタノールア
ミン３０ｇ／ｌ、浴温：５０℃、電解電圧：１０Ｖ、電
解時間：３分の条件で電解処理したところ、図２に示す
ように、孔(22)の底に、濃い黒茶色を呈する厚さ
（Ｔ 3）０．２μｍのＮｉ(32)が析出した。前記Ｎｉ(3
2)は下地金属層である。
【００４３】次いで、シアン浴によりＡｕめっきを施し
て、多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内部の前記下地金
属層(32)上および多孔質陽極酸化皮膜(20)の外表面(24)
上ににＡｕの析出による主金属層(31)を形成した。形成
された主金属層(31)の厚さ（Ｔ2）は、孔(22)内部を除
いて０．１μｍであった。
て、多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内部の前記下地金
属層(32)上および多孔質陽極酸化皮膜(20)の外表面(24)
上ににＡｕの析出による主金属層(31)を形成した。形成
された主金属層(31)の厚さ（Ｔ2）は、孔(22)内部を除
いて０．１μｍであった。
【００４４】なお、図２において、(30)は、前記下地金
属層(32)および前記主金属層(31)による金属層を示し、
(11b)は前記多孔質陽極酸化皮膜(20)および前記金属層
(30)による保護層を示している。 〔実施例３〕実施例２と同じ方法で電解処理を施して、
図３に示すように前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)
の底にＮｉ(32a)を析出させた。水洗後さらに、浴組
成：硫酸ニッケル、次亜りん酸ナトリウム、りんご酸、
乳酸、ｐＨ４．４、浴温：９０℃、処理時間６０分の条
件で無電解めっき処理を施し、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜(32
b)を形成した。前記Ｎｉ−Ｐめっき皮膜(32b)の膜厚
（Ｔ4）は孔(22)内部を除いて約６μｍであり、多孔質
陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内部を埋め、さらに外表面(2
4)を被覆するものであった。前記Ｎｉ(32a)および前記
Ｎｉ−Ｐめっき皮膜(32b)は下地金属層(32)を構成する
ものである。
属層(32)および前記主金属層(31)による金属層を示し、
(11b)は前記多孔質陽極酸化皮膜(20)および前記金属層
(30)による保護層を示している。 〔実施例３〕実施例２と同じ方法で電解処理を施して、
図３に示すように前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)
の底にＮｉ(32a)を析出させた。水洗後さらに、浴組
成：硫酸ニッケル、次亜りん酸ナトリウム、りんご酸、
乳酸、ｐＨ４．４、浴温：９０℃、処理時間６０分の条
件で無電解めっき処理を施し、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜(32
b)を形成した。前記Ｎｉ−Ｐめっき皮膜(32b)の膜厚
（Ｔ4）は孔(22)内部を除いて約６μｍであり、多孔質
陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内部を埋め、さらに外表面(2
4)を被覆するものであった。前記Ｎｉ(32a)および前記
Ｎｉ−Ｐめっき皮膜(32b)は下地金属層(32)を構成する
ものである。
【００４５】次いで、シアン浴によりＡｕめっきを施し
て、前記下地金属層(32)上にＡｕの析出による主金属層
(31)を形成した。形成された主金属層(31)の厚さ
（Ｔ2）は、０．１μｍであった。
て、前記下地金属層(32)上にＡｕの析出による主金属層
(31)を形成した。形成された主金属層(31)の厚さ
（Ｔ2）は、０．１μｍであった。
【００４６】なお、図３において、(30)は、前記下地金
属層(32)および前記主金属層(31)による金属層を示し、
(11c)は前記多孔質陽極酸化皮膜(20)および前記金属層
(30)による保護層を示している。 〔比較例１〕各実施例と同じアルミニウム基材(10)に対
し、膜厚６μｍのＮｉめっき膜を形成し、さらにその上
に膜厚０．１μｍのＡｕめっきを積層させた。 〔比較例２〕ＪＩＳ ＳＵＳ３０４からなり、５０mm×
１００mm×２mm（厚さ）のステンレス鋼板の表面に、膜
厚０．１μｍのＡｕめっき膜を形成した。
属層(32)および前記主金属層(31)による金属層を示し、
(11c)は前記多孔質陽極酸化皮膜(20)および前記金属層
(30)による保護層を示している。 〔比較例１〕各実施例と同じアルミニウム基材(10)に対
し、膜厚６μｍのＮｉめっき膜を形成し、さらにその上
に膜厚０．１μｍのＡｕめっきを積層させた。 〔比較例２〕ＪＩＳ ＳＵＳ３０４からなり、５０mm×
１００mm×２mm（厚さ）のステンレス鋼板の表面に、膜
厚０．１μｍのＡｕめっき膜を形成した。
【００４７】上述の実施例１〜３，比較例１，２の表面
処理材について、下記の方法に従って電気伝導性および
耐食性について試験を行った。試験結果を表１に示す。 〔電気伝導性〕Ｃ（カーボン）基材との接触抵抗を測定
した。 〔耐食性〕８０℃の１０％硫酸溶液中に浸漬し、２００
時間後、５００時間後、１０００時間後の腐食状態を観
察した。
処理材について、下記の方法に従って電気伝導性および
耐食性について試験を行った。試験結果を表１に示す。 〔電気伝導性〕Ｃ（カーボン）基材との接触抵抗を測定
した。 〔耐食性〕８０℃の１０％硫酸溶液中に浸漬し、２００
時間後、５００時間後、１０００時間後の腐食状態を観
察した。
【００４８】
【表１】
【００４９】表１の結果より、実施例１〜３の接触抵抗
値は比較例２と略同程度であり、多孔質陽極酸化皮膜(2
0)が形成されていても燃料電池用セパレータとして使用
できるレベルであった。
値は比較例２と略同程度であり、多孔質陽極酸化皮膜(2
0)が形成されていても燃料電池用セパレータとして使用
できるレベルであった。
【００５０】また、実施例１〜３は１０００時間を超え
る耐食性があり、めっき膜のみの比較例に比べて顕著に
優れたものであった。現状のめっき処理ではピンホール
の発生を抑えることは極めて難しく、比較例１，２では
このピンホールから硫酸が侵入して基材の腐食が進行し
たものと考えられる。一方、各実施例では、同様にピン
ホールからの硫酸の侵入はあると考えられるが、多孔質
陽極酸化皮膜(20)、特にバリヤー型酸化皮膜(21)により
腐食の進行を阻止しているものと推測される。
る耐食性があり、めっき膜のみの比較例に比べて顕著に
優れたものであった。現状のめっき処理ではピンホール
の発生を抑えることは極めて難しく、比較例１，２では
このピンホールから硫酸が侵入して基材の腐食が進行し
たものと考えられる。一方、各実施例では、同様にピン
ホールからの硫酸の侵入はあると考えられるが、多孔質
陽極酸化皮膜(20)、特にバリヤー型酸化皮膜(21)により
腐食の進行を阻止しているものと推測される。
【００５１】
【発明の効果】以上の次第で、この発明の燃料電池用セ
パレータは、アルミニウムからなる基材の表面に、多孔
質陽極酸化皮膜と金属層とからなる保護層が形成されて
いるから、多孔質陽極酸化皮膜によって優れた耐食性が
得られるとともに、多孔質陽極酸化皮膜によって低下し
た電気伝導性は金属層によって回復してセパレータとし
て必要な電気伝導性が確保される。また、基材がアルミ
ニウムであるから、アルミニウム特有の強度、軽量性、
加工性、コスト性が得られる。
パレータは、アルミニウムからなる基材の表面に、多孔
質陽極酸化皮膜と金属層とからなる保護層が形成されて
いるから、多孔質陽極酸化皮膜によって優れた耐食性が
得られるとともに、多孔質陽極酸化皮膜によって低下し
た電気伝導性は金属層によって回復してセパレータとし
て必要な電気伝導性が確保される。また、基材がアルミ
ニウムであるから、アルミニウム特有の強度、軽量性、
加工性、コスト性が得られる。
【００５２】また、前記金属層が、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主
金属層で構成され、該主金属層が前記多孔質陽極酸化皮
膜の孔内部および外表面を被覆してなる場合は、これら
の金属の優れた耐食性と電気伝導性により、特に優れた
燃料電池用セパレータとなし得る。
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主
金属層で構成され、該主金属層が前記多孔質陽極酸化皮
膜の孔内部および外表面を被覆してなる場合は、これら
の金属の優れた耐食性と電気伝導性により、特に優れた
燃料電池用セパレータとなし得る。
【００５３】また、前記金属層は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、
Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む
下地金属層と、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、
Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主金属層とで構成され
ることが好ましく、主金属層による耐食性および電気伝
導性に加えて、下地形成による主金属層の均一形成、密
着性の向上という効果が得られる。このような効果は、
例えば前記下地金属層が前記多孔質陽極酸化皮膜の孔底
に形成されることによって得られる。また、前記下地金
属層が前記多孔質陽極酸化皮膜の孔内部および外表面に
形成される場合は、前記下地処理効果に加えて、Ａｕ等
の主金属層の高価材料の使用量が低減されコストダウン
を図ることもできる。
Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む
下地金属層と、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、
Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主金属層とで構成され
ることが好ましく、主金属層による耐食性および電気伝
導性に加えて、下地形成による主金属層の均一形成、密
着性の向上という効果が得られる。このような効果は、
例えば前記下地金属層が前記多孔質陽極酸化皮膜の孔底
に形成されることによって得られる。また、前記下地金
属層が前記多孔質陽極酸化皮膜の孔内部および外表面に
形成される場合は、前記下地処理効果に加えて、Ａｕ等
の主金属層の高価材料の使用量が低減されコストダウン
を図ることもできる。
【００５４】この発明の燃料電池用セパレータの製造方
法は、前記燃料電池用セパレータを製造する方法であっ
て、アルミニウムからなるセパレータ用基材の表面に保
護層を形成するに際し、前記基材に陽極酸化処理を施
し、該基材表面に多孔質陽極酸化皮膜を形成する陽極酸
化処理工程と、前記多孔質陽極酸化皮膜上に、金属層を
積層形成させる金属層形成処理工程とを実施することに
よって、多孔質陽極酸化皮膜上に金属層が積層され、耐
食性および電気伝導性に優れた保護層を形成するができ
る。
法は、前記燃料電池用セパレータを製造する方法であっ
て、アルミニウムからなるセパレータ用基材の表面に保
護層を形成するに際し、前記基材に陽極酸化処理を施
し、該基材表面に多孔質陽極酸化皮膜を形成する陽極酸
化処理工程と、前記多孔質陽極酸化皮膜上に、金属層を
積層形成させる金属層形成処理工程とを実施することに
よって、多孔質陽極酸化皮膜上に金属層が積層され、耐
食性および電気伝導性に優れた保護層を形成するができ
る。
【００５５】前記金属層形成処理工程において、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の
金属を析出させる主金属層形成処理を行うことにより、
あるいは、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ
のうちの１種以上の金属を析出させる下地金属層形成処
理を行い、次いでＡｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属を析出させる主金属層形
成処理を行うことにより、それぞれに対応する金属層が
形成される。特に、下地金属層の形成により主金属層の
形成を円滑に行うことができる。また、前記下地金属層
形成処理において、下地金属層の形成部位は前記多孔質
陽極酸化皮膜の孔底、または孔内部および外表面であ
り、後者の場合は主金属層の円滑な形成に加えて、Ａｕ
等の主金属層の高価材料の使用量を低減してコストダウ
ンを図ることができる。
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の
金属を析出させる主金属層形成処理を行うことにより、
あるいは、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ
のうちの１種以上の金属を析出させる下地金属層形成処
理を行い、次いでＡｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属を析出させる主金属層形
成処理を行うことにより、それぞれに対応する金属層が
形成される。特に、下地金属層の形成により主金属層の
形成を円滑に行うことができる。また、前記下地金属層
形成処理において、下地金属層の形成部位は前記多孔質
陽極酸化皮膜の孔底、または孔内部および外表面であ
り、後者の場合は主金属層の円滑な形成に加えて、Ａｕ
等の主金属層の高価材料の使用量を低減してコストダウ
ンを図ることができる。
【００５６】この発明の燃料電池は、正極室と負極室と
を仕切るセパレータとして、耐食性に優れた前記燃料電
池用セパレータが用いられているから、耐久性に優れて
いる。
を仕切るセパレータとして、耐食性に優れた前記燃料電
池用セパレータが用いられているから、耐久性に優れて
いる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の燃料電池用セパレータの一実施形態
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図２】この発明の燃料電池用セパレータの他の実施形
態の模式的断面図である。
態の模式的断面図である。
【図３】この発明の燃料電池用セパレータのさらに他の
実施形態の模式的断面図である。
実施形態の模式的断面図である。
1,2,3…燃料電池用セパレータ
10…アルミニウム基材
11a,11b,11c…保護層
20…多孔質陽極酸化皮膜
21…バリヤー型酸化皮膜
22…孔
23…多孔型酸化皮膜
24…外表面
30…金属層
31…主金属層
32…下地金属層
Claims (11)
- 【請求項１】 アルミニウムからなる基材(10)の表面に
保護層(11a)(11b)(11c)が形成された燃料電池用セパレ
ータであって、 前記保護層(11a)(11b)(11c)は、多孔質陽極酸化皮膜(2
0)と、該多孔質陽極酸化皮膜(20)の外側に積層された金
属層(30)と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】 前記金属層(30)は、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主
金属層(31)で構成され、該主金属層(31)が前記多孔質陽
極酸化皮膜(20)の孔(22)内部および外表面(24)を被覆し
てなる請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。 - 【請求項３】 前記金属層(30)は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、
Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種以上の金属を含む
下地金属層(32)と、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔのうち１種以上の金属を含む主金属層(31)とで
構成される請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。 - 【請求項４】 前記下地金属層(32)は前記多孔質陽極酸
化皮膜(20)の孔(22)底に形成され、前記主金属層(31)が
前記多孔質陽極酸化皮膜(20)の孔(22)内部および外表面
(24)を被覆してなる請求項３に記載の燃料電池用セパレ
ータ。 - 【請求項５】 前記下地金属層(32)は前記多孔質陽極酸
化皮膜(20)の孔(22)内部および外表面(24)に形成され、
前記主金属層(31)が前記下地金属層(32)を被覆してなる
請求項３に記載の燃料電池用セパレータ。 - 【請求項６】 アルミニウムからなるセパレータ用基材
の表面に保護層を形成するに際し、 前記基材に陽極酸化処理を施し、該基材表面に多孔質陽
極酸化皮膜を形成する陽極酸化処理工程と、 前記多孔質陽極酸化皮膜上に、金属層を積層形成させる
金属層形成処理工程とを実施し、 多孔質陽極酸化皮膜上に金属層が積層された保護層を形
成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７】 前記金属層形成処理工程において、Ａ
ｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち１種以
上の金属を析出させる主金属層形成処理を行う請求項６
に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項８】 前記金属層形成処理工程において、Ｎ
ｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎのうちの１種
以上の金属を析出させる下地金属層形成処理を行い、次
いでＡｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうち
１種以上の金属を析出させる主金属層形成処理を行う請
求項６に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項９】 前記下地金属層形成処理において、前記
多孔質陽極酸化皮膜の孔底に下地金属層を形成させる請
求項８に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項１０】 前記下地金属層形成処理において、前
記多孔質陽極酸化皮膜の孔内部および外表面に下地金属
層を形成させる請求項８に記載の燃料電池用セパレータ
の製造方法。 - 【請求項１１】 正極室と負極室とを仕切るセパレータ
として、請求項１〜５のいずれかに記載された燃料電池
用セパレータが用いられていることを特徴とする燃料電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001318955A JP2003123782A (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001318955A JP2003123782A (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003123782A true JP2003123782A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19136575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001318955A Pending JP2003123782A (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003123782A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1738429A1 (en) * | 2004-04-19 | 2007-01-03 | LG Electronics, Inc. | Fuel cell |
| KR100728059B1 (ko) | 2006-03-17 | 2007-06-13 | 충북대학교 산학협력단 | 연료전지용 도전성 재료 코팅 바이폴라플레이트 및 이를이용한 고체 고분자 전해질 연료전지 |
| JP2007287362A (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Aisin Takaoka Ltd | 燃料電池構成部品及びその製造方法 |
| JP2008004498A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Mitsubishi Materials Corp | 酸化性環境下に長期間さらされても接触抵抗が増加することの少ない複合層被覆金属板 |
| KR100804242B1 (ko) | 2006-09-07 | 2008-02-18 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 용융탄산염 연료전지용 분리판 액상 밀봉부의 코팅재 및이에 따른 코팅 방법 |
| CN100435396C (zh) * | 2007-05-23 | 2008-11-19 | 山东大学 | 一种具有催化作用双极板的制备方法 |
| JP2011222130A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Hitachi Ltd | 積層形燃料電池およびその製造方法 |
| CN113265638A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-08-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层及其制法与应用 |
-
2001
- 2001-10-17 JP JP2001318955A patent/JP2003123782A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1738429A1 (en) * | 2004-04-19 | 2007-01-03 | LG Electronics, Inc. | Fuel cell |
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| KR100804242B1 (ko) | 2006-09-07 | 2008-02-18 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 용융탄산염 연료전지용 분리판 액상 밀봉부의 코팅재 및이에 따른 코팅 방법 |
| CN100435396C (zh) * | 2007-05-23 | 2008-11-19 | 山东大学 | 一种具有催化作用双极板的制备方法 |
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| CN113265638A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-08-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层及其制法与应用 |
| CN113265638B (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-14 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层及其制法与应用 |
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