JP2003234109A - 燃料電池用金属セパレータ及びその製造方法 - Google Patents
燃料電池用金属セパレータ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属板に対する貴金属メッキ膜の密着度が高
く、耐食性が良好で接触電気抵抗が小さく、小型でコス
トの低い燃料電池用金属セパレータを提供することを目
的とする。 【解決手段】金属板１２表面に貴金属膜１４をメッキ形
成した後、貴金属膜１４を金属板１２とともに圧下率１
％以上で圧延加工し、しかる後に燃料ガス又は酸化性ガ
スを流通させるための流路（溝１６）を加工形成する。
また圧延加工に際して、面粗度がＲｍａｘで圧下量以下
の圧延ロールを用いる。
く、耐食性が良好で接触電気抵抗が小さく、小型でコス
トの低い燃料電池用金属セパレータを提供することを目
的とする。 【解決手段】金属板１２表面に貴金属膜１４をメッキ形
成した後、貴金属膜１４を金属板１２とともに圧下率１
％以上で圧延加工し、しかる後に燃料ガス又は酸化性ガ
スを流通させるための流路（溝１６）を加工形成する。
また圧延加工に際して、面粗度がＲｍａｘで圧下量以下
の圧延ロールを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は燃料電池用の金属
セパレータ及びその製造方法に関する。
セパレータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
電池活性物質（燃料ガス）と酸化性ガス（酸化剤）とを
外部から連続的に供給して燃焼反応（酸化反応）を電気
化学的に行わせ、生成した化学的エネルギーを熱にせず
に直接電気エネルギーに変換して連続的に取り出す燃料
電池が実用化に向けて盛んに研究開発されている。
電池活性物質（燃料ガス）と酸化性ガス（酸化剤）とを
外部から連続的に供給して燃焼反応（酸化反応）を電気
化学的に行わせ、生成した化学的エネルギーを熱にせず
に直接電気エネルギーに変換して連続的に取り出す燃料
電池が実用化に向けて盛んに研究開発されている。
【０００３】この燃料電池には燃料ガス及び電解質の種
類によって様々なタイプのものがあり、その１つとして
固体高分子膜を電解質として用いたものがある。この種
燃料電池では、セパレータを用いて燃料ガスと酸化性ガ
スとを分離状態に保ちつつ、そのセパレータによってそ
れら燃料ガス，酸化性ガスを流通させるための流路を形
成するようにしている。
類によって様々なタイプのものがあり、その１つとして
固体高分子膜を電解質として用いたものがある。この種
燃料電池では、セパレータを用いて燃料ガスと酸化性ガ
スとを分離状態に保ちつつ、そのセパレータによってそ
れら燃料ガス，酸化性ガスを流通させるための流路を形
成するようにしている。
【０００４】この燃料電池ではまた、セパレータを導電
材として用い、一方の面を固体高分子膜に接触させると
ともに、他方の面を隣接する単位電池のセパレータに接
触させ、かかるセパレータを通じて発生した電気を流す
ようにしている。従ってこのセパレータとしては優れた
導電性を有すること（電気抵抗が小さいこと）、また燃
料ガス，酸化性ガスに対してガス気密性が高いことが要
求される。このセパレータはまた、約１００℃の硫酸雰
囲気という厳しい腐食環境下に長時間曝されるため、極
めて高い耐食性も要求される。
材として用い、一方の面を固体高分子膜に接触させると
ともに、他方の面を隣接する単位電池のセパレータに接
触させ、かかるセパレータを通じて発生した電気を流す
ようにしている。従ってこのセパレータとしては優れた
導電性を有すること（電気抵抗が小さいこと）、また燃
料ガス，酸化性ガスに対してガス気密性が高いことが要
求される。このセパレータはまた、約１００℃の硫酸雰
囲気という厳しい腐食環境下に長時間曝されるため、極
めて高い耐食性も要求される。
【０００５】そこで従来にあってはこのセパレータとし
てグラファイトを用い、そしてこれを切削加工すること
によって必要な流路、即ち燃料ガス又は酸化性ガスの流
通用の流路を形成するようにしていた。しかしながらこ
の場合セパレータのコストが高コストとなってしまうと
ともに、セパレータの肉厚が必然的に厚肉となってしま
うために、セパレータ自体ひいては燃料電池が重く、ま
た大型化してしまうといった問題があった。
てグラファイトを用い、そしてこれを切削加工すること
によって必要な流路、即ち燃料ガス又は酸化性ガスの流
通用の流路を形成するようにしていた。しかしながらこ
の場合セパレータのコストが高コストとなってしまうと
ともに、セパレータの肉厚が必然的に厚肉となってしま
うために、セパレータ自体ひいては燃料電池が重く、ま
た大型化してしまうといった問題があった。
【０００６】そこでセパレータを金属板にて構成すれ
ば、上記燃料ガス，酸化性ガスの流路を塑性加工にて形
成することが可能となり、またセパレータ自体の肉厚も
薄くすることができて燃料電池を軽量化，小型化でき、
またセパレータ自体のコストも低減できて望ましいが、
上記のようにセパレータには優れた導電性，極めて高い
耐食性が要求され、従来提供されている金属材ではこれ
ら要求特性を充足し得ないのが実状であった。
ば、上記燃料ガス，酸化性ガスの流路を塑性加工にて形
成することが可能となり、またセパレータ自体の肉厚も
薄くすることができて燃料電池を軽量化，小型化でき、
またセパレータ自体のコストも低減できて望ましいが、
上記のようにセパレータには優れた導電性，極めて高い
耐食性が要求され、従来提供されている金属材ではこれ
ら要求特性を充足し得ないのが実状であった。
【０００７】そこで本発明者等はＦｅ基合金，Ｎｉ基合
金，Ｔｉ若しくはＴｉ基合金等の金属板表面に貴金属膜
をメッキ形成して燃料電池用のセパレータを構成するこ
とを案出した。しかしながら、単に貴金属膜を金属板表
面にメッキ形成しただけであると（メッキままである
と）、金属板に対する貴金属膜の密着度が低く、比較的
簡単に貴金属膜がメッキ剥れを生じてしまって、そのメ
ッキ剥れの部分から腐食が進行してしまい、耐食性の点
で不十分である問題があった。
金，Ｔｉ若しくはＴｉ基合金等の金属板表面に貴金属膜
をメッキ形成して燃料電池用のセパレータを構成するこ
とを案出した。しかしながら、単に貴金属膜を金属板表
面にメッキ形成しただけであると（メッキままである
と）、金属板に対する貴金属膜の密着度が低く、比較的
簡単に貴金属膜がメッキ剥れを生じてしまって、そのメ
ッキ剥れの部分から腐食が進行してしまい、耐食性の点
で不十分である問題があった。
【０００８】また貴金属のメッキ膜には大小の多くのピ
ンホールが生じており、而してそのようなピンホールが
あると、たとえ貴金属膜が良好に金属板表面に密着して
いたとしても、そのようなピンホールから腐食が進行
し、そしてそこから貴金属膜が容易に剥れてしまうとい
った問題のあることが判明した。尤も貴金属のメッキ膜
を厚く形成すればそのようなピンホールの数を少なくし
たりピンホールの生成を抑制したりすることができる
が、この場合高価な貴金属膜の厚みが厚くなることに伴
ってコストが高くなってしまう問題を生ずる。
ンホールが生じており、而してそのようなピンホールが
あると、たとえ貴金属膜が良好に金属板表面に密着して
いたとしても、そのようなピンホールから腐食が進行
し、そしてそこから貴金属膜が容易に剥れてしまうとい
った問題のあることが判明した。尤も貴金属のメッキ膜
を厚く形成すればそのようなピンホールの数を少なくし
たりピンホールの生成を抑制したりすることができる
が、この場合高価な貴金属膜の厚みが厚くなることに伴
ってコストが高くなってしまう問題を生ずる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池用金属
セパレータ及びその製造方法はこのような問題を解決す
るために案出されたものである。而して請求項１は金属
セパレータの製造方法に関するもので、金属板表面に貴
金属膜をメッキ形成した後、該貴金属膜を該金属板とと
もに圧延加工し、しかる後に燃料ガス又は酸化性ガスを
流通させるための流路を加工形成することを特徴とす
る。
セパレータ及びその製造方法はこのような問題を解決す
るために案出されたものである。而して請求項１は金属
セパレータの製造方法に関するもので、金属板表面に貴
金属膜をメッキ形成した後、該貴金属膜を該金属板とと
もに圧延加工し、しかる後に燃料ガス又は酸化性ガスを
流通させるための流路を加工形成することを特徴とす
る。
【００１０】請求項２の方法は、請求項１において、前
記圧延加工を１％以上の圧下率で行うことを特徴とす
る。
記圧延加工を１％以上の圧下率で行うことを特徴とす
る。
【００１１】請求項３の方法は、請求項１，２の何れか
において、面粗度がＲｍａｘで圧下量以下の圧延ロール
を用いて前記圧延加工を施すことを特徴とする。
において、面粗度がＲｍａｘで圧下量以下の圧延ロール
を用いて前記圧延加工を施すことを特徴とする。
【００１２】請求項４の方法は、請求項１〜３の何れか
において、前記金属板としてＦｅ基合金，Ｎｉ基合金又
はＴｉ若しくはＴｉ基合金の１種又は２種以上を用いる
ことを特徴とする。
において、前記金属板としてＦｅ基合金，Ｎｉ基合金又
はＴｉ若しくはＴｉ基合金の１種又は２種以上を用いる
ことを特徴とする。
【００１３】請求項５の方法は、請求項１〜４の何れか
において、前記貴金属膜としてＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ
若しくはそれらの合金の１種又は２種以上を前記金属板
表面にメッキ形成することを特徴とする。
において、前記貴金属膜としてＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ
若しくはそれらの合金の１種又は２種以上を前記金属板
表面にメッキ形成することを特徴とする。
【００１４】請求項６は金属セパレータに関するもの
で、金属板表面に貴金属膜がメッキ形成してあり、且つ
該貴金属膜に対し該金属板とともに圧下率１％以上の圧
延加工が施してあるとともに燃料ガス又は酸化性ガスを
流通させるための流路が加工形成してあることを特徴と
する。
で、金属板表面に貴金属膜がメッキ形成してあり、且つ
該貴金属膜に対し該金属板とともに圧下率１％以上の圧
延加工が施してあるとともに燃料ガス又は酸化性ガスを
流通させるための流路が加工形成してあることを特徴と
する。
【００１５】請求項７のものは、請求項６において、前
記金属板がＦｅ基合金，Ｎｉ基合金又はＴｉ若しくはＴ
ｉ基合金の１種又は２種以上であることを特徴とする。
記金属板がＦｅ基合金，Ｎｉ基合金又はＴｉ若しくはＴ
ｉ基合金の１種又は２種以上であることを特徴とする。
【００１６】請求項８のものは、請求項６，７の何れか
において、前記貴金属膜がＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ若し
くはそれらの合金の１種又は２種以上であることを特徴
とする。
において、前記貴金属膜がＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ若し
くはそれらの合金の１種又は２種以上であることを特徴
とする。
【００１７】
【作用及び発明の効果】以上のように本発明の金属セパ
レータの製造方法は、金属板表面に貴金属膜をメッキ形
成した後、これを金属板とともに圧延加工し、しかる後
に燃料ガス又は酸化性ガスを流通させるための流路を加
工形成するものである（請求項１）。
レータの製造方法は、金属板表面に貴金属膜をメッキ形
成した後、これを金属板とともに圧延加工し、しかる後
に燃料ガス又は酸化性ガスを流通させるための流路を加
工形成するものである（請求項１）。
【００１８】本発明者等は、金属板表面に貴金属膜をメ
ッキ形成した後、貴金属膜に対し金属板とともに圧延加
工を施したところ、貴金属膜のピンホールが良好に目潰
しされ、従ってそのピンホールの部分で腐食が進行し
て、ついには貴金属膜の剥離を引き起すといった問題を
良好に改善できることを見出した。本発明はこのような
知見の下になされたものである。
ッキ形成した後、貴金属膜に対し金属板とともに圧延加
工を施したところ、貴金属膜のピンホールが良好に目潰
しされ、従ってそのピンホールの部分で腐食が進行し
て、ついには貴金属膜の剥離を引き起すといった問題を
良好に改善できることを見出した。本発明はこのような
知見の下になされたものである。
【００１９】而して本発明によれば、圧延加工によって
金属板表面の貴金属膜の有するピンホールを良好に目潰
しでき、また貴金属膜の金属板に対する密着性を高め得
ることから、金属セパレータの耐食性を効果的に高める
ことができる。また貴金属のメッキ膜を薄くできること
からコストを低減できる効果も得られる。
金属板表面の貴金属膜の有するピンホールを良好に目潰
しでき、また貴金属膜の金属板に対する密着性を高め得
ることから、金属セパレータの耐食性を効果的に高める
ことができる。また貴金属のメッキ膜を薄くできること
からコストを低減できる効果も得られる。
【００２０】この場合において上記圧延加工は１％以上
の圧下率で行うことが望ましい（請求項２，請求項
６）。本発明者等は、貴金属膜を金属板表面にメッキ形
成した後、その貴金属膜を金属板とともに５％以上の圧
下率で圧延処理したところ、金属板表面に対する貴金属
膜の密着性が高くなり、耐食性も良好になることを見出
した。
の圧下率で行うことが望ましい（請求項２，請求項
６）。本発明者等は、貴金属膜を金属板表面にメッキ形
成した後、その貴金属膜を金属板とともに５％以上の圧
下率で圧延処理したところ、金属板表面に対する貴金属
膜の密着性が高くなり、耐食性も良好になることを見出
した。
【００２１】しかしながらその後研究を継続する中で、
金属板の材質によっては上記の圧延加工によって導入さ
れた歪みにより延性が低下し、圧延加工の後に燃料ガス
又は酸化性ガスを流通させるための流路の加工形成を行
うと、その際に割れや括れ等が生じ易く、これにより貴
金属膜が破断して耐食性が劣化してしまう問題が、上記
金属板表面に貴金属膜をメッキ形成して成る金属セパレ
ータに内在していることが判明した。
金属板の材質によっては上記の圧延加工によって導入さ
れた歪みにより延性が低下し、圧延加工の後に燃料ガス
又は酸化性ガスを流通させるための流路の加工形成を行
うと、その際に割れや括れ等が生じ易く、これにより貴
金属膜が破断して耐食性が劣化してしまう問題が、上記
金属板表面に貴金属膜をメッキ形成して成る金属セパレ
ータに内在していることが判明した。
【００２２】そこで本発明者等は５％未満の軽圧下、特
に１％以上の軽圧下の下で貴金属膜に対し金属板ととも
に圧延加工を施したところ、５％以上の圧下率での圧延
加工と同等の耐食性と被膜の密着性を有する金属セパレ
ータが得られる知見を得た。請求項２及び請求項６の発
明はこのような知見の下になされたものである。
に１％以上の軽圧下の下で貴金属膜に対し金属板ととも
に圧延加工を施したところ、５％以上の圧下率での圧延
加工と同等の耐食性と被膜の密着性を有する金属セパレ
ータが得られる知見を得た。請求項２及び請求項６の発
明はこのような知見の下になされたものである。
【００２３】但しこの場合において圧延ロールを用いて
圧延を行う際、その圧延ロールの面粗度をＲｍａｘで圧
下量以下の平滑な圧延ロールを用いることが望ましい
（請求項３）。例えば製品の厚みが０．２ｍｍのものに
対して圧下率５％で圧延加工を施す場合圧下量は１０μ
ｍであり、また圧下率３％で圧延加工を施す場合圧下量
は６μｍと極めて微量である。
圧延を行う際、その圧延ロールの面粗度をＲｍａｘで圧
下量以下の平滑な圧延ロールを用いることが望ましい
（請求項３）。例えば製品の厚みが０．２ｍｍのものに
対して圧下率５％で圧延加工を施す場合圧下量は１０μ
ｍであり、また圧下率３％で圧延加工を施す場合圧下量
は６μｍと極めて微量である。
【００２４】この場合において通常の圧延ロールを用い
た場合、表面が平滑とされている圧延ロールであっても
表面の面粗度は４〜８μｍ程度であるから、例えば６μ
ｍ潰そうとしてもロールの表面自体の凹凸が８μｍもあ
ったのでは圧下が良好にできないことになる。厳密に
は、部分的に圧下できないところ（潰せないところ）も
あるし、圧下できるところ（潰せるところ）もあるとい
うことになる。
た場合、表面が平滑とされている圧延ロールであっても
表面の面粗度は４〜８μｍ程度であるから、例えば６μ
ｍ潰そうとしてもロールの表面自体の凹凸が８μｍもあ
ったのでは圧下が良好にできないことになる。厳密に
は、部分的に圧下できないところ（潰せないところ）も
あるし、圧下できるところ（潰せるところ）もあるとい
うことになる。
【００２５】それで圧下できていない部分についてはメ
ッキ欠陥がそのまま残ることとなり、従ってそこから腐
食が進行することとなって、耐食性が悪くなってしま
う。本発明者等が当初圧下率５％以上での圧延加工を検
討していたのはこうした事情に基づく。
ッキ欠陥がそのまま残ることとなり、従ってそこから腐
食が進行することとなって、耐食性が悪くなってしま
う。本発明者等が当初圧下率５％以上での圧延加工を検
討していたのはこうした事情に基づく。
【００２６】本発明者等は、当初５％未満の圧下率で圧
延加工を行ったところ必ずしも十分な結果が得られず、
そこで圧下率については５％以上が必要であるとの認識
を有するに到ったが、その原因を追求したところ、ロー
ル表面の面粗度が不十分であることがその主たる原因で
あるとの知見を得、また併せてロール表面の面粗度をＲ
ｍａｘで圧下量以下とすれば、圧下率５％未満の軽圧下
でも、例えば圧下率１％以上（５％未満）の軽圧下でも
十分に貴金属膜の密着性及びピンホールの目潰しをなし
得て、耐食性を十分に高め得るとの知見を得た。本発明
はこうした知見の下になされたものである。
延加工を行ったところ必ずしも十分な結果が得られず、
そこで圧下率については５％以上が必要であるとの認識
を有するに到ったが、その原因を追求したところ、ロー
ル表面の面粗度が不十分であることがその主たる原因で
あるとの知見を得、また併せてロール表面の面粗度をＲ
ｍａｘで圧下量以下とすれば、圧下率５％未満の軽圧下
でも、例えば圧下率１％以上（５％未満）の軽圧下でも
十分に貴金属膜の密着性及びピンホールの目潰しをなし
得て、耐食性を十分に高め得るとの知見を得た。本発明
はこうした知見の下になされたものである。
【００２７】因みに製品厚さが０．２ｍｍで圧下率が１
％の場合、圧下量は２μｍであり、従ってこの場合には
面粗度がＲｍａｘで２μｍ以下のものを用いることとな
る。尚このような高平滑度の圧延ロールは、ロール表面
をラップ研磨するなどして得ることができる。
％の場合、圧下量は２μｍであり、従ってこの場合には
面粗度がＲｍａｘで２μｍ以下のものを用いることとな
る。尚このような高平滑度の圧延ロールは、ロール表面
をラップ研磨するなどして得ることができる。
【００２８】本発明においては、上記金属板として各種
のものを用いることが可能であるが、特にＦｅ基合金，
Ｎｉ基合金又はＴｉ若しくはＴｉ基合金の何れか１種又
は２種以上を用いることが耐食性，強度等の点で好まし
く（請求項４，請求項７）、また貴金属膜としてはＡ
ｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ若しくはそれらの合金の１種又は
２種以上とすることが貴金属膜の導電性，耐食性，成形
性，被圧延性，コスト等の点から望ましい（請求項５，
請求項８）。
のものを用いることが可能であるが、特にＦｅ基合金，
Ｎｉ基合金又はＴｉ若しくはＴｉ基合金の何れか１種又
は２種以上を用いることが耐食性，強度等の点で好まし
く（請求項４，請求項７）、また貴金属膜としてはＡ
ｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ若しくはそれらの合金の１種又は
２種以上とすることが貴金属膜の導電性，耐食性，成形
性，被圧延性，コスト等の点から望ましい（請求項５，
請求項８）。
【００２９】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。図１
において、１０は燃料電池用の金属セパレータで、金属
板１２表面に貴金属膜１４がメッキ形成してある。この
金属セパレータ１０には、燃料ガス又は酸化性ガスを流
通させるための流路としての溝１６が形成してある。
において、１０は燃料電池用の金属セパレータで、金属
板１２表面に貴金属膜１４がメッキ形成してある。この
金属セパレータ１０には、燃料ガス又は酸化性ガスを流
通させるための流路としての溝１６が形成してある。
【００３０】この金属セパレータ１０は、金属板１２表
面に貴金属膜１４をメッキ形成した上で、その全体を圧
延ロールを用いて圧延加工し、その後溝加工を施すこと
によって得ることができる。ここで溝１６の加工形成
は、貴金属膜１４をメッキ形成した金属板１２を塑性加
工することにより、例えばプレス加工或いは溝１６に対
応した凹凸形状を有する一対のロールを用いて曲げ加工
するなどして容易に行うことができる。
面に貴金属膜１４をメッキ形成した上で、その全体を圧
延ロールを用いて圧延加工し、その後溝加工を施すこと
によって得ることができる。ここで溝１６の加工形成
は、貴金属膜１４をメッキ形成した金属板１２を塑性加
工することにより、例えばプレス加工或いは溝１６に対
応した凹凸形状を有する一対のロールを用いて曲げ加工
するなどして容易に行うことができる。
【００３１】尚、場合によって金属板１２表面に貴金属
膜１４をメッキ形成し、更に圧延加工した後これを熱処
理することによって、圧延加工の際に生じた加工硬化を
除去するようになすことができる。この場合の熱処理は
７００℃以下の温度で行うことができる。この実施例に
おいて、金属セパレータ１０は例えば大きさが３２ｍｍ
×３２ｍｍで、板厚が０．２ｍｍであり、また溝１６の
幅が２ｍｍで、深さが１ｍｍ、溝１６のピッチが６ｍｍ
のものである。
膜１４をメッキ形成し、更に圧延加工した後これを熱処
理することによって、圧延加工の際に生じた加工硬化を
除去するようになすことができる。この場合の熱処理は
７００℃以下の温度で行うことができる。この実施例に
おいて、金属セパレータ１０は例えば大きさが３２ｍｍ
×３２ｍｍで、板厚が０．２ｍｍであり、また溝１６の
幅が２ｍｍで、深さが１ｍｍ、溝１６のピッチが６ｍｍ
のものである。
【００３２】この実施例の金属セパレータ１０は、固体
高分子膜を電解質として用いた燃料電池用のもので、そ
の固体高分子膜に接する側の表側の面１０ａと、その反
対側の面１０ｂ（この反対側の面１０ｂは隣接する単位
電池の金属セパレータと接触する部分である）の両面に
貴金属膜１４がメッキ形成してある。但し特に高導電性
が必要とされるのは固体高分子膜の側の表側の面１０ａ
であり、場合よって反対側の面１０ｂについては貴金属
膜１４のメッキ形成を省略することもできる。
高分子膜を電解質として用いた燃料電池用のもので、そ
の固体高分子膜に接する側の表側の面１０ａと、その反
対側の面１０ｂ（この反対側の面１０ｂは隣接する単位
電池の金属セパレータと接触する部分である）の両面に
貴金属膜１４がメッキ形成してある。但し特に高導電性
が必要とされるのは固体高分子膜の側の表側の面１０ａ
であり、場合よって反対側の面１０ｂについては貴金属
膜１４のメッキ形成を省略することもできる。
【００３３】表１は、同表に示す各種材質の金属板１２
表面に同じく同表に示す各種材質の貴金属膜１４をメッ
キ形成した後、同じく同表に示す圧下率で圧延加工した
クラッド材から耐食性試験片，密着性試験片，接触電気
抵抗試験片を採取し、それぞれについて耐食性試験，密
着性試験，接触電気抵抗試験を行った結果を示してい
る。尚耐食性試験，密着性試験，接触電気抵抗試験はそ
れぞれ下記の条件の下で行った。
表面に同じく同表に示す各種材質の貴金属膜１４をメッ
キ形成した後、同じく同表に示す圧下率で圧延加工した
クラッド材から耐食性試験片，密着性試験片，接触電気
抵抗試験片を採取し、それぞれについて耐食性試験，密
着性試験，接触電気抵抗試験を行った結果を示してい
る。尚耐食性試験，密着性試験，接触電気抵抗試験はそ
れぞれ下記の条件の下で行った。
【００３４】耐食性試験：０．１重量％の硫酸液（ｐＨ
２）０．４リットルを環流しながら沸騰させた雰囲気中
に、４０×５０ｍｍの試験片を１６８時間保持し、溶液
中に溶出した金属（Ｎｉ，Ｆｅ）イオンを原子吸光光度
法で分析し、溶液１リットル当りの重量で表した。
２）０．４リットルを環流しながら沸騰させた雰囲気中
に、４０×５０ｍｍの試験片を１６８時間保持し、溶液
中に溶出した金属（Ｎｉ，Ｆｅ）イオンを原子吸光光度
法で分析し、溶液１リットル当りの重量で表した。
【００３５】密着性試験：上記耐食性試験を実施した直
後の試験片を用い、この試験片の表面を超純水で洗浄後
にアセトン置換して乾燥させ、乾いた試験片の貴金属膜
１４の表面に幅１８ｍｍ，長さ５０ｍｍの粘着テープを
貼り付け爪で良く擦って接着させた後、粘着テープの一
端を少し引き上げ、貴金属膜１４の表面に対してほぼ並
行になるようにして一気に引き剥した。判定は、貴金属
膜１４が粘着テープに少しでも付着していれば×、全く
付着していなければ○とした。
後の試験片を用い、この試験片の表面を超純水で洗浄後
にアセトン置換して乾燥させ、乾いた試験片の貴金属膜
１４の表面に幅１８ｍｍ，長さ５０ｍｍの粘着テープを
貼り付け爪で良く擦って接着させた後、粘着テープの一
端を少し引き上げ、貴金属膜１４の表面に対してほぼ並
行になるようにして一気に引き剥した。判定は、貴金属
膜１４が粘着テープに少しでも付着していれば×、全く
付着していなければ○とした。
【００３６】接触電気抵抗試験：１７×１７ｍｍの試験
片の両面をカーボンペーパーで挟み、荷重２４kgf／ｃ
ｍ２，印加電流９０ｍＡを流したときの電圧を測定し
て、接触電気抵抗を測定した。
片の両面をカーボンペーパーで挟み、荷重２４kgf／ｃ
ｍ２，印加電流９０ｍＡを流したときの電圧を測定し
て、接触電気抵抗を測定した。
【００３７】結果が表１に併せて示してある。尚表１中
Ａｇ／Ｐｄは、Ａｇ７０重量％とＰｄ３０重量％の合金
である。
Ａｇ／Ｐｄは、Ａｇ７０重量％とＰｄ３０重量％の合金
である。
【００３８】
【表１】
【００３９】次に図２は、表１（比較例No.1,本発明例N
o.1,2,3：ＳＵＳ３１６Ｌの金属板１２に貴金属膜１４
としてＡｕメッキをしたもので圧延ロールの面粗度は
１．８としたもの）において得られた結果に基づいて、
圧延加工の圧下率とＦｅイオン，Ｎｉイオンのイオン溶
出量との関係を表したものである。ここでＦｅイオン，
Ｎｉイオンのイオン溶出量は、メッキ形成した貴金属膜
１４のピンホールの程度、即ちメッキ欠陥の程度を表し
ている。即ちピンホールが多いと、そこからの金属イオ
ンの溶出量が多くなることから、その金属イオンの溶出
量を調べることによってピンホールの程度、即ちメッキ
欠陥の程度を知ることができる。
o.1,2,3：ＳＵＳ３１６Ｌの金属板１２に貴金属膜１４
としてＡｕメッキをしたもので圧延ロールの面粗度は
１．８としたもの）において得られた結果に基づいて、
圧延加工の圧下率とＦｅイオン，Ｎｉイオンのイオン溶
出量との関係を表したものである。ここでＦｅイオン，
Ｎｉイオンのイオン溶出量は、メッキ形成した貴金属膜
１４のピンホールの程度、即ちメッキ欠陥の程度を表し
ている。即ちピンホールが多いと、そこからの金属イオ
ンの溶出量が多くなることから、その金属イオンの溶出
量を調べることによってピンホールの程度、即ちメッキ
欠陥の程度を知ることができる。
【００４０】これらの結果に表れているように、圧延加
工に際して圧下率５％未満の軽圧下の下でも１％以上で
あれば十分に優れた耐食性が得られ、また１％未満の圧
下率でも実用上全く問題のない耐食性であることが分
る。また表１に示しているように、圧下率５％未満の軽
圧下の下でも圧下することによって貴金属膜１４の良好
な密着力が得られ、また接触電気抵抗値も小さく、導電
性においても優れたものが得られることが分る。
工に際して圧下率５％未満の軽圧下の下でも１％以上で
あれば十分に優れた耐食性が得られ、また１％未満の圧
下率でも実用上全く問題のない耐食性であることが分
る。また表１に示しているように、圧下率５％未満の軽
圧下の下でも圧下することによって貴金属膜１４の良好
な密着力が得られ、また接触電気抵抗値も小さく、導電
性においても優れたものが得られることが分る。
【００４１】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた形態，態様で構成，実施可
能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた形態，態様で構成，実施可
能である。
【図１】本発明の一実施例である燃料電池用金属セパレ
ータを示す図である。
ータを示す図である。
【図２】本発明の実施例において得られた圧下率とイオ
ン溶出量との関係を示す図である。
ン溶出量との関係を示す図である。
１０ 金属セパレータ
１２ 金属板
１４ 貴金属膜
１６ 溝（流路）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高木 忍
愛知県名古屋市南区大同町二丁目30番地
大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内
Ｆターム(参考） 5H026 AA06 BB02 BB04 CC03 EE02
EE08 HH00
Claims (8)
- 【請求項１】 金属板表面に貴金属膜をメッキ形成した
後、該貴金属膜を該金属板とともに圧延加工し、しかる
後に燃料ガス又は酸化性ガスを流通させるための流路を
加工形成することを特徴とする燃料電池用金属セパレー
タの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記圧延加工を１％
以上の圧下率で行うことを特徴とする燃料電池用金属セ
パレータの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１，２の何れかにおいて、面粗度
がＲｍａｘで圧下量以下の圧延ロールを用いて前記圧延
加工を施すことを特徴とする燃料電池用金属セパレータ
の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記金
属板としてＦｅ基合金，Ｎｉ基合金又はＴｉ若しくはＴ
ｉ基合金の１種又は２種以上を用いることを特徴とする
燃料電池用金属セパレータの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記貴
金属膜としてＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ若しくはそれらの
合金の１種又は２種以上を前記金属板表面にメッキ形成
することを特徴とする燃料電池用金属セパレータの製造
方法。 - 【請求項６】 金属板表面に貴金属膜がメッキ形成して
あり、且つ該貴金属膜に対し該金属板とともに圧下率１
％以上の圧延加工が施してあるとともに燃料ガス又は酸
化性ガスを流通させるための流路が加工形成してあるこ
とを特徴とする燃料電池用金属セパレータ。 - 【請求項７】 請求項６において、前記金属板がＦｅ基
合金，Ｎｉ基合金又はＴｉ若しくはＴｉ基合金の１種又
は２種以上であることを特徴とする燃料電池用金属セパ
レータ。 - 【請求項８】 請求項６，７の何れかにおいて、前記貴
金属膜がＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ若しくはそれらの合金
の１種又は２種以上であることを特徴とする燃料電池用
金属セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032949A JP3991701B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 燃料電池用金属セパレータ及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2002032949A JP3991701B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 燃料電池用金属セパレータ及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234109A true JP2003234109A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3991701B2 JP3991701B2 (ja) | 2007-10-17 |
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| JP (1) | JP3991701B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004019437A1 (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-04 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | 燃料電池用金属部材とその製造方法、固体高分子形燃料電池用オーステナイトステンレス鋼とそれを用いた燃料電池用金属部材、固体高分子型燃料電池材料とその製造方法、耐食性導電部材とその製造方法、及び燃料電池 |
| WO2005090626A1 (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Jfe Steel Corporation | 通電部材用金属材料、それを用いた燃料電池用セパレータおよびその燃料電池 |
| JP2006278172A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nikko Kinzoku Kk | 燃料電池のセパレータ用材料 |
| US7385163B2 (en) | 2003-12-11 | 2008-06-10 | Automotive Componets Holdings, Llc | Fuel tank assembly and method of assembly |
| JP2010024508A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Toyota Motor Corp | 金属めっき処理方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001068129A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法および燃料電池 |
| JP2002260681A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Daido Steel Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用金属セパレータ及びその製造方法 |
| JP2003092119A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-03-28 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
-
2002
- 2002-02-08 JP JP2002032949A patent/JP3991701B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7597987B2 (en) | 2002-08-20 | 2009-10-06 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Metal component for fuel cell and method of manufacturing the same, austenitic stainless steel for polymer electrolyte fuel cell and metal component for fuel cell material and method of manufacturing the same, corrosion-resistant conductive component and method of manufacturing the same, and fuel cell |
| US8133632B2 (en) | 2002-08-20 | 2012-03-13 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Metal component for fuel cell and method of manufacturing the same, austenitic stainless steel for polymer electrolyte fuel cell and metal component for fuel cell using the same, polymer electrolyte fuel cell material and method of manufacturing the same, corrosion-resistant conductive component and method of manufacturing the same, and fuel cell |
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| KR100851687B1 (ko) * | 2004-03-18 | 2008-08-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 통전부재용 금속재료, 그것을 사용한 연료전지용 세퍼레이터 및 그 연료전지 |
| US8278009B2 (en) | 2004-03-18 | 2012-10-02 | Jfe Steel Corporation | Metallic material for conductive member, separator for fuel cell using the same, and fuel cell using the separator |
| JP2006278172A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nikko Kinzoku Kk | 燃料電池のセパレータ用材料 |
| JP2010024508A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Toyota Motor Corp | 金属めっき処理方法 |
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