JP2004014272A - Separator for fuel cell - Google Patents

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Michinari Miyagawa
宮川 倫成
Ryoichi Yamamoto
山本 良一
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for a fuel cell, in particular, for a solid polymer electrolyte-type fuel cell, satisfying both of power collecting performance and moldability, and strength and corrosion resistance. <P>SOLUTION: This separator for the fuel cell has a conductive layer 12 of a resin prepared by mixing a resin and a conductive filler, on at least one face of a metallic base 11, and the resin conductive layer has (a) the resin, and (b) the first conductive filler of which a content per volume is continuously changed in a state of being high at a metallic base side and low at a surface side. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池用セパレータに係り、詳しくは単電池を複数積層して構成する燃料電池において隣接する単電池間に設けられ、電極との間で燃料ガス流路及び酸化ガス流路を形成すると共に燃料ガスと酸化ガスとを隔てる燃料電池用セパレータであって、特に成形性、強度、耐食性に優れた燃料電池用セパレータに関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池、特に固体高分子型燃料電池を構成するセパレータは、固体電解質膜を両側から挟持する各電極に接触して配置されて、該電極との間に燃料ガス、酸化剤ガス等の供給ガス流路を形成するため、セパレータの電極に対向する面にはガス流路を形成するための多数の突起部、溝部等が形成される。
【0003】
また、燃料電池の単電池の起電力は、1V以下と低く、通常、複数個の単電池をセパレータを介して積層して構成される。そのため、セパレータは、電極と接触して電流を導出する役割を果たすため、集電性能に優れたものが要求される。
【0004】
従来、一般に燃料電池用セパレータとしては、基材として強度、導電性に優れた緻密カーボングラファイト、またはステンレス鋼(SUS)、チタン、アルミニウム等の金属材料で構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、緻密カーボングラファイトにて構成されるセパレータでは、電気伝導性が高く、かつ長期間の使用によっても高い集電性能が維持されるが、非常に脆い材料であることからセパレータの表面に多数の突起部や溝部を形成すべく切削加工等の機械加工を施すことは容易ではなく量産が困難であるという問題がある。
【0006】
一方、上記金属材料にて構成されるセパレータにおいては、緻密カーボングラファイトに比較して強度、延性に優れていることからガス流路を形成するための多数の突起部、溝部等の形成はプレス加工が可能であって量産も容易であるという利点がある。しかし、比較的低温で動作する固体高分子型燃料電池であっても、70〜90℃の温度における飽和に近い水蒸気にさらされるため、金属材料を用いたセパレータでは、その表面に腐食による酸化膜が生成され易く、その結果、生成された酸化膜と電極との接触抵抗が大きくなり、セパレータの集電性能が低下する問題がある。
【0007】
そこで、セパレータの構成材料として加工性に優れた金属材料の表面に、耐食性に優れた金等の貴金属材料をコーティングした材料が検討されている。しかしながら、このような材料は極めて高価なために汎用性に欠けるという問題がある。
【0008】
これらの問題を解決するために、本出願人は、金属基板の表面に導電性フィラーを混合した樹脂層を設けたセパレータを開示した(特開2002−15750号公報)。このセパレータでは、電気伝導性が高く、集電性能に優れていると同時に、成形性、強度および耐食性に優れている。
【0009】
本発明は、さらに性能を向上させるためになされたものであり、集電性能と成形性、強度および耐食性の両方を満足する燃料電池、特に固体高分子電解質型燃料電池用のセパレータを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の事項に関するものである。
【0011】
1. 金属基板の少なくとも片面に、樹脂導電層を設けた燃料電池用セパレータであって、
前記樹脂導電層は、(a)樹脂と、(b)体積当たりの含有量が前記金属基板側で高く、表面側で低くなるように連続的に変化している第1の導電性充填剤とを有することを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【0012】
2. 第2の導電性充填剤を含有し、少なくとも前記樹脂導電層の表面より体積低効率の低い低電気抵抗層が、前記樹脂導電層の表面に設けられていることを特徴とする上記1記載の燃料電池用セパレータ。
【0013】
3. 前記樹脂導電性層は、層内に均一に混合された第3の導電性充填剤をさらに有することを特徴とする上記1または2記載の燃料電池用セパレータ。
【0014】
4. 前記第1の導電性充填剤は、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【0015】
5. 前記第1の導電性充填剤が、炭化タングステンであることを特徴とする上記4記載の燃料電池用セパレータ。
【0016】
6. 前記第2の導電性充填剤は、炭素系材料、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることを特徴とする上記2〜5のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【0017】
7. 前記第2の導電性充填剤が、炭化タングステン、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーからなる群より選ばれることを特徴とする上記6記載の燃料電池用セパレータ。
【0018】
8. 前記第3の導電性充填剤は、炭素系材料から選ばれることを特徴とする上記3〜7のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【0019】
9. 前記第3の導電性充填剤は、カーボンナノチューブ及び/又はカーボンナノファイバーであることを特徴とする上記8記載の燃料電池用セパレータ。
【0020】
10. 前記第1の導電性充填剤の含有量が、前記金属基板との界面付近での含有量:表面付近での含有量の比が、6:4から9:1であることを特徴とする上記1〜9のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【0021】
11. 前記樹脂導電層の体積抵抗率が、層内で最も大きなところで1.0Ω・cm以下であることを特徴とする上記1〜10のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【0022】
12. 金属基板の少なくとも片面に、樹脂導電層を設けた燃料電池用セパレータの製造方法であって、
樹脂溶液中にこの樹脂溶液より密度が大きい第1の導電性充填剤が分散されているスラリーを基材上に塗布し、第1の導電性充填剤の少なくとも一部が沈降できるだけの時間をかけて溶液中の溶媒を乾燥除去して前記樹脂導電層を形成する工程を有する燃料電池用セパレータの製造方法。
【0023】
13. 金属基板の少なくとも片面に、樹脂導電層を設けた燃料電池用セパレータの製造方法であって、
樹脂溶液中に、この樹脂溶液より密度が大きい第1の導電性充填剤および次の溶媒の乾燥除去操作中に沈降が実質的に生じない密度を有する第3の導電性充填剤が分散されているスラリーを基材上に塗布し、第1の導電性充填剤の少なくとも一部が沈降できるだけの時間であってかつ第3の導電性充填剤が実質的に沈降しない時間をかけて溶液中の溶媒を乾燥除去して前記樹脂導電層を形成する工程を有する燃料電池用セパレータの製造方法。
【0024】
14. 前記第1の導電性充填剤は、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることを特徴とする上記12または13記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【0025】
15. 前記第3の導電性充填剤は、炭素系材料から選ばれることを特徴とする上記13または14記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【0026】
16. 炭素系材料、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれる第2の導電性充填剤を含有し、少なくとも前記樹脂導電層の表面より体積低効率の低い低電気抵抗層を、前記樹脂導電層の表面に積層する工程をさらに有する上記12〜15のいずれかに記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【0027】
【発明の実施の形態】
図1は、多数の単電池を積層した積層型燃料電池のセパレータ付近を拡大した模式図である。単電池1a、単電池1bはそれぞれ、固体高分子電解質膜2a、2b、それを挟持する電極3a、3bを有し、単電池1aおよび単電池1bの間がセパレータ10で隔てられていると同時に、電極3aに接して単電池1a側でガス流路4aを形成し、また電極3bに接して単電池1b側でガス流路4bを形成している。この形態のセパレータ10は、金属基板11の両面に樹脂導電層12を設けたものであり、電極3aおよび電極3bの両方に接していることから、単電池1aと単電池1bを直列に接続している。
【0028】
本発明のセパレータで使用する金属基板としては、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、銅、ニッケル、鋼からなる薄板が好適に使用でき、厚みは0.03mm〜1.5mmの範囲が望ましい。
【0029】
金属基板表面には樹脂層との接着性を改良する目的でエッチング層や研磨層などの表面処理層を設けてもよく、表面処理層の厚さは0.001μm〜30μmが望ましい。また、金属基板表面をシランカップリング剤等でプライマー処理してもよい。
【0030】
樹脂導電層に使用される樹脂は、耐薬品性からフッ素樹脂またはフッ素ゴムが好ましい。具体的には、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、EPE(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、ETFE(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)、ECTFE(クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PVF(ポリビニルフルオライド)、THV(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体)、VDF−HFP(フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、TFE−P(フッ化ビニリデン−プロピレン共重合体)、含フッ素シリコーン系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、含フッ素フォスファゼン系ゴム、および含フッ素熱可塑性エラストマーを挙げることができる。これらのフッ素樹脂またはフッ素ゴムは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
【0031】
特に、溶媒への分散および溶解性等の点からフッ化ビニリデンを含むPVDF、THV、VDF−HFP、TFE−P、PTFE、FEP等が好ましい。
【0032】
本発明で用いられる第1〜第3の導電性充填剤は、互いに機能が異なっており、場合によっては同一の種類であっても異なる種類でもよい。但し、第1の導電性充填剤と第3の導電性充填剤は、異なるものが選ばれるのが好ましい。詳細については後述するが、第1〜第3の導電性充填剤は次のような導電性充填剤から選ばれるものである。即ち、導電性充填剤は、導電性が高く、耐腐食性に優れるものが好ましく用いられ、例えば、炭素系材料、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属等の導電性材料の粉末または繊維の中から使用環境に合わせて用いることができる。
【0033】
炭素系材料としては、粉末状のものとして、黒鉛(人造黒鉛、天然黒鉛)、カーボンブラック、膨張黒鉛が挙げられ、繊維状のものとしてはカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーおよび炭素繊維を挙げることができる。尚、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーは、繊維径が0.001〜0.5μm、好ましくは0.003〜0.2μmであり、繊維長が1〜100μm、好ましくは1〜30μmが導電性の点から好ましい。
【0034】
金属炭化物としては、炭化タングステン、炭化ケイ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化ニオブ、炭化モリブデン、炭化バナジウム、炭化クロムおよび炭化ハフニウム等の粉末および繊維を挙げることができる。この中でも、炭化タングステン、炭化チタン、炭化ニオブ、炭化クロム等の粉末および繊維が好ましい。
【0035】
金属酸化物としては、酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化インジウム、酸化スズおよび酸化亜鉛等の粉末および繊維を挙げることができる。この中でも、酸化スズ、酸化インジウム等の粉末および繊維が好ましい。
【0036】
金属窒化物としては、窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化モリブデン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ガリウム、窒化ニオブ、窒化バナジウムおよび窒化ホウ素等の粉末および繊維を挙げることができる。この中でも、窒化クロム、窒化モリブデンの粉末および繊維が好ましい。
【0037】
金属としては、粉末状のものとしてチタン、ニッケル、スズ、銅、アルミニウム、亜鉛、銀、タンタルおよびニオブ等の粉末が挙げられ、繊維としては鉄繊維、銅繊維およびステンレス繊維等を挙げることができる。
【0038】
導電性充填剤は1種類だけを用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、カーボンナノチューブおよび/またはカーボンナノファイバーとその他の炭素系材料とを混合して用いることができる。
【0039】
以上の導電性充填剤の中でも、特に導電性が高く、70〜90℃の温度で飽和に近い水蒸気にさらされても安定で、抵抗の変化の少ないものが好ましく、炭素系材料、金属炭化物および金属窒化物が好ましく、特に炭素系材料および金属炭化物が好ましい。具体的には、特にカーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーのどちらか一方またはその両方の混合物、炭化タングステン、炭化タングステンとカーボンナノチューブおよび/またはカーボンナノファイバーとの組み合わせが好ましい。
【0040】
導電性充填剤は、粉末の場合は、通常、重量平均粒径(レーザー散乱による測定)が20μm以下、好ましくは15μm以下、特に好ましくは10μm以下であり、通常0.01μm以上、好ましくは0.05μm以上、特に好ましくは0.1μm以上である。また、繊維状の場合は、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーについては前述の通りであり、その他の材料の繊維のときは、繊維径が50μm以下、好ましくは20μm以下であり、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、繊維長が1〜10,000μm、好ましくは5〜1,000μmが導電性の点から好ましい。
【0041】
樹脂導電層の厚さは、通常5〜300μm、好ましくは10〜150μmである。
【0042】
以下、本発明の各態様を図面を参照しながら説明する。以下の第1〜第4の形態では、最終的にセパレータに加工する前の段階である、金属基板と樹脂導電層の複合板の構成を示す。尚、セパレータは終端の単電池に用いられる場合などでは、金属基板の片面にのみ樹脂導電層が設けられる場合もあるので、以下の例においても金属基板の片面の層構造のみを示す。
【0043】
<第1の形態>
図2には、金属基板11とその表面に樹脂導電層12を設けた複合板の層構造の1例を示す。樹脂導電層12は、第1の導電性充填剤を含有し、しかも体積当たりの含有量が、金属基板11の界面側で多く、表面側で少なくなるように第1の導電性充填剤の含有量が変化している。
【0044】
この形態では、樹脂導電層の体積抵抗が金属基板との界面で小さくなるので、金属基板との間の界面抵抗が小さく集電性能に優れていると共に、表面側では樹脂成分が多く強度を保つことができるので成形性がよく樹脂導電層の薄膜化が可能である。
【0045】
第1の導電性充填剤は、前述の導電性充填剤の中でも、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることが好ましい。各材料の中で好ましい具体的なものは前述のとおりである。特に、金属炭化物および金属窒化物が好ましく、金属炭化物については、炭化タングステン、炭化チタン、炭化ニオブ、炭化クロムの粉末または繊維が好ましく、金属窒化物については、窒化クロム、窒化モリブデンの粉末または繊維が好ましい。
【0046】
第1の導電性充填剤は、粉末の場合は、通常、重量平均粒径(レーザー散乱による測定)が20μm以下、好ましくは15μm以下であり、通常0.05μm以上、好ましくは0.1μm以上である。繊維のときは、繊維径が50μm以下、好ましくは20μm以下であり、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、繊維長が1〜10,000μm、好ましくは5〜1,000μmが導電性の点から好ましい。
【0047】
第1の導電性充填剤の含量は、樹脂との合計に対して、20体積%〜80体積%、好ましくは20体積%〜40体積%である。そして、前記第1の導電性充填剤が、(金属基板との界面付近での含有量):(表面付近での含有量)の比が、6:4から9:1の範囲、特に7:3から9:1の範囲となるように分布させることが好ましい。また、表面側から金属基板との界面までの含有率の分布は、体積含有率が単調に増加するようになっていれば特に制限はなく、後述する製造方法で製造したときに生じる分布程度であればよい。
【0048】
この結果、樹脂導電層の体積抵抗率が、金属基板側と表面側で変化するが、体積抵抗率は、層内で最も大きな表面側でも1.0Ω・cm以下(JIS K 7194による。以下、同じ。)であることが好ましく、特に0.8Ω・cm以下が好ましい。
【0049】
この形態における樹脂導電層の厚さは、通常5〜300μm、好ましくは10〜200μmである。
【0050】
この形態の複合板の好ましい製造方法の例を次に説明する。
【0051】
樹脂を分散または溶解しうる適当な溶媒中に、樹脂と第1の導電性充填剤を加えて、第1の導電性充填剤のスラリーを調製する。これを金属基板の上に塗布した後、溶媒を乾燥除去すると、基材上に樹脂導電層が形成される。ここで、第1の導電性充填剤を選択する際に、その密度が樹脂溶液の密度より大きいものを選ぶことにより、スラリー塗布後に第1の導電性充填剤が沈降し、乾燥終了までに基材との界面側で第1の導電性充填剤の含有量が大きくなり、表面側で含有量が小さくなる。界面側と表面側の含有量の勾配は、第1の導電性充填剤の密度、樹脂溶液の粘度(例えば、溶媒の量、種類によって調整)、溶媒の乾燥速度(例えば、放置時間等により調整)を変えることにより前述の範囲になるように制御することができる。
【0052】
このような溶液コート法により樹脂導電層を形成する際には、第1の導電性充填剤は樹脂溶液より密度の大きいものが選ばれ、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属が、通常は使用できるが、場合によっては密度を選んで使用するのが好ましい。炭化タングステン、炭化チタン、炭化ニオブ、炭化クロム等、酸化スズ、酸化インジウム、窒化クロム、窒化モリブデン、チタン、ニッケル、スズ、銅、アルミニウム、亜鉛、銀、タンタル、ニオブ、ステンレススチールは使用可能である。
【0053】
<第2の形態>
この形態は、図3に示すように、第1の形態において、樹脂導電層12の表面に第2の導電性充填剤を含有する低電気抵抗層13が設けられている。
【0054】
第2の導電性充填剤としては、前述の導電性充填剤の中でも、炭素系材料、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることが好ましく、フィラー自体の体積抵抗率が0.5Ω・cm以下(JIS K 7194による)のものが好ましく、特に0.1Ω・cm以下のものが好ましい。また通常は0.00001Ω・cm以上である。各材料の中で好ましい具体的なものは前述のとおりである。この中でも、炭素系材料、金属炭化物、金属窒化物が好ましく、特に炭素系材料および金属炭化物が好ましい。炭素系材料としては、粉末状のものとして、黒鉛(人造黒鉛、天然黒鉛)、カーボンブラック、膨張黒鉛、繊維状のものとして、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーおよび炭素繊維が好ましい。金属炭化物としては、炭化タングステン、炭化チタン、炭化ニオブ、炭化クロム等の粉末および繊維が好ましい。これらの中でも、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーおよび炭化タングステンが最も好ましい。
【0055】
第2の導電性充填剤は、粉末の場合は、通常、重量平均粒径(レーザー散乱による測定)が20μm以下、好ましくは15μm以下であり、通常0.05μm以上、好ましくは0.1μm以上である。
【0056】
また、繊維のときは、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーの場合は、前述のとおりの繊維径、繊維長が好ましく、その他の繊維の場合は、繊維径が50μm以下、好ましくは20μm以下であり、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、繊維長が1〜10,000μm、好ましくは5〜1,000μmが導電性の点から好ましい。
【0057】
低電気抵抗層の体積抵抗率に関しては、少なくとも樹脂導電層の表面より体積低効率が小さく、好ましくは0.5Ω・cm以下、さらに好ましくは0.1Ω・cm以下である。低電気抵抗層中の第2の導電性充填剤の含有量は45〜90体積%が好ましく、さらに好ましくは、60〜90体積%である。また、低電気抵抗層の厚さは、好ましくは0.1〜20μm、さらに好ましくは1〜15μmである。
【0058】
この第2の形態のセパレータは、第1の形態に従って、金属基板上に樹脂導電層を形成した積層構造を得た後に、この樹脂導電層の表面に第2の導電性充填剤を含有する低電気抵抗層を、例えば転写法により積層して製造することができる。第2の導電性充填剤を含む層の転写法は、特に制限はないが、例えば樹脂を溶解した液中に第2の導電性充填剤を分散した塗料を適当な基材フィルムにバーコータ等で塗布し溶媒を乾燥して転写シートを得、これを第1の形態の積層構造の樹脂導電層表面に転写して基材フィルムをはがす方法などが好ましい。
【0059】
また、低電気抵抗層の形成方法として埋め込み法を用いてもよい。この方法では、第1の形態に従って形成した樹脂導電層の表面に、第2の導電性充填剤を撒布(例えばスラリーを塗布・乾燥)し、熱プレスすることで、樹脂導電層の表面に第2の導電性充填剤を埋め込むことができる。
【0060】
第2の形態の積層構造では、燃料電池の電極との接触抵抗を大きく低下することができるので、集電性能が著しく向上する効果がある。
【0061】
<第3の形態>
この形態は、図4に示すように金属基板11の表面に、第1の導電性充填剤と第3の導電性充填剤を含有している樹脂導電層14が設けられた構造である。第1の導電性充填剤は、体積当たりの含有量が、金属基板11の界面側で多く、表面側で少なくなるように含有量が変化している。一方、第3の導電性充填剤は、樹脂導電層内にほぼ均一に分散混合されている。
【0062】
第1の導電性充填剤に関しては、第1の形態と同様に選択して構成することができる。
【0063】
この形態の場合、第1の導電性充填剤の含量は、樹脂との合計に対して、5体積%〜40体積%、好ましくは5体積%〜20体積%である。そして、前記第1の導電性充填剤が、(金属基板との界面付近での含有量):(表面付近での含有量)の比が、6:4から9:1の範囲、特に7:3から9:1の範囲となるように分布させることが好ましい。
【0064】
第3の導電性充填剤は、前述の導電性充填剤の中でも、炭素系材料から選ばれることが好ましい。粉末状のものとして、黒鉛(人造黒鉛、天然黒鉛)、カーボンブラック、膨張黒鉛が挙げられ、繊維状のものとしてはカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーおよび炭素繊維を挙げることができる。好ましい大きさ、形態等は、前述のとおりである。
【0065】
第3の導電性充填剤の含有量は、15体積%〜40体積%、好ましくは15体積%〜20体積%である。
【0066】
この形態では、第1の形態で説明した効果に加え、樹脂導電層全体の体積抵抗率を一様に下げ、全体の導電性を高めることができる。
【0067】
この形態のセパレータ好ましい製造方法の例を次に説明する。
【0068】
樹脂を溶解しうる適当な溶媒中に、樹脂、第1の導電性充填剤および第2の導電性充填剤を加えて、スラリーを調製し、その後は第1の形態と全く同様の工程にて製造する。ここで、第1の導電性充填剤の密度が樹脂溶液の密度より大きく、また第3の導電性充填剤の密度が樹脂溶液の密度と同程度になるように選ぶことにより、スラリー塗布後、乾燥終了までに第1の導電性充填剤は沈降し、層の厚さ方向に含有量が連続的に変化する分布で固定され、一方、第3の導電性充填剤は層中にほぼ均一な分布で固定される。
【0069】
界面側と表面側の含有量の勾配を変更する方法等は、第1の形態で説明したものと同じである。
【0070】
尚、炭素系材料は、樹脂溶媒にほぼ均一に分散することが可能で、このような溶媒コート法を用いても、塗布後の沈降を無視することができ、ほぼ均一に層内に分布させることができる。
【0071】
<第4の形態>
この形態では、図5に示すように第3の形態において、樹脂導電層14の表面に第2の導電性充填剤を含有する低電気抵抗層13を有している。即ち、樹脂導電層内で、第1の導電性充填剤は金属基板11側で含有量が高く、表面側で含有量が低く、第3の導電性充填剤が層内にほぼ均一に分散混合されており、さらに樹脂導電層14の表面に第2の導電性充填剤を含有する低電気抵抗層13が設けられている。
【0072】
従って、低電気抵抗層13を形成する前の構成は第3の形態と全く同一であり、低電気抵抗層13の構造は第2の形態で説明したものと同じである。この形態は、第3の形態の積層構造を形成した後、第2の形態で説明した方法で第2の導電性充填剤を含有する低電気抵抗層を形成することで製造することができる。
【0073】
この構成では、第3の形態で説明した効果に加えて、燃料電池の電極との接触抵抗をさらに大きく低下することができるので、集電性能が著しく向上する効果がある。
【0074】
以上、第1〜第4の形態で説明した複合板を形成した後、プレス加工により突起部や溝部を形成して、所定の形状のセパレータとする方法が生産性等の点から好ましい。
【0075】
【実施例】
以下、実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0076】
[実施例1]<第1の形態複合板の作製>
フッ素樹脂(「住友スリーエム(株)」製 THV220G 比重2)10重量%をMIBK(メチルイソブチルケトン)90重量%に溶解した後、第1の導電性充填剤としてタングステンカーバード(「(株)アライドマテリアル」製 WC20 比重15 平均粒径2.0μm)を導電性充填剤と上記フッ素樹脂との割合が20体積%対80体積%になるように混合し、スラリーを得た。
【0077】
金属基板はSUS304(日本金属(株)製:厚み0.3mm)をブラスト研磨法にて0.1μmの表面研磨層を形成したものを使用し、プライマーとしてシランカップリング剤(「GE東芝シリコーン(株)」製 TSL8331)3%エタノール溶液を#10バーコーター(「松尾産業製」)で上記表面研磨したSUS304の両面に塗布後、100℃で10分間乾燥した。
【0078】
得られたスラリーを、上記プライマー処理された金属基板の片面上にバーコータ(「松尾産業製」#80番)で塗布し、1分間放置した後、80℃で溶媒を乾燥した。得られた樹脂導電層の厚さは30μmであった。更に金属基板のもう一方の面にも同様の方法で厚さ20μmの樹脂導電層を形成した。得られた複合板を複合板1とした。
【0079】
[実施例2]<第2の形態複合板の作製>
MEK(メチルエチルケトン)に固形分として10重量%になるように、フッ素樹脂(「住友スリーエム(株)」製 THV220G 比重2)と第2の導電剤としてカーボンナノチューブ(「昭和電工(株)」製 気相法炭素繊維<VGCF> 比重2)を体積比30/70で混合し塗料を作製した。
【0080】
上記塗料を基材フィルム(ポリエチレンテレフタレート、三菱化学ポリエステル(株)製:厚み25μm)上にバーコータ(「松尾産業製」#24番)で塗布し、80℃で溶媒を乾燥して転写層の厚さが10μmの転写シートを得た。
【0081】
得られた転写シートを2枚用いて、その樹脂面を[実施例1]と同様の方法で得られた、樹脂導電層/金属基板/樹脂導電層複合板の樹脂導電層に重ね合わせ、温度200℃、10分、圧力3.5×10Pa(36kgf/cm)にて熱プレスした後、基材フィルムをはがして低電気抵抗層を形成した。得られた複合板を複合板2とした。
【0082】
[実施例3]<第3の形態複合板の作製>
フッ素樹脂(「住友スリーエム(株)」製  THV220G 比重2)10重量%をMIBK(メチルイソブチルケトン)90重量%に溶解した後、第1の導電性充填剤としてタングステンカーバード(「(株)アライドマテリアル」製WC20 比重15 平均粒径2.0μm)と、第3の導電性充填剤としてカーボン短繊維(「東邦テナックス(株)」製 HTA−0040 直径4〜7μm、長さ40〜1,000μm、比重1.77)を、第1の導電性充填剤と第3の導電性充填剤と上記フッ素樹脂との割合が10体積%対20体積%対70体積%になるように混合し、スラリーを得た。
【0083】
得られたスラリーを、[実施例1]と同様にプライマー処理された金属基板(SUS304:厚み0.3mm)の片面上にバーコータ(「松尾産業製」#80番)で塗布し、1分間放置した後、80℃で溶媒を乾燥した。得られた樹脂導電層の厚さは30μmであった。更に金属基板のもう一方の面にも同様の方法で厚さ30μmの樹脂導電層を形成した。得られた複合板を複合板3とした。
【0084】
[実施例4]<第4の形態複合板の作製>
[実施例2]と同じ方法で得られた転写シートを2枚用いて、[実施例3]と同様の方法で得られた樹脂導電層(第1,3の導電性充填剤を含む)/金属基板/樹脂導電層(第1,3の導電性充填剤を含む)複合板の樹脂導電層に転写シートの樹脂面を重ね合わせた。次いで、温度200℃、10分、圧力3.5×10Pa(36kgf/cm)にて熱プレスした後、基材フィルムをはがして低電気抵抗層を両面に形成した。
【0085】
得られた複合板を複合板4とした。
【0086】
<プレス加工の結果>
上記実施例1〜4で得られた複合板14を、プレス後のガス流路の形状は波形で、ガス流路のピッチが3mm、波形の凸部と凹部の差は0.5mmに成形できる金型を使用して、プレス成型機「(株)アマダ」製 トルクパックプレス プレス速度45spm)にて室温でプレス成形した。
【0087】
得られた燃料電池用セパレータは、タングステンカーバイドまたはカーボンナノチューブを含むフッ素樹脂層と金属板との接着性が良好で剥離等がなかった。
【0088】
<接触抵抗の測定>
実施例1〜4で得られた複合板1〜4の接触抵抗を測定した。接触抵抗の評価は以下のように行った。
1.測定装置
抵抗計:YMR−3型((株)山崎精機研究所社製)
負荷装置:YSR−8型((株)山崎精機研究所社製)
電極:真鍮製平板2枚(面積1平方インチ、鏡面仕上げ)

Figure 2004014272
3.測定方法
図6に示した測定装置により、セパレータ23を、カーボンペーパー22を介して両側から真鍮製電極21で挟み、所定の荷重を加えながら、4端子法にて所定の電流印加時の電圧を測定して接触抵抗を求めた。
【0089】
測定結果を図7のグラフ中の複合板1〜4で示した。比較のために東海カーボン社製樹脂含浸黒鉛G347Bも評価した。
【0090】
図7のグラフに示す通り、特に複合板2、4は、接触抵抗値が格段に小さく、樹脂含浸黒鉛とほぼ同等の接触抵抗値であった。
【0091】
【発明の効果】
本発明によれば、集電性能と成形性、強度および耐食性の両方を満足する燃料電池、特に固体高分子電解質型燃料電池用のセパレータを提供することができる。従って、長時間の運転が可能な燃料電池用としての利用性が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料電池のセパレータ付近を模式的に示す図である。
【図2】第1の形態のセパレータの層構造の1例を示す図である。
【図3】第2の形態のセパレータの層構造の1例を示す図である。
【図4】第3の形態のセパレータの層構造の1例を示す図である。
【図5】第4の形態のセパレータの層構造の1例を示す図である。
【図6】接触抵抗の測定方法を示す図である。
【図7】接触荷重と接触抵抗値の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1a、1b 単電池
2a、2b 固体高分子電解質膜
3a、3b 電極
4a、4b ガス流路
10 セパレータ
11 金属基板
12 樹脂導電層
13 低電気抵抗層
14 樹脂導電層
21 真鍮製電極
22 カーボンペーパー
23 セパレータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell separator, and more particularly, to a fuel cell comprising a plurality of unit cells stacked and provided between adjacent unit cells to form a fuel gas flow path and an oxidizing gas flow path with electrodes. Also, the present invention relates to a fuel cell separator for separating a fuel gas and an oxidizing gas, and more particularly to a fuel cell separator excellent in formability, strength and corrosion resistance.
[0002]
[Prior art]
A separator constituting a fuel cell, particularly a polymer electrolyte fuel cell, is disposed in contact with each electrode sandwiching a solid electrolyte membrane from both sides, and a supply gas such as a fuel gas and an oxidizing gas is provided between the electrodes. In order to form a flow path, a large number of protrusions, grooves and the like for forming a gas flow path are formed on the surface of the separator facing the electrode.
[0003]
The electromotive force of a unit cell of a fuel cell is as low as 1 V or less, and is usually formed by stacking a plurality of unit cells via a separator. Therefore, the separator is required to have excellent current collecting performance because it plays a role of deriving a current by contacting the electrode.
[0004]
2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell separator is generally made of a dense carbon graphite having excellent strength and conductivity as a base material, or a metal material such as stainless steel (SUS), titanium, and aluminum.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, a separator composed of dense carbon graphite has high electrical conductivity and maintains a high current collection performance even after long-term use, but since it is a very brittle material, many separators are formed on the surface of the separator. There is a problem that it is not easy to perform machining such as cutting to form the projections and the grooves, and mass production is difficult.
[0006]
On the other hand, in the separator made of the above metal material, the strength and ductility are superior to that of the dense carbon graphite, so that a large number of projections, grooves, and the like for forming the gas flow path are formed by press working. And mass production is easy. However, even a polymer electrolyte fuel cell that operates at a relatively low temperature is exposed to near-saturated water vapor at a temperature of 70 to 90 ° C. Are easily generated, and as a result, the contact resistance between the generated oxide film and the electrode is increased, and there is a problem that the current collecting performance of the separator is reduced.
[0007]
Therefore, as a constituent material of the separator, a material in which the surface of a metal material excellent in workability is coated with a noble metal material such as gold excellent in corrosion resistance has been studied. However, there is a problem that such materials are extremely expensive and thus lack versatility.
[0008]
In order to solve these problems, the present applicant has disclosed a separator in which a resin layer in which a conductive filler is mixed is provided on the surface of a metal substrate (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-15750). This separator has high electrical conductivity and excellent current collecting performance, and also has excellent moldability, strength and corrosion resistance.
[0009]
The present invention has been made to further improve the performance, and provides a fuel cell, particularly a separator for a solid polymer electrolyte fuel cell, which satisfies both current collecting performance and moldability, strength and corrosion resistance. With the goal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to the following items.
[0011]
1. A fuel cell separator provided with a resin conductive layer on at least one surface of a metal substrate,
The resin conductive layer comprises: (a) a resin; and (b) a first conductive filler whose content per volume is continuously changed so as to be higher on the metal substrate side and lower on the surface side. A separator for a fuel cell, comprising:
[0012]
2. 2. The method according to the above 1, wherein a low electric resistance layer containing a second conductive filler and having a lower volume lower efficiency than at least the surface of the resin conductive layer is provided on the surface of the resin conductive layer. Fuel cell separator.
[0013]
3. 3. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the resin conductive layer further includes a third conductive filler uniformly mixed in the layer.
[0014]
4. The fuel cell separator according to any one of claims 1 to 3, wherein the first conductive filler is selected from the group consisting of a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride, and a metal.
[0015]
5. 5. The fuel cell separator according to the above item 4, wherein the first conductive filler is tungsten carbide.
[0016]
6. The fuel cell according to any one of claims 2 to 5, wherein the second conductive filler is selected from the group consisting of a carbon-based material, a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride, and a metal. Separator.
[0017]
7. 7. The fuel cell separator according to the above item 6, wherein the second conductive filler is selected from the group consisting of tungsten carbide, carbon nanotubes, and carbon nanofibers.
[0018]
8. The fuel cell separator according to any one of the above items 3 to 7, wherein the third conductive filler is selected from a carbon-based material.
[0019]
9. 9. The fuel cell separator according to the above item 8, wherein the third conductive filler is a carbon nanotube and / or a carbon nanofiber.
[0020]
10. The ratio of the content of the first conductive filler in the vicinity of the interface with the metal substrate to the content in the vicinity of the surface is from 6: 4 to 9: 1. 10. The fuel cell separator according to any one of 1 to 9.
[0021]
11. 11. The fuel cell separator according to any one of the above items 1 to 10, wherein the volume resistivity of the resin conductive layer is 1.0 Ω · cm or less at the largest point in the layer.
[0022]
12. A method for producing a fuel cell separator provided with a resin conductive layer on at least one surface of a metal substrate,
A slurry in which a first conductive filler having a higher density than the resin solution is dispersed in the resin solution is applied to the base material, and it takes time to allow at least a part of the first conductive filler to settle. And drying the solvent in the solution to form the resin conductive layer.
[0023]
13. A method for producing a fuel cell separator provided with a resin conductive layer on at least one surface of a metal substrate,
Dispersed in the resin solution is a first conductive filler having a density higher than that of the resin solution and a third conductive filler having a density that does not substantially cause sedimentation during a subsequent drying and removing operation of the solvent. The slurry is applied to a substrate and the solution in the solution takes a time sufficient for at least a portion of the first conductive filler to settle and a time in which the third conductive filler does not substantially settle. A method for manufacturing a fuel cell separator, comprising a step of forming a resin conductive layer by removing a solvent by drying.
[0024]
14. 14. The method for producing a fuel cell separator according to the above item 12 or 13, wherein the first conductive filler is selected from the group consisting of a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride and a metal.
[0025]
15. 15. The method for producing a fuel cell separator according to the above 13 or 14, wherein the third conductive filler is selected from a carbon-based material.
[0026]
16. A low electric resistance layer containing a second conductive filler selected from the group consisting of a carbon-based material, a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride and a metal, and having a volume lower efficiency than at least the surface of the resin conductive layer The method for producing a separator for a fuel cell according to any one of the above items 12 to 15, further comprising a step of laminating the resin on the surface of the resin conductive layer.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram in which the vicinity of a separator of a stacked fuel cell in which many unit cells are stacked is enlarged. Each of the unit cells 1a and 1b has solid polymer electrolyte membranes 2a and 2b and electrodes 3a and 3b sandwiching the solid polymer electrolyte membranes 2a and 2b, and the unit cells 1a and 1b are separated by the separator 10 at the same time. The gas passage 4a is formed on the unit cell 1a side in contact with the electrode 3a, and the gas passage 4b is formed on the unit cell 1b side in contact with the electrode 3b. The separator 10 of this embodiment is such that the resin conductive layers 12 are provided on both surfaces of the metal substrate 11 and is in contact with both the electrodes 3a and 3b, so that the unit cells 1a and 1b are connected in series. ing.
[0028]
As the metal substrate used in the separator of the present invention, a thin plate made of stainless steel, titanium, aluminum, copper, nickel, or steel can be preferably used, and the thickness is desirably in the range of 0.03 mm to 1.5 mm.
[0029]
A surface treatment layer such as an etching layer or a polishing layer may be provided on the surface of the metal substrate for the purpose of improving the adhesion to the resin layer, and the thickness of the surface treatment layer is desirably 0.001 μm to 30 μm. Further, the surface of the metal substrate may be subjected to a primer treatment with a silane coupling agent or the like.
[0030]
The resin used for the resin conductive layer is preferably a fluororesin or fluororubber from the viewpoint of chemical resistance. Specifically, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), and EPE (tetrafluoroethylene-hexafluoro Propylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer), ETFE (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), ECTFE (chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer), PVDF (polyvinylidene fluoride) ), PVF (polyvinyl fluoride), THV (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymer), VDF-HFP (vinylidene fluoride-hexafluoroprop) Pyrene copolymer), TFE-P (vinylidene fluoride - propylene copolymers), may be mentioned fluorine silicone rubber, fluorine-containing vinyl ether rubbers, fluorine-containing phosphazene-based rubber, and a fluorine-containing thermoplastic elastomer. These fluororesins or fluororubbers can be used alone or as a mixture of two or more.
[0031]
In particular, PVDF, THV, VDF-HFP, TFE-P, PTFE, FEP and the like containing vinylidene fluoride are preferred from the viewpoint of dispersion and solubility in a solvent.
[0032]
The first to third conductive fillers used in the present invention have different functions, and may be of the same type or different types depending on the case. However, it is preferable that the first conductive filler and the third conductive filler are different from each other. Although details will be described later, the first to third conductive fillers are selected from the following conductive fillers. That is, as the conductive filler, those having high conductivity and excellent corrosion resistance are preferably used, for example, powders of conductive materials such as carbon-based materials, metal carbides, metal oxides, metal nitrides and metals, or It can be used according to the use environment from fibers.
[0033]
Examples of the carbon-based material include powdery materials such as graphite (artificial graphite and natural graphite), carbon black, and expanded graphite, and examples of the fibrous material include carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon fibers. . The carbon nanotube and the carbon nanofiber have a fiber diameter of 0.001 to 0.5 μm, preferably 0.003 to 0.2 μm, and a fiber length of 1 to 100 μm, preferably 1 to 30 μm. Is preferred.
[0034]
Examples of the metal carbide include powders and fibers such as tungsten carbide, silicon carbide, tantalum carbide, titanium carbide, niobium carbide, molybdenum carbide, vanadium carbide, chromium carbide, and hafnium carbide. Among these, powders and fibers of tungsten carbide, titanium carbide, niobium carbide, chromium carbide and the like are preferable.
[0035]
Examples of the metal oxide include powders and fibers such as titanium oxide, ruthenium oxide, indium oxide, tin oxide and zinc oxide. Among these, powders and fibers such as tin oxide and indium oxide are preferable.
[0036]
Examples of the metal nitride include powders and fibers such as chromium nitride, aluminum nitride, molybdenum nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, titanium nitride, gallium nitride, niobium nitride, vanadium nitride, and boron nitride. Among them, chromium nitride and molybdenum nitride powders and fibers are preferable.
[0037]
Examples of the metal include powders such as titanium, nickel, tin, copper, aluminum, zinc, silver, tantalum, and niobium as powders, and examples of the fiber include iron fiber, copper fiber, and stainless steel fiber. .
[0038]
The conductive filler may be used alone or in combination of two or more. For example, a mixture of carbon nanotubes and / or carbon nanofibers and other carbon-based materials can be used.
[0039]
Among the above conductive fillers, those having particularly high conductivity, stable even when exposed to near-saturated water vapor at a temperature of 70 to 90 ° C., and having a small change in resistance are preferable, and include carbon-based materials, metal carbides, and the like. Metal nitrides are preferred, and carbon-based materials and metal carbides are particularly preferred. Specifically, one or both of carbon nanotubes and carbon nanofibers, or a mixture thereof, tungsten carbide, and a combination of tungsten carbide with carbon nanotubes and / or carbon nanofibers are particularly preferable.
[0040]
In the case of powder, the conductive filler usually has a weight average particle size (measured by laser scattering) of 20 μm or less, preferably 15 μm or less, particularly preferably 10 μm or less, and usually 0.01 μm or more, preferably 0.1 μm or less. It is at least 05 μm, particularly preferably at least 0.1 μm. In the case of a fibrous form, carbon nanotubes and carbon nanofibers are as described above, and in the case of fibers of other materials, the fiber diameter is 50 μm or less, preferably 20 μm or less, and usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and a fiber length of 1 to 10,000 μm, preferably 5 to 1,000 μm is preferable from the viewpoint of conductivity.
[0041]
The thickness of the resin conductive layer is usually 5-300 μm, preferably 10-150 μm.
[0042]
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following first to fourth embodiments, a configuration of a composite plate of a metal substrate and a resin conductive layer, which is a stage before final processing into a separator, will be described. When the separator is used for a terminal cell, the resin conductive layer may be provided only on one side of the metal substrate. Therefore, only the layer structure on one side of the metal substrate is shown in the following examples.
[0043]
<First embodiment>
FIG. 2 shows an example of a layer structure of a composite plate having a metal substrate 11 and a resin conductive layer 12 provided on the surface thereof. The resin conductive layer 12 contains the first conductive filler, and contains the first conductive filler so that the content per volume is large on the interface side of the metal substrate 11 and small on the surface side. The amount has changed.
[0044]
In this embodiment, since the volume resistance of the resin conductive layer is reduced at the interface with the metal substrate, the interface resistance between the metal substrate and the metal substrate is small and the current collecting performance is excellent, and the resin component on the surface side maintains the strength. Therefore, the moldability is good and the resin conductive layer can be thinned.
[0045]
The first conductive filler is preferably selected from the group consisting of metal carbides, metal oxides, metal nitrides, and metals among the conductive fillers described above. Preferred specific examples of each material are as described above. In particular, metal carbides and metal nitrides are preferable.For metal carbides, powders or fibers of tungsten carbide, titanium carbide, niobium carbide, and chromium carbide are preferable.For metal nitrides, powders or fibers of chromium nitride and molybdenum nitride are preferable. preferable.
[0046]
In the case of powder, the first conductive filler usually has a weight average particle size (measured by laser scattering) of 20 μm or less, preferably 15 μm or less, and usually 0.05 μm or more, preferably 0.1 μm or more. is there. In the case of fibers, the fiber diameter is 50 μm or less, preferably 20 μm or less, usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and the fiber length is 1 to 10,000 μm, preferably 5 to 1,000 μm. Is preferred.
[0047]
The content of the first conductive filler is from 20% by volume to 80% by volume, preferably from 20% by volume to 40% by volume, based on the total amount with the resin. The first conductive filler has a ratio of (content near the interface with the metal substrate) :( content near the surface) in the range of 6: 4 to 9: 1, particularly 7: 4. It is preferable that the distribution be made in the range of 3 to 9: 1. In addition, the distribution of the content from the surface side to the interface with the metal substrate is not particularly limited as long as the volume content monotonically increases, and is about the distribution generated when manufactured by a manufacturing method described later. I just need.
[0048]
As a result, the volume resistivity of the resin conductive layer changes between the metal substrate side and the surface side, but the volume resistivity is 1.0 Ω · cm or less even on the largest surface side in the layer (according to JIS K 7194. The same), and particularly preferably 0.8 Ω · cm or less.
[0049]
The thickness of the resin conductive layer in this mode is usually 5 to 300 μm, preferably 10 to 200 μm.
[0050]
Next, an example of a preferred method of manufacturing the composite plate of this embodiment will be described.
[0051]
The resin and the first conductive filler are added to a suitable solvent capable of dispersing or dissolving the resin to prepare a slurry of the first conductive filler. After this is applied on a metal substrate, the solvent is dried and removed to form a resin conductive layer on the base material. Here, when selecting the first conductive filler, by selecting the one having a density higher than the density of the resin solution, the first conductive filler settles after the slurry is applied, and the base is set by the end of drying. The content of the first conductive filler increases on the interface side with the material, and decreases on the surface side. The gradient of the content on the interface side and the content on the surface side is adjusted by the density of the first conductive filler, the viscosity of the resin solution (for example, adjusted by the amount and type of the solvent), and the drying speed of the solvent (for example, the standing time, etc.). ) Can be controlled so as to fall within the above range.
[0052]
When forming the resin conductive layer by such a solution coating method, a first conductive filler having a higher density than the resin solution is selected, and a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride, and a metal are used. Usually, it can be used, but depending on the case, it is preferable to select and use a density. Tungsten carbide, titanium carbide, niobium carbide, chromium carbide, etc., tin oxide, indium oxide, chromium nitride, molybdenum nitride, titanium, nickel, tin, copper, aluminum, zinc, silver, tantalum, niobium, stainless steel can be used .
[0053]
<Second embodiment>
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a low electric resistance layer 13 containing a second conductive filler is provided on the surface of a resin conductive layer 12 in the first embodiment.
[0054]
The second conductive filler is preferably selected from the group consisting of carbon-based materials, metal carbides, metal oxides, metal nitrides and metals, among the above-mentioned conductive fillers, and has a volume resistivity of the filler itself. Preferably, the ratio is 0.5 Ω · cm or less (according to JIS K 7194), particularly preferably 0.1 Ω · cm or less. Usually, it is 0.00001Ω · cm or more. Preferred specific examples of each material are as described above. Among these, carbon-based materials, metal carbides, and metal nitrides are preferred, and carbon-based materials and metal carbides are particularly preferred. As the carbon-based material, graphite (artificial graphite, natural graphite), carbon black, expanded graphite, and fibrous carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon fibers are preferable. As the metal carbide, powders and fibers of tungsten carbide, titanium carbide, niobium carbide, chromium carbide and the like are preferable. Among these, carbon nanotubes, carbon nanofibers and tungsten carbide are most preferred.
[0055]
In the case of powder, the second conductive filler usually has a weight average particle size (measured by laser scattering) of 20 μm or less, preferably 15 μm or less, and usually 0.05 μm or more, preferably 0.1 μm or more. is there.
[0056]
In the case of fibers, in the case of carbon nanotubes and carbon nanofibers, the fiber diameter and fiber length are as described above, and in the case of other fibers, the fiber diameter is 50 μm or less, preferably 20 μm or less, and is usually The fiber length is 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and the fiber length is preferably 1 to 10,000 μm, and more preferably 5 to 1,000 μm from the viewpoint of conductivity.
[0057]
Regarding the volume resistivity of the low electric resistance layer, the volume resistivity is smaller than at least the surface of the resin conductive layer, preferably 0.5 Ω · cm or less, more preferably 0.1 Ω · cm or less. The content of the second conductive filler in the low electric resistance layer is preferably 45 to 90% by volume, and more preferably 60 to 90% by volume. Further, the thickness of the low electric resistance layer is preferably 0.1 to 20 μm, and more preferably 1 to 15 μm.
[0058]
According to the separator of the second embodiment, after obtaining a laminated structure in which a resin conductive layer is formed on a metal substrate in accordance with the first embodiment, a low-level material containing a second conductive filler on the surface of the resin conductive layer is obtained. The electric resistance layer can be manufactured by laminating, for example, by a transfer method. The method of transferring the layer containing the second conductive filler is not particularly limited. For example, a coating obtained by dispersing the second conductive filler in a liquid in which a resin is dissolved is applied to a suitable base film by a bar coater or the like. It is preferable to apply and dry the solvent to obtain a transfer sheet, transfer the transfer sheet to the surface of the resin conductive layer having the laminated structure of the first embodiment, and remove the base film.
[0059]
Further, an embedding method may be used as a method for forming the low electric resistance layer. In this method, the second conductive filler is sprayed (for example, slurry is applied and dried) on the surface of the resin conductive layer formed according to the first embodiment, and hot pressed to form a second conductive filler on the surface of the resin conductive layer. Two conductive fillers can be embedded.
[0060]
In the laminated structure of the second embodiment, since the contact resistance with the electrode of the fuel cell can be greatly reduced, there is an effect that the current collecting performance is significantly improved.
[0061]
<Third embodiment>
This embodiment has a structure in which a resin conductive layer 14 containing a first conductive filler and a third conductive filler is provided on the surface of a metal substrate 11 as shown in FIG. The content of the first conductive filler changes such that the content per volume is large on the interface side of the metal substrate 11 and is small on the surface side. On the other hand, the third conductive filler is almost uniformly dispersed and mixed in the resin conductive layer.
[0062]
The first conductive filler can be selected and configured in the same manner as in the first embodiment.
[0063]
In this case, the content of the first conductive filler is 5% by volume to 40% by volume, preferably 5% by volume to 20% by volume, based on the total amount with the resin. The first conductive filler has a ratio of (content near the interface with the metal substrate) :( content near the surface) in the range of 6: 4 to 9: 1, particularly 7: 4. It is preferable that the distribution be made in the range of 3 to 9: 1.
[0064]
The third conductive filler is preferably selected from carbon-based materials among the conductive fillers described above. Examples of powdery materials include graphite (artificial graphite, natural graphite), carbon black, and expanded graphite, and examples of fibrous materials include carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon fibers. Preferred sizes, forms, and the like are as described above.
[0065]
The content of the third conductive filler is 15% to 40% by volume, preferably 15% to 20% by volume.
[0066]
In this embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the volume resistivity of the entire resin conductive layer can be reduced uniformly, and the overall conductivity can be increased.
[0067]
An example of a preferred manufacturing method of the separator of this embodiment will be described below.
[0068]
A resin, a first conductive filler and a second conductive filler are added to a suitable solvent capable of dissolving the resin to prepare a slurry, and then the slurry is prepared in exactly the same manner as in the first embodiment. To manufacture. Here, by selecting the density of the first conductive filler to be higher than the density of the resin solution and the density of the third conductive filler to be substantially the same as the density of the resin solution, after the slurry application, By the end of the drying, the first conductive filler settles and is fixed in a distribution in which the content changes continuously in the thickness direction of the layer, while the third conductive filler is substantially uniform in the layer. Fixed in distribution.
[0069]
The method of changing the gradient of the content on the interface side and the surface side is the same as that described in the first embodiment.
[0070]
Incidentally, the carbon-based material can be dispersed almost uniformly in the resin solvent, and even if such a solvent coating method is used, the sedimentation after application can be ignored, and the carbon-based material is distributed almost uniformly in the layer. be able to.
[0071]
<Fourth embodiment>
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the low electric resistance layer 13 containing the second conductive filler is provided on the surface of the resin conductive layer 14 in the third embodiment. That is, in the resin conductive layer, the first conductive filler has a high content on the metal substrate 11 side and a low content on the surface side, and the third conductive filler is dispersed and mixed almost uniformly in the layer. Further, a low electric resistance layer 13 containing a second conductive filler is provided on the surface of the resin conductive layer 14.
[0072]
Therefore, the configuration before forming the low electric resistance layer 13 is exactly the same as that of the third embodiment, and the structure of the low electric resistance layer 13 is the same as that described in the second embodiment. This embodiment can be manufactured by forming the laminated structure of the third embodiment, and then forming the low electric resistance layer containing the second conductive filler by the method described in the second embodiment.
[0073]
With this configuration, in addition to the effects described in the third embodiment, the contact resistance with the electrode of the fuel cell can be further reduced, and thus the current collection performance is significantly improved.
[0074]
As described above, a method of forming the composite plate described in the first to fourth embodiments, and then forming a protrusion or a groove by press working to form a separator having a predetermined shape is preferable from the viewpoint of productivity and the like.
[0075]
【Example】
Hereinafter, although an Example is described, the present invention is not limited to this.
[0076]
Example 1 <Preparation of First Embodiment Composite Plate>
After dissolving 10% by weight of a fluororesin (THV220G, specific gravity 2 manufactured by “Sumitomo 3M Ltd.”) in 90% by weight of MIBK (methyl isobutyl ketone), tungsten carbide (“Allied Co., Ltd.”) is used as a first conductive filler. Material (WC20, specific gravity 15; average particle size 2.0 μm) was mixed so that the ratio of the conductive filler to the fluororesin was 20% by volume to 80% by volume to obtain a slurry.
[0077]
As the metal substrate, SUS304 (manufactured by Nippon Metal Co., Ltd .: thickness 0.3 mm) having a surface polishing layer of 0.1 μm formed by blast polishing is used, and a silane coupling agent (“GE Toshiba Silicone ( Co., Ltd.) TSL8331) 3% ethanol solution was applied to both surfaces of the above-polished SUS304 with a # 10 bar coater (“Matsuo Sangyo”), and dried at 100 ° C. for 10 minutes.
[0078]
The obtained slurry was applied on one surface of the metal substrate subjected to the primer treatment with a bar coater (# 80 manufactured by Matsuo Sangyo), left for 1 minute, and then dried at 80 ° C. The thickness of the obtained resin conductive layer was 30 μm. Further, a resin conductive layer having a thickness of 20 μm was formed on the other surface of the metal substrate in the same manner. The obtained composite board was used as composite board 1.
[0079]
[Example 2] <Preparation of second form composite plate>
Fluororesin (THV220G, specific gravity 2 manufactured by Sumitomo 3M Limited) and carbon nanotubes (manufactured by Showa Denko KK) as a second conductive agent so that MEK (methyl ethyl ketone) has a solid content of 10% by weight. Phase method carbon fiber <VGCF> Specific gravity 2) was mixed at a volume ratio of 30/70 to prepare a coating material.
[0080]
The above coating material is applied on a base film (polyethylene terephthalate, manufactured by Mitsubishi Chemical Polyester Co., Ltd .: thickness 25 μm) with a bar coater (# 24 manufactured by Matsuo Sangyo), and the solvent is dried at 80 ° C. to dry the transfer layer. Thus, a transfer sheet having a thickness of 10 μm was obtained.
[0081]
Using two transfer sheets obtained, the resin surface was superimposed on the resin conductive layer of the resin conductive layer / metal substrate / resin conductive layer composite board obtained in the same manner as in [Example 1], and the temperature was changed. 200 ° C, 10 minutes, pressure 3.5 × 10 6 Pa (36 kgf / cm 2 ), The base film was peeled off to form a low electric resistance layer. The obtained composite plate was designated as composite plate 2.
[0082]
Example 3 <Preparation of Third Embodiment Composite Plate>
After dissolving 10% by weight of a fluororesin (THV220G, specific gravity 2 manufactured by “Sumitomo 3M Ltd.”) in 90% by weight of MIBK (methyl isobutyl ketone), tungsten carbide (“Allied Co., Ltd.”) is used as a first conductive filler. Material WC20, specific gravity 15; average particle size 2.0 μm); and carbon short fiber (HTA-0040, manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.) having a diameter of 4 to 7 μm and a length of 40 to 1,000 μm as a third conductive filler. , Specific gravity 1.77) are mixed such that the ratio of the first conductive filler, the third conductive filler, and the fluororesin is 10% by volume to 20% by volume to 70% by volume, and the slurry is obtained. Got.
[0083]
The obtained slurry was applied on one surface of a metal substrate (SUS304: thickness 0.3 mm) that had been subjected to a primer treatment in the same manner as in [Example 1] using a bar coater (# 80 manufactured by Matsuo Sangyo) and allowed to stand for 1 minute After that, the solvent was dried at 80 ° C. The thickness of the obtained resin conductive layer was 30 μm. Furthermore, a resin conductive layer having a thickness of 30 μm was formed on the other surface of the metal substrate in the same manner. The obtained composite plate was designated as composite plate 3.
[0084]
Example 4 <Production of Fourth Embodiment Composite Plate>
Using two transfer sheets obtained by the same method as in [Example 2], the resin conductive layer (including the first and third conductive fillers) obtained by the same method as in [Example 3] / The resin surface of the transfer sheet was superimposed on the resin conductive layer of the metal substrate / resin conductive layer (including the first and third conductive fillers). Next, at a temperature of 200 ° C. for 10 minutes and a pressure of 3.5 × 10 6 Pa (36 kgf / cm 2 ), The base film was peeled off, and low electric resistance layers were formed on both sides.
[0085]
The obtained composite plate was designated as composite plate 4.
[0086]
<Result of press working>
The composite plate 14 obtained in each of Examples 1 to 4 can be formed into a gas channel having a corrugated shape after pressing, a gas channel pitch of 3 mm, and a difference between a corrugated convex portion and a concave portion of 0.5 mm. Using a mold, press molding was performed at room temperature with a torque pack press (press speed: 45 spm, manufactured by Amada Co., Ltd.) using a press molding machine.
[0087]
The resulting fuel cell separator had good adhesion between the fluorocarbon resin layer containing tungsten carbide or carbon nanotubes and the metal plate, and did not peel off.
[0088]
<Measurement of contact resistance>
The contact resistance of the composite plates 1 to 4 obtained in Examples 1 to 4 was measured. The evaluation of the contact resistance was performed as follows.
1. measuring device
Resistance meter: YMR-3 type (manufactured by Yamazaki Seiki Laboratory Co., Ltd.)
Load device: YSR-8 type (manufactured by Yamazaki Seiki Laboratory Co., Ltd.)
Electrode: 2 brass flat plates (1 square inch area, mirror finish)
Figure 2004014272
3. Measuring method
With the measuring device shown in FIG. 6, the separator 23 is sandwiched between the brass electrodes 21 from both sides via the carbon paper 22, and the voltage at the time of applying a predetermined current is measured by a four-terminal method while applying a predetermined load. To determine the contact resistance.
[0089]
The measurement results are shown by composite plates 1 to 4 in the graph of FIG. For comparison, resin-impregnated graphite G347B manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. was also evaluated.
[0090]
As shown in the graph of FIG. 7, the contact resistance of the composite plates 2 and 4 was remarkably small, and was substantially the same as that of the resin-impregnated graphite.
[0091]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a separator for a fuel cell, particularly a solid polymer electrolyte fuel cell, which satisfies both the current collecting performance and the moldability, strength and corrosion resistance. Therefore, the fuel cell of the present invention has a great utility as a fuel cell capable of operating for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing the vicinity of a separator of a fuel cell.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a layer structure of a separator according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a layer structure of a separator according to a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a layer structure of a separator according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a layer structure of a separator according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a method for measuring contact resistance.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a contact load and a contact resistance value.
[Explanation of symbols]
1a, 1b cell
2a, 2b solid polymer electrolyte membrane
3a, 3b electrode
4a, 4b gas flow path
10 Separator
11 Metal substrate
12 Resin conductive layer
13 Low electric resistance layer
14 Resin conductive layer
21 Brass electrodes
22 carbon paper
23 Separator

Claims (16)

金属基板の少なくとも片面に、樹脂導電層を設けた燃料電池用セパレータであって、
前記樹脂導電層は、(a)樹脂と、(b)体積当たりの含有量が前記金属基板側で高く、表面側で低くなるように連続的に変化している第1の導電性充填剤とを有することを特徴とする燃料電池用セパレータ。
A fuel cell separator provided with a resin conductive layer on at least one surface of a metal substrate,
The resin conductive layer comprises: (a) a resin; and (b) a first conductive filler whose content per volume is continuously changed so as to be higher on the metal substrate side and lower on the surface side. A separator for a fuel cell, comprising:
第2の導電性充填剤を含有し、少なくとも前記樹脂導電層の表面より体積低効率の低い低電気抵抗層が、前記樹脂導電層の表面に設けられていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池用セパレータ。The low electric resistance layer containing a second conductive filler and having a lower volume efficiency than at least the surface of the resin conductive layer is provided on the surface of the resin conductive layer. Fuel cell separator. 前記樹脂導電性層は、層内に均一に混合された第3の導電性充填剤をさらに有することを特徴とする請求項1または2記載の燃料電池用セパレータ。3. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the resin conductive layer further includes a third conductive filler uniformly mixed in the layer. 4. 前記第1の導電性充填剤は、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。4. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the first conductive filler is selected from the group consisting of a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride, and a metal. 5. 前記第1の導電性充填剤が、炭化タングステンであることを特徴とする請求項4記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell separator according to claim 4, wherein the first conductive filler is tungsten carbide. 前記第2の導電性充填剤は、炭素系材料、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell according to any one of claims 2 to 5, wherein the second conductive filler is selected from the group consisting of a carbon-based material, a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride, and a metal. For separator. 前記第2の導電性充填剤が、炭化タングステン、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーからなる群より選ばれることを特徴とする請求項6記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell separator according to claim 6, wherein the second conductive filler is selected from the group consisting of tungsten carbide, carbon nanotubes, and carbon nanofibers. 前記第3の導電性充填剤は、炭素系材料から選ばれることを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell separator according to any one of claims 3 to 7, wherein the third conductive filler is selected from a carbon-based material. 前記第3の導電性充填剤は、カーボンナノチューブ及び/又はカーボンナノファイバーであることを特徴とする請求項8記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell separator according to claim 8, wherein the third conductive filler is a carbon nanotube and / or a carbon nanofiber. 前記第1の導電性充填剤の含有量が、前記金属基板との界面付近での含有量:表面付近での含有量の比が、6:4から9:1であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。The ratio of the content of the first conductive filler near the interface with the metal substrate to the content near the surface is from 6: 4 to 9: 1. Item 10. A fuel cell separator according to any one of Items 1 to 9. 前記樹脂導電層の体積抵抗率が、層内で最も大きなところで1.0Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell separator according to any one of claims 1 to 10, wherein the volume resistivity of the resin conductive layer is 1.0 Ω · cm or less at the largest point in the layer. 金属基板の少なくとも片面に、樹脂導電層を設けた燃料電池用セパレータの製造方法であって、
樹脂溶液中にこの樹脂溶液より密度が大きい第1の導電性充填剤が分散されているスラリーを基材上に塗布し、第1の導電性充填剤の少なくとも一部が沈降できるだけの時間をかけて溶液中の溶媒を乾燥除去して前記樹脂導電層を形成する工程を有する燃料電池用セパレータの製造方法。
A method for producing a fuel cell separator provided with a resin conductive layer on at least one surface of a metal substrate,
A slurry in which a first conductive filler having a higher density than the resin solution is dispersed in the resin solution is applied to the base material, and it takes time to allow at least a part of the first conductive filler to settle. And drying the solvent in the solution to form the resin conductive layer.
金属基板の少なくとも片面に、樹脂導電層を設けた燃料電池用セパレータの製造方法であって、
樹脂溶液中に、この樹脂溶液より密度が大きい第1の導電性充填剤および次の溶媒の乾燥除去操作中に沈降が実質的に生じない密度を有する第3の導電性充填剤が分散されているスラリーを基材上に塗布し、第1の導電性充填剤の少なくとも一部が沈降できるだけの時間であってかつ第3の導電性充填剤が実質的に沈降しない時間をかけて溶液中の溶媒を乾燥除去して前記樹脂導電層を形成する工程を有する燃料電池用セパレータの製造方法。
A method for producing a fuel cell separator provided with a resin conductive layer on at least one surface of a metal substrate,
Dispersed in the resin solution is a first conductive filler having a density higher than that of the resin solution and a third conductive filler having a density that does not substantially cause sedimentation during a subsequent drying and removing operation of the solvent. The slurry is applied to a substrate and the solution in the solution takes a time sufficient for at least a portion of the first conductive filler to settle and a time in which the third conductive filler does not substantially settle. A method for manufacturing a fuel cell separator, comprising a step of forming a resin conductive layer by removing a solvent by drying.
前記第1の導電性充填剤は、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれることを特徴とする請求項12または13記載の燃料電池用セパレータの製造方法。14. The method for manufacturing a fuel cell separator according to claim 12, wherein the first conductive filler is selected from the group consisting of a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride, and a metal. 前記第3の導電性充填剤は、炭素系材料から選ばれることを特徴とする請求項13または14記載の燃料電池用セパレータの製造方法。The method according to claim 13, wherein the third conductive filler is selected from a carbon-based material. 炭素系材料、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物および金属からなる群より選ばれる第2の導電性充填剤を含有し、少なくとも前記樹脂導電層の表面より体積低効率の低い低電気抵抗層を、前記樹脂導電層の表面に積層する工程をさらに有する請求項12〜15のいずれかに記載の燃料電池用セパレータの製造方法。A low electric resistance layer containing a second conductive filler selected from the group consisting of a carbon-based material, a metal carbide, a metal oxide, a metal nitride and a metal, and having a volume lower efficiency than at least the surface of the resin conductive layer The method for producing a fuel cell separator according to any one of claims 12 to 15, further comprising a step of laminating on a surface of the resin conductive layer.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765605B1 (en) 2006-03-23 2007-10-09 김수경 Method of preparing seperator of fuel cell
JP2008010423A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Gm Global Technology Operations Inc Adhesion improvement of polymeric coatings on bipolar board surfaces using silane coupling agents
JP2008084728A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Dainippon Printing Co Ltd Separator for fuel cell
JP2009080952A (en) * 2007-09-25 2009-04-16 Toppan Printing Co Ltd Fuel cell separator, its manufacturing method, and fuel cell equipped with it
WO2014010491A1 (en) 2012-07-11 2014-01-16 トヨタ車体 株式会社 Fuel cell separator and method for manufacturing same
JP2015022885A (en) * 2013-07-18 2015-02-02 トヨタ車体株式会社 Separator for fuel cell and method of manufacturing separator for fuel cell
JP2015111548A (en) * 2013-11-11 2015-06-18 株式会社神戸製鋼所 Titanium fuel battery separator material, and manufacturing method thereof
WO2016080372A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 株式会社プラズマイオンアシスト Separator for fuel cell or current collecting member for fuel cell, and manufacturing method thereof
JP2016195130A (en) * 2016-07-26 2016-11-17 株式会社プラズマイオンアシスト Fuel cell separator or current collecting member, and manufacturing method thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765605B1 (en) 2006-03-23 2007-10-09 김수경 Method of preparing seperator of fuel cell
JP2008010423A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Gm Global Technology Operations Inc Adhesion improvement of polymeric coatings on bipolar board surfaces using silane coupling agents
JP2008084728A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Dainippon Printing Co Ltd Separator for fuel cell
JP2009080952A (en) * 2007-09-25 2009-04-16 Toppan Printing Co Ltd Fuel cell separator, its manufacturing method, and fuel cell equipped with it
US9515324B2 (en) 2012-07-11 2016-12-06 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Method for manufacturing fuel cell separator
WO2014010491A1 (en) 2012-07-11 2014-01-16 トヨタ車体 株式会社 Fuel cell separator and method for manufacturing same
JP2015022885A (en) * 2013-07-18 2015-02-02 トヨタ車体株式会社 Separator for fuel cell and method of manufacturing separator for fuel cell
US20150263357A1 (en) * 2013-07-18 2015-09-17 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Fuel cell separator and production method for fuel cell separator
US9780389B2 (en) 2013-07-18 2017-10-03 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Fuel cell separator and production method for fuel cell separator
JP2015111548A (en) * 2013-11-11 2015-06-18 株式会社神戸製鋼所 Titanium fuel battery separator material, and manufacturing method thereof
JP2016100177A (en) * 2014-11-20 2016-05-30 株式会社プラズマイオンアシスト Fuel cell separator or current collecting member, and manufacturing method thereof
WO2016080372A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 株式会社プラズマイオンアシスト Separator for fuel cell or current collecting member for fuel cell, and manufacturing method thereof
US10693169B2 (en) 2014-11-20 2020-06-23 Plasma Ion Assist Co., Ltd. Separator for fuel cell or current collecting member for fuel cell, and manufacturing method thereof
US11588168B2 (en) 2014-11-20 2023-02-21 Plasma Ion Assist Co., Ltd. Separator for fuel cell or current collecting member for fuel cell, and solid polymer electrolyte fuel cell
JP2016195130A (en) * 2016-07-26 2016-11-17 株式会社プラズマイオンアシスト Fuel cell separator or current collecting member, and manufacturing method thereof

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