JP2005108591A - 燃料電池用セパレータ用成形材料 - Google Patents
燃料電池用セパレータ用成形材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005108591A JP2005108591A JP2003339472A JP2003339472A JP2005108591A JP 2005108591 A JP2005108591 A JP 2005108591A JP 2003339472 A JP2003339472 A JP 2003339472A JP 2003339472 A JP2003339472 A JP 2003339472A JP 2005108591 A JP2005108591 A JP 2005108591A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- molding material
- cell separator
- spherical
- filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】 燃料電池用セパレータを製造するための成形材料であって、熱硬化性樹脂中に導電性フィラー、球状フィラー及び炭素繊維が分散した粉末からなることを特徴とする燃料電池用セパレータ用成形材料。
【選択図】 図1
Description
(1)燃料電池用セパレータを製造するための成形材料であって、熱硬化性樹脂中に導電性フィラー、球状フィラー及び炭素繊維が分散した粉末からなることを特徴とする燃料電池用セパレータ用成形材料。
(2)導電性フィラーが膨張黒鉛であ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用成形材料。
(3)球状フィラーが球状シリカおよび球状黒鉛の一種類以上を含む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用成形材料。
(4)球状フィラーの平均粒径が、得られる燃料電池用セパレータの最薄部の厚さに対して75%以下であることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の燃料電池用セパレータ用成形材料。
(5)燃料電池用セパレータ用成形材料全量に対する熱硬化性樹脂の配合量が20〜40質量%、導電性フィラーの配合量が20〜60質量%、球状フィラーの配合量が15〜30質量%、炭素繊維の配合量が5〜10質量%であることを特徴とする上記(1)〜(4)の何れか1項に記載の燃料電池用セパレータ用成形材料。
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられ、それぞれ単独で、あるいはこれらを混合して用いることができる。得られる特性、生産性等を考慮すると、エポキシ樹脂とポリイミド樹脂とを混合して用いるのが好ましい。
(導電性フィラー)
導電性フィラーとしては、例えば膨張黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック等が挙げられ、それぞれ単独で、あるいはこれらを混合して用いることができる。中でも、成形性や経済性を考慮すると膨張黒鉛が好ましい。膨張黒鉛は、黒鉛結晶構造の層間を拡張処理したもので、極めて嵩高いものとなっている。膨張黒鉛としては、好ましくは嵩比重が0.3程度以下、より好ましくは0.1程度以下、特に好ましくは0.05程度以下のものを使用する。これらの膨張黒鉛を用いると、強度、導電性、潤滑性が特に良好となる。
(球状フィラー)
一般に、膨張黒鉛を含有する成形材料を板状に成形すると、膨張黒鉛が成形体の水平方向に多く配向するようになり、水平方向と厚さ方向の熱膨張率差が生じる傾向がある。そこで、このような異方性を低減させるために球状フィラーを添加する。
(炭素繊維)
炭素繊維としては、例えばPAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等が挙げられ、それぞれ単独で、あるいはこれらを混合して用いることができる。炭素繊維を添加することにより燃料電池用セパレータの強度、特に耐衝撃性を改善することができ、また導電性や熱膨張に殆ど影響を与えずに強度を改善することができる。
(サンプル作製)
膨張黒鉛、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、平均繊維径13μmで平均繊維長370μmの炭素繊維、平均粒径が約50μmの球径シリカおよび球状黒鉛を用い、表1に示す配合比でヘンシェルミキサーに投入し、室温で乾式混合した。得られた混合粉を加圧ニーダーに投入し、100℃にて溶融混合した後、自然冷却して固化させた。次いで、溶融混合物の固化物を粉砕して平均粒径100μmの粉末とし、成形材料を得た。そして、成形材料を金型に充填して100℃でプレス成形して厚さ3mmのシート状仮成形品を作製し、次いでシート状仮成形品を重ねて金型温度200℃、プレス圧100MPaで10分間本成形して厚さ2mmのシート状のサンプルを作製した(実施例1〜4及び比較例1)。
(サンプルの物性の測定)
熱膨張係数は、得られたサンプルから5mm角、厚さ10mmの試験片を切り出し、試験片の厚さ方向及び水平方向について、理学製「MA8310」を用い、0.1Nの荷重をφ3mmのプローブにかけて1℃/minで昇温した時の28〜100℃における熱膨張率を測定した。
(燃料電池用セパレータの反りの測定)
上記サンプルの作製手順及び成形条件に従い、図1に示した形状の燃料電池用セパレータを作製した。尚、各部の形状及び寸法は、平板部が全長300mm、全横250mmであり、その一方の面に冷却水流路溝(幅2mm、深さ0.5mm)を60本、他方の面にガス流路溝(幅1mm、深さ0.5mm)を120本設け、最薄部である平板部の厚さを0.5mmとし、一方の面の隔壁の上端面から他方の面の隔壁の上端面まで(全厚)を1.5mmとした。
(配合材料の分散性の検証)
実施例1及び比較例4で作製したサンプルについて、その断面を光学顕微鏡にて撮影した。図2に実施例1のサンプル、図3に比較例4のサンプルの光学顕微鏡写真を示すが、実施例1のサンプルでは微細な膨張黒鉛、炭素繊維及び球状シリカが均一に分散しているのに対し、比較例4のサンプルでは炭素繊維が当初の長繊維のままであり、更に膨張黒鉛及び球状シリカの分散性も悪いことがわかる。
6 平板部
7 隔壁
8 チャネル
Claims (5)
- 燃料電池用セパレータを製造するための成形材料であって、熱硬化性樹脂中に導電性フィラー、球状フィラー及び炭素繊維が分散した粉末からなることを特徴とする燃料電池用セパレータ用成形材料。
- 導電性フィラーが膨張黒鉛であ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用成形材料。
- 球状フィラーが球状シリカおよび球状黒鉛の一種類以上を含む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用成形材料。
- 球状フィラーの平均粒径が、得られる燃料電池用セパレータの最薄部の厚さに対して75%以下であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の燃料電池用セパレータ用成形材料。
- 燃料電池用セパレータ用成形材料全量に対する熱硬化性樹脂の配合量が20〜40質量%、導電性フィラーの配合量が20〜60質量%、球状フィラーの配合量が15〜30質量%、炭素繊維の配合量が5〜10質量%であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の燃料電池用セパレータ用成形材料。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003339472A JP2005108591A (ja) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | 燃料電池用セパレータ用成形材料 |
EP04023238.1A EP1521320B8 (en) | 2003-09-30 | 2004-09-29 | Separator for fuel cell |
US10/953,473 US20050118483A1 (en) | 2003-09-30 | 2004-09-30 | Separator for fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003339472A JP2005108591A (ja) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | 燃料電池用セパレータ用成形材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005108591A true JP2005108591A (ja) | 2005-04-21 |
Family
ID=34534658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003339472A Pending JP2005108591A (ja) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | 燃料電池用セパレータ用成形材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005108591A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007005263A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 燃料電池用セパレータ成形用組成物及び燃料電池用セパレータ |
JP2010123564A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Hankook Tire Co Ltd | 燃料電池セパレータ用成形材料 |
JP2011119124A (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ |
JP2019204601A (ja) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 信越ポリマー株式会社 | 燃料電池用セパレータ |
-
2003
- 2003-09-30 JP JP2003339472A patent/JP2005108591A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007005263A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 燃料電池用セパレータ成形用組成物及び燃料電池用セパレータ |
JP2010123564A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Hankook Tire Co Ltd | 燃料電池セパレータ用成形材料 |
JP2011119124A (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ |
JP2019204601A (ja) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 信越ポリマー株式会社 | 燃料電池用セパレータ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100597897B1 (ko) | 연료전지 분리판 성형용 소재, 그의 제조방법과 이로부터제조된 연료전지 분리판 및 연료전지 | |
US6746792B2 (en) | Fuel cell separator composition, fuel cell separator and method of manufacture, and solid polymer fuel cell | |
US20060183013A1 (en) | Fuel cell separator | |
US7063914B2 (en) | Fuel cell separator, process for producing the same and material therefor | |
WO2011001766A1 (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法 | |
JP2007172957A (ja) | 燃料電池用セパレータ材およびその製造方法 | |
US7381493B2 (en) | Separator for fuel cell and process for producing the same | |
JP4660082B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
JP2002083609A (ja) | 燃料電池用セパレータ用組成物及びその製造方法 | |
JP4780257B2 (ja) | 燃料電池セパレータ及びその製造方法 | |
JP2005108591A (ja) | 燃料電池用セパレータ用成形材料 | |
JPWO2009034870A1 (ja) | 燃料電池セパレータ | |
JP2004315578A (ja) | 導電性樹脂組成物、並びに燃料電池用セパレータとその製造方法 | |
JP2006260956A (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
JP2005108590A (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法 | |
US9048010B2 (en) | Method for preparing an electrically conducting article | |
JP2004119346A (ja) | 固体高分子形燃料電池セパレーター用成形材料とその製造方法、及び固体高分子形燃料電池セパレーター | |
JP2006338908A (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
EP1521320B1 (en) | Separator for fuel cell | |
JP5754671B2 (ja) | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 | |
JP4989880B2 (ja) | 燃料電池セパレータとそのための樹脂組成物並びにその製造方法 | |
KR101399352B1 (ko) | 연료전지용 분리판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 연료전지 | |
JP2005276771A (ja) | 燃料電池用セパレータ用組成物の製造方法、燃料電池用セパレータ用組成物及び燃料電池用セパレータ | |
JP2005339899A (ja) | 燃料電池セパレータ用樹脂組成物 | |
JP2002367623A (ja) | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータを用いた燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050421 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050422 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050421 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060306 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060901 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090818 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091215 |