JP2012021208A - 導電部材、その製造方法、燃料電池用セパレータ及び固体高分子形燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属基材と、該金属基材上に形成された中間層と、該中間層上に形成された導電層と、を有する導電部材であって、該中間層が、該金属基材の構成成分と該導電層の構成成分と該中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む。
金属基材の酸化皮膜を除去する工程(1)と、該工程(1)の後に実施され、該金属基材上に中間層を形成する工程(2)と、該工程(2)の後に実施され、該中間層上に導電層を形成する工程(3)と、を含む導電部材の製造方法であって、該工程(2)において、該金属基材の構成成分と該導電層の構成成分と当該中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む中間層を形成する。
【選択図】図1
Description
更に詳細には、本発明は、金属基材と、金属基材上に形成された所定の中間層と、中間層上に形成された導電層とを有する導電部材、その製造方法、並びにこれを用いた燃料電池用セパレータ及び固体高分子形燃料電池に関する。
そして、個々の単セルが有するMEAは、セパレータを介して隣接する単セルのMEAと電気的に接続される。このようにして単セルが積層・接続されることにより、燃料電池スタックが構成される。
そして、この燃料電池スタックは、種々の用途に使用可能な発電手段として機能し得る。このような燃料電池スタックにおいて、セパレータは、上述したように、隣接する単セル同士を電気的に接続する機能を発揮する。これに加えて、セパレータのMEAと対向する表面にはガス流路が設けられるのが通常である。当該ガス流路は、アノード及びカソードに燃料ガス及び酸化剤ガスをそれぞれ供給するためのガス供給手段として機能する。
カソード側:2H++2e−+(1/2)O2→H2O・・・(2)
そして、その目的とするところは、優れた導電性及び耐食性を有する導電部材、その製造方法、並びにこれを用いた燃料電池用セパレータ及び固体高分子形燃料電池を提供することにある。
そして、その結果、金属基材と導電層との間に所定の中間層を形成することなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
1.第1の実施形態(導電部材の例、燃料電池用セパレータの例)
2.第2の実施形態(導電部材の製造方法の例)
3.第3の実施形態(固体高分子形燃料電池の例)
本発明の一実施形態に係る導電部材は、金属基材と、金属基材上に形成された中間層と、中間層上に形成された導電層とを有するものである。
そして、中間層が、金属基材の構成成分と導電層の構成成分と中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含むものである。
そこで、特許文献1においては、金属基材に水を到達させないように、金属基材の表面に酸化皮膜を配置することが提案されている。また、金属基材の酸化皮膜と導電層との密着性を高めるために、これらの層間に、中間層をスパッタリング法によって設けている。特許文献1におけるスパッタリング法によって中間層を形成する場合には、中間層が結晶配向性が高い柱状構造を呈し、結晶(柱)間には隙間が多く生じるため、水の通過を抑制することは困難である。
したがって、金属基材の耐食性を考慮すると、絶縁性が高い酸化皮膜であっても除去することができない。
これにより、金属基材と導電層との密着性が確保される。また、例えば燃料電池の電極側で生成した水は、導電層を通過する場合はあるものの、結晶化が抑制された中間層ではピンホールなどの欠陥を大幅に減らすことができるため、殆ど通過しない。このため、中間層を超えて通過する水分子は殆ど存在しない。すなわち、金属基材は水にさらされることが殆どない。
このため、本発明の導電部材は、長期間かつ電位にさらされた状態であっても、水による腐食を殆ど受けない。このため、本発明の導電部材は、優れた導電性及び耐食性を発揮することができる。
なお、結晶化抑制成分によってピンホールなどの欠陥が大幅に減少するのは以下のようなメカニズムによるものと考えている。
結晶化抑制成分である原子が金属基材の構成成分と導電層の構成成分とから構成される結晶構造における原子配列を乱すため、結晶性が低下し、非晶質構造となりやすい。これにより、結晶粒界自体が減少するため、結晶粒界を基点に発生しやすいピンホールなどの欠陥を大幅に減少することができる。但し、上記のメカニズムはあくまでも推測に基づくものである。従って、上記のメカニズム以外のメカニズムにより上述のような効果が得られていたとしても、本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
そして、固体高分子電解質膜11と触媒層(13a、13c)との積層体は、さらに、一対のガス拡散層(GDL)(アノードガス拡散層15a及びカソードガス拡散層15c)により挟持されている。
このように、固体高分子電解質膜11、一対の触媒層(13a、13c)及び一対のガス拡散層(15a、15c)は、積層された状態で膜電極接合体(MEA)10を構成する。
図1において、セパレータ(20a、20c)は、図示したMEA10の両端に位置するように図示されている。ただし、複数のMEAが積層されてなる燃料電池スタックでは、セパレータは、隣接するPEFC(図示せず)のためのセパレータとしても用いられるのが一般的である。換言すれば、燃料電池スタックにおいてMEAは、セパレータを介して順次積層されることにより、スタックを構成することとなる。
なお、実際の燃料電池スタックにおいては、セパレータ(20a、20c)と固体高分子電解質膜11との間や、PEFC1とこれと隣接する他のPEFCとの間にガスシール部が配置されるが、図1ではこれらの記載を省略する。
同図に示すように、セパレータ20を構成する導電部材は、金属基材21と、金属基材21上に形成された中間層23と、中間層23上に形成された導電層25とを有する。
また、中間層23は、金属基材21の構成成分と導電層25の構成成分と該中間層23における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含むものである。
金属基材21は、導電部材(セパレータ20)を構成する基材であり、導電性及び機械的強度の確保に寄与する。
金属基材の構成材料としては、例えば、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、これらの合金を挙げることができる。これらの材料は、機械的強度、汎用性、コストパフォーマンス、加工容易性などの観点から用いることが好ましい。ここで、鉄合金にはステンレスが含まれる。
中間層23は、金属基材21上に配置される。この層の存在によって、金属基材21と導電層25との密着性を向上させることができる。また、例えば燃料電池の電極で生成した水が金属基材21側に入り込むことを抑制・防止できる。したがって、中間層23の配置により、導電部材(セパレータ20)は、金属基材、酸化皮膜、中間層及び導電性薄膜を有する導電部材に比して、優れた導電性及び耐食性を発揮することができる。
本明細書において、「中間層」とは、金属基材と導電層との間に配置され、金属基材の構成成分と導電層の構成成分と中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む層を意味する。
このような中間層においては、導電層の構成成分が予め含まれているため、導電層に含まれる構成成分が金属基材内に拡散することによって生じる悪影響を小さくすることができる。
このような構造をとることによって、結晶粒界を起点に発生し易いピンホールなどの欠陥を抑制することができるため、中間層は例えば燃料電池の電極側で生成した水分子を通しにくい構造となる。
ここで、本発明において、「非晶質構造」とは、原子又は分子が規則正しい空間的配置をもつ結晶をつくらずに集合した構造をいう。このような構造は、例えば、X線回折装置にて測定した場合、ピークが観察されないときに、非晶質構造であると判断できる。
また、本発明において、「準結晶構造を有する中間層」とは、金属基材及び導電層のそれぞれの結晶子径より小さい結晶子径を有する中間層をいう。
なお、「結晶子径」とは、X線回折法におけるScherreの方法によって算出される結晶子のサイズを意味する。
また、上述した構造を有する中間層においては、耐食性の向上という観点から、金属基材の成分が導電層側に露出しないように、金属基材側における存在比率を高くすることが好ましい。
ここで、中間層の平均結晶子径と、金属基材及び導電層のそれぞれの平均結晶子径との大小関係は、中間層における結晶化の抑制が達成し得る限り特に制限されるものではない。好ましくは、中間層の平均結晶子径[D1(nm)]に対する金属基材及び導電層のそれぞれの平均結晶子径[D2(nm)]の比(D2/D1)が、0.1以上1未満であり、より好ましくは0.1〜0.5である。このような範囲であれば、水分子が金属基材に実質的に到達しない程度にまで、中間層の結晶化を抑制することができる。また、各層の平均結晶子径も、上記大小関係を満たす限り特に制限されるものではない。なお、本明細書における「平均結晶子径」は、マック・サイエンス社製のX線回折装置にて測定した。好ましくは、中間層の平均結晶子径[D2(nm)]は、10〜30nm、より好ましくは10〜20nmである。
なお、導電層の構成成分のうち、クロム(Cr)やチタン(Ti)といったイオン溶出の少ない金属、又はこれらの窒化物、炭化物、炭窒化物などが好ましく用いられる。より好ましくは、クロム(Cr)やチタン(Ti)、又はこれらの炭化物や窒化物が用いられる。特に、このようなイオン溶出の少ない金属や、その炭化物、窒化物などを用いた場合、セパレータの耐食性を有意に向上させることができる。
更に、金属基材や導電層の構成成分と結晶化抑制成分とが反応して化合物を形成してしまうと、化合物結晶となり、非晶質構造を有し難くなる。したがって、結晶化抑制成分としては、各層の構成成分と化合物を形成し難いものを適宜選択することが望ましい。
また、格子定数が両層の構成成分に近い場合、結晶構造を乱す効果が小さくなるため、格子定数の差が大きい結晶化抑制成分であることが望ましい。更にまた、結晶化抑制成分は、金属基材及び導電層の構成成分の原子半径に比べて、原子半径が大きいものであることが、導電性及び耐食性の向上の観点から好ましい。
なお、「ビッカース硬度(Hv)」とは、物質の硬さを規定する値であり、物質に固有の値である。本明細書において、ビッカース硬度は、ナノインデンテーション法により測定された値を意味する。また、ナノインデンテーション法とは、サンプル表面に対して超微小な荷重でダイヤモンド圧子を連続的に負荷及び除荷し、得られた荷重−変位曲線から硬さを測定するという手法であり、Hvが大きいほどその物質は硬いことを意味する。
更に、詳しくは後述するが、導電層25の少なくとも最表面層が導電性炭素層であり、且つラマン散乱分光分析により測定されるDバンドピーク強度(ID)とGバンドピーク強度(IG)との強度比R(ID/IG)が大きい(例えば、R値が2.0を超える)導電性炭素層である場合には、中間層23と導電層25との密着性効果が顕著に発現し得る。
導電層25は、中間層23上に配置される。ここで、導電層25を構成する材料は、特に限定されるものではない。具体的には、導電層25としては、金属層や炭素から形成された導電性炭素層などを挙げることができる。このうち、金属層を構成する材料としては、例えば、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)などが挙げられる。なお、導電性炭素層は、導電性炭素を含む層である。
これらのうち、例えば高い導電性と燃料電池環境下(0〜1.2V)の範囲で高い耐食性を有する金(Au)や銀(Ag)などの貴金属を含む金属層や、導電性炭素層が好ましい。
また、貴金属の使用量を抑え、コスト低減を図るという観点からは、導電層は、金属層と導電性炭素層との積層構造を有していることが望ましい。
このように、導電性炭素層の存在によって、導電部材の導電性を確保しつつ、導電性炭素層を含まない場合と比較して耐食性が改善され得る。以下、導電層25において導電性炭素層を使用した場合の好ましい実施形態を説明する。
通常、単結晶グラファイトは、HOPG(高配向熱分解黒鉛)に代表されるような、巨視的にみてもグラフェン面が積層された乱れのない構造を示す。一方、多結晶グラファイトにおいては、個々のクラスターとしてグラファイト構造が存在しており、乱層構造を有している。R値を上述の値に制御することで、この乱れ具合(グラファイトクラスター量、サイズ)が適度に確保され、導電性炭素層の一方の面から他方の面への導電パスを確保することができる。その結果、金属基材に加えて導電性炭素層を別途設けたことによる導電性の低下が防止できると考えられる。
ただし、本実施形態の導電部材の用途はこれに限られることはない。例えば、PEFC以外にも、リン酸形燃料電池(PAFC)、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)、固体電解質形燃料電池(SOFC)、アルカリ形燃料電池(AFC)などの各種の燃料電池用セパレータとしても使用可能である。また、燃料電池用セパレータ以外にも、導電性・耐食性の両立が求められている各種の用途に使用可能である。本実施形態の導電部材が用いられ得る燃料電池用セパレータ以外の用途としては、例えば、他の燃料電池部品(集電板、バスバー、ガス拡散基材、MEA)、電子部品の接点などが挙げられる。他の好ましい形態において、本実施形態の導電部材は、湿潤環境及び通電環境の下で使用される。このような環境下で用いると、導電性及び耐食性の両立を図るという本発明の作用効果を顕著に発現させることができる。
本発明の一実施形態に係る導電部材の製造方法は、金属基材の酸化皮膜を除去する工程(1)と、工程(1)の後に実施され、金属基材上に金属基材の構成成分と導電層の構成成分と当該中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む中間層を形成する工程(2)と、工程(2)の後に実施され、中間層上に導電層を形成する工程(3)とを含む導電部材の製造方法である。
まず、金属基材の構成材料として、所望の厚みのステンレス板やアルミニウム板などの金属板を準備する。次いで、適当な溶媒(例えば、エタノール、エーテル、アセトン、イソプロピルアルコール、トリクロロエチレン、苛性アルカリ剤など。)を用いて、準備した金属基材の構成材料の表面の脱脂及び洗浄処理を行う。該処理としては、超音波洗浄などが挙げられる。超音波洗浄の条件としては、処理時間が1〜10分間程度、周波数が30〜50kHz程度、及び電力が30〜50W程度である。
このような手法によっても、上記説明した3成分(金属基材の構成成分、導電層の構成成分及び中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分)を含むものであれば、非結晶構造や準結晶構造を有する中間層が形成できる。これに加えて、比較的低温で成膜が可能であり、金属基材へのダメージを最小限に抑えることができるという利点もある。さらに、スパッタリング法によれば、バイアス電圧等を制御することで、成膜される層の膜質をコントロールできるという利点もある。具体的には、スパッタリング法において、バイアス電圧を高くすることによって、例えば、結晶化抑制成分として気体であるアルゴンやクリプトンなどの18族元素の雰囲気中、導電層の構成成分からなるターゲットのみを用いることによっても、上記説明した3成分を含む中間層を形成することができる。また、スパッタリング法において、通常のバイアス電圧であっても、金属基材の構成成分や導電層の構成成分、結晶化抑制成分などのターゲットを適宜組み合わせることによっても所望の中間層を形成してもよい。
このような方法によって、非晶質構造や準結晶構造を有する中間層が金属基材上に形成できる。
次に、上記工程(2)で形成(成膜)された中間層上に、導電層を形成(成膜)する。ここで、導電層の形成(成膜)方法は、特に制限されない。例えば、導電層が導電性炭素層である場合には、上述した導電層の構成材料(例えば、グラファイト)をターゲットとして、中間層上に導電性炭素を含む層を原子レベルで積層(成膜)することにより、導電層を形成することができる。これにより、直接付着した導電層と中間層とのあるいは中間層と金属基材の界面及びその近傍は、分子間力や僅かな炭素原子の進入によって、長期間にわたって密着性を保持することができる。
本発明の一実施形態に係る固体高分子形燃料電池は、高分子電解質膜、これを挟持する一対のアノード触媒層及びカソード触媒層、並びにこれらを挟持する一対のアノードガス拡散層及びカソードガス拡散層を有する膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のアノードセパレータ及びカソードセパレータとを備えた固体高分子形燃料電池である。 そして、アノードセパレータ及びカソードセパレータのうち少なくとも一方が、金属基材と、金属基材上に形成された中間層と、中間層上に形成された導電層とを有する導電部材を、導電層が膜電極接合体側に位置するように配置して用いる燃料電池用セパレータであり、中間層が、金属基材の構成成分と導電層の構成成分と中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含むものである。
以下、図1を参照しつつ、上記本発明の一実施形態に係る導電部材から構成されるセパレータを用いたPEFCの構成要素について説明する。ただし、本発明はセパレータを構成する導電部材に特徴を有するものである。よって、PEFCにおけるセパレータの形状等の具体的な形態や、燃料電池を構成するセパレータ以外の部材の具体的な形態については、従来公知の知見を参照しつつ、適宜、改変が施され得る。
高分子電解質層は、例えば、図1に示す形態のように固体高分子電解質膜11から構成される。この固体高分子電解質膜11は、PEFC1の運転時にアノード触媒層13aで生成したプロトンを膜厚方向に沿ってカソード触媒層13cへと選択的に透過させる機能を有する。また、固体高分子電解質膜11は、アノード側に供給される燃料ガスとカソード側に供給される酸化剤ガスとを混合させないための隔壁としての機能をも有する。
触媒層(アノード触媒層13a、カソード触媒層13c)は、実際に電池反応が進行する層である。具体的には、アノード触媒層13aでは水素の酸化反応が進行し、カソード触媒層13cでは酸素の還元反応が進行する。
ガス拡散層(アノードガス拡散層15a、カソードガス拡散層15c)は、セパレータのガス流路(GPa、GPc)を介して供給されたガス(燃料ガス又は酸化剤ガス)の触媒層(13a、13c)への拡散を促進する機能、及び電子伝導パスとしての機能を有する。
導電部材を構成する金属基材として、アルミニウム合金板(A3003P、厚み:200μm)を準備した。このアルミニウム合金板を用い、前処理としてエタノール水溶液中で3分間超音波洗浄し、洗浄したアルミニウム合金板を真空チャンバ内に配置し、アルゴンガスによるイオンボンバード処理を行って、表面の酸化皮膜を除去した。
なお、上記前処理(洗浄及びイオンボンバード処理)は、いずれもアルミニウム合金板の両面について行った。
しかる後、アルミニウム合金板に対して140Vの大きさの負のバイアス電圧を印加しながら、固体グラファイトをターゲットとして使用したUBMS法により、アルミニウム合金板の両面の第2導電層の上にそれぞれ0.1μmの厚みの第1導電層を形成した。
これにより、本例の導電部材を作製した。
導電部材を構成する金属基材として、アルミニウム合金板(A3003P、厚み:200μm)を準備した。このアルミニウム合金板を用い、前処理としてエタノール水溶液中で3分間超音波洗浄し、洗浄したアルミニウム合金板を真空チャンバ内に配置し、アルゴンガスによるイオンボンバード処理を行って、表面の酸化皮膜を除去した。
なお、上記前処理(洗浄及びイオンボンバード処理)は、いずれもアルミニウム合金板の両面について行った。
しかる後、アルミニウム合金板に対して140Vの大きさの負のバイアス電圧を印加しながら、固体グラファイトをターゲットとして使用したUBMS法により、アルミニウム合金板の両面の第2導電層の上にそれぞれ0.1μmの厚みの第1導電層を形成した。
これにより、本例の導電部材を作製した。
導電部材を構成する金属基材として、アルミニウム合金板(A3003P、厚み:200μm)を準備した。このアルミニウム合金板を用い、前処理としてエタノール水溶液中で3分間超音波洗浄し、洗浄したアルミニウム合金板を真空チャンバ内に配置し、アルゴンガスによるイオンボンバード処理を行って、表面の酸化皮膜を除去した。
なお、上記前処理(洗浄及びイオンボンバード処理)は、いずれもアルミニウム合金板の両面について行った。
しかる後、アルミニウム合金板に対して140Vの大きさの負のバイアス電圧を印加しながら、固体グラファイトをターゲットとして使用したUBMS法により、アルミニウム合金板の両面の第2導電層の上にそれぞれ0.1μmの厚みの第1導電層を形成した。
これにより、本例の導電部材を作製した。
上記各実施例において作製した導電部材について、金属基材、中間層及び導電層の構成成分の測定を行った。導電部材の断面を、TEMにより画像解析を行った結果及びEDXにより組成分析を行った結果を、図8〜図12に示す。図8〜図12から、中間層は、金属基材の構成成分であるアルミニウムと導電層の構成成分であるクロムと中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分であるアルゴンとを含む。
なお、実施例1の中間層におけるアルゴンの割合は、5原子%であった。また、実施例2においては、EDXによる組成分析の結果では、アルゴンの割合が2原子%である中間層のような部分が形成されていることが分かる。更に、実施例3においては、EDXによる組成分析の結果では、アルゴンの割合が3原子%である中間層のような部分が形成されていることが分かる。
上記実施例1において作製した導電部材について、中間層の構造の観察を行った。中間層の断面をTEMにより画像解析を行った結果を、図13に示す。図8、図9及び図13から、中間層は、金属基材の構成成分であるアルミニウムと導電層の構成成分であるクロムと中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分であるアルゴンとを含む混合層を形成しており、結晶構造とは異なる、非晶質構造又は準結晶構造を有することが分かる。
なお、上記実施例2及び3において作製した導電部材についても、中間層の構造の観察を行ったが、結晶構造とは異なる、非晶質構造又は準結晶構造を有することが確認できなかった。また、50Vの大きさの負のバイアス電圧を印加した実施例2においては、中間層ができるものの、粒界を起点にピンホール発生が生じ始めている。一方、実施例1においては、粒界を起点にした亀裂は生じていない。
上記各実施例において作製した導電部材について、導電性炭素層のR値の測定を行なった。具体的には、まず、顕微ラマン分光器を用いて、導電性炭素層のラマンスペクトルを計測した。そして、1300〜1400cm−1に位置するバンド(Dバンド)のピーク強度(ID)と、1500〜1600cm−1に位置するバンド(Gバンド)のピーク強度(IG)とのピーク面積比(ID/IG)を算出して、R値とした。得られた結果を下記の表1に示す。
上記各実施例において作製した導電部材について、弾性反跳散乱分析法(ERDA)により、導電性炭素層における水素原子の含有量を測定した。得られた結果を下記の表1に示す。
上記各実施例において作製した導電部材について、ナノインデンテーション法により、金属基材、中間層及び導電性炭素層のビッカース硬度(Hv)の測定を行なった。得られた結果を下記の表1に示す。
また、表1に示すように、各実施例において作製した導電部材における導電性炭素層のビッカース硬度(Hv)は、いずれも1500Hv以下であった。
上記各例において作製した導電部材について、導電部材の積層方向の接触抵抗の測定を行なった。具体的には、図14に示すように、作製した導電部材(セパレータ20)の両側を一対のガス拡散基材(ガス拡散層15a、15b)で挟持し、得られた積層体の両側を更に一対の電極(触媒層13a、13b)で挟持し、その両端に電源を接続し、電極を含む積層体全体に1MPaの荷重で保持して、測定装置を構成した。この測定装置に1Aの定電流を流し、1MPaの荷重をかけた時の通電量及び電圧値から、当該積層体の接触抵抗値を算出した。
得られた結果を下記の表1に示す。なお、表1中の「接触抵抗相対値」とは、初期における接触抵抗値を1としたときの、浸漬後における接触抵抗値を示す相対値である。
すなわち、本発明の導電部材は、優れた導電性及び耐食性を有することが分かる。また、導電性・耐食性に優れる導電部材から構成されるセパレータを用いると、PEFCは出力特性・耐久性に優れ、長期間にわたって良好な発電性能を維持することができる。
10 膜電極接合体(MEA)
11 固体高分子電解質膜
13a アノード触媒層
13c カソード触媒層
15a アノードガス拡散層
15c カソードガス拡散層
20 セパレータ
20a アノードセパレータ
20c カソードセパレータ
21 金属基材
23 中間層
25 導電層
GPa アノードガス流路
GPc カソードガス流路
CP 冷媒流路
Claims (7)
- 金属基材と、該金属基材上に形成された中間層と、該中間層上に形成された導電層と、を有する導電部材であって、
上記中間層が、上記金属基材の構成成分と上記導電層の構成成分と該中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む、ことを特徴とする導電部材。 - 上記中間層が、非晶質構造、並びに上記金属基材及び上記導電層のそれぞれの結晶子径より小さい結晶子径を有する準結晶構造のうち少なくとも一方を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の導電部材。
- 上記金属基材が、アルミニウム又はアルミニウム合金である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の導電部材。
- 上記結晶化抑制成分が、ヘリウム、アルゴン、クリプトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の18族元素並びにホウ素、リン、ケイ素、炭素及びゲルマニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の半金属元素のうち少なくとも一方を含む、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の導電部材。
- 金属基材の酸化皮膜を除去する工程(1)と、
上記工程(1)の後に実施され、上記金属基材上に中間層を形成する工程(2)と、
上記工程(2)の後に実施され、上記中間層上に導電層を形成する工程(3)と、
を含む導電部材の製造方法であって、
上記工程(2)において、上記金属基材の構成成分と上記導電層の構成成分と当該中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む中間層を形成する、ことを特徴とする導電部材の製造方法。 - 金属基材と、該金属基材上に形成された中間層と、該中間層上に形成された導電層とを有する導電部材を、該導電層が電解質側に位置するように配置して用いる燃料電池用セパレータであって、
上記中間層が、上記金属基材の構成成分と上記導電層の構成成分と該中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む、ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。 - 高分子電解質膜、これを挟持する一対のアノード触媒層及びカソード触媒層、並びにこれらを挟持する一対のアノードガス拡散層及びカソードガス拡散層を有する膜電極接合体と、
上記膜電極接合体を挟持する一対のアノードセパレータ及びカソードセパレータと、
を備えた固体高分子形燃料電池であって、
上記アノードセパレータ及び上記カソードセパレータのうち少なくとも一方が、金属基材と、該金属基材上に形成された中間層と、該中間層上に形成された導電層とを有する導電部材を、該導電層が膜電極接合体側に位置するように配置して用いる燃料電池用セパレータであり、
上記中間層が、上記金属基材の構成成分と上記導電層の構成成分と該中間層における結晶化を抑制する結晶化抑制成分とを含む、ことを特徴とする固体高分子形燃料電池。
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