JP3455466B2 - 燃料電池及び燃料電池用セパレータ - Google Patents
燃料電池及び燃料電池用セパレータInfo
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池及び燃料
電池用セパレータに関する。
電池用セパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池用セパレータは、黒鉛ブ
ロックから削り出す方法、天然りん片状黒鉛を強酸及び
酸化剤で処理後、熱処理して得られる膨張黒鉛、膨張黒
鉛シート等を高圧力下で成形する方法、前記成形体に液
状熱硬化性樹脂を含浸、硬化する方法などで製造されて
いた。
ロックから削り出す方法、天然りん片状黒鉛を強酸及び
酸化剤で処理後、熱処理して得られる膨張黒鉛、膨張黒
鉛シート等を高圧力下で成形する方法、前記成形体に液
状熱硬化性樹脂を含浸、硬化する方法などで製造されて
いた。
【０００３】しかし前記の各製造法では、何れも充分な
性能のセパレータが得られなかったり、製造工程が多く
コスト高となったり、重量の大きいものとなるという欠
点があった。これらを解決するものとして、国際公開番
号ＷＯ９７／０２６１２明細書では、平均粒子径が５〜
１２μｍという特定の粒子径の膨張黒鉛粉末を熱可塑性
樹脂又は熱硬化性樹脂に分散させた燃料電池用セパレー
タが記載されている。しかしながら、前記のような微粒
子径の膨張黒鉛粉を用いた場合、電気比抵抗や機械特性
に劣り、要求特性を満足する燃料電池用セパレータを供
給できないという欠点が依然としてあった。
性能のセパレータが得られなかったり、製造工程が多く
コスト高となったり、重量の大きいものとなるという欠
点があった。これらを解決するものとして、国際公開番
号ＷＯ９７／０２６１２明細書では、平均粒子径が５〜
１２μｍという特定の粒子径の膨張黒鉛粉末を熱可塑性
樹脂又は熱硬化性樹脂に分散させた燃料電池用セパレー
タが記載されている。しかしながら、前記のような微粒
子径の膨張黒鉛粉を用いた場合、電気比抵抗や機械特性
に劣り、要求特性を満足する燃料電池用セパレータを供
給できないという欠点が依然としてあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】請求項１〜３記載の発
明は、上記問題に鑑み、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤
性、機械的強度等のセパレータ特性において優れ、経済
性にも優れる燃料電池用セパレータを提供するものであ
る。また、請求項４及び５記載の発明は、セパレータの
電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等の特性
が優れ、高性能な燃料電池を提供するものである。
明は、上記問題に鑑み、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤
性、機械的強度等のセパレータ特性において優れ、経済
性にも優れる燃料電池用セパレータを提供するものであ
る。また、請求項４及び５記載の発明は、セパレータの
電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等の特性
が優れ、高性能な燃料電池を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、膨張黒鉛をシ
ート状に加工し、これを粉砕した平均粒径が５０μｍ以
上３００μｍ以下の膨張黒鉛粉が樹脂（反応時に開環重
合により硬化するジヒドロベンゾオキサジン環を含むフ
ェノール樹脂を除く）中に分散されてなる燃料電池用セ
パレータに関する。また、本発明は、燃料電池が、固体
高分子型である前記の燃料電池用セパレータに関する。
また、本発明は、膨張黒鉛をシート状に加工し、これを
粉砕した膨張黒鉛粉の平均粒径が１２０μｍ〜２８０μ
ｍの範囲である前記の燃料電池用セパレータに関する。
ート状に加工し、これを粉砕した平均粒径が５０μｍ以
上３００μｍ以下の膨張黒鉛粉が樹脂（反応時に開環重
合により硬化するジヒドロベンゾオキサジン環を含むフ
ェノール樹脂を除く）中に分散されてなる燃料電池用セ
パレータに関する。また、本発明は、燃料電池が、固体
高分子型である前記の燃料電池用セパレータに関する。
また、本発明は、膨張黒鉛をシート状に加工し、これを
粉砕した膨張黒鉛粉の平均粒径が１２０μｍ〜２８０μ
ｍの範囲である前記の燃料電池用セパレータに関する。
【０００６】また、本発明は、前記のセパレータを有し
てなる燃料電池に関する。さらに、本発明は、固体高分
子型である前記の燃料電池に関する。
てなる燃料電池に関する。さらに、本発明は、固体高分
子型である前記の燃料電池に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明においては、膨張黒鉛をシ
ート状に加工し、これを粉砕して平均粒径が５０μｍ以
上３００μｍ以下の膨張黒鉛粉を予め製造し、これを樹
脂と混合して成形することにより、平均粒径が５０μｍ
以上３００μｍ以下の膨張黒鉛粉が樹脂中に分散された
燃料電池用セパレータを製造することができる。なお、
平均粒径は、数平均粒径であり、例えば（株）島津製作
所製、ＳＡＬＤ−３０００Ｊ等の各種粒度分布測定装置
により測定することができる。
ート状に加工し、これを粉砕して平均粒径が５０μｍ以
上３００μｍ以下の膨張黒鉛粉を予め製造し、これを樹
脂と混合して成形することにより、平均粒径が５０μｍ
以上３００μｍ以下の膨張黒鉛粉が樹脂中に分散された
燃料電池用セパレータを製造することができる。なお、
平均粒径は、数平均粒径であり、例えば（株）島津製作
所製、ＳＡＬＤ−３０００Ｊ等の各種粒度分布測定装置
により測定することができる。
【０００８】ここで、膨張黒鉛粉の平均粒径が５０μｍ
未満では、セパレータの電気比抵抗が大きく、また機械
特性にも劣る。本発明で用いられる膨張黒鉛粉の平均粒
径は５０μｍ以上３００μｍであり、８０μｍ〜３００
μｍとすることが好ましく、１００μｍ〜３００μｍと
することがより好ましく、１２０μｍ〜２８０μｍとす
ることがさらに好ましく、１５０μｍ〜２５０μｍとす
ることが最も好ましい。
未満では、セパレータの電気比抵抗が大きく、また機械
特性にも劣る。本発明で用いられる膨張黒鉛粉の平均粒
径は５０μｍ以上３００μｍであり、８０μｍ〜３００
μｍとすることが好ましく、１００μｍ〜３００μｍと
することがより好ましく、１２０μｍ〜２８０μｍとす
ることがさらに好ましく、１５０μｍ〜２５０μｍとす
ることが最も好ましい。
【０００９】このような膨張黒鉛粉は、例えば、次のよ
うにして製造される。膨張黒鉛粉の原料となる黒鉛とし
ては、天然黒鉛、キツシユ黒鉛、熱分解黒鉛等の高度に
結晶が発達した黒鉛が好ましいものとして挙げられる。
得られる特性と経済性のバランスからは天然黒鉛が好ま
しい。用いる天然黒鉛としては、特に制限はなく、Ｆ４
８Ｃ（日本黒鉛(株)製、商品名）、Ｈ−５０（中越黒鉛
(株)製、商品名）等の市販品を用いることができる。
うにして製造される。膨張黒鉛粉の原料となる黒鉛とし
ては、天然黒鉛、キツシユ黒鉛、熱分解黒鉛等の高度に
結晶が発達した黒鉛が好ましいものとして挙げられる。
得られる特性と経済性のバランスからは天然黒鉛が好ま
しい。用いる天然黒鉛としては、特に制限はなく、Ｆ４
８Ｃ（日本黒鉛(株)製、商品名）、Ｈ−５０（中越黒鉛
(株)製、商品名）等の市販品を用いることができる。
【００１０】黒鉛の処理に用いられる、酸成分として
は、硫酸、硝酸、硫酸と硝酸との混液などが挙げられ、
これらに過酸化水素を添加して処理することができる。
膨張黒鉛とするための処理法としては、例えば、前記黒
鉛を前記酸成分の溶液に浸漬処理して、黒鉛層間化合物
を生成させ、ついで、水洗してから急速加熱して、黒鉛
結晶のＣ軸方向を膨張処理する方法が挙げられる。これ
により、虫状形で圧縮特性を有する膨張黒鉛を得ること
ができる。
は、硫酸、硝酸、硫酸と硝酸との混液などが挙げられ、
これらに過酸化水素を添加して処理することができる。
膨張黒鉛とするための処理法としては、例えば、前記黒
鉛を前記酸成分の溶液に浸漬処理して、黒鉛層間化合物
を生成させ、ついで、水洗してから急速加熱して、黒鉛
結晶のＣ軸方向を膨張処理する方法が挙げられる。これ
により、虫状形で圧縮特性を有する膨張黒鉛を得ること
ができる。
【００１１】上記工程で得られた膨張黒鉛を、圧縮成
形、ロール等でシート状に加工し、最適密度に調整した
後、粉砕して膨張黒鉛粉を得ることができる。必要に応
じて得られた膨張黒鉛粉を分級して用いることもでき
る。
形、ロール等でシート状に加工し、最適密度に調整した
後、粉砕して膨張黒鉛粉を得ることができる。必要に応
じて得られた膨張黒鉛粉を分級して用いることもでき
る。
【００１２】本発明において、前記膨張黒鉛粉と共に用
いられる熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂としては、その
性状（液体、粉状）及び構造に特に制限はなく、例え
ば、無溶剤液状エポキシ樹脂、固形エポキシ樹脂、メラ
ミン樹脂、アクリル樹脂、レゾールタイプ、ノボラック
タイプ等の各種フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、粉状
ポリアミドイミド樹脂、フェノキシ樹脂等が使用され
る。これらの樹脂は必要に応じて、硬化剤、硬化促進
剤、硬化触媒等を併用することができる。たとえば、エ
ポキシ樹脂は、硬化剤と硬化促進剤が併用して使用され
る。これらの樹脂の中で、優れた特性バランスを示し、
経済性、作業性等にも優れることから、フェノール樹脂
が好ましい。
いられる熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂としては、その
性状（液体、粉状）及び構造に特に制限はなく、例え
ば、無溶剤液状エポキシ樹脂、固形エポキシ樹脂、メラ
ミン樹脂、アクリル樹脂、レゾールタイプ、ノボラック
タイプ等の各種フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、粉状
ポリアミドイミド樹脂、フェノキシ樹脂等が使用され
る。これらの樹脂は必要に応じて、硬化剤、硬化促進
剤、硬化触媒等を併用することができる。たとえば、エ
ポキシ樹脂は、硬化剤と硬化促進剤が併用して使用され
る。これらの樹脂の中で、優れた特性バランスを示し、
経済性、作業性等にも優れることから、フェノール樹脂
が好ましい。
【００１３】平均粒径が５０μｍ以上の膨張黒鉛粉と熱
硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂との混合比率に特に制限は
ないが、成形性及び特性を考慮すると膨張黒鉛粉／樹脂
＝９５／５〜２０／８０（重量比）の範囲が好ましく、
特に１０／９０〜３０／７０の範囲が好ましい。ここ
で、混合する膨張黒鉛粉の量が、９５／５を超えると成
形性が低下する傾向にあり、マトリックス不足により機
械的強度が急激に低下する傾向にある。一方、２０／８
０未満では、導電性が低下する傾向にある。
硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂との混合比率に特に制限は
ないが、成形性及び特性を考慮すると膨張黒鉛粉／樹脂
＝９５／５〜２０／８０（重量比）の範囲が好ましく、
特に１０／９０〜３０／７０の範囲が好ましい。ここ
で、混合する膨張黒鉛粉の量が、９５／５を超えると成
形性が低下する傾向にあり、マトリックス不足により機
械的強度が急激に低下する傾向にある。一方、２０／８
０未満では、導電性が低下する傾向にある。
【００１４】平均粒径が５０μｍ以上の膨張黒鉛粉と熱
硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂との混合方法に制限はな
い。液状樹脂及び固形樹脂を溶剤に溶解したものを使用
する場合、容器に所定量の平均粒径が５０μｍ以上の膨
張黒鉛粉と樹脂溶液を配合し、撹拌機を用い均一に撹拌
することで得ることができる。ここで、溶剤を含んだ樹
脂を使用して製造した混合は、通常、減圧乾燥器等で脱
溶剤し粉砕して使用される。また、膨張黒鉛粉と粉末状
の樹脂をドライブレンドする方法（シエイカー、ミキサ
ー等で溶媒無しで混合する方法）を用いることもでき
る。コスト、作業性を考慮するとドライブレンドする方
法が好ましく、特に粉末フェノール樹脂のドライブレン
ド（乾式混合）法が成形性及び成形体の特性に優れるの
で好ましい。
硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂との混合方法に制限はな
い。液状樹脂及び固形樹脂を溶剤に溶解したものを使用
する場合、容器に所定量の平均粒径が５０μｍ以上の膨
張黒鉛粉と樹脂溶液を配合し、撹拌機を用い均一に撹拌
することで得ることができる。ここで、溶剤を含んだ樹
脂を使用して製造した混合は、通常、減圧乾燥器等で脱
溶剤し粉砕して使用される。また、膨張黒鉛粉と粉末状
の樹脂をドライブレンドする方法（シエイカー、ミキサ
ー等で溶媒無しで混合する方法）を用いることもでき
る。コスト、作業性を考慮するとドライブレンドする方
法が好ましく、特に粉末フェノール樹脂のドライブレン
ド（乾式混合）法が成形性及び成形体の特性に優れるの
で好ましい。
【００１５】燃料電池用セパレータを成形する方法に特
に制限はなく、圧縮成形法、押し出し成形法、移送成形
法などが使用できる。成形条件は、樹脂の種類に応じて
選択することができ、通常、常温〜４００℃の温度を用
いることができる。また樹脂の種類に応じて、硬化の際
に発生する、縮合水等の不要物のガスを抜く工程をもう
けることもできる。更に、得られる成型物の硬化を更に
進めるために、成形後に熱処理を行ってもよい。
に制限はなく、圧縮成形法、押し出し成形法、移送成形
法などが使用できる。成形条件は、樹脂の種類に応じて
選択することができ、通常、常温〜４００℃の温度を用
いることができる。また樹脂の種類に応じて、硬化の際
に発生する、縮合水等の不要物のガスを抜く工程をもう
けることもできる。更に、得られる成型物の硬化を更に
進めるために、成形後に熱処理を行ってもよい。
【００１６】成形方法としては、所望のセパレータの形
状の金型等を使用する方法が直接にセパレータを成形で
きるので好ましいが、予め大きめの成形体を作成し、こ
れを切削して所望の形状と大きさのセパレータにするこ
ともできる。
状の金型等を使用する方法が直接にセパレータを成形で
きるので好ましいが、予め大きめの成形体を作成し、こ
れを切削して所望の形状と大きさのセパレータにするこ
ともできる。
【００１７】本発明における燃料電池用セパレータの大
きさ、厚さ、形状等に特に制限はない。図１に、本発明
の燃料電池用セパレータの一例の斜視図を示す。一般
に、燃料電池用セパレータ１には、反応ガスの流路を確
保するため、図１に示されるようなリブが設けられてい
る。２はリブ部、３は溝部である。図１の（ａ）は両面
にリブが設けられているものであり、（ｂ）は片面にリ
ブが設けられているものである。
きさ、厚さ、形状等に特に制限はない。図１に、本発明
の燃料電池用セパレータの一例の斜視図を示す。一般
に、燃料電池用セパレータ１には、反応ガスの流路を確
保するため、図１に示されるようなリブが設けられてい
る。２はリブ部、３は溝部である。図１の（ａ）は両面
にリブが設けられているものであり、（ｂ）は片面にリ
ブが設けられているものである。
【００１８】本発明における燃料電池用セパレータは、
固体高分子型、アルカリ水溶液型、酸水溶液型等種々の
形式の燃料電池用セパレータとして使用可能である。燃
料電池は、一般に、電解質層をはさんで燃料極及び空気
極の各電極層が存在し、その両側から挟むセパレータを
単位とするセルを含む。電解質としては、アルカリ水溶
液型の場合は水酸化カリウム等が用いられ、酸水溶液型
の場合はリン酸等が用いられ、固体高分子型の場合はイ
オン交換膜等が用いられる。電極の基材としては、カー
ボン繊維等のカーボン材などが挙げられ、必要に応じ
て、白金、パラジウム、銀、ニッケル等の触媒層を表面
に設けたものが用いられる。燃料ガスである水素は、水
の分解物や天然ガス、石油、石炭、メタノールなどの原
料を必要に応じて水素と反応させて水素リッチな改質ガ
スを取り出し、これを用いることにより供給される。本
発明のセパレータは中でも、固体高分子型燃料電池用と
して、特に好適である。
固体高分子型、アルカリ水溶液型、酸水溶液型等種々の
形式の燃料電池用セパレータとして使用可能である。燃
料電池は、一般に、電解質層をはさんで燃料極及び空気
極の各電極層が存在し、その両側から挟むセパレータを
単位とするセルを含む。電解質としては、アルカリ水溶
液型の場合は水酸化カリウム等が用いられ、酸水溶液型
の場合はリン酸等が用いられ、固体高分子型の場合はイ
オン交換膜等が用いられる。電極の基材としては、カー
ボン繊維等のカーボン材などが挙げられ、必要に応じ
て、白金、パラジウム、銀、ニッケル等の触媒層を表面
に設けたものが用いられる。燃料ガスである水素は、水
の分解物や天然ガス、石油、石炭、メタノールなどの原
料を必要に応じて水素と反応させて水素リッチな改質ガ
スを取り出し、これを用いることにより供給される。本
発明のセパレータは中でも、固体高分子型燃料電池用と
して、特に好適である。
【００１９】図２に固体高分子型燃料電池の一例のセル
の構造を表す斜視図を示す。電池の反応を起こす最小単
位のセル４は、固体高分子電解質膜５、燃料極６、空気
極７の各層から構成される３層膜８と、それを両側から
挟むセパレータ９ａ、９ｂにより構成されている。この
ように構成されたセル３が図１に示すように数段積み重
ねられ、集合体としてのセルスタック１０が得られる。
の構造を表す斜視図を示す。電池の反応を起こす最小単
位のセル４は、固体高分子電解質膜５、燃料極６、空気
極７の各層から構成される３層膜８と、それを両側から
挟むセパレータ９ａ、９ｂにより構成されている。この
ように構成されたセル３が図１に示すように数段積み重
ねられ、集合体としてのセルスタック１０が得られる。
【００２０】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。以下、％は
重量％を意味する。 実施例１ （１）膨張黒鉛粉の製造 硫酸（濃度９９％）６００ｇと硝酸（濃度９９％）２０
０ｇを３リットルのガラスビーカに入れた。このものに
黒鉛Ｆ４８Ｃ（固定炭素数９９％以上、日本黒鉛(株)
製、商品名）４００ｇを配合し、ガラス羽ねを取り付け
た撹拌モータ（６０rpm）で５分撹拌し、その後過酸化
水素（濃度３５％）３２ｇを添加し１５分間撹拌した。
撹拌終了後、減圧濾過で酸化黒鉛と酸成分を分離し、得
られた酸化黒鉛を別容器に移し５リットルの水を加え１
０分間撹拌し、減圧濾過で洗浄した酸化黒鉛と洗浄水を
分離した。
重量％を意味する。 実施例１ （１）膨張黒鉛粉の製造 硫酸（濃度９９％）６００ｇと硝酸（濃度９９％）２０
０ｇを３リットルのガラスビーカに入れた。このものに
黒鉛Ｆ４８Ｃ（固定炭素数９９％以上、日本黒鉛(株)
製、商品名）４００ｇを配合し、ガラス羽ねを取り付け
た撹拌モータ（６０rpm）で５分撹拌し、その後過酸化
水素（濃度３５％）３２ｇを添加し１５分間撹拌した。
撹拌終了後、減圧濾過で酸化黒鉛と酸成分を分離し、得
られた酸化黒鉛を別容器に移し５リットルの水を加え１
０分間撹拌し、減圧濾過で洗浄した酸化黒鉛と洗浄水を
分離した。
【００２１】得られた洗浄酸化黒鉛をホーロー製のバッ
トに移し平らに均し、１１０℃に昇温した乾燥器に１時
間放置し水分を除去した。このものを更に８００℃に昇
温した加熱炉で５分間熱処理して、膨張黒鉛を得た。前
記膨張黒鉛をロールで圧延して密度が１．０g/cm3のシ
ートに加工し、得られたシートを粗粉砕機（ホソカワミ
クロン(株)製、ロートプレックス（商品名））で粉砕
後、微粉砕機（奈良機械製作所(株)製、自由粉砕機Ｍ−
３（商品名））で粉砕し、平均粒径１５０μｍの膨張黒
鉛粉末９０ｇを得た。
トに移し平らに均し、１１０℃に昇温した乾燥器に１時
間放置し水分を除去した。このものを更に８００℃に昇
温した加熱炉で５分間熱処理して、膨張黒鉛を得た。前
記膨張黒鉛をロールで圧延して密度が１．０g/cm3のシ
ートに加工し、得られたシートを粗粉砕機（ホソカワミ
クロン(株)製、ロートプレックス（商品名））で粉砕
後、微粉砕機（奈良機械製作所(株)製、自由粉砕機Ｍ−
３（商品名））で粉砕し、平均粒径１５０μｍの膨張黒
鉛粉末９０ｇを得た。
【００２２】（２）燃料電池用セパレータの製造
実施例１（１）で製造した膨張黒鉛粉末５６ｇとレゾー
ル型フエノール樹脂粉末（ＴＤ２０４０Ｃ、大日本イン
キ(株)製、商品名）２４ｇ（比率７０／３０）を、ビニ
ール袋に計り取り空気を入れて袋を膨らませた状態で３
０秒間ドライブレンドを行った。
ル型フエノール樹脂粉末（ＴＤ２０４０Ｃ、大日本イン
キ(株)製、商品名）２４ｇ（比率７０／３０）を、ビニ
ール袋に計り取り空気を入れて袋を膨らませた状態で３
０秒間ドライブレンドを行った。
【００２３】前記ブレンド粉を、１８０℃に昇温した燃
料電池用セパレータ成形用金型に均一に充填し、前記温
度に昇温した圧縮成型機で、圧力５０kgf/cm2（ゲージ
圧力）、成形時間１０分（ガス抜き３回）の条件成形
し、図１の（ｂ）に示す形状の、外観良好の片面に２mm
（高さ）のリブ状突起物を形成した縦１４０mm、横１８
０mmの、燃料電池用セパレータを製造した。このものを
厚さ３mmの鉄板２枚で挟み、２００℃に昇温した乾燥機
に入れ３０分間熱処理した。
料電池用セパレータ成形用金型に均一に充填し、前記温
度に昇温した圧縮成型機で、圧力５０kgf/cm2（ゲージ
圧力）、成形時間１０分（ガス抜き３回）の条件成形
し、図１の（ｂ）に示す形状の、外観良好の片面に２mm
（高さ）のリブ状突起物を形成した縦１４０mm、横１８
０mmの、燃料電池用セパレータを製造した。このものを
厚さ３mmの鉄板２枚で挟み、２００℃に昇温した乾燥機
に入れ３０分間熱処理した。
【００２４】実施例２
（１）膨張黒鉛粉の製造
実施例１（１）で得た膨張黒鉛シートの一部を、平均粒
径が２５０μｍになるよう同粉砕機で粉砕し、９０ｇの
膨張黒鉛粉末を製造した。 （２）燃料電池用セパレータの製造 実施例２（１）で得た膨張黒鉛粉末を５６ｇ使用した以
外は、実施例１と同様の配合、方法で成形し外観良好の
リブ状突起物を形成した燃料電池用セパレータを製造し
た。
径が２５０μｍになるよう同粉砕機で粉砕し、９０ｇの
膨張黒鉛粉末を製造した。 （２）燃料電池用セパレータの製造 実施例２（１）で得た膨張黒鉛粉末を５６ｇ使用した以
外は、実施例１と同様の配合、方法で成形し外観良好の
リブ状突起物を形成した燃料電池用セパレータを製造し
た。
【００２５】参考例１
（１）膨張黒鉛粉の製造実施例１（１）で得た膨張黒鉛
シートの一部を、平均粒径が４００μｍになるよう同粉
砕機で粉砕し、９０ｇの膨張黒鉛粉末を製造した。 （２）燃料電池用セパレータの製造実施例３（１）で得
た膨張黒鉛粉を５６ｇ使用した以外は、実施例１と同様
の配合、方法で成形し外観良好のリブ状突起物を形成し
た燃料電池用セパレータを製造した。
シートの一部を、平均粒径が４００μｍになるよう同粉
砕機で粉砕し、９０ｇの膨張黒鉛粉末を製造した。 （２）燃料電池用セパレータの製造実施例３（１）で得
た膨張黒鉛粉を５６ｇ使用した以外は、実施例１と同様
の配合、方法で成形し外観良好のリブ状突起物を形成し
た燃料電池用セパレータを製造した。
【００２６】比較例１
（１）膨張黒鉛粉の製造
実施例１（１）で得た膨張黒鉛シートの一部を、平均粒
径が２０μｍになるよう同粉砕機で粉砕し、９０ｇの膨
張黒鉛粉末を製造した。 （２）燃料電池用セパレータの製造 比較例１（１）で得た膨張黒鉛粉末を５６ｇ使用した以
外は、実施例１と同様の配合、方法で成形し外観良好の
リブ状突起物を形成した燃料電池用セパレータを製造し
た。
径が２０μｍになるよう同粉砕機で粉砕し、９０ｇの膨
張黒鉛粉末を製造した。 （２）燃料電池用セパレータの製造 比較例１（１）で得た膨張黒鉛粉末を５６ｇ使用した以
外は、実施例１と同様の配合、方法で成形し外観良好の
リブ状突起物を形成した燃料電池用セパレータを製造し
た。
【００２７】上記実施例１、２、３及び比較例１で製造
した燃料電池用セパレータの外観と、各セパレータのリ
ブ部を平らに研磨し厚さ１．５mmの平板を作製し、曲げ
強さ及び電気抵抗を測定した。結果を表１に示す。
した燃料電池用セパレータの外観と、各セパレータのリ
ブ部を平らに研磨し厚さ１．５mmの平板を作製し、曲げ
強さ及び電気抵抗を測定した。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】請求項１〜３記載の燃料電池用セパレー
タは、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等
のセパレータ特性において優れ、経済性にも優れる。請
求項４及び５記載の燃料電池は、セパレータの電気抵
抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等の特性が優
れ、高性能である。
タは、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等
のセパレータ特性において優れ、経済性にも優れる。請
求項４及び５記載の燃料電池は、セパレータの電気抵
抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等の特性が優
れ、高性能である。
【図１】本発明の燃料電池用セパレータの一例を示す斜
視図であり、（ａ）は両面にリブが存在するもの、
（ｂ）は片面にリブが存在するものである。
視図であり、（ａ）は両面にリブが存在するもの、
（ｂ）は片面にリブが存在するものである。
【図２】本発明の燃料電池の一例を示す斜視図である。
１ セパレータ
２ リブ部
３ 溝部
４ セル
５ 固体高分子電解質膜
６ 燃料極
７ 空気極
８ ３層膜
９ａ、９ｂ セパレータ
１０ セルスタック
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤田 淳
茨城県日立市鮎川町三丁目３番１号 日
立化成工業株式会社 山崎工場内
(56)参考文献 特開 平１−311570（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−96798 （ＪＰ，Ａ)
特開 平12−100453（ＪＰ，Ａ)
特開2000−223133（ＪＰ，Ａ)
特開2000−243410（ＪＰ，Ａ)
特開2000−311695（ＪＰ，Ａ)
特開2000−251903（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／002612（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/02,8/10
Claims (5)
- 【請求項１】 膨張黒鉛をシート状に加工し、これを粉
砕した平均粒径が５０μｍ以上３００μｍ以下の膨張黒
鉛粉が樹脂（反応時に開環重合により硬化するジヒドロ
ベンゾオキサジン環を含むフェノール樹脂を除く）中に
分散されてなる燃料電池用セパレータ。 - 【請求項２】 燃料電池が、固体高分子型である請求項
１記載の燃料電池用セパレータ。 - 【請求項３】 膨張黒鉛をシート状に加工し、これを粉
砕した膨張黒鉛粉の平均粒径が１２０μｍ〜２８０μｍ
の範囲である請求項１または２記載の燃料電池用セパレ
ータ。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載のセ
パレータを有してなる燃料電池。 - 【請求項５】 固体高分子型である請求項４記載の燃料
電池。
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|---|---|---|---|
| JP07177999A JP3455466B2 (ja) | 1998-04-07 | 1999-03-17 | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-94441 | 1998-04-07 | ||
| JP9444198 | 1998-04-07 | ||
| JP07177999A JP3455466B2 (ja) | 1998-04-07 | 1999-03-17 | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354136A JPH11354136A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3455466B2 true JP3455466B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=26412878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07177999A Expired - Fee Related JP3455466B2 (ja) | 1998-04-07 | 1999-03-17 | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3455466B2 (ja) |
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| FR2812120B1 (fr) | 2000-07-24 | 2006-11-03 | Commissariat Energie Atomique | Materiau composite conducteur et electrode pour pile a combustible utilisant ce materiau |
| DE60222955T2 (de) | 2001-03-27 | 2008-02-07 | Nichias Corp. | Brennstoffzellenseparator und Verfahren zur Herstellung desselben |
| JP2002367623A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-20 | Hitachi Chem Co Ltd | 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 |
| US20020197523A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Method of producing fuel cell and fuel cell |
| US7547403B2 (en) | 2003-07-02 | 2009-06-16 | Polyplastics Co., Ltd. | Electroconductive resin composition |
| DE10342199B4 (de) * | 2003-09-13 | 2007-02-08 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Herstellung einer Gasdiffusionsschicht für eine Brennstoffzelle |
| KR20050120515A (ko) * | 2004-06-19 | 2005-12-22 | 한국타이어 주식회사 | 연료전지 분리판용 탄소복합재, 그의 제조방법 및 이를적용한 연료전지 분리판 |
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-
1999
- 1999-03-17 JP JP07177999A patent/JP3455466B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11354136A (ja) | 1999-12-24 |
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