JP3842954B2

JP3842954B2 - 燃料電池用セパレータおよび燃料電池

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Publication number: JP3842954B2
Application number: JP2000143644A
Authority: JP
Inventors: 耕司安尾; 喜善堀; 義人近野; 育郎米津
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2020-05-16
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関し、特に、固体高分子型燃料電池などの比較的低温で運転される燃料電池用セパレータの技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池においては、固体電解質型、溶融炭酸塩型、リン酸型などが知られているが、近年、電解質膜としてイオン交換樹脂からなる固体高分子膜を用いることによって、比較的低温で運転できる固体高分子型燃料電池が開発されている。固体高分子型燃料電池は、一般的に、固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードが配され、これらが、水素などの燃料および空気などの酸化剤を流通させる溝、ならびに溝同士の間にリブが形成された一対の導電性プレート（以下、この導電性プレートを「セパレータ」という。）により挟持されたセルを有する。実用的な固体高分子型燃料電池は、このようなセルを多数積層して直列接続することにより高出力を得ている。
【０００３】
こうしたセルを多数積層した固体高分子型燃料電池においては、セパレータの機能が発電効率に大きな影響を及ぼす。通常、セパレータに要求される機能として、高導電性（低接触抵抗）、高耐食性、高親水性、高機械強度（高剛性）、高成形性、薄型・軽量性、ガスの不透過性が挙げられ、これらの機能を一定の範囲で満たすものとして、従来ではカーボン材料が用いられていた。
【０００４】
しかし、より小型で高出力の燃料電池を開発するためには、セパレータの厚みを薄くすることが望まれており、カーボン材料では、その厚みを薄くすると機械強度および成形性に限界があった。そこで、現在では、セパレータの厚みを薄くしても機械強度、成形性に優れた、金属を母材とするセパレータの開発が進められている。
【０００５】
ところが、金属を母材とするセパレータを用いる場合には、以下の３点が問題となる。
１点目は、金属の特性に由来する耐食性の低さである。一般的な燃料電池においては、燃料電池の反応下においては水が存在するが、金属はこのように水を含む雰囲気下では腐食されやすいという問題がある。
【０００６】
２点目は、金属の特性に由来する高い接触抵抗（低い導電性）が挙げられる。金属表面には不働態層が形成されるためカーボン材料に比べて接触抵抗が高く、そのような金属セパレータに通電された場合には電圧降下が大きくなり、燃料電池の性能低下を招くおそれがある。
３点目は、金属の表面性状に由来する低い親水性が挙げられる。燃料電池において、電池反応が起こった場合には、一般に電力が発生するとともに水が生成され、この水は、燃料および酸化剤とともにセパレータの流路を通して排出される。しかし、通常、金属表面は水酸基を有しておらず親水性が低いので、金属セパレータを用いた場合には、水が水滴となって流路を閉塞する「液詰まり」を発生しかねない。その場合には、燃料や酸化剤の供給量がばらつき燃料電池が外部に供給する電圧にふらつきが生じる。
【０００７】
このような問題に対して、例えば、セパレータに用いる母材の金属にステンレス鋼を用い、その表面をサンドブラストなどにより粗面化する技術がある（第１の従来技術）。この技術によると、母材の金属にステンレス鋼が用いられるので耐食性に優れるとともに、母材表面の粗面化により接触抵抗が低下する。
また、特開平１０−３３８９２４号公報には、セパレータの母材にステンレス鋼を用い、その表面に金メッキを施す技術が開示されている（第２の従来技術）。この技術によれば、耐食性、導電性に優れた金が母材表面にメッキされるので、金の特性により耐食性が向上するとともに、接触抵抗を低減することができる。
【０００８】
さらに、特開平１１−１４４７４４号公報に開示されている技術によれば、図７示すように、ステンレス鋼の母材１００の表面に、耐食性、導電性に優れたカーボン系粒子１０１の結合層１１０が形成され、その表面には同じくカーボン系粒子１０１の付着層１２０が付着される（第３の従来技術）ので、セパレータは、カーボン系粒子の特性により、耐食性に優れるとともに接触抵抗が低減される。
【０００９】
これらの従来技術により、母材に金属を用いたセパレータにおいても耐食性に優れ、接触抵抗の低いセパレータを得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１、第２の従来技術では、十分な親水性が得られないという問題点がある。具体的に説明すると、上記第１の従来技術においては、サンドブラストにより金属母材表面に形成された凹部に保水されて、セパレータ表面の親水性はある程度改善されるが、その凹部は比較的浅い上、単純な形状であるので、燃料電池用としては十分な保水性を得ることができず、満足する親水性は得られない。
【００１１】
上記第２の従来技術においては、セパレータ表面に金メッキを施してもなんら保水性の向上には結びつかないものであり、親水性は悪いといえる。
一方、上記第３の従来技術においては、セパレータの金属母材表面に付着されたカーボン系粒子１０１により、複雑に多孔化された層が形成されるので保水性向上による親水性向上が期待されるが、付着層１２０のカーボン粒子が付着されているのみであるため耐久性が悪く、その剥離により親水性が悪くなるおそれがある。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑み、厚みを薄くしても高耐食性と低接触抵抗を確保し、かつ長期にわたって安定して良好な親水性を保持することができる燃料電池用セパレータおよび燃料電池を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池用セパレータは、母材が金属からなり、その母材表面に互いに融着した導電性粒子からなる多孔質層が形成されていることを特徴とする。
この燃料電池用セパレータは、母材が金属からなるので、セパレータの厚みを薄くしても強度を保つことができる。また、導電性粒子が融着されて形成されることにより、導電性粒子が剥離しにくい上、多孔質層とされているので、アノードまたはカソードと積層して押圧された場合には、アノードまたはカソードの接触面積が増大し、電極に対する接触抵抗が低減する。さらに、多孔質層の孔の部分に水などの液体を保持することができるので親水性を高めることができる。したがって、この多孔質層に沿って流される液体燃料や加湿空気などに、水などの液体が含まれていても、流路を閉塞する大きさの液滴を形成することなく排出される。
【００１４】
また、前記多孔質層は、少なくとも一部の組成にアモルファス金属を含むことが望ましい。このように多孔質層にアモルファス金属が含まれることで、その多孔質層の耐食性を向上することができる。
また、前記アモルファス金属は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｔｉのうち１種類以上の元素を含むアモルファス金属であることが望ましい。このようにアモルファス金属がＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｔｉの１種類以上の元素を含むことでさらに耐食性もしくは導電性が向上する。
【００１５】
また、前記母材の多孔質層が形成されている側に、リブと溝が形成され、当該リブ頂部の表面および溝の内面にわたって前記多孔質層が形成されていることを特徴とする。多孔質層がリブ頂部の表面に形成されていると、電極に当接する面における接触抵抗を低減することができ、他方、多孔質層が溝の内面に形成されていると溝内面における親水性が高くなり、流路の液詰まりが発生しにくくなる。
【００１６】
また、前記多孔質層は、物理蒸着法により形成することができる。このように多孔質層を物理蒸着法により形成することで、平方センチメートルオーダの大きい面積まで、多孔質層の厚みを均一に形成することができる。
また、特に物理蒸着法の中でもアーク型イオンプレーティング法により多孔質層を形成すると、短時間に効率よく多孔質層を形成することができる。
【００１７】
ここで、具体的な燃料電池用セパレータの製造方法としては、前記母材表面に前記多孔質層を形成するステップと、前記母材に溝をプレス加工により形成するステップを通して製造することが挙げられる。
さらに、電解質膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードが配され、アノードとカソードの各外側に燃料電池用セパレータが配されてなるセル構成を有し、前記燃料電池用セパレータのアノード側表面に沿って燃料ガスもしくは液体燃料、前記燃料電池用セパレータのカソード側表面に沿って酸化剤がそれぞれ流通されることにより発電する燃料電池であって、前記燃料電池用セパレータとして、上記燃料電池用セパレータを用いたことを特徴とする。
【００１８】
これにより、燃料電池の稼動時に、セパレータの溝における液詰まりや導電性粒子の剥離などが発生しにくく、出力電圧を長期にわたって安定して出力することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃料電池用セパレータの実施の形態を、固体高分子型燃料電池に適用した場合について図面を参照しながら説明する。
（１）固体高分子型燃料電池のセル構成
図１は、固体高分子型燃料電池の要部分解斜視図であり、1つのセルユニットを示している。
【００２０】
同図に示すように、セルユニット１０は、セル２０と、それを狭持するアノード側セパレータ３０、カソード側セパレータ４０とから構成される。
セル２０は、固体高分子膜２１、アノード２２、カソード２３を備え、固体高分子膜２１を介してアノード２２、カソード２３が対向して設けられる。
固体高分子膜２１は、電解質としてのイオン交換樹脂からなる膜であり、アノード２２、カソード２３は、それぞれ貴金属触媒が担持された担体を含むシート状成型体である。
【００２１】
アノード側セパレータ３０のアノード２２と対向する側の一主面には、アノード側流路３０ａとアノード側リブ３０ｂとが交互に繰り返して形成され、カソード側セパレータ４０のカソード２３と対向する側の一主面には、カソード側流路４０ａとカソード側リブ４０ｂとが交互に繰り返して形成されている。
図２は、アノード側セパレータ３０を、アノード側流路３０ａに沿った方向から見た断面図を示す。なお、カソード側セパレータ４０は、アノード側セパレータ３０と同じ構成であるので、アノード側セパレータ３０を例にセパレータの構成を説明する。
同図に示すように、アノード側セパレータ３０は、アノード側流路３０ａとアノード側リブ３０ｂとが交互に繰り返して形成された母材３１の一主面に後述する多孔質層３３が形成されて構成される。この多孔質層３３は、アノード側流路内面３４およびアノード側リブ頂部３５の表面全体にわたってほぼ均一の厚さで形成されており、保水性、親水性を向上させ、接触抵抗を低減する働きを備える。アノード側セパレータ３０は、図１に示すようなセルユニット１０を組み立てた状態において、アノード側リブ頂部３５がアノード２２に当接して押圧された状態で固定される。
【００２２】
このようなセルユニットを備えた燃料電池において、その稼働時には図１に示すようにアノード側流路３０ａには燃料ガス、カソード側流路４０ａには空気が供給される。そして、アノード２２側に供給される改質ガス中の水素は、プロトン（Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^-）となり、固体高分子膜２１中をカソード２３側へ移動する。一方、カソード２３側に供給されるカソードガス中の酸素は、酸素イオン（１/２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｏ^2-）となり、固体高分子膜２１中を移動してきたプロトンと化合して水を生じる（２Ｈ⁺＋Ｏ^2-→Ｈ₂Ｏ）。この化学反応機構（発電反応）によって生成する水、ならびに改質ガスや空気とともに供給された加湿水によって、アノード側流路３０ａ、カソード側流路４０ａは湿潤状態となる。
【００２３】
（２）セパレータ表面の構成
図３は、アノード側セパレータ３０の対向面側の表面（アノード側流路３０ａおよびアノード側リブ３０ｂ）付近の断面拡大模式図である。同図に示すように、アノード側セパレータ３０における多孔質層３３は、導電性粒子３２が母材３１の対向面側の表面にランダムに積層されて複雑に多孔化されて構成される。この母材３１と導電性粒子３２および、導電性粒子３２同士の間においては、それぞれが融着されており、導電性粒子３２は剥離しにくい構造となっている。
【００２４】
母材３１は、耐食性に優れた材質のＳＵＳ３０４鋼，ＳＵＳ３１６鋼などステンレス鋼、あるいは、耐食性に加えて導電性にも優れたＮｉ系合金、Ｔｉ系合金などから構成される。
導電性粒子３２は、その組成が遷移金属からなり、母材３１と同様の材質から構成される導電性の粒子である。ここで、導電性粒子３２の固体状態としては、結晶性の金属であってもよいが、アモルファス化された金属である方が好ましい。一般的にアモルファス金属は、結晶相に見られる粒界、転位といった不均一構造を含まず、局所的に化学ポテンシャル差を生じる可能性が小さいので、耐食性が向上する。特に、Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕの内、１種類以上の元素を含むアモルファス金属とすれば、導電性が向上し、電気抵抗が低下することから接触抵抗においても低減することができる。また、Ｃｒを含むアモルファス金属とすれば、さらに耐食性が向上する。
なお、多孔質層３３は、母材３１のアノード２２と対向する側の表面全体に形成することが望ましいが、アノード側リブ３０ｂの表面と流路３０ａの内面に形成されていれば、必ずしも表面全体にわたって形成する必要はない。例えば、流路３０ａの底面に形成すれば側面には形成しなくてもよい。また、導電性粒子３２すべてが上記のようなアモルファス金属であることが、導電性や耐食性に優れるという点で好ましいが、多孔質層３３の表層など一部だけであってもかまわない。多孔質層３３の一部分でも機能的に優れている部分があれば、その効果が現れると考えられるからである。
【００２５】
多孔質層３３は、導電性粒子３２同士の融着により複雑に多孔化されており、その隙間は導電性粒子３２の径よりも深く厚さ方向に伸びている。
このようなアノード側セパレータ３０の多孔質層３３が形成されているため、アノード側流路３０ａにおいては、第１の従来技術で説明したサンドブラスト処理にくらべて、その隙間に十分な保水量を保つことができる。他方、アノード側リブ３０ｂにおいては多孔質層３３が、図１に示すようなセルユニット１０が組み立てられた場合、アノード側リブ頂部３５がアノード２２へ押圧されるので、柔軟なシート状成型体であるアノード２２が変形して多孔質層３３との密着度を高める結果、その接触抵抗が低減される。さらに、この複雑に多孔化された多孔質層３３は、その隙間にセル反応物などの水を保水することができるので、第１および第２の従来技術に比べて、アノード側リブ頂部３５とアノード２２を介して対向する位置の固体高分子膜２１への保湿性向上にも貢献する。
【００２６】
多孔質層３３の厚みは、親水性の観点から、１〜５０μｍ、望ましくは、１〜３０μｍとすることが好ましい。これは多孔質層３３の厚みが１μｍ未満では、アノード側セパレータ３０の親水性保持に必要な保水量ならびに固体高分子膜を安定して保湿するために必要な保水量を確保できないためである。また、多孔質層３３の厚みが５０μｍ以上では、比較的電気抵抗値の大きな遷移金属から構成される多孔質層３３の厚み方向に電気抵抗値が大きくなり、電流が流れるときに電圧ロスが増大し、燃料電池の性能が低下するおそれがある。さらに、多孔質層３３の好ましい厚みを３０μｍ以下とするのは、多孔質層３３が物理蒸着法（後述）により形成されるので、その製膜速度を鑑みた生産効率を考慮したからである。
【００２７】
このように、母材３１の表面上に互いに導電性粒子３２が融着した多孔質層３３を形成するには、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ溶射法、およびイオンプレーティング法などの物理蒸着法が適している。このような物理蒸着法を用い、形成条件を適宜調整することにより、平方センチメートルオーダの大きな面積に均一な厚さの多孔質層を製膜することができる。特に、製膜速度の速いアーク型イオンプレーティング法を用いて導電性粒子３２を形成すれば、アモルファス化された金属からなる多孔質層３３を短時間に形成することができる。
【００２８】
アノード側セパレータ３０は、こうして母材３１表面に導電性粒子３２からなる多孔質層３３を形成した後に、プレス成型などによりアノード側流路３０ａ、アノード側リブ３０ｂ（図１）を成形することによって作製することがリブ表面と流路内面全体に均一に多孔質層３３を形成する上で望ましいが、逆に、母材３１表面にアノード側流路３０ａ、アノード側リブ３０ｂを形成してから多孔質層３３を形成することも可能である。
【００２９】
（３）評価実験
以下、本発明に係るセパレータの性能を評価するためにテストサンプルを作製し、作製したテストサンプルについて性能評価実験を行い、実験結果を検討する。
〈テストサンプル１〉
上記アーク型イオンプレーティング法により、母材としてＳＵＳ３１６鋼からなる平板プレート両表面にＳＵＳ３１６鋼をターゲットとして導電性粒子の多孔質層を融着形成して、評価用セパレータを得た。得られた多孔質層の厚さは、１０μｍである。
【００３０】
〈テストサンプル２〉
上記アーク型イオンプレーティング法により、母材としてＳＵＳ３１６鋼からなる平板プレートの両表面に、Ｎｉ−Ｍｏ鋼をターゲットとして導電性粒子の多孔質層を融着形成して、評価用セパレータを得た。得られた多孔質層の厚さは、１μｍである。
【００３１】
〈比較サンプル１〉
母材としてＳＵＳ３１６鋼からなる平板プレートの両表面を＃４００番研磨により仕上げて評価用セパレータを得た。
〈比較サンプル２〉
母材としてＳＵＳ３１６鋼からなる平板プレートの両表面を＃４００番研磨により仕上げた後、その両表面をＮｉメッキした上にＡｕメッキして評価用セパレータを得た。
【００３２】
〈比較サンプル３〉
母材としてＳＵＳ３１６鋼からなる平板プレートの両表面を、＃２００番でサンドブラストして仕上げた後、その両表面をＮｉメッキした上にＡｕメッキして評価用セパレータを得た。
〔実験１〕
上記作製したテストサンプル１，２と比較サンプル１〜３の評価用セパレータの接触角を測定し、親水性の評価を行なう。
【００３３】
上記各テストサンプルおよび比較サンプルとして作製した評価用セパレータを、接触角計（協和界面科学製ＣＡ−Ｄ型）を用いて、室温（２７℃）、相対湿度４０％の環境下における水に対する接触角を測定した。各評価用セパレータは、接触角の測定前に１０秒程度水に浸漬させた後、表面に付着した水滴をきってすぐ、および１分後に測定を行った。
【００３４】
表１には、各評価用セパレータの接触角の測定結果を示す。
【００３５】
【表１】

表１から分かるとおり、テストサンプル１，２は接触角０°を保っており、１分後における接触角も０°を保つことから、良好な親水性と保水性を示すことが分かる。これに対して比較サンプル１，２は、いずれも接触角が２０°となり、Ａｕメッキを行なっても親水性に改善は見られないことがわかる。
【００３６】
一方、比較サンプル３の評価用セパレータは、接触角０°を示し、サンドブラストにより形成された凹凸により良好な親水性を示す。しかし、水切り１分後には評価用セパレータ表面において乾燥が急激に進行し、接触角は１５°となった。これは、比較サンプル３のサンドブラストにより形成されたセパレータ表面の凹凸が、テストサンプル１，２に比べ浅く単純な構造であるため、乾燥しやすく保水性が不十分で、親水性が低下したと考えられる。
【００３７】
〔実験２〕
上記作製したテストサンプル１，２と比較サンプル１〜３の評価用セパレータの接触抵抗値を測定して評価を行なう。
図４は、各評価用セパレータの接触抵抗を測定する方法を示す図である。同図に示すように、各テストサンプル１，２、比較サンプル１〜３において作製された評価用セパレータ５１は、それぞれ所定寸法に裁断された２枚のカーボンペーパ５２（東レ社製ＴＧＰ−Ｈ０６０）を介して、表面に金メッキが施された２枚の銅板５３により挟持される。まず、この２枚の銅板５３を端部として、一般的に用いられる交流４端子法により種々の締付圧を加えたときの抵抗値Ａを測定した。同様に、１枚のカーボンペーパ５２を２枚の銅板５３により挟持して交流４端子法により種々の締付圧を加えたときの抵抗値Ｂを測定した。そして、この抵抗値Ａから抵抗値Ｂ、および予め求めておいた評価用セパレータ５１、カーボンペーパ５２、および銅板５３の総バルク抵抗値Ｃを差し引くことにより、評価用セパレータ５１の表面層とカーボンペーパ５２間の接触抵抗値を得た。その結果を図５に示す。縦軸には接触抵抗値（ｍΩ・ｃｍ^２）を示し、横軸には締付圧（ｋｇｆ／ｃｍ^２）を示す。
【００３８】
同図に示すように、締付圧６０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の範囲において、テストサンプル１およびテストサンプル２ともに、比較サンプル１とくらべて接触抵抗値が大幅に低減されていることがわかる。また、評価用セパレータ表面をＡｕメッキした比較サンプル２，３と比較すると、テストサンプル１の接触抵抗値は若干大きくなるものの、燃料電池への使用には差し支えない程度であり、テストサンプル２の接触抵抗値においては、実験中最も低い接触抵抗値を示した。テストサンプル２の接触抵抗値が低くなるのは、多孔質層が導電性の高いＮｉ元素を含んで形成され、かつその厚みが１μｍと薄く形成されているからであると考えられる。
【００３９】
実験１、実験２から分かるように、本発明に係るテストサンプル１，２のセパレータは、融着された多孔質層を表面に有することで低接触抵抗を示しかつ、その組成により耐食性を確保しながら、十分な保水性を保つことができるので、十分な親水性を得ることができる。これは、上記実施の形態で説明したセパレータが適用された燃料電池においては、各流路に液詰まりが発生しにくく、さらにはセパレータ表面に融着された導電性粒子の剥離のおそれが少ないので、長期的に安定した電圧を外部に供給することができることを示している。
【００４０】
なお、上記セルユニット１０の説明では、アノード側セパレータ２２、カソード側セパレータ２３の各流路３０ａ，４０ａは、図１に示すように母材の一方の面に形成されていたが、図６に示すように、母材を波型断面形状として多孔質層および流路をセパレータ２４の両面に形成するようにしてもよい。このようにすることにより、いわゆるバイポーラプレートを構成することができるので、セルユニットを積層して用いる場合にはセパレータを構成する部材の枚数を減らすことができ、セパレータを薄くするのに適している。このセパレータ２４は、薄い平板の母材の両面に多孔質層を形成後、波型状にプレス加工することにより形成することができる。
【００４１】
また、上記実施の形態では、固体高分子型燃料電池を例にとって説明してきたが、本発明は、直接メタノール型燃料電池、リン酸型燃料電池など、およそ２００℃以下の比較的低温で稼動される燃料電池であれば適用することができる。これらの燃料電池においても、本発明に係る燃料電池用セパレータは、耐食性、低接触抵抗を確保しながら、安定して良好な親水（液）性を得ることができるので、流路における液詰まりなどを起こしにくい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る燃料電池用セパレータは、母材表面に相互に融着した導電性粒子からなる多孔質層が形成されており、融着により導電性粒子の剥離が生じにくく、かつ多孔質層の形成により接触抵抗が低減され、多孔質層の孔の部分に生成物の水などの液体を保水することができるので、長期にわたって安定して良好な親水性を保つことができる。
【００４３】
また、前記多孔質層は、当該多孔質層を構成する材質の少なくとも一部にアモルファス化された金属を含むので、前記燃料電池用セパレータは耐食性にも優れている。
さらに、上記セパレータを用いた本発明の燃料電池によれば、長期間にわたって安定した性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る固体高分子型燃料電池の要部分解斜視図である。
【図２】上記燃料電池を構成するアノード側セパレータの断面図である。
【図３】上記燃料電池を構成するアノード側セパレータ表面の断面拡大模式図である。
【図４】評価用セパレータの接触抵抗を測定する方法を示す図である。
【図５】実験結果を示すグラフである。
【図６】セパレータの形状の一例を示すための斜視図である。
【図７】従来のセパレータの断面模式図である。
【符号の説明】
１０セルユニット
２０セル
２１固体高分子膜
２２アノード
２３カソード
３０アノード側セパレータ
３０ａアノード側流路
３０ｂアノード側リブ
３１母材
３２導電性粒子
３３多孔質層
３４アノード側流路内面
３５アノード側リブ頂部
４０カソード側セパレータ
４０ａカソード側流路
４０ｂカソード側リブ
１００母材
１０１カーボン系粒子
１１０結合層
１２０付着層

Claims

母材が金属からなる燃料電池用セパレータにおいて、
前記母材表面には、相互に融着した導電性粒子からなり、アモルファス化された金属を含む多孔質層が形成されていること
を特徴とする燃料電池用セパレータ。
前記アモルファス化された金属は、当該金属組成としてＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｔｉのうち１種類以上の元素を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
前記母材の多孔質層が形成されている側に、リブと溝が形成され、当該リブ頂部の表面および溝の内面にわたって前記多孔質層が形成されていること
を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
前記多孔質層は、物理蒸着法により形成されてなること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
前記物理蒸着法は、アーク型イオンプレーティング法であること
を特徴とする請求項４に記載の燃料電池用セパレータ。
電解質膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードが配され、アノードとカソードの各外側に燃料電池用セパレータが配されてなるセル構成を有し、前記燃料電池用セパレータのアノード側表面に沿って燃料ガスもしくは液体燃料、前記燃料電池用セパレータのカソード側表面に沿って酸化剤がそれぞれ流通されることにより発電する燃料電池であって、
前記燃料電池用セパレータとして、請求項１乃至５のいずれかに記載の燃料電池用セパレータを用いたことを特徴とする燃料電池。
請求項３に記載の燃料電池用セパレータの製造方法であって、
前記母材表面に前記多孔質層を形成するステップと、
前記母材表面に溝をプレス加工により形成するステップと、を有すること
を特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。