JP5211592B2 - Manufacturing method of fuel cell separator - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、燃料電池用セパレータの製造装置、及び燃料電池の技術に関する。   The present invention relates to a fuel cell separator, a fuel cell separator manufacturing method, a fuel cell separator manufacturing apparatus, and a fuel cell technology.

一般的に燃料電池は、電解質膜と、触媒層及び拡散層を含む一対の電極(アノード極及びカソード極)と、電極を挟持する一対の燃料電池用セパレータ(アノード極燃料電池用セパレータ及びカソード極燃料電池用セパレータ)とを有する。燃料電池の発電時には、アノード極に供給するアノードガスを水素ガス、カソード極に供給するカソードガスを酸素ガスとした場合、アノード極側では、水素イオンと電子とにする反応が行われ、水素イオンは電解質膜中を通りカソード極側に、電子は外部回路を通じてカソード極に到達する。一方、カソード極側では、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水分を生成する反応が行われ、エネルギを放出する。   In general, a fuel cell includes an electrolyte membrane, a pair of electrodes (anode electrode and cathode electrode) including a catalyst layer and a diffusion layer, and a pair of fuel cell separators (anode electrode fuel cell separator and cathode electrode) sandwiching the electrodes. Fuel cell separator). At the time of power generation of the fuel cell, when the anode gas supplied to the anode electrode is hydrogen gas and the cathode gas supplied to the cathode electrode is oxygen gas, a reaction to form hydrogen ions and electrons is performed on the anode electrode side. Passes through the electrolyte membrane to the cathode electrode side, and electrons reach the cathode electrode through an external circuit. On the other hand, on the cathode side, hydrogen ions, electrons, and oxygen gas react to generate moisture, and energy is released.

一般に、燃料電池用セパレータには、電極に反応ガス(水素ガス又は酸素ガス)を供給する反応ガス流路(アノードガス供給路又はカソードガス供給路)が形成されている。燃料電池の発電時にカソード極側から生成される水分の一部は、通常、燃料電池用セパレータのカソードガス供給路(又はアノードガス供給路)から燃料電池の系外へ排水される。しかし、カソード極側から生成される水分の量が多くなると、水分は、燃料電池用セパレータ内(カソードガス供給路又はアノードガス供給路)に滞留してしまう。水分が燃料電池用セパレータ内(カソードガス供給路又はアノードガス供給路)に滞留すると、カソード極(アノード極も同様)への反応ガスの供給を妨げ、燃料電池の発電性能の低下を引き起こす。   In general, a separator for a fuel cell is formed with a reaction gas channel (an anode gas supply channel or a cathode gas supply channel) for supplying a reaction gas (hydrogen gas or oxygen gas) to an electrode. A part of the water generated from the cathode electrode side during power generation of the fuel cell is usually drained out of the fuel cell system from the cathode gas supply path (or anode gas supply path) of the fuel cell separator. However, when the amount of water generated from the cathode electrode side increases, the water stays in the fuel cell separator (cathode gas supply path or anode gas supply path). If moisture stays in the fuel cell separator (cathode gas supply path or anode gas supply path), the supply of the reaction gas to the cathode electrode (also the anode electrode) is hindered, and the power generation performance of the fuel cell is reduced.

従って、燃料電池用セパレータ内に水分が滞留し燃料電池の発電性能の低下を引き起こさないように、燃料電池用セパレータの排水性を高める改良が行われている。   Accordingly, improvements have been made to improve the drainage of the fuel cell separator so that moisture does not stay in the fuel cell separator and cause a decrease in the power generation performance of the fuel cell.

例えば、特許文献1には、燃料電池用セパレータにプラズマ処理等の親水処理をすることによって、親水基を形成し、燃料電池用セパレータ内の水分の排水性を高めた燃料電池用セパレータが提案されている。   For example, Patent Document 1 proposes a fuel cell separator in which a hydrophilic group is formed by subjecting the fuel cell separator to a hydrophilic treatment such as plasma treatment, thereby improving the drainage of moisture in the fuel cell separator. ing.

また、例えば、特許文献2には、燃料電池用セパレータをアルカリ水溶液に浸漬する親水処理をすることによって、親水基を形成し、燃料電池用セパレータ内の水分の排水性を高めた燃料電池用セパレータが提案されている。   Further, for example, Patent Document 2 discloses a fuel cell separator in which a hydrophilic group is formed by immersing the fuel cell separator in an alkaline aqueous solution to improve the drainage of moisture in the fuel cell separator. Has been proposed.

また、例えば、特許文献3には、親水処理した導電性カーボンと、バインダ樹脂とを加圧成形した燃料電池用セパレータを使用することによって、燃料電池用セパレータ内の水分の排水性を高めた燃料電池用セパレータが提案されている。   Further, for example, Patent Document 3 discloses a fuel in which the drainage of moisture in the fuel cell separator is improved by using a fuel cell separator obtained by pressure-molding conductive carbon subjected to hydrophilic treatment and a binder resin. Battery separators have been proposed.

また、燃料電池用セパレータに親水処理をして、燃料電池用セパレータの排水性を高めるものではないが、例えば、特許文献4には、燃料電池用セパレータを80℃以上に保持した水中またはpHが−0.3以上の水溶液中に10時間以上浸漬させることによって、燃料電池用セパレータ内の不純物を除去(溶出)する方法が提案されている。   Further, it is not intended to improve the drainage of the fuel cell separator by subjecting the fuel cell separator to a hydrophilic treatment. For example, Patent Document 4 discloses that water or pH in which the fuel cell separator is maintained at 80 ° C. or higher. A method for removing (eluting) impurities in a fuel cell separator by immersing in an aqueous solution of −0.3 or more for 10 hours or more has been proposed.

特開2004−103271号公報JP 2004-103271 A 特開2005−71699号公報JP-A-2005-71699 特開2001−283873号公報JP 2001-283873 A 特開2005−5095号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-5095

しかし、特許文献1の燃料電池用セパレータでは、プラズマ処理による親水処理のみ行われているため、燃料電池用セパレータ全体に親水基を形成することは困難であり、燃料電池用セパレータの排水性を十分に確保することができない。   However, in the fuel cell separator of Patent Document 1, since only hydrophilic treatment by plasma treatment is performed, it is difficult to form a hydrophilic group in the entire fuel cell separator, and the drainage of the fuel cell separator is sufficient. Can not be secured.

また、特許文献2の燃料電池用セパレータでは、アルカリ水溶液による親水処理は、プラズマ処理による親水処理より燃料電池用セパレータを親水処理する能力が劣るため、燃料電池用セパレータ全体に親水基が形成されず、燃料電池用セパレータの排水性を十分に確保することができない。   Further, in the fuel cell separator of Patent Document 2, the hydrophilic treatment with the alkaline aqueous solution is inferior in the ability to hydrophilically treat the fuel cell separator as compared with the hydrophilic treatment by the plasma treatment, so that no hydrophilic group is formed in the entire fuel cell separator. The drainage of the fuel cell separator cannot be sufficiently ensured.

また、特許文献3の燃料電池用セパレータでは、導電性カーボンのみを親水処理し、バインダ樹脂には親水処理がされていないため、バインダ樹脂に親水基が形成されず、燃料電池用セパレータの排水性を十分に確保することができない。   Further, in the fuel cell separator of Patent Document 3, only conductive carbon is subjected to a hydrophilic treatment, and the binder resin is not subjected to a hydrophilic treatment. Therefore, a hydrophilic group is not formed in the binder resin, and the drainage of the fuel cell separator. Cannot be secured sufficiently.

また、特許文献4の不純物を除去する方法では、そもそも親水処理をしていないため、燃料電池用セパレータの排水性を十分に確保することができない。   Further, in the method of removing impurities of Patent Document 4, since the hydrophilic treatment is not performed in the first place, the drainage of the fuel cell separator cannot be sufficiently ensured.

本発明は、排水性の高い燃料電池用セパレータ、当該燃料電池用セパレータの製造方法、当該燃料電池用セパレータの製造装置、及び当該燃料電池用セパレータを含む燃料電池である。   The present invention is a fuel cell separator having high drainage, a method for manufacturing the fuel cell separator, a manufacturing apparatus for the fuel cell separator, and a fuel cell including the fuel cell separator.

発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、燃料電池用セパレータに親水処理を施した後、前記親水処理された燃料電池用セパレータを酸化剤に浸漬させて、前記燃料電池用セパレータを酸化処理する。 In the method for manufacturing a fuel cell separator according to the present invention, after the fuel cell separator is subjected to a hydrophilic treatment, the fuel cell separator is immersed in an oxidant to oxidize the fuel cell separator. .

また、前記燃料電池用セパレータの製造方法において、前記酸化剤は、過酸化水素水、及び温水のうち少なくともいずれか1種を含むことが好ましい。 In the method for producing a separator for a fuel cell, wherein the oxidizing agent preferably contains at least one kind of hydrogen peroxide water, and warm water.

本発明によれば、親水処理された燃料電池用セパレータを酸化処理することによって、排水性の高い燃料電池用セパレータ、当該燃料電池用セパレータの製造方法、当該燃料電池用セパレータの製造装置、当該燃料電池用セパレータを含む燃料電池を提供することができる。   According to the present invention, a fuel cell separator that is highly drained by oxidizing a hydrophilically treated fuel cell separator, a method for producing the fuel cell separator, a device for producing the fuel cell separator, and the fuel A fuel cell including a battery separator can be provided.

本発明の実施の形態について以下説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

まず、燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータの製造方法について説明する。   First, a fuel cell separator and a method for manufacturing the fuel cell separator will be described.

<燃料電池用セパレータ>
図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池用セパレータの構成の一例を示す模式斜視図である。図1に示すように、燃料電池用セパレータ1は、セパレータ本体10と反応ガス流路12とを備えるものである。
<Separator for fuel cell>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of a fuel cell separator according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel cell separator 1 includes a separator body 10 and a reaction gas channel 12.

反応ガス流路12は、燃料電池の電極に反応ガスを供給するためのものであり、空洞部である。燃料電池用セパレータ1が、燃料電池のアノード極側に用いられる場合、反応ガス流路12は、アノードガス(例えば、水素ガス)を供給するためのアノードガス流路となる。一方、カソード極側に用いられる場合、反応ガス流路12は、カソードガス(例えば、酸素ガス)を供給するためのカソードガス流路となる。   The reaction gas channel 12 is for supplying a reaction gas to the electrode of the fuel cell and is a cavity. When the fuel cell separator 1 is used on the anode electrode side of the fuel cell, the reaction gas channel 12 serves as an anode gas channel for supplying an anode gas (for example, hydrogen gas). On the other hand, when used on the cathode electrode side, the reaction gas channel 12 is a cathode gas channel for supplying a cathode gas (for example, oxygen gas).

セパレータ本体10は、導電性材料、バインダ樹脂等を混練して、混練材料を調整した後、混練材料を金型等によって成形し、成形体を親水処理後、酸化処理したものである。   The separator body 10 is obtained by kneading a conductive material, a binder resin, and the like, adjusting the kneaded material, molding the kneaded material with a mold or the like, hydrolyzing the molded body, and then oxidizing the molded body.

このように、親水処理後の成形体を酸化処理することによって得られる本実施形態の燃料電池用セパレータ1は、親水処理された成形体(親水処理された燃料電池用セパレータ)よりCOOH基、OH基等の親水基の量が多いものである。後に詳述するが、親水処理だけでは、親水基を形成することができない部分(未反応部分)が存在するため、親水処理後に酸化処理することによって、セパレータ本体10全体に親水基を形成することができる。ここで、全体とは、セパレータ本体10のうち酸化処理した部分の表面全体の意味である。   As described above, the fuel cell separator 1 of the present embodiment obtained by oxidizing the molded article after the hydrophilic treatment has a COOH group, OH from the hydrophilic treated molded article (hydrophilic treated fuel cell separator). The amount of hydrophilic groups such as groups is large. As will be described in detail later, there is a portion (an unreacted portion) where the hydrophilic group cannot be formed only by the hydrophilic treatment, so that the hydrophilic group is formed on the entire separator body 10 by oxidizing after the hydrophilic treatment. Can do. Here, the whole means the entire surface of the oxidized portion of the separator body 10.

また、親水処理後の成形体を酸化処理することによって得られる本実施形態の燃料電池用セパレータ1の水接触角ばらつきは、15°以下である。また、本実施形態の燃料電池用セパレータ1の平均水接触角は、55°以下であることが好ましい。上記で述べたように、親水処理後の成形体を酸化処理することによって、セパレータ本体10全体に親水基を形成することができるため、親水処理された成形体より平均水接触角を低減させ、水接触角ばらつきを抑えることができる。平均水接触角とは、セパレータ本体10の同一面(例えば、反応ガス流路12が形成されている面)で測定した水接触角10点の平均値である。また水接触角ばらつきは、上記測定した水接触角10点のうち、最大値と最小値との差である。水接触角の測定は、協和界面科学社製のFAMAS dropmaster700によって測定することができる。   Moreover, the water contact angle dispersion | variation of the separator 1 for fuel cells of this embodiment obtained by oxidizing the molded object after a hydrophilic process is 15 degrees or less. Moreover, it is preferable that the average water contact angle of the separator 1 for fuel cells of this embodiment is 55 degrees or less. As described above, by oxidizing the molded body after the hydrophilic treatment, hydrophilic groups can be formed in the entire separator body 10, so that the average water contact angle is reduced from the hydrophilic treated molded body, Variation in water contact angle can be suppressed. The average water contact angle is an average value of 10 water contact angles measured on the same surface of the separator body 10 (for example, the surface on which the reaction gas channel 12 is formed). The water contact angle variation is the difference between the maximum value and the minimum value among the 10 measured water contact angles. The water contact angle can be measured with a FAMAS dropmaster 700 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

本実施形態に係る燃料電池用セパレータ1を構成する導電性材料としては、電子導電性を有するものであれば特に制限されるものではないが、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、カーボンナノチューブ等のカーボンフィラー、アルミニウム、ニッケル等の金属フィラー等が挙げられる。   The conductive material constituting the fuel cell separator 1 according to the present embodiment is not particularly limited as long as it has electronic conductivity. For example, graphite such as natural graphite and artificial graphite, acetylene black And carbon black such as ketjen black, carbon filler such as carbon nanotube, and metal filler such as aluminum and nickel.

本実施形態に係る燃料電池用セパレータ1を構成するバインダ樹脂としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール等の熱可塑性樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂を使用する場合には、ポリアミン、ポリアミド、イミダゾール誘導体、ルイス酸塩、酸無水物、フェノール樹脂等の硬化剤(硬化触媒)等を用いてもよい。   The binder resin constituting the fuel cell separator 1 according to the present embodiment is not particularly limited. For example, thermoplastics such as polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyamide, polyimide, and polyvinyl alcohol. Examples thereof include thermosetting resins such as resins, urea resins, melamine resins, bisphenol type epoxy resins, and novolak type epoxy resins. When a thermosetting resin is used, a curing agent (curing catalyst) such as polyamine, polyamide, imidazole derivative, Lewis acid salt, acid anhydride, or phenol resin may be used.

このように、親水処理後の成形体を酸化処理することによって、セパレータ本体全体に親水基を形成したものである。このため、本実施形態に係る燃料電池用セパレータは、親水処理された成形体より、親水基の量が多く、平均水接触角が低く、水接触角ばらつきが抑えられたものである。したがって、本実施形態に係る燃料電池用セパレータは、従来の親水処理された燃料電池用セパレータ(親水処理された成形体)より排水性の高い燃料電池用セパレータである。   As described above, the hydrophilic body is formed on the entire separator body by oxidizing the molded body after the hydrophilic treatment. For this reason, the fuel cell separator according to the present embodiment has a larger amount of hydrophilic groups, a lower average water contact angle, and a reduced water contact angle variation than the molded article subjected to the hydrophilic treatment. Therefore, the fuel cell separator according to the present embodiment is a fuel cell separator having higher drainage than the conventional hydrophilic-treated fuel cell separator (hydroformed compact).

<燃料電池用セパレータの製造方法>
本実施形態に係る燃料電池用セパレータ1の製造方法は、親水処理された成形体(親水処理された燃料電池用セパレータ)に酸化剤を用いて酸化処理をする。
<Manufacturing method of fuel cell separator>
In the method for manufacturing the fuel cell separator 1 according to the present embodiment, the formed article subjected to hydrophilic treatment (hydrophilic separator for fuel cell) is oxidized using an oxidizing agent.

親水処理とは、成形体(親水処理前のもの)を構成するバインダ樹脂にCOOH基、OH基等の親水基を形成するものであり、例えば、プラズマ処理、紫外線処理(UV処理)、フッ素ガス処理等が挙げられる。バインダ樹脂に親水基を形成するメカニズムは、プラズマ、紫外線等のエネルギ、又はフッ素ガス等のガス等によりバインダ樹脂の分子間の結合を解離させ、結合解離した部分が、空気中の水分、酸素等によって酸化され、親水基(COOH基、OH基)が形成されるものである。   The hydrophilic treatment is to form a hydrophilic group such as COOH group and OH group in the binder resin constituting the molded body (before the hydrophilic treatment). For example, plasma treatment, ultraviolet treatment (UV treatment), fluorine gas Processing and the like. The mechanism for forming a hydrophilic group in the binder resin is to dissociate the bonds between the binder resin molecules by plasma, ultraviolet light or other gas, or a gas such as fluorine gas, and the bond dissociated part is moisture in the air, oxygen, etc. Is oxidized to form a hydrophilic group (COOH group, OH group).

プラズマ処理、紫外線処理(UV処理)、フッ素ガス処理等の親水処理としては、公知の方法を適用することができ、処理条件については特に限定されるものではない。   As hydrophilic treatment such as plasma treatment, ultraviolet treatment (UV treatment), fluorine gas treatment, etc., known methods can be applied, and the treatment conditions are not particularly limited.

酸化処理とは、酸化剤を用いて上記親水処理によってバインダ樹脂の結合解離した部分が、空気中の水分、酸素等によって酸化されなかった部分、すなわち親水基を形成することができなかった部分(未反応部分)を酸化させ、親水基を形成するものである。   The oxidation treatment is a portion where the binder resin bond-dissociated by the hydrophilic treatment using an oxidizing agent was not oxidized by moisture, oxygen, etc. in the air, that is, a portion where a hydrophilic group could not be formed ( Unreacted part) is oxidized to form a hydrophilic group.

酸化剤としては、オゾンガス、過酸化水素水、水等が挙げられる。上記酸化剤のうち好ましくは、オゾンガス、過酸化水素水、水のうち少なくともいずれか1種を含むものである。また、上記未反応部分を効率的に酸化させる点では、オゾンガスが好ましく、コスト、作業性の点では、水が好ましい。   Examples of the oxidizing agent include ozone gas, hydrogen peroxide water, and water. Among the oxidizing agents, preferably, at least one of ozone gas, hydrogen peroxide water, and water is included. Further, ozone gas is preferable in terms of efficiently oxidizing the unreacted portion, and water is preferable in terms of cost and workability.

酸化剤としてオゾンガスを用いて上記未反応部分を酸化させる酸化処理をオゾンガス処理、過酸化水素水を用いて上記未反応部分を酸化させる酸化処理を過酸化水素処理、水を用いて上記未反応部分を酸化させる酸化処理を水処理と称し、以下説明する。   Oxidation treatment that oxidizes the unreacted part using ozone gas as an oxidant, ozone gas treatment, oxidation treatment that oxidizes the unreacted part using hydrogen peroxide water, hydrogen peroxide treatment, and the unreacted part using water The oxidation treatment that oxidizes is called water treatment and will be described below.

図2は、親水処理をフッ素ガス処理、酸化処理を水処理とした場合を例として、バインダ樹脂の酸化モデルを示す図である。図2に示すように、通常、フッ素ガス処理によって、成形体(親水処理前)を構成するバインダ樹脂にCOOH基等の親水基が形成される。しかし、フッ素ガス処理だけでは、成形体(親水処理前)全体のバインダ樹脂に親水基を形成することは困難であり、親水処理された成形体の一部のバインダ樹脂は、図2の点線枠aで示すように、未反応部分が存在する。未反応部分は、C−F基を含むことによって、撥水性を有する。この未反応部分は、水処理によって酸化され、COOH基等の親水基が形成される(未反応部分のフッ素は、例えば、フッ化水素となって脱離)。このように、酸化処理することによって、バインダ樹脂の未反応部分に、親水基を形成することができる。   FIG. 2 is a diagram showing an oxidation model of the binder resin, taking as an example the case where the hydrophilic treatment is a fluorine gas treatment and the oxidation treatment is a water treatment. As shown in FIG. 2, normally, a hydrophilic group such as a COOH group is formed in the binder resin constituting the molded body (before the hydrophilic treatment) by the fluorine gas treatment. However, it is difficult to form hydrophilic groups in the binder resin of the entire molded body (before the hydrophilic treatment) only by the fluorine gas treatment, and a part of the binder resin of the molded body subjected to the hydrophilic treatment has a dotted frame in FIG. As shown by a, there is an unreacted portion. The unreacted portion has water repellency by including a C—F group. The unreacted portion is oxidized by water treatment to form a hydrophilic group such as a COOH group (fluorine in the unreacted portion is desorbed as, for example, hydrogen fluoride). As described above, by performing the oxidation treatment, a hydrophilic group can be formed in an unreacted portion of the binder resin.

プラズマ処理及びオゾンガス処理後のバインダ樹脂の未反応部分も同様に、酸化処理することによって親水基を形成することができる。   Similarly, an unreacted portion of the binder resin after the plasma treatment and ozone gas treatment can be oxidized to form a hydrophilic group.

水処理は、親水処理後の燃料電池用セパレータを水に浸漬させることによって、未反応部分を酸化させるものであるが、これに限定されるものではなく、燃料電池用セパレータに水を供給することによって、未反応部分を酸化させるものであってもよい。水処理に使用される水は、未反応部分の酸化を促進させる点で、例えば、40℃以上、50℃以上、60℃以上、又は70℃以上の温水が好ましい。加圧がま等により大気圧以上の圧力下であれば100℃以上の温水を使用することもできる。加圧がま等の特別な装置を使用しない場合には、40℃〜100℃、50℃〜100℃、60℃〜100℃、又は70℃〜100℃の温水が好ましい。さらに、上記水(温水)は、未反応部分の酸化を促進させる点で、導電率が5μS/cm以下の純水であることが好ましい。   Water treatment is to oxidize the unreacted portion by immersing the fuel cell separator after hydrophilic treatment in water, but is not limited to this, and water is supplied to the fuel cell separator. May oxidize the unreacted part. The water used for the water treatment is preferably warm water of, for example, 40 ° C. or higher, 50 ° C. or higher, 60 ° C. or higher, or 70 ° C. or higher in terms of promoting oxidation of the unreacted portion. Hot water at 100 ° C. or higher can be used as long as the pressure is under atmospheric pressure or higher. When a special apparatus such as a pressure kettle is not used, warm water of 40 ° C to 100 ° C, 50 ° C to 100 ° C, 60 ° C to 100 ° C, or 70 ° C to 100 ° C is preferable. Furthermore, the water (warm water) is preferably pure water having a conductivity of 5 μS / cm or less in terms of promoting oxidation of the unreacted portion.

また、親水処理後の燃料電池用セパレータの浸漬時間は、水の温度によって異なるものであり、特に制限されるものではないが、例えば、浸漬時間は、60分〜500分間である。図3は、フッ素ガス処理後の燃料電池用セパレータを水に浸漬させた浸漬時間と水中の溶出成分濃度との関係の一例を示す図である。浸漬条件としては、フッ素ガス処理後の燃料電池用セパレータを80℃、100mlの純水に浸漬させる。図3に示す溶出成分濃度は、各時間温水酸化させた後の燃焼電池用セパレータから溶出されたFイオン量である。図3に示すように、浸漬時間の経過とともに、フッ素ガス処理後の燃料電池用セパレータから溶出する溶出成分(フッ素イオン等)量が増大し、一定時間経過するとほとんど溶出は起こらなくなる。また、再度80℃、100mlの純水に浸漬させてもほとんど溶出成分は検出されない。すなわち、水処理による浸漬は、少なくとも1回でよい。また、図3に示すように、浸漬1回目の溶出成分濃度の最大値に達するまでの時間が遅いことから、バインダ樹脂の未反応部分の水処理による酸化は、加水分解反応であると考えられる。   Moreover, the immersion time of the separator for fuel cells after the hydrophilic treatment varies depending on the temperature of water and is not particularly limited. For example, the immersion time is 60 minutes to 500 minutes. FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the immersion time in which the fuel cell separator after the fluorine gas treatment is immersed in water and the concentration of eluted components in water. As immersion conditions, the fuel cell separator after the fluorine gas treatment is immersed in 100 ml of pure water at 80 ° C. The elution component concentration shown in FIG. 3 is the amount of F ions eluted from the separator for a combustion battery after performing thermal hydroxylation for each time. As shown in FIG. 3, as the immersion time elapses, the amount of elution components (fluorine ions, etc.) eluted from the fuel cell separator after the fluorine gas treatment increases, and almost no elution occurs after a certain period of time. Moreover, even if it immerses in 100 ml of pure water again at 80 degreeC, an elution component is hardly detected. That is, the immersion by water treatment may be at least once. Moreover, as shown in FIG. 3, since the time until the maximum concentration of the eluted component at the first immersion is reached is slow, the oxidation of the unreacted portion of the binder resin by water treatment is considered to be a hydrolysis reaction. .

一般的に燃料電池用セパレータと隣接部材(シーリングプレート、電解質膜、他の燃料電池用セパレータ等)との間の接着には、シアノアクリレート系接着剤等が使用される。シアノアクリレート系接着剤等は、アニオン重合であり、−OH(空気中の水分)、CHOH、NaOH、アミン等の塩基が反応開始剤として用いられ、架橋反応(硬化)が起こる。燃料電池用セパレータ上には、上記水処理によってCOOH基等の親水基が形成されているが、その他に、副生成物としてフッ酸、蟻酸、酢酸等が生成される場合がある。上記副生成物が燃料電池用セパレータ上に残存していると、燃料電池用セパレータ表面は酸性を示し、反応開始剤である塩基を中和し、シーリングプレート等の隣接部材との間で接着不良が発生する場合がある。本実施形態では、水処理の温度、浸漬時間を60℃以上、15分以上、好ましくは60℃以上、360分以上とすることにより、燃料電池用セパレータ上のフッ酸、蟻酸、酢酸等を取り除くことが可能となる。そのため、シーリングプレート等の隣接部材との接着の際に、シアノアクリレート系接着剤を用いても反応開始剤である塩基の中和が抑制され、シーリングプレート等の隣接部材との接着性を向上させることができる。 Generally, a cyanoacrylate adhesive or the like is used for adhesion between the fuel cell separator and the adjacent member (sealing plate, electrolyte membrane, other fuel cell separator, etc.). A cyanoacrylate adhesive or the like is anionic polymerization, and a base such as —OH (water in the air), CH 3 OH, NaOH, or amine is used as a reaction initiator to cause a crosslinking reaction (curing). On the fuel cell separator, hydrophilic groups such as COOH groups are formed by the above water treatment. In addition, hydrofluoric acid, formic acid, acetic acid, and the like may be generated as by-products. When the above by-products remain on the fuel cell separator, the surface of the fuel cell separator shows acidity, neutralizes the base that is the reaction initiator, and poor adhesion between adjacent members such as a sealing plate May occur. In the present embodiment, hydrofluoric acid, formic acid, acetic acid and the like on the fuel cell separator are removed by setting the water treatment temperature and immersion time to 60 ° C. or more and 15 minutes or more, preferably 60 ° C. or more and 360 minutes or more. It becomes possible. Therefore, even when a cyanoacrylate adhesive is used when adhering to an adjacent member such as a sealing plate, neutralization of the base that is a reaction initiator is suppressed, and the adhesion to an adjacent member such as a sealing plate is improved. be able to.

オゾンガス処理は、親水処理後の燃料電池用セパレータにオゾンガスを供給することによって、未反応部分を酸化させるものである。   In the ozone gas treatment, ozone gas is supplied to the fuel cell separator after the hydrophilic treatment to oxidize the unreacted portion.

過酸化水素処理は、親水処理後の燃料電池用セパレータを過酸化水素水に浸漬させることによって、未反応部分を酸化させるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、過酸化水素ガス(又は過酸化水素水)を親水処理後の燃料電池用セパレータに供給することによって、未反応部分を酸化させるものであってもよい。   In the hydrogen peroxide treatment, the unreacted portion is oxidized by immersing the separator for a fuel cell after the hydrophilic treatment in a hydrogen peroxide solution, but is not limited thereto. For example, the unreacted portion may be oxidized by supplying hydrogen peroxide gas (or hydrogen peroxide solution) to the fuel cell separator after the hydrophilic treatment.

本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造方法において、親水処理された成形体(親水処理された燃料電池用セパレータ)に酸化剤を用いて酸化処理をすることによって、親水処理された成形体全体に親水基を形成する燃料電池用セパレータを製造することができる。したがって、本実施形態に係る製法で製造された燃料電池用セパレータは、親水処理された成形体より、親水基の量が多く、平均水接触角が低く、水接触角ばらつきが抑えられたものである。   In the method for manufacturing a separator for a fuel cell according to the present embodiment, the hydrophilically treated molded body (hydrophilicly treated fuel cell separator) is subjected to an oxidation treatment using an oxidant, whereby the hydrophilic processed compact as a whole. A separator for a fuel cell in which a hydrophilic group is formed can be produced. Therefore, the fuel cell separator manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment has a larger amount of hydrophilic groups, a lower average water contact angle, and a reduced water contact angle variation than the hydrotreated molded article. is there.

次に、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置について以下説明する。   Next, the fuel cell separator manufacturing apparatus according to this embodiment will be described below.

本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置は、親水処理された成形体(親水処理された燃料電池用セパレータ)を酸化処理する酸化処理手段を備える。   The fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment includes an oxidation treatment unit that oxidizes a hydrophilic-treated molded body (hydrophilic-treated fuel cell separator).

また、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置は、上記酸化処理手段に加え、酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータから溶出する溶出成分を除去する除去手段、親水処理された燃料電池用セパレータを酸化処理するための酸化剤を加熱する加熱手段、酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータから溶出する溶出成分の溶出状態を検出する検出手段のうち少なくとも1つを備えることが好ましい。   Further, the fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment includes, in addition to the oxidation treatment means, a removal means for removing an elution component eluted from the fuel cell separator subjected to a hydrophilic treatment by the oxidation treatment, and a hydrophilically treated fuel. At least one of heating means for heating an oxidant for oxidizing the battery separator and detection means for detecting an elution state of an elution component eluted from the fuel cell separator hydrotreated by the oxidation treatment preferable.

本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置について、上記酸化処理手段を備えたものを一例として、また、上記酸化処理手段に加え、上記除去手段、上記加熱手段、上記検出手段を備えたものを他の一例として以下説明する。   The fuel cell separator manufacturing apparatus according to this embodiment includes, as an example, an apparatus having the oxidation treatment means, and also includes the removal means, the heating means, and the detection means in addition to the oxidation treatment means. Will be described below as another example.

図4は、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の構成の一例を示す模式断面図である。図4に示すように、燃料電池用セパレータの製造装置2は、親水処理された燃料電池用セパレータ20を酸化処理する酸化処理手段としての酸化処理槽14と、親水処理された燃料電池用セパレータ20を保持するための燃料電池用セパレータ保持用治具16と、酸化処理槽14に収容された酸化剤22の揮発成分等を排気する排気ダクト18とを備えるものである。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the fuel cell separator manufacturing apparatus 2 includes an oxidation treatment tank 14 as an oxidation treatment means for oxidizing a hydrophilically treated fuel cell separator 20, and a hydrophilically treated fuel cell separator 20. Is provided with a fuel cell separator holding jig 16 and an exhaust duct 18 for exhausting volatile components of the oxidant 22 accommodated in the oxidation treatment tank 14.

酸化処理槽14は、酸化剤22及び酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータ20から溶出する成分(例えば、フッ化水素等)に対して腐食性の低い金属、ガラス、樹脂等の材料によって構成されているものであれば、特に制限されるものでない。   The oxidation treatment tank 14 is made of a material such as a metal, glass, resin, or the like, which is less corrosive to components (e.g., hydrogen fluoride) eluted from the fuel cell separator 20 that has been hydrophilically treated by the oxidant 22 and the oxidation treatment. There is no particular limitation as long as it is configured.

図4に示すように、酸化処理槽14は、燃料電池用セパレータ保持用治具16と、親水処理された燃料電池用セパレータ20と、親水処理された燃料電池用セパレータを酸化処理するための酸化剤22と、を収容することができる。   As shown in FIG. 4, the oxidation treatment tank 14 includes a fuel cell separator holding jig 16, a hydrophilic treated fuel cell separator 20, and an oxidation treatment for oxidizing the hydrophilic treated fuel cell separator. The agent 22 can be accommodated.

燃料電池用セパレータの製造装置2においては、まず、親水処理された燃料電池用セパレータ20が保持された燃料電池用セパレータ保持用治具16を酸化処理槽14に投入する。次に、酸化剤22を酸化処理槽14に投入し、親水処理された燃料電池用セパレータ20を酸化処理させる。なお、燃料電池用セパレータ保持用治具16及び酸化剤22の投入順序は、特に制限されるものではない。また、酸化剤22及び酸化処理については、上記説明した通りである。   In the fuel cell separator manufacturing apparatus 2, first, the fuel cell separator holding jig 16 holding the fuel cell separator 20 subjected to the hydrophilic treatment is put into the oxidation treatment tank 14. Next, the oxidizing agent 22 is put into the oxidation treatment tank 14 and the fuel cell separator 20 subjected to the hydrophilic treatment is oxidized. The order in which the fuel cell separator holding jig 16 and the oxidant 22 are charged is not particularly limited. The oxidizing agent 22 and the oxidation treatment are as described above.

図5は、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の他の構成例を示す模式断面図である。図5に示すように、燃料電池用セパレータの製造装置3は、酸化処理槽14と、酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータ20から溶出する溶出成分を除去する除去手段としてのイオン交換樹脂カラム24と、循環ユニット26と、親水処理した燃料電池用セパレータ20を酸化処理するための酸化剤22を加熱する加熱手段としての加熱ヒータ28と、温度計測ユニット30と、酸化処理によって燃料電池用セパレータから溶出した溶出成分の溶出状態を検出する検出手段としてのイオンメータ32及びpHメータ34と、を備えている。また、図4に示す燃料電池用セパレータの製造装置と同一の構成については同一の符号を付している。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the fuel cell separator manufacturing apparatus 3 includes an oxidation treatment tank 14 and an ion exchange resin as a removing means for removing the eluted components eluted from the fuel cell separator 20 that has been hydrophilically treated by the oxidation treatment. A column 24, a circulation unit 26, a heater 28 as a heating means for heating the oxidant 22 for oxidizing the hydrophilically treated fuel cell separator 20, a temperature measuring unit 30, and a fuel cell by oxidation treatment An ion meter 32 and a pH meter 34 are provided as detection means for detecting the elution state of the eluted components eluted from the separator. Further, the same components as those of the fuel cell separator manufacturing apparatus shown in FIG.

循環ユニット26は、循環ポンプ36と、供給パイプ38a,38bと、排出パイプ40とを備えるものである。循環ユニット26において、排出パイプ40は、酸化処理槽14出口(不図示)とイオン交換樹脂カラム24入口(不図示)とを接続し、供給パイプ38aは、イオン交換樹脂カラム24出口(不図示)と循環ポンプ36の吸入側(不図示)とを接続し、供給パイプ38bは、循環ポンプ36の吐出側(不図示)と酸化処理槽14入口(不図示)とを接続する。   The circulation unit 26 includes a circulation pump 36, supply pipes 38a and 38b, and a discharge pipe 40. In the circulation unit 26, the discharge pipe 40 connects the oxidation treatment tank 14 outlet (not shown) and the ion exchange resin column 24 inlet (not shown), and the supply pipe 38a is the ion exchange resin column 24 outlet (not shown). And the suction side (not shown) of the circulation pump 36, and the supply pipe 38b connects the discharge side (not shown) of the circulation pump 36 and the inlet of the oxidation treatment tank 14 (not shown).

温度計測ユニット30は、熱電対42、温度計測装置44を備えるものである。温度計測ユニット30は、酸化剤の温度を計測することができるものである。   The temperature measurement unit 30 includes a thermocouple 42 and a temperature measurement device 44. The temperature measurement unit 30 can measure the temperature of the oxidant.

燃料電池用セパレータの製造装置3は、上述した燃料電池用セパレータの製造装置2と同様に酸化処理を行うが、この際、循環ポンプ36を稼動させる。循環ポンプ36稼動後、酸化処理槽14内の酸化剤22は、酸化処理槽14出口から排出パイプ40を通り、イオン交換樹脂カラム24入口からイオン交換樹脂カラム24に供給され、イオン交換樹脂カラム24内を通過(透過)する。酸化剤22が、イオン交換樹脂カラム24内を透過することによって、酸化剤22に含まれる溶出成分(酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータ20から溶出したもの)が取り除かれる。溶出成分が取り除かれた酸化剤22は、イオン交換樹脂カラム24出口から供給パイプ38aを通り、循環ポンプ36の吸入側に供給され、循環ポンプ36の吐出側から供給パイプ38bを通り酸化処理槽14入口から酸化処理槽14に供給される。   The fuel cell separator manufacturing apparatus 3 performs the oxidation treatment in the same manner as the fuel cell separator manufacturing apparatus 2 described above, and at this time, the circulation pump 36 is operated. After the circulation pump 36 is operated, the oxidant 22 in the oxidation treatment tank 14 passes through the discharge pipe 40 from the oxidation treatment tank 14 outlet and is supplied to the ion exchange resin column 24 from the ion exchange resin column 24 inlet. Passes through (transmits). As the oxidant 22 permeates through the ion exchange resin column 24, the elution component contained in the oxidant 22 (eluted from the fuel cell separator 20 that has been subjected to hydrophilic treatment by oxidation treatment) is removed. The oxidant 22 from which the eluted components have been removed passes through the supply pipe 38a from the outlet of the ion exchange resin column 24, is supplied to the suction side of the circulation pump 36, and passes from the discharge side of the circulation pump 36 through the supply pipe 38b to the oxidation treatment tank 14. It is supplied to the oxidation treatment tank 14 from the inlet.

上記のように、イオン交換樹脂カラム24を備えることによって、酸化剤22に含まれる上記溶出成分を取り除くことができるため、純度の高い酸化剤22を酸化処理槽14に供給することができる。したがって、親水処理された燃料電池用セパレータ20の上記未反応部分を効率的に酸化させることができ、親水処理された燃料電池用セパレータ20の酸化剤22への浸漬時間を短縮させることができる。   As described above, by providing the ion exchange resin column 24, the elution component contained in the oxidant 22 can be removed, so that the oxidant 22 with high purity can be supplied to the oxidation treatment tank 14. Therefore, the unreacted portion of the fuel cell separator 20 subjected to the hydrophilic treatment can be efficiently oxidized, and the immersion time of the fuel cell separator 20 subjected to the hydrophilic treatment in the oxidizing agent 22 can be shortened.

また、図5に示す加熱ヒータ28は、上記酸化処理を行う際、加熱ヒータ28に電力を供給することによって、酸化剤22を加熱することができる。これによって、酸化剤22の温度は、酸化処理に適した温度に保持されるため、親水処理された燃料電池用セパレータ20の上記未反応部分を効率的に酸化させることができる。   In addition, the heater 28 shown in FIG. 5 can heat the oxidant 22 by supplying electric power to the heater 28 when performing the oxidation treatment. As a result, the temperature of the oxidizing agent 22 is maintained at a temperature suitable for the oxidation treatment, so that the unreacted portion of the fuel cell separator 20 subjected to the hydrophilic treatment can be efficiently oxidized.

また、図5に示す、イオンメータ32及びpHメータ34は、親水処理された燃料電池用セパレータ20から溶出する溶出成分の溶出状態を検出することができる。また、イオンメータ32及びpHメータ34は、必ずしも両方必要とするものではなく、少なくともいずれか1つでよい。   Further, the ion meter 32 and the pH meter 34 shown in FIG. 5 can detect the elution state of the elution component eluted from the hydrophilic-treated fuel cell separator 20. Further, the ion meter 32 and the pH meter 34 are not necessarily required, and at least one of them may be used.

図6は、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の他の構成例を示す模式断面図である。図6に示すように燃料電池用セパレータの製造装置4は、排出パイプ40(40a,40b)に、酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータから剥離する不純物を除去する不純物除去手段としてのフィルタ46を備えるものである。燃料電池用セパレータの製造装置のその他の構成は、図5に示す燃料電池用セパレータの製造装置3と同様である。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the fuel cell separator manufacturing apparatus 4 includes a filter as an impurity removing means for removing impurities peeled from the fuel cell separator that has been hydrophilically treated by oxidation treatment in the discharge pipe 40 (40a, 40b). 46 is provided. Other configurations of the fuel cell separator manufacturing apparatus are the same as those of the fuel cell separator manufacturing apparatus 3 shown in FIG.

フィルタ46を備えることによって、排出パイプ40aを通過する酸化剤22中に含まれる不純物を取り除くことができるため、純度の高い酸化剤22を酸化処理槽14に供給することができる。ここで、不純物とは、親水処理された燃料電池用セパレータ20に付着していた金属等を指す。   By providing the filter 46, impurities contained in the oxidant 22 that passes through the discharge pipe 40 a can be removed, so that the oxidant 22 having a high purity can be supplied to the oxidation treatment tank 14. Here, the impurity refers to a metal or the like attached to the fuel cell separator 20 that has been subjected to a hydrophilic treatment.

図7は、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の他の構成例を示す模式断面図である。図7に示すように燃料電池用セパレータの製造装置5は、排出パイプ40b及び供給パイプ38aに設けた配管切り替えバルブ48a,48bと、排出パイプ40bと供給パイプ38aとを接続する接続パイプ50とを備えるものである。燃料電池用セパレータの製造装置のその他の構成は、図6に示す燃料電池用セパレータ4の製造装置と同様である。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the fuel cell separator manufacturing apparatus 5 includes pipe switching valves 48a and 48b provided in the discharge pipe 40b and the supply pipe 38a, and a connection pipe 50 that connects the discharge pipe 40b and the supply pipe 38a. It is to be prepared. Other configurations of the fuel cell separator manufacturing apparatus are the same as those of the fuel cell separator 4 manufacturing apparatus shown in FIG.

配管切り替えバルブ48aの開閉によって、排出パイプ40bを通過する酸化剤22をイオン交換樹脂カラム24に供給すること(図7の矢印b)や、接続パイプ50に供給すること(図7の矢印c)や、燃料電池用セパレータの製造装置5の系外に排出すること(図7の矢印d1)等ができる。一方、配管切り替えバルブ48bの開閉によって、酸化剤22を燃料電池用セパレータの製造装置5の系外に排出すること(図7の矢印d2)や、循環ポンプ36に供給すること(図7の矢印e)等ができる。そのため、酸化剤22をイオン交換樹脂カラム24に供給せずに酸化処理槽14に供給することができるため、イオン交換樹脂カラム24の寿命を延ばすことができる。   Supplying the oxidant 22 passing through the discharge pipe 40b to the ion exchange resin column 24 (arrow b in FIG. 7) or the connection pipe 50 (arrow c in FIG. 7) by opening and closing the pipe switching valve 48a. Alternatively, the fuel cell separator can be discharged out of the system 5 (arrow d1 in FIG. 7). On the other hand, by opening and closing the pipe switching valve 48b, the oxidant 22 is discharged out of the system of the fuel cell separator manufacturing apparatus 5 (arrow d2 in FIG. 7) or supplied to the circulation pump 36 (arrow in FIG. 7). e) etc. Therefore, since the oxidizing agent 22 can be supplied to the oxidation treatment tank 14 without being supplied to the ion exchange resin column 24, the life of the ion exchange resin column 24 can be extended.

以上、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置(図4に示す燃料電池用セパレータの製造装置2)は、親水処理された燃料電池用セパレータを酸化処理する酸化処理手段を備えることによって、親水処理された燃料電池用セパレータの上記未反応部分を酸化処理することができる。さらに、本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置(例えば、図5に示す燃料電池用セパレータの製造装置3)は、上記酸化処理手段に加え、酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータから溶出する溶出成分を除去する除去手段、親水処理された燃料電池用セパレータを酸化処理するための酸化剤を加熱する加熱手段、酸化処理によって親水処理された燃料電池用セパレータから溶出する溶出成分の溶出状態を検出する検出手段のうち少なくともいずれか1つを備えることによって、親水処理された燃料電池用セパレータの未反応部分を効率的に酸化処理することができる。   As described above, the fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment (fuel cell separator manufacturing apparatus 2 shown in FIG. 4) includes an oxidation treatment means for oxidizing the hydrophilically treated fuel cell separator, The unreacted portion of the fuel cell separator that has been subjected to hydrophilic treatment can be oxidized. Furthermore, the fuel cell separator manufacturing apparatus according to the present embodiment (for example, the fuel cell separator manufacturing apparatus 3 shown in FIG. 5) is a fuel cell separator that has been subjected to a hydrophilic treatment by oxidation treatment in addition to the oxidation treatment means. Removing means for removing the eluted components eluted from the fuel, heating means for heating the oxidizing agent for the fuel cell separator subjected to hydrophilic treatment, elution of the eluted components eluted from the fuel cell separator hydrophilically treated by the oxidation treatment By providing at least one of detection means for detecting the elution state, the unreacted portion of the fuel cell separator that has been subjected to hydrophilic treatment can be efficiently oxidized.

次に、本実施形態に係る燃料電池用セパレータを備える燃料電池について説明する。   Next, a fuel cell including the fuel cell separator according to the present embodiment will be described.

図8は、本実施形態に係る燃料電池の構成の一例を示す模式断面図である。図8に示すように、燃料電池6は、電解質膜52と、アノード極触媒層54及びアノード極拡散層56を含むアノード極58と、カソード極触媒層60及びカソード極拡散層62を含むカソード極64と、アノード極燃料電池用セパレータ66と、カソード極燃料電池用セパレータ68とにより構成されている。ここで、アノード極燃料電池用セパレータ66及びカソード極燃料電池用セパレータ68は、上記説明した燃料電池用セパレータ1である。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the fuel cell according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the fuel cell 6 includes an electrolyte membrane 52, an anode electrode 58 including an anode electrode catalyst layer 54 and an anode electrode diffusion layer 56, and a cathode electrode including a cathode electrode catalyst layer 60 and a cathode electrode diffusion layer 62. 64, an anode electrode fuel cell separator 66, and a cathode electrode fuel cell separator 68. Here, the anode electrode fuel cell separator 66 and the cathode electrode fuel cell separator 68 are the fuel cell separator 1 described above.

図8に示すように、本実施形態に係る燃料電池6は、電解質膜52の一方の表面にアノード極58が、もう一方の表面にカソード極64が、電解質膜52を挟んでそれぞれ対向するように形成された膜−電極アッセンブリ74と、膜−電極アッセンブリ74の両外側を挟持するアノード極側燃料電池用セパレータ66及びカソード極側燃料電池用セパレータ68とを備える。アノード極側燃料電池用セパレータ66及びカソード極側燃料電池用セパレータ68の空洞部は、アノード極58及びカソード極64にアノードガス、カソードガスを供給するためのアノードガス供給路70、カソードガス供給路72となっている。   As shown in FIG. 8, in the fuel cell 6 according to this embodiment, the anode electrode 58 is opposed to one surface of the electrolyte membrane 52, and the cathode electrode 64 is opposed to the other surface with the electrolyte membrane 52 interposed therebetween. And the anode electrode side fuel cell separator 66 and the cathode electrode side fuel cell separator 68 that sandwich both outer sides of the membrane electrode assembly 74. The hollow portions of the anode electrode side fuel cell separator 66 and the cathode electrode side fuel cell separator 68 are an anode gas supply channel 70 for supplying anode gas and cathode gas to the anode electrode 58 and cathode electrode 64, and a cathode gas supply channel. 72.

本実施形態に用いられる電解質膜52は、電子伝達性を有さずプロトン伝導性を有するものであれば特に制限されるものではない。例えば、パーフルオロスルホン酸系の樹脂膜、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜等が挙げられる。具体的にはナフィオン(登録商標)が挙げられる。   The electrolyte membrane 52 used in the present embodiment is not particularly limited as long as it does not have electron transfer properties but has proton conductivity. For example, a perfluorosulfonic acid resin film, a copolymer film of a trifluorostyrene derivative, a polybenzimidazole film impregnated with phosphoric acid, an aromatic polyether ketone sulfonic acid film, and the like can be given. Specific examples include Nafion (registered trademark).

アノード極側触媒層54及びカソード極側触媒層60は、例えば、白金、ルテニウム等の金属触媒を担持したカーボンとパーフルオロスルホン酸系の電解質等とを混合してアノード極側拡散層56及びカソード極側拡散層62、又は電解質膜52上に成膜したものである。上記カーボンとしては、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック等が用いられる。   The anode electrode side catalyst layer 54 and the cathode electrode side catalyst layer 60 are, for example, a mixture of carbon carrying a metal catalyst such as platinum or ruthenium and a perfluorosulfonic acid based electrolyte or the like to mix the anode electrode side diffusion layer 56 and the cathode. It is formed on the pole side diffusion layer 62 or the electrolyte membrane 52. Examples of the carbon include carbon black such as acetylene black, furnace black, channel black, and thermal black.

アノード極拡散層56及びカソード極拡散層62としては、導電性が高く、反応ガスの拡散性が高い材料であれば特に制限されるものではないが、多孔質導電体材料であることが好ましい。例えば、カーボンクロス、カーボンペーパ等の多孔質カーボン材料等が挙げられる。   The anode electrode diffusion layer 56 and the cathode electrode diffusion layer 62 are not particularly limited as long as the materials have high conductivity and high reaction gas diffusibility, but are preferably porous conductor materials. Examples thereof include porous carbon materials such as carbon cloth and carbon paper.

以上、このように製造された本実施形態に係る燃料電池は、酸化処理された燃料電池用セパレータを備えることによって、例えば、カソード極側から生成される水分の量が多くなる場合でも、水分が燃料電池用セパレータ内に滞留することを抑制することができるため、燃料電池の発電性能を維持することができる。   As described above, the fuel cell according to the present embodiment manufactured as described above includes the oxidized fuel cell separator, so that, for example, even when the amount of water generated from the cathode electrode side increases, Since it can suppress staying in the separator for fuel cells, the power generation performance of a fuel cell can be maintained.

上記本実施形態に係る燃料電池は、例えば、携帯電話、携帯用パソコン等のモバイル機器用小型電源、自動車用電源、家庭用電源等として使用することができる。   The fuel cell according to the present embodiment can be used as, for example, a small power source for mobile devices such as a mobile phone and a portable personal computer, a power source for automobiles, and a household power source.

以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1〜9>
フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータを図5に示すような酸化処理槽14内の70℃の温水(酸化剤22)に240分浸漬させ、酸化処理した燃料電池用セパレータを実施例1とした。実施例2は、フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータを酸化処理槽内の70℃の温水に240分浸漬させた後、別の酸化処理槽内の70℃の温水に240分浸漬させたものである。実施例3は、フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータを酸化処理槽内の70℃の温水に240分浸漬させ、別の酸化処理槽内の70℃の温水に240分浸漬させ、さらに別の酸化処理槽内の70℃の温水に240分浸漬させたものである。実施例4,7は、浸漬時間をそれぞれ360分、480分にした以外は実施例1と同様である。また、実施例5,8は、浸漬時間をそれぞれ360分、480分にした以外は実施例2と同様である。さらに、実施例6,9は、浸漬時間をそれぞれ360分、480分にした以外は実施例3と同様である。
<Examples 1-9>
The fuel cell separator treated with fluorine gas was immersed in warm water (oxidant 22) at 70 ° C. in an oxidation treatment tank 14 as shown in FIG. In Example 2, a fuel cell separator treated with fluorine gas was immersed in warm water at 70 ° C. in an oxidation treatment tank for 240 minutes, and then immersed in warm water at 70 ° C. in another oxidation treatment tank for 240 minutes. is there. In Example 3, a separator for a fuel cell treated with fluorine gas was immersed in warm water at 70 ° C. in an oxidation treatment tank for 240 minutes, immersed in warm water at 70 ° C. in another oxidation treatment tank for 240 minutes, and further oxidized. It is immersed in warm water of 70 ° C. in a treatment tank for 240 minutes. Examples 4 and 7 are the same as Example 1 except that the immersion time was set to 360 minutes and 480 minutes, respectively. Examples 5 and 8 were the same as Example 2 except that the immersion time was 360 minutes and 480 minutes, respectively. Further, Examples 6 and 9 are the same as Example 3 except that the immersion time was set to 360 minutes and 480 minutes, respectively.

<比較例1〜3>
比較例1〜3は、フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータであり、親水処理を行わなかった。
<Comparative Examples 1-3>
Comparative Examples 1 to 3 are fuel cell separators treated with fluorine gas, and no hydrophilic treatment was performed.

<実施例1〜9及び比較例1〜3の親水基の量>
酸化処理した実施例1〜9と酸化処理していない比較例1〜3の親水基の量を測定したところ、酸化処理した実施例1〜9は、親水基の量が増加していた。
<Amount of hydrophilic group in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3>
When the amount of hydrophilic groups in Examples 1 to 9 that were oxidized and Comparative Examples 1 to 3 that were not oxidized was measured, the amount of hydrophilic groups was increased in Examples 1 to 9 that were oxidized.

<実施例1〜9及び比較例1〜3の水接触角測定>
図9は、図1の矢印z方向から見た実施例1〜9及び比較例1〜3の燃料電池用セパレータの模式図である。燃料電池用セパレータの反応ガス入口側付近(例えば、図9に示す点線枠x)、燃料電池用セパレータの反応ガス出口側付近(例えば、図9に示す点線枠y)で、それぞれ5点ずつ水接触角を測定した。水接触角は、協和科学社製のFAMAS dropmaster700を用いて測定した。また、測定条件については、表1にまとめた。
<Water contact angle measurement of Examples 1-9 and Comparative Examples 1-3>
FIG. 9 is a schematic diagram of the fuel cell separators of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 as seen from the direction of the arrow z in FIG. Five points each of water near the reaction gas inlet side of the fuel cell separator (for example, the dotted frame x shown in FIG. 9) and near the reaction gas outlet side of the fuel cell separator (for example, the dotted frame y shown in FIG. 9). The contact angle was measured. The water contact angle was measured using a FAMAS dropmaster 700 manufactured by Kyowa Kagaku. The measurement conditions are summarized in Table 1.

図10は、実施例1〜9及び比較例1〜3の水接触角を示す図である。図11は、実施例4と比較例1に滴下した水滴の状態を示す図である。図10に示すように、酸化処理した実施例1〜9の平均水接触角(水接触角の10点の平均値)は、酸化処理していない比較例1〜3の平均水接触角より低い値を示した。また、比較例1〜3の水接触角のばらつき(水接触角の最大値と最小値の差)が25°以上見られたのに対し、実施例1〜9の水接触角のばらつきは、15°以下に抑えることができた。図11(イ)は、比較例1に滴下した水滴の状態を示す図であり、図11(ロ)は、実施例4に滴下した水滴の状態を示す図である。図11に示す比較例1及び実施例4上の水滴76は、上記水接触角の測定を行った領域に、スポイトの先端78から6点滴下されたものであり、光学顕微鏡により観察した。図11(イ)に示すように、比較例1に滴下した水滴76は、不均一な状態(濡れ性を示す状態、撥水性を示す状態)であるのに対し、実施例4に滴下した水滴76は、ほぼ均一な状態(濡れ性を示す状態)であった。実施例1〜9の中では、70℃の温水に480分浸漬させた実施例7〜9が、平均水接触角及びばらつき共に良い結果を示した。   FIG. 10 is a diagram illustrating water contact angles of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3. FIG. 11 is a diagram showing the state of water droplets dropped on Example 4 and Comparative Example 1. FIG. As shown in FIG. 10, the average water contact angles (average values of 10 points of water contact angles) of Examples 1 to 9 subjected to the oxidation treatment are lower than the average water contact angles of Comparative Examples 1 to 3 that were not oxidized. The value is shown. Moreover, while the variation of the water contact angle of Comparative Examples 1 to 3 (difference between the maximum value and the minimum value of the water contact angle) was 25 ° or more, the variation of the water contact angle of Examples 1 to 9 was It could be suppressed to 15 ° or less. FIG. 11A is a diagram showing the state of water droplets dropped on Comparative Example 1, and FIG. 11B is a diagram showing the state of water droplets dropped on Example 4. The water droplets 76 on Comparative Example 1 and Example 4 shown in FIG. 11 were dropped from the tip 78 of the dropper into the region where the water contact angle was measured, and were observed with an optical microscope. As shown in FIG. 11 (a), the water droplets 76 dropped on the comparative example 1 are in a non-uniform state (a state showing wettability and a state showing water repellency), whereas the water droplets dropped on the example 4 76 was a substantially uniform state (state showing wettability). Among Examples 1 to 9, Examples 7 to 9 immersed in warm water at 70 ° C. for 480 minutes showed good results in both average water contact angle and variation.

<フッ酸(フッ素イオン)溶出量の評価>
フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータ試験片(実施例10:長さ40mm×幅20mm×厚25mm)を図5に示すような酸化処理槽14内の60℃の温水に浸漬させた。5分、15分、30分での温水中のフッ素イオンの濃度をイオンクロマトグラフ(東ソー株式会社製、IC−2001)により測定した。その結果を図12に示す。図12は、浸漬時間とフッ素イオンの溶出量との関係を示す図である。
<Evaluation of elution amount of hydrofluoric acid (fluorine ion)>
A fuel cell separator test piece treated with fluorine gas (Example 10: length 40 mm × width 20 mm × thickness 25 mm) was immersed in hot water of 60 ° C. in an oxidation treatment tank 14 as shown in FIG. The concentration of fluorine ions in warm water at 5 minutes, 15 minutes, and 30 minutes was measured by an ion chromatograph (IC-2001, manufactured by Tosoh Corporation). The result is shown in FIG. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the immersion time and the elution amount of fluorine ions.

フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータ試験片(実施例11:長さ40mm×幅20mm×厚25mm)を図5に示すような酸化処理槽14内の60℃、70℃、80℃の温水にそれぞれ15分浸漬させた。各温度での温水中のフッ素イオンの濃度をイオンクロマトグラフにより測定した。その結果を図13に示す。図13は、浸漬温度とフッ素イオンの溶出量との関係を示す図である。   Fluorine gas-treated fuel cell separator test pieces (Example 11: length 40 mm × width 20 mm × thickness 25 mm) were respectively placed in hot water at 60 ° C., 70 ° C., and 80 ° C. in an oxidation treatment tank 14 as shown in FIG. It was immersed for 15 minutes. The concentration of fluorine ions in warm water at each temperature was measured by ion chromatography. The result is shown in FIG. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the immersion temperature and the elution amount of fluorine ions.

フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータ試験片(実施例12:長さ40mm×幅25mm×厚20mm)を図5に示すような酸化処理槽14内の60℃の温水に浸漬させた。30分、60分、90分、120分、240分、360分、480分での温水中のフッ素イオン濃度をイオンクロマトグラフにより測定した。また、浸漬後さらに、試験片を60℃の温水で240分、360分、480分間浸漬させ(煮出し試験)、温水中のフッ素イオン濃度をイオンクロマトグラフにより測定した。その結果を図14に示す。図14は、浸漬時間とフッ素イオンの溶出量との関係を示す図である。   A fuel cell separator test piece treated with fluorine gas (Example 12: length 40 mm × width 25 mm × thickness 20 mm) was immersed in warm water at 60 ° C. in an oxidation treatment tank 14 as shown in FIG. The fluorine ion concentration in warm water at 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 120 minutes, 240 minutes, 360 minutes, and 480 minutes was measured by ion chromatography. Further, after immersion, the test piece was further immersed in warm water at 60 ° C. for 240 minutes, 360 minutes, and 480 minutes (boiling test), and the fluorine ion concentration in the warm water was measured by ion chromatography. The result is shown in FIG. FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the immersion time and the elution amount of fluorine ions.

図12に示すように、浸漬時間の増加に伴って、燃料電池用セパレータ試験片からフッ素イオンの溶出濃度も増加する。また、図13に示すように、浸漬温度の増加に伴って、燃料電池用セパレータ試験片からフッ素イオンの溶出濃度も増加する。したがって、浸漬時間及び浸漬温度を増加させることにより、酸化処理を促進させることができる。また、図14に示すように、浸漬温度60℃、浸漬時間360分以上の条件で水処理(酸化処理)を行うことにより、フッ素イオンの溶出量は飽和する。したがって、浸漬温度60℃、浸漬時間360分以上の条件で水処理(酸化処理)を行うことにより、燃料電池用セパレータのほとんどの未反応部分に親水基を形成することができる。また、これにより、燃料電池用セパレータ表面が極端に酸性になることを抑制することができるため、シーリングプレート等の隣接部材との接着性を向上させることができる。   As shown in FIG. 12, as the immersion time increases, the elution concentration of fluorine ions from the fuel cell separator test piece also increases. Moreover, as shown in FIG. 13, the elution density | concentration of a fluorine ion from a fuel cell separator test piece also increases with the increase in immersion temperature. Therefore, the oxidation treatment can be promoted by increasing the immersion time and the immersion temperature. Moreover, as shown in FIG. 14, the elution amount of fluorine ions is saturated by performing water treatment (oxidation treatment) under conditions of an immersion temperature of 60 ° C. and an immersion time of 360 minutes or more. Therefore, by performing water treatment (oxidation treatment) under conditions of an immersion temperature of 60 ° C. and an immersion time of 360 minutes or more, hydrophilic groups can be formed in most unreacted portions of the fuel cell separator. Moreover, since it can suppress that the separator surface for fuel cells becomes extremely acidic by this, adhesiveness with adjacent members, such as a sealing plate, can be improved.

<実施例13〜27>
フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータを図5に示す酸化処理槽14内の60℃の温水に240分浸漬(酸化処理)させたものを実施例13とした。実施例13の浸漬温度、浸漬時間を1サイクルとして、2サイクル行ったものを実施例14、3サイクル行ったものを実施例15とした。フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータを図5に示す酸化処理槽14内の60℃の温水に360分浸漬(酸化処理)させたものを実施例16とした。実施例16の浸漬温度、浸漬時間を1サイクルとして、2サイクル行ったものを実施例17、3サイクル行ったものを実施例18、4サイクル行ったものを実施例19、5サイクル行ったものを実施例20、6サイクル行ったものを実施例21とした。フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータを図5に示す酸化処理槽14内の60℃の温水に480分浸漬(酸化処理)させたものを実施例22とした。実施例22の浸漬温度、浸漬時間を1サイクルとして、2サイクル行ったものを実施例23、3サイクル行ったものを実施例24とした。フッ素ガス処理した燃料電池用セパレータを図5に示す酸化処理槽14内の60℃の温水に360分浸漬(酸化処理)させたものを実施例25とした。実施例25の浸漬温度、浸漬時間を1サイクルとして、2サイクル行ったものを実施例26、3サイクル行ったものを実施例27とした。実施例13〜24は、酸化処理後、表面を流水により洗浄したものであり、実施例25〜27は、酸化処理後表面を洗浄していないものである。
<Examples 13 to 27>
A fuel cell separator treated with fluorine gas was immersed (oxidized) in warm water at 60 ° C. for 240 minutes in an oxidation treatment tank 14 shown in FIG. The immersion temperature and immersion time of Example 13 were set to 1 cycle, and the results of 2 cycles were used as Example 14 and 3 cycles were taken as Example 15. A fuel cell separator treated with fluorine gas was immersed (oxidized) in warm water at 60 ° C. in the oxidation treatment tank 14 shown in FIG. The immersion temperature and immersion time of Example 16 were set to 1 cycle, the results of 2 cycles performed in Example 17, the results of 3 cycles performed in Example 18, the results of 4 cycles performed in Example 19, and those in 5 cycles performed Example 20 was carried out for 6 cycles and was designated as Example 21. A fuel cell separator treated with fluorine gas was immersed (oxidized) in warm water at 60 ° C. in an oxidation treatment tank 14 shown in FIG. The immersion temperature and immersion time of Example 22 were taken as 1 cycle, and the results of 2 cycles were taken as Example 23 and the results of 3 cycles were taken as Example 24. A fuel cell separator treated with fluorine gas was immersed (oxidized) in warm water at 60 ° C. in an oxidation treatment tank 14 shown in FIG. The immersion temperature and immersion time of Example 25 were set to 1 cycle, and the results of 2 cycles were taken as Example 26 and the results of 3 cycles were taken as Example 27. In Examples 13 to 24, the surface was washed with running water after the oxidation treatment, and in Examples 25 to 27, the surface after the oxidation treatment was not washed.

図15は、実施例13〜27の水接触角を示す図である。水接触角の測定は、上記と同様の方法で行った。図15に示すように、実施例13〜27の水接触のばらつきは、15°以下で、水接触角の平均値は、60°以下であった。特に、実施例16〜27(浸漬温度60℃、浸漬時間360分以上)では、水接触角のばらつきが、12°以下で、水接触角の平均値は48°以下に抑えることができた。   FIG. 15 is a diagram showing water contact angles of Examples 13 to 27. The water contact angle was measured by the same method as described above. As shown in FIG. 15, the dispersion | variation in the water contact of Examples 13-27 was 15 degrees or less, and the average value of the water contact angle was 60 degrees or less. In particular, in Examples 16 to 27 (immersion temperature 60 ° C., immersion time 360 minutes or more), the water contact angle variation was 12 ° or less, and the average value of the water contact angle could be suppressed to 48 ° or less.

このように、親水処理後の燃料電池用セパレータに酸化処理をすることによって、酸化処理をしていない燃料電池用セパレータより、親水基の量を増加させ、水接触角を低減させ、水接触角のばらつきを抑えることができた。したがって、燃料電池の発電時に生じる水分が燃料電池用セパレータ内に滞留することを抑制し、好適に燃料電池系外に排水させることが可能である。   In this way, by oxidizing the fuel cell separator after the hydrophilic treatment, the amount of hydrophilic groups is increased and the water contact angle is reduced compared to the fuel cell separator that has not been subjected to the oxidation treatment. It was possible to suppress the variation of. Therefore, it is possible to suppress water generated during power generation of the fuel cell from staying in the fuel cell separator, and to suitably drain the fuel cell system.

本発明の実施形態に係る燃料電池用セパレータの構成の一例を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows an example of a structure of the separator for fuel cells which concerns on embodiment of this invention. 親水処理をフッ素ガス処理、酸化処理を水処理とした場合を例として、バインダ樹脂の酸化モデルを示す図である。It is a figure which shows the oxidation model of binder resin for the case where the hydrophilic treatment is fluorine gas treatment and the oxidation treatment is water treatment. フッ素ガス処理後の燃料電池用セパレータを水に浸漬させた浸漬時間と水中の溶出成分濃度との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the immersion time which immersed the separator for fuel cells after a fluorine gas process in water, and the elution component density | concentration in water. 本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の構成の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of a structure of the manufacturing apparatus of the separator for fuel cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の他の構成例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other structural example of the manufacturing apparatus of the separator for fuel cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の他の構成例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other structural example of the manufacturing apparatus of the separator for fuel cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造装置の他の構成例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other structural example of the manufacturing apparatus of the separator for fuel cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る燃料電池の構成の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of a structure of the fuel cell which concerns on this embodiment. 図1の矢印z方向から見た実施例1〜9及び比較例1〜3の燃料電池用セパレータの模式図である。It is the schematic diagram of the separator for fuel cells of Examples 1-9 and Comparative Examples 1-3 seen from the arrow z direction of FIG. 実施例1〜9及び比較例1〜3の水接触角を示す図である。It is a figure which shows the water contact angle of Examples 1-9 and Comparative Examples 1-3. 実施例4と比較例1に滴下した水滴の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the water drop dripped at Example 4 and Comparative Example 1. FIG. 浸漬時間とフッ素イオンの溶出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between immersion time and the elution amount of a fluorine ion. 浸漬温度とフッ素イオンの溶出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between immersion temperature and the elution amount of a fluorine ion. 浸漬時間とフッ素イオンの溶出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between immersion time and the elution amount of a fluorine ion. 実施例13〜27の水接触角を示す図である。It is a figure which shows the water contact angle of Examples 13-27.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池用セパレータ、2,3,4,5 燃料電池用セパレータの製造装置、6 燃料電池、10 セパレータ本体、12 反応ガス流路、14 酸化処理槽、16 燃料電池用セパレータ保持用治具、18 排気ダクト、20 親水処理された燃料電池用セパレータ、22 酸化剤、24 イオン交換樹脂カラム、26 循環ユニット、28 過熱ヒータ、30 温度計測ユニット、32 イオンメータ、34 pHメータ、36 循環ポンプ、38a,38b 供給パイプ、40,40a,40b 排出パイプ、42 熱電対、44 温度計測装置、46 フィルタ、48a,48b 配管切り替えバルブ、50 接続パイプ、52 電解質膜、54 アノード極触媒層、56 アノード極拡散層、58 アノード極、60 カソード極触媒層、62 カソード極拡散層、64 カソード極、66 アノード極燃料電池用セパレータ、68 カソード極燃料電池用セパレータ、70 アノードガス流路、72 カソードガス流路、74 膜−電極アッセンブリ、76 水滴、78 スポイトの先端。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell separator, 2, 3, 4, 5 Manufacturing apparatus of fuel cell separator, 6 Fuel cell, 10 Separator main body, 12 Reaction gas flow path, 14 Oxidation treatment tank, 16 Fuel cell separator holding jig, 18 Exhaust duct, 20 Hydrophilic separator for fuel cell, 22 Oxidant, 24 Ion exchange resin column, 26 Circulation unit, 28 Superheater, 30 Temperature measurement unit, 32 Ion meter, 34 pH meter, 36 Circulation pump, 38a , 38b Supply pipe, 40, 40a, 40b Discharge pipe, 42 Thermocouple, 44 Temperature measuring device, 46 Filter, 48a, 48b Pipe switching valve, 50 Connection pipe, 52 Electrolyte membrane, 54 Anode electrode catalyst layer, 56 Anode electrode diffusion Layer, 58 anode electrode, 60 cathode electrode catalyst layer, 62 parts Cathode electrode diffusion layer, 64 cathode electrode, 66 anode electrode fuel cell separator, 68 cathode electrode fuel cell separator, 70 anode gas channel, 72 cathode gas channel, 74 membrane-electrode assembly, 76 water drop, 78 dropper tip.

Claims (2)

燃料電池用セパレータに親水処理を施した後、前記親水処理された燃料電池用セパレータを酸化剤に浸漬させて、前記燃料電池用セパレータを酸化処理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。 A method for producing a fuel cell separator, comprising: subjecting a fuel cell separator to a hydrophilic treatment; and immersing the fuel cell separator subjected to the hydrophilic treatment in an oxidizing agent to oxidize the fuel cell separator. . 請求項記載の燃料電池用セパレータの製造方法であって、前記酸化剤は、過酸化水素水、及び温水のうち少なくともいずれか1種を含むことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。 A method of manufacturing a fuel cell separator according to claim 1, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide water, and a manufacturing method of a fuel cell separator characterized in that it comprises at least one kind of hot water.
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