JP5600158B2 - 燃料電池用分離板及びこれを含む燃料電池 - Google Patents
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Description
(実施例1)
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂の固相粒子100重量部に対して、硬化剤としてフェノール樹脂60重量部及び硬化促進剤としてTPP3重量部を混合機で乾式混合し、粉砕機を用いて50μm以上の粒子大きさを有するように粉砕した。次に、得られた混合粉砕物を、絶縁性無機微粒子として平均粒径50μmのAl2O3400重量部と乾式混合して絶縁部形成用組成物を製造した。
前記実施例1で絶縁性無機微粒子としてAl2O3の代りにシリカサンド及びガラス粉末をそれぞれ用いることを除いては、前記実施例1と同じ方法で燃料電池用分離板を製造した。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂の固相粒子100重量部に対して、硬化剤としてフェノール樹脂60重量部及び硬化促進剤としてTPP3重量部を、溶剤のアセトン200重量部を用いて撹拌器で撹拌し、炭素系微粒子として平均粒径20〜100μmの黒鉛500重量部とニーダーを用いて混合及び乾燥し、150℃の温度で圧縮成形して厚さ0.5〜3mmの燃料電池用分離板を製造した。
前記実施例1により製造された燃料電池用分離板の表面を観察し、その結果を図4に示す。
前記実施例1から3及び比較例1により製造された分離板を積層してスタックを製造し、製造されたスタックに対して出力特性を評価した。
11、21、31 通電部
11a 炭素系微粒子
11b 第1ポリマーマトリックス
12、22、32 絶縁部
12a 絶縁性無機微粒子
12b 第2ポリマーマトリックス
Claims (14)
- 通電部と、
互いに交差し、前記通電部を貫通する複数の絶縁部と、を含み、
前記通電部は炭素系微粒子が分散されている第1ポリマーマトリックスを含み、
前記絶縁部は絶縁性無機微粒子が分散されている第2ポリマーマトリックスを含み、
前記第1及び第2ポリマーマトリックスがエポキシ樹脂及びフェノール樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂100重量部に対し、前記フェノール樹脂が30〜70重量部存在することを特徴とする燃料電池用分離板。 - 前記絶縁性無機微粒子は、アルミニウムオキシド、マグネシウムオキシド、カルシウムオキシド、二酸化チタン、チタン酸バリウム、シリカ、マイカ、タルク、カオリン、ガラス粉末、カルシウムカーボネイト、石英、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用分離板。
- 前記絶縁性無機微粒子は1〜100μmの平均粒径を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用分離板。
- 前記絶縁性無機微粒子は第2ポリマー100重量部に対して10〜1000重量部であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用分離板。
- 前記炭素系微粒子は、炭素粉末、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、デンカブラック、活性炭素、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノワイヤー、カーボンナノホーン、カーボンナノリング、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用分離板。
- 前記炭素系微粒子は1〜200μmの平均粒径を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用分離板。
- 前記炭素系微粒子は第1ポリマー100重量部に対して10〜1000重量部であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用分離板。
- 前記分離板は前記通電部と絶縁部を36:1〜7:3の重量比で含むことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用分離板。
- 熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、絶縁性無機微粒子、硬化剤としてフェノール樹脂、及び硬化促進剤を含む絶縁部形成用組成物と、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、炭素系微粒子、硬化剤としてフェノール樹脂、及び硬化促進剤を含む通電部形成用組成物と、をそれぞれ製造する段階と、
前記絶縁部形成用組成物及び通電部形成用組成物を同時に圧縮成形して、通電部と、互いに交差し、前記通電部を貫通する複数の絶縁部とを形成する段階と、
を含み、
前記絶縁部と前記通電部がエポキシ樹脂及びフェノール樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂100重量部に対し、前記フェノール樹脂が30〜70重量部存在することを特徴とする燃料電池用分離板の製造方法。 - 前記絶縁部形成用組成物において、前記熱硬化性樹脂及び硬化剤は固相粒子であることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池用分離板の製造方法。
- 前記絶縁部形成用組成物の製造段階は、熱硬化性樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を混合して混合物を製造する段階及び前記混合物を粉砕して絶縁性無機微粒子と混合する段階を含むことを特徴とする請求項9に記載の燃料電池用分離板の製造方法。
- 前記絶縁部形成用組成物において、前記絶縁性無機微粒子は熱硬化性樹脂100重量部に対して10〜1000重量部であることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池用分離板の製造方法。
- 前記絶縁部形成用組成物において、前記硬化促進剤は熱硬化性樹脂100重量部に対して0.5〜8重量部であることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池用分離板の製造方法。
- 請求項1から8のうち何れか1項に記載の分離板を含むことを特徴とする燃料電池。
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