JPS6012672A - 燃料電池用隔壁板 - Google Patents
燃料電池用隔壁板Info
- Publication number
- JPS6012672A JPS6012672A JP58120050A JP12005083A JPS6012672A JP S6012672 A JPS6012672 A JP S6012672A JP 58120050 A JP58120050 A JP 58120050A JP 12005083 A JP12005083 A JP 12005083A JP S6012672 A JPS6012672 A JP S6012672A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- moldings
- press
- fuel cell
- molding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃料電池用Ｍ壁板に関するものである。
燃料電池は燃料の水素、ヒドラジン、メタノール等と酸
化剤の空気（酸素）とを電気化学的に反応させて直接電
気をとシ出すもので、電解質の違いにより■アルカリ注
水溶液、■酸性水溶液、■す／酸水溶液、■溶融炭素塩
、■固体電解質の５種類に分けられる。
化剤の空気（酸素）とを電気化学的に反応させて直接電
気をとシ出すもので、電解質の違いにより■アルカリ注
水溶液、■酸性水溶液、■す／酸水溶液、■溶融炭素塩
、■固体電解質の５種類に分けられる。
溶融塩、固体電解質は第二世代以降といわれておシ、基
礎研究の段階である。その他のものは一部特殊用途に実
用化されているが、！だ製造コストが高く、これをいか
に低減するかが燃料電池を普及させるための最大の課題
となっている。
礎研究の段階である。その他のものは一部特殊用途に実
用化されているが、！だ製造コストが高く、これをいか
に低減するかが燃料電池を普及させるための最大の課題
となっている。
第一世代のリン酸水溶液燃料電池までの一般的な１セル
の構成は電解液を担持す名マトリックス。
の構成は電解液を担持す名マトリックス。
正負電極部材、燃料を仕切る隔壁板（セパレータ）とか
らなっている。
らなっている。
隔壁板の形状は厚みが敢闘の薄い平板のものとこの薄板
の片面または両面に燃料、酸素の通路をもつバイポーラ
タイプに大別され、材質としては電解液に充分に耐える
耐食性と、電気電導性が必要となる。この両特性を兼ね
る材料として炭素材料と耐食合金が提供されている。し
かしいずれも材料費、加工費が高く、実用化のためには
大幅なコスト低減が必要となる。こうした背景からカー
ボン材では膨張黒鉛シートがこの目的に合う材料として
提供されたが、シートの構成が膨張黙鉛の機械的絡み合
いのみによるため電解液中で長時間使用されるとシート
が厚み方向に膨憫し、燃料。
の片面または両面に燃料、酸素の通路をもつバイポーラ
タイプに大別され、材質としては電解液に充分に耐える
耐食性と、電気電導性が必要となる。この両特性を兼ね
る材料として炭素材料と耐食合金が提供されている。し
かしいずれも材料費、加工費が高く、実用化のためには
大幅なコスト低減が必要となる。こうした背景からカー
ボン材では膨張黒鉛シートがこの目的に合う材料として
提供されたが、シートの構成が膨張黙鉛の機械的絡み合
いのみによるため電解液中で長時間使用されるとシート
が厚み方向に膨憫し、燃料。
空気の通路部体積が小さくなり１通過抵抗が大きくなる
ため燃料の供給が不安定になり出力が一定しなくなる不
具合を生じ、この改善が必要とされていた。
ため燃料の供給が不安定になり出力が一定しなくなる不
具合を生じ、この改善が必要とされていた。
本発明はこうした問題点を改善し、使用中に膨潤による
寸法変化がなく不浸透で、充分な電気伝導性と耐系品性
を備えた新規な燃料電池用隔壁板を提供することにある
。
寸法変化がなく不浸透で、充分な電気伝導性と耐系品性
を備えた新規な燃料電池用隔壁板を提供することにある
。
本発明は膨張黒鉛成形体に液状結合剤樹脂を含浸し乾燥
、硬化したあと熱圧成形してなる燃料電池用隔壁板に関
する。
、硬化したあと熱圧成形してなる燃料電池用隔壁板に関
する。
本発明で用いる膨張黒鉛は嵩密度０．００１７７ｃｍ３
から０．０２ｆ／ｃｍ３程度のものが用いられるが、含
浸時に強度劣化するため、この劣化の少ない高嵩ばシの
膨張黒鉛として０．００１〜ｏ、ｏ ０５ ｔ／ｃｍ３
の範囲の粒子が好ましい。この膨張黒鉛粒子を単独でプ
レスまたはロール間を通して圧縮成形し、嵩密度で０．
１〜１．２ ｆ／−／Ｃ１ｎ３好ましくは０．３〜０．
８ ｆＰＡ７ｎ３の板状成形体か、ノ（イボーラタイプ
の溝付成形体とする。
から０．０２ｆ／ｃｍ３程度のものが用いられるが、含
浸時に強度劣化するため、この劣化の少ない高嵩ばシの
膨張黒鉛として０．００１〜ｏ、ｏ ０５ ｔ／ｃｍ３
の範囲の粒子が好ましい。この膨張黒鉛粒子を単独でプ
レスまたはロール間を通して圧縮成形し、嵩密度で０．
１〜１．２ ｆ／−／Ｃ１ｎ３好ましくは０．３〜０．
８ ｆＰＡ７ｎ３の板状成形体か、ノ（イボーラタイプ
の溝付成形体とする。
成形体の板厚は最終目的の厚みに応じて０．２ Ｍ程度
から数關まで適宜に選定することができる。
から数關まで適宜に選定することができる。
この成形体は固形分値でｌ０ｆＩＦ量−以上に調整され
た液状樹脂バスに数分から１０時時間区浸漬されたあと
８０〜１００℃で乾燥して溶剤を除布し付着樹脂分値で
３〜３ＯＮ量係、望ましくは５〜２０重量％になるよう
に調整される。イ史月］される樹脂としてはフェノール
樹脂、メラミン樹脂。
た液状樹脂バスに数分から１０時時間区浸漬されたあと
８０〜１００℃で乾燥して溶剤を除布し付着樹脂分値で
３〜３ＯＮ量係、望ましくは５〜２０重量％になるよう
に調整される。イ史月］される樹脂としてはフェノール
樹脂、メラミン樹脂。
メラミン変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹
脂などの熱硬化性樹脂が選定される。
脂などの熱硬化性樹脂が選定される。
次いでこれを１００°Ｃ〜１８０℃の温度で３０分から
１２０分程度光分に予備硬化しプリプレグとする。前記
膨張黒鉛成形体は成形時の密度増加に伴い、比較的容易
に緻密化し不浸透化するため。
１２０分程度光分に予備硬化しプリプレグとする。前記
膨張黒鉛成形体は成形時の密度増加に伴い、比較的容易
に緻密化し不浸透化するため。
重縮合反応で硬化するフェノール樹脂などを結合剤に用
いる場会は充分な予備硬化を行なって、熱圧成形時にガ
スが発生し表面にフランを生じて成形不良となることを
防止する。
いる場会は充分な予備硬化を行なって、熱圧成形時にガ
スが発生し表面にフランを生じて成形不良となることを
防止する。
一般的な熱圧成形条件は成形温度１４０℃〜１６０°Ｃ
１成形時間は３分〜１０度光度、加圧力は２００Ｋｇ／
Ｃｍ２〜１．０００１＜ｇ／ｃｍ２で行なう。加圧初期
に２〜５回の除圧、ガス抜きを行なうことが好ましい。
１成形時間は３分〜１０度光度、加圧力は２００Ｋｇ／
Ｃｍ２〜１．０００１＜ｇ／ｃｍ２で行なう。加圧初期
に２〜５回の除圧、ガス抜きを行なうことが好ましい。
熱圧硬化した成形体はそのまま、または必要に応じ反り
矯正板に挾んで後硬化される。
矯正板に挾んで後硬化される。
後硬化条件は１５０〜２５０℃で３０〜１２０分行ない
、使用時に未硬化樹脂分の溶出のないようにする。
、使用時に未硬化樹脂分の溶出のないようにする。
次に実施例によυ本発明の詳細な説明する。
実施例１
嵩密度約ｏ、ｏｏａｙ／画３の膨張黒鉛３６？が２０ｃ
ｍ×２０ｃＩｎの金型中で嵩密度が０．７ Ｐ／Ｃｒｎ
３の約２間の板厚に成形された。次いでこの成形体はメ
ラミン変性フェノール樹脂で固形分値２０重量−のＰＲ
・４０６０ （日立化成工業■裏向品名）中に２時間浸
漬された後、１００℃で３０分乾燥され。
ｍ×２０ｃＩｎの金型中で嵩密度が０．７ Ｐ／Ｃｒｎ
３の約２間の板厚に成形された。次いでこの成形体はメ
ラミン変性フェノール樹脂で固形分値２０重量−のＰＲ
・４０６０ （日立化成工業■裏向品名）中に２時間浸
漬された後、１００℃で３０分乾燥され。
続いて１５０℃で１時間充分に予備硬化された。
このときの付着樹脂分値は１２重量％であった。
こうして出来たプリプレグを１６０℃に加熱された熱圧
成形金型中に入れ面圧３００Ｋｇ／ｃｔｎ３でガス抜き
をしながら５分間成形した。次いで成形体は１５０℃で
３０分、２２０℃で１時間後硬化し充分な硬化を行なっ
た。こうして得られた平板成形体は板厚０．５１１１１
１１でガス透過率１０−”ｃｍ” ／ ｓｅｃ以下、電
気抵抗値７３０μΩ−１引張シ強さ１８０Ｋｐ／ｃｍ２
で燃料電池用隔壁板として充分な特性を有し、かつ電解
液として１００℃稀硫酸（４ｕｌｏ／−液中）中に２０
０時間浸漬した後も膨潤率は５チ以下と極めて良好な結
果を示した。同時に比較した膨張黒鉛単独の成形体は膨
潤率２８％で一部くずれが生じていた。
成形金型中に入れ面圧３００Ｋｇ／ｃｔｎ３でガス抜き
をしながら５分間成形した。次いで成形体は１５０℃で
３０分、２２０℃で１時間後硬化し充分な硬化を行なっ
た。こうして得られた平板成形体は板厚０．５１１１１
１１でガス透過率１０−”ｃｍ” ／ ｓｅｃ以下、電
気抵抗値７３０μΩ−１引張シ強さ１８０Ｋｐ／ｃｍ２
で燃料電池用隔壁板として充分な特性を有し、かつ電解
液として１００℃稀硫酸（４ｕｌｏ／−液中）中に２０
０時間浸漬した後も膨潤率は５チ以下と極めて良好な結
果を示した。同時に比較した膨張黒鉛単独の成形体は膨
潤率２８％で一部くずれが生じていた。
実施例２
嵩密贋約０．００８ ｆ／ａｎ３の膨張黒鉛７２Ｆが２
０ｍＸ２０ｆｆｉの面積で両面に幅２ ｔｏ 、高さ２
１１１１１１の凸状突起を肩し、突起間の間隔４陶で片
面の消が他面の溝と直交するような予備成形型で溝間厚
みが２間、嵩密度０．７ ｉ／ｃｍ３になるように成形
された。次いでこの成形体が固形分値１５重量−に調整
されたＰＲ・４０６０中で３時間浸漬された後。
０ｍＸ２０ｆｆｉの面積で両面に幅２ ｔｏ 、高さ２
１１１１１１の凸状突起を肩し、突起間の間隔４陶で片
面の消が他面の溝と直交するような予備成形型で溝間厚
みが２間、嵩密度０．７ ｉ／ｃｍ３になるように成形
された。次いでこの成形体が固形分値１５重量−に調整
されたＰＲ・４０６０中で３時間浸漬された後。
９０℃で１時間乾燥され、続いて１５０℃で３０分、１
７０℃で３０分子備硬化された。この樹脂含浸品を１５
０℃に加熱された熱圧成形型に入れ凸状突起部高さがＱ
、 ５１１０１．溝間厚みが０．５削になるように成形
した。成形面圧は４００ Ｋｆ／”” ＋成形時間は１
０分間行なった。次いでこの溝付成形体は２００℃で２
時間硬化された。本成形品のガス透過率ハ１０−’ ｍ
２ ／ ｓｅｃ以下、電気抵抗値８５０μΩ釧で燃料電
池用隔壁板として充分な特性をもち、凸部強度も充分使
用に耐えるものが得られた。
７０℃で３０分子備硬化された。この樹脂含浸品を１５
０℃に加熱された熱圧成形型に入れ凸状突起部高さがＱ
、 ５１１０１．溝間厚みが０．５削になるように成形
した。成形面圧は４００ Ｋｆ／”” ＋成形時間は１
０分間行なった。次いでこの溝付成形体は２００℃で２
時間硬化された。本成形品のガス透過率ハ１０−’ ｍ
２ ／ ｓｅｃ以下、電気抵抗値８５０μΩ釧で燃料電
池用隔壁板として充分な特性をもち、凸部強度も充分使
用に耐えるものが得られた。
本発明になる燃料電池用隔壁板は膨張黒鉛成形体として
の特徴である充分な不浸透性と適度な柔軟性がメジ、電
極板との接合性に優れ、適量の結合剤を用いたことによ
る使用中の電解液中での膨潤がなく、充分な強度を有し
、電気伝導性、耐薬品性なども黒鉛の特性が生かされた
極めて理想的なものと言える。また従来の黒鉛焼結体の
力Ｕ１品。
の特徴である充分な不浸透性と適度な柔軟性がメジ、電
極板との接合性に優れ、適量の結合剤を用いたことによ
る使用中の電解液中での膨潤がなく、充分な強度を有し
、電気伝導性、耐薬品性なども黒鉛の特性が生かされた
極めて理想的なものと言える。また従来の黒鉛焼結体の
力Ｕ１品。
金属材料の加工品などに比較しで生産性もよく。
実用的な価格で提供することが可能となる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、膨張黒鉛成形体に液状結合剤樹脂を含浸し。 乾燥、予備硬化ｌ、−ｆｃ、 ｈと熱圧成形してなる燃
料電池用隔壁板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58120050A JPS6012672A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 燃料電池用隔壁板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58120050A JPS6012672A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 燃料電池用隔壁板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6012672A true JPS6012672A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14776649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58120050A Pending JPS6012672A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 燃料電池用隔壁板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012672A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62223012A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-10-01 | Kobe Steel Ltd | 多孔質炭素製品 |
| EP0933825A3 (en) * | 1998-01-19 | 1999-09-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for fuel cell and manufacturing method for the same |
| US6797091B2 (en) | 2000-05-10 | 2004-09-28 | Ballard Power Systems Inc. | Method for embossing expanded graphite sheet material under reduced pressure |
| US6800328B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-10-05 | Ballard Power Systems Inc. | Process for impregnating porous parts |
| JP2005026137A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Nisshinbo Ind Inc | 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータおよび固体高分子型燃料電池 |
| KR100824869B1 (ko) | 2007-05-04 | 2008-04-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 폴리머 전지의 제조방법 및 리튬 폴리머 전지 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58120050A patent/JPS6012672A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62223012A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-10-01 | Kobe Steel Ltd | 多孔質炭素製品 |
| EP0933825A3 (en) * | 1998-01-19 | 1999-09-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for fuel cell and manufacturing method for the same |
| US7172830B2 (en) | 1998-01-19 | 2007-02-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for fuel cell and manufacturing method for the same |
| US6797091B2 (en) | 2000-05-10 | 2004-09-28 | Ballard Power Systems Inc. | Method for embossing expanded graphite sheet material under reduced pressure |
| US6800328B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-10-05 | Ballard Power Systems Inc. | Process for impregnating porous parts |
| JP2005026137A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Nisshinbo Ind Inc | 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータおよび固体高分子型燃料電池 |
| KR100824869B1 (ko) | 2007-05-04 | 2008-04-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 폴리머 전지의 제조방법 및 리튬 폴리머 전지 |
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