JPWO2017110656A1 - 燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、使用される電解質膜の種類に応じて、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、アルカリ形燃料電池および固体高分子形燃料電池(PEFC;proton-exchange membrane fuel cellまたはpolymer electrolyte fuel cell)に分類され、それぞれ開発が進められている。
(a) 発電温度が80℃程度であり、格段に低い温度で発電ができる、
(b) 燃料電池本体の軽量化、小型化が可能である、
(c) 短時間で立上げができ、燃料効率、出力密度が高い
等の利点を有している。
このため、固体高分子形燃料電池は、電気自動車の搭載用電源、家庭用または業務用の定置型発電機、携帯用の小型発電機としての利用が期待されている。
なお、上記の膜−電極接合体1は、MEA(Membrane-Electrode Assembly)と呼ばれていて、高分子膜とその膜の表裏面に白金系触媒を担持したカーボンブラック等の電極材料を一体化したものであり、厚さは数10μm〜数100μmである。また、ガス拡散層2,3は、膜−電極接合体1と一体化される場合も多い。
ここに、セパレータ4,5には、
(a) 単セル間を隔てる隔壁
としての役割に加え、
(b) 発生した電子を運ぶ導電体、
(c) 酸素(空気)と水素が流れる空気流路6、水素流路7、
(d) 生成した水やガスを排出する排出路(空気流路6、水素流路7が兼備)
としての機能が求められるので、優れた耐久性や電気伝導性が必要となる。
まず、発明者らは、ステンレス鋼板の表面に、種々の条件で種々の低電気抵抗率の金属めっきを施すことにより、接触抵抗を低減することを試みた。
しかしながら、単に低電気抵抗率の金属めっきを施すだけでは、処理条件や使用する金属を如何に調整しても、金めっきほどの接触抵抗の低減を図ることはできなかった。
その結果、基体となるステンレス鋼板の表面に所定の凹凸構造を形成し、かつこの基体の凹凸構造からなる表面(以下、凹凸表面ともいう)に所定量の低電気抵抗率の金属粒子を付着させ、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比を適正に制御することによって、接触抵抗の大幅な低減を図ることが可能になる、との知見を得た。
すなわち、ステンレス鋼は、その表面に不動態皮膜を有しており、この不動態皮膜によって、燃料電池のセパレータとして使用する際の接触抵抗が増大する。また、AgやCu等の低電気抵抗率の金属粒子についても、大気中で金属粒子表面に酸化皮膜が形成されるためかような金属粒子を単に基体となるステンレス鋼板の表面に付着させても、低電気抵抗率の金属本来の接触抵抗が得られず、やはり接触抵抗が増大する。
燃料電池のセパレータは、図1に示すように、カーボンペーパやカーボンクロス等からなるガス拡散層に所定の荷重を加えた状態で接触するものとなる。そのため、図2に示すように、基体となるステンレス鋼板の表面に所定の凹凸構造を形成し、かつこの基体の凹凸表面に所定量の低電気抵抗率の金属粒子を付着させ、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比を適正に制御することによって、セパレータがガス拡散層と接触する際に、低電気抵抗率の金属粒子が、基体表面の凹凸に押し付けられて、凸部に食い込むようになる。このとき、ステンレス鋼板表面、特に凸部の不動態皮膜の一部が破壊されるとともに、低電気抵抗率の金属粒子の表面に形成されていた薄い酸化皮膜の一部も破壊され、この破壊された部分同士が接合点となって、かような不動態皮膜や酸化皮膜を介さずに、ステンレス鋼と低電気抵抗率の金属粒子が接合(接触)する。その結果、接触抵抗が大幅に低減する、と発明者らは考えている。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えた末に完成されたものである。
1.ステンレス鋼板からなる基体と、低電気抵抗率の金属粒子とを備え、
上記基体の表面は凹部と凸部とを有する凹凸構造を備え、該凸部間の平均間隔が10nm以上300nm以下であり、
上記低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径が50nm〜1.0μmであるとともに、上記低電気抵抗率の金属粒子が、上記基体の凹凸構造の表面に1μm2当たり1.0個以上付着してなり、
上記凸部間の平均間隔に対する上記低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比が1.0〜15.0である、燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板。
ステンレス鋼板からなる基体に対し、陽極電解処理を施したのち、低電気抵抗率の金属のイオンを含有する溶液中でめっき処理を施す、燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板の製造方法。
(1)基体として用いるステンレス鋼板
本発明において、基体として用いるステンレス鋼板については特に制限はないが、耐食性に優れるステンレス鋼板(フェライト系ステンレス鋼板、オーステナイト系ステンレス鋼板、二相ステンレス鋼板)がとりわけ有利に適合する。
例えば、SUS447J1(Cr:30質量%、Mo:2質量%)、SUS445J1(Cr:22質量%、Mo:1質量%)、SUS443J1(Cr:21質量%)、SUS430J1L(Cr:18質量%)、SUS316L(Cr:18質量%、Ni:12質量%、Mo:2質量%)などを好適に使用することができる。特に、Crを30質量%程度含有するSUS447J1は、耐食性が高いため、厳しい耐食性が要求される環境下で使用される固体高分子形燃料電池セパレータ基体として、とりわけ有利に適合する。
本発明の燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板では、上記したステンレス鋼板の基体表面に、凹部と凸部とを有する所定の凹凸構造を形成することが重要である、以下、この凹凸構造について、説明する。
上述したように、本発明の燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板を用いたセパレータでは、図2に示すように、ガス拡散層と接触するときに、低電気抵抗率の金属粒子が、基体表面の凹凸に押し付けられて、凸部に食い込むようになる。このとき、ステンレス鋼板表面、特に凸部の不動態皮膜の一部が破壊されるとともに、低電気抵抗率の金属粒子の表面に形成されていた薄い酸化皮膜の一部も破壊され、この破壊された部分同士が接合点となって、かような不動態皮膜や酸化皮膜を介さずに、ステンレス鋼と低電気抵抗率の金属粒子が接合(接触)する。その結果、接触抵抗が大幅に低減するものと考えられる。このため、かような接触抵抗の低減には、後述する低電気抵抗率の金属粒子の粒径などとの関係から凹凸構造の形状、特に凸部間の平均間隔が重要となる。
ここに、凸部間の平均間隔が10nm未満であると、凹凸が微細過ぎて、低電気抵抗率の金属粒子が基体表面の凸部に十分に食い込まず、所望の接触抵抗が得られない。一方、凸部間の平均間隔が300nmを超えると、基体表面に付着させる低電気抵抗率の金属粒子の粒径に比べて凸部間の平均間隔が大きくなり過ぎて、上記のような接触抵抗の低減効果が得られず、やはり所望の接触抵抗が得られない。
したがって、凸部間の平均間隔は10nm以上300nm以下とする。好ましくは20nm以上、200nm以下である。
なお、上記の二次電子像の写真(SEM写真)において、凹部(凸部以外の部分)は暗い領域として、凸部は明るい領域として観察されるため、これにより両者を識別することが可能である。
また、本発明の燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板では、上記基体の凹凸表面に所定量の低電気抵抗率の金属粒子を付着させ、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比を適正に制御することが重要である。これにより、図2に示すように、ガス拡散層と接触するときに、低電気抵抗率の金属粒子が、基体表面の凹凸に押し付けられて、凸部に食い込むようになる。このとき、ステンレス鋼板表面、特に凸部の不動態皮膜の一部が破壊されるとともに、低電気抵抗率の金属粒子の表面に形成されていた薄い酸化皮膜の一部も破壊され、この破壊された部分同士が接合点となって、かような不動態皮膜や酸化皮膜を介さずに、ステンレス鋼板と低電気抵抗率の金属粒子が接合(接触)する。その結果、接触抵抗が大幅に低減するものと考えられる。
なお、低電気抵抗率の金属粒子としては、Cu、AgおよびAuなどの金属粒子が好適である。また、これらを組み合わせて使用することも可能である。コストの面からは、CuおよびAg粒子がより好適である。
低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径(円相当直径の平均値)は、上記の接触抵抗の低減効果を得る観点から、50nm以上1.0μm以下とする。好ましくは100nm以上、500nm以下である。
基体表面における1μm2当たりの低電気抵抗率の金属粒子の数は、接触抵抗の低減効果を十分に得る観点から、1.0個以上とする。より好ましくは5.0個以上である。上限については特に限定されるものではないが、コストアップを避ける観点からは50.0個とすることが好ましい。
なお、上記した低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径(円相当直径の平均値)および基体表面における1μm2当たりの低電気抵抗率の金属粒子の数は、以下のようにして求めることができる。
すなわち、低電気抵抗率の金属粒子(以下、単に金属粒子ともいう)を基体表面に付着させ、その表面を、冷陰極電界放出型の電子銃をそなえた走査型電子顕微鏡(FE-SEM)により、加速電圧:3kV、倍率:30000倍で10視野観察し、その二次電子像の写真(SEM写真)で観察された各金属粒子の円相当直径を測定し、これらを平均することで、金属粒子の円相当直径の平均値を求める。ただし、ここで測定する金属粒子の粒径(円相当直径)の下限は10nmとする。
また、視野毎に、上記のように粒径を測定した金属粒子の個数をカウントして1μm2当たりの金属粒子の数を算出し、これらを平均することで、基体表面における1μm2当たりの金属粒子の数を求める。
金属粒子を基体表面の凸部に十分に食い込ませて、所望の接触抵抗を得るには、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比を適正に調整する必要がある。具体的には、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比を、1.0以上、15.0以下とする。好ましくは1.3以上、3.0以下である。ここで、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比が1.0未満になると、金属粒子が基体表面の凸部に十分に食い込まなくなるため、所望の接触抵抗を得ることができない。一方、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比が15.0を超えると、凸部間の平均間隔よりも金属粒子が相対的に大きくなり過ぎるため、表面に形成した凹凸の効果が小さくなり、所望の接触抵抗が得られない。また、金属粒子の径が大きくなるため、形成時間が長くなり、コストが高くなる。
上記のようにして、基体の凹凸表面に低電気抵抗率の金属粒子を付着させたのち、さらに表面処理皮膜を設けることもできる。
かような表面処理皮膜は、特に限定されるものではないが、燃料電池用のセパレータの使用環境において耐食性や導電性に優れる材料を使用することが好ましく、例えば、金属層、合金層、金属酸化物層、金属炭化物層、金属窒化物層、炭素材料層、導電性高分子層、導電性物質を含有する有機樹脂層、またはこれらの混合物層とすることが好適である。
接触抵抗は、所定の試料をカーボンペーパ(東レ(株)TGP−H−120)で挟み、さらに、その両側から銅板に金めっきを施した電極を接触させ、単位面積あたり0.98MPa(=10kg/cm2)の圧力をかけて電流を流し、試料と一方の電極の電圧差を測定し、電気抵抗を算出した。この電気抵抗の測定値に接触面の面積を乗じた値を、接触抵抗値とし、以下の基準で評価した。
◎(合格、特に優れる):10.0mΩ・cm2未満
○(合格):10.0mΩ・cm2以上15.0mΩ・cm2以下
×(不合格):15.0mΩ・cm2超
板厚0.1mmのSUS447J1(Cr:30質量%)を基体として用い、脱脂等の適切な前処理を実施した後、凹凸構造の形成処理として以下に示す電解浴組成および電解条件で陽極電解処理を施し、基体表面上に凹凸構造を形成した。ついで、低電気抵抗率の金属粒子の付着処理として以下に示すめっき浴組成およびめっき条件でめっき処理を施し、基体表面上に低電気抵抗率の金属粒子を付着させ、セパレータ用ステンレス鋼板を得た。試料No.9には伸長率1%のスキンパス圧延を行った。
かくして得られたセパレータ用ステンレス鋼板を用いて、上記の要領で特性の評価を行った。
また、比較のため、上記の凹凸の形成処理および/または低電気抵抗率の金属粒子の付着処理を行わなかったセパレータ用ステンレス鋼板を作製し、上記と同じ要領で、接触抵抗の評価を行った。
なお、基体表面における凹凸構造の凸部の数および凸部間の平均間隔、低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径および1μm2あたりの個数は、前述した手法により測定した。
浴組成:3%硫酸
温度:40℃
電解時間:5〜20秒
アノード電流密度:2A/dm2
浴組成:3%硫酸+0.2%Agイオン
温度:40℃
電気めっき時間:5〜100秒
カソード電流密度:0.02〜1.50A/dm2
(a) 発明例No.1,5〜12の試料は、接触抵抗が低く、良好な導電性が得られている。また、発明例No.1,5,6,8および9の試料は、特に優れた接触抵抗が得られている。
(b) 一方、比較例No.2の試料は、基体表面に所定の凹凸構造が形成されておらず、また低電気抵抗率の金属粒子も基体表面に付着していないため、所望の接触抵抗が得られていない。
(c) また、比較例No.3の試料は、低電気抵抗率の金属粒子が基体表面に付着していないため、所望の接触抵抗が得られていない。
(d) また、比較例No.4の試料は、基体表面に所定の凹凸構造が形成されていないため、所望の接触抵抗が得られていない。
(e) 比較例No.13の試料は、低電気抵抗率の金属粒子の1μm2当たりの個数が1.0未満のため、所望の接触抵抗が得られていない。
(f) 比較例No.14の試料は、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比が1.0未満のため、所望の接触抵抗が得られていない。
(g) 比較例No.15の試料は、凸部間の平均間隔に対する低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比が15.0を超えるため、所望の接触抵抗が得られていない。
2,3 ガス拡散層
4,5 セパレータ
6 空気流路
7 水素流路
Claims (2)
- ステンレス鋼板からなる基体と、低電気抵抗率の金属粒子とを備え、
上記基体の表面は凹部と凸部とを有する凹凸構造を備え、該凸部間の平均間隔が10nm以上300nm以下であり、
上記低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径が50nm〜1.0μmであるとともに、上記低電気抵抗率の金属粒子が、上記基体の凹凸構造の表面に1μm2当たり1.0個以上付着してなり、
上記凸部間の平均間隔に対する上記低電気抵抗率の金属粒子の平均粒径の比が1.0〜15.0である、燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板。 - 請求項1に記載の燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板の製造方法であって、
ステンレス鋼板からなる基体に対し、陽極電解処理を施したのち、低電気抵抗率の金属のイオンを含有する溶液中でめっき処理を施す、燃料電池のセパレータ用ステンレス鋼板の製造方法。
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JP4790108B2 (ja) * | 2000-10-30 | 2011-10-12 | 新日本製鐵株式会社 | 不働態金属の対カーボン低接触抵抗化表面処理方法 |
JP3857873B2 (ja) * | 2000-11-09 | 2006-12-13 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池用セパレータとその製造方法、および燃料電池 |
JP4040008B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2008-01-30 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用金属製セパレータおよびその製造方法 |
CA2714829C (en) * | 2004-03-18 | 2016-02-09 | Jfe Steel Corporation | Metallic material for conductive member, separator for fuel cell using the same, and fuel cell using the separator |
WO2006129806A1 (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Honda Motor Co., Ltd. | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
US7807281B2 (en) | 2005-06-22 | 2010-10-05 | Nippon Steel Corporation | Stainless steel, titanium, or titanium alloy solid polymer fuel cell separator and its method of production and method of evaluation of warp and twist of separator |
US8785080B2 (en) * | 2008-01-03 | 2014-07-22 | GM Global Technology Operations LLC | Passivated metallic bipolar plates and a method for producing the same |
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KR101165542B1 (ko) * | 2009-08-21 | 2012-07-16 | 현대하이스코 주식회사 | 표면에 코팅막이 형성된 연료전지용 금속 분리판 및 그 제조방법 |
ES2606207T3 (es) | 2011-11-30 | 2017-03-23 | Jfe Steel Corporation | Acero inoxidable para separadores de pilas de combustibles |
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EP2913875A4 (en) * | 2013-02-01 | 2016-06-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | TITANIUM-BASED MATERIAL OR TITANIUM-ALLOY MATERIAL USED FOR FUEL CELL SEPARATOR HAVING EXCELLENT CARBON CONTACT CONDUCTIVITY AND EXCELLENT DURABILITY, FUEL CELL SEPARATOR USING THE SAME AND FUEL CELL |
US20170077527A1 (en) * | 2014-06-16 | 2017-03-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Titanium material for separator of solid polymer fuel cell, separator using same, and solid polymer fuel cell comprising same |
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