JPH11297337A - 固体高分子型燃料電池セパレータ部材及びその製造方法 - Google Patents
固体高分子型燃料電池セパレータ部材及びその製造方法Info
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- JPH11297337A JPH11297337A JP10095717A JP9571798A JPH11297337A JP H11297337 A JPH11297337 A JP H11297337A JP 10095717 A JP10095717 A JP 10095717A JP 9571798 A JP9571798 A JP 9571798A JP H11297337 A JPH11297337 A JP H11297337A
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス不透過性、耐蝕性、導電性、更に強度特
性等をバランスよく備えた固体高分子型燃料電池のセパ
レータとして好適な部材、及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 金属薄板と、その表裏両面に炭素質粉末
が分散した熱硬化性樹脂の硬化樹脂成形体が被着し、該
硬化樹脂成形体には燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給す
るガス流通溝が形成された構造からなる固体高分子型燃
料電池セパレータ部材。その製造方法は、炭素質粉末 1
00重量に対し、熱硬化性樹脂を10〜 100重量部の割合で
加えて均一に混練し、硬化して得られた硬化樹脂成形体
を金属薄板の表裏両面に熱圧接合して被着し、被着され
た硬化樹脂成形体に燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給す
るガス流通溝を形成する。炭素質粉末には最大粒子径が
125μm 以下の黒鉛粉末が好ましく用いられる。
性等をバランスよく備えた固体高分子型燃料電池のセパ
レータとして好適な部材、及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 金属薄板と、その表裏両面に炭素質粉末
が分散した熱硬化性樹脂の硬化樹脂成形体が被着し、該
硬化樹脂成形体には燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給す
るガス流通溝が形成された構造からなる固体高分子型燃
料電池セパレータ部材。その製造方法は、炭素質粉末 1
00重量に対し、熱硬化性樹脂を10〜 100重量部の割合で
加えて均一に混練し、硬化して得られた硬化樹脂成形体
を金属薄板の表裏両面に熱圧接合して被着し、被着され
た硬化樹脂成形体に燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給す
るガス流通溝を形成する。炭素質粉末には最大粒子径が
125μm 以下の黒鉛粉末が好ましく用いられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型（Ｓ
ＰＥ型）燃料電池のセパレータ部材及びその製造方法に
関する。
ＰＥ型）燃料電池のセパレータ部材及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子型燃料電池はパーフルオロカ
ーボンスルフォン酸等のイオン交換膜からなる固体高分
子の電解質膜と、その両側に設けた２つの電極とそれぞ
れの電極に水素等の燃料ガスあるいは酸素等の酸化剤ガ
スを供給するガス供給溝を設けた集電体およびセパレー
タから構成されている。
ーボンスルフォン酸等のイオン交換膜からなる固体高分
子の電解質膜と、その両側に設けた２つの電極とそれぞ
れの電極に水素等の燃料ガスあるいは酸素等の酸化剤ガ
スを供給するガス供給溝を設けた集電体およびセパレー
タから構成されている。
【０００３】このセパレータには、燃料ガスと酸化剤ガ
スとを完全に分離した状態で電極に供給するために高度
のガス不透過性が要求され、また電池反応に伴う発熱を
効率よく放散させるために高い熱伝導性、更に、燃料ガ
スとして用いる水素ガスによる脆化を生じない耐蝕性等
が必要である。
スとを完全に分離した状態で電極に供給するために高度
のガス不透過性が要求され、また電池反応に伴う発熱を
効率よく放散させるために高い熱伝導性、更に、燃料ガ
スとして用いる水素ガスによる脆化を生じない耐蝕性等
が必要である。
【０００４】このような材質特性が要求されるセパレー
タとして、例えば特開平４−２６７０６２号公報にはセ
パレータの材質を純銅やステンレス鋼などで構成する例
が開示されている。しかしながら、これらの金属系の材
質では燃料ガスとして用いる水素ガスと長時間に亘って
接触するために、水素脆性が生じて材質劣化が起こり電
池性能が低下する欠点がある。
タとして、例えば特開平４−２６７０６２号公報にはセ
パレータの材質を純銅やステンレス鋼などで構成する例
が開示されている。しかしながら、これらの金属系の材
質では燃料ガスとして用いる水素ガスと長時間に亘って
接触するために、水素脆性が生じて材質劣化が起こり電
池性能が低下する欠点がある。
【０００５】また、リン酸型燃料電池ではセパレータに
炭素質系の材料、特にガス不透過性に優れているガラス
状カーボン材が使用されている。ガラス状カーボン材は
フェノール系樹脂やフラン系樹脂などの熱硬化性樹脂液
を成形し加熱硬化後、非酸化性雰囲気中８００℃以上の
温度で焼成炭化して得られるガラス質の性状を呈する特
異な炭素材である。
炭素質系の材料、特にガス不透過性に優れているガラス
状カーボン材が使用されている。ガラス状カーボン材は
フェノール系樹脂やフラン系樹脂などの熱硬化性樹脂液
を成形し加熱硬化後、非酸化性雰囲気中８００℃以上の
温度で焼成炭化して得られるガラス質の性状を呈する特
異な炭素材である。
【０００６】しかしながら、ガラス状カーボン材は緻密
な組織構造を有し、高いガス不透過性を示す反面、硬度
が高く脆性であるので加工性が悪いという欠点がある。
更に金属系の材質に比べて熱伝導率が低く電気抵抗も大
きいという難点があり、リン酸型燃料電池に比較して高
電流密度で運転される固体高分子型燃料電池のセパレー
タとして使用するには適当でない。
な組織構造を有し、高いガス不透過性を示す反面、硬度
が高く脆性であるので加工性が悪いという欠点がある。
更に金属系の材質に比べて熱伝導率が低く電気抵抗も大
きいという難点があり、リン酸型燃料電池に比較して高
電流密度で運転される固体高分子型燃料電池のセパレー
タとして使用するには適当でない。
【０００７】そこで本出願人はガス不透過性、熱伝導
性、導電性、耐蝕性等に優れ、これらの性能をバランス
よく備え、固体高分子型燃料電池のセパレータ等として
好適な黒鉛部材の製法として、最大粒径１２５μm 以下
の炭素質粉末に結合材を加えて加熱混練後ＣＩＰ成形
し、次いで焼成、黒鉛化して得られた平均気孔径１０μ
m以下、気孔率２０％以下の等方性黒鉛材に熱硬化性樹
脂液を含浸、硬化処理する固体高分子型燃料電池用黒鉛
部材の製造方法（特開平８−222241号公報）を提案し
た。
性、導電性、耐蝕性等に優れ、これらの性能をバランス
よく備え、固体高分子型燃料電池のセパレータ等として
好適な黒鉛部材の製法として、最大粒径１２５μm 以下
の炭素質粉末に結合材を加えて加熱混練後ＣＩＰ成形
し、次いで焼成、黒鉛化して得られた平均気孔径１０μ
m以下、気孔率２０％以下の等方性黒鉛材に熱硬化性樹
脂液を含浸、硬化処理する固体高分子型燃料電池用黒鉛
部材の製造方法（特開平８−222241号公報）を提案し
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記特開
平８−２２２２４１号公報の技術を基に更に研究を進め
た結果、金属系材料のもつ優れた導電性及びガス不透過
性と、炭素質材料の有する高耐蝕性とをバランスよく併
せ持ち、固体高分子型燃料電池のセパレータとして好適
な部材及びその製造方法を開発した。
平８−２２２２４１号公報の技術を基に更に研究を進め
た結果、金属系材料のもつ優れた導電性及びガス不透過
性と、炭素質材料の有する高耐蝕性とをバランスよく併
せ持ち、固体高分子型燃料電池のセパレータとして好適
な部材及びその製造方法を開発した。
【０００９】すなわち、本発明の目的は長期間に亘って
安定に稼働することのできる固体高分子型燃料電池セパ
レータ部材及びその製造方法を提供することにある。
安定に稼働することのできる固体高分子型燃料電池セパ
レータ部材及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による固体高分子型燃料電池セパレータ部材
は、金属薄板と、その表裏両面に炭素質粉末が分散した
熱硬化性樹脂の硬化樹脂成形体が被着し、該硬化樹脂成
形体には燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給するガス流通
溝が形成された構造からなることを構成上の特徴とす
る。
めの本発明による固体高分子型燃料電池セパレータ部材
は、金属薄板と、その表裏両面に炭素質粉末が分散した
熱硬化性樹脂の硬化樹脂成形体が被着し、該硬化樹脂成
形体には燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給するガス流通
溝が形成された構造からなることを構成上の特徴とす
る。
【００１１】また、その製造方法は、炭素質粉末１００
重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０〜１００重量部の割
合で加えて均一に混練し、硬化して得られた硬化樹脂成
形体を金属薄板の表裏両面に熱圧接合して被着し、被着
された硬化樹脂成形体に燃料ガスまたは酸化剤ガスを供
給するガス流通溝を形成することを構成上の特徴とす
る。
重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０〜１００重量部の割
合で加えて均一に混練し、硬化して得られた硬化樹脂成
形体を金属薄板の表裏両面に熱圧接合して被着し、被着
された硬化樹脂成形体に燃料ガスまたは酸化剤ガスを供
給するガス流通溝を形成することを構成上の特徴とす
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のセパレータ部材は厚さ方
向の中央部に金属薄板があり、その表裏両面に硬化樹脂
成形体が被着された構造からなり、この金属薄板により
ガスの透過が遮断される。すなわち、金属板は薄くても
ガス不透過性を充分に確保することができるのでセパレ
ータ部材を薄くすることができ、電池スタックの積層厚
さを低減することができる。金属薄板の厚さは０．０５
〜１mm程度のものが用いられる。金属としては、鉄、ス
テンレス、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン等多く
の金属を用いることができるが、加工性が容易で安価な
金属を選定することが好ましい。
向の中央部に金属薄板があり、その表裏両面に硬化樹脂
成形体が被着された構造からなり、この金属薄板により
ガスの透過が遮断される。すなわち、金属板は薄くても
ガス不透過性を充分に確保することができるのでセパレ
ータ部材を薄くすることができ、電池スタックの積層厚
さを低減することができる。金属薄板の厚さは０．０５
〜１mm程度のものが用いられる。金属としては、鉄、ス
テンレス、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン等多く
の金属を用いることができるが、加工性が容易で安価な
金属を選定することが好ましい。
【００１３】この金属薄板の表裏両面には、金属表面を
被覆するように炭素質粉末が分散した熱硬化性樹脂の硬
化樹脂成形体が被着されている。この硬化樹脂成形体は
ガス不透過性を有するとともに化学的安定性が高く、セ
パレータ部材の中央部にある金属薄板の腐食抑止に機能
する。すなわち、硬化樹脂成形体は均一に分散している
炭素質粉末により導電性が確保されるとともに、高ガス
不透過性及び高耐蝕性を備えており、金属薄板の腐食防
止に機能する。なお、この硬化樹脂成形体には燃料ガス
または酸化剤ガスを供給する流通路としてガス流通溝が
形成されており、ガス流通溝は金属薄板の表裏両面に被
着された硬化樹脂成形体に互いに直交する方向に設けら
れている。
被覆するように炭素質粉末が分散した熱硬化性樹脂の硬
化樹脂成形体が被着されている。この硬化樹脂成形体は
ガス不透過性を有するとともに化学的安定性が高く、セ
パレータ部材の中央部にある金属薄板の腐食抑止に機能
する。すなわち、硬化樹脂成形体は均一に分散している
炭素質粉末により導電性が確保されるとともに、高ガス
不透過性及び高耐蝕性を備えており、金属薄板の腐食防
止に機能する。なお、この硬化樹脂成形体には燃料ガス
または酸化剤ガスを供給する流通路としてガス流通溝が
形成されており、ガス流通溝は金属薄板の表裏両面に被
着された硬化樹脂成形体に互いに直交する方向に設けら
れている。
【００１４】このように本発明の固体高分子型燃料電池
セパレータ部材は、セパレータの厚さ方向の中央部にあ
る金属薄板が燃料ガスや酸化剤ガスの透過を防止すると
ともに内部電気抵抗を低く抑え、またその表裏両面に被
着した炭素質粉末が均一に分散した熱硬化性樹脂を硬化
した硬化樹脂成形体により高耐蝕性とともに適度の導電
性が付与される。したがって、金属系材料のもつ優れた
導電性及びガス不透過性と、炭素・樹脂系材料の有する
高耐蝕性と高ガス不透過性とがバランスよく機能して、
固体高分子型燃料電池のセパレータ部材として優れた性
能を発揮することができる。更に、耐衝撃性にも優れて
いるので電池セルの組立や締め付け時、あるいは隣接す
るセルとのガス圧力差が生じた際の変形に対する靱性も
向上し、長期運転における信頼性も高くなる。
セパレータ部材は、セパレータの厚さ方向の中央部にあ
る金属薄板が燃料ガスや酸化剤ガスの透過を防止すると
ともに内部電気抵抗を低く抑え、またその表裏両面に被
着した炭素質粉末が均一に分散した熱硬化性樹脂を硬化
した硬化樹脂成形体により高耐蝕性とともに適度の導電
性が付与される。したがって、金属系材料のもつ優れた
導電性及びガス不透過性と、炭素・樹脂系材料の有する
高耐蝕性と高ガス不透過性とがバランスよく機能して、
固体高分子型燃料電池のセパレータ部材として優れた性
能を発揮することができる。更に、耐衝撃性にも優れて
いるので電池セルの組立や締め付け時、あるいは隣接す
るセルとのガス圧力差が生じた際の変形に対する靱性も
向上し、長期運転における信頼性も高くなる。
【００１５】この固体高分子型燃料電池セパレータ部材
は炭素質粉末１００重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０
〜１００重量部の割合で加えて均一に混練し、硬化して
得られた硬化樹脂成形体を金属薄板の表裏両面に熱圧接
合して被着し、被着された硬化樹脂成形体に燃料ガスま
たは酸化剤ガスを供給するガス流通溝を形成することに
より製造することができる。
は炭素質粉末１００重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０
〜１００重量部の割合で加えて均一に混練し、硬化して
得られた硬化樹脂成形体を金属薄板の表裏両面に熱圧接
合して被着し、被着された硬化樹脂成形体に燃料ガスま
たは酸化剤ガスを供給するガス流通溝を形成することに
より製造することができる。
【００１６】炭素質粉末と熱硬化性樹脂との混合比は、
樹脂成分が多くなるとガス不透過性は向上するが電気抵
抗の増大を招き、また炭素質粉末の割合が大きくなると
導電性は高くなるがガス不透過性が低下する。そのた
め、混合比は炭素質粉末１００重量部に対して熱硬化性
樹脂を１０〜１００重量部の範囲に設定する。
樹脂成分が多くなるとガス不透過性は向上するが電気抵
抗の増大を招き、また炭素質粉末の割合が大きくなると
導電性は高くなるがガス不透過性が低下する。そのた
め、混合比は炭素質粉末１００重量部に対して熱硬化性
樹脂を１０〜１００重量部の範囲に設定する。
【００１７】炭素質粉末としては黒鉛粉末、コークス粉
末等が用いられるが、導電性や高耐蝕性を付与するため
に黒鉛粉末が好ましい。また、炭素質粉末の粒子径はガ
ス流通溝を形成する際の溝加工時における粒子脱落を防
止するために最大粒子径として１２５μm 以下のものが
好ましく用いられる。
末等が用いられるが、導電性や高耐蝕性を付与するため
に黒鉛粉末が好ましい。また、炭素質粉末の粒子径はガ
ス流通溝を形成する際の溝加工時における粒子脱落を防
止するために最大粒子径として１２５μm 以下のものが
好ましく用いられる。
【００１８】熱硬化性樹脂は固体高分子型燃料電池の発
電稼働時の温度である８０〜１２０℃の耐熱性、ｐＨ２
〜３のスルフォン酸や硫酸酸性に耐え得る耐酸性があれ
ば、特に制限はなく、例えばフェノール樹脂、フラン樹
脂、エポキシ樹脂等が用いられる。
電稼働時の温度である８０〜１２０℃の耐熱性、ｐＨ２
〜３のスルフォン酸や硫酸酸性に耐え得る耐酸性があれ
ば、特に制限はなく、例えばフェノール樹脂、フラン樹
脂、エポキシ樹脂等が用いられる。
【００１９】これらの炭素質粉末と熱硬化性樹脂とを所
定の重量比で混合し、均一に混練したのち、金属薄板の
形状に合わせて板状に成形し、半硬化（一次硬化）処理
して板状成形体が得られる。半硬化状態の板状成形体は
鉄、ステンレス、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン
等の金属の厚さ０．０５〜１mmの薄板の表裏両面に熱圧
接合により強固に被着されるとともに二次硬化される。
熱圧接合は、例えば温度８０〜２００℃、圧力１０〜１
０００Kg/cm2の条件で適宜時間処理することにより行わ
れ、その結果硬化樹脂成形体は金属面に強固に接合、被
着する。この場合、金属薄板の両面は適度に粗面化して
おくと硬化樹脂成形体をより強固に被着させることがで
きる。
定の重量比で混合し、均一に混練したのち、金属薄板の
形状に合わせて板状に成形し、半硬化（一次硬化）処理
して板状成形体が得られる。半硬化状態の板状成形体は
鉄、ステンレス、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン
等の金属の厚さ０．０５〜１mmの薄板の表裏両面に熱圧
接合により強固に被着されるとともに二次硬化される。
熱圧接合は、例えば温度８０〜２００℃、圧力１０〜１
０００Kg/cm2の条件で適宜時間処理することにより行わ
れ、その結果硬化樹脂成形体は金属面に強固に接合、被
着する。この場合、金属薄板の両面は適度に粗面化して
おくと硬化樹脂成形体をより強固に被着させることがで
きる。
【００２０】なお、この金属薄板の表裏両面に被着した
硬化樹脂成形体に燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給する
流通路となるガス流通溝を互いに直交する方向に形成す
ることにより、本発明の固体高分子型燃料電池セパレー
タ部材が製造される。
硬化樹脂成形体に燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給する
流通路となるガス流通溝を互いに直交する方向に形成す
ることにより、本発明の固体高分子型燃料電池セパレー
タ部材が製造される。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００２２】実施例１〜２ 炭素質粉末として１２０メッシュ篩下（最大粒子径１２
５μm ）の黒鉛粉末を用い、黒鉛粉末１００重量部に対
しフェノール樹脂初期縮合物を２０重量部、及び３５重
量の割合で加えて充分に混練し均一な混練物を調製し
た。この混練物を半硬化（一次硬化）して板状に成形
し、金属薄板として縦横２００mm、厚さ０．２mmのステ
ンレス板を用い、その表裏両面に板状成形体を１８０
℃、２５０Kg/cm2の条件で熱圧接合して被着した。この
ようにして、ステンレス薄板の両面に、フェノール樹脂
中に黒鉛粉末が均一に分散した硬化樹脂成形体が被着し
た縦横２００mm、厚さ１．５mmのセパレータ部材を製造
した。
５μm ）の黒鉛粉末を用い、黒鉛粉末１００重量部に対
しフェノール樹脂初期縮合物を２０重量部、及び３５重
量の割合で加えて充分に混練し均一な混練物を調製し
た。この混練物を半硬化（一次硬化）して板状に成形
し、金属薄板として縦横２００mm、厚さ０．２mmのステ
ンレス板を用い、その表裏両面に板状成形体を１８０
℃、２５０Kg/cm2の条件で熱圧接合して被着した。この
ようにして、ステンレス薄板の両面に、フェノール樹脂
中に黒鉛粉末が均一に分散した硬化樹脂成形体が被着し
た縦横２００mm、厚さ１．５mmのセパレータ部材を製造
した。
【００２３】実施例３ 炭素質粉末として最大粒子径１２５μm の黒鉛粉末を用
い、黒鉛粉末１００重量部にフェノール樹脂初期縮合物
を７０重量部の割合で加え、金属薄板として厚さ０．２
mmのニッケル板を用いた他は、実施例１と同一の条件に
より縦横２００mm、厚さ１．５mmのセパレータ部材を得
た。
い、黒鉛粉末１００重量部にフェノール樹脂初期縮合物
を７０重量部の割合で加え、金属薄板として厚さ０．２
mmのニッケル板を用いた他は、実施例１と同一の条件に
より縦横２００mm、厚さ１．５mmのセパレータ部材を得
た。
【００２４】比較例１ 金属薄板を使用しない他は実施例１と同一の方法、すな
わち１２０メッシュ篩下（最大粒子径１２５μm ）の黒
鉛粉末１００重量部にフェノール樹脂初期縮合物を２０
重量部の割合で加えて混練し、混練物を半硬化（一次硬
化）して板状に成形し、次いで１８０℃、２５０Kg/cm2
の条件で熱圧処理して縦横２００mm、厚さ１．５mmの黒
鉛粉末が分散した硬化フェノール樹脂の板状成形体を作
製した。
わち１２０メッシュ篩下（最大粒子径１２５μm ）の黒
鉛粉末１００重量部にフェノール樹脂初期縮合物を２０
重量部の割合で加えて混練し、混練物を半硬化（一次硬
化）して板状に成形し、次いで１８０℃、２５０Kg/cm2
の条件で熱圧処理して縦横２００mm、厚さ１．５mmの黒
鉛粉末が分散した硬化フェノール樹脂の板状成形体を作
製した。
【００２５】比較例２ フェノール樹脂初期縮合物の配合割合を、黒鉛粉末１０
０重量部に対し１２０重量部とした他は実施例１と同一
の方法によりセパレータ部材を作製した。
０重量部に対し１２０重量部とした他は実施例１と同一
の方法によりセパレータ部材を作製した。
【００２６】これらの各セパレータ部材の特性を下記の
方法により測定し、その結果を表１に示した。 固有抵抗（Ω・cm）： JIS R7202「人造黒鉛電極の試
験方法」の電圧降下法による。 曲げ強度（Kg/cm2）： JIS K7203「硬質プラスチック
の曲げ強度試験方法」による。 腐食電流（μA/cm2 ）：温度80℃、濃度0.02％ベンゼ
ンスルホン酸水溶液中における0.8 V/RHE の定電位腐食
試験における 500分後の腐食電流を測定。 ガス透過率（cc/cm2・sec)：窒素ガス 1Kg/cm2の圧力
（差圧）で、単位断面積当たり、単位時間当たりの通過
窒素ガス体積を測定。なお、ガス透過率はセパレータ部
材の両面に深さ 0.5mmの溝を切った試料について測定。
方法により測定し、その結果を表１に示した。 固有抵抗（Ω・cm）： JIS R7202「人造黒鉛電極の試
験方法」の電圧降下法による。 曲げ強度（Kg/cm2）： JIS K7203「硬質プラスチック
の曲げ強度試験方法」による。 腐食電流（μA/cm2 ）：温度80℃、濃度0.02％ベンゼ
ンスルホン酸水溶液中における0.8 V/RHE の定電位腐食
試験における 500分後の腐食電流を測定。 ガス透過率（cc/cm2・sec)：窒素ガス 1Kg/cm2の圧力
（差圧）で、単位断面積当たり、単位時間当たりの通過
窒素ガス体積を測定。なお、ガス透過率はセパレータ部
材の両面に深さ 0.5mmの溝を切った試料について測定。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１の結果から、実施例の部材は比較例の
部材に比べて固有抵抗、曲げ強度、腐食電流、ガス透過
率ともバランスよく備えていることが判る。また、比較
例１は金属薄板を使用していないために曲げ強度が低
く、ガス不透過性にも劣る結果となっている。比較例２
では金属薄板を用いているが熱硬化性樹脂の配合量が高
いために固有抵抗の増大が大きく、固体高分子型燃料電
池用のセパレータ部材として性能低下が認められる。
部材に比べて固有抵抗、曲げ強度、腐食電流、ガス透過
率ともバランスよく備えていることが判る。また、比較
例１は金属薄板を使用していないために曲げ強度が低
く、ガス不透過性にも劣る結果となっている。比較例２
では金属薄板を用いているが熱硬化性樹脂の配合量が高
いために固有抵抗の増大が大きく、固体高分子型燃料電
池用のセパレータ部材として性能低下が認められる。
【００２９】
【発明の効果】以上のとおり本発明の固体高分子型燃料
電池セパレータ部材によれば、金属薄板と、その表裏両
面に炭素質粉末が分散した熱硬化性樹脂の硬化樹脂成形
体が被着し、硬化樹脂成形体には燃料ガスまたは酸化剤
ガスを供給するガス流通溝が形成された構造からなるの
で、金属薄板による優れたガス不透過性と導電性、また
その表裏両面に被着した硬化樹脂成形体による優れた耐
蝕性及びガス不透過性の機能が付与され、更に強度特性
もバランスよく付与される。したがって、長期間に亘っ
て安定に発電を行うことが可能となる。また、本発明の
製造方法によれば、炭素質粉末と熱硬化性樹脂との混合
割合を特定した硬化樹脂成形体を被着することにより金
属薄板の両面に強固に被着し、本発明の優れた性能を有
する固体高分子型燃料電池セパレータ部材を製造するこ
とができる。
電池セパレータ部材によれば、金属薄板と、その表裏両
面に炭素質粉末が分散した熱硬化性樹脂の硬化樹脂成形
体が被着し、硬化樹脂成形体には燃料ガスまたは酸化剤
ガスを供給するガス流通溝が形成された構造からなるの
で、金属薄板による優れたガス不透過性と導電性、また
その表裏両面に被着した硬化樹脂成形体による優れた耐
蝕性及びガス不透過性の機能が付与され、更に強度特性
もバランスよく付与される。したがって、長期間に亘っ
て安定に発電を行うことが可能となる。また、本発明の
製造方法によれば、炭素質粉末と熱硬化性樹脂との混合
割合を特定した硬化樹脂成形体を被着することにより金
属薄板の両面に強固に被着し、本発明の優れた性能を有
する固体高分子型燃料電池セパレータ部材を製造するこ
とができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 金属薄板と、その表裏両面に炭素質粉末
が分散した熱硬化性樹脂の硬化樹脂成形体が被着し、該
硬化樹脂成形体には燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給す
るガス流通溝が形成された構造からなることを特徴とす
る固体高分子型燃料電池セパレータ部材。 - 【請求項２】 炭素質粉末１００重量部に対し、熱硬化
性樹脂を１０〜１００重量部の割合で加えて均一に混練
し、硬化して得られた硬化樹脂成形体を金属薄板の表裏
両面に熱圧接合して被着し、被着された硬化樹脂成形体
に燃料ガスまたは酸化剤ガスを供給するガス流通溝を形
成することを特徴とする請求項１記載の固体高分子型燃
料電池セパレータ部材の製造方法。 - 【請求項３】 炭素質粉末が最大粒子径１２５μm 以下
の黒鉛粉末である請求項２記載の固体高分子型燃料電池
セパレータ部材の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09571798A JP4037955B2 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 固体高分子型燃料電池セパレータ部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09571798A JP4037955B2 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 固体高分子型燃料電池セパレータ部材の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297337A true JPH11297337A (ja) | 1999-10-29 |
| JP4037955B2 JP4037955B2 (ja) | 2008-01-23 |
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| JP09571798A Expired - Fee Related JP4037955B2 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 固体高分子型燃料電池セパレータ部材の製造方法 |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-04-08 JP JP09571798A patent/JP4037955B2/ja not_active Expired - Fee Related
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