JPH11339823A - 固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
固体高分子電解質型燃料電池Info
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- JPH11339823A JPH11339823A JP10146226A JP14622698A JPH11339823A JP H11339823 A JPH11339823 A JP H11339823A JP 10146226 A JP10146226 A JP 10146226A JP 14622698 A JP14622698 A JP 14622698A JP H11339823 A JPH11339823 A JP H11339823A
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- conductive resin
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅粉を含有した導電性樹脂材料であるので、
電気電導性が良好となり、また、射出成形等による加工
が可能となり、加工工程が簡単で、生産コストが低減で
き、安価なガス通路板（セパレータ）の提供。 【解決手段】 固体高分子電解質膜の両側に電極を配
し、該電極の一方の側面には燃料ガスを供給し、該電極
の他方の側面には酸化剤ガスを供給する流通溝が形成さ
れたガス通路板を有した固体高分子電解質型燃料電池で
あって、前記ガス通路板は銅粉が混入された導電性樹脂
材料から形成されていることを特徴とする固体高分子電
解質型燃料電池。
電気電導性が良好となり、また、射出成形等による加工
が可能となり、加工工程が簡単で、生産コストが低減で
き、安価なガス通路板（セパレータ）の提供。 【解決手段】 固体高分子電解質膜の両側に電極を配
し、該電極の一方の側面には燃料ガスを供給し、該電極
の他方の側面には酸化剤ガスを供給する流通溝が形成さ
れたガス通路板を有した固体高分子電解質型燃料電池で
あって、前記ガス通路板は銅粉が混入された導電性樹脂
材料から形成されていることを特徴とする固体高分子電
解質型燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体高分子電解質型
燃料電池に関する。
燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、使用される電解質の種類に
より、固体高分子電解型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固
体酸化物型等の各種が知られている。このうち固体高分
子電解質型燃料電池は、分子中にプロトン交換基を有す
る高分子電解質膜を飽和に含水させるとプロトン伝導性
電解質として機能することを利用した燃料電池であっ
て、比較的低温度域で作動し、発電効率も優れているた
め、電気自動車搭載用を始めとして各種の用途が見込ま
れている。
より、固体高分子電解型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固
体酸化物型等の各種が知られている。このうち固体高分
子電解質型燃料電池は、分子中にプロトン交換基を有す
る高分子電解質膜を飽和に含水させるとプロトン伝導性
電解質として機能することを利用した燃料電池であっ
て、比較的低温度域で作動し、発電効率も優れているた
め、電気自動車搭載用を始めとして各種の用途が見込ま
れている。
【０００３】固体高分子型燃料電池では電気化学反応に
より発電を行う単位セル（単電池）を複数個積層させ、
それを加圧保持することにより電池（スタック）を構成
する。単位セルは高分子電解質膜とその両側に接合され
るアノード（燃料電極）とカソード（酸化剤電極）より
構成される。積層の為、各単位セル間にはセパレータと
呼ばれる部材を設けられている。このセパレータには酸
素あるいは水素が流通するガス流通溝が配設されてい
る。
より発電を行う単位セル（単電池）を複数個積層させ、
それを加圧保持することにより電池（スタック）を構成
する。単位セルは高分子電解質膜とその両側に接合され
るアノード（燃料電極）とカソード（酸化剤電極）より
構成される。積層の為、各単位セル間にはセパレータと
呼ばれる部材を設けられている。このセパレータには酸
素あるいは水素が流通するガス流通溝が配設されてい
る。
【０００４】また、固体高分子型燃料電池では水素、二
酸化炭素、窒素、水蒸気の混合ガスがアノード側に、空
気及び水蒸気がカソード側に供給される。
酸化炭素、窒素、水蒸気の混合ガスがアノード側に、空
気及び水蒸気がカソード側に供給される。
【０００５】ところで、固体高分子電解質型燃料電池に
おいては高分子電解膜（イオン交換膜）のイオン伝導性
を保持するためには、高分子電解膜を含水状態に維持す
る必要性があり、供給する燃料水素ガス及び酸化剤とな
る酸素に水蒸気を含ませておく必要がある。このため、
運転温度条件によりセパレータのガス通路に水蒸気が露
点に達し水滴化しガス通路を閉塞し燃料電池の特性を阻
害する現象が生じる。
おいては高分子電解膜（イオン交換膜）のイオン伝導性
を保持するためには、高分子電解膜を含水状態に維持す
る必要性があり、供給する燃料水素ガス及び酸化剤とな
る酸素に水蒸気を含ませておく必要がある。このため、
運転温度条件によりセパレータのガス通路に水蒸気が露
点に達し水滴化しガス通路を閉塞し燃料電池の特性を阻
害する現象が生じる。
【０００６】この対応として、米国特許ＵＳＰ５，３０
０，３７０号公報には、セパレータのガス通路を折り返
すことにより、ガスの流速を上げ水滴化した水を電池内
から常に排出できるようにした構造が開示されている。
０，３７０号公報には、セパレータのガス通路を折り返
すことにより、ガスの流速を上げ水滴化した水を電池内
から常に排出できるようにした構造が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】セパレータの材料とし
ては電気電導性に優れ腐食に強い緻密性カーボンが一般
に用いられている為、材料自身が多大のエネルギーを要
するため、コストが高く、また非常に割れやすい。しか
しながら、ＵＳＰ５，３００，３７０号公報は、セパレ
ータ全体にガス流通溝を加工した折り返し構造を形成し
ているので、このセパレータの溝加工は、多大な加工時
間を必要とし、生産コストが高くなってしまう。
ては電気電導性に優れ腐食に強い緻密性カーボンが一般
に用いられている為、材料自身が多大のエネルギーを要
するため、コストが高く、また非常に割れやすい。しか
しながら、ＵＳＰ５，３００，３７０号公報は、セパレ
ータ全体にガス流通溝を加工した折り返し構造を形成し
ているので、このセパレータの溝加工は、多大な加工時
間を必要とし、生産コストが高くなってしまう。
【０００８】本発明は上記課題を解決したもので、銅粉
を含有した導電性樹脂材料であるので、電気電導性が良
好となり、また、射出成形等による加工が可能となり、
加工工程が簡単で、生産コストが低減でき、安価なガス
通路板（セパレータ）を有するといった効果を有する固
体高分子電解質型燃料電池を提供する。
を含有した導電性樹脂材料であるので、電気電導性が良
好となり、また、射出成形等による加工が可能となり、
加工工程が簡単で、生産コストが低減でき、安価なガス
通路板（セパレータ）を有するといった効果を有する固
体高分子電解質型燃料電池を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、固体高分子
電解質膜の両側に電極を配し、該電極の一方の側面には
燃料ガスを供給し、該電極の他方の側面には酸化剤ガス
を供給する流通溝が形成されたガス通路板を有した固体
高分子電解質型燃料電池であって、前記ガス通路板は銅
粉が混入された導電性樹脂材料から形成されていること
を特徴とする固体高分子電解質型燃料電池である。
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、固体高分子
電解質膜の両側に電極を配し、該電極の一方の側面には
燃料ガスを供給し、該電極の他方の側面には酸化剤ガス
を供給する流通溝が形成されたガス通路板を有した固体
高分子電解質型燃料電池であって、前記ガス通路板は銅
粉が混入された導電性樹脂材料から形成されていること
を特徴とする固体高分子電解質型燃料電池である。
【００１０】上記第１の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１１】即ち、銅粉を含有した導電性樹脂材料であ
るので、電気電導性が良好となり、また、射出成形等に
よる加工が可能となり、加工工程が簡単で、生産コスト
が低減でき、安価なガス通路板（セパレータ）を有する
といった効果を有する。
るので、電気電導性が良好となり、また、射出成形等に
よる加工が可能となり、加工工程が簡単で、生産コスト
が低減でき、安価なガス通路板（セパレータ）を有する
といった効果を有する。
【００１２】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記導電性樹脂材料への銅粉
の混入量は３０体積％以上であり、その体積固有抵抗値
は１０−３Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１
記載の固体高分子電解質型燃料電池である。
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記導電性樹脂材料への銅粉
の混入量は３０体積％以上であり、その体積固有抵抗値
は１０−３Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１
記載の固体高分子電解質型燃料電池である。
【００１３】上記第２の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１４】即ち、導電性樹脂材料への銅粉の混入量は
３０体積％以上であれば、導電性樹脂材料の体積固有抵
抗値は１０−３Ωｃｍ以下となり、固体高分子電解質型
燃料電池のガス通路板として充分な導電性効果を有す
る。導電性樹脂材料への銅粉の混入量は３０体積％より
少なければ、その体積固有抵抗値が大きくなり、固体高
分子電解質型燃料電池のガス通路板として充分な導電性
効果を得られなくなる。
３０体積％以上であれば、導電性樹脂材料の体積固有抵
抗値は１０−３Ωｃｍ以下となり、固体高分子電解質型
燃料電池のガス通路板として充分な導電性効果を有す
る。導電性樹脂材料への銅粉の混入量は３０体積％より
少なければ、その体積固有抵抗値が大きくなり、固体高
分子電解質型燃料電池のガス通路板として充分な導電性
効果を得られなくなる。
【００１５】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記銅粉が混入される導電性
樹脂材料はポリプロピレン、あるいはナイロン等の熱可
塑性樹脂材料であることを特徴とする請求項１記載の固
体高分子電解質型燃料電池である。
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記銅粉が混入される導電性
樹脂材料はポリプロピレン、あるいはナイロン等の熱可
塑性樹脂材料であることを特徴とする請求項１記載の固
体高分子電解質型燃料電池である。
【００１６】上記第３の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１７】即ち、汎用のポリプロピレン、あるいはナ
イロン、あるいはポリブチレンテレフタレート等の熱可
塑性樹脂材料から得られるので、コスト的にも安く得る
ことができる。
イロン、あるいはポリブチレンテレフタレート等の熱可
塑性樹脂材料から得られるので、コスト的にも安く得る
ことができる。
【００１８】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記導電性樹脂材料は射出成
形あるいは圧縮成形により成形されることを特徴とする
請求項１記載の高分子電解質型燃料電池である。
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記導電性樹脂材料は射出成
形あるいは圧縮成形により成形されることを特徴とする
請求項１記載の高分子電解質型燃料電池である。
【００１９】上記第４の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２０】即ち、汎用の射出成形装置、圧縮成形装置
を使用することができ、それらの装置により、金型から
容易に大量生産できるため、従来のカーボングラファイ
トより安く、早く成形できる。
を使用することができ、それらの装置により、金型から
容易に大量生産できるため、従来のカーボングラファイ
トより安く、早く成形できる。
【００２１】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、前記導電性樹脂材料からなる
前記ガス通路板の表面には、貴金属材料からなるメッキ
加工あるいはスパッタ加工により表面処理されているこ
とを特徴とする請求項１記載の高分子電解質型燃料電池
である。
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、前記導電性樹脂材料からなる
前記ガス通路板の表面には、貴金属材料からなるメッキ
加工あるいはスパッタ加工により表面処理されているこ
とを特徴とする請求項１記載の高分子電解質型燃料電池
である。
【００２２】上記第５の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２３】即ち、請求項１に加えて、電気電導性の向
上がさらに図れる。また腐食防止が可能となる。
上がさらに図れる。また腐食防止が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００２５】図１は本発明の固体高分子電解質型燃料電
池の各部材の分解した図面である。
池の各部材の分解した図面である。
【００２６】ガス通路板１１ａ、１１ｂは、図１に示す
ように、固体高分子電解質膜１を挟持するように固体高
分子電解質膜１に接合された電極２ａ、２ｂの面にそれ
ぞれ圧接されるものである。
ように、固体高分子電解質膜１を挟持するように固体高
分子電解質膜１に接合された電極２ａ、２ｂの面にそれ
ぞれ圧接されるものである。
【００２７】ガス通路板１１ａ、１１ｂの夫々の電極側
２ａ、２ｂに対向する一方の面側には燃料ガスあるいは
酸化剤ガスを供給する流通溝６ａ、６ｂを有している。
また、前記ガス通路板１１ａ、１１ｂの他方の面側（電
極２ａ、２ｂとは別側）６ａｈ、６ｂｈは略平坦面とな
っている。このガス通路板１１の外周縁部１１ａｅ、１
１ｂｅにはシール部材５ａ、５ｂが配設されるようにな
っている。さらに前記ガス通路板１１ａ、１１ｂの略平
坦面側にはシール部材５ａ、５ｂと同じ外形の金属板３
ａ、３ｂが配設している。
２ａ、２ｂに対向する一方の面側には燃料ガスあるいは
酸化剤ガスを供給する流通溝６ａ、６ｂを有している。
また、前記ガス通路板１１ａ、１１ｂの他方の面側（電
極２ａ、２ｂとは別側）６ａｈ、６ｂｈは略平坦面とな
っている。このガス通路板１１の外周縁部１１ａｅ、１
１ｂｅにはシール部材５ａ、５ｂが配設されるようにな
っている。さらに前記ガス通路板１１ａ、１１ｂの略平
坦面側にはシール部材５ａ、５ｂと同じ外形の金属板３
ａ、３ｂが配設している。
【００２８】また金属平板３ａ、３ｂよりさらに後方
（図１の上部）には冷却板７が配置している。図１にお
いて、冷却板７より上部のガス通路板、シール部材、金
属平板については、冷却板７に対して上下対象形（図
１）であるので、詳細な説明は省略する。またこの冷却
板７も前述のガス通路板１１とシール部材５ａと同様な
構造である。
（図１の上部）には冷却板７が配置している。図１にお
いて、冷却板７より上部のガス通路板、シール部材、金
属平板については、冷却板７に対して上下対象形（図
１）であるので、詳細な説明は省略する。またこの冷却
板７も前述のガス通路板１１とシール部材５ａと同様な
構造である。
【００２９】シール部材５ａは図２のように四角形状と
なっており、ガス通路板１１ａが内部に配設できるよう
に四角形状の空隙部５ａｋが形成されている。シール部
材５ａは、酸化剤ガス供給通路口５ａａ、冷却水供給通
路口５ａｂ、燃料ガス供給通路５ａｃ口が形成されてい
る。また図２の下部に示すように酸化剤排出通路口５ａ
ａ′、冷却水排出通路口５ａｂ′、燃料ガス排出口５ａ
ｃ′が形成されている。
なっており、ガス通路板１１ａが内部に配設できるよう
に四角形状の空隙部５ａｋが形成されている。シール部
材５ａは、酸化剤ガス供給通路口５ａａ、冷却水供給通
路口５ａｂ、燃料ガス供給通路５ａｃ口が形成されてい
る。また図２の下部に示すように酸化剤排出通路口５ａ
ａ′、冷却水排出通路口５ａｂ′、燃料ガス排出口５ａ
ｃ′が形成されている。
【００３０】図３は図２のシール部材５ａのＡ−Ａ断面
図である。
図である。
【００３１】シール部材５内部には厚さ約０．１ｍｍ程
度のシール保持金属板５ａｄが埋設され、シール部材５
ａの形状保持を確実にしている。またシール部材は図４
に示すように（図２のＢ視）、４本の酸化剤ガス供給通
路溝５ａｅが刻設された酸化剤供給部材５ａｆが埋設さ
れている。また図２の下部にあたる部分にも４本の燃料
ガス排出口５ａｅ′が刻設された酸化剤供給部材５ａ
ｆ′が埋設されている。
度のシール保持金属板５ａｄが埋設され、シール部材５
ａの形状保持を確実にしている。またシール部材は図４
に示すように（図２のＢ視）、４本の酸化剤ガス供給通
路溝５ａｅが刻設された酸化剤供給部材５ａｆが埋設さ
れている。また図２の下部にあたる部分にも４本の燃料
ガス排出口５ａｅ′が刻設された酸化剤供給部材５ａ
ｆ′が埋設されている。
【００３２】図５は、金属平板３ａの平面図である。金
属平板３ａは、酸化剤ガス供給通路口３ａａ、冷却水供
給通路口３ａｂ、燃料ガス供給通路３ａｃ口が形成され
ている。また同様に図５の下部には、酸化剤ガス排出通
路口３ａａ′、冷却水排出通路口３ａｂ′、燃料ガス排
出口３ａｃ′が形成されている。この金属板は約３ｍｍ
程度の厚さの板である。
属平板３ａは、酸化剤ガス供給通路口３ａａ、冷却水供
給通路口３ａｂ、燃料ガス供給通路３ａｃ口が形成され
ている。また同様に図５の下部には、酸化剤ガス排出通
路口３ａａ′、冷却水排出通路口３ａｂ′、燃料ガス排
出口３ａｃ′が形成されている。この金属板は約３ｍｍ
程度の厚さの板である。
【００３３】図１に示すように、これら固体高分子電解
質膜１、一対のガス拡散電極２ａ、２ｂ、ガス通路板１
１ａ、１１ｂ、シール部材５ａ、５ｂ、金属板３ａ、３
ｂ、冷却板７とによって一つのセルが構成される。
質膜１、一対のガス拡散電極２ａ、２ｂ、ガス通路板１
１ａ、１１ｂ、シール部材５ａ、５ｂ、金属板３ａ、３
ｂ、冷却板７とによって一つのセルが構成される。
【００３４】図６はガス流通板１１ａの平面図（左側）
とこの平面図のＢ−Ｂ線断面図（右側）である。このガ
ス流通板１１ａは複数の溝６ａが刻設されている。上記
流通溝６ａは、酸化剤ガス供給通路口５ａａに直接に連
通した入口側流通溝６ａａは格子状に形成され、中間流
通溝６ａｂは、複数回折した曲折形態に形成され、複数
本の直線状に延びる独立通路群６ａａと、折り返し部に
形成された格子状溝６ａｃとから構成されている。すな
わち、入口側流通溝６ａａと出口側流通溝６ａｄは、縦
横に整列して形成された孤立突起Ｋ１以外の領域がガス
流通溝であり、独立通路群６ａａは長延突起Ｋ２以外の
領域がガス流通溝である。また折り返し部の格子状溝６
ａｃは、孤立突起Ｋ３以外の領域がガス流通溝である。
とこの平面図のＢ−Ｂ線断面図（右側）である。このガ
ス流通板１１ａは複数の溝６ａが刻設されている。上記
流通溝６ａは、酸化剤ガス供給通路口５ａａに直接に連
通した入口側流通溝６ａａは格子状に形成され、中間流
通溝６ａｂは、複数回折した曲折形態に形成され、複数
本の直線状に延びる独立通路群６ａａと、折り返し部に
形成された格子状溝６ａｃとから構成されている。すな
わち、入口側流通溝６ａａと出口側流通溝６ａｄは、縦
横に整列して形成された孤立突起Ｋ１以外の領域がガス
流通溝であり、独立通路群６ａａは長延突起Ｋ２以外の
領域がガス流通溝である。また折り返し部の格子状溝６
ａｃは、孤立突起Ｋ３以外の領域がガス流通溝である。
【００３５】このように、酸化剤ガス供給通路口３ａａ
からの一方の供給ガスは、入口側流通溝６ａａに入る。
これは入口側流通溝６ａａが格子溝のためであり、供給
ガスはガス供給装置の元圧により自由に格子溝内を移動
して短時間で電極と接触する。
からの一方の供給ガスは、入口側流通溝６ａａに入る。
これは入口側流通溝６ａａが格子溝のためであり、供給
ガスはガス供給装置の元圧により自由に格子溝内を移動
して短時間で電極と接触する。
【００３６】中間流通溝６ａｂでは、独立通路群６ａａ
が主体となってガスを高速でムラなく流通させガス利用
効率を向上するとともに、ガス通路の複数本化により圧
損を低減している。折り返し部６ａｃでは、独立通路群
６ａａでの流路抵抗を更に低減して、独立通路群６ａａ
でのガス拡散性を維持させる効果がある。
が主体となってガスを高速でムラなく流通させガス利用
効率を向上するとともに、ガス通路の複数本化により圧
損を低減している。折り返し部６ａｃでは、独立通路群
６ａａでの流路抵抗を更に低減して、独立通路群６ａａ
でのガス拡散性を維持させる効果がある。
【００３７】出口側流通溝６ａｂにおいては、最終の独
立通路群６ａｂからの流速の速いガスで停滞する水を排
水する。
立通路群６ａｂからの流速の速いガスで停滞する水を排
水する。
【００３８】図７は、図６のガス通路板１１ａと図３の
シール部材５ａと図５の金属平板３ａを組み立てた図で
ある。
シール部材５ａと図５の金属平板３ａを組み立てた図で
ある。
【００３９】図７に示すように、酸化剤のガス通路板１
１ａの外形は、シール部材５ａと金属平板３ａに形成さ
れた酸化剤ガス供給通路５ａａ及び酸化剤ガス排出通路
５ａａ′より内域に位置され、枠状のシール部材５ａの
内周部内に配設している。
１ａの外形は、シール部材５ａと金属平板３ａに形成さ
れた酸化剤ガス供給通路５ａａ及び酸化剤ガス排出通路
５ａａ′より内域に位置され、枠状のシール部材５ａの
内周部内に配設している。
【００４０】次に、この酸化剤供給通路５ａａから酸化
剤ガスが流入され、流通溝６ａを経て、酸化剤ガスを酸
化剤ガス排出口５ａａ′より導出する。
剤ガスが流入され、流通溝６ａを経て、酸化剤ガスを酸
化剤ガス排出口５ａａ′より導出する。
【００４１】同様に、燃料ガスのガス通路板１１ｂも同
様に燃料ガス供給通路５ａｃから燃料ガスが流入され、
流通溝６ｂを経て、燃料ガスを燃料ガス排出口５ａｃ′
より導出する。
様に燃料ガス供給通路５ａｃから燃料ガスが流入され、
流通溝６ｂを経て、燃料ガスを燃料ガス排出口５ａｃ′
より導出する。
【００４２】ガス通路板１１ａは、図６において、粒径
約５μｍの銅粉を、ポリプロピレンあるいはナイロン、
あるいはＰＢＴ（ポリブチテンテレフタレート）−ＡＢ
Ｓアロイ樹脂材料に４５ｖｏｌ％混入して導電性樹脂材
料を作成する。その後、この導電性樹脂材料を、射出成
形あるいは圧縮成形方法等によりガス通路板１１ａｅが
成形される。また低融点合金Ｓｎ−４Ｃｕ−２Ｎｉ−
０．３Ｐを４５ｖｏｌ％をも混入する。得られた導電性
樹脂は体積固有抵抗１０−４Ωｃｍ以下であった。
約５μｍの銅粉を、ポリプロピレンあるいはナイロン、
あるいはＰＢＴ（ポリブチテンテレフタレート）−ＡＢ
Ｓアロイ樹脂材料に４５ｖｏｌ％混入して導電性樹脂材
料を作成する。その後、この導電性樹脂材料を、射出成
形あるいは圧縮成形方法等によりガス通路板１１ａｅが
成形される。また低融点合金Ｓｎ−４Ｃｕ−２Ｎｉ−
０．３Ｐを４５ｖｏｌ％をも混入する。得られた導電性
樹脂は体積固有抵抗１０−４Ωｃｍ以下であった。
【００４３】図１２は、ポリプロピレン樹脂への銅粉混
入量と体積固有抵抗との関係を表わした図である。
入量と体積固有抵抗との関係を表わした図である。
【００４４】さらにこの導電性樹脂材料からなるガス通
路板１１ａの表面上には、電気電導性向上および腐食防
止のための金、白金、パラジウム等の貴金属をメッキコ
ーティング、あるいはスパッタ加工の表面処理を施して
いる。
路板１１ａの表面上には、電気電導性向上および腐食防
止のための金、白金、パラジウム等の貴金属をメッキコ
ーティング、あるいはスパッタ加工の表面処理を施して
いる。
【００４５】またガス通路板１１ａの外周縁部に配設さ
れたシール部材５ａはガス通路板１１ａと同様な導電性
樹脂材料やフッ素樹脂やＥＰＤＭ（エチレンープロピレ
ンゴム）等からなるゴムにて成形してもよい。
れたシール部材５ａはガス通路板１１ａと同様な導電性
樹脂材料やフッ素樹脂やＥＰＤＭ（エチレンープロピレ
ンゴム）等からなるゴムにて成形してもよい。
【００４６】ガス通路板１１ａは図８のように導電性樹
脂材料を圧縮成形し、溝を形成するようにしてもよい。
図８の左図はガス通路板１１ａの平面図であり、右図は
左図のＣ−Ｃ線断面図である。
脂材料を圧縮成形し、溝を形成するようにしてもよい。
図８の左図はガス通路板１１ａの平面図であり、右図は
左図のＣ−Ｃ線断面図である。
【００４７】また、ガス通路板の材料である導電性樹脂
や金属面に、電気電導性向上および腐食防止のための
金、白金、パラジウム等の貴金属をメッキコーティン
グ、あるいはスパッタ加工の表面処理を施してもよい。
このメッキ処理は、従来の電解メッキ法、又は無電解メ
ッキ法により１０μｍの厚さまでメッキ処理を行う。
や金属面に、電気電導性向上および腐食防止のための
金、白金、パラジウム等の貴金属をメッキコーティン
グ、あるいはスパッタ加工の表面処理を施してもよい。
このメッキ処理は、従来の電解メッキ法、又は無電解メ
ッキ法により１０μｍの厚さまでメッキ処理を行う。
【００４８】また図９〜図１１に示すように、ガス通路
板１１１ａを図９と図１０に示すような２部材に分割す
る。すなわち、図９のようにガス通路板１１１ａを外周
部材１１２ａとし、この外周部材１１２ａを導電性樹脂
で形成し、さらに図１０に示すように内部材１１３ａの
外面を長手状の溝１６ａを金属板のプレス加工により溝
形成する。外周部１１２ａは導電性樹脂により格子状の
突起を形成し、前述の図６に示した折れ曲がり部を形成
する。これにより、成形性し易く、また組み付け性を向
上させることができる。なお図９の左図はガス通路板１
１１ａの外周部材１１２ａの平面図であり、右図はその
Ｄ−Ｄ線断面図である。また図１０の左図はガス通路板
１１１ａの内部材１１３ａの平面図であり、右図はその
Ｅ−Ｅ線断面図である。
板１１１ａを図９と図１０に示すような２部材に分割す
る。すなわち、図９のようにガス通路板１１１ａを外周
部材１１２ａとし、この外周部材１１２ａを導電性樹脂
で形成し、さらに図１０に示すように内部材１１３ａの
外面を長手状の溝１６ａを金属板のプレス加工により溝
形成する。外周部１１２ａは導電性樹脂により格子状の
突起を形成し、前述の図６に示した折れ曲がり部を形成
する。これにより、成形性し易く、また組み付け性を向
上させることができる。なお図９の左図はガス通路板１
１１ａの外周部材１１２ａの平面図であり、右図はその
Ｄ−Ｄ線断面図である。また図１０の左図はガス通路板
１１１ａの内部材１１３ａの平面図であり、右図はその
Ｅ−Ｅ線断面図である。
【００４９】なお本発明では、ガス通路板の外形枠縁の
周りにシール部材を配設し、ガス通路板と金属平板から
構成される実施例で示したが、金属平板がない（ガス通
路板と金属平板の一体構造）ガス通路板に銅粉が混入さ
れた導電性樹脂材料から形成されてもよい。
周りにシール部材を配設し、ガス通路板と金属平板から
構成される実施例で示したが、金属平板がない（ガス通
路板と金属平板の一体構造）ガス通路板に銅粉が混入さ
れた導電性樹脂材料から形成されてもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、本発明は、固体高分子電
解質膜の両側に電極を配し、該電極の一方の側面には燃
料ガスを供給し、該電極の他方の側面には酸化剤ガスを
供給する流通溝が形成されたガス通路板を有した固体高
分子電解質型燃料電池であって、前記ガス通路板は銅粉
が混入された導電性樹脂材料から形成されていることを
特徴とする固体高分子電解質型燃料電池であるので、銅
粉を含有した導電性樹脂材料であるので、電気電導性が
良好となり、また、射出成形等による加工が可能とな
り、加工工程が簡単で、生産コストが低減でき、安価な
ガス通路板（セパレータ）を有するといった効果を有す
るといった効果を有する。
解質膜の両側に電極を配し、該電極の一方の側面には燃
料ガスを供給し、該電極の他方の側面には酸化剤ガスを
供給する流通溝が形成されたガス通路板を有した固体高
分子電解質型燃料電池であって、前記ガス通路板は銅粉
が混入された導電性樹脂材料から形成されていることを
特徴とする固体高分子電解質型燃料電池であるので、銅
粉を含有した導電性樹脂材料であるので、電気電導性が
良好となり、また、射出成形等による加工が可能とな
り、加工工程が簡単で、生産コストが低減でき、安価な
ガス通路板（セパレータ）を有するといった効果を有す
るといった効果を有する。
【図１】本発明の実施例の単位セルの分解断面図
【図２】シール部材の平面図
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図
【図４】図２のＢ視図
【図５】金属平板の平面図
【図６】ガス通路板の平面図とＢ−Ｂ線断面図
【図７】ガス通路板、シール部材、金属平板を組み付け
た平面図
た平面図
【図８】金属板をプレス成形により流通溝を形成した平
面図とＣ−Ｃ線断面図
面図とＣ−Ｃ線断面図
【図９】ガス通路板の外周部材の平面図とＤ−Ｄ線断面
図
図
【図１０】ガス通路板の内部材の平面図とＥ−Ｅ線断面
図
図
【図１１】外周部材と内部材とを組み付けたガス通路板
の平面図
の平面図
【図１２】樹脂材料への銅粉の混入と体積固有抵抗との
関係を表わした図
関係を表わした図
１…固体高分子電解質膜 ２ａ、２ｂ…電極 ３ａ、３ｂ…金属平板 ５ａ、５ｂ…シール部材 ６ａ、６ｂ…流通溝 １１ａ、１１ｂ…ガス通路板 １１ａｅ、１１ｂｅ…外周縁部
Claims (5)
- 【請求項１】 固体高分子電解質膜の両側に電極を配
し、該電極の一方の側面には燃料ガスを供給し、該電極
の他方の側面には酸化剤ガスを供給する流通溝が形成さ
れたガス通路板を有した固体高分子電解質型燃料電池で
あって、前記ガス通路板は銅粉が混入された導電性樹脂
材料から形成されていることを特徴とする固体高分子電
解質型燃料電池。 - 【請求項２】 前記導電性樹脂材料への銅粉の混入量は
３０体積％以上であり、該導電性樹脂材料の体積固有抵
抗値は１０−３Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求
項１記載の固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項３】 前記銅粉が混入される導電性樹脂材料は
ポリプロピレン、あるいはナイロン、あるいはポリブチ
レンテレフタレート等の熱可塑性樹脂材料であることを
特徴とする請求項１記載の固体高分子電解質型燃料電
池。 - 【請求項４】 前記導電性樹脂材料は射出成形あるいは
圧縮成形により成形されることを特徴とする請求項１記
載の高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項５】 前記導電性樹脂材料からなる前記ガス通
路板の表面には、貴金属材料からなるメッキ加工あるい
はスパッタ加工により表面処理されていることを特徴と
する請求項１記載の高分子電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10146226A JPH11339823A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10146226A JPH11339823A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11339823A true JPH11339823A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15402973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10146226A Pending JPH11339823A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11339823A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020094908A (ko) * | 2001-06-13 | 2002-12-18 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 연료전지의 제조방법 및 연료전지 |
| KR100783659B1 (ko) | 2006-12-14 | 2007-12-07 | 한국타이어 주식회사 | 연료전지용 일체형 분리판의 제조방법 |
| US7501199B2 (en) | 2003-10-24 | 2009-03-10 | Panasonic Corporation | Fuel cell separator |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP10146226A patent/JPH11339823A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020094908A (ko) * | 2001-06-13 | 2002-12-18 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 연료전지의 제조방법 및 연료전지 |
| US7501199B2 (en) | 2003-10-24 | 2009-03-10 | Panasonic Corporation | Fuel cell separator |
| US7704623B2 (en) | 2003-10-24 | 2010-04-27 | Panasonic Corporation | Fuel cell separator |
| KR100783659B1 (ko) | 2006-12-14 | 2007-12-07 | 한국타이어 주식회사 | 연료전지용 일체형 분리판의 제조방법 |
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