KR20170129916A

KR20170129916A - 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판

Info

Publication number: KR20170129916A
Application number: KR1020177030401A
Authority: KR
Inventors: 타카요시 야노; 신 이시카와; 치카라 가미
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-11-27
Also published as: TWI610490B; CN107408713A; CN107408713B; US20180083294A1; ES2806051T3; CA2982476A1; KR101986599B1; ES2733036T3; EP3285319A4; EP3285319A1; JP6066024B1; WO2016166935A1; TW201703330A; MX2017013061A; EP3483967B1; EP3483967A1; JPWO2016166935A1; EP3285319B1

Abstract

본 발명은, 표면 처리 피막을 박막화한 경우라도, 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터 사용 환경에서의 우수한 내식성과, 기체와 표면 처리 피막의 사이의 우수한 밀착성을 동시에 얻을 수 있는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은, 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판으로서, 금속제의 기체에, 스트라이크 도금층을 통하여, 표면 처리 피막을 피복하고, 당해 스트라이크 도금층의 부착량을 0.001∼1.0g/㎡로 하는 것에 관한 것이다.

Description

고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판{METAL PLATE FOR USE AS SEPARATOR OF SOLID POLYMER FUEL CELL}

본 발명은, 내식성 및 밀착성이 우수한 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판에 관한 것이다.

최근, 지구 환경 보전의 관점에서, 발전 효율이 우수하고, CO₂를 배출하지 않는 연료 전지의 개발이 진행되고 있다. 이 연료 전지는 H₂와 O₂로부터 전기 화학 반응에 의해 전기를 발생시키는 것으로, 그 기본 구조는 샌드위치와 같은 구조를 갖고 있고, 전해질막(이온 교환막), 2개의 전극(연료극 및 공기극), O₂(공기)와 H₂의 확산층 및 2개의 세퍼레이터로 구성되어 있다.

그리고, 사용되는 전해질막의 종류에 따라서, 인산형 연료 전지, 용융 탄산염형 연료 전지, 고체 산화물형 연료 전지, 알칼리형 연료 전지 및 고체 고분자형 연료 전지(PEFC; proton-exchange membrane fuel cell 또는 polymer electrolyte fuel cell)로 분류되어, 각각 개발이 진행되고 있다.

이들 연료 전지 중, 고체 고분자형 연료 전지는, 다른 연료 전지에 비해,

(a) 발전 온도가 80℃ 정도이고, 현격히 낮은 온도로 발전을 할 수 있고,

(b) 연료 전지 본체의 경량화, 소형화가 가능하고,

(c) 단시간에 기동을 할 수 있어, 연료 효율, 출력 밀도가 높은

등의 이점을 갖고 있다.

이 때문에, 고체 고분자형 연료 전지는, 전기 자동차의 탑재용 전원, 가정용 또는 업무용의 정치형 발전기(stationary generator), 휴대용의 소형 발전기로서의 이용이 기대되고 있다.

고체 고분자형 연료 전지는, 고분자막을 통하여 H₂와 O₂로부터 전기를 취출하는 것이고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 막-전극 접합체(1)를, 가스 확산층(2, 3)(예를 들면 카본 페이퍼 등) 및 세퍼레이터(4, 5)에 의해 사이에 끼우고, 이를 단일의 구성 요소(소위 단셀(single cell))로 한다. 그리고, 세퍼레이터(4)와 세퍼레이터(5)의 사이에 기전력을 발생시킨다.

또한, 상기의 막-전극 접합체(1)는, MEA(Membrance-Electrode Assembly)라고 칭해지고 있으며, 고분자막과 그 막의 표리면에 백금계 촉매를 담지한 카본 블랙 등의 전극 재료를 일체화한 것이고, 두께는 수10㎛∼수100㎛이다. 또한, 가스 확산층(2, 3)은, 막-전극 접합체(1)와 일체화되는 경우도 많다.

또한, 고체 고분자형 연료 전지를 실용에 제공하는 경우에는, 상기와 같은 단셀을 직렬로 수십∼수백개 연결하여 연료 전지 스택을 구성하여, 사용하는 것이 일반적이다.

여기에, 세퍼레이터(4, 5)에는,

(a) 단셀간을 나누는 격벽

으로서의 역할에 더하여,

(b) 발생한 전자를 운반하는 도전체,

(c) O₂(공기)와 H₂가 흐르는 공기 유로(6), 수소 유로(7),

(d) 생성한 물이나 가스를 배출하는 배출로(공기 유로(6), 수소 유로(7)가 겸비)

로서의 기능이 요구되기 때문에, 우수한 내구성이나 전기 전도성이 필요해진다.

여기에서, 내구성에 관해서는, 전기 자동차의 탑재용 전원으로서 사용되는 경우는, 약 5000시간으로 상정되어 있다. 또한, 가정용의 정치형 발전기 등으로서 사용되는 경우는, 약 40000시간으로 상정되어 있다. 따라서, 세퍼레이터에는, 장시간의 발전에 견딜 수 있는 내식성이 요구된다. 그 이유는, 부식에 의해 금속 이온이 용출되면 고분자막(전해질막)의 프로톤 전도성이 저하하기 때문이다.

또한, 전기 전도성에 관해서는, 세퍼레이터와 가스 확산층의 접촉 저항이 최대한 낮은 것이 바람직하다. 그 이유는, 세퍼레이터와 가스 확산층의 접촉 저항이 증대하면, 고체 고분자형 연료 전지의 발전 효율이 저하하기 때문이다. 즉, 세퍼레이터와 가스 확산층의 접촉 저항이 작을수록, 발전 특성이 우수하다고 할 수 있다.

현재까지, 세퍼레이터로서 그래파이트를 이용한 고체 고분자형 연료 전지가 실용화되고 있다. 이 그래파이트로 이루어지는 세퍼레이터는, 접촉 저항이 비교적 낮고, 또한 부식하지 않는다는 이점이 있다. 그러나, 그래파이트제의 세퍼레이터는, 충격에 의해 파손되기 쉽기 때문에, 소형화가 곤란할 뿐만 아니라, 공기 유로, 수소 유로를 형성하기 위한 가공 비용이 비싸다는 결점이 있다. 그래파이트로 이루어지는 세퍼레이터가 갖는 이들 결점은, 고체 고분자형 연료 전지의 보급을 방해하는 원인이 되고 있다.

그래서, 세퍼레이터의 소재로서, 그래파이트를 대신하여 금속 소재를 적용하는 시도가 이루어지고 있다. 특히, 내구성 향상의 관점에서, 스테인리스강이나 티탄, 티탄 합금 등을 소재로 한 세퍼레이터의 실용화를 위해, 여러 가지의 검토가 이루어지고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 스테인리스강 또는 티탄 합금 등의 부동태 피막을 형성하기 쉬운 금속을 세퍼레이터로서 이용하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 오스테나이트계 강판(SUS304) 등의 금속 세퍼레이터의 표면에 금도금을 실시함으로써, 접촉 저항을 저감하고, 고출력을 확보하는 기술이 개시되어 있다.

일본공개특허공보 평8-180883호 일본공개특허공보 평10-228914호 일본공개특허공보 2012-178324호 일본공개특허공보 2013-118096호

그러나, 특허문헌 1에 명시된 기술에서는, 부동태 피막의 형성에 수반하여, 접촉 저항의 상승을 초래하게 되어, 발전 효율의 저하를 초래한다. 이와 같이, 특허문헌 1에 개시되는 금속 소재는, 그래파이트 소재와 비교하여 접촉 저항이 크고, 또한 내식성이 뒤떨어지는 등의 문제가 있다.

또한, 특허문헌 2의 기술에서는, 얇은 금도금에서는 핀 홀의 발생을 방지하는 것이 곤란하고, 반대로 두꺼운 금도금에서는 비용이 증가한다는 문제가 있다.

이러한 점에서, 발명자들은 먼저, 특허문헌 3에 있어서, 「금속제의 기체(substrate)의 표면에, Sn 합금층으로 이루어지는 피막(이하, Sn 합금층 피막이라고도 함)을 갖고, 당해 피막 중에 도전성 입자를 함유하는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판」을 제안했다. 이 특허문헌 3에 기재한 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판의 개발에 의해, 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터의 사용 환경에서의 내식성을 향상시키는 것이 가능해졌다.

그러나, 고체 고분자형 연료 전지용의 세퍼레이터의 금속 소재의 표면에 형성되는, Sn 합금층 피막 등의 표면 처리층의 피막(이하, 간단히 표면 처리 피막이라고도 함)에는, 소정의 내식성의 확보와 함께, 표면 처리 비용의 저감이나 제조성의 향상(표면 처리층의 형성 시간 단축)의 관점에서, 더 한층의 박막화가 요구되고 있다.

그래서, 발명자들은, 특허문헌 4에 있어서, 고(高)Cr 스테인리스강 제품의 기체의 소지 표면에 대하여, 중간층의 형성 처리를 행하지 않고, Cr 과부동태 용해 반응이 발생하는 애노드 전해 처리를 실시한 후, 즉시 Ni₃Sn₂층의 형성 처리를 행하는 연료 전지용 세퍼레이터의 표면 처리 방법을 제안했다. 이에 따라, Ni₃Sn₂층 등의 Sn 합금층 피막으로 이루어지는 표면 처리 피막을 박막화한 경우에 있어서도, 우수한 내식성을 갖는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터가 얻어지게 되었다.

그런데, 연료 전지의 제조 공정에서는, 기체로부터 표면 처리 피막이 박리되지 않도록, 기체와 표면 처리 피막의 사이에 높은 밀착성이 필요해진다. 이러한 점에서, 상기 특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 예를 들면 세퍼레이터를 소망하는 형상으로 가공하는 공정이나 연료 전지 셀을 조립하는 공정, 사용시의 진동이 격렬한 경우에 있어서, 밀착성이 반드시 충분하다고는 할 수 없는 경우가 있어, 표면 처리 피막의 박리가 염려되었다.

이와 같이, 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터의 소재로서 스테인리스강등의 금속 소재를 사용하는 경우에 그 표면에 형성되는 표면 처리 피막에는, 박막화와 동시에 내식성과 밀착성의 양립이 요구되고 있지만, 이들 양립이 충분히 이루어지고 있다고는 하기 어려운 것이 실상이다.

본 발명은, 상기의 실상을 감안하여 개발된 것으로, 표면 처리 피막을 박막화한 경우라도, 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터 사용 환경에서의 우수한 내식성과, 기체와 표면 처리 피막의 사이의 우수한 밀착성을 동시에 얻을 수 있는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 고체 고분자형 연료 전지용 세퍼레이터의 소재로서 여러 가지의 금속판을 이용하고, 이들 금속판에 대한 여러 가지의 표면 처리 피막의 형성 처리에 대해서, 예의 검토를 행했다.

그 결과, 이하의 인식을 얻었다.

(1) 우선, 발명자들은, 밀착성의 향상을 도모하기 위해, 표면 처리 피막의 형성에 앞서, 금속제의 기체 표면에, 하지(下地) 피막으로서 Ni나 Cu와 같은 금속층 등으로 이루어지는 스트라이크 도금층의 형성을 시도했다. 그 결과, 금속제의 기체 표면에 하지 피막으로서 스트라이크 도금층을 형성함으로써, 표면 처리 피막의 밀착성이 크게 향상하는 것이 판명되었다.

(2) 그래서 다음으로, 발명자들은, 상기한 스트라이크 도금층을 형성한 후, 표면 처리 피막의 더 한층의 박막화를 시도했다. 그러나, 표면 처리 피막을 얇게 하면, 표면 처리 피막으로부터 소지에 이르는 결함이 증가하고, 그들 결함을 통하여, 스트라이크 도금층이 연속적으로 부식되어 버린다. 이에 따라, 스트라이크 도금층의 상층이 되는 표면 처리 피막이 박리되어, 금속제의 기체가 세퍼레이터 사용 환경에서 노출되게 되고, 결과적으로서 내식성이 크게 열화하는 것이 판명되었다.

(3) 그래서 추가로, 발명자들은, 상기한 표면 처리 피막의 박막화를 도모한 경우에 발생하는 내식성의 열화를 방지하기 위해, 연구를 진행했다.

그 결과, 상기의 스트라이크 도금층의 부착량을 종래보다도 적은 0.001∼1.0g/㎡의 범위로 제어함으로써, 스트라이크 도금층의 연속적인 부식이 억제되고, 그 결과, 표면 처리 피막의 박리에 수반하는 내식성의 열화를 효과적으로 방지할 수 있고, 또한 밀착성의 열화도 발생하지 않는다는 인식을 얻었다.

여기에, 상기의 스트라이크 도금층의 부착량을 0.001∼1.0g/㎡의 범위로 제어함으로써, 스트라이크 도금층의 연속적인 부식을 억제할 수 있는 이유는, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다.

즉, 스트라이크 도금층의 부착량을 종래보다도 적은 범위로 제어함으로써, 금속제의 기체 표면에 스트라이크 도금층의 불도금 영역과 같은 불연속부가 발생하고, 이 스트라이크 도금층의 불연속부가 부식의 진행을 저지하는 영역으로서 작용한다. 그 결과, 표면 처리 피막을 얇게 한 경우라도, 스트라이크 도금층의 연속적인 부식이 억제되는 것이라고 생각하고 있다.

(4) 또한, 발명자들은, 스트라이크 도금층으로서는, Ni, Cu, Ag 및 Au 등의 금속층, 나아가서는 이들 원소 중으로부터 선택한 적어도 1종을 함유하는 합금층으로 할 수 있지만, 그 중에서도, Ni와 P의 합금층으로 이루어지는 Ni-P 스트라이크 도금층이 재료 비용도 낮고, 내식성도 우수하기 때문에, 스트라이크 도금층으로서 적합한 것을 인식했다. 또한, 발명자들은, 특히 이 Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량을 5∼22질량％의 범위로 제어함으로써, 세퍼레이터 환경에 있어서 장시간 고전위에 노출된 경우에서도, 우수한 내식성을 보다 안정적으로 유지할 수 있는 것을 인식했다.

이 이유로서, 발명자들은, Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량을 5∼22질량％의 범위로 제어함으로써, 세퍼레이터의 사용 환경에서 보다 안정적인 Ni-P 화합물이 형성되고, 이에 따라, 스트라이크 도금층의 부식이 한층 억제되기 때문이라고 생각하고 있다.

(5) 더하여, 발명자들은, 상기한 표면 처리 피막을 Sn 합금층 피막으로 한 경우에, 당해 피막의 표면을, Sn을 포함하는 산화물층으로 피복함으로써, 내식성을 한층 향상할 수 있다는 인식을 얻었다.

이 이유로서, 발명자들은, Sn을 포함하는 산화물층이 세퍼레이터의 사용 환경에 있어서 매우 안정적이기 때문에, Sn 합금층 피막의 표면을, Sn을 포함하는 산화물층으로 피복함으로써, Sn 합금층 피막의 부식이 효과적으로 억제되는 것이라고 생각하고 있다. 그리고, 이러한 효과에 의해, 내식성이 한층 향상하는 것이라고 생각하고 있다.

본 발명은, 상기의 인식에 입각하는 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 금속제의 기체와, 당해 기체 표면에 스트라이크 도금층을 사이에 두고 피복한 표면 처리 피막을 구비하고,

당해 스트라이크 도금층의 부착량이 0.001∼1.0g/㎡인 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.

2. 상기 스트라이크 도금층이, Ni, Cu, Ag 및 Au 중으로부터 선택한 적어도 1종의 원소를 함유하는 상기 1에 기재된 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.

3. 상기 스트라이크 도금층이 Ni와 P의 합금층으로 이루어지고, 이 P의 함유량이 5∼22질량％의 범위에 있는 상기 1에 기재된 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.

4. 상기 표면 처리 피막이, 금속층, 합금층, 금속 산화물층, 금속 질화물층, 금속 탄화물층, 탄소 재료층, 도전성 고분자층, 도전성 물질을 함유하는 유기 수지층, 또는 이들의 혼합물층으로 이루어지는 상기 1∼3 중 어느 한 항에 기재된 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.

5. 상기 표면 처리 피막이 Sn 합금층으로 이루어지는 피막이고, 당해 피막의 표면에, 추가로 Sn을 포함하는 산화물층을 구비하는 상기 1∼3 중 어느 한 항에 기재된 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.

본 발명에 의하면, 내식성 및 밀착성이 우수한 연료 전지용 세퍼레이터를 얻을 수 있고, 나아가서는 내구성이 우수한 고체 고분자형 연료 전지를 저비용으로 얻을 수 있다.

도 1은 연료 전지의 기본 구조를 나타내는 개략도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

(1) 기체로서 이용하는 금속판

본 발명에 있어서, 기체로서 이용하는 금속판에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 내식성이 우수한 스테인리스 강판(페라이트계 스테인리스 강판, 오스테나이트계 스테인리스 강판, 2상 스테인리스 강판), 티탄판, 티탄 합금판 등이 특히 유리하게 적합하다.

예를 들면, 스테인리스 강판에서는, SUS447J1(Cr: 30질량％, Mo: 2질량％), SUS445J1(Cr: 22질량％, Mo: 1질량％), SUS443J1(Cr: 21질량％), SUS439(Cr: 18질량％), SUS316L(Cr: 18질량％, Ni: 12질량％, Mo: 2질량％) 등을 적합하게 사용할 수 있다. 특히, Cr을 30질량％ 정도 함유하는 SUS447J1은, 내식성이 높기 때문에, 까다로운 내식성이 요구되는 환경하에서 사용되는 고체 고분자형 연료 전지 세퍼레이터 기체로서, 특히 유리하게 적합하다. 티탄판에서는 JIS 1종, 티탄 합금판에서는 JIS 61종 등을 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 연료 전지 스택시의 탑재 스페이스나 중량을 감안하면, 세퍼레이터용 금속판의 판두께는, 0.03∼0.3㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다. 세퍼레이터용 금속판의 판두께가 0.03㎜ 미만이면, 금속판의 생산 효율이 저하한다. 한편, 0.3㎜를 초과하면 스택시의 탑재 스페이스나 중량이 증가한다. 보다 바람직하게는 0.03∼0.1㎜의 범위이다.

(2) 표면 처리 피막

상기 기체의 표면에 피복하는 표면 처리 피막에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고체 고분자형 연료 전지용의 세퍼레이터의 사용 환경(pH: 3(황산 환경), 사용 온도: 80℃)에 있어서 내식성이나 도전성이 우수한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 금속층, 합금층, 금속 산화물층, 금속 탄화물층, 금속 질화물층, 탄소 재료층, 도전성 고분자층, 도전성 물질을 함유하는 유기 수지층, 또는 이들의 혼합물층으로 하는 것이 적합하다.

여기에서, 금속층으로서는, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, W, Sn, Ti, Al, Zr, Nb, Ta, Ru, Ir 및 Ni 등의 금속층을 들 수 있고, 그 중에서도 Au나 Pt의 금속층이 적합하다.

또한, 합금층으로서는, Ni-Sn(Ni₃Sn₂, Ni₃Sn₄), Cu-Sn(Cu₃Sn, Cu₆Sn₅), Fe-Sn(FeSn, FeSn₂), Sn-Ag, Sn-Co 등의 Sn 합금층이나 Ni-W, Ni-Cr, Ti-Ta 등의 합금층을 들 수 있고, 그 중에서도 Ni-Sn이나 Fe-Sn의 합금층이 적합하다.

또한, 금속 산화물층으로서는 SnO₂, ZrO₂, TiO₂, WO₃, SiO₂, Al₂O₃, Nb₂O₅, IrO₂, RuO₂, PdO₂, Ta₂O₅, Mo₂O₅ 및 Cr₂O₃ 등의 금속 산화물층을 들 수 있고, 그 중에서도 TiO₂나 SnO₂의 금속 산화물층이 적합하다.

더하여, 금속 질화물층 및 금속 탄화물층으로서는, TiN, CrN, TiCN, TiAlN, AlCrN, TiC, WC, SiC, B₄C, 질화 몰리브덴, CrC, TaC 및 ZrN 등의 금속 질화물층이나 금속 탄화물층을 들 수 있고, 그 중에서도 TiN의 금속 질화물층이 적합하다.

또한, 탄소 재료층으로서는, 그래파이트, 다이아몬드, 어모퍼스 카본, 다이아몬드 라이크 카본, 카본 블랙, 풀레린 및 카본 나노 튜브 등의 탄소 재료층을 들 수 있고, 그 중에서도 그래파이트나 다이아몬드 라이크 카본의 탄소 재료층이 적합하다.

또한, 도전성 고분자층으로서는, 폴리아닐린 및 폴리피롤 등의 도전성 고분자층을 들 수 있다.

더하여, 도전성 물질을 함유하는 유기 수지층은, 상기한 금속층, 합금층, 금속 산화물층, 금속 질화물층, 금속 탄화물층, 탄소 재료층 및 도전성 고분자층을 구성하는 금속이나 합금, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물, 탄소 재료 및 도전성 고분자로부터 선택한 도전성 물질을 적어도 1종 함유하고, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 폴리아미드 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 카르보디이미드 수지 및 페놀에폭시 수지 등으로부터 선택한 유기 수지를 적어도 1종 함유하는 것이다. 이러한 도전성 물질을 함유하는 유기 수지층으로서는, 예를 들면, 그래파이트가 분산된 페놀 수지나 카본 블랙이 분산된 에폭시 수지 등이 적합하다.

또한, 상기의 도전성 물질로서는, 금속 및 탄소 재료(특히 그래파이트, 카본 블랙)가 적합하다. 또한, 도전성 물질의 함유량은 특별히 한정되지 않고, 고체 고분자형 연료 전지용의 세퍼레이터에 있어서의 소정의 도전성이 얻어지면 좋다.

또한, 상기의 혼합물층으로서는, 예를 들면, TiN이 분산된 Ni-Sn 합금 등의 혼합물층을 들 수 있다.

또한, 금속제의 기체의 표면에 상기 표면 처리 피막을 형성하려면, 피복하는 표면 처리 피막의 종류에 따라서, 도금법이나 물리적 기상 성장법(PVD법), 화학적 기상 성장법(CVD법), 전착, 용사, 용융 처리, 도장 등의 방법을 이용하면 좋다.

예를 들면, 금속층 또는 합금층의 표면 처리 피막을 형성하는 경우에는, 도금법을 이용하는 것이 적합하고, 이 경우는, 종래 공지의 도금 방법에 의해, 소정의 조성으로 조정한 도금욕 중에 기체를 침지시키고, 전기 도금이나 무전해 도금, 용융 도금을 실시하면 좋다. 또한, 이들 표면 처리 피막을 형성하는 경우, 표면 처리 피막의 막두께는, 0.1∼5㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다. 그렇다는 것은, 표면 처리 피막의 막두께가 0.1㎛ 미만이 되면, 도금 결함이 증가하여 내식성이 열화하기 쉬워지는 한편, 5㎛를 초과하면, 처리 비용이 증가함과 함께 제조성이 저하하기 때문이다. 보다 바람직하게는 0.5∼3㎛의 범위이다.

금속 산화물층, 금속 질화물층, 금속 탄화물층 및 탄소 재료층을 형성하는 경우에는, 물리적 기상 성장법(PVD법)이나 화학적 기상 성장법(CVD법)을 이용하는 것이 적합하다. 또한, 이들 표면 처리 피막을 형성하는 경우, 표면 처리 피막의 막두께는, 상기와 동일한 이유에서 0.05∼1㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 도전성 고분자층을 형성하는 경우에는, 전해 중합법을 이용하는 것이 적합하다. 이 경우, 표면 처리 피막의 막두께는, 상기와 동일한 이유에서 0.1∼5㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다.

도전성 물질을 함유하는 유기 수지층을 형성하는 경우에는, 도장(소정의 처리액을 도포 후에 소성하는 방법)을 이용하는 것이 적합하다. 또한, 이들 표면 처리 피막을 형성하는 경우, 표면 처리 피막의 막두께는, 상기와 동일한 이유에서 1∼50㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1∼10㎛의 범위이다.

(3) 스트라이크 도금층

또한, 본 발명에서는, 금속제의 기체와 상기한 표면 처리 피막의 사이에 스트라이크 도금층을 형성함으로써, 피막과 기체의 밀착성을 향상시키고 있다. 여기에, 금속제의 기체와 표면 처리 피막의 사이에 스트라이크 도금층을 형성함으로써, 표면 처리 피막과 기체의 밀착성이 향상하는 이유는, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다.

즉, 스트라이크 도금층이 없는 경우, 금속제의 기체 표면에 불활성인 부동태 피막 등이 형성되기 쉬워, 높은 밀착성이 얻어진다고는 할 수 없다. 한편, 스트라이크 도금층을 형성하면, 상기의 부동태 피막 등의 형성이 억제되어 금속제의 기체 표면이 불활성이 되기 어렵고, 그 결과, 기체와 표면 처리 피막의 사이의 밀착성이 향상하는 것이라고 생각하고 있다.

또한, 스트라이크 도금층에 요철 등이 있는 경우에는, 앵커 효과에 의해, 밀착성이 한층 향상하기 때문에, 보다 유리하다.

이와 같이, 본 발명의 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판에서는, 기체와 표면 처리 피막의 사이에서 우수한 밀착성이 얻어지기 때문에, 밀착성이 필요하게 되는, 세퍼레이터를 소망의 형상으로 가공하는 공정이나 연료 전지 셀을 조립하는 공정, 사용시의 진동이 격렬한 경우에 유리해진다.

그리고, 본 발명에서는, 상기의 스트라이크 도금층의 부착량을 이하의 범위로 제어하는 것이 매우 중요하다.

스트라이크 도금층의 부착량: 0.001∼1.0g/㎡

스트라이크 도금층의 부착량을 상기의 범위로 제어함으로써, 표면 처리 피막을 얇게 한 경우라도, 세퍼레이터 사용 환경에 있어서의 내식성을 유지할 수 있다. 그 이유는, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다.

즉, 통상, 표면 처리 피막의 막두께의 감소에 수반하여, 표면 처리 피막으로부터 기체에 이르는 피막 중 결함이 증가한다. 그 결과, 상기의 결함을 통하여, 금속제의 기체와 표면 처리 피막의 사이에 있는 스트라이크 도금층이 평면 방향으로 연속적으로 넓게 부식하여, 그 상층의 표면 처리 피막이 금속제의 기체로부터 박리되어 버린다. 표면 처리 피막이 박리되면, 기체가 세퍼레이터 사용 환경하에서 노출되기 때문에, 내식성이 저하한다.

이에 대하여, 스트라이크 도금층의 부착량을 매우 적은 범위로 제어하면, 스트라이크 도금층이 기체 표면에 불연속으로 형성되는, 환언하면 기체 표면의 일부에 스트라이크 도금층의 불도금 영역과 같은 불연속부가 발생하게 된다. 그리고, 이 스트라이크 도금층의 불연속부가, 부식의 진행을 저지하는 영역으로서 작용하게 되어, 표면 처리 피막을 얇게 한 경우라도, 스트라이크 도금층의 연속적인 부식을 억제할 수 있다. 그리고, 그 결과, 내식성의 열화를 방지할 수 있다.

여기에, 스트라이크 도금층의 부착량이 0.001g/㎡ 미만이면, 금속제의 기체와 표면 처리 피막의 밀착성이 저하한다. 한편, 스트라이크 도금층의 부착량이 1.0g/㎡를 초과하면, 표면 처리 피막의 막두께를 얇게 한 경우의 내식성을 유지할 수 없다. 따라서, 스트라이크 도금의 부착량은 0.001∼1.0g/㎡의 범위로 제어한다. 바람직하게는 0.003∼0.5g/㎡의 범위, 보다 바람직하게는 0.003∼0.3g/㎡의 범위, 더욱 바람직하게는 0.005∼0.05g/㎡의 범위이다.

또한, 스트라이크 도금층으로서는, Ni, Cu, Ag 및 Au 등의 금속층, 나아가서는 이들 원소 중으로부터 선택한 적어도 1종을 함유하는 합금층으로 하는 것이 바람직하다. 재료 비용을 고려하면, Ni 스트라이크 도금이나 Ni와 P의 합금층으로 이루어지는 Ni-P 스트라이크 도금을 실시하는 것이 보다 바람직하다.

특히, Ni-P 스트라이크 도금을 실시하는 경우, Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량을, 5∼22질량％의 범위로 제어하는 것이 더욱 바람직하다.

Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량: 5∼22질량％

Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량을 상기의 범위로 제어함으로써, 세퍼레이터 환경에 있어서 장시간 고전위에 노출된 경우에서도, 우수한 내식성을 보다 안정적으로 유지할 수 있다. 그 이유는, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다.

즉, Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량을 5∼22질량％의 범위로 제어함으로써, 세퍼레이터의 사용 환경에서 보다 안정적인 Ni-P 화합물이 형성되고, 이에 따라, 스트라이크 도금층의 부식이 보다 장시간, 효과적으로 억제되기 때문이라고 생각하고 있다.

여기에, Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량이 5질량％ 미만이면, Ni-P 화합물의 내산성 향상 효과가 충분하지 않아, 산성인 세퍼레이터 환경에 있어서 장시간 고전위에 노출된 경우에, 우수한 내식성을 유지한다는 점에서는 바람직하지 않다. 또한, Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량이 22질량％를 초과하면, Ni-P 스트라이크 도금의 조성이 불균일하게 되기 쉬워, 역시 세퍼레이터 환경에 있어서 장시간 고전위에 노출된 경우에, 우수한 내식성을 유지한다는 점에서는 바람직하지 않다. 따라서, Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량은 5∼22질량％의 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 7∼20질량％의 범위, 더욱 바람직하게는 10∼18질량％의 범위이다.

또한, 스트라이크 도금층의 형성 방법은, 종래 공지의 도금 방법에서, 적절한 조성으로 조정한 도금욕 중에서 전기 도금 혹은 무전해 도금을 실시하면 좋다. 또한, 스트라이크 도금층의 부착량은, 도금욕 중의 체류 시간, 즉 도금 시간으로 조정할 수 있다.

또한 Ni-P 스트라이크 도금층 중의 P 함유량은, 도금욕 중의 P 농도나, 전기 도금시의 전류 밀도 등으로 조정할 수 있다.

(4) Sn을 포함하는 산화물층

또한, 본 발명의 세퍼레이터용 금속판에서는, 상기한 표면 처리 피막이, Sn 합금층으로 이루어지는 피막(Sn 합금층 피막)인 경우, 추가로 그 표면을, Sn을 포함하는 산화물층으로 피복하는 것이 적합하다. 이에 따라, 세퍼레이터의 사용 환경하에서 장시간 사용했을 때의 내식성을 한층 향상할 수 있다.

여기에서, Sn 합금층 피막의 표면에 피복하는 Sn을 포함하는 산화물층은, 대기 환경하에서 형성되는 자연 산화 피막이 아닌, 산성 용액에 침지시키는 등의 처리를 실시함으로써, 의도적으로 형성시킨 산화 피막을 말한다. 또한, 자연 산화 피막의 막두께는 통상 2∼3㎚정도이다.

상기 Sn을 포함하는 산화물층의 주성분으로서는, SnO₂가 바람직하다. 또한, 그 막두께는 5∼100㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10∼30㎚의 범위이다. 이 이유는, Sn을 포함하는 산화물층이 지나치게 두꺼워지면, 도전성 저하의 원인이 되기 때문이다. 한편, Sn을 포함하는 산화물층이 지나치게 얇으면, 세퍼레이터의 사용 환경에 있어서의 내식성 향상 효과가 얻어지지 않기 때문이다.

또한, Sn을 포함하는 산화물층을, Sn 합금층 피막의 표면에 피복함으로써, 세퍼레이터의 사용 환경하에서 장시간 사용했을 때의 내식성이 향상하는 이유는, 다음과 같이 생각하고 있다. 즉, Sn을 포함하는 산화물층은 세퍼레이터의 사용 환경에 있어서 매우 안정적이기 때문에, 이 Sn을 포함하는 산화물층을 표면 처리 피막의 표면에 형성함으로써, 표면 처리 피막의 부식이 효과적으로 억제되기 때문이라고 생각하고 있다.

또한, 자연 산화 피막이 아닌, 산성 용액에 침지시키는 등의 처리를 실시함으로써 의도적으로 산화 피막을 형성하는 것은, 이러한 처리를 행함으로써, 산화 피막을 표면 처리 피막의 표면에 균일 또한 치밀하게 형성할 수 있어, 표면 처리 피막의 부식을 매우 효과적으로 억제할 수 있기 때문이다.

상기의 Sn을 포함하는 산화물층의 형성에는, 과산화 수소, 질산 등의 산화성을 갖는 산성 수용액 중에 침지하는 방법이나, 전기 화학적으로 애노드 전해 처리하는 방법 등을 들 수 있다.

예를 들면, 상기한 표면 처리 피막을 형성한 세퍼레이터용 금속판을, 온도 60℃, pH: 1의 황산 수용액 중에서 전류 밀도: ＋1㎃/㎠로 하여 5분간 통전시킴으로써, 상기한 Sn을 포함하는 산화물층을 형성할 수 있다.

또한, Sn을 포함하는 산화물층을 형성하는 수법으로서는, 상기에 예로 든 수법에 한정되는 일은 없고, 물리적 기상 성장법(PVD법)이나, 화학적 기상 성장법(CVD법), 코팅법 등도 들 수 있다.

(5) 그 외

또한, 세퍼레이터 요구 특성 중 하나인 도전성을 향상시키기 위해, 금속제의 기체의 표면에, 스트라이크 도금층을 사이에 두고 표면 처리 피막을 피복한 후, 또는 스트라이크 도금층을 사이에 두고 Sn 합금층 피막을 피복하여 Sn을 포함하는 산화물층을 형성시킨 후, 이 표면 처리 피막 상 또는 Sn을 포함하는 산화물층 상에, 추가로, 보다 전기 저항이 낮은 도전층을 피복할 수 있다. 예를 들면, 접촉 저항을 저감시키는 목적으로, 금속층, 도전성 고분자층, 도전성 입자를 포함한 합금층 또는 도전성 입자를 포함한 고분자층을, 상기 표면 처리 피막 상 또는 Sn을 포함하는 산화물층 상에 피복해도 좋다.

실시예

고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터는, 온도: 80℃, pH: 3 정도의 까다로운 환경에서 사용되는 점에서, 우수한 내식성이 요구된다. 또한, 연료 전지의 제조 공정, 예를 들면, 세퍼레이터를 소망하는 형상으로 가공하는 공정이나 연료 전지 셀을 조립하는 공정에 있어서, 금속제의 기체로부터 표면 처리 피막이 박리되지 않도록, 금속제의 기체와 표면 처리 피막의 사이에 높은 밀착성이 요구된다. 그래서, 이들 요구 특성을 감안하여, 후술하는 시료에 대해서, 이하의 2개의 평가를 실시했다.

(1) 내식성(세퍼레이터 사용 환경에서의 안정성)의 평가

시료를 온도: 80℃, pH: 3의 황산 수용액 중에 침지하고, 참조 전극에 Ag/AgCl(포화 KCl)을 이용하여, 0.9V(vs.SHE)의 전위로 20시간 유지하고, 20시간 경과시의 전류 밀도의 값을 측정했다. 이 20시간 경과시의 전류 밀도의 값에 의해, 이하의 기준으로, 세퍼레이터 사용 환경에 있어서의 20시간 경과시의 내식성을 평가했다.

◎(합격, 특히 우수함): 20시간 경과시의 전류 밀도 0.015㎂/㎠ 미만

○(합격): 20시간 경과시의 전류 밀도 0.015㎂/㎠ 이상 0.2㎂/㎠ 미만

×(불합격): 20시간 경과시의 전류 밀도 0.2㎂/㎠ 이상

(2) 밀착성의 평가

금속제의 기체의 표면에 표면 처리 피막을 형성한 시료를 이용하여, 셀로판 테이프의 점착면을 20㎜×20㎜의 범위에서 상기 시료의 표면에 밀착시키고, 셀로판 테이프를 벗김으로써, 이하의 기준으로 밀착성을 평가했다.

○(합격): 셀로판 테이프 박리 후에 표면 처리층의 박리 없음

×(불합격): 셀로판 테이프 박리 후에 표면 처리층의 박리 있음

실시예 1

판두께 0.05㎜의 SUS447J1(Cr: 30질량％), 판두께 0.05㎜의 티탄 JIS 1종을 기체로서 이용하여, 탈지 등의 적절한 전(前)처리를 실시한 후, 이하의 도금욕 조성 및 도금 조건에서, 기체 상에 표 1에 나타내는 부착량이 되는 스트라이크 도금층을 형성했다. 이어서, 상기 스트라이크 도금층을 실시한 기체 상에, 표 1에 나타내는 평균 막두께가 되는 표면 처리 피막을 형성하여, 세퍼레이터용 금속판을 얻었다.

또한, Au나 Ni₃Sn₂와 같은 금속층 및 합금층, 그리고 TiN 분산 Ni₃Sn₂에 대해서는, 이하의 도금욕 조성 및 도금 조건에서, 표면 처리 피막을 형성했다. 또한, TiO₂나 SnO₂와 같은 금속 산화물층에 대해서는, 물리적 기상 성장법(PVD법)에 의해, 표면 처리 피막을 형성했다. 또한, 금속 질화물층(TiN)에 대해서는 물리적 기상 성장법(PVD법)에 의해, 탄소 재료층(다이아몬드 스트라이크 카본)에 대해서는 화학적 기상 성장법(CVD법)에 의해, 도전성 고분자층(폴리아닐린)에 대해서는 전해 중합법에 의해, 도전성 물질을 함유하는 유기 수지층(카본 블랙 분산 에폭시 수지 및 그래파이트 분산 페놀 수지)에 대해서는 소정의 처리액을 도포 후에 소성함으로써, 각각 표면 처리 피막을 형성했다.

또한, No.29의 시료에서는, 상기와 같이 하여 얻어진 세퍼레이터용 금속판을, 온도: 60℃, pH: 1의 황산 수용액 중에서 전류 밀도: ＋1㎃/㎠로 하여 5분간 통전함으로써, 표면 처리 피막의 표면에 추가로 Sn을 포함하는 산화물층을 형성했다.

이렇게 하여 얻어진 세퍼레이터용 금속판을 이용하여, 상기의 요령으로 각종 특성의 평가를 행했다.

또한, 스트라이크 도금층의 부착량, 표면 처리 피막의 평균 막두께 및 Sn을 포함하는 산화물층의 평균 막두께는, 미리, 도금 시간, 애노드 전해 시간, 물리적 기상 성장법(PVD법)이나 화학적 기상 성장법(CVD법)에 있어서의 성막 시간 및, 도장에 있어서의 처리액의 도포량과의 관계를 조사해 둠으로써, 각각 제어했다. 또한, 비교를 위해, 스트라이크 도금층을 형성하지 않은 세퍼레이터용 금속판도 제작하여, 상기와 동일한 요령으로, 각종 특성의 평가를 행했다.

여기에, 스트라이크 도금층의 부착량은, 하기 수법으로 측정했다. 우선 기체(두께: 0.05㎜)의 표면에 스트라이크 도금층을 형성한 시료를 약 50㎜W×50㎜L로 절단하고, 2변의 길이를 노기스로 측정하여, 시료 면적을 산출했다. 다음으로, 스트라이크 도금층을 용해 가능한 용액 중(이하, 공지의 박리액을 이용하면 좋고, 예를 들면, Ni, Ni-P 및 Cu 스트라이크 도금에서는 30％ 질산, Ag 스트라이크 도금에서는 90％ 황산＋10％ 질산에, Au 스트라이크 도금에서는 시안화 나트륨 30g/L＋과산화 수소 40mL/L)에, 시료를 10분간 침지하여 스트라이크 도금층을 용해시키고, 용액 중에 용해된 스트라이크 도금층 구성 원소를 ICP(Inductively Coupled Plasma) 발광 분광 분석 장치로 정량하고, 시료 면적을 제거함으로써, 도금 부착량(g/㎡)을 산출했다. 또한, 스트라이크 도금을 형성하고 있지 않은 시료에 대해서는, 표 1중, 스트라이크 도금층의 부착량의 란을 「-」으로 하고 있다.

또한, 표면 처리 피막의 평균 막두께는, 하기 수법으로 측정했다. 우선, 평균 막두께가 1㎛ 이상이 되는 경우의 측정 수법에 대해서 설명한다. 기체(두께: 0.05㎜)의 표면에 스트라이크 도금층 및 표면 처리 피막을 형성한 시료를 약 10㎜W×15㎜L로 절단했다. 다음으로 시료를 수지 중에 매입하고, 단면을 연마한 후, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰함으로써, 표면 처리 피막의 막두께를 측정했다. 또한, 표면 처리 피막의 막두께의 측정은 각각, 표면 처리 피막을 형성한 동일한 시료로부터 상기의 형상으로 절단한 10개의 시료에 대해서 행하고, 이들의 평균값을 각종 표면 처리 피막의 평균 막두께로 했다.

다음으로, 표면 처리 피막의 평균 막두께가 1㎛ 미만이 되는 경우의 측정 수법 및, Sn을 포함하는 산화물층의 평균 막두께의 측정 수법에 대해서, 설명한다. 기체(두께: 0.05㎜)의 표면에 스트라이크 도금층 및 표면 처리 피막, No.29에 대해서는 추가로 Sn을 포함하는 산화물층을 형성한 시료를 수속 이온 빔으로 가공함으로써, 단면 관찰용 박막을 제작했다. 다음으로, 제작한 단면 관찰용 박막을 투과 전자 현미경(TEM)으로 관찰함으로써, 표면 처리 피막 및 Sn을 포함하는 산화물층의 평균 막두께를 각각 측정했다. 또한, 표면 처리 피막 및 Sn을 포함하는 산화물층의 막두께의 측정은, 제작한 단면 관찰용 박막의 표면 처리 피막 및 Sn을 포함하는 산화물층의 막두께를 각각 3점 측정하고, 이들의 평균값을, 표면 처리 피막 및 Sn을 포함하는 산화물층의 평균 막두께로 했다.

여기에서, 표면 처리 피막 및 Sn을 포함하는 산화물층의 조성은, SEM 관찰시 또는 TEM 관찰시에 실시한 에너지 분산형 X선 분광기(EDX), X선 회절 장치(XRD), 레이저 라만 분광 장치 및/또는 푸리에 변환 적외 분광 분석 장치에 의해 동정했다(identify).

(스트라이크 도금층의 도금욕 조성 및 도금 조건)

염화 니켈: 240g/L

염산: 125ml/L

온도: 50℃

전류 밀도: 5A/d㎡

<Ni-P 스트라이크 도금>

황산 니켈: 1mol/L

염화 니켈: 0.1mol/L

붕산: 0.5mol/L

아인산 나트륨: 0.05∼5 mol/L

온도: 50℃

전류 밀도: 5A/d㎡

시안화 구리: 30g/L

시안화 나트륨: 40g/L

수산화 칼륨: 4g/L

온도: 40℃

전류 밀도: 5A/d㎡

시안화 은 칼륨: 2g/L

시안화 나트륨　: 120g/L

온도: 30℃

전류 밀도: 3A/d㎡

<Au>

시안화 금 칼륨: 8g/L

구연산 나트륨: 80g/L

술파민산 니켈: 3g/L

아세트산 아연: 0.3g/L

온도: 30℃

전류 밀도: 3A/d㎡

(표면 처리 피막의 도금욕 조성 및 도금 조건)

<Au>

시안화 금 칼륨: 8g/L

구연산 나트륨: 80g/L

술파민산 니켈: 3g/L

아세트산 아연: 0.3g/L

온도: 30℃

전류 밀도: 1A/d㎡

<Ni₃Sn₂>

염화 니켈: 0.15mol/L

염화 주석: 0.15mol/L

피롤린산 칼륨: 0.45mol/L

글리신: 0.15mol/L

온도: 60℃

전류 밀도: 1A/d㎡

염화 니켈: 0.15mol/L

염화 주석: 0.15mol/L

피롤린산 칼륨: 0.45mol/L

글리신: 0.15mol/L

온도: 60℃

전류 밀도: 1A/d㎡

분산시키는 TiN의 평균 입경: 1.5㎛

또한, 본 발명에 있어서, 상기에서 나타낸 도금욕 조성 이외의 것이라도, 소망하는 도금을 형성할 수 있다면, 공지의 도금 방법에 따라도 좋다.

상기와 같이 하여 얻어진 각 시료에 대해서, 내식성(세퍼레이터 사용 환경에서의 안정성) 및 밀착성을 평가한 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.

동일 표로부터, 다음의 사항이 분명하다.

(a) 발명예의 시료에서는 모두, 내식성 평가에 있어서의 20시간 경과시의 전류 밀도가 작고, 세퍼레이터 사용 환경과 같은 고전위 환경에 장시간 노출된 경우라도, 양호한 내식성이 얻어지고 있다. 특히 No.29, 30, 32에서는, 우수한 내식성이 얻어지고 있다. 또한, 발명예의 시료에서는 모두, 우수한 밀착성이 얻어지고 있다

(b) 한편, 비교예 No.1, 20의 시료는 모두, 스트라이크 도금층을 형성하고 있지 않기 때문에, 소망하는 밀착성이 얻어지고 있지 않다.

(c) 또한, 비교예 No.12∼14, 19, 22, 24, 26, 28, 31, 34, 36, 38의 시료는, 스트라이크 도금층의 부착량이 적정 범위를 초과하고 있기 때문에, 내식성 평가에 있어서의 20시간 경과시의 전류 밀도가 크고, 소망하는 내식성이 얻어지고 있지 않다.

1 : 막-전극 접합체
2, 3 : 가스 확산층
4, 5 : 세퍼레이터
6 : 공기 유로
7 : 수소 유로

Claims

금속제의 기체(substrate)와, 당해 기체 표면에 스트라이크 도금층을 사이에 두고 피복한 표면 처리 피막을 구비하고,
당해 스트라이크 도금층의 부착량이 0.001∼1.0g/㎡인 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.
제1항에 있어서,
상기 스트라이크 도금층이, Ni, Cu, Ag 및 Au 중으로부터 선택한 적어도 1종의 원소를 함유하는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.
제1항에 있어서,
상기 스트라이크 도금층이 Ni와 P의 합금층으로 이루어지고, 이 P의 함유량이 5∼22질량％의 범위에 있는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면 처리 피막이, 금속층, 합금층, 금속 산화물층, 금속 질화물층, 금속 탄화물층, 탄소 재료층, 도전성 고분자층, 도전성 물질을 함유하는 유기 수지층, 또는 이들의 혼합물층으로 이루어지는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면 처리 피막이 Sn 합금층으로 이루어지는 피막이고, 당해 피막의 표면에, 추가로 Sn을 포함하는 산화물층을 구비하는 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 금속판.