(57)【要約】【解決手段】  導電流体分配要素（１００）は、導電基体（１０２）と、該基体（１０２）の表面に沿って流体を分配するため形成された流れ場（１０６）と、該表面に施された導電コーティング（９４）と、を備える。該導電コーティング（９４）は、望ましくは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及び更に好ましくはＡｕから選択される貴金属を含む。
2005529466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電流体分配要素を製造するための方法であって、
基体を用意し、
前記基体をイオンビームを用いてクリーニングし、
物理的蒸着により、前記基体に、１００ｎｍより薄い厚さに導電コーティングを沈着させる、各工程を備え、
前記クリーニング工程及び前記沈着工程は、事実上同時に実行される、方法。
【請求項２】
前記クリーニング工程は、前記沈着工程の前に開始され、該クリーニング工程は該沈着工程の間に持続される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基体の前記クリーニング工程は、早くとも前記沈着工程が終了するまで続行される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記クリーニング工程は、前記沈着工程が終了した後、終了する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記コーティングは、８０ｎｍよりも薄い厚さに沈着される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コーティングは、１０乃至２０ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記導電コーティングは、０．０２乃至０．０４ｍｇ／ｃｍ２の積載量で沈着される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基体は、ステンレス鋼、アルミニウム及びチタニウムからなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記コーティングは、貴金属である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記貴金属は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記コーティングは、１．５乃至６．５ミリオーム／ｃｍ２の接触抵抗を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記コーティングは、腐食耐性コーティングを具備する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記クリーニング工程は、前記基体から酸化物層を除去する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記コーティングは、０．１０ｎｍ／ｓの率で沈着される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
導電流体分配要素であって、
金属基体と、
前記基体に沈着された、導電コーティングと、
を備え、
前記コーティングは、８０ｎｍより薄い厚さを有する、導電流体分配要素。
【請求項１６】
前記コーティングは、１０ｍＡ／ｃｍ２を超えるカソード電流が前記要素に印加されたとき前記基体からの剥離に耐える、請求項１５に記載の導電流体分配要素。
【請求項１７】
前記コーティングは、１０乃至２０ｎｍの厚さを有する、請求項１５に記載の導電流体分配要素。
【請求項１８】
前記導電コーティングは、０．０２乃至０．０４ｍｇ／ｃｍ２の積載量を有する、請求項１７に記載の導電流体分配要素。
【請求項１９】
前記基体は、ステンレス鋼、アルミニウム及びチタニウムからなるグループから選択される、請求項１５に記載の導電流体分配要素。
【請求項２０】
前記コーティングは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及びそれらの組み合わせからなるグループから選択された貴金属を含む、請求項１５に記載の導電流体分配要素。
【請求項２１】
前記コーティングは、１．５乃至６．５ミリオーム／ｃｍ２の接触抵抗を有する、請求項１５に記載の導電流体分配要素。
【請求項２２】
前記貴金属は、前記コーティングの外側層を形成し、該コーティングは、前記基体と前記外側層との間に配置された、腐食耐性の非貴金属の中間金属層を更に備える、請求項２０に記載の導電流体分配要素。
【請求項２３】
前記基体は、複数の溝及びランドが形成された表面を有し、少なくとも前記ランドが、前記導電コーティングで被覆されている、請求項１５に記載の導電流体分配要素。
【請求項２４】
前記コーティングは、２．５マイクロメートルよりも小さい、ピークから谷部までの範囲により特徴付けられた滑らかな表面を有する、請求項１５に記載の導電流体分配要素。
【請求項２５】
燃料電池のための導電流体分配要素であって、
導電ポリマー基体と、
前記基体に沈着された導電金属コーティングと、
を備え、
前記コーティングは、１００ｎｍよりも薄い厚さを有する、導電流体分配要素。
【請求項２６】
前記ポリマー基体は、ポリマーと、該ポリマー内に分散された導電充填材と、を備える複合物である、請求項２５に記載の導電流体分配要素。
【請求項２７】
前記導電充填材は、炭素繊維、グラファイト繊維、ニッケル被覆グラファイト繊維、ステンレス鋼繊維、及び、それらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項２６に記載の導電流体分配要素。
【請求項２８】
前記ポリマーは、シリコン、ポリイソブチレン、エポキシ、ビニルエステル、フェノリック、ポリプロピレン、エチレン−テトラフルオロエチレン、ナイロン、ゴム変性ポリプロピレン、及び、それらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項２６に記載の導電流体分配要素。
【請求項２９】
前記コーティングは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及びそれらの組み合わせからなるグループから選択された貴金属を含む、請求項２５に記載の導電流体分配要素。
【請求項３０】
燃料電池のための導電流体分配要素であって、
導電発泡体であって、外側表面と、流体分配のため該発泡体を通る通路を介して形成された内部開口部と、を有する、前記導電発泡体と、
前記外側表面と、オプションで前記内部開口部とに施された、導電金属コーティングと、
を備え、
前記コーティングは、１００ｎｍよりも薄い厚さを有する、導電流体分配要素。
【請求項３１】
前記コーティングは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及びそれらの組み合わせからなるグループから選択された貴金属を含む、請求項３０に記載の導電流体分配要素。
【請求項３２】
前記発泡体は、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタニウム及びカーボンからなるグループから選択される、請求項３０に記載の導電流体分配要素。
【請求項３３】
請求項１６に係る複数の導電流体分配要素と、
ポリマー電解質を備える複数の膜電極アッセンブリであって、膜電解質の一方の面に設けられたアノードと、該膜電解質の反対側の面に設けられたカソードと、を有する、前記複数の膜電極アッセンブリと、
を備える、燃料電池。
【請求項３４】
請求項２５に係る複数の導電流体分配要素と、
ポリマー電解質を備える複数の膜電極アッセンブリであって、膜電解質の一方の面に設けられたアノードと、該膜電解質の反対側の面に設けられたカソードと、を有する、前記複数の膜電極アッセンブリと、
を備える、燃料電池。
【請求項３５】
請求項３０に係る複数の導電流体分配要素と、
ポリマー電解質を備える複数の膜電極アッセンブリであって、膜電解質の一方の面に設けられたアノードと、該膜電解質の反対側の面に設けられたカソードと、を有する、前記複数の膜電極アッセンブリと、
を備える、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に係り、より詳しくは、燃料電池のための、導電流体分配要素及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電気車両及び他の用途で電源として使用されてきた。一つの知られた燃料電池は、薄い固体ポリマー膜電解質を有する所謂「膜電極アッセンブリ」を備える陽子交換膜（PEM）燃料電池であり、該薄い固体ポリマー膜電解質は、膜電解質の一方の面にアノードを有し、膜電解質の他方の面にカソードを有する。膜電極アッセンブリは、アノード及びカソードのための電流コレクターとして機能する、一対の導電流体分配要素の間に挟まれている。夫々のアノード及びカソードの表面に亘って燃料電池のガス反応物を分配するため流れ場が形成される。導電流体分配要素は、それ自体で、夫々のアノード及びカソードの表面に亘って燃料電池のガス反応物（即ち、H2及びO2）を分配するため内部に適切なチャンネル及び開口部の形態で流れ場の一部分を形成する。
【０００３】
燃料電池スタックは、電気的に直列に一緒に積み重ねられた複数の膜電極アッセンブリを備える。膜電極アッセンブリは、二極式プレートとしても知られている、不浸透性の導電流体分配要素により互いから隔てられている。二極式プレートは、２つの主要な表面を有し、一方が１つの電池のアノードに面し、他の表面が、スタック内で次に隣接する電池のカソードに面している。プレートは、隣接する電池の間で電流を導通させる。スタックの端部の接触要素は、端部電池のみと接触し、端部プレートと称される。
【０００４】
H2及びO2（オプションで空気）を用いるPEM燃料電池環境では、二極式プレート及び他の接触要素（例えば、端部プレート）とが、酸性溶液（ｐH３〜５）と常に接触しており、６０℃から１００℃のオーダーの上昇した温度で作動する。その上、カソードは、加圧空気にさらされている間に非常な酸化環境出作動する。アノードは、加圧された水素の厳しい環境に常にさらされている。従って、従来の接触要素の多くは、金属から作られており、燃料電池環境で、酸性、酸化及び水素脆弱化に耐えなければならない。しかし、この基準に合致する金属は、コストが高い。
【０００５】
例えばアルミニウム、チタニウム及びそれらの合金等の軽量金属、並びに、ステンレス鋼が、燃料電池の二極式プレートを作るとき使用するため提案されてきた。そのような金属は、より導電性が高く、非常に薄いプレートへと形成することができる。残念ながら、そのような軽量金属は、相対する燃料電池環境で腐食を受けやすく、該金属から作られた二極式プレートは、分解するか（例えばアルミニウムの場合）、又は、それらの表面上に大きい電気的抵抗を有する不動態化された酸化フィルムを形成して、燃料電池の内部抵抗を増加させ、その性能を減少させるか（例えば、チタン、ステンレス鋼及びアルミニウムの場合）のいずれかである。この問題に取り組むため、導電性と下層の金属を保護するための腐食耐性とを兼ね備えた、層の組み合わせを用いて、軽量金属の二極式プレートを被覆することが提案された。例えば、リーらによるRE３７，２８４Eを参照せよ。これは本発明の譲受け人に譲渡された。
【０００６】
しかし、これらの層化されたコーティングは、腐食から保護するためプレートに沈着させる必要があるその厚さに起因して高価となる。別の欠点は、これらの厚さを持つ層は、高いスタック圧縮圧力を受けたとき劣化し、これにより、腐食耐性を減少させる。
【特許文献１】RE３７，２８４E
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、腐食耐性を有し、高い度合いの伝導度を有する、容易且つ安価に製造される二極式プレートが希求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１及び第２の主要表面を有する導電基体と、該第１の表面に沿って流体を分配するため該第１の表面に形成された流れ場と、該第１の表面に、貴金属又は貴金属を含む複合物を含んで形成された導電コーティングと、を備える、燃料電池のための導電流体分配要素を提供する。望ましくは、貴金属は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、好ましくはＡｕ、並びに、それらの組み合わせから選択される。
【０００９】
本コーティングは比較的薄く、１００ｎｍより薄い厚さ、望ましくは８０ｎｍより薄い厚さ、より望ましくは、５０ｎｍより薄い厚さ、好ましくは、２０ｎｍより薄い厚さ、最も好ましくは、１０乃至２０ｎｍの範囲の厚さを有する。本コーティングは、好ましくは、イオンビーム援助式物理蒸着法が適用されるとき、比較的滑らかでもある。
【００１０】
本発明は、導電流体分配要素を貴金属の導電コーティングで被覆するため、イオンビーム援助式物理蒸着法を更に提供する。
本発明の更なる用途は、以下に提供される詳細な説明から明らかとなろう。本発明の好ましい実施例を示す、詳細な説明及び特定の実施例は、開示の目的のためだけに与えられたものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【実施例】
【００１１】
本発明は、次の詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるようになるであろう。
好ましい実施例の次の説明は、本質的に単なる一例であり、本発明、その用途又は使用法を制限するものではない。
【００１２】
図１は、電動流体分配要素８、以下では二極式プレート８と称するものにより互いから分離された、一対の膜電極アッセンブリ４及び６を有する、２つの電池、即ち二極式プレート燃料電池スタック２を示す。膜電極アッセンブリ４及び６、並びに、二極式プレート８は、ステンレス鋼クランププレート、即ち端部プレート１０及び１２の間、並びに、端部接触要素１４及び１６の間で一緒に積み重ねられている。端部接触要素１４及び１６、並びに、二極式プレート８の両方の作用面は、膜電極アッセンブリ４及び６に燃料電池及び酸化体ガス（即ちＨ２及びＯ２）を分配するため、複数の溝又はチャンネル１８、２０、２２及び２４を各々備えている。非導電性ガスケット２６、２８、３０及び３２は、燃料電池スタックの幾つかの構成部品の間にシール部及び電気的絶縁を提供する。ガス浸透性導電材料は、典型的には、膜電極アッセンブリ４及び６の電極面に対して押圧するカーボン／グラファイト拡散ペーパー３４，３６、３８及び４０である。端部接触要素１４及び１６は、カーボン／グラファイトペーパー３４及び４０に対して各々押圧し、その一方で、二極式プレート８は、膜電極アッセンブリ４のアノード面上のカーボン／グラファイトペーパー３６に対して押圧すると共に、膜電極アッセンブリ６のカソード面上のカーボン／グラファイトペーパー３８に対して押圧する。酸素は、適切な供給配管４２を介して貯蔵タンク４６から燃料電池スタックのカソード側に供給され、水素は、適切な供給配管４４を介して貯蔵タンク４８から燃料電池スタックのアノード側に供給される。代替例として、周囲の空気が、酸素源としてカソード側に供給され、水素がメタノール又はガソリン改質器等からアノード側に供給されてもよい。膜電極アッセンブリ４及び６のＨ２及びＯ２側の両方のための排気配管（図示せず）も設けられる。追加の配管５０、５２及び５４が、液体冷却剤を、二極式プレート８及び端部プレート１４、１６に供給するため設けられている。二極式プレート８及び端部プレート１４、１６から冷却剤を排出するための適切な配管も設けられているが、図示されていない。
【００１３】
図２は、本発明の第１の実施例に従って使用することができる、一例としての二極式プレート５６の分解図である。二極式プレート５６は、第１の外側金属シート５８と、第２の外側金属シート６０と、該第１の金属シート５８及び第２の金属シート６０の間に存在する内側スペーサー金属シート６２と、を備える。外側金属シート５８及び６０は、可能な限り薄く作られており、打ち抜き工程、又は、シート金属を形成するための他の任意の従来プロセスで形成されてもよい。外側シート５８は、膜電極アッセンブリ（図示せず）と直面するその外側に第１の作用面５９を有し、流れ場５７を提供するように形成されている。流れ場５７は、複数のランド６４により画定され、該複数のランドの間には、流れ場を構成する複数の溝６６が画定され、この流れ場を通って、燃料電池の反応ガス（即ち、Ｈ２又はＯ２）が、二極式プレートの一方の側部６８から、その他の側部７０にかけて曲がりくねった経路で流れる。燃料電池が完全に組み立てられたとき、ランド６４は、多孔性材料、カーボン／グラファイトペーパー３６若しくは３８に対して押圧し、よって、膜電極アッセンブリ４及び６に対して押圧する。簡単にするため、図２は、２列のランド及び溝だけを示している。実際には、ランド及び溝は、カーボン／グラファイトペーパー３６及び３８と係合する金属シート５８及び６０の全外側面を覆っている。反応ガスは、燃料電池の一方の側部６８に沿って配置されたマニホルド７２から溝６６に供給され、燃料電池の反対側側部７０に隣接して配置された別のマニホルド７４を介して溝６６から出て行く。図３に最も良く示されているように、シート５８の下側には、複数の複数のリッジ７６が形成され、該リッジの間には複数のチャンネル７８が形成され、該チャンネルを通って、冷却剤が、燃料電池の作動中に通過する。図３に示されるように、冷却剤チャンネル７８は、各ランド６４の下方に存在し、その一方で反応ガスの溝６６は各リッジ７６の下方に存在する。代替例として、シート５８が、平坦であり、流れ場が別個の材料シートに形成されるようにしてもよい。
【００１４】
金属シート６０は、シート５８に類似している。シート６０の内側面６１が図２に示されている。この点に関して、複数のリッジ８０が表されており、該リッジの間に複数のチャンネル８２が形成され、該チャンネルを通って、冷却剤が、二極式プレートの一方の側部６９から他の側部７１にかけて流れる。シート５８と同様に、図３に最も良く示されるように、シート６０の外側部は、作用面６３を有する。シート６０は、反応ガスが通過するところの流れ場６５を提供するように形成されている。内部金属スペーサーシート６２は、外側シート５８及び６０の間に介在して配置され、シート６０内のチャンネル８２とシート５８内のチャンネル７８との間で冷却剤が流れることを可能にするため複数のアパーチャ８８を備える。これにより層流的な境界流れ状態を崩して、外側シート５８の内側面９０と外側シート６０の内側面９２との熱交換を各々強化する。かくして、チャンネル７８及び８２は、シート５８及び６０により画定された内部体積で各々の冷却剤の流れ場を形成する。
【００１５】
図４は、図３の一部分の拡大図であり、接合剤によりスペーサーシート６２に結合された、第１のシート５８のリッジ７６と第２のシート６０のリッジ８０と、を示している。
本発明によれば、図４に最も良く示されるように、二極式プレートの作用面５９及び６３は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｔ及びＯｓからなるグループから選択された貴金属を含む導電性の酸化耐性で酸耐性のコーティング９４で覆われている。好ましいコーティングは金（Ａｕ）である。コーティング９４の厚さは、８０ｎｍより小さく、好ましくは、５０ｎｍより小さく、最も好ましくは、１０〜２０ｎｍである。オプションで、シート５８及び６０の内側面９０及び９２は、コーティング９４で覆われてもよい（図示せず）。
【００１６】
当業者に明らかな別のオプションは、ランド６４、８４だけを被覆し、シート５８及び６０の溝６６、８６は夫々被覆しないことである。かくして、互いに接触する隣接する導電表面のみが被覆される。
【００１７】
第１の実施例では、シート５８及び６０を形成する金属基体は、例えば、アルミニウム、チタニウム又はステンレス鋼等の腐食を受けやすい金属を含む。コーティング９４は、シート５８及び６０に直接施される。
【００１８】
第２の実施例に関しては、図５において別の導電流体分配要素１００の断面図が示されている。要素１００は、発泡流れ場１０６を有する、薄い基体シート１０２で構成されている。二極式プレートは、薄いバリアシート１０２を特徴とし、好ましくは、その両側に発泡体１０６が溶接又はブレーズ溶接により取り付けられた状態（約１／２乃至約３ミリメートルの厚さ）で、固体チタニウム金属シートから作られる。シート１０２は、ガスバリアを形成し、発泡体１０６は流体流れ場を形成する。理解することができるように、発泡体１０６は、両側に主要表面１１０及び１１１を有する。発泡体１０６は、金属シート１０２に面する一つの主要表面１１０と、表面１１０とは反対側に別の主要表面１１１を有する。典型的には、主要表面１１１は膜電極アッセンブリに面している。図５及び図６に示されるように、主要表面１１１は、導電要素１００の外側表面を形成する。発泡体は、金属発泡体又は炭素系の発泡体として準備することができる。固体発泡体として準備することができる金属は、銅、アルミニウム、ニッケル、チタニウム、銀、及び、ステンレス鋼であるが、好ましい金属はニッケル及びステンレス鋼である。様々な発泡金属は、オハイオ州、シンシナチ市にあるアストロメット社から市販されている。これらの金属発泡体を生成するための方法が、米国特許番号４，９７３，３５８号に説明されている。炭素系の発泡体は、ウルトラメット社から市販されている。一つの態様では、貴金属コーティング９４が、図５に示されるように、シート１０２に施される。
【００１９】
第２の実施例の他の態様では、基体１０２のコーティング９４及び発泡体１０６は、それらの各々の特性に応じて変わり得る。金属シートが使用されるとき、基体１０２及び発泡体１０６の構成及び配列の材料に応じて、基体１０２の表面の全てを被覆することが望ましくなり得る。金属発泡体の場合には、発泡体１０６の内側表面及び外側表面の全てを被覆するオプション、又は、表面の一部を被覆するオプションが存在する。本明細書で説明された発泡体１０６は、連続気泡型発泡体であることが理解されるべきである。これは、発泡体１０６に亘って連続的な流れ経路又はチャンネルが存在し、これらは発泡体１０６の厚さを通して互いに開いた連続的な開口部又は孔により形成されることを示唆している。発泡体１０６の外側表面１０９は、例えば１１０及び１１１等の前記した主要表面を指しており、これらの表面は、表面孔により形成された開口部を備えている。発泡体の内側表面は、図５に示されるように、内部開口部又は孔１０８により形成された表面である。
【００２０】
第２の実施例の一態様では、内部開口部１０８の全てと、膜電極アッセンブリに面し、基体平坦シート１０２に面した発泡体１０６の外側表面１０９の全てと、を被覆することが可能である（図６ａ）。例えばアルミニウム又はニッケル等の化学的に不安定な発泡体１０６が使用された場合に、この態様が望ましい。オプションで、シート１０２の表面が被覆される。例えばステンレス鋼等のより化学的に安定な発泡体１０６が使用される場合には、発泡体１０６の内側表面及び外側表面のコーティングは、必ずしも気泡の周囲環境に応じて施す必要はない。この場合には、発泡体の内部は、被覆されていない状態のままであり、又は、与えられた深さまで被覆された状態であってもよい。好ましくは、コーティング９４は、一方の媒体から次の媒体まで、例えば、発泡表面１１１から膜電極アッセンブリ、又は、発泡表面１１０から平坦シート１０２まで、電子を輸送することが要求される発泡体１０６の一部分に施される。理解することができるように、本実施例（図６ｂ）では、コーティング９４は、導電要素１００に施されており、該要素のところで、電子は、導電要素１０の構成物へと流れ込み該構成物から流れ出す。一旦、電子が要素１００の構成物、即ち発泡体１０６を通って流れたならば、発泡体１０６内に抵抗が存在せず、次に遭遇する抵抗の領域は、電子が金属シート１０２の表面に向かって又は該表面で発泡体１０６から出て行くところに一致する。本実施例では、コーティング１９４は、発泡体１０６の主要表面１１１に、８０ｎｍより小さい深さレベル、好ましくは５０ｎｍより小さく、最も好ましくは、１０乃至２０ｎｍの深さレベルで施される。本実施例に加えて、発泡体１０６を、それが平坦シート金属１０２に面する主要表面１１０で、１０乃至２０ｎｍの深さレベルに被覆することも好ましい。
【００２１】
第３の実施例では、図７で理解できるように、導電コーティング９４は、ポリマー材料１１３を備える別の導電流体分配要素１１２上に沈着させることができる。該ポリマー材料１１３は、平面貫通配位を有する導電繊維状充填材１１４を備え、これにより使用され得る要素を通して導電経路を提供する。ポリマー材料１１３は、好ましくは、適切な熱硬化性のポリマーであり、より好ましくは、シリコン、ポリイソブチレン、エポキシ、ビニルエステル及びフェノリックを含む材料のグループから選択される。代替例として、ポリマー材料１１３は、好ましくは、適切な熱可塑性材料であり、より好ましくは、ポリプロピレン、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ナイロン、ゴム変性ポリプロピレンを含む材料のグループから選択される。導電繊維状充填材を含む前述した熱硬化性及び熱可塑性のポリマーは、現在のところ好ましいものであるが、当業者は、用途の特定の設計詳細が与えられた場合に、他の類似の材料も適するようになることを容易に理解するであろう。例えば、ポリアセチレン等の任意の導電ポリマーを使用することができ、導電繊維状充填材を用いることを要しないことを容易に理解するであろう。
【００２２】
第３の実施例（図７）によれば、導電繊維状充填材１１４は、約５：１より大きいアスペクト比（即ち、厚さに対する長さの比率）を有し、良好な導電特性及び温度伝導特性を示す繊維材料を備える。この点に関し、好ましい導電繊維材料には、現在のところ、炭素繊維（例えば、ピッチ系繊維、ＰＡＮ系繊維又はその他）、グラファイト繊維、金属被覆グラファイト繊維（例えば、金被覆繊維）及び、ステンレス鋼繊維を含む様々な金属繊維が含まれている。繊維状導電性充填材１１４は、一般に５：１よりも大きいアスペクト比を持っているが、導電性繊維は、より好ましくは、１０：１より大きいアスペクト比を有し、最も好ましくは、１５：１より大きいアスペクト比を有する。
【００２３】
ポリマー材料１１３及び導電性繊維状充填材１１４に加えて、本発明の複合物は、複合材料の機械的特性を強化するため体積％にして１％乃至１０％の非導電性繊維材料をオプションで含んでいてもよい。現在のところ好ましくあるように、非導電性繊維状充填材は、ガラス繊維を含むグループから選択することができる。同様に、複合材料は、体積％にして、１０％までの導電性非繊維材料を含んでいてもよい。現在のところ好ましくあるように、導電性非繊維状充填材は、好ましくは、カーボンブラック、グラファイト粉末及び金属系粉末を含むグループから選択することができる。これらの例は、例えば米国特許番号６，０９６，４５０号、６，１０３，４１３号及び６，２４８，４６７号等を参照して、当該技術分野で見出すことができる。本実施例（図７）では、金属コーティングは、複合材料から燃料電池の次に連結した要素までの電気導通を促進する。
【００２４】
第４の実施例では、図８ａ及び図８ｂに示されるように、使用することができる導電流体分配要素は、複数の導電性繊維１１８を含むポリマー二極式プレート１１６である。これらの繊維は、ポリマーボディ部内に分散され、各々の繊維は、貫通平面形態で、ポリマーボディ部の第１の表面１２０からポリマーボディ部の第２の表面１２２まで連続的に延在する。
【００２５】
主要ボディ部１２４は、冷却剤流体及び反応ガスに関して、比較的高い強度、適切な熱的特性及び低い浸透性を有するポリマー材料から形成されている。好ましくは、主要ボディ部１２４は、例えば、カーボン充填エポキシ等の、強度を高める熱伝導性ポリマーから形成される。しかし、主要ボディ部１２４は、そのような好ましい特性を有する他の適切な材料から形成されてもよい。例えば、主要ボディ部１２４は、シリコン、ポリイソブチレン、ポリビニールエステル、ポリエステル、フェノリック、ポリプロピレン、ＦＴＦＥ，ナイロン又はゴム変性ポリプロピレンから構成されることができる。ポリマー材料にカーボン、グラファイト又は貴金属粒子を含ませることにより熱伝導度を強化することができる。
【００２６】
二極式プレート１１６の主要ボディ部１２４内に配置された管状部材１２６は、セパレータプレートを通して冷却流体を通過させてその熱エネルギーを制御するため、そこを貫通して第２の流れ場を形成するように動作可能である。管状部材１２６は、燃料電池スタックから（又は燃料電池スタックに）熱エネルギーを除去（又は追加）するため、冷却流体を配管７０を通して通過させるように構成されている。管状部材１２６を配管に流体的に連結する冷却剤ヘッダーは、繊維１１８と管状部材１２６との間に流れる分路電流を無くすため、それらの間に電気的絶縁を提供するべきである。
【００２７】
現在のところ好ましくは、管状部材１２６は、カーボン充填ポリマーから形成されている。しかし、管状部材１２６は、熱伝導性を持ち、且つ、燃料電池スタックで一般に使用されているガス反応物又は冷却剤にさらされた状態から腐食の影響を受けにくい様々な任意材料から形成されてもよい。幾つかの他の適切な材料には、チタニウム、カーボン又はステンレス鋼が含まれる。
【００２８】
セパレータプレート内に配置された導電要素１１８は、図８ａに示されるように、プレートのバルク抵抗を最小にするため、全体として、貫通平面配位で配位されており、セパレータプレートの上側表面１２８からセパレータプレートの下側表面１３０まで連続的に延在している。各々の導電要素１１８は、細長い繊維である（即ち、２０００：１以上のアスペクト比）。図８ａで理解することができるように、第１の端部１３２は、上側表面１２８で露出され、第２の端部１３４は下側表面１３０で露出されている。
【００２９】
ここで、図８ｂを参照すると、導電コーティング９４が、導電要素１１８が導電コーティング９４と接触するように、ポリマー二極式プレート１１６上に沈着された。導電要素１１８は、例えば、ピッチ系繊維、ＰＡＮ系繊維又はその他等の炭素系の導電繊維から形成されている。導電要素１１８は、例えば、グラファイト繊維、Ａｕ被覆グラファイト繊維、Ｐｔ被覆グラファイト繊維、Ａｕ繊維、Ｐｔ繊維、被覆されたステンレス鋼繊維等の他の適切な導電繊維から形成されてもよい。図８Ａ及び図８Ｂでは、導電コーティング９４と連係して使用される導電要素１１８は、隣接する二極式プレートの間の電気伝導度を強化している。
【００３０】
発泡又は平坦シートの表面の任意の組み合わせに導電コーティングを塗布することが考えられ、更には、その厚さを貫通して任意の所望の範囲まで施された発泡体のコーティングも考えられることは明らかである。複合物又は繊維の材料の場合には、金属コーティングは、電気伝導度を向上させ、又は少なくとも促進させせることも明らかである。
【００３１】
以下では、図９を参照して、導電コーティング９４を上記した４つの実施例の二極式プレート上に沈着する方法を説明する。導電コーティング９４を基体上に沈着させるためには、イオン援助式の物理的蒸着（ＰＶＤ）法が用いられる。
【００３２】
図９で理解することができるように、イオン援助式のＰＶＤ装置１３６が使用される。装置１３６は、沈着チャンバー１３８と、金属コーティングの沈着のための２つの電子銃Ａ及びＢと、を備える。装置１３６は、基体のスパッタークリーニングのため使用される、低エネルギーイオン銃と、本装置を超高真空で作動させることを可能にするターボ式ポンプと、を更に備えている。
【００３３】
導電コーティング９４により被覆されるべき基体は、沈着チャンバー１３８に配置されている。一旦、基体がチャンバー１３８内に配置されたならば、圧力は、約１０−４トールまで低下する。チャンバー内の第１のるつぼ１４０は、沈着されるべき貴金属を保持する。金属又は貴金属の組み合わせが沈着されるべき場合には、第２の金属が、第２のるつぼ１４２により保持される。例えば、第１の層として沈着されるべきチタニウムを収容する、るつぼ１４０、及び、第２の層としてチタニウムに亘って沈着されるべき金を収容する、るつぼ１４２は、本発明の範囲を逸脱しない。別の利用可能なオプションは、金属の組み合わせを同時に沈着するべきであり得る。
【００３４】
イオン銃が、基体をスパッタークリーニングするため使用される。イオン銃が基体をスパッタークリーニングするとき、貴金属を溶解し、蒸発させるため、電子ビームが使用される。次に、貴金属は、０．１０ｎｍ／ｓの率で、８０ｎｍよりも小さい厚さに基体上に沈着される。その厚さは、厚さモニターにより観察される。
【００３５】
イオン援助式PVD法の独自の態様は、当該基体が事実上同時にスパッタークリーニングされ、導電コーティングが沈着される。基体を同時にスパッタークリーニングし、被覆することにより、導電コーティング９４を、８０ｎｍより小さく、好ましくは、５０ｎｍより小さく、最も好ましくは、１０乃至２０ｎｍの超低厚さで、基体上に沈着することができる。導電コーティング９４が１０乃至２０ｎｍの厚さを有するとき、導電コーティングは、０．０２〜０．０４ｍｇ／ｃｍ２の負荷を有するのが好ましい。
【００３６】
本プロセスは、一連のクリーニング及び沈着を超える改善点をもたらす。使用される基体が例えばチタニウム又はステンレス鋼等の金属基体であるとき、酸化体フィルムは、クリーニングが生じる時間から、物理的蒸着により金属を基体上に沈着させる時間の間に形成される。基体をクリーニングすると同時に貴金属を沈着させることにより、酸化物層は、完全に且つ連続的に除去され、かくして、表面の酸化物形成又は他の汚染を防止し、又は、少なくともかなり減少させる。基体をクリーニングすると同時に、貴金属を沈着させることは、酸化物層を除去するため要求されるイオンエネルギーが低いという事実に起因して達成することができる。イオンエネルギーが低いので、照射イオンフラックスは、一般に、電子銃Ａ及びＢにより放射された沈着原子フラックスよりも小さくなる。これは、除去される酸化物が導電コーティング９４として基体上に沈着される金属よりも軽量であるからである。かくして、低エネルギーイオン銃は、酸化物層のみを除去し、導電コーティング９４を除去しない。その結果、基体への選り優れた接着性を有する金属のコーティング９４が沈着されることになる。更には、１０〜２０ｎｍのオーダーで、非常に薄い層のみを被覆することが可能となり、良好な表面覆い、比較的均一な覆い、及び、良好な接着性を達成することができる。かくして、イオン援助式ＰＶＤの使用は、貴金属を非常に円滑に、均一に基体上に薄い層に沈着させることを可能にする。
【００３７】
本発明の重要な特徴は、本質的にクリーンな表面への金属コーティングの沈着であることが理解されるべきである。好ましい態様では、基体のイオン銃表面クリーニングが、金属沈着が開始される前に実行される。次に、クリーニング及び金属沈着は、沈着プロセスの完了に向かって同時的に進行する。
【００３８】
上述されたように、金属コーティングをクリーンな表面上に沈着させることによって、コーティングの接着が非常に改善され、かくして、基体からの剥離に対抗する。例えば、コーティングが、０．５モルのＨ２ＳＯ４の溶液中に１０ｍＡ／ｃｍ２〜５０ｍＡ／ｃｍ２の範囲に亘って印加されたカソード電流のサイクルを被るとき、水素ガス（Ｈ２）が放出され、従来技術のコーティングを、基体から、剥離させ又は剥ぎ取らせる、しかし、コーティングが本発明のイオン援助式のＰＶＤ法により沈着されたとき、基体のクリーンな表面へのコーティングの優れた接着は、カソード電流が印加されたとき、放出されたＨ２により引き起こされる基体からの剥離に対抗する。
【００３９】
イオン援助式ＰＶＤの使用は、Ａｕのスパッタリング等の従来の沈着法を超える改善をもたらす。これは、スパッタリング内のプラズマの制御が偶然的であり、基体上に入射したイオンの方向、エネルギー及びフラックスを調整することができないからである。これとは対照的に、イオン援助式のＰＶＤは、イオン援助式のＰＶＤで使用されるイオンビームが低いエネルギーを有し、ほんの数度だけの分岐角度で十分に平行化されるという事実に起因して、沈着パラメータの独立な制御を提供する。
【００４０】
以下、本発明の好ましい実施例に係る実験の詳細を詳しく説明する。この好ましい実施例では、金が、イオン援助式ＰＶＤにより３１６Ｌステンレス鋼基体上に沈着されるべき貴金属として、選択されている。
【００４１】
第１のシリーズの実験では、金が、超高真空内で電子ビーム蒸発によりステンレス鋼基体上に沈着された。該ステンレス鋼基体は、超音波洗浄槽で、最初にアセトンを用い、次に、１５分間、メタノールを用いてクリーニングされた。金コーティングは、非常に低い接着性を持つことが見出された。
【００４２】
第２のシリーズの実験では、ステンレス鋼基体が、砂吹きされ、次に、アセトンの超音波洗浄槽を使用してクリーニングされ、次に、金を基体上に沈着する前にメタノールを使用してクリーニングされた。接着性は改善されたが、コーティングは、腐食テスト溶液中に配置されたとき、脱落した。
【００４３】
第３のシリーズの実験では、ステンレス鋼基体は、アセトン及び次にはメタノールの超音波洗浄槽内に配置される前に、電気化学的にクリーニングされた。更に金の接着が改善されたが、コーティングは、腐食テスト溶液中に配置されたとき、脱落した。
【００４４】
第４のシリーズの実験では、本発明のイオン援助式のＰＶＤ法が用いられた。使用したイオン銃は、２分から１０分間に亘って１乃至２０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で１００乃至５００ｅＶのＡｒ＋ビームであった。蒸発源材料は、ジョンソン−マッセーからの９９．９９％の純金であった。使用された３１６Ｌステンレス鋼基体は、２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ（１インチ×１インチ）の切り取り片であり、最初にアセトンの超音波洗浄槽でクリーニングされ、次に、１５分間に亘ってメタノールの超音波洗浄槽でクリーニングされた。次に、ステンレス鋼基体は、イオン援助式ＰＶＤ装置の沈着チャンバー内に積載され、圧力が２×１０−７トールより小さくなるまで、そこで保持された。沈着チャンバーのベース圧力は、典型的には、１０−９トール程度であり、常に、１×１０−８トールよりも低かった。イオン銃がステンレス鋼基体をクリーニングしたとき、金コーティングは、３５℃乃至４０℃の温度で０．１０ｎｍ／ｓの率の単一の電子ビーム蒸発源を用いて沈着された。この金コーティングは、ほとんど１００時間に亘って腐食テスト溶液中に配置された後でさえ、優れた接着性を示した。
【００４５】
本発明は、例えば電気めっき等の従来の沈着技術と比較したとき、顕著な利点を提供する。例えば、電気めっきによる基体への貴金属の沈着は非常にコストがかかる。これは、例えばステンレス鋼、アルミニウム又はチタニウム等の金属基体が使用されたとき約１００ｎｍ以上の厚いコーティングが基体の腐食を防止するため使用されるものであるという事実に起因している。更には、電気めっきが使用されたとき、基体への貴金属の接着性は低い。従って、接着性を改善するためには、例えばニッケル等の別の金属の内部層が使用される。これは、燃料電池環境で不安定であることに加えて、製造コストを更に追加する。本発明のイオン援助法を使用することにより、内部層は必要でなくなり、たったの１０〜２０ｎｍの低い厚さを利用することができ、これにより製造コストを削減することができる。
【００４６】
更には、図１０ａ及び図１０ｂを参照すると、イオン援助式ＰＶＤ法が使用されるとき、金属の円滑且つ均一なコーティングを基体上に沈着することができる（図１０ａ）。円滑かつ均一な表面は基体上に沈着されるとき、それは腐食を防止する。これとは対照的に、電気めっきされたコーティングは、粗く、多孔性である（図１０ｂ）。電気めっきされたコーティングは、多数のピーク及び谷部を含み、基体全体が被覆されることが確実とはならず、これにより基体の腐食をもたらす。これらの多数のピーク及び谷部は、谷部における電気的接触を確実にもたらすわけではない。更には、谷部には、燃料電池を汚染しかねない酸化物がなおも存在し得る。これは、図１１ａ及び図１１ｂにより明確に表されている。
【００４７】
図１１ａは、本発明のイオン援助式ＰＶＤ法により生成された金コーティングの原子間力顕微鏡画像を表している。図１１ａで理解することができるように、コーティングは、滑らかで均一である。粗さ分析並びにピークから谷部までの範囲の分析も実行された。イオン援助式ＰＶＤコーティングの平均粗さ（Ｒａ）は、たった１８４．７８ｎｍにしかならず、ピークから谷部までの範囲（Ｚ）はたった１．１１９マイクロメートルにしかならなかった。ピークから谷部までの範囲は、３．０００マイクロメートルより少なくするべきであり、望ましくは、２．８００マイクロメートルより小さく、より望ましくは、２．５００マイクロメートルより小さく、好ましくは、２．０００マイクロメートルより小さく、最も好ましくは、１．５００マイクロメートルよりも小さいのがよい。そのような滑らか且つ均一な表面を持つことによって、本発明のコーティングは、二極式プレートの間で電気的接触を維持することが確実となる。また、滑らかで均一な表面は、イオン援助式ＰＶＤ法により完全に除去されなかった全ての酸化物の徹底的な被覆、及び、燃料電池の汚染防止を確実にする。
【００４８】
対照的に、図１１ｂで理解することができるように、電気めっきされたコーティングの原子間力顕微鏡画像は、該コーティングが粗く、多孔性である。多数の突起状結節が存在している。電気めっきされたコーティングの粗さ分析は４１５．８８ｎｍの平均粗さ（Ｒａ）を示し、ピークから谷部までの範囲は、２．８６０マイクロメートルのピーク谷部間範囲（Ｚ）を示している。かくして、電気めっきコーティングに形成された多数のピーク及び谷部は、二極式プレートの間の電気的接触を確実なものとはしない。電気めっきコーティングは、酸化物の全てが除去されることも、被覆されることも確実なものとはせず、燃料電池を汚染する。
【００４９】
本発明の更に別の利点は、上述したように、第１の実施例において、シート５８及び６０（図２）の内側表面９０及び９２のオプションのコーティングがシート５８及び６０の間の電気的接触が維持されることを確実にすることである。典型的には、シート５８及び６０は、接着剤（図示せず）により一緒に結合される。しかし、そのような接着剤が使用されるとき、シート５８及び６０の間で使用することができる冷却剤は、接着剤の完全さを損ね、シート５８及び６０の間の抵抗をかなり増大させるおそれがある。シート５８及び６０の内側表面９０及び９２を本発明の導電コーティング９４で被覆することにより、シート５８及び６０の間の抵抗は、長期間に亘って最小値を維持することができる。
【００５０】
本発明の上記利点は、８０℃で、接着剤により結合された二極式プレートを脱イオン化水槽内に配置することによりテストされた。この二極式プレートは、５０００時間後でさえ、シート５８及び６０の間で最小の抵抗を示した。これは、接着剤への優れた接着性を有し、並びに、シート５８及び６０の間の優れた電気伝導度を促進するコーティング９４の結果である。
【００５１】
イオン援助式ＰＶＤ沈着貴金属コーティングを使用することの更に別の利点は、「アチスン」等の流通上既知のコーティングと比較して、圧縮圧力での接触抵抗にばらつきが少ないということである。これは、図１２に示されている。テストされたサンプルは、ステンレス鋼基体に施された２０ｎｍのＡｕ、１５ｎｍのＡｕ、及び、１０ｎｍのＡｕであった。アチスン（アチスン社から入手された導電炭素系コーティング）は、チタニウム基体上に被覆された。東レから入手できる２つの拡散ペーパーの間でサンプルを圧縮することにより、接触抵抗が測定された。圧力は、１Ａ／ｃｍ２の電流が印加される間に３４５〜１３７９ｋＰａ（５０〜２００ｐｓｉ）の間でばらついた。接触抵抗は、コーティングを横切る、拡散ペーパーと金属サンプルとの間の電圧降下を測定することにより得られた。図１２で理解することができるように、１０ｎｍ、１５ｎｍ及び２０ｎｍの金コーティングは、３４５〜１３７９ｋＰａ（５０〜２００ｐｓｉ）の幅広い圧力範囲に亘って非常に低い接触抵抗を発生する。詳しくは、接触抵抗は、典型的には、３４５〜１３７９ｋＰａ（５０〜２００ｐｓｉ）の幅広い圧力範囲に亘って非常に低いパーセントの損失で、１．５乃至６．５ミリオーム／ｃｍ２の値を有する。他方、アチスンコーティングは、３４５〜１３７９ｋＰａ（５０〜２００ｐｓｉ）の圧力範囲に亘ってかなり高いパーセントの損失で、１２乃至３１ミリオーム／ｃｍ２の接触抵抗を有する。本発明の低い接触抵抗は、低いスタック圧力を、燃料電池スタックのため用いることを可能にし、これは、ひいては、スタックの寿命を長くし、並びに、膜電極アッセンブリの繊維のインピンジメント侵食を防止する。
【００５２】
接触抵抗及び電池電圧に関する本発明の効果は、図１３にも示されている。図１３は、本発明に係る１０ｎｍＡｕで被覆された３１７Ｌステンレス鋼基体と、被覆されていない３１７Ｌステンレス鋼基体と、ポコグラファイト基体との比較を表すグラフである。図１３で理解することができるように、本発明の導電コーティングは、被覆されていないステンレス鋼基体を超えて、電池電圧及び接触抵抗の点で顕著な利点を提供している。ポコグラファイトと比較した場合、本発明の導電コーティングは、より低い接触抵抗を提供すると共に、事実上同じ電池電気泳動夏を提供する。かくして、本発明の導電コーティングは、本発明の導電コーティングで被覆されたステンレス鋼基体を生成するための全体的なコストがより低いという点で、ポコグラファイトを超える全体的な利点を提供している。
【００５３】
本発明の更に別の利点は、二極式プレートの不動態化を防止する導電コーティングをもたらすという点である。図１４で理解することができるように、１０ｎｍのＡｕで被覆されたステンレス鋼基体は、８０℃の炭酸溶液中において＋０．４乃至＋０．６Ｖ（対Ａｇ／ＡｇＣｌ）の電位で周期的に変動させて燃料電池の二極式プレート環境（支持電解質としてｐＨ＝３．０、１０ｐｐｍＨＦ、及び、０．５モルのＮａ２ＳＯ４）をシミュレートしたとき、低い腐食電流を可能にした。
【００５４】
静電腐食実験は、１０ｎｍＡｕで被覆されたステンレス鋼基体に対して、空気中の＋０．６Ｖ（対Ａｇ／ＡｇＣｌ）及び水素中の−０．４Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ）の両方において、１００時間に亘って実行された。図１５で理解することができるように、これらの条件下で測定された腐食電流は、かなり低く（１マイクロアンペア／ｃｍ２）、コーティングの良好な安定性を示している。
【００５５】
前記詳細な説明から理解することができるように、本発明は、腐食を防止するため基体の表面を十分に覆う貴金属から形成された超薄導電コーティングを提供し、導電流体分配要素のための低い接触抵抗を提供して燃料電池の全体的な性能を改善する。更には、当該コーティングが超低い積載量の貴金属で被覆された結果として、電動流体分配要素を準備する製造コストが最小に維持される。
【００５６】
上記実施例及び方法の説明は、その本質上、単なる例示に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない変更は本発明の範囲内にあることが意図されている。そのような変更は、本発明の精神及び範囲からの逸脱とはみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、PEM燃料電池スタック（２つの電池のみが示されている）の概略分解図である。
【図２】図２は、PEM燃料電池スタックで利用可能な一例としての導電流体分布要素の分解図である。
【図３】図３は、図２の３−３の方向における断面図である。
【図４】図４は、図３の二極式プレートの拡大部分である。
【図５】図５は、その両側に発泡金属流れ場が取り付けられた薄い基板を特徴とする二極式プレートの部分断面図である。
【図６】図６ａは、発泡体の内側表面及び外側表面が導電材料で被覆されている、図５に示されるような二極式プレートの部分断面図である。
【００５８】
図６ｂは、導電材料で被覆された発泡体の外側表面のみを有する、図５に示されたような二極式プレートプレートの部分断面図である。
【図７】図７は、導電材料で被覆された結合マトリックス内に分散された導電粒子の複合物から作られた二極式プレートの部分断面図である。
【図８】図8ａは、結合マトリックス内に分散された連続的導電粒子を含む複合物から作られた二極式プレートの部分断面図である。
【００５９】
図８ｂは、導電材料で被覆された、図８ａに示されるような二極式プレートの部分断面図である。
【図９】図９は、導電材料で二極式プレートを被覆するため使用されるイオンビーム援助式物理蒸着装置を示す図である。
【図１０】図１０ａ及び図１０ｂは、イオン援助式の物理蒸着法及び電気めっき法により生成されたコーティングの比較図である。
【図１１】図１１ａ及び図１１ｂは、イオン援助式物理蒸着法及び電気めっき法により生成されたコーティングを比較する、原子間力の顕微鏡使用画像及び粗い分析結果である。
【図１２】図１２は、本発明の導電コーティング並びに従来技術のコーティングにより達成される、接触抵抗を描いたグラフである。
【図１３】図１３は、未被覆のステンレス鋼基板及びポコグラファイトと比較した、本発明のステンレス鋼被覆導電コーティングにより達成される、電池電圧対電流密度及び接触抵抗を描いた分極グラフである。
【図１４】図１４は、８０℃で炭酸溶液に＋０．４及び＋０．６の間の電位差（対Ａｇ／ＡｇＣｌ）を周期的に変動させる間の腐食電流を描いたグラフである。
【図１５】図１５は、８０℃で作動する、シミュレートされた炭酸燃料電池溶液で、＋０．６Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ）の印加電位差で金の１０ｎｍで被覆されたステンレス鋼サンプルの静電遷移を描いたグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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