(57)【要約】  燃料電池のセパレータプレートアッセンブリ（２０）は、セパレータプレート層（２２）と、流域層（２４，２６）とを備える。開示する一例において、セパレータプレート層（２２）は黒鉛と疎水性樹脂を含む。セパレータプレート層（２２）の疎水性樹脂は、セパレータプレート層の両側で、セパレータプレート層を流域層に固定する。一例において、流域層（２４，２６）の少なくとも一方は、黒鉛および疎水性樹脂を含み、その流域層を疎水性かつ非多孔性にする。別の例において、セパレータプレート層の互いに反対の側面に、黒鉛および疎水性樹脂からなる２つの流域層が用いられる。１つの開示例では、３層すべてが黒鉛と疎水性樹脂からなる。
2008525982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に使用するセパレータプレートアッセンブリであって、
セパレータプレート層と、
そのセパレータプレート層の第１の側面に隣接する第１の非多孔性かつ疎水性の流域層と、
そのセパレータプレート層の第２の側面に隣接する第２の非多孔性かつ疎水性の流域層と、
を備えるセパレータプレートアッセンブリ。
【請求項２】
前記第１および第２の流域層が、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアッセンブリ。
【請求項３】
前記黒鉛が、天然黒鉛フレークを含むことを特徴とする、請求項２に記載のアッセンブリ。
【請求項４】
前記黒鉛が、熱精製された天然黒鉛フレークを含むことを特徴とする、請求項３に記載のアッセンブリ。
【請求項５】
前記セパレータプレート層が、炭素セパレータプレートを含むことを特徴とする、請求項４に記載のアッセンブリ。
【請求項６】
前記セパレータプレート層が黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むことを特徴とする、請求項２に記載のアッセンブリ。
【請求項７】
前記疎水性が、２５dyne/cm未満の表面エネルギーを有することを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項８】
前記セパレータプレート層の黒鉛が、熱精製された天然黒鉛フレークを含むことを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項９】
前記第１および第２の流域層が、疎水性樹脂に対する第１の黒鉛フレークの混合比を有し、前記セパレータプレート層が、疎水性樹脂に対する第２の異なる黒鉛フレークの混合比を有することを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項１０】
前記セパレータプレート層が、約７０％〜約８０％の黒鉛フレークと、補完する割合の疎水性樹脂と、を含むことを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項１１】
前記アッセンブリが、前記アッセンブリ全体にわたって前記黒鉛フレークおよび前記疎水性樹脂を含む一貫した材料組成を有することを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項１２】
前記層のそれぞれが、約８０％の黒鉛フレークおよび約２０％の疎水性樹脂からなることを特徴とする、請求項１１に記載のアッセンブリ。
【請求項１３】
前記疎水性樹脂が、前記流域層を前記セパレータプレート層に固定することを特徴とする、請求項２に記載のアッセンブリ。
【請求項１４】
燃料電池に使用するセパレータプレートアッセンブリであって、
黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むセパレータプレート層と、
前記セパレータプレート層の両側に互いに隣接する第１および第２流域層と、を含むことを特徴とする、セパレータプレートアッセンブリ。
【請求項１５】
前記流域層が、前記セパレータプレート層の少なくとも前記疎水性樹脂によって前記セパレータプレート層に固定されることを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項１６】
前記第１および第２の流域層の少なくとも一方が、非多孔性かつ疎水性であり、かつ黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの流域層が、疎水性樹脂に対する第１の黒鉛の混合比を有し、かつ、前記セパレータプレート層が、疎水性樹脂に対する第２の異なる黒鉛の混合比を有することを特徴とする、請求項１６に記載のアッセンブリ。
【請求項１８】
前記流域層の両方が非多孔性かつ疎水性であることを特徴とする、請求項１６に記載のアッセンブリ。
【請求項１９】
前記アッセンブリが、前記アッセンブリの全体にわたって、前記黒鉛フレークおよび前記疎水性樹脂からなる一貫した材料組成を有することを特徴とする、請求項１８に記載のアッセンブリ。
【請求項２０】
前記層のそれぞれが、約８０％の黒鉛フレークおよび約２０％の疎水性樹脂からなることを特徴とする、請求項１９に記載のアッセンブリ。
【請求項２１】
前記黒鉛フレークが、熱精製された天然黒鉛フレークであることを特徴とする、請求項２０に記載のアッセンブリ。
【請求項２２】
前記疎水性樹脂が、２５dyne/cm未満の表面エネルギーを有することを特徴とする、請求項２０記載のアッセンブリ。
【請求項２３】
前記疎水性樹脂が、２５dyne/cm未満の表面エネルギーを有することを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項２４】
前記流域層の一方が、多孔性で、かつ黒鉛を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項２５】
前記セパレータプレート層が、約７０％〜約８０％の黒鉛フレークと、残りの割合の前記疎水性樹脂と、を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項２６】
燃料電池に使用するセパレータプレートアッセンブリを作製する方法であって、
セパレータプレート層を形成するステップと、
少なくとも１つの流域層を形成するステップと、
前記セパレータプレート層あるいは前記流域層の少なくとも一方の層が非多孔性かつ疎水性であるように、前記セパレータプレート層あるいは前記流域層の少なくとも一方を形成するために、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を用いるステップと、
前記疎水性樹脂を用いて前記流域層を前記セパレータプレート層に固定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記流域層および前記セパレータプレート層を形成するために黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を使用し、かつ、前記セパレータプレート層および前記流域層の前記疎水性樹脂を使用して前記流域層を前記セパレータプレート層に固定することを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を用いて２つの非多孔性かつ疎水性の流域層を形成し、かつ、前記流域層のそれぞれの前記疎水性樹脂を使用して、前記流域層のそれぞれを前記セパレータプレート層の互いに反対の側面に、固定することを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記流域層を形成するために前記黒鉛フレークおよび前記疎水性樹脂とを圧縮成形し、
前記流域層の前記圧縮成形された材料に隣接して前記セパレータプレート層を形成するために、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を追加して圧縮成形し、かつ、
前記セパレータプレート層を前記流域層に固定するために前記圧縮成形された材料を加熱することを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
第２の非多孔性かつ疎水性の流域層を、加熱する前の前記圧縮成形されたセパレータプレート層の上に形成するために、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を追加して圧縮成形し、かつ、
前記２つの流域層を、前記セパレータプレート層および前記流域層のそれぞれの前記疎水性樹脂を使用して、前記セパレータプレート層に固定することを含むことを特徴とする、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して燃料電池に関し、詳しくは、燃料電池用のセパレータアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池はよく知られている。適当な動作条件下で電気エネルギーを発生するために、既知の方法で燃料極および空気極が動作する。空気極および燃料極は、通常はセパレータによって分離されている。このセパレータは、導電性で電子を通すが、隣接する空気極および燃料極の電解質および反応物質を通さない。
【０００３】
従来、セパレータプレートは、１つのセルの空気極流輸送プレートと、隣りのセルの燃料極流輸送プレートと、に結合されていた。セパレータプレートは概して炭素製であったので、典型的な結合法は、フルオロカーボンを含んでいた。従来の流域プレートは炭素−炭素複合体から作られていた。ほとんどの構成において、流域プレートは多孔性かつ親水性であるため、これらプレートは、内部に過剰な電解質を既知の方法で貯蔵できる電解質貯蔵プレートとして機能する。
【０００４】
このような構成に関連した欠点が確認されている。米国特許第５，５５８，９５５号には、１つの改良が示されており、本質的に非多孔性かつ疎水性の空気極流域プレートが紹介されている。この文書に開示された構成は、炭素セパレータプレートの両側における従来の炭素−炭素流域プレートに対する改良を示している。
【０００５】
当業者等は、改良に改良を重ねている。例えば、セパレータプレートアッセンブリのコストを削減できれば好都合となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の構成における欠点や欠陥を排除したアッセンブリを使って、コストを削減できる改良したセパレータプレートアッセンブリを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
燃料電池に使用される例示的なセパレータプレートアッセンブリは、セパレータプレート層を含む。第１の非多孔性かつ疎水性の流域層は、第１の流域層をセパレータプレート層の第１の側面に固定する疎水性樹脂を含む。第２の非多孔性かつ疎水性の流域層は、第２の流域層をセパレータプレートの第２の側面に固定する疎水性樹脂を含む。
【０００８】
一例において、第１および第２の流域層は、天然黒鉛フレークおよび疎水性樹脂からなる。
【０００９】
一例において、セパレータプレート層は、黒鉛および疎水性樹脂からなる。この例では、セパレータプレート層の疎水性樹脂は、２つの流域層をセパレータプレート層の互いに反対側に固定もする。
【００１０】
他の例において、セパレータプレートは炭素セパレータプレートである。
【００１１】
燃料電池に使用される他の例示的なセパレータプレートアッセンブリは、黒鉛および疎水性樹脂からなるセパレータプレート層を含む。第１および第２の流域層は、少なくともセパレータプレート層の疎水性樹脂により、セパレータプレート層の互いに反対の側面に固定される。一例において、流域層の少なくとも一方は黒鉛および疎水性樹脂からなる。他の例では、流域層の少なくとも一方は多孔性の黒鉛である。別の例では、両方の流域層が黒鉛および疎水性樹脂からなる。
【００１２】
別の例において、セパレータプレートアッセンブリは、アッセンブリ全体にわたって一貫した材料組成を有するモノリシック構造体である。そのような例では、セパレータプレート層と流域層との間に材料による境界がない。
【００１３】
燃料電池に使用されるセパレータプレートアッセンブリの例示的な作製方法の例は、セパレータプレート層を形成することを含む。少なくとも一つの非多孔性かつ疎水性の流域層は、黒鉛および疎水性樹脂を用いて作られる。例示的な方法は、少なくとも流域層の疎水性樹脂を用いて、流域層をセパレータプレート層に固定する。
【００１４】
一例において、セパレータプレート層の形成には、黒鉛および疎水性樹脂を用いる。そのような例においては、セパレータプレート層の疎水性樹脂と、流域層の疎水性樹脂とが、共に２つの層を固定する。
【００１５】
本発明の様々な特徴ならびに利点は、以下の最良の形態の詳細な説明から当業者等には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、燃料電池に有用なセパレータプレートアッセンブリ２０を示している。例示のセパレータプレートアッセンブリ２０は、セパレータプレート層２２を含む。第１の流域層２４は、セパレータプレート層２２の片側に固定される。第２の流域層２６は、セパレータプレート層２２の反対の側面に面して固定される。
【００１７】
各流域層２４，２６は、既知の方法で流域層へ切削加工または形成加工されたフローチャネルを備える。第１の流域層２４は、複数のフローチャネル２８を備え、第２の流域層２６は複数のチャネル３０を備える。図１から観てとれるように、チャネルは互いに垂直に配置することが好ましい。
【００１８】
セパレータプレートアッセンブリ２０の異なる複数の層を形成するために選択する材料は、特定の状況における必要を満たすように変えて良い。いくつかの独自の組み合わせを本発明の実施態様として開示する。
【００１９】
一例において、セパレータプレート層２２は、黒鉛と疎水性樹脂からなる。また、一例において、黒鉛は天然黒鉛フレークからなり、疎水性樹脂はフルオロカーボンからなる。一例における天然黒鉛フレークは、黒鉛の腐食を最小限にするために、米国イリノイ州シカゴ所在のSuperior Graphite Company社から入手したgrade SGC 2900などの熱精製されたものである。一例におけるフルオロカーボン樹脂は、デュポン社から調達可能であり、商品名エフ・イー・ピーテフロンFEP TEFLONで販売されている。PFA TEFLONも適している。
【００２０】
例示的なセパレータプレート層２２は、７０％〜８０％の黒鉛フレークと、残りの割合の疎水性樹脂と、からなる。好ましい例は、２５％の疎水性樹脂および７５％の黒鉛を含む。
【００２１】
セパレータプレート層２２を作製するために黒鉛と疎水性樹脂を用いることで有利な点の１つは、セパレータプレート層２２内の疎水性樹脂を用いて、１つまたは複数の流域層２４，２６をセパレータプレート層２２に固定することができることである。このような構成は、製造工程で、各層の間の中間膜を排除し、材料および労力の観点からコストを節約できる。
【００２２】
他の例示的なセパレータプレートアッセンブリは、黒鉛および疎水性樹脂から形成されたセパレータプレート層２２とを含む。流域層２４，２６の少なくとも一方は、黒鉛および疎水性樹脂からなる。セパレータプレート層に対して、異なる混合割合の黒鉛および疎水性樹脂が流域層に用いられる。一例において、流域層２４は、約１１％のFEP TEFLON疎水性樹脂および８９％の黒鉛フレークからなる。この例におけるセパレータプレート層２２は、７５％の黒鉛および２５％のFEP TEFLONからなる。
【００２３】
他の例において、流域層の一方が多孔性の黒鉛を含む。一例において、セパレータプレート層２２は７５％の黒鉛と２５％の樹脂からなり、流域層２６は８９％の黒鉛を含み、流域層２４は多孔性黒鉛を含む。
【００２４】
セパレータプレート層を通過する水素の拡散速度を充分に低くするために、さらに高濃度の疎水性樹脂をセパレータプレート層２２に用いることが望ましい。さらに、セパレータプレート層２２に疎水性樹脂を充分に含むことにより、セパレータプレートを通過する酸の移動速度が充分に低くなる。本発明の実施態様によって設計されたセパレータプレート層により、従来の構成と比較して、特有の低い酸移動速度が得られる。
【００２５】
一例において、両方の流域層２４，２６は、黒鉛および疎水性樹脂を使用して形成される。このような構成で、各層の疎水性樹脂が、層を対応する隣接層に結合するために用いられる。すなわち、層を隣の層に固定するために少なくとも一方の層の疎水性樹脂を用いることで、異なる層を互いに固定するための、分離膜、樹脂、あるいは接着剤を使用する必要がなくなる。
【００２６】
一例において、セパレータプレート層２２は、黒鉛と疎水性樹脂も含む。この疎水性樹脂は、燃料電池の動作環境に応じて化学的かつ物理的に変性し、２５dyne/cm未満の表面エネルギーを有する種々の熱可塑性樹脂であってよい。
【００２７】
一例のアッセンブリは、デュポン社から調達可能な、約１５％〜約３０％のTEFLON FEOTE9050を含むセパレータプレート層２２を含む。Superior Graphite Company社から調達可能な、熱精製された黒鉛フレークグレード#2901Cが、セパレータプレート層２２の組成の残りの割合を補完する。好ましい一例では、約２５％のTEFLON FEP疎水性樹脂を、約７５％の黒鉛フレークと共に用いる。この好ましい組成は、４．２ＢＴＵ/hr/ft/°Ｆの熱伝導率と、１００Ａ/ft2（ＡＳＦ）の電流密度で厚さ１ミリ当たり０．０５５mＶだけ電圧降下する電気抵抗と、約２〜３％の多孔率と、中央値が０．００５μmの孔径と、約３５dyne/cmの表面エネルギーと、約５〜１０ppm/°Ｆの熱膨張係数と、４００°Ｆで１００％のＨ3ＰＯ4に１００分間だけ発生する１１５０mＶで約０．５μＡ/mgの腐食電流と、を提供する。
【００２８】
他の例において、２つの流域層２４，２６はそれぞれ黒鉛および疎水性樹脂を含む。セパレータプレート層２２は炭素を含み、従来のセパレータプレート層と同様に形成される。
【００２９】
他の例示的なセパレータプレートアッセンブリ２０は、流域層２４，２６とセパレータプレート層２２とが均一な組成を有し、かつ、セパレータプレートアッセンブリ中に分離帯がないモノリシック構造を含む。すなわち、この例におけるセパレータプレートアッセンブリ２０は、アッセンブリ全体にわたって一貫した材料組成を有し、層２２，２４，２６の間に材料による、つまり物理的な境界が存在しない。
【００３０】
例示のセパレータプレートアッセンブリ２０は、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂からなる。一例において、モノリシックセパレータプレートアッセンブリ２０は、約１５〜２５％の疎水性樹脂と、これを補完する黒鉛フレークとからなる。好ましい組成の１つは、２０％の疎水性樹脂と、これを補完する熱精製された黒鉛フレークと、である。
【００３１】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、そのようなセパレータプレートアッセンブリの例示的な作製方法は、アッセンブリの様々な層を形成するために、モールドキャビティ４２および協働するプランジャ４４とを有する型４０を使用する。図２Ａに概略を示すように、流域層２６を形成するために、適量の選択された材料混合物を型４０に堆積させてプレフォーム(preform)することができる。考察に用いる例示的な方法は、セパレータプレートアッセンブリの３層すべてに黒鉛および疎水性樹脂を使用する。この例では、黒鉛および疎水性樹脂の適当な混合物がモールドキャビティ４２に配置される。モールドプランジャ４４は、２，０００psiなどの適当な圧力で混合物を圧縮する。
【００３２】
図２Ｂに概略を示すように、圧縮された材料の上に、材料層を構築して流域層２６の圧縮セパレータプレート層２２を形成するために、黒鉛と疎水性樹脂の混合物を堆積させる。セパレータプレート層２２の黒鉛と樹脂混合物の比率は、上述したような利点を有する気体分散速度および酸移動速度を得るために、さらに多量の疎水性樹脂を含むことが好ましい。セパレータプレート層２２の材料が、モールドキャビティ４２内へ分配されてから、プランジャ４４が２，０００psiなどの適当な圧力で、この層および流域層２６を圧縮して、両方の層を圧縮成形する。
【００３３】
図２Ｃに概略を示すように、黒鉛と疎水性樹脂混合物の層を、圧縮成形した材料層に隣接してモールドキャビティ４２内に堆積させ、セパレータプレート層２２を構築する。図示された例における流域層２４は、セパレータプレート層２２の圧縮された材料の上に堆積される。プランジャ４４が、３つの層すべてを２，０００psiなどの適当な圧力で圧縮成形する。
【００３４】
すべての層を所望の構成に互いに隣接させて圧縮成形させた後、アッセンブリ全体を、一例では７５０psiの圧力で約６５０°Ｆまで約２０分間加熱する。その後、アッセンブリ全体を同じ圧力で４００°Ｆより低い温度まで冷却する。さらに低圧（すなわち、７５０psi未満）で環境温度まで冷却を続けてもよい。アッセンブリを６５０°Ｆまで加熱することにより、疎水性樹脂を溶融させ、黒鉛粒子間の空隙へ流し込むことができる。このことが、層の多孔率を最小化する。層を４００°Ｆまで冷却すると、溶融した樹脂が固化するので、黒鉛粒子と層とが結合される。
【００３５】
その後アッセンブリ全体を、モールドキャビティ４２から取り外すことができ、さらにアッセンブリの外側表面のほとんどに用いられた剥離膜をすべて除去することができる。その後、流域チャネルを既知の方法で流域層に切削加工または形成加工することができる。
【００３６】
セパレータプレート層２２のみが黒鉛と疎水性樹脂とからなる例においては、流域層をプレフォームして、セパレータプレート層２２の材料をモールドキャビティ内へ堆積した後にのみ上述の圧縮成形を必要とすることがある。
【００３７】
他の実施例においては、室温での圧縮成形を用いることなく、層２６，２２，２４の粉末を続けて型へ充填する。
【００３８】
流域層の一方のみが黒鉛および疎水性樹脂からなる例においては、図２Ｂに概略を示した工程が完了した後に、例えば、サブアッセンブリを供給するために上述の加熱工程を用いることができ、その後このサブアッセンブリは既知の技術を用いて他方の流域層に固定することができる。
【００３９】
別の実施例では、セパレータプレートアッセンブリ２０を、既知の方法で動作する連続ベルトプレス機を用いて圧縮する。
【００４０】
非多孔性かつ疎水性の流域層をセパレータプレート層の互いに反対の側面に設けて、これらの流域層をセパレータプレート層に固定するために疎水性樹脂の流域層を用いることにより、上述の改良した構成が得られる。このような構成で使用することで、性能の向上およびコストの節約が可能である。加えて、黒鉛と疎水性樹脂とからなるセパレータプレート層を利用することが、性能の向上およびコストの節約をもたらす。特定の状況の必要を満たすために、１つまたは複数のこのような層を組み合わせて使用してもよい。本開示の恩恵を受ける当業者等であれば、それぞれの状況に最良であるのはどの組み合わせかを決めることができるであろう。
【００４１】
前述の説明は例示的なものであり、性質を限定するものではない。当業者等には、本発明の本質から逸脱しない開示例の変更ならびに修正が明らかであろう。本発明に与えられる法律的な保護の範囲は、特許請求項の範囲を検討することによってのみ決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施態様によって設計されたセパレータプレートアッセンブリ例の斜視図。
【図２Ａ】本発明の実施態様によって設計されたセパレータプレートアッセンブリの作成方法例の概略図。
【図２Ｂ】本発明の実施態様によって設計されたセパレータプレートアッセンブリの作成方法例を概略図。
【図２Ｃ】本発明の実施態様によって設計されたセパレータプレートアッセンブリの作成方法例の概略図。
【図１】
2008525982.tif 000003
【図２Ａ】
2008525982.tif 000004
【図２Ｂ】
2008525982.tif 000005
【図２Ｃ】
2008525982.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月30日(2006.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に使用するセパレータプレートアッセンブリ（２０）であって、
セパレータプレート層（２２）と、
そのセパレータプレート層（２２）の第１の側面に隣接する第１の非多孔性かつ疎水性の流域層（２４）と、
そのセパレータプレート層（２２）の第２の側面に隣接する第２の非多孔性かつ疎水性の流域層（２６）と、
を備えるセパレータプレートアッセンブリ。
【請求項２】
前記第１および第２の流域層（２４，２６）が、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアッセンブリ。
【請求項３】
前記黒鉛が、天然黒鉛フレークを含むことを特徴とする、請求項２に記載のアッセンブリ。
【請求項４】
前記黒鉛が、熱精製された天然黒鉛フレークを含むことを特徴とする、請求項３に記載のアッセンブリ。
【請求項５】
前記セパレータプレート層（２２）が、炭素セパレータプレートを含むことを特徴とする、請求項４に記載のアッセンブリ。
【請求項６】
前記セパレータプレート層（２２）が黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むことを特徴とする、請求項２に記載のアッセンブリ。
【請求項７】
前記疎水性が、２５dyne/cm未満の表面エネルギーを有することを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項８】
前記セパレータプレート層（２２）の黒鉛が、熱精製された天然黒鉛フレークを含むことを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項９】
前記第１および第２の流域層（２４，２６）が、疎水性樹脂に対する第１の黒鉛フレークの混合比を有し、前記セパレータプレート層（２２）が、疎水性樹脂に対する第２の異なる黒鉛フレークの混合比を有することを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項１０】
前記セパレータプレート層（２２）が、約７０％〜約８０％の黒鉛フレークと、補完する割合の疎水性樹脂と、を含むことを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項１１】
前記アッセンブリが、前記アッセンブリ全体にわたって前記黒鉛フレークおよび前記疎水性樹脂を含む一貫した材料組成を有することを特徴とする、請求項６に記載のアッセンブリ。
【請求項１２】
前記層のそれぞれが、約８０％の黒鉛フレークおよび約２０％の疎水性樹脂からなることを特徴とする、請求項１１に記載のアッセンブリ。
【請求項１３】
前記疎水性樹脂が、前記流域層（２４，２６）を前記セパレータプレート層（２２）に固定することを特徴とする、請求項２に記載のアッセンブリ。
【請求項１４】
燃料電池に使用するセパレータプレートアッセンブリ（２０）であって、
黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むセパレータプレート層（２２）と、
前記セパレータプレート層（２２）の両側に互いに隣接する第１および第２流域層（２４，２６）と、を含むことを特徴とする、セパレータプレートアッセンブリ（２０）。
【請求項１５】
前記流域層（２４，２６）が、前記セパレータプレート層（２２）の少なくとも前記疎水性樹脂によって前記セパレータプレート層（２２）に固定されることを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項１６】
前記第１および第２の流域層（２４，２６）の少なくとも一方が、非多孔性かつ疎水性であり、かつ黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの流域層（２４，２６）が、疎水性樹脂に対する第１の黒鉛の混合比を有し、かつ、前記セパレータプレート層（２２）が、疎水性樹脂に対する第２の異なる黒鉛の混合比を有することを特徴とする、請求項１６に記載のアッセンブリ。
【請求項１８】
前記流域層（２４，２６）の両方が非多孔性かつ疎水性であることを特徴とする、請求項１６に記載のアッセンブリ。
【請求項１９】
前記アッセンブリが、前記アッセンブリの全体にわたって、前記黒鉛フレークおよび前記疎水性樹脂からなる一貫した材料組成を有することを特徴とする、請求項１８に記載のアッセンブリ。
【請求項２０】
前記層のそれぞれが、約８０％の黒鉛フレークおよび約２０％の疎水性樹脂からなることを特徴とする、請求項１９に記載のアッセンブリ。
【請求項２１】
前記黒鉛フレークが、熱精製された天然黒鉛フレークであることを特徴とする、請求項２０に記載のアッセンブリ。
【請求項２２】
前記疎水性樹脂が、２５dyne/cm未満の表面エネルギーを有することを特徴とする、請求項２０記載のアッセンブリ。
【請求項２３】
前記疎水性樹脂が、２５dyne/cm未満の表面エネルギーを有することを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項２４】
前記流域層（２４，２６）の一方が、多孔性で、かつ黒鉛を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項２５】
前記セパレータプレート層（２２）が、約７０％〜約８０％の黒鉛フレークと、残りの割合の前記疎水性樹脂と、を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のアッセンブリ。
【請求項２６】
燃料電池に使用するセパレータプレートアッセンブリ（２０）を作製する方法であって、
セパレータプレート層（２２）を形成するステップと、
少なくとも１つの流域層（２４，２６）を形成するステップと、
前記セパレータプレート層（２２）あるいは前記流域層（２４，２６）の少なくとも一方の層が非多孔性かつ疎水性であるように、前記セパレータプレート層あるいは前記流域層の少なくとも一方を形成するために、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を用いるステップと、
前記疎水性樹脂を用いて前記流域層（２４，２６）を前記セパレータプレート層（２２）に固定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記流域層（２４，２６）および前記セパレータプレート層（２２）を形成するために黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を使用し、かつ、前記セパレータプレート層および前記流域層（２４，２６）の前記疎水性樹脂を使用して前記流域層（２４，２６）を前記セパレータプレート層（２２）に固定することを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を用いて２つの非多孔性かつ疎水性の流域層（２４，２６）を形成し、かつ、前記流域層（２４，２６）のそれぞれの前記疎水性樹脂を使用して、前記流域層（２４，２６）のそれぞれを前記セパレータプレート層（２２）の互いに反対の側面に、固定することを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記流域層（２４，２６）を形成するために前記黒鉛フレークおよび前記疎水性樹脂とを圧縮成形し、
前記流域層（２４，２６）の前記圧縮成形された材料に隣接して前記セパレータプレート層（２２）を形成するために、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を追加して圧縮成形し、かつ、
前記セパレータプレート層（２２）を前記流域層（２４，２６）に固定するために前記圧縮成形された材料を加熱することを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
第２の非多孔性かつ疎水性の流域層（２４，２６）を、加熱する前の前記圧縮成形されたセパレータプレート層（２２）の上に形成するために、黒鉛フレークおよび疎水性樹脂を追加して圧縮成形し、かつ、
前記２つの流域層（２４，２６）を、前記セパレータプレート層および前記流域層（２４，２６）のそれぞれの前記疎水性樹脂を使用して、前記セパレータプレート層（２２）に固定することを含むことを特徴とする、請求項２９に記載の方法。
【国際調査報告】
2008525982.tif 000007