(57)【要約】【課題】耐食性に優れ、かつ接触抵抗が低く、さらに生産性に優れたＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用のセパレータを製造することができる燃料電池用セパレータの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の燃料電池用セパレータ１の製造方法は、ＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板２の表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路１１を形成するための凹部を形成する凹部形成工程Ｓ１と、前記凹部を形成した基板２の表面に、電気めっきにより、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層３を少なくとも１層形成するめっき層形成工程Ｓ２と、前記めっき層形成工程Ｓ２で前記めっき層３が形成された基板２を、３００〜８００℃の熱処理温度で熱処理する熱処理工程Ｓ３と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板の表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路を形成するための凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を形成した前記基板の表面に、電気めっきにより、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層を少なくとも１層形成するめっき層形成工程と、
前記めっき層形成工程で前記めっき層が形成された基板を、３００〜８００℃の熱処理温度で熱処理する熱処理工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項２】
ＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板の表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路を形成するための凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を形成した前記基板の表面に、電気めっきにより、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層を少なくとも１層形成するめっき層形成工程と、
前記めっき層形成工程で前記めっき層が形成された基板を、３００〜８００℃の熱処理温度で熱処理して、前記基板の表面の前記めっき層によるめっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜を形成する熱処理工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池用セパレータの製造方法によって製造されたことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路を形成するための凹部が形成されたＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板の表面に、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層と、前記基板の表面の前記めっき層によるめっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜が形成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記めっき層と、前記基板との界面に存在する結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜の厚さが１０ｎｍ以下であり、かつ、前記基板の表面の前記めっき層によるめっきが存在しない部位に形成された結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜の厚さが１０〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
加速電圧２０ｋＶ、倍率５０倍の条件におけるＳＥＭ／ＥＤＸ分析を行った場合の前記Ａｕおよび／またはＰｔの析出量が０．１〜５．０ａｔ％であることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータを用いたことを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、携帯電話やパソコンなどの携帯機器、家庭用燃料電池、燃料電池自動車などに用いられる固体高分子型燃料電池用のＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータの製造方法、燃料電池用セパレータおよび燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池は、地球環境問題やエネルギ問題を解決するエネルギ源として期待されている。
特に、固体高分子型燃料電池は、低い温度で動作可能であることや小型化・軽量化が可能であることから、家庭用コジェネレーションシステムや携帯機器用の電源、燃料電池自動車への適用が検討されている。
【０００３】
ここで、一般的な固体高分子型燃料電池は、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで挟んだものを単一セルとして、セパレータ（あるいは、バイポーラプレート）と呼ばれる電極を介して単一セルを複数個重ね合わせて構成される。
【０００４】
このセパレータは、接触抵抗が低く、この低い接触抵抗が燃料電池の使用中に長期間維持されるという特性が要求される。そのため、従来、セパレータの材料としては、加工性および強度の面も合わせて、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル合金、チタン合金等の金属材料の適用が検討されている。
【０００５】
しかし、これらの金属材料は、燃料電池用セパレータとして使用する際に、その表面に形成される酸化皮膜（不動態皮膜）等により、導電性が著しく劣化する傾向がある。このため、使用当初の接触抵抗が低くても、この低い接触抵抗を、使用中に長期間維持することができず、接触抵抗が経時的に上昇して電流損失を招いてしまうという問題がある。また、腐食により金属材料から溶出する金属イオンにより、電解質膜を劣化させる等の問題もある。
【０００６】
このような問題に対して、接触抵抗の上昇を抑制して導電性を維持させようとする技術が従来から提案されている。
例えば、ステンレス鋼やＴｉ等の金属製のセパレータの表面に金をめっきしたもの（例えば、特許文献１参照）、ステンレス鋼やＴｉ等のセパレータの表面に、表面の酸化皮膜（不動態皮膜）を除去した後、貴金属または貴金属の合金をイオン蒸着やめっきにより付着させたもの（例えば、特許文献２参照）、Ｔｉのセパレータの表面に、表面の酸化皮膜（不動態皮膜）を除去した後、島状に金めっきしたもの（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２２８９１４号公報
【特許文献２】特開２００１−６７１３号公報
【特許文献３】特開２００６−９７０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された発明は、表面の不動態皮膜を除去しないと金の密着性が悪くなるだけでなく、この不動態皮膜によって接触抵抗が高くなってしまう（すなわち、導電性が低くなる）。そのため、表面活性化工程を行うことで不動態皮膜を除去しているが、めっき工程の前に行う洗浄工程で不動態皮膜が形成されるため、十分な密着性を得ることができないという欠点や接触抵抗を低くすることができないという欠点がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載された発明は、ステンレス鋼やＴｉの表面を機械的に研磨しながら貴金属であるＰｔを腐食反応により析出させる処理を行っている。かかる処理を行うと、不動態皮膜が除去された部分にＰｔが析出するため接触抵抗は低下する（すなわち、導電性が高くなる）ものの、ピンホール（基板が部分的に表面に表れた箇所をいう）が形成されるなど、緻密な貴金属層が形成されないために、燃料電池のような酸性雰囲気での使用によって当該ピンホールからステンレス鋼やＴｉが溶出し、燃料電池の発電特性が劣化するという欠点がある。また、貴金属をめっきしたガラスビーズでブラスト処理する方法も提示されているが、セパレータは高い寸法精度が要求されるため、ブラスト処理によって発生し得る変形で使用することが困難になるという欠点がある。
【０００９】
特許文献３に記載された発明は、金めっきの密着性と導電性を上げるために、Ｔｉの表面の不動態皮膜を除去してから島状の金めっきをしているが、非めっき部に形成される不動態皮膜は、耐食性が不十分であり、酸性雰囲気下に長時間曝されると、時間とともに不動態皮膜が肥厚して導電性が劣化する、または、ピンホール等めっきの欠陥が発生した部分の非めっき部分より金属溶出が起こり、金めっき部分が脱落する等の恐れがある。
【００１０】
なお、めっき以外にも、スパッタリング法や真空蒸着法、イオンプレーティング法などの気相成膜法によって、ステンレス鋼やＴｉの基板上に貴金属膜を形成して高い耐食性を備えさせる方法がある。
このような方法においては、貴金属層の密着性を上げるために、貴金属層を形成する前に低ガス圧のアルゴンガス雰囲気下で、基板にアルゴンイオンビームを照射したり、基板に負のバイアスを印加することによりアルゴンプラズマを発生させてアルゴンイオンを基板に衝突させたりすることによって、基板の表面の汚れや不動態皮膜などを除去した後に貴金属層を形成するのが一般的である。この方法によれば、不動態皮膜が除去されるため、十分低い接触抵抗を得ることができる。しかしながら、このような方法で不動態皮膜を除去するのは時間がかかるため、生産性が低下するという欠点がある。
【００１１】
本発明の課題は、耐食性に優れ、かつ接触抵抗が低く、さらに生産性に優れたＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用のセパレータを製造することができる燃料電池用セパレータの製造方法を提供すること、これによって製造された燃料電池用セパレータ、および当該燃料電池用セパレータを用いた燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するため、本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法は、凹部形成工程と、めっき層形成工程と、熱処理工程と、を含むことを特徴としている。
このように、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、凹部形成工程によって、ＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板の表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路を形成するための凹部を形成し、めっき層形成工程によって、前記凹部を形成した前記基板の表面に、電気めっきにより、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層を少なくとも１層形成する。そして、熱処理工程によって、かかるめっき層を形成した基板を３００〜８００℃の熱処理温度で熱処理することで、めっき層と基板との界面に存在する非晶質である不動態皮膜中の酸素の一部が、ＴｉもしくはＴｉ合金製の基板中に拡散して、不動態皮膜が薄膜化する。または、不動態皮膜の膜構造が消失し、めっき層を構成する金属の元素と基板のＴｉとを相互に拡散させた拡散層を形成する。このような不動態皮膜の薄膜化もしくは消失により、導電性が高まる。
したがって、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、複雑な工程を行うことなく、電気めっきによるめっき層形成工程後に熱処理工程を行うだけで、耐食性に優れ、かつ接触抵抗の低い燃料電池用セパレータを容易に生産性良く製造することができる。
【００１３】
本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、凹部形成工程によって、ＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板の表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路を形成するための凹部を形成し、めっき層形成工程によって、前記凹部を形成した前記基板の表面に、電気めっきにより、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層を少なくとも１層形成する。そして、熱処理工程によって、かかるめっき層を形成した基板を３００〜８００℃の熱処理温度で熱処理することで、めっき層と基板との界面に存在する非晶質である不動態皮膜中の酸素の一部が、ＴｉもしくはＴｉ合金製の基板中に拡散して、不動態皮膜が薄膜化する。または、不動態皮膜の膜構造が消失し、めっき層を構成する金属の元素と基板のＴｉとを相互に拡散させた拡散層を形成する。また、ピンホール等めっきの欠陥が発生しためっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜を形成させることで、基板の表面のめっきが存在しない部位の耐食性が向上する。このような不動態皮膜の薄膜化もしくは消失により、導電性が高まるとともに、基板表面のめっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜を形成することで耐食性が高まる。
したがって、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、複雑な工程を行うことなく、電気めっきによるめっき層形成工程後に熱処理工程を行うだけで、耐食性にさらに優れ、かつ接触抵抗の低い燃料電池用セパレータを容易に生産性良く製造することができる。
【００１４】
また、前記した課題を解決するため、本発明に係る燃料電池用セパレータは、前記した燃料電池用セパレータの製造方法によって製造されたことを特徴としている。
このように、本発明の燃料電池用セパレータは、前記した製造方法によって製造することで、耐食性、導電性が高まる。
【００１５】
本発明に係る燃料電池用セパレータは、表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路を形成するための凹部が形成されたＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板の表面に、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層と、前記基板表面のめっきの欠陥が発生しためっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜が形成されていることを特徴としている。
このように、本発明の燃料電池用セパレータは、めっき層を形成することで導電性が高まり、基板表面のめっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜を形成することで耐食性が高まる。
【００１６】
本発明に係る燃料電池用セパレータは、前記めっき層と、前記基板との界面に存在する結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜の厚さが１０ｎｍ以下であり、かつ、めっきが存在しない部位に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜の厚さが１０〜１００ｎｍであることが好ましい。
このように、本発明の燃料電池用セパレータは、めっき層と、基板との界面に存在する結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜の厚さを所定以下に規定することによって、導電性が高まる。また、めっきが存在しない部位に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜の厚さを所定範囲に規定することによって、耐食性が高まる。
【００１７】
本発明に係る燃料電池用セパレータは、加速電圧２０ｋＶ、倍率５０倍の条件におけるＳＥＭ／ＥＤＸ分析を行った場合のＡｕおよび／またはＰｔの析出量が０．１〜５．０ａｔ％であることが好ましい。
本発明の燃料電池用セパレータは、所定条件におけるＳＥＭ／ＥＤＸ分析を行った場合のＡｕおよび／またはＰｔの析出量を所定範囲に規定することによって、めっき層と基板との界面に存在する結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜が厚くなりにくく、導電性が高まる。
【００１８】
そして、本発明に係る燃料電池は、前記した燃料電池用セパレータを用いるのが好ましい。本発明の燃料電池は、前記した燃料電池用セパレータを用いているので、耐食性に優れ、かつ接触抵抗が低く、さらに生産性に優れている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法は、耐食性に優れ、かつ接触抵抗が低く、さらに生産性に優れたＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用のセパレータを製造することができる。
また、本発明に係る燃料電池用セパレータは、耐食性に優れ、かつ接触抵抗が低く、さらに生産性に優れる。
そして、本発明に係る燃料電池は、耐食性に優れ、かつ接触抵抗が低く、さらに生産性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法、燃料電池用セパレータおよび燃料電池を実施するための最良の形態について適宜図面を参照して説明する。参照する図面において図１は、本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の工程を説明するフローチャートである。図２は、本発明に係る燃料電池用セパレータの断面図である。図３は、接触抵抗の測定方法を説明する説明図である。図４は、基板の表面に形成したガス流路の形状の一例を示す図である。図５は、本発明の燃料電池用セパレータを用いた燃料電池の一部を展開した様子を示す図である。
なお、参照する図面において、符号Ｓ１は、凹部形成工程を示し、符号Ｓ２は、めっき層形成工程を示し、符号Ｓ３は、熱処理工程を示し、符号１は、燃料電池用セパレータを示し、符号２は、基板を示し、符号３は、めっき層を示し、符号４ａ、４ｂは、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜を示し、符号５は、非めっき部分を示し、符号１０は、単セルを示し、符号１１は、ガス流路を示し、符号１２は、ガス拡散層を示し、符号１３は、固体高分子膜を示し、符号２０は、燃料電池を示す。
【００２１】
まず、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法について説明する。
図１に示すように、本発明の燃料電池用セパレータ１の製造方法は、凹部形成工程Ｓ１と、めっき層形成工程Ｓ２と、熱処理工程Ｓ３と、を含んでなる。
【００２２】
凹部形成工程Ｓ１は、ＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板２の表面の少なくとも一部に、水素ガスや空気などのガスを流通させるガス流路１１（図４、図５参照）を形成するための凹部を形成する。ここで、基板２の表面とは、基板２の外側をなす面をいい、いわゆる表面、裏面、側面が含まれる。
ここで、基板２の表面の少なくとも一部にガス流路を形成するための装置は、特に限定されるものではなく、所定の目的を果たすことのできる従来公知の装置を適宜に用いることができる。
【００２３】
めっき層形成工程Ｓ２は、凹部を形成したＴｉまたはＴｉ合金製の基板２の表面（基板２の表面全体または表面の少なくとも一部）に、電気めっきにより、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層を少なくとも１層形成する。
【００２４】
基板２としては、ＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種〜４種の純Ｔｉの基板や、Ｔｉ−Ａｌ、Ｔｉ−Ｔａ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−ＰｄなどのＴｉ合金の基板を挙げることができるが、コスト面、加工性の面より、ＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種または２種の純Ｔｉやα合金を使用するのが好ましい。しかし、本発明において用いることのできる基板２としては、これらに限定されることはなく、他の金属元素等を含有してなるＴｉ合金であっても好適に用いることができる。
【００２５】
Ａｕ、Ｐｔといった貴金属（Noble metal）は、酸素存在雰囲気下で熱処理をしても、その表面に酸化皮膜を形成しないため、加熱処理を大気中で行っても低い接触抵抗を示す。また、貴金属の析出量が一定以上であれば、真空熱処理、雰囲気熱処理のように、雰囲気調整を必要としないため、短時間で大量の処理ができ、生産性が高く、処理コストが安価であることも特徴である。また、これらの貴金属は、耐食性にも優れている。したがって、これらの貴金属を含んでなるめっき層を形成することによって、良好な耐食性と導電性を具備することができる。
【００２６】
めっき層形成工程Ｓ２は、電気めっき法による電気めっきによって、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層３を形成する。電気めっき法では、まず、めっき層形成工程Ｓ２の前に、所望形状、寸法に切断加工したＴｉもしくはＴｉ合金製の基板２を、必要に応じてアセトンなどの有機溶剤中で超音波洗浄等の洗浄を行うことで基板２表面を脱脂処理する。その後、フッ酸と硝酸の混合水溶液である硝フッ酸水溶液等を用いて基板２表面の不動態皮膜を除去し（不動態皮膜除去工程（不図示））、めっき層形成工程Ｓ２により、市販のめっき液を用いてＡｕおよび／またはＰｔを含むめっき層３を電気めっきにより形成させる。なお、めっき層３は、Ａｕ、Ｐｔをそれぞれ単独で含んでもよいし、ＡｕおよびＰｔを混合して含んでもよい。
また、めっき層３の層数は特に規定されるものではない。めっき層３は少なくとも１層形成させればよく、複数層形成させた多層としてもよい。
【００２７】
なお、このめっき層形成工程Ｓ２を行うに当たって、あらかじめ基板２をアセトンなどの有機溶剤を用いて超音波洗浄等の洗浄を行うと、基板２表面の汚れに起因するピンホールの形成や密着性不良を低減化することができるので好適である。
【００２８】
次に、熱処理工程Ｓ３において、めっき層形成工程Ｓ２でめっき層３が形成された基板２を、３００〜８００℃の熱処理温度で熱処理して燃料電池用セパレータ１を製造する。
【００２９】
前記したように、めっき層形成工程Ｓ２におけるめっき処理の前に、予め不動態皮膜を除去しているが、基板２は、この不動態皮膜を除去する不動態皮膜除去工程と、めっき層形成工程Ｓ２の間に空気に曝されるため、Ａｕおよび／またはＰｔを含むめっき層３が形成されている部分では、めっき層３と基板２との界面（以下、「めっき層３と基板２間」ともいう）に薄い不動態皮膜が形成されている。
なお、不動態皮膜は、熱処理前の非晶質の酸化皮膜である（以下、同じ）。
【００３０】
ここで、熱処理前のめっき層３と基板２間に形成されている不動態皮膜は、熱処理によって一部または全部が結晶化する。この結晶化の際に、めっき層３と基板２間に形成されている不動態皮膜は、酸素の供給がめっき層３によって遮断されるため、酸素がＴｉ母材中に拡散して薄くなり、かつ酸素が欠乏した酸化チタン（酸素欠乏傾斜構造を有する酸化チタン）に変化する。この結晶化した酸化チタンは、化学量論比よりも酸素が欠乏すると導電性が高くなるｎ型半導体となる。つまり、熱処理によってめっき層３と基板２間に形成されている不動態皮膜の導電性を向上させることができる。そして、さらに熱処理を続けるか、若しくは熱処理温度を高くすることにより、熱処理前の不動態皮膜や、前記のようにして形成された導電性の高い酸化チタンの層が薄膜化または消失する。また、めっき層３と基板２間に貴金属の元素とＴｉが相互に拡散した拡散層（不図示）を形成させることもできる。
【００３１】
そして、このような熱処理を行うと、不動態皮膜が残存する場合であっても、不動態皮膜上に存在していたハイドロカーボンなどの汚れが熱で分解してめっき層３内に拡散して清浄な表面となるとともに、めっき層３が当該清浄な不動態皮膜の表面および／または結晶化した結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａ（すなわち、酸素欠乏型の酸化チタン）と接触することになると考えられ、これにより結晶化した結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａと貴金属の結晶格子との整合性が良くなり、めっき層３と基板２との密着性が向上すると考えられる。
なお、さらに、高温または長時間の熱処理を行うと不動態皮膜は完全に消失し、めっき層３と基板２間にはめっき層３の元素と基板２のＴｉとが拡散した拡散層が形成される。
【００３２】
したがって、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、複雑な工程を行うことなく電気めっきによるめっき層形成工程Ｓ２後に熱処理工程Ｓ３を行うだけで、不動態皮膜が残存している場合は不動態皮膜の一部または全部を、酸素欠乏型の導電性を有する結晶化した、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａとすることができ、また、不動態皮膜が残存していない場合は、めっき層３の元素と基板２のＴｉとの拡散層を形成できるので、接触抵抗の低い燃料電池用セパレータ１を容易に生産性良く製造することができる。
【００３３】
熱処理工程Ｓ３における熱処理温度は、３００〜８００℃とする。
３００〜８００℃の熱処理を行うことにより、前記したように、めっき層３と基板２間の不動態皮膜中の酸素の一部が、ＴｉもしくはＴｉ合金製の基板２中に拡散して、不動態皮膜が薄膜化する。加熱条件によっては、不動態皮膜の膜構造が消失し、めっき層３を構成する金属の元素と基板２のＴｉとを相互に拡散させた拡散層を形成することもある。このような不動態皮膜の薄膜化もしくは消失により、導電性が高まる。
【００３４】
熱処理温度が３００℃未満では、基板２中の酸素の拡散速度が遅く、不動態皮膜の薄膜化や消失が起こりにくい。一方、８００℃を超えると、めっき層３と基板２との拡散層が形成されても、雰囲気中の酸素による酸化が促進され、この拡散層の下側（拡散層と基材２間）に結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが形成され、導電性が低下する。また、拡散層が形成されなくても、めっき層３と基板２間に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが厚くなり、導電性が低下する。
【００３５】
さらに、熱処理温度が８００℃を超えると拡散が速すぎるために貴金属元素と基板２のＴｉとが相互に拡散しすぎてしまい、めっき層３の最表面にチタンが拡散してきて熱処理雰囲気中の酸素と結びついて酸化チタン層（酸化皮膜）を形成するおそれがある。酸化皮膜が形成されると、不動態皮膜よりも耐食性が高いものの、接触抵抗が高くなるため好ましくない。熱処理温度は、より好ましくは３５０〜７５０℃であり、最も好ましくは３８０〜７３０℃である。また、このような温度範囲であっても長時間熱処理をすると表面にチタンが拡散してきて酸化皮膜を形成することがあるため、熱処理時間を熱処理温度に対して適宜調整するのが好ましい。
【００３６】
熱処理工程Ｓ３における熱処理時間は、熱処理温度にもよるが、めっき層３と基板２間に存在する不動態皮膜を結晶化して接触抵抗を低減（つまり、導電性を向上）させたり、不動態皮膜を除去または十分に薄くさせたりするため１〜６０分間とするのが好ましく、５〜５０分間とするのがより好ましい。
熱処理時間が１分間未満であると、不動態皮膜の導電性の向上や不動態皮膜の除去が十分に行えないおそれがある。そのため、接触抵抗を低くすることができない。
一方、熱処理時間が６０分間を超えると、熱処理温度やめっき層３の厚さにもよるが、貴金属元素と基板２のＴｉとが相互に拡散しすぎることがあり、最表面に酸化皮膜が形成されやすくなる。前記したように、酸化皮膜が形成されると接触抵抗が高くなる傾向があるので好ましくない。
【００３７】
電気めっき法でめっき層３を形成した基板２の熱処理は、以下に述べるように、基板２の表面のめっき層３が存在しない部位に結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂを形成させるため、大気雰囲気で行う。ここで、ＡｕやＰｔは酸化しないため、大気雰囲気で熱処理することができる。また、めっき厚が薄い場合（貴金属析出量がおよそ０．１〜０．５ａｔ％）には、真空雰囲気等の低酸素分圧で熱処理する方が好ましい。
【００３８】
ここで、めっき層形成工程Ｓ２により、めっき層３を形成しても、このめっき層３にピンホール等が生じることで、基板２の表面にめっき層３によるめっきが存在しない部位である非めっき部分５が生じる。
このような、非めっき部分５では、ＴｉもしくはＴｉ合金製の基板２が露出しているが、この部分には、前記熱処理工程Ｓ３において熱処理を行う際に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂを形成させる。一般に、Ｔｉの不動態皮膜は、アモルファス構造であるが、高温酸化により形成された結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂは、結晶性の構造を呈し、不動態皮膜よりも耐食性が高い。よって、めっき層３の貴金属粒子が基板２と結合した部分が導電パスとなり、それ以外の部分は結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂにより耐食性を発揮することで、導電性と耐食性とを両立したセパレータを提供することができる。
【００３９】
熱処理工程Ｓ３において、不動態皮膜を薄膜化もしくは消失させるとともに、非めっき部分５の基板２表面に結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂを形成させるための熱処理は、３００〜８００℃で行うのがよい。すなわち、熱処理工程Ｓ３における熱処理温度を３００〜８００℃とすることで、前記したとおり、めっき層３と基板２間に形成されている不動態皮膜を薄膜化もしくは消失させるとともに、非めっき部分５の基板２表面に結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂを形成させる。
熱処理工程Ｓ３における熱処理では、雰囲気中に酸素が存在する限り、Ｔｉは酸化されて結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂが形成されるが、熱処理温度が３００℃未満では、非めっき部分５の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂが十分な厚さに形成されないことに加え、３００℃未満では結晶化が進まず、熱処理後も非晶質のままで、耐食性の高い結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜とならないため、導電性は低下させないものの耐食性が確保されない。また、前記したとおり、不動態皮膜の薄膜化、消失が起こりにくい。一方、熱処理温度が８００℃を超えると、非めっき部分５の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂが厚くなりすぎて、導電性が低下する。また、前記したとおり、拡散層が形成された場合に、拡散層と基材２間に結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが形成され、導電性が低下し、拡散層が形成されなくても、めっき層３と基板２間に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが厚くなり、導電性が低下する。また、めっき層３の最表面にまで基板２のＴｉが拡散して、そこで酸化皮膜を形成するおそれがある。
【００４０】
次に、前記した本発明の燃料電池用セパレータの製造方法によって製造された本発明に係る燃料電池用セパレータ１について詳細に説明する。
図２に示すように、本発明に係る燃料電池用セパレータ１は、前記したように、表面の少なくとも一部にガスを流通させるガス流路１１を形成するための凹部が形成されたＴｉまたはＴｉ合金製の燃料電池用セパレータとしての基板２の表面に、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層３が形成された構成となっている。また、前記基板２の表面の前記めっき層３によるめっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂが形成された構成となっている。ここで、めっき層３と基板２間には、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが存在する場合もある。
より具体的には、本発明に係る燃料電池用セパレータ１は、基板２の表面に、電気めっきにより、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層３を少なくとも１層形成した構成となっている。また、めっき層３が形成された基板を、３００〜８００℃の熱処理温度で熱処理して、前記基板２の表面の前記めっき層３によるめっきが存在しない部位に、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂを形成した構成となっている。そして、めっき層３と基板２間には、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが存在する場合もある。
なお、電気めっき法により電気めっきを行うこと、熱処理の熱処理温度等を規定することの意義については既に詳述しているのでその説明を省略する。
また、本発明に係る燃料電池用セパレータ１は、前記した製造方法によるものでなくてもよい。
【００４１】
ここで、Ａｕおよび／またはＰｔを含むめっき層３と基板２間に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａの厚さは、１０ｎｍ以下であることが好ましい。導電性の面では、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが存在しないことが好ましいが、形成されていた場合でも、一定の厚さまでは導電性を示すことがわかっており、その膜厚は、約１０ｎｍ以下である。
したがって、めっき層３と基板２間に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａの厚さは、１０ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以下がより好ましい。
【００４２】
また、めっき層３のピンホール部分等、非めっき部分５に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂの厚さは、１０〜１００ｎｍの範囲が好ましい。非めっき部分５は、約ｐＨ２の酸性雰囲気に耐える耐食性が要求される。高温酸化により形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂの場合、一般に、不動態皮膜よりも耐食性が高いが、１０ｎｍ未満では、高温（６０〜８０℃）・酸性（ｐＨ２）といわれている燃料電池内雰囲気下での耐食性は十分ではない。また、非めっき部分５の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂが１００ｎｍを超えるような条件（高温・長時間）で熱処理すると、酸素がめっき層３と基板２界面に回りこんでめっき層３と基板２間の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが厚くなり、導電性が劣化する恐れがある。
したがって、非めっき部分５に形成される結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂは、１０〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【００４３】
結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂの膜厚制御は、加熱処理時の温度と時間を調整することによって行う。なお、めっき層３と基板２間の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａおよび非めっき部分５に形成された結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂの厚さの測定は、断面ＴＥＭ観察により行うことができる。
【００４４】
基板２表面のＡｕおよび／またはＰｔの析出量は、ＳＥＭ／ＥＤＸを用いて測定することができる。ここで、加速電圧２０ｋＶ、倍率５０倍（視野：およそ２×１．５ｍｍ）の条件においてＳＥＭ／ＥＤＸ分析を行った場合のＡｕまたはＰｔの析出量が０．１〜５．０ａｔ％であることが好ましく、１．０〜３．０ａｔ％とするのがより好ましい。
【００４５】
ここで、Ａｕおよび／またはＰｔ析出量が１．０〜５．０ａｔ％である場合、めっき層３はほぼ層状の構造となる。このような構造であるときは、加熱処理によって前記のように不動態皮膜の薄膜化または消失が起こり、良好な導電性が得られる。さらに、ピンホール部分等、基板２が露出する部分では、結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ｂが形成されるため、耐食性が向上し、酸性雰囲気下でも基板２からの金属溶出が起こらず、導電性が安定して維持される。
【００４６】
Ａｕおよび／またはＰｔ析出量が約１．０ａｔ％未満の場合、めっき層３は、基板２上にＡｕおよび／またはＰｔの貴金属粒子が島状に点在する構造となる。島状であっても一定の密度以上に貴金属粒子が存在すれば、導電性を確保することは可能である。しかしながら、Ａｕおよび／またはＰｔの析出量が０．１ａｔ％未満になると、貴金属粒子が小さく、かつ、まばらに存在するようになる。貴金属粒子が小さい場合、めっき処理後の熱処理時に貴金属粒子と基板２間に結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが回りこみ、この結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜４ａが成長しやすくなるため、導電性が確保できなくなる。
【００４７】
一方、測定されるＡｕおよび／またはＰｔの析出量の上限は特にないが、コスト面から考えて５．０ａｔ％以下とするのが好ましい。
したがって、導電性、コスト等の面から判断すると、Ａｕおよび／またはＰｔの析出量は、０．１〜５．０ａｔ％であることが好ましく、１．０〜３．０ａｔ％とするのがより好ましい。
【００４８】
次に、前記した本発明に係る燃料電池について適宜図面を参照して説明する。
図５に示すように、本発明に係る燃料電池２０は、前記した本発明に係る燃料電池用セパレータ１を用いて作製したものであり、以下のようにして作製することができる。
例えば、ＴｉまたはＴｉ合金製の基板２を所定数用意し、所定数用意した基板２を縦幅９５．２ｍｍ×横幅９５．２ｍｍ×厚さ１９ｍｍといった所定の寸法とするとともに、その基板２の表面の中央部に機械加工やエッチング等によって、例えば、溝幅０．６ｍｍ、溝深さ０．５ｍｍの凹部を形成して、図４に示すような形状のガス流路１１を形成する。
【００４９】
そして、凹部を形成した基板２をアセトンなどの有機溶剤で超音波洗浄した後に、フッ酸と硝酸の混合水溶液である硝フッ酸水溶液を用いて、基板２表面の不動態皮膜を除去する。そして、市販のめっき液を用いて、基板２上にＡｕおよび／またはＰｔを含むめっき層３を形成する。このようにしてめっき層３を形成した基板２を熱処理炉に入れ、５００℃で５分間加熱する熱処理を行い、燃料電池用セパレータ１を所定数製造する。
【００５０】
なお、このように予め多数の基板２を用意しておき、これらをまとめてめっき層３の形成および熱処理を行えば、生産性を向上させることができる。また、貴金属としてＡｕやＰｔを使用するため、真空に引く必要が無く、大気圧における酸素分圧で熱処理を行うことが可能なため、さらに生産性を向上させることができる。
【００５１】
次いで、図５に示すように、所定数製造した燃料電池用セパレータ１を、例えば、２枚用いてガス流路１１が形成された面を対面させて配置し、ガス流路１１が形成されたそれぞれの面に、ガスを膜上に均一に拡散させるためのカーボンクロスＣなどのガス拡散層１２を配置し、一方のガス拡散層１２と他方のガス拡散層１２の間に白金触媒を表面に塗布した固体高分子膜１３を挟んで単セル１０を作製する。同様にして複数作製した単セル１０を複数積層してセルスタック（不図示）とし、これに燃料電池に必要なその他の所定の部品の取り付け、および接続等を行うことにより、良好な耐食性および導電性を有する本発明に係る燃料電池（固体高分子型燃料電池）２０を作製することができる。
【００５２】
なお、燃料電池２０に用いられる固体高分子膜１３は、カソード極で生成したプロトンをアノード極へと移動する働きを有する膜であれば特に限定されることなく使用することができ、例えば、スルホン基をもったフッ素系の高分子膜を好適に用いることができる。
【００５３】
このようにして作製された燃料電池２０は、アノード極として配置された燃料電池用セパレータ１に、ガス流路１１を介して燃料ガス（例えば、純度９９．９９９％の水素ガス）を導入し、カソード極として配置された燃料電池用セパレータ１に、ガス流路１１を介して空気を導入する。このとき燃料電池２０は、全体を８０℃程度に加熱保温して、前記した水素ガスおよび空気を加温された水中を通すことにより露点温度を８０℃に調整するのが好ましい。また、燃料ガス（水素ガス）および空気は、例えば、２０２６ｈＰａ（２気圧）の圧力で導入するとよい。
【００５４】
燃料電池２０は、このようにしてアノード極に水素ガスを導入することによって、ガス拡散層１２により固体高分子膜１３に対して均一に供給され、当該固体高分子膜１３で下記式（１）の反応が生じる。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-・・・（１）
一方、燃料電池２０は、カソード極に空気を導入することによって、ガス拡散層１２により固体高分子膜１３に対して均一に供給され、当該固体高分子膜１３で下記式（２）の反応が生じる。
４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-→Ｈ2Ｏ・・・（２）
このように、固体高分子膜１３で前記式（１）、（２）の反応が起こることにより、理論的には約１．２Ｖの電圧が得られる。
【００５５】
ここで、本発明に係る燃料電池２０は、前記したように、Ａｕおよび／またはＰｔの貴金属を含んでなるめっき層３が形成された本発明に係る燃料電池用セパレータ１を用いているので、従来の金属製のセパレータを使用した燃料電池と比較して良好な耐食性および導電性を有せしめることが可能となる。
【実施例】
【００５６】
次に、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法、燃料電池用セパレータおよび燃料電池について、本発明の要件を満たす実施例と本発明の要件を満たさない比較例とを対比して具体的に説明する。
【００５７】
＜実施例Ａ＞
ＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種の純ＴｉでなるＴｉ製の基板（幅２ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１ｍｍ）をアセトンで超音波洗浄した後、この基板をフッ酸と硝酸の混合水溶液（０．５％フッ酸、４％硝酸）に室温下で５分間浸漬して、基板表面の不動態皮膜を除去した。その後、市販のＡｕめっき液またはＰｔめっき液中で、室温、電流密度６Ａ／ｄｍ２の条件で２０秒間めっき処理を行った。その後ＡｕまたはＰｔめっき層を形成させた基板を、大気中において、２５０、３００、５００、７００、８００、８５０℃で各５分間の熱処理を行った。なお、試験板９は、熱処理を行わなかった。
【００５８】
（１）これらの試験板１〜１３について、図３に示す接触抵抗測定装置３０を用いて荷重９８Ｎ（１０ｋｇｆ）で試験板の初期の接触抵抗を測定した。つまり、試験板１〜１３のそれぞれについて、その両面をカーボンクロスＣ，Ｃではさみ、さらにその外側を接触面積１ｃｍ2の銅電極３１，３１を用いて９８Ｎで加圧し、直流電流電源３２を用いて１Ａの電気を通電し、当該カーボンクロスＣ，Ｃ間に加わる電圧を電圧計３３で測定し、接触抵抗を算出した。
（２）さらに、試験板１〜１３のそれぞれを８０℃の硫酸水溶液（ｐＨ２）に１０００時間浸漬した後に、前記と同様にして再び接触抵抗を測定した。なお、（１）の初期および（２）の接触抵抗は、１５ｍΩ・ｃｍ２以下を合格とした。
【００５９】
（１）初期接触抵抗、（２）８０℃の硫酸水溶液（ｐＨ２）に１０００時間浸漬した後（硫酸浸漬１０００時間後）の接触抵抗の結果を表１に示す。
なお、表１におけるめっき層と基板間の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜厚さ、非めっき部分の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜厚さは断面ＴＥＭ観察により、７５万倍および１５０万倍の倍率にて観察して測定した。
また、Ｔｉ製の基板表面に付着している貴金属の析出量をＳＥＭ／ＥＤＸ分析にて測定した。測定条件は、加速電圧２０ｋＶ、倍率５０倍（視野２×１．５ｍｍ）で行った。なお、測定は、基板表面の５箇所で行い、それらの値の平均値を貴金属の析出量とした。
【００６０】
【表１】
2008108490.tif 000003
【００６１】
表１に示す結果から、本発明の熱処理温度範囲内で作製した試験板１〜８は、初期接触抵抗が１５ｍΩ・ｃｍ２以下であり、硫酸浸漬１０００時間後も１５ｍΩ・ｃｍ２以下の値を維持していることから、導電性と耐酸性（耐食性）に優れていることがわかった。
【００６２】
一方、熱処理を行わなかった試験板９および熱処理温度が２５０℃である試験板１０、１２は、初期接触抵抗は、４．２〜５．６ｍΩ・ｃｍ２と低いものの硫酸浸漬１０００時間後には、顕著に上昇し、５０ｍΩ・ｃｍ２以上の値となった。これは、非めっき部分の酸化チタン層が十分な厚さに形成されないことに加え、３００℃未満では結晶化が進まず、熱処理後も非晶質のままで、耐食性の高い結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜とならなかったため、初期接触抵抗は低下しなかったものの耐酸性（耐食性）が不十分であったためと考えられる。
【００６３】
また、熱処理温度が８５０℃である試験板１１、１３は、めっき層と基板間の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜および非めっき部分の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜が厚くなりすぎ、初期接触抵抗が１５ｍΩ・ｃｍ２よりも高い値となった。なお、硫酸浸漬１０００時間後の接触抵抗値の上昇は、試験板１０、１２に比べて少ないが、これは、非めっき部分の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜が厚いためと考えられる。
【００６４】
＜実施例Ｂ＞
ＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種の純ＴｉでなるＴｉ製の基板（幅２ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１ｍｍ）をアセトンで超音波洗浄した後、この基板をフッ酸と硝酸の混合水溶液（０．５％フッ酸、４％硝酸）に室温下で５分間浸漬して、基板表面の不動態皮膜を除去した。その後、市販のＡｕめっき液またはＰｔめっき液中で、室温、電流密度６Ａ／ｄｍ２の条件でめっき処理を行った。なお、基板表面のめっき量の調節は、電流密度を一定として、表２に示すように、めっき処理時間を変えることで行った。その後、ＡｕまたはＰｔめっき層を形成させた基板に大気中で５００℃×５分間の熱処理を行った。
【００６５】
（１）これらの試験板１４〜２３について、図３に示す接触抵抗測定装置３０を用いて荷重９８Ｎ（１０ｋｇｆ）で試験板の初期の接触抵抗を測定した。接触抵抗の測定方法は、＜実施例Ａ＞に準じて行った。
（２）さらに、試験板１４〜２３のそれぞれを８０℃の硫酸水溶液（ｐＨ２）に１０００時間浸漬した後に、前記と同様にして再び接触抵抗を測定した。なお、（１）の初期および（２）の接触抵抗は、１５ｍΩ・ｃｍ２以下を合格とした。
【００６６】
（１）初期接触抵抗、（２）８０℃の硫酸水溶液（ｐＨ２）に１０００時間浸漬した後（硫酸浸漬１０００時間後）の接触抵抗の結果を表２に示す。
なお、表２におけるめっき層と基板間の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜厚さ、非めっき部分の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜厚さは断面ＴＥＭ観察により、７５万倍および１５０万倍の倍率にて観察して測定した。
また、Ｔｉ製の基板表面に付着している貴金属の析出量をＳＥＭ／ＥＤＸ分析にて測定した。測定条件は、加速電圧２０ｋＶ、倍率５０倍（視野２×１．５ｍｍ）で行った。なお、測定は、基板表面の５箇所で行い、それらの値の平均値を貴金属の析出量とした。
【００６７】
【表２】
2008108490.tif 000004
【００６８】
表２に示す結果から、試験板１４〜２１は、初期接触抵抗が１５ｍΩ・ｃｍ２以下であり、８０℃の硫酸水溶液（ｐＨ２）に１０００時間浸漬した後も１５ｍΩ・ｃｍ２以下の値を維持していることから、導電性と耐酸性（耐食性）に優れていることがわかった。
【００６９】
一方、ＡｕまたはＰｔの付着量が０．１ａｔ％未満の試験板２２、２３では、５００℃×５分間の熱処理後のめっき層と基板間の結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜が厚く形成され、初期接触抵抗が１５ｍΩ・ｃｍ２よりも高い値となった。
【００７０】
＜実施例Ｃ＞
次に、＜実施例Ｃ＞では、前記したＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種の純ＴｉでなるＴｉ製の基板を用いて作製したセパレータを使用した場合における発電試験を行った。
まず、縦幅９５．２ｍｍ×横幅９５．２ｍｍ×厚さ１９ｍｍのサイズのＴｉ基板を２枚用意し、その表面の中央部に機械加工によって溝幅０．６ｍｍ、溝深さ０．５ｍｍのガス流路を図４に示す形状に作製した。そして、ガス流路を形成したＴｉ基板の面上に、＜実施例Ｂ＞と同様の方法・条件で、２０秒のめっき処理と、熱処理とを行ってセパレータを作製した。
【００７１】
そして、作製した２枚のセパレータを固体高分子型の燃料電池（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ社製、燃料電池セルＥＦＣ−０５−０１ＳＰ）に、以下のようにして組み込んで発電試験を行った。
まず、図５に示すように、作製した２枚のセパレータを、ガス流路が形成された面を対面させて配置し、ガス流路が形成されたそれぞれの面にカーボンクロスを配置し、これらのカーボンクロスの間に固体高分子膜を挟んで発電試験用の燃料電池２０を作製した。
【００７２】
前記のようにして作製した燃料電池のアノード極側に導入する燃料ガスとして純度９９．９９９％の水素ガスを用い、カソード極側に導入するガスとして空気を用いた。
燃料電池は全体を８０℃に加熱保温して、水素ガスおよび空気を、加温された水中を通すことにより露点温度を８０℃に調整して、２気圧の圧力で前記の燃料電池に導入した。
【００７３】
そして、セル性能測定用システム（スクリプナー社製８９０ＣＬ）を用いて、セパレータに流れる電流を３００ｍＡ／ｃｍ2とし１００時間発電させて電圧の変化を測定した。
その結果、ＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種の純ＴｉでなるＴｉ製の基板のセパレータの発電初期の電圧および１００時間発電させた後の電圧は、ともに０．６１Ｖであり、電圧の変化は認められなかった。
【００７４】
また、比較対象として、ＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種の純ＴｉでなるＴｉ製の基板のセパレータに換えて、従来から用いられているグラファイトセパレータ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ社製、ＦＣ−０５−ＭＰ）を配置して燃料電池を作製し、前記と同じ条件で発電試験を行った。
その結果、発電初期の電圧および１００時間発電させた後の電圧は、ともに０．６１Ｖであり、ＪＩＳ  Ｈ  ４６００に規定される１種の純ＴｉでなるＴｉ製の基板のセパレータと全く同様の結果となった。
【００７５】
以上の結果から、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法によって製造された燃料電池用セパレータは、金属製のセパレータであるにも関わらず、グラファイトセパレータと同等の性能を示すことが分かった。
【００７６】
以上、本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法、燃料電池用セパレータおよび燃料電池について最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、その権利範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈しなければならない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて広く改変・変更等することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の工程を説明するフローチャートである。
【図２】本発明に係る燃料電池用セパレータの断面図である。
【図３】接触抵抗の測定方法を説明する説明図である。
【図４】基板の表面に形成したガス流路の形状の一例を示す図である。
【図５】本発明の燃料電池用セパレータを用いた燃料電池の一部を展開した様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
Ｓ１    凹部形成工程
Ｓ２    めっき層形成工程
Ｓ３    熱処理工程
１      燃料電池用セパレータ
２      基板
３      めっき層
４ａ、４ｂ  結晶性の酸化チタンを含む酸化皮膜
５      非めっき部分
１０    単セル
１１    ガス流路
１２    ガス拡散層
１３    固体高分子膜
２０    燃料電池
【図１】
2008108490.tif 000005
【図２】
2008108490.tif 000006
【図３】
2008108490.tif 000007
【図４】
2008108490.tif 000008
【図５】
2008108490.tif 000009