(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素イオン導電性高分子電解質膜と、前記水素イオン導電性高分子膜を挟む位置に配置した一対の電極とを具備した単電池を、前記電極の一方に水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に酸素を含む酸化剤ガスを供給排出するガス流通路を形成した導電性セパレータを介して積層した高分子電解質型燃料電池において、
前記導電性セパレータを、炭素の含有量が０．０３重量％を超えず、窒素の含有量が０．１重量％以上でかつ０．３重量％以下、Ｃｒの含有量が１８．５重量％以上でかつ２３重量％以下、Ｎｉの含有量が１２重量％以上でかつ２０重量％以下、Ｍｏの含有量が１．５重量％以上でかつ８重量％以下であり、かつ、
ＴｉまたはＮｂを、｛Ｘ＋Ｙ≧８（Ｚ＋Ｗ）、但しＸ、Ｙ、Ｚ、ＷはそれぞれＴｉ、Ｎｂ、炭素、窒素の重量％を示す｝となるよう添加したオーステナイト系ステンレス鋼板で構成したことを特徴とする高分子電解質型燃料電池。
【請求項２】
ステンレス鋼板に、０．０５重量％以上でかつ０．２重量％以下のＣｕを添加したことを特徴とする請求項１に記載の高分子電解質型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポータブル電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に使用される常温作動型の高分子電解質型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高分子電解質型燃料電池は、水素などの燃料ガスと空気などの酸化ガスとを白金などの触媒層を配置したガス拡散電極によって電気化学的に反応させるもので、電気と熱とを同時に発生させるものである。このような高分子電解質燃料電池の一般的な構成を、図１に示した。
【０００３】
図１において、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜１の両面には、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする、触媒反応層２を密着して配置する。さらに触媒層２の外面には、ガス透過性と導電性を兼ね備えた、一対の拡散層３をこれに密着して配置する。この拡散層３と触媒反応層２により電極４を構成する。電極４の外側には、電極４と高分子電解質膜１とで形成した電極電解質膜接合体（以下、ＭＥＡ）５を機械的に固定するとともに、隣接するＭＥＡ同士を互いに電気的に直列に接続し、さらに電極に反応ガスを供給し、かつ反応により発生した水や余剰のガスを運び去るためのガス流路６を、一方の面に形成した導電性セパレータ板７を配置する。
【０００４】
ガス流路はセパレータ板と別に設けることもできるが、セパレータ板の表面に溝を設けてガス流路とする方式が一般的である。さらに上記のような高分子電解質型燃料電池スタックでは、セパレータ板等の構成部材との電気的接触抵抗を低減するため、また燃料ガスや酸化剤ガスのシール性を維持するため、電池スタック全体を恒常的に締め付けることが必要である。このためには、多数の単電池を一方向に積み重ねたその両端にそれぞれエンドプレートを配置し、その両エンドプレートの間を締結用部材を用いて固定し、締め付け圧を加えることが効果的である。
【０００５】
また、燃料電池は運転中に発熱するので、電池を良好な温度状態に維持するために、冷却水等の冷却媒体で冷却する必要がある。通常、１〜３セル毎に冷却媒体を流す冷却部をセパレータとセパレータとの間に挿入するが、セパレータの背面に冷却媒体流路を設けて冷却部とする場合が多い。これらのＭＥＡとセパレータおよび冷却部を交互に重ねていき、複数セル積層した後、集電板と絶縁板を介し、端板でこれを挟み、締結ボルトで両端から固定するのが一般的な積層電池の構造である。
【０００６】
このような固体高分子型燃料電池のセパレータ板は、導電性が高く、かつ供給ガスに対してガス気密性が高く、さらに燃料電池スタック内の環境に対して高い耐食性、化学的安定性を持つ必要がある。そのため従来のセパレータ板はグラッシーカーボンや膨張黒鉛などのカーボン材料で構成し、ガス流路もその表面での切削や、膨張黒鉛の場合は型による成型で作成していた。
【０００７】
しかしながら近年、従来使用されたカーボン材料に代えて、ステンレスなどの金属板を用いる試みがなされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のようにカーボン材料をセパレータ板に用いると、ガス気密性と機械的強度の保持のため、セパレータ板の薄型化に対して概ね厚さ４ｍｍを下限として限界があり、電池スタックのコンパクト化さらには車載性に関して障害となると考えられる。
【０００９】
さらに、従来のカーボン板の切削による方法では、カーボン板の材料コストと共に、これを切削するための加工コストを引き下げることが困難であり、また膨張黒鉛を用いた方法も材料コストが高く、実用化の為の障害と考えられる。セパレータ板のコンパクト化、低コスト化、高強度化に対しては、ステンレス等の金属材料でセパレータ板を構成することが非常に有効である。しかしながら金属材料を用いる方法では、長時間の運転により金属板の腐食や溶解が起こる。金属製セパレータが腐食すると、腐食部分の電気抵抗、電気的接触抵抗が増大し、電池出力が低下する。
【００１０】
また、金属性セパレータが溶解すると、溶解した金属イオンがＭＥＡに混入し、高分子電解質のイオン交換サイトにトラップされ、高分子電解質自身のイオン導電性の低下や電極反応面積の低下を引き起こし、電池出力が低下する。これらの原因により、十分な耐食性を備えない金属セパレータを用いた高分子電解質型燃料電池を長時間運転することに関して、発電効率が次第に低下するという課題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため本発明の高分子電解質型燃料電池は、水素イオン導電性高分子電解質膜と、前記水素イオン導電性高分子膜を挟む位置に配置した一対の電極とを具備した単電池を、前記電極の一方に水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に酸素を含む酸化剤ガスを供給排出するガス流通路を形成した導電性セパレータを介して積層した高分子電解質型燃料電池において、前記導電性セパレータを、炭素の含有量が０．０３重量％を超えず、窒素の含有量が０．１重量％以上でかつ０．３重量％以下、Ｃｒの含有量が１８．５重量％以上でかつ２３重量％以下、Ｎｉの含有量が１２重量％以上でかつ２０重量％以下、Ｍｏの含有量が１．５重量％以上でかつ８重量％以下であり、かつ、ＴｉまたはＮｂを、｛Ｘ＋Ｙ≧８（Ｚ＋Ｗ）、但しＸ、Ｙ、Ｚ、ＷはそれぞれＴｉ、Ｎｂ、炭素、窒素の重量％を示す｝となるよう添加したオーステナイト系ステンレス鋼板で構成したことを特徴とする。
【００１４】
このとき、ステンレス鋼板は、Ｃｒを１８．５重量％以上でかつ２３重量％以下、Ｎｉを１２重量％以上でかつ２０重量％以下、Ｍｏを１．５重量％以上でかつ８重量％以下含有したことが有効である。
【００１５】
さらに、ステンレス鋼板に、０．０５重量％以上でかつ０．２重量％以下のＣｕを添加したことが有効である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、高分子電解質型燃料電池スで、セパレータ板が曝される環境、具体的には、燃料極側における還元雰囲気、空気極側における酸化雰囲気、常温〜９０℃の運転温度、加湿や水の生成に伴う高湿度等に対して、高い導電性と、腐食や溶解を引き起こさない化学的不活性とを維持するセパレータ材料を、ステンレスの合金組成や添加元素を調整することにより見出したことにある。このステンレス材料で構成したセパレータ板を用いることで、低コストでかつコンパクト性に優れ、長時間運転しても発電効率が低下しない高分子電解質型燃料電池スタックを提供することを特徴とする。
【００２０】
具体的な合金組成や添加元素に関しては以下に示す。ステンレス中に含有する炭素は、強力なオーステナイト組織を生成し、鋼の強度を高めるものの、結晶粒界にクロム炭化物を析出させ、クロム欠乏層を生じて粒界腐食を引き起こす。高分子電解質型燃料電池用のセパレータ板としての鋼の強度は、炭素を添加しなくとも十分であり、高分子電解質型燃料電池用セパレータに用いるステンレス鋼中の炭素含有量は、０．０３重量％以下であると、電池運転環境下において粒界腐食等の腐食が発生しにくいことを見いだした。
【００２１】
また、クロム炭化物の析出を回避する点では、炭素と結合しやすいＴｉやＮｂを添加するのも効果的であるが、高分子電解質型燃料電池の運転環境下では、セパレーター材料として、ＴｉまたはＮｂを、（Ｔｉ＋Ｎｂ）≧８（Ｃ＋Ｎ）重量％となるよう添加することが効果的であることを見いだした。
【００２２】
また、高分子電解質膜がスルホン酸基等のプロトン遊離基を主構造とすることや、改質燃料ガス中に二酸化炭素を含むことにより、高分子電解質型燃料電池の電極近傍は酸性雰囲気に曝される。ステンレス材料の耐酸性、耐硫酸性という面では、ＭｏやＣｕを添加することが一般的であり、効果的である。均一な固溶限界、効果の飽和、材料コストと、高分子電解質型燃料電池の運転環境下におけるセパレーター材料として必要な耐酸性を考慮すると、Ｍｏの添加量は１．５重量％以上８重量％以下、Ｃｕの添加量は０．０５重量％以上０．２重量％以下とすることが有効であることを見いだした。さらに、ＭｏとＣｕとを共存させることで、高分子電解質型燃料電池の運転環境下における耐食性をさらに向上できることを見いだした。
【００２３】
また、オーステナイト系のステンレス鋼中に窒素を添加すると、酸性雰囲気においては水素イオンと反応してアンモニアを生成することにより、ｐＨの低下を緩和する効果がある。つまり、窒素の添加がステンレス鋼の耐酸性に有効である。しかしながら、窒素の過剰な添加はステンレス綱の硬化による加工性の悪化を招来する。そこで、窒素の添加による耐酸性の向上と、高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料に求められる圧延や絞り等の加工性を考慮した結果、窒素の添加量はオーステナイト系のステンレスで０．１重量％以上０．３重量％以下が望ましいことを見いだした。
【００２５】
さらに、セパレーター材料であるステンレス綱へのＣｒの添加量が多いほど、耐食性の向上が期待できる。しかし、高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料としては、高耐食性と共にバルクの電気抵抗や接触抵抗が十分に小さい必要がある。ステンレス綱の場合、バルクの電気抵抗に関しては、セパレーター用材料としては十分に小さいが、Ｃｒ添加量を多くすると、不動態被膜層の成長により接触抵抗が増大する。高分子電解質型燃料電池の動作環境下における、セパレーター材料用ステンレス綱へのＣｒ含有量に関しては、１８重量％以下の場合、十分な耐食性が得られず、２４重量％以上の場合には耐食性は向上するものの、セパレーター用材料としては接触抵抗が大きくなりすぎることを見いだした。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施例１）
まず、本発明におけるステンレス基材の耐食性を評価するために、サンプルピースを用いての硫酸水溶液中の溶出試験を行った。試料サンプルの化学組成を表１に示した。比較試料としてＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌを用いた（表１）。
【００２８】
【表１】
0004604302.tif 000002
【００２９】
溶出試験の方法、条件は、まずサンプルとなる各種ステンレス基材をそれぞれ直径３０mm、厚さ５mmの円盤状のサンプルピースに加工した。サンプルピース表面はバフ研磨により研磨した。これらのサンプルピースを濃度０.０２Ｎの硫酸水溶液１００mlに浸漬し、還流装置で１００時間煮沸し、煮沸後の硫酸溶液をＩＣＰ質量分析することにより、金属イオンの溶出量を定量、比較した。
【００３０】
その結果を図２に示す。これにより、炭素の含有量が０．０３重量％を超えず、Moを１．５以上８以下重量％含有し、Ｃｒを１８．５以上重量％含有し、場合によってはＴｉまたはNbを、（Ｔｉ＋Ｎｂ）≧８（C＋N）重量％となるよう添加したオーステナイト系のステンレス鋼が耐食性に優れていることが判明した。また、炭素の含有量が０．０３重量％を超えず、窒素の含有量が０．１以上０．３以上重量％含有し、場合によっては０．０５以上０．２以下重量％のCuを添加したオーステナイト系ステンレス鋼が耐食性に優れていることが判明した。
【００３１】
（実施例２）
次に、実施例１で用いたステンレス基材を同形状のサンプルピースに加工し、高分子電解質型燃料電池用電極と同一素材の厚さ４００μｍのカーボンペーパー２枚の間に挟持し、カーボンペーパーとの接触抵抗を測定した。カーボンペーパーの両側には、金メッキを施した銅板を集電体として設置し、これらのサンプル全体をエアーシリンダーで任意の加重を加えられるようにして、接触抵抗の加重依存性を求めた。
【００３２】
その結果を図３に示す。これにより、実施例１で耐食性に優れていたＣｒを２４〜２６重量％含有するＳＵＳ３１０Ｓは、不動態被膜の成長によって接触抵抗が大きくなりすぎることが判明した。また、本発明によるサンプルは、接触抵抗も他のステンレスと比べて小さいことが判明した。
【００３３】
（実施例３）
次に、実施例１で用いたステンレス基材をそれぞれセパレータ板に加工し、高分子電解質型燃料電池スタックに組み込み、耐久電池運転試験を行った。また、本実施例においては、カーボン製セパレータ板を用いた燃料電池スタックも同様に耐久電池運転試験を行い、比較例として加えた。
【００３４】
まず電極の作成方法について説明する。粒径が数ミクロン以下のカーボン粉末を塩化白金酸と塩化ルテニウム酸とを等モル溶解した水溶液に浸漬し、還元処理によってカーボン粉末に白金−ルテニウム触媒を担持させた。この白金担持カーボン粉末を高分子電解質のアルコール溶液中に分散させ、スラリー化した。
【００３５】
一方、電極部ベースとなる厚さ４００μｍのカーボンペーパーを、フッ素樹脂の水性ディスパージョンに含浸した後、これを乾燥し、４００℃で３０分加熱処理することでカーボンペーパに撥水性を付与した。次に撥水処理を施したカーボンペーパの片面に上記のスラリーを均一に塗布して触媒反応層形成し、電極とした。
【００３６】
つぎに２枚の電極を、電極より一回り外寸の大きい高分子電解質膜の両面に、触媒反応層を備えた面がそれぞれ高分子電解質膜と向き合うようにし、高分子電解質の中央に位置するように重ね合わせ、さらに周縁部にシリコンゴム製のガスケットを位置合わせした後、１００℃、５分間ホットプレスし、電極電解質接合体（ＭＥＡ）を得た。さらに前記ＭＥＡを長さ２０ｃｍ、幅１０ｃｍに切断した。
【００３７】
得られたＭＥＡをセパレータ板を介して４セル積層させ、燃料電池スタックとした。セパレータ板は厚さ３mmでＭＥＡと接する表面には幅２mmで深さ1mmのガス流路を切削加工により形成した。また、２セル毎に冷却水路を配置した。電池スタックの上部及び下部にはＳＵＳ３０４製の金属端板を配し、電池スタック両側面には絶縁体１３、ガスケット１０を介してマニホールド１１，１２を配した。前記マニホールド１１，１２を通じて水素を主成分とする燃料ガス、空気、及び冷却水の供給、排出を行った。冷却水路８は２セルごとに設置した。本実施例の電池スタックの斜視図を図４に、一部を切り欠いた縦断面図を図５に示した。
【００３８】
以上で説明した燃料電池スタックを各種ステンレス基材セパレータごとに作製し、それぞれの燃料電池スタックに対して、各単位電池の電圧を計測しながら耐久電池運転試験を行った。アノード側には改質模擬ガス（水素７５体積％、二酸化炭素2５体積％、一酸化炭素100ppm）、カソード側には空気をそれぞれバブラーを用いて加湿した後供給し、電池温度75℃、電流密度0.7A/cm2の条件で２０００時間運転した。水素利用率70％、酸素利用率30％、アノード側バブラー温度75℃、カソード側バブラー温度65℃とした。
【００３９】
その結果を図６に示す。なお、ＳＵＳ３１０Ｓによるセパレーターを用いた電池は、接触抵抗が大きすぎるために十分な初期性能が得られなかったため耐久試験を行わなかった。これにより、本実施例によるステンレス綱を用いた高分子電解質型燃料電池用セパレーターは、従来のステンレス綱によるセパレーターと比べて長時間高性能を維持できることが判明した。
【００４０】
（実施例４）
本発明の効果をより明確にするために、Ｃの含有量を０．０１重量％から０．０８重量％まで０．０１重量％ごとに変化させたＳＵＳ３０４ステンレス綱と同等の合金を用意し、実施例１と同一の耐食性試験を行った。その結果、Ｃ含有量が０．０３重量％以下の合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が１００ｍｇ／Ｌ以下であったのに対し、Ｃ含有量が０．０４重量％以上の合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が２００ｍｇ／Ｌ以上であった。これにより、本発明による高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料は、高分子電解質型燃料電池の模擬運転環境下における耐食性が高いことが判明した。
【００４１】
（実施例５）
本発明の効果をより明確にするために、Ｃを０．０３重量％含有したＳＵＳ３０４ステンレス綱と同等組成の合金に、Ｍｏを１重量％から１０重量％まで１重量％ごとに変化させて含有させ、実施例１と同一の耐食性試験を行った。その結果、Ｍｏ含有量が１重量％以下の合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約１００ｍｇ／Ｌであったのに対し、Ｍｏ含有量が２重量％以上の合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が８０ｍｇ／Ｌ以下であり、Ｍｏが増加するに従って、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量は減少し、Ｍｏ含有量が８重量％の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約５０ｍｇ／Ｌに低下した。しかしながら、Ｍｏ含有量が８重量％以上の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約５０ｍｇ／Ｌ以下に減少することはなく、Ｍｏ含有の効果が飽和したことが判明した。
【００４２】
これにより、本発明による高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料は、高分子電解質型燃料電池の模擬運転環境下における耐食性が高いことが判明した。
【００４３】
（実施例６）
本発明の効果をより明確にするために、Ｃを０．０３重量％含有したＳＵＳ３０４ステンレス綱と同等組成の合金に、Ｎを０％から０．５重量％まで０．１重量％ごとに変化させて含有させ、実施例１と同一の耐食性試験を行った。その結果、Ｎ含有量が０．１重量％以上の合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約５０ｍｇ／Ｌ以下であったのに対し、Ｎを含有しない合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約１００ｍｇ／Ｌであった。
【００４４】
しかしながら、Ｎを０．４重量％以上含有した合金の場合には、合金が硬くなりすぎ、圧延、プレス成形などが非常に困難になることが判明した。これにより、本発明による高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料は、高分子電解質型燃料電池の模擬運転環境下における耐食性が高く、かつ実用的な加工性が得られることが判明した。
【００４５】
（実施例７）
本発明の効果をより明確にするために、Ｃを０．０３重量％、Ｎを０．３重量％、Ｍｏを３重量％含有した残部がＳＵＳ３０４ステンレス綱と同等組成の合金に、Ｃｒを添加し、Ｃｒ含有量が１８重量％から２５重量％まで１重量％ごとに変化させて含有させ、実施例１と同一の耐食性試験を行った。その結果、Ｃｒ含有量が１８重量％の合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約５０ｍｇ／Ｌであったのに対し、Ｃｒを１９重量％以上含有する合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約２０ｍｇ／Ｌであった。しかしながら、Ｃｒを２４重量％以上含有した合金の場合には、高分子電解質型燃料電池用電極の構成部材であるカーボンペーパーとの接触抵抗が大きくなりすぎることが判明した。これにより、本発明による高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料は、高分子電解質型燃料電池の模擬運転環境下における耐食性が高く、かつ比較的小さな接触抵抗が得られることが判明した。
【００４６】
（実施例８）
本発明の効果をより明確にするために、Ｃを０．０３重量％、Ｎを０．３重量％、Ｃｒを２０重量％、Ｍｏを３重量％、Ｎｉを１４重量％、残部実質的にＦｅの合金に、Ｃｕを０重量％から０．３重量％まで０．０５重量％ごとに変化させて含有させ、実施例１と同一の耐食性試験を行った。
【００４７】
その結果、Ｃｕが含有されていない場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約２０ｍｇ／Ｌであったのに対し、Ｃｕを０．０５重量％以上含有する合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約１０ｍｇ／Ｌであった。しかしながら、Ｃｕを０．２５重量％以上含有した合金の場合には、Ｃｕ添加の効果が飽和することが判明した。これにより、本発明による高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料は、高分子電解質型燃料電池の模擬運転環境下における耐食性が高いことが判明した。
【００４８】
（参考例１）
本発明の効果をより明確にするために、Ｃを０．０３重量％、Ｎを０．３重量％、Ｃｒを１８重量％から２５重量％まで１重量％ごとに変化させて含有させ、残部実質的にＦｅのフェライト系ステンレス綱を用い、実施例１と同一の耐食性試験を行った。その結果、Ｃｒ含有量が１８重量％の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約３００ｍｇ／Ｌであったのに対し、Ｃｒを１９重量％以上含有する合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が１００ｍｇ／Ｌ以下であった。また、Ｃｒ含有量の増加に伴い、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が減少したが、Ｃｒを２４重量％以上含有した合金の場合には、高分子電解質型燃料電池用電極の構成部材であるカーボンペーパーとの接触抵抗が大きくなりすぎることが判明した。
【００４９】
これにより、本発明による高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料は、高分子電解質型燃料電池の模擬運転環境下における耐食性が高く、かつ比較的小さな接触抵抗が得られることが判明した。ただし、フェライト系ステンレス綱はオーステナイト系ステンレス綱に比べて加工性が悪いため、実施例９における鋼材は、やや加工性に欠ける材料であった。
【００５０】
（参考例２）
本発明の効果をより明確にするために、Ｃを０．０１５重量％、Ｎを０．０１５重量％、ＴｉおよびNbを、（Ｔｉ＋Ｎｂ）≧８（C＋N）重量％となるように添加し、Ｃｒを１８重量％から２５重量％まで１重量％ごとに変化させて含有させ、残部実質的にＦｅのフェライト系ステンレス綱を用い、実施例１と同一の耐食性試験を行った。その結果、Ｃｒ含有量が１８重量％の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が約２５０ｍｇ／Ｌであったのに対し、Ｃｒを１９重量％以上含有する合金の場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が５０ｍｇ／Ｌ以下であった。また、Ｃｒ含有量の増加に伴い、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの合計溶出量が減少したが、Ｃｒを２４重量％以上含有した合金の場合には、高分子電解質型燃料電池用電極の構成部材であるカーボンペーパーとの接触抵抗が大きくなりすぎることが判明した。また、本実施例の材料は、オーステナイト系ステンレス綱と同等レヘ゛ルの加工性を有することが判明した。
【００５１】
これにより、本発明による高分子電解質型燃料電池用セパレーター材料は、高分子電解質型燃料電池の模擬運転環境下における耐食性が高く、かつ比較的小さな接触抵抗が得られ、また加工性に優れたものであることが判明した。
【００５２】
【発明の効果】
本発明により、低コストでかつコンパクト性に優れ、長時間の電池運転によっても発電効率が低下しない高分子電解質型燃料電池スタックの提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な高分子電解質型燃料電池の一部を切り欠いた構成を示した断面図
【図２】本発明の第1の実施例の構成要素であるステンレス板の溶出試験の結果を示した図
【図３】本発明の第2の実施例で作製した燃料電池スタックの斜視図
【図４】本発明の第２の実施例で作製した燃料電池スタックの一部（単位電池）の断面図
【図５】本発明の第３の実施例で作製した燃料電池スタックの一部（単位電池）の断面図
【図６】本発明の第２の実施例の高分子電解質型燃料電池の耐久運転試験の結果を示した図
【符号の説明】
１  高分子電解質膜
２  触媒反応層
３  ガス拡散層
４  電極
５  電極電解質膜接合体（ＭＥＡ）
６  ガス流路
７  導電性セパレータ板
８  冷却水路
９  ガスケット
１０  シール剤
１１  ガスマニホールド
１２  冷却水マニホールド
１３  絶縁体
【図２】
0004604302.tif 000003
【図３】
0004604302.tif 000004
【図４】
0004604302.tif 000005
【図６】
0004604302.tif 000006
【図１】
0004604302.tif 000007
【図５】
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