(57)【要約】【課題】固体高分子型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC)用金属セパレータとして必要とされる十分な耐食性とガス拡散層との導電性とを両立させた金属セパレータの提供。【解決手段】有機溶媒からなる分散媒に、ＢＥＴ法による平均粒径が1,000ナノメートル未満の導電性粒子とゴム系バインダーを分散させた分散系を用いて、表面処理をし、該導電性粒子とゴム系バインダーを含む導電性被覆層を固体高分子形燃料電池用金属セパレータ基材の表面に形成する。【選択図】図２
2009123376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶媒からなる分散媒に、BET法による平均粒径が1,000ナノメートル未満の導電性粒子とゴム系バインダーを分散させた分散系を用いて、表面処理をし、該導電性粒子とゴム系バインダーを含む導電性被覆層を表面に形成したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用金属セパレータ。
【請求項２】
前記表面処理が、ディッピング、スプレー、ハケ塗り、電着塗装からなる群の少なくとも1種であることを特徴とする請求項１記載の固体高分子形燃料電池用金属セパレータ。
【請求項３】
前記分散媒が、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノールからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項1〜2記載の固体高分子形燃料電池用金属セパレータ。
【請求項４】
前記導電性粒子が、カーボン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化チタン、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、窒化チタン、窒化クロム、炭窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化バナジウム、二ホウ化チタン、二ホウ化ジルコニウム、二ホウ化バナジウム、二ホウ化ニオブ、二ホウ化タンタル、五ホウ化二モリブデン、五ホウ化二タングステン、六ホウ化ランタンからなる群の少なくとも１種であることを特徴とする請求項1〜3記載の固体高分子形燃料電池用金属セパレータ。
【請求項５】
前記導電性粒子は、遊星ボールミル、遠心回転ボールミル、ミキサーミル、モルタグラインダ、超遠心粉砕器からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用して、粉砕することによって得られたものであることを特徴とする請求項1〜4記載の固体高分子形燃料電池用金属セパレータ。
【請求項６】
前記ゴム系バインダーが、ジエン系またはアクリレート系であることを特徴とする請求項1〜5記載の固体高分子形燃料電池用金属セパレータ。
【請求項７】
前記分散系中の前記導電性粒子の含有率が0.01〜0.1質量％、ゴム系バインダーの含有率が0.05〜0.5質量％であることを特徴とする請求項1〜6記載の固体高分子型燃料電池用金属セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell、以下「PEFC」と言う)用の金属セパレータに関する。さらに詳しくは、表面処理により導電性被覆層を設けたPEFC用金属セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
PEFCは高発電効率、低温作動等の特徴を有し、環境調和性にも優れているため、自動車駆動用電源、携帯機器電源、据え置き型分散電源としての期待は年々高まりを見せている。しかし、PEFCの実用化には、低コスト化技術の開発が大きな課題となっている。特に電池系においては、低コスト電解質膜及びセパレータ材料の開発、水素製造装置においては、構造及び製造プロセスの改善と触媒の高性能化による低温化及び小型化等が重要な開発課題となっている。
【０００３】
セパレータは低コスト化が期待される構成部品の一つである。セパレータは、積層してスタックを作る際にセル間に介在させる板状の部品であり、表面には燃料ガスと酸化剤ガスを電極に送り込むための案内溝が設けられており、燃料ガスと酸化剤ガスとを接触させない役割を持っている。また、セパレータに必要な条件としては、導電性（接触抵抗が充分に低いこと）、劣化（腐食）しないこと、気体不透過であること、十分な強度・寸法安定性を有すること、量産可能なことがある。
【０００４】
従来からの樹脂含浸黒鉛材を用いたグラファイト製セパレータは、高耐食性と高電気伝導性などの長所を持っている一方で、切削法によって成形しているため、量産性が悪く、高価なものとなっている。
【０００５】
また、グラファイト製セパレータを薄肉化すると強度が落ちてしまうため、ある程度の厚さが必要とされることから、スタック構造とした際、大型化してしまうという問題点を有している。
【０００６】
セパレータの薄肉化・低コスト化という観点から、プレス成形が可能である金属セパレータの研究・開発が行われており(例えば、特許文献1参照)、金属セパレータの候補材料としてはステンレス鋼、チタン、アルミニウム、ニッケル、銅等およびこれらの合金が検討されており、薄肉化、低コスト化の観点からステンレス鋼がPEFC用金属セパレータ材料として最も期待されている。
【０００７】
しかしながら、未処理のステンレス鋼をセパレータとして使用すると、不動態皮膜が時間の経過と共に成長し、カーボン拡散層/ステンレス鋼の接触抵抗が増加するため、多量のジュール熱が発生し、大きな熱損失となることから、ステンレス鋼表面の改質が必須となっている。
【０００８】
このステンレス鋼表面を改質して接触抵抗を小さくする方法として、例えば金属表面に貴金属をコーティングする方法があり(例えば、特許文献２参照)、その代表的なコーティング法として貴金属メッキ法がある(例えば、特許文献３、４参照)。貴金属は電極基板となるカーボン拡散層との接触抵抗が小さく、しかも、耐食性に優れた材料である。しかし、このメッキ法では、メッキ層にピンホールなどの欠陥を含み、この欠陥を起点に孔食等の局部腐食が発生してしまうという欠点がある。また、ステンレス鋼へのメッキでは密着性の高い鍍膜を安定して得る事が難しいことに加え、貴金属メッキである為、非常に高価なものになってしまうことである。
【０００９】
また、他の改質法として導電性粒子をコーティングする方法が従来から知られており、例えば、導電性粒子をステンレス鋼表面に直接分散させ、それを圧延と熱処理によって固着させる方法(例えば、特許文献５参照) やイオンプレーティング法(例えば、特許文献６参照)がある。これらの方法では装置およびその設備費用が大掛かりとなってしまう。
【００１０】
更に、バインダーを用いて導電性粒子を金属表面に塗装するという手法があり、例えば、樹脂と導電性炭化物を混合する事により、ディッピング、スプレー、ハケ塗り、電着塗装等により導電性被覆層を形成させる方法が提案されている(例えば、特許文献７、８参照)。
【特許文献１】特開平07−161365号公報
【特許文献２】特開平05−182679号公報
【特許文献３】特開平10−228914号公報
【特許文献４】特表2007−511057号公報
【特許文献５】特開平11−121018号公報
【特許文献６】特開2001−325966号公報
【特許文献７】特開2004−111079号公報
【特許文献８】特開2006−190503号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献７および特許文献８に記載されている金属セパレータ表面に導電性被覆層を備えるものでは、金属セパレータとカーボン拡散層との間の導電性をある程度向上させることができるが、その効果が限定的であり、かつ経時的な効果の維持の点を含めて、さらなる向上が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第1は、有機溶媒からなる分散媒に、ＢＥＴ法による平均粒径が1,000ナノメートル未満の導電性粒子とゴム系バインダーを分散させた分散系を用いて、表面処理をし、該導電性粒子とゴム系バインダーを含む導電性被覆層を表面に形成したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用金属セパレータに関するものである。
本発明の第２は、本発明の第１において、前記表面処理が、ディッピング、スプレー、ハケ塗り、電着塗装からなる群の少なくとも1種であることを特徴とするものである。
本発明の第３は、本発明の第１または２において、前記分散媒が、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノールからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするものである。
本発明の第４は、本発明の第１〜３において、前記導電性粒子が、カーボン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化チタン、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、窒化チタン、窒化クロム、炭窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化バナジウム、二ホウ化チタン、二ホウ化ジルコニウム、二ホウ化バナジウム、二ホウ化ニオブ、二ホウ化タンタル、五ホウ化二モリブデン、五ホウ化二タングステン、六ホウ化ランタンからなる群の少なくとも１種であることを特徴とするものである。
本発明の第５は、本発明の第１〜４において、前記導電性粒子は、遊星ボールミル、遠心回転ボールミル、ミキサーミル、モルタグラインダ、超遠心粉砕器からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用して、粉砕することによって得られたものであることを特徴とするものである。
本発明の第６は、本発明の第１〜５において、前記ゴム系バインダーが、ジエン系またはアクリレート系であることを特徴とするものである。
本発明の第７は、本発明の第１〜６において、前記分散系中の前記導電性粒子の含有率が0.01〜0.1質量％、ゴム系バインダーの含有率が0.05〜0.5質量％であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るPEFC用金属セパレータは、ステンレス鋼本来の耐食性を活かし、カーボン拡散層との接触抵抗を低減化し、ステンレス鋼と導電性被覆層が剥離しにくいものである。また、本発明では、有機溶媒からなる分散媒と、ナノメートルオーダーの導電性粒子と、ゴム系バインダーを含む分散系を用いるので、導電性被覆層を形成する表面処理手段の選択範囲が広がり、形成する導電性被覆層の厚さ制御が容易であり、コストも低減できる。得られた導電性被覆層は非常に緻密である。さらに、長時間の運転に耐える導電性および耐食性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（金属セパレータ基材）
本発明のPEFC用金属セパレータの基材としては、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、ニッケル、銅およびこれらの合金が好ましく使用できる。薄肉化、低コスト化の観点からステンレス鋼がPEFC用金属セパレータ材料として最も好ましい。ステンレス鋼としては、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼等があげられる。基材とするステンレス鋼は表面粗度を向上させ、かつ洗浄するのが好ましい。
【００１５】
（導電性粒子）
導電性粒子として、好ましいのはナノメートルオーダーのカーボン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化チタン、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、窒化チタン、窒化クロム、炭窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化バナジウム、二ホウ化チタン、二ホウ化ジルコニウム、二ホウ化バナジウム、二ホウ化ニオブ、二ホウ化タンタル、五ホウ化二モリブデン、五ホウ化二タングステン、六ホウ化ランタンなどの粒子であり、特に窒化チタンが好ましい。
本発明において、導電性粒子のＢＥＴ法による平均粒径は1,000ナノメートル未満である。1,000ナノメートル未満の粒子を用いることにより、緻密な導電性被覆層の形成が可能となり、電極基板となるカーボン拡散層との接触抵抗を更に低減化することを可能にするものである。平均粒径のさらに好ましい範囲は、１００〜１０ナノメートルである。平均粒径の下限は臨界的な意味を有するものではなく、以下に述べる粉砕手段によって1,000ナノメートル未満、さらに好ましくは１００ナノメートル以下にすれば、緻密な導電性被覆層が形成されカーボン拡散層との接触抵抗が低減化されるのである。
このような導電性粒子は、遊星ボールミル、遠心回転ボールミル、ミキサーミル、モルタグラインダ、超遠心粉砕器からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用して、マイクロメートルオーダーの粒子を粉砕することによって得られる。導電性粒子はナノメートルオーダーまで微細化することに伴い比表面積が著しく増大し、酸化され易くなるので、粉砕工程は不活性雰囲気中で行うのが好ましい。
【００１６】
（分散媒）
分散媒として使用できる有機溶媒は、アルコール類、アセトン等のケトン類、ヘキサン等の炭化水素系溶媒等のいずれも好ましいものである。後記するゴム系バインダーの種類および表面処理手段の種類に応じて適宜の溶媒を使用することができる。好ましい有機溶媒は、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール等のアルコール類である。
【００１７】
（ゴム系バインダー）
ゴム系バインダーはジエン系またはアクリル系が好ましい。ジエン系バインダーの代表的なものは、スチレンのような芳香族ビニル単量体とブタジエン、イソプレンのようなジエン単量体との共重合体あるいはこれらと他のモノマーとの共重合体である。アクリル系バインダーの例としては、α，β−不飽和ニトリル化合物由来の単量体とアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル由来の単量体との共重合体あるいはこれらとジエン等の他の単量体との共重合体が好ましい。これらのゴム系バインダーは、乳化液の形態である。その数平均粒径は、好ましくは１０ナノメートル以上、かつ好ましくは５００ナノメートル以下、より好ましくは３００ナノメートル以下である。粒径が小さすぎるとバインダーとして性能が低下し、大きすぎると導電性被覆層の表面に不活性な部分が多くなりセパレータの導電性が低下する。ここで、数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡写真により共重合体粒子１００個の径を測定し、その算術平均値として算出される個数平均粒子径である。
ゴム系バインダーの乳化液に使用する溶媒は、上記分散媒としての有機溶媒と共通であっても別異であってもよい。
ゴム系バインダーは市場から入手できる。例えば、リチウムイオン二次電池の電極バインダーが好ましく使用できる。具体的には、ジエン系バインダーとして日本ゼオン株式会社製のBM-400B（負極用）が、アクリル系バインダーとして日本ゼオン株式会社製のBM-500B（正極用）が、それぞれ容易に入手できる。
【００１８】
（分散系）
有機溶媒を分散媒として使用し、これに導電性粒子およびゴム系バインダーを常法により混合・分散して分散系を製造する。適宜、界面活性剤、増粘剤等を加えることができる。分散は二次粒子の生成を避けるようにして行う。超音波振動等を用いて分散を促進することが好ましい。さらに好ましい導電性粒子を得るには、分散系中の導電性粒子の含有率が0.01〜0.1質量％、ゴム系バインダーの含有率が0.05〜0.5質量％であることが好ましい。導電性粒子の含有率がこの範囲より少ないと導電性が低下する恐れがあり好ましくない。一方、導電性粒子の含有率がこの範囲より多いと分散系中で導電性粒子が沈降する量が増えるので好ましくない。ゴム系バインダーの含有率がこの範囲より少ないと導電性粒子と金属セパレータ基材表面との密着性が低下する恐れがあるので好ましくない。また、ゴム系バインダーの含有率がこの範囲より多いと導電性が低下するので好ましくない。
【００１９】
（表面処理方法）
金属セパレータ基材の表面を清浄にして、前記分散系を用いて、金属セパレータ基材表面に導電性被覆層を形成する。導電性被覆層の形成方法としては、ディッピング、スプレー、ハケ塗り、電着塗装等の方法がいずれも好ましく使用できるが、短時間で均一に導電性被覆層を形成できる電着塗装法が特に好ましい。
【００２０】
（導電性被覆層の構造）
本発明の分散系中では、ゴム系バインダー粒子の周りに導電性粒子が付着しており、金属セパレータ表面上に導電性被覆層を形成したときに、この導電性粒子が、電子の通り道となり、電極基板となるカーボン拡散層との接触抵抗を低減化させていると考えられる。具体的形態は実施例の図1の説明で詳述する。
【００２１】
逆に、導電性粒子の周りにゴム系バインダーが付着し、電気伝導性を妨げたとしても、ゴム系バインダーには弾力性があるため、導電性粒子がゴム系バインダーに埋もれることなく電気伝導性を維持できる。
【００２２】
これは、平均粒径が1,000ナノメートル未満の導電性粒子をゴム系バインダーとともに用いることで、金属セパレータ基材表面に、緻密な導電性被覆層を形成することができたことによるものであると考えられる。
【実施例】
【００２３】
（導電性被覆層の形成）
以下のようにして、導電性被覆層を形成した。
金属セパレータの基材としてオーステナイト系ステンレス鋼であるSUS310Sステンレス鋼を用い、その基材の表面粗度をRｙ0.2〜0.3μmに仕上げたものをヘキサン中で超音波洗浄を行なった。
分散媒として2-プロパノール(和光純薬工業株式会社  特級)を用いた。
導電性粒子として、ＢＥＴ法による平均粒径が１マイクロメートル（1,000ナノメートル：比較例）および５０ナノメートル（本発明）の窒化チタン(和光純薬工業株式会社製)を用いた。
ゴム系バインダーとして、ジエン系バインダー(BM-400B日本ゼオン製)を用いた。
2-プロパノール中に窒化チタン粒子を0.064wt％、ジエン系バインダーを0.24wt％の割合で加え、超音波振動を加えて充分に分散させて分散系を得た。
図１は、本発明の分散系中に分散している窒化チタン（平均粒径50nm）とジエン系バインダー粒子（平均粒径：120nm）の透過型電子顕微鏡（TEM）による写真である。写真（ａ）は窒化チタン（平均粒径50nm）、（ｂ）はジエン系バインダー粒子（平均粒径：120nm）、（ｃ）はジエン系バインダー粒子の周りに窒化チタン粒子が付着した状態を示している。金属セパレータ表面上に導電性被覆層を形成したときに、この窒化チタン粒子が、電子の通り道となり、電極基板となるカーボンペーパーとの接触抵抗を低減化させていると考えられる。
得られた分散系を用い、前記SUS310Sステンレス鋼の基材表面に導電性被覆層を電着塗装法およびディッピングで形成した。
電着塗装は、分散系の浴中に前記SUS310Sステンレス鋼の基材を浸漬させ、ステンレス対極を使用し、５００Ｖの電圧を、所定時間（１０秒、３０秒、６０秒、３００秒、６００秒）印加して行った。電着工程後、80℃に昇温し12時間保持し、更に温度を120℃に昇温して6時間保持ながら真空乾燥させた。
ディッピングは、分散系の浴中に前記SUS310Sステンレス鋼の基材を室温で３秒浸漬させ、引き上げた後、80℃に昇温し12時間保持し、更に温度を120℃に昇温して6時間保持ながら真空乾燥させた。
前記SUS310Sステンレス鋼の基材表面に導電性被覆層を設けなかったものを未処理品として用意した。
【００２４】
上記のようにして得られた各金属セパレータおよび未処理の金属セパレータを用いて、以下の評価を行った。
（密着性試験）
JISＫ5600−5−6に基づき、ステンレス鋼と５０ｎｍの窒化チタン粒子を用い３０秒間電着し、上記の昇温真空乾燥工程を経たものと、電着工程後に上記の昇温真空管層工程を経ていないものについて導電性被覆層との密着性を確認した。前者は後者に比べ一段と密着性が向上していた。ディッピングしたものについても、同様の試験を行ったが電着法の場合と同様の結果が得られた。
（接触抵抗と荷重の関係）
電極基板であるカーボンペーパーと、次の３種のステンレス鋼とを接触させ、荷重を変化させたときの接触抵抗を測定した。
１．未処理品
２．平均粒径1,000ナノメートルの窒化チタン粒子を用い、電着塗装時間３０秒で導電性被覆層を形成したもの。
３．平均粒径５０ナノメートルの窒化チタン粒子を用い、電着塗装時間３０秒で導電性被覆層を形成したもの。
結果を図２に示す。いずれの接触圧（荷重）においても、未処理、1,000ナノメートルの窒化チタン粒子使用、５０ナノメートルの窒化チタン粒子使用の順に接触抵抗が小さくなっている。
【００２５】
（電着時間の影響）
電着時間と電着塗膜量との関係、電着時間とカーボンペーパー／表面処理したステンレス鋼間の接触抵抗との関係について測定した。使用した窒化チタン粒子は平均粒径５０ナノメートル、電着時間は３０秒、接触圧は２００Ｎ／ｃｍ２である。結果を図３に示す。電着時間の増加とともに電着量（左縦軸）が増加している。接触抵抗値（右縦軸）は電着時間３００秒以内であれば、未処理品よりも低い。ディッピングしただけでも未処理品より低い接触抵抗値を示しており導電性が改良されたことが認められる。
【００２６】
（耐食性試験）
腐食環境が厳しいとされる酸素極電位域を模擬するために、353K、空気飽和の0.05M Na2SO4+ 2 ppm F-水溶液(pH = 2.3)中で、600mV(SCE)で8時間の条件により、未処理のSUS310Sステンレス鋼、導電性被覆層（窒化チタン粒径：1,000 nm及び50nm）を形成したSUS310Sステンレス鋼の定電位分極測定を行った。結果を図４に示す。全面腐食や局部腐食に起因する電流密度の増加は観察されなかった。
【００２７】
また、8時間（２８８００秒（ｓ））の定電位分極した際の電気量は、未処理のSUS310Sステンレス鋼＞粒径1,000nmの窒化チタンで被覆したSUS310Sステンレス鋼＞粒径50nmの窒化チタンで被覆したSUS310Sステンレス鋼となり、粒径50nmの窒化チタンで導電性被覆層を形成したSUS310Sステンレス鋼が最も低い電気量であった。
【００２８】
これは、導電性粒子である窒化チタン粒子の粒径をナノメートルサイズ迄微細化することで、SUS310Sステンレス鋼表面に、より緻密な導電性被覆層を形成することができたためだと思われる。
【００２９】
（ｉ−Ｖ試験）
未処理のSUS310Sステンレス鋼をセパレータとして組込んだ単セルと粒径50nmの窒化チタンを被覆したSUS310Sステンレス鋼を組込んだ単セルを用いて発電し、単セルのi-V特性を測定した。発電条件は、セル温度：348K、燃料ガス：水素、酸化剤：空気、アノード利用率：70%、カソード利用率40%、電流密度：0.5A／cm2である。なお、ＭＥＡは市販品（ジャパン・ゴアテックス製 PRIMER ５５１０シリーズ）を用いた。
結果を図５に示す。負荷電流密度0.5A / cm2におけるセル電圧は、未処理のSUS310Sステンレス鋼を組込んだ初期セル電圧が0.618V であったのに対し、窒化チタン層を被覆したSUS310Sステンレス鋼を組込んだ初期セル電圧は0.654Vであったことから、SUS310Sステンレス鋼上に窒化チタンを被覆させる事により電極基板となるカーボンペーパーとの接触抵抗が改善できたことを確認した。
【００３０】
（発電試験）
上記セパレータを組み込んだ単セルによる発電試験について図６に示す。経時変化を試験した。発電条件は上記i-V測定と同じである。未処理のSUS310Sステンレス鋼をセパレータとして組込んだPEFCを300時間発電させた際のセル電圧は、時間の経過と共に低下していたのに対し、５０ｎｍの窒化チタン層を被覆したSUS310Sステンレス鋼をセパレータとして組込んだPEFCは安定なセル電圧を示していた。このことから、電極基板となるカーボンペーパーとの接触抵抗が確実に改善できた。
【００３１】
発電後のセルを分解し、セパレータの凸部に被覆した窒化チタン層の状態を確認したところ、剥離等は確認されなかったことから、実環境においてもセパレータ表面に被覆した窒化チタン層が剥離することがなく安定に存在することが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によるPEFC用金属セパレータは、ステンレス鋼本来の耐食性を活かし、ステンレス鋼表面上に、ナノメートルオーダーの粒子とゴム系バインダーとの分散系により導電性被覆層を形成させることにより、セパレータ/カーボン拡散層との接触抵抗及び耐食性が改善され、かつ安価であるから、PEFCの利用拡大に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の分散系中の窒化チタン(50nm)とジエン系バインダーの関係を示すTEM写真である。
【図２】カーボンペーパーとステンレス鋼との接触抵抗と荷重の関係を示す図である。
【図３】電着塗装時間と電着塗膜量及び接触抵抗の関係を示す図である。
【図４】模擬PEFCカソード環境下における電流密度の経時変化を示す図である。
【図５】本発明による導電性被覆層を有するセパレータと未処理セパレータを用いた単セルの発電試験におけるi-V特性を示す図である。
【図６】本発明による導電性被覆層を有するセパレータと未処理セパレータを用いた単セルの発電試験におけるセル電圧の経時変化を示す図である。
【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６】
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【図１】
2009123376.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月18日(2007.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
（ｉ−Ｖ試験）
未処理のSUS310Sステンレス鋼をセパレータとして組込んだ単セルと粒径50nmの窒化チタンを被覆したSUS310Sステンレス鋼を組込んだ単セルを用いて発電し、単セルのi-V特性を測定した。発電条件は、セル温度：348K、燃料ガス：水素、酸化剤：空気、アノード利用率：70%、カソード利用率40%、電流密度：0.5A／cm2である。なお、ＭＥＡはジャパンゴアテックス社製 PRIMEA（登録商標）５５１０を用いた。
結果を図５に示す。負荷電流密度0.5A / cm2におけるセル電圧は、未処理のSUS310Sステンレス鋼を組込んだ初期セル電圧が0.618V であったのに対し、窒化チタン層を被覆したSUS310Sステンレス鋼を組込んだ初期セル電圧は0.654Vであったことから、SUS310Sステンレス鋼上に窒化チタンを被覆させる事により電極基板となるカーボンペーパーとの接触抵抗が改善できたことを確認した。