燃料電池用隔板、燃料電池單元、燃料電池堆和燃料電池用隔板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燃料電池用隔板，該燃料電池用隔板包括：基材；基底合金層，其形成在所述基材上；以及金鍍層，其形成在所述基底合金層上，該燃料電池用隔板的特征在于，所述基底合金層為M1－M2－M3合金(其中，M1是從Ni、Fe、Co、Cu、Zn和Sn中選擇出的至少一種元素，M2是從Pd、Re、Pt、Rh、Ag和Ru中選擇出的至少一種元素，M3是從P和B中選擇出的至少一種元素)。
【專利說明】燃料電池用隔板、燃料電池單元、燃料電池堆和燃料電池用隔板的制造方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及燃料電池用隔板、燃料電池單元、燃料電池堆和燃料電池用隔板的制造方法。

【背景技術】
[0002]燃料電池用隔板被用作構成燃料電池堆的燃料電池單元的構件，具有經由氣體流路向電極供給燃料氣體、空氣的功能以及使在電極產生的電子匯聚的功能。以往，作為這樣的燃料電池用隔板，使用了在碳板形成氣體流路而成的燃料電池用隔板。
[0003]然而，在使用碳板作為構成燃料電池用隔板的材料的情況下，存在材料成本較高、加工成本較高這樣的問題。因此，期望代替碳板，使用材料成本較低、能夠通過高速沖壓加工廉價地形成氣體流路的鋁、不銹鋼或鈦合金等金屬。
[0004]對此，例如，在專利文獻1中公開了如下燃料電池用隔板，該燃料電池用隔板是使用金屬基材作為燃料電池用隔板的母材并通過電解鍍在金屬基材上形成由規(guī)定元素構成的第一層和金鍍層而成的。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2001 — 351642號公報


【發(fā)明內容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]一方面，在像所述專利文獻1那樣地制造燃料電池用隔板時，在通過電解鍍形成金鍍層的情況下，需要經過以下的制造工藝。即，首先，作為第1制造工藝，能夠列舉出這樣的方法:通過電解鍍在金屬基材上形成金鍍層，之后，通過沖壓加工形成氣體流路?；蛘?，作為第2制造工藝，能夠列舉出這樣的方法:通過沖壓加工在金屬基材上形成氣體流路，之后，通過電解鍍在金屬基材上形成金鍍層。然而，在所述第1制造工藝中，在通過電解鍍形成金鍍層之后，通過沖壓加工形成氣體流路，因此存在這樣的問題:在沖壓加工時產生的應力的作用下在金鍍層上產生裂紋。此外，在所述第2制造工藝中，對存在凹凸的氣體流路部分實施電解鍍，因此存在這樣的問題:金鍍層的析出不均勻，產生未形成金鍍層的部分。
[0010]另一方面，采用通過化學鍍在金屬基材上形成金鍍層，則在與所述第2制造工藝同樣地通過沖壓加工在金屬基材上形成氣體流路之后、通過化學鍍形成金鍍層的方法的情況下，能夠在存在凹凸的氣體流路部分均勻地形成金鍍層并抑制未形成金鍍層的部分的產生。然而，作為化學鍍，在使用化學置換鍍的情況下，存在這樣的情況:作為被鍍材的金屬基材發(fā)生局部溶出，而在表面產生微小的凹部，由此，在產生的凹部無法適當?shù)匚龀鼋穑谛纬傻慕疱儗拥谋砻娈a生針孔。然后，作為其結果，得到的燃料電池用隔板存在這樣的問題:耐腐蝕性降低，并且接觸電阻上升，電子匯聚的功能降低。對此，為了解決這樣的針孔問題，還采用了在通過化學置換鍍金形成的金鍍層上進一步實施化學還原鍍金處理來覆蓋針孔的方法，但存在這樣的問題:為了通過化學還原鍍金覆蓋針孔，需要增厚金鍍層的厚度，成本上不利。
[0011]本發(fā)明是鑒于這樣的實際情況而做成的，其目的在于提供一種這樣的燃料電池用隔板:通過在存在凹凸的氣體流路部分也均勻地形成有金鍍層，在不增厚金鍍層的前提下防止金鍍層上的未形成金鍍層的部分、針孔的產生，從而具有優(yōu)良的耐腐蝕性和導電性。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]為了達到所述目的，本發(fā)明人進行了認真研宄，結果發(fā)現(xiàn)，針對在基材上形成金鍍層而成的燃料電池用隔板，通過將其設為具有:基底合金層，其形成在基材側，由規(guī)定元素構成；以及金鍍層，其形成在基底合金層上且位于基底合金層的最外表面，能夠達到所述目的，從而完成了本發(fā)明。
[0014]即，根據本發(fā)明，提供一種燃料電池用隔板，該燃料電池用隔板具備:基材；基底合金層，其形成在所述基材上；以及金鍍層，其形成在所述基底合金層上，該燃料電池用隔板的特征在于，所述基底合金層為11 一 12 — 13合金(其中，11是從附、？一、(^、。、2打和811中選擇出的至少一種元素，12是從？01、1？6、？七、他、^和仙中選擇出的至少一種元素，13是從？和8中選擇出的至少一種元素。)。
[0015]根據本發(fā)明，提供一種使用所述燃料電池用隔板而成的燃料電池單元。
[0016]并且，根據本發(fā)明，提供一種層疊多個所述燃料電池用單元而成的燃料電池堆。
[0017]而且，根據本發(fā)明，提供一種燃料電池用隔板的制造方法，該燃料電池用隔板的制造方法具有如下工序:在基材的表面形成基底合金層的工序；以及使用非氰基系金鍍浴、通過化學還原鍍直接在所述基底合金層上形成金鍍層的工序，該燃料電池用隔板的制造方法的特征在于，所述基底合金層為11 一 12 — 13合金(其中，11是從附、？6、(^、。、2打和811中選擇出的至少一種元素，12是從？01、1？6、？七、他、^和仙中選擇出的至少一種元素，13是從？和8中選擇出的至少一種元素。)。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]采用本發(fā)明，能夠提供一種這樣的燃料電池用隔板:在存在凹凸的氣體流路部分也均勻地形成有金鍍層，在不增厚金鍍層的前提下防止金鍍層上的未形成金鍍層的部分、針孔的產生，從而具有優(yōu)良的耐腐蝕性和導電性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示在實施例和比較例中得到的鍍金覆蓋材料的離子溶出濃度的圖表。
[0021]圖2是用于說明測量接觸電阻的方法的圖。
[0022]圖3是表示在實施例中得到的鍍金覆蓋材料的接觸電阻的圖表。
[0023]圖4是表示針對在實施例中得到的鍍金覆蓋材料進行燃料電池初期發(fā)電性能的評價所得到的結果的圖表。

【具體實施方式】
[0024]以下，說明本發(fā)明的燃料電池用隔板。
[0025]本發(fā)明的燃料電池用隔板在基材上具備金鍍層，該燃料電池用隔板的特征在于，所述金鍍層形成在基底合金層上，該基底合金層形成在所述基材側，所述基底合金層為I1- 12 - 13合金(其中，II是從附、？6、(^、2=和中選擇出的至少一種元素，12是從？4、1？6、？1:、他、^和仙中選擇出的至少一種元素，13是從？和8中選擇出的至少一種元素。
[0026]? 基材 ?
[0027]基材并不特別限定，只要是將鋼、不銹鋼、八1、八1合金、I1、XI合金、(^、011合金、附、附合金等加工成燃料電池用隔板所需要的形狀而成的基材，則都能夠使用，并沒有特別的限制。
[0028]基材的厚度并不特別限定，只要根據使用用途適當?shù)剡x擇即可，但優(yōu)選為0.05111111 ?2.0麵’更優(yōu)選為 0.1111111 ?0.3111111。
[0029]另外，對于基材，使用預先在表面形成有作為燃料氣體的流路、空氣的流路發(fā)揮作用的凹凸(氣體流路)的基材。形成氣體流路的方法并不特別限定，例如能夠列舉出通過沖壓加工形成的方法。
[0030]?基底合金層?
[0031]基底合金層是用于良好地形成金鍍層的基底層，由11 一 12 — 13合金形成。在此，I1- 12 - 13合金由彼此不同的元素的肌、12和13構成，11是從附、？6、和中選擇出的至少一種元素，并且，12是從？01、1？6、？七、他、八8和仙中選擇出的至少一種元素，而且，13是從？和8中選擇出的至少一種元素。
[0032]需要說明的是，形成基底合金層的方法并不特別限定，能夠通過電解鍍、化學鍍、濺鍍等形成。并且，如下述所示，特別優(yōu)選通過化學鍍形成。
[0033]I1- 12 - 13合金中的肌是從附、？6、?:0、011, 211和中選擇出的至少一種元素，既可以單獨使用其中的一種元素，也可以組合兩種以上元素使用，例如附一？6、附一?:0、附—011等。構成11的各元素是具有能夠單獨在基材上形成鍍層這樣的特性的元素，構成11的各元素均具有使基底合金層緊密接合于基材的作用。需要說明的是，作為11，從能夠防止鍍液自分解、提高鍍液的穩(wěn)定性這一點而言，優(yōu)選使用從附和(?中選擇出的至少一種元素，特別優(yōu)選使用附。
[0034]另外，肌-12 一13合金中的12是從？01、1？6、？七、1^、^和見1中選擇出的至少一種元素，既可以單獨使用其中的一種元素，也可以組合兩種以上元素使用。構成12的各元素是具有自催化作用的元素，在析出于基材上時，均作為鍍浴中的還原劑的反應的催化劑發(fā)揮作用，具有使金屬析出反應連續(xù)地進行的作用。需要說明的是，作為12，從能夠抑制成本這一點而言，優(yōu)選使用從抑和仏中選擇出的至少一種元素，特別優(yōu)選使用？己。
[0035]此外，11 - 12 - 13合金中的13是從？和8中選擇出的至少一種元素，既可以單獨使用其中的一種元素，也可以組合兩種以上元素使用，例如？ 一 8。構成13的各元素是構成用于形成基底合金層的鍍浴中的還原劑的非金屬(腕仏1101(1)，通常，在形成基底合金層時構成13的各元素會不可避免地進入到基底合金層。需要說明的是，作為13，從能夠防止鍍液自分解、提高鍍液的穩(wěn)定性這一點而言，優(yōu)選使用？。
[0036]另外，優(yōu)選的是，11 — 12 — 13合金中的各元素的比率為通1:20原子％?50原子％，12:30原子％?50原子％，13:20原子％?30原子％。另外，若是能夠在11 —12 —13合金上適當?shù)匦纬山疱儗樱乐乖诮疱儗由袭a生未形成金鍍層的部分、針孔的范圍內，則11-12- 13合金也可以略微含有不可避免地混入的雜質。作為不可避免地混入的雜質，能夠列舉出例如作為防止鍍液自分解、使鍍液穩(wěn)定的穩(wěn)定劑而被添加的？6、I1、81等重金屬。需要說明的是，從減輕環(huán)境負荷的觀點而言，優(yōu)選使用81作為這樣的穩(wěn)定劑。通過將
I1- 12 - 13合金的組成比設在所述范圍內，能夠在基材上良好地形成基底合金層，并且，金鍍層也能夠良好地形成在基底合金層上，能夠減少金鍍層上針孔的產生。
[0037]另外，作為11 - 12 - 13合金，能夠使用將各元素任意組合而成的組合物，但從能夠防止鍍液自分解、提高鍍液的穩(wěn)定性這一點而言，優(yōu)選使用附一？(1 一？合金X。一^一？合金，特別優(yōu)選使用附一？(1 一？合金。
[0038]由11 一 12 — 13合金形成的基底合金層是通過在基材上使用鍍浴實施鍍敷而形成的，所述鍍浴為含有11、12和13所示的元素且添加有還原劑、絡合劑的鍍浴(基底合金化學鍍浴)。例如，在形成由附一一？合金形成的基底合金層的情況下，能夠將通常使用的鎳鍍浴和鈀鍍浴混合而得到的鍍浴等用作基底合金化學鍍浴。作為鎳鍍浴，例如，能夠列舉出由氯化鎳、硫酸鎳、硝酸鎳、乙酸鎳等鎳鹽、次磷酸鹽等含有磷的還原劑以及檸檬酸等絡合劑形成的鍍浴等。作為鈀鍍浴，例如，能夠列舉出由次磷酸鹽、亞磷酸鹽等含有磷的還原劑、氯化鈀等鈀鹽以及硫代乙醇酸等絡合劑形成的鍍浴等。需要說明的是，在將鎳鍍浴與鈀鍍浴混合來制作基底合金化學鍍浴時，優(yōu)選使用氯化鎳作為鎳鹽、使用氯化鈀作為鈀鹽。鎳鍍浴與鈀鍍浴的混合比率只要根據構成附一一？合金的各元素的比率來適當?shù)卦O定即可。另外，在以上所述中，例示了將基底合金層設為附一一？合金的情況，但在基底合金層由附一？(1 一？合金以外的合金構成的情況下，同樣地，也只要使用通過適當調整含有11、12和13的各元素且添加有還原劑、絡合劑的鍍浴而成的基底合金化學鍍浴即可。
[0039]需要說明的是，優(yōu)選的是，使用所述基底合金化學鍍浴，在邱為4.0?7.0、浴溫為301?501、浸漬時間為5分鐘?20分鐘的條件形成基底合金層。
[0040]另外，基底合金層的厚度優(yōu)選為0.01 V III?1.0 V III，更優(yōu)選為0.05 V III?0.2 V III。通過將基底合金層的厚度設在所述范圍內，能夠通過化學還原鍍在基底合金層上良好地形成金鍍層。
[0041]在此，用于形成這樣的基底合金層的基材如所述那樣預先通過沖壓加工等形成有氣體流路。在本發(fā)明中，通過在這樣的基材上形成基底合金層，能夠有效地防止得到的燃料電池用隔板的基底合金層產生裂紋。即，在未形成氣體流路的基材上形成基底合金層、之后通過沖壓加工等形成氣體流路的情況下，存在這樣的問題:在形成氣體流路時產生的應力的作用下基底合金層產生裂紋，但如所述那樣通過預先在基材上形成氣體流路，之后形成基底合金層，能夠解決這樣的問題。特別是，在本發(fā)明中，在通過化學鍍形成基底合金層的情況下，能夠在存在凹凸的氣體流路部分均勻地形成金鍍層并抑制未形成金鍍層的部分的產生。
[0042]另外，在本發(fā)明中，在將基底合金層形成于基材上時，可以直接在基材上形成基底合金層，但為了提高基材與基底合金層之間的密合性，也可以設置改性層。作為改性層，能夠根據基材、基底合金層的特性適當?shù)匦纬桑珡奶岣吲c基底合金層之間的密合性這樣的觀點而言，優(yōu)選為這樣的層:含有與構成基底合金層的11 ~ 12 - 13合金中的11相同的元素。例如，在采用附一？(1 一？合金作為基底合金層的情況下，作為改性層，優(yōu)選是含有作為相當于11的元素的附的附系層，在通過化學還原鍍形成這樣的附系層的情況下，能夠列舉出附一？鍍層等。需要說明的是，改性層既可以只有一層，也可以是兩層以上，并且，在改性層為兩層以上的情況下，構成各層的成分可以不同，或者也可以相同。另外，形成改性層的方法并不特別限定，能夠通過電解鍍、化學鍍、濺鍍等方法來形成。
[0043]〈金鍍層〉
[0044]金鍍層是通過使用非氰基系金鍍浴直接在基底合金層上實施化學還原鍍敷處理而形成的層。
[0045]如所述那樣，本發(fā)明的燃料電池用隔板在預先形成有氣體流路的基材上具備由
11- 12 - 13合金構成的基底合金層，在此基礎上，燃料電池用隔板是在該基底合金層上通過化學還原鍍形成金鍍層而成的。在此，采用化學還原鍍，在氣體流路的凹凸部分也良好地形成有金鍍層，得到的金鍍層沒有針孔且均勻地形成。因此，本發(fā)明的形成有這樣的金鍍層的燃料電池用隔板具有優(yōu)良的耐腐蝕性和導電性。此外，采用本發(fā)明，通過形成由11 一
12— 13合金構成的層來作為基底合金層，能夠使用非氰基系金鍍浴而形成金鍍層，因此能夠減小帶給作業(yè)環(huán)境、外部環(huán)境的負荷。即，不會發(fā)生在使用氰基系金鍍浴時帶給作業(yè)環(huán)境、外部環(huán)境的負荷的問題。
[0046]作為在形成金鍍層時使用的非氰基系金鍍浴，能夠使用通常用于化學還原鍍的非氰基系金鍍浴，即，含有作為金鹽的氯金酸鹽、亞硫酸金鹽、硫代硫酸金鹽、金巰基蘋果酸鹽等中的一種以上的鍍浴。優(yōu)選利用含有所述金鹽的非氰基系金鍍浴，在1)?為7.0?8.5、浴溫為551:?651:的條件下形成金鍍層。需要說明的是，在形成金鍍層時，浸漬于金鍍浴的浸漬時間并不特別限定，能夠根據需要的金鍍層的膜厚進行設定。
[0047]需要說明的是，作為在基材上形成金鍍層的方法，以往使用了直接在基材上實施化學置換鍍金處理來形成金鍍層的方法。然而，在這樣的實施化學置換鍍金處理的方法中，存在這樣的情況:作為被鍍材的金屬基材發(fā)生局部溶出，而在金屬基材的表面產生凹部，由此，存在這樣的問題:在產生的凹部無法適當?shù)匚龀鼋穑谛纬傻慕疱儗拥谋砻娈a生針孔。并且，為了覆蓋像這樣產生的針孔，還采用了在通過化學置換鍍金處理形成金鍍層之后進一步實施化學還原鍍金處理的方法，但還存在這樣的問題:為了覆蓋針孔，需要增厚金鍍層的厚度，成本上不利。
[0048]相對于此，本發(fā)明的燃料電池用隔板具備由11 ~ 12 - 13合金構成的層作為基底合金層，能夠通過化學還原鍍敷處理來形成金鍍層，而不需要實施化學置換鍍金處理，從而能夠解決這樣的針孔問題。特別是，采用本發(fā)明，通過形成由11 一 12 — 13合金構成的層來作為基底合金層，從而能夠通過化學還原鍍敷處理良好地形成金鍍層，因此也不需要為了解決所述針孔問題而增厚金鍍層的厚度。
[0049]另外，在所述專利文獻1 (日本特開2001 — 351642號公報)中公開的燃料電池用隔板，即，通過電解鍍在金屬基材上形成金鍍層而成的燃料電池用隔板是利用電解鍍形成金鍍層的，在通過沖壓加工在金屬基材上形成氣體流路之后，通過電解鍍在金屬基材上形成金鍍層的情況下，由于是對存在凹凸的氣體流路部分實施電解鍍，因此金鍍層的析出不均勻，產生未形成金鍍層的部分。因此，在形成有氣體流路的用于燃料電池用隔板等的基材(與平板等相比，角較多的基材)上實施較薄的鍍金的情況下，存在容易產生使基底暴露的針孔這樣的問題。
[0050]相對于此，本發(fā)明的燃料電池用隔板通過化學還原鍍形成有金鍍層，因此在使用這樣的方法、即:在與所述第2制造工藝同樣地通過沖壓加工在金屬基材上形成氣體流路之后、通過化學鍍形成金鍍層的方法的情況下，能夠在凹凸部分良好地形成金鍍層，從而能夠解決這樣的問題。
[0051]需要說明的是，金鍍層的厚度優(yōu)選為111111?20011111，更優(yōu)選為511111?10011111。若金鍍層的厚度過薄，則有可能無法在基底合金層上形成均勻的金鍍層，而導致在用作燃料電池用隔板時耐腐蝕性、導電性降低。另一方面，若金鍍層的厚度過厚，則成本上不利。
[0052]本發(fā)明的燃料電池用隔板通過在存在凹凸的氣體流路部分也均勻地形成有金鍍層而防止產生針孔，從而具有優(yōu)良的耐腐蝕性、導電性，成為品質優(yōu)良的燃料電池用隔板。特別是，對于燃料電池用隔板而言，在其表面形成有作為燃料氣體的流路、空氣的流路而發(fā)揮作用的凹凸，承擔使在電極產生的電子匯聚的任務，因此需要在凹凸部分良好地形成金鍍層，而且，還要求耐腐蝕性和導電性。對此，本發(fā)明的燃料電池用隔板通過化學還原鍍而形成有金鍍層的燃料電池用隔板，因此，即使在凹凸部分，也良好地形成有金鍍層，具有優(yōu)良的耐腐蝕性、導電性，成為品質優(yōu)良的燃料電池用隔板。
[0053]實施例
[0054]以下，列舉實施例，更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。
[0055]?實施例1 ?
[0056]準備好總厚度為1.27臟的基材，該基材是通過化學鍍在由了13 114000規(guī)定的5000系的5086鋁合金(81:0.4重量:0.5重量:0.1重量％，胞:0.2重量:3.5重量25重量％ ,0:0.25重量％，八1:其余部分)上形成有附一？層的含有比例為12重量％ )而成的，該附一？層表面的算術平均粗糙度為0.111111、厚度為10 VIII。接著，對準備好的基材進行脫脂，之后，進行水洗，使用附一？鍍浴(日本奧野制藥工業(yè)公司制，10？ 二 3 口'7 (? —冊)，通過化學鍍，在基材上形成了厚度為2賴的附一？鍍層(戶的含有比例為7重量％
[0057]接著，針對形成了附一？鍍層的基材，使用將下述所示的鍍浴和附一？鍍浴以？(1鍍浴:附一？鍍浴=3:1(體積比)的比例混合而成的鍍浴，在浴溫為401、時間為7分鐘的條件下，實施鍍敷處理，從而在附一？鍍層上形成厚度為0.79 VIII的附一？(1 一？合金層。需要說明的是，鍍浴中的鈀鹽、還原劑和絡合劑使用了以往公知的化合物。
[0058]?？己鍍浴?
[0059]鈀鹽:？01鍍浴中的？己為0.15重量％的量
[0060]還原劑:1.8重量％
[0061]絡合劑:0.63重量％
[0062]水:97.2 重量％
[0063]邱:5.8
[0064]?附一？鍍浴 ?
[0065]鎳鹽(氯化鎳):1.8重量％
[0066]還原劑(次磷酸鈉):2.4重量％
[0067]絡合劑:2.4重量％
[0068]水:93.2 重量 ％
[0069]邱:5.2
[0070]接著，針對形成了附一？鍍層和附一？(1 一？合金層的基材，使用非氰基系化學還原金鍍浴(日本奧野制藥工業(yè)公司制，七少7 3' —少卜'、0110，在浴溫為601、浸漬時間為2.5分鐘的條件下，通過實施化學還原鍍敷處理，從而在附一？(1 一？合金層上形成厚度為3611111的金鍍層，而得到鍍金覆蓋材料。
[0071]?實施例 2、3?
[0072]通過改變在形成金鍍層時的化學還原鍍中的浸漬時間等，使形成的金鍍層的厚度為4911111(實施例2) ,6311111(實施例3)，除此以外，與實施例1同樣地得到鍍金覆蓋材料。
[0073]〈實施例4?
[0074]使用厚度為5011111的附一？丨一？合金層代替所述附一？(1 一？合金層，所述附一？七一？合金層通過如下方式形成，使用將代鍍浴(日本高純度化學公司制，頂一？”和在形成所述附一？(1 一？合金層時使用的附一？鍍浴以？七鍍浴:附一？鍍浴=3:7 (體積比)的比例混合而成的鍍浴，在浴溫為351、時間為10分鐘、邱為4.0的條件下，通過實施鍍敷處理，從而在附一？鍍層上形成厚度為5011111的附一？丨一？合金層，之后，通過改變在形成金鍍層時的化學還原鍍敷處理中的浸漬時間等，來形成厚度為5=0的金鍍層，除此以外，與實施例1同樣地得到鍍金覆蓋材料。
[0075]〈實施例5?
[0076]使用厚度為5011111的(? 一？(1 一？合金層代替所述附一？(1 一？合金層，所述(? 一卜 V”。、
和下述所示的(?鍍浴以？(1鍍浴1:6(體積比)的比例混合而成的鍍浴，在浴溫為601:、時間為10分鐘、邱為8.5的條件下，通過實施鍍敷處理，從而在附一？鍍層上形成厚度為5011111的(? 一？(1 一？合金層，之后，通過改變在形成金鍍層時的化學還原鍍敷處理中的浸漬時間等，來形成厚度為5=0的金鍍層，除此以外，與實施例1同樣地得到鍍金覆蓋材料。
[0077]? 00 鍍浴〉
[0078]鈷鹽(硫酸鈷):108/1
[0079]還原劑(次磷酸鈉):25^/1
[0080]絡合劑(檸檬酸三鈉):308/1
[0081]絡合劑(酒石酸納):308/1
[0082]絡合劑(甘氨酸):7.58^/1
[0083]乙酸鉛:0.3卯III
[0084]?比較例1 ?
[0085]沒有形成附一？(1 一？合金層，而是使用非氰基系化學置換金鍍浴(日本奧野制藥工業(yè)公司制，乃V汐1 3'' —；卜卜'' 從:)，在浴溫為551、時間為1分鐘的條件下，直接在附一？鍍層上實施化學置換鍍敷處理，接著，使用非氰基系化學還原金鍍浴(日本奧野制藥工業(yè)公司制，七少7 3卜'、01?)，在浴溫為601:、時間為1分鐘的條件下實施化學還原鍍敷處理，形成厚度為35=0的金鍍層，除此以外，與實施例1同樣地得到鍍金覆蓋材料。
[0086]?比較例2?4 ?
[0087]改變在形成金鍍層時的化學還原鍍中的浸漬時間等，使形成的金鍍層的厚度為7811111(比較例2),13211111(比較例3)和186=111(比較例4)，除此以外，與比較例1同樣地得到鍍金覆蓋材料。
[0088]金鍍層的耐腐蝕性評價
[0089]接著，對在實施例1?3和比較例1?4中得到的鍍金覆蓋材料進行耐腐蝕性的評價。耐腐蝕性的評價、具體而言為:利用聚酰亞胺膠帶以鍍金覆蓋材料暴露縱長為35皿、橫長為20臟的面積的方式遮蔽該鍍金覆蓋材料，在901:的硫酸水溶液(體積為8001，邱:1)中浸漬了 50個小時，之后，取出鍍金覆蓋材料，利用X？光譜儀(日本島津制作所公司制，10? — 9000)測量自鍍金覆蓋材料溶出到硫酸水溶液中的離子⑶丨、？^!、？)的濃度。結果表示在圖1中。需要說明的是，圖1所示的圖表中的離子⑶溶出濃度示出的是以比較例1中測量到的離子(附、？么？)溶出濃度的值為100時的相對值。
[0090]由圖1的結果可知，在基材上形成有基底合金層且在最外表面形成有金鍍層的實施例1?3中，為這樣的結果:即使在金鍍層的厚度較薄的情況下，也能夠有效地抑制離子的溶出，耐腐蝕性優(yōu)良。另一方面，在沒有形成基底合金層的比較例1?4中，為這樣的結果:無法抑制離子的溶出，耐腐蝕性較差。
[0091]接觸電阻的測暈
[0092]接著，利用在實施例2、4、5中得到的鍍金覆蓋材料，形成圖2所示那樣的測量系統(tǒng)，利用形成的測量系統(tǒng)測量接觸電阻。需要說明的是，圖2所示的測量系統(tǒng)由試驗片10、碳布20、覆蓋有金鍍層的銅電極30、數(shù)字萬用表40以及安培表50構成，試驗片10是由在實施例2、4、5中得到的鍍金覆蓋材料形成的。對于接觸電阻的測量，具體而言，首先，如圖2所示，利用覆蓋有金鍍層的銅電極30從兩側以隔著碳布20(日本東 ? 公司制，產品編號:16？ - - 090)的方式夾持固定試驗片10，從而得到圖2所示的測量系統(tǒng)，其中，該試驗片10是通過將鍍金覆蓋材料加工成寬度為20皿、長度為20皿、厚度為1.27皿的大小而得到的。接著，對銅電極30施加恒定的負荷，并利用整流器(八冊公司制，型號408735)使2八的直流電流流過一對銅電極30之間，利用數(shù)字萬用表40(日本橫河7—夕^ ^
公司制，型號:7541)測量此時的一對碳布20之間的電壓。之后，根據測量到的碳布20之間的電壓，算出碳布20之間的電阻值，將算出的電阻值除以試驗片10與碳布20之間的接觸張數(shù)(兩張)以及試驗片10與碳布20之間的接觸面積(寬度長度20^)而得到的值作為試驗片10與碳布20之間的接觸電阻。需要說明的是，在本實施例中，在測量接觸電阻時，通過使施加于銅電極30的負荷發(fā)生變化，來測量不同負荷時的接觸電阻。得到的測量結果表示在圖3中。
[0093]另外，在圖3中，還一并表示了使用碳隔板(日本東陽尹夕二力公司制)測量到的接觸電阻的值來作為比較數(shù)據。在使用碳隔板時的接觸電阻是通過使用將碳隔板加工成寬度為20皿、長度為20皿、厚度為1.0皿的大小而得到的試驗片10、利用圖2所示的所述測量系統(tǒng)進行測量而得到的。
[0094]由圖3的結果可知，在基材上形成有基底合金層且在基底合金層的最外表面形成有金鍍層的實施例2、4、5中，為這樣的結果:在任一負荷值的情況下，均是，與以往的碳隔板相比，實施例2、4、5的接觸電阻為較低的值，導電性優(yōu)良。
[0095]?實施例6 ?
[0096]在形成附一？鍍層之前，在基材上形成燃料電池用隔板所使用的氣體流路，除此以外，與實施例2同樣地得到鍍金覆蓋材料。_7] 燃料電池初期發(fā)電性能的評價
[0098]接著，利用在實施例6中得到的鍍金覆蓋材料，進行燃料電池初期發(fā)電性能的評價。即，首先，利用在實施例6中得到的鍍金覆蓋材料，制作大小為1cm見方、電極面積為25cm2的燃料電池用隔板。接著，將制作好的燃料電池用隔板組裝于燃料電池評價裝置(日本司測研公司制，型號:TFC - 2000)，通過進行發(fā)電試驗，從而測量其I 一 V特性，由此，進行燃料電池初期發(fā)電性能的評價。需要說明的是，在發(fā)電試驗中，作為用于形成燃料電池的電極接合體(MEA)的構成構件，使用了厚度為50 μπι的電解質膜(Dupont公司制，產品編號:Naf1nn212CS)、載有作為電極催化劑的鉑的碳材料、以及厚度為0.28mm的復寫紙制擴散層(日本東 > 公司制，產品編號:TGP — H — 090，對其實施了防水處理)。需要說明的是，用作電極催化劑的鉬的載量在陽極側設為0.45mg/cm2，在陰極側設為0.30mg/cm2。另夕卜，發(fā)電試驗的條件為，單元溫度:80°C，加濕溫度:80°C，陽極氣體(純氫)的流量:400cc/min，陰極氣體(空氣)的流量:1000cc/min。得到的測量結果表示在圖4中。
[0099]另外，在圖4中，還一并示出了使用致密石墨制隔板(日本司測研公司制)得到的燃料電池初期發(fā)電性能的評價結果作為比較數(shù)據。
[0100]根據圖4的結果，能夠確認的是:在基材上形成有基底合金層且在基底合金層的最外表面形成有金鍍層的實施例6中，與以往的致密石墨制隔板相比，電池電壓相同，用作燃料電池用隔板時的初期發(fā)電性能足夠。
[0101]附圖標記說曰月
[0102]10、試驗片；20、碳布；30、銅電極；40、電壓表；50、安培表
【權利要求】
1.一種燃料電池用隔板， 該燃料電池用隔板具備: 基材; 基底合金層，其形成在所述基材上；以及 金鍍層，其形成在所述基底合金層上， 該燃料電池用隔板的特征在于， 所述基底合金層為Ml - M2 - M3合金(其中，Ml是從N1、Fe、Co、Cu、Zn和Sn中選擇出的至少一種元素，M2是從Pd、Re、Pt、Rh、Ag和Ru中選擇出的至少一種元素，M3是從P和B中選擇出的至少一種元素。)。
2.一種燃料電池單元，其中， 該燃料電池單元是使用權利要求1所述的燃料電池用隔板而成的。
3.一種燃料電池堆，其中， 該燃料電池堆是層疊多個權利要求2所述的燃料電池用單元而成的。
4.一種燃料電池用隔板的制造方法， 該燃料電池用隔板的制造方法具有如下工序: 在基材的表面形成基底合金層的工序；以及 使用非氰基系金鍍浴、通過化學還原鍍直接在所述基底合金層上形成金鍍層的工序， 該燃料電池用隔板的制造方法的特征在于， 所述基底合金層為Ml - M2 - M3合金(其中，Ml是從N1、Fe、Co、Cu、Zn和Sn中選擇出的至少一種元素，M2是從Pd、Re、Pt、Rh、Ag和Ru中選擇出的至少一種元素，M3是從P和B中選擇出的至少一種元素。)。
【文檔編號】C23C18/44GK104428934SQ201380037504
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權日:2012年7月13日
【發(fā)明者】迎展彰 申請人:東洋鋼鈑株式會社