用于燃料电池的隔板以及设置有这种隔板的燃料电池制造技术

一种用于燃料电池的隔板１０，该隔板是通过将朝向阳极ＡＥ的第一隔板构件１１和朝向阴极ＣＥ的第二隔板构件１２结合而成。用于形成第一隔板构件１１的材料是铬合金，所述铬合金即使在燃料电池的发电环境下也能减少金属离子洗脱；用于形成第二隔板构件的材料是镍合金，所述镍合金具有在其表面上难以形成厚氧化物覆层的特性。隔板１０制造成本低并能够减少在燃料电池性能方面的恶化。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于燃料电池的隔板以及设置有这种隔板的燃料电池。
技术介绍
人们已经设计出了用于燃料电池的各种隔板。迄今为止，除了那些由碳制成的隔板之外，还设计出了许多由金属制成的隔板。无需多言，考虑到它的结构和材料，为了用作隔板，则需要不低于特定量的强度。然而，作为隔板的关键点不仅在于对于强度的质量。即使在通过两种气体之间在高温下的化学反应进行发电的环境条件下，由于形成隔板的材料的损坏引起的每小时的变化也必须要小。隔板的损坏严重影响电解质膜或催化剂，降低了发电效率。解决燃料电池用隔板问题的技术专家反复进行试验，寻找用于隔板或用于表面处理的合适材料。结果，已知的几种材料在一定程度上适合于隔板。其中之一在日本特开平10-228914中公开。本申请公开了对不锈钢进行模压以形成用于通气体的凸出部分，在凸出部分的表面局部镀金用来与各电极接触。从材料的角度出发镀金是稳定的，每小时只有小的变化，并且在与阴极接触的情况下具有减小的接触电阻。因此，将镀金用在阴极侧的隔板上作表面处理是非常好的。然而，镀金用在阳极侧的隔板上作局部表面处理时，不可避免的会引起从没有镀金部分洗脱下金属离子，由此出现了破坏燃料电池性能的问题。此外，由于这一问题而将阳极侧的整个隔板镀金时，隔板的高成本变成了不可避免的问题。另一方面，日本特开平2000-294256公开了一种采用铁氧体不锈钢的燃料电池隔板。该隔板可防止在与阳极接触时的金属离子的洗脱，但不能防止在阴极侧接触电阻的增加，因此也不能避免在电池性能方面的损坏。如上所述，即使由常规技术设计出的任何一种隔板在阳极侧和阴极侧进行了布置，它们也都不能显示出优异的性能。本专利技术的专利技术人对燃料电池用的隔板进行了反复研究并且发现，由于隔板的损坏而导致燃料电池性能恶化的机理在阳极侧处和阴极侧处是不同的。具体而言，在阳极侧处，隔板材料的金属离子被洗脱出来并作为杂质混入电解质膜或催化层中，由此引起燃料电池的性能恶化。此外，引入阳极侧的氢气中所含的冷凝水成为金属离子的路径，由此扩大金属离子的洗脱。另一方面，发现在阴极侧，氧化物覆层在隔板的表面上生长，由此增加了阴极和隔板之间的接触电阻，导致了燃料电池的性能恶化。
技术实现思路
基于我们研究的上述结果，为了解决常规技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供能够减少燃料电池性能恶化的低成本燃料电池隔板，以及设置有这种隔板的燃料电池。第一项专利技术提供了一种燃料电池隔板，该隔板设置有一侧朝向阳极的第一表面和另一侧朝向阴极的第二表面，其中用于形成第一表面的材料与用于形成第二表面的材料彼此不同。根据第一项专利技术的结构，其中用于形成第一表面的材料和用于形成第二表面的材料是彼此不同的，最优选的材料可根据破坏燃料电池性能的各电极的机理，相对于各电极进行选择，由此使所提供的燃料电池隔板能够防止燃料电池的性能恶化。在第一项专利技术中的第一详细结构提供了一种燃料电池隔板，该隔板通过将朝向阳极的第一隔板构件和朝向阴极的第二隔板构件结合而构成，其中用于形成第一隔板构件的材料和用于形成第二隔板构件的材料彼此不同。根据第一详细结构，其中用于形成第一隔板构件的材料和用于形成第二隔板构件的材料彼此不同，可在第一隔板构件和第二隔板构件之间设置有冷却水路径的用于水冷燃料电池的金属隔板中，根据各电极选择最优选的材料。因此，这种结构可提供能够防止燃料电池性能恶化的燃料电池隔板。在第一详细结构中的第二详细结构提供了一种燃料电池隔板，其中用于第一隔板构件的材料是铬合金，用于第二隔板构件的材料是镍合金。根据其中用于第一隔板构件的材料是铬合金、用于第二隔板构件的材料是镍合金，第一隔板构件和第二隔板构件可由对于各电极很难破坏的材料制成，由此能够提供一种可防止燃料电池性能恶化的燃料电池隔板。在第一项专利技术中的第三详细结构提供了一种燃料电池隔板，该隔板通过将朝向阳极的第一隔板构件和朝向阴极的第二隔板构件结合而构成，其中在朝向阳极的第一隔板构件的表面上和朝向阴极的第二隔板构件的表面上进行表面处理，其中在第一隔板构件上进行的表面处理的材料与在第二隔板构件上进行的表面处理的材料彼此不同。根据第三详细结构，其中在第一隔板构件上进行的表面处理的材料与在第二隔板构件上进行的表面处理的材料是彼此不同的，对于各电极可选择最优选的材料，由此能够提供可防止燃料电池性能恶化的燃料电池隔板。第一项专利技术中的第四详细结构提供了一种燃料电池隔板，其中在第一隔板构件上进行的表面处理是镀金，在第二隔板构件上进行的表面处理是镀锡。根据第四详细结构，其中在第一隔板构件上进行的表面处理是镀金、在第二隔板构件上进行的表面处理是镀锡，在第一隔板构件和第二隔板构件的每个构件上进行表面处理，所用的材料都是对于各电极很难破坏的材料。因此，这种结构可提供能够防止燃料电池性能恶化的燃料电池隔板。第三详细结构中的第五详细结构提供了一种燃料电池隔板，其中在朝向阴极的表面上进行的表面处理仅在与阴极接触的第二隔板构件的表面上进行。根据第五详细结构，其中在朝向阴极的表面上进行的表面处理仅在与阴极接触的第二隔板构件的表面上进行，可以防止隔板对阴极的破坏，另外，可以节省设置在第二隔板构件上用于表面处理的材料。因此，这种结构可提供低成本隔板。在第一项专利技术的第六详细结构中提供了一种燃料电池隔板，该隔板通过将朝向阳极的第一隔板构件和朝向阴极的第二隔板构件结合而成，其中，在朝向阳极的第一隔板构件表面和朝向阴极的第二隔板表面的其中一个上进行表面处理，其中，在第一隔板构件和第二隔板构件的其中一个表面上进行的表面处理材料与另一个第一隔板构件和第二隔板构件之一的材料不同。根据第六详细结构，其中，在第一隔板构件和第二隔板构件的其中一个表面上进行的表面处理材料与另一个第一隔板构件和第二隔板构件之一的材料不同，可选择对于各电极最优选的材料。因此，这种结构可提供能够防止燃料电池性能恶化的燃料电池隔板。第二项专利技术提供了一种设置有燃料电池隔板的燃料电池，该隔板通过将朝向阳极的第一隔板构件和朝向阴极的第二隔板构件结合而构成，其中用于形成第一隔板构件的材料和用于形成第二隔板构件的材料彼此不同，在阳极和第一隔板构件之间提供烘干了的燃料气体。根据第二项专利技术，其中用于形成第一隔板构件的材料和用于形成第二隔板构件的材料彼此不同、在阳极和第一隔板构件之间提供烘干了的燃料气体，对于各电极可选择最优选的材料，可防止由含在燃料气体中的冷凝水引起的金属离子从隔板的洗脱，由此能够防止燃料电池的性能恶化。在第一项专利技术中的第七详细结构提供了一种燃料电池隔板，该隔板是通过在基板的一侧上进行表面处理而构成的，其中用于形成第一表面的材料是用于形成基板的材料或表面处理的材料，而形成第二表面的材料则是用于形成基板的材料和表面处理材料中的另一个。根据第七详细结构，其中在基板的一侧提供表面处理，并且用于形成基板的材料和用于表面处理的材料彼此不同，对于各电极可选择最优选的材料，由此能够防止燃料电池的性能恶化。在第七详细结构中的第八详细结构提供了一种燃料电池隔板，其中用于形成第一表面的材料是用来形成基板的铬合金，形成第二表面的材料是在基板上的镀锡。根据第八详细专利技术，其中用于形成第一表面的材料是由铬合金制成的基板、形成第二表面的材料是在基板上设置的锡镀层，第一表面和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃料电池的隔板，该隔板设置有在一侧朝向阳极的第一表面和在另一侧朝向阴极的第二表面，其中用于形成第一表面的材料与用于形成第二表面的材料彼此不同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：桥本圭二，铃木幸弘，
申请(专利权)人：亚乐克株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]