本发明专利技术提供在基材表面形成的镀Au层的厚度即使薄，耐腐蚀性也优异，且成本降低了的燃料电池用隔板材料、使用其的燃料电池用隔板和燃料电池组件。燃料电池用隔板材料，其中，在金属薄板的一个面上形成厚度为0.5～4nm的均一的第1镀Au层，在该金属薄板的其它面上形成比上述第1镀Au层厚的均一的第2镀Au层，利用透射电子显微镜分别观察上述第1镀Au层和上述第2镀Au层的截面时的被覆率均为80％以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在金属薄板表面形成镀Au层的燃料电池用隔板材料、使用其的燃料电池用隔板和燃料电池组件。
技术介绍
固体高分子型的燃料电池用隔板具有导电性，将燃料电池的各单体电池(singlecell)电连接，并将各单体电池产生的能量(电)集电的同时，形成对各单体电池供应燃料气体(燃料液体)和空气(氧)的流路。该隔板也称为联络线路(interconnector)、双极板、集电体。 作为这样的燃料电池用隔板，以往使用在碳板上形成气体流通路径的隔板，但具有材料成本和加工成本大的问题。另一方面，当使用金属板代替碳板时，在发电环境下金属腐蚀，其溶出离子摄入膜电极接合体中，由此具有使发电性能降低的问题，和在金属表面生成绝缘性的钝态化被膜，由此具有气体扩散膜与隔板间的接触电阻增大、使发电性能降低的问题。因此，已知在不锈钢板制的波形隔板的顶部镀覆O. 01 O. 06// m的镀Au的技术(专利文献1、2)、在不锈钢板的表面上将选自Au、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt等的贵金属溅镀成膜而形成导电部分的技术(专利文献3)。另外，报道了在不锈钢板的表面以点状或岛状实施IOnm (O. 019mg/cm2)左右的镀金的技术(专利文献4)、和在不锈钢板的表面上形成氧化被膜后实施镀金的技术(专利文献5)。现有技术文献 专利文献 [专利文献I]日本特开平10 — 228914号公报 [专利文献2]日本特开平9 - 22708号公报 [专利文献3]日本特开2001 - 297777号公报 [专利文献4]日本特开2004 - 296381号公报(0007) [专利文献5]日本特开2007 - 257883号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 然而，若为了降低成本将镀金的厚度变薄至低于20nm，则容易产生被膜缺陷，有无法充分确保燃料电池用隔板的耐腐蚀性的问题。特别是，由于燃料电池用隔板被置于酸性气氛中，因此其耐腐蚀性方面处在苛刻的环境下。另外，在专利文献4记载的技术中，为了在不锈钢与金之间不产生异种金属间接触腐蚀，使不锈钢单体对于90°C、pH3的硫酸的自然电位为O. 48V，因此使金的重量为1.76mg/cm2以下。其结果是使镀金皮膜不均一，硬是形成为岛状，一般来说不锈钢等的金属薄板的露出部分多时，来自薄板的溶出离子量变多，存在发电性能降低的问题。S卩，本专利技术的目的是，提供尽管在金属薄板表面形成的镀Au层的厚度薄耐腐蚀性也优异的、降低了成本的燃料电池用隔板材料、使用其的燃料电池组件。进一步地，对于将成型的2块隔板材料贴合、一方流动燃料气体、另一方流动氧化性气体、进而在贴合中间部流动冷却水的双极型隔板的情况，在气体侧和冷却水侧需要的耐腐蚀性不同，本专利技术的目的还有通过在金属薄板表面附上所需最小限度的金的膜，提供降低了成本的燃料电池用隔板材料、使用其的燃料电池组件。解决问题的手段 对于本专利技术的燃料电池用隔板材料，在金属的一个面上形成厚度为O. 5 4nm的第I镀Au层，在该金属薄板的其它面上形成比上述第I镀Au层厚的均一的第2镀Au层，用透射电子显微镜分别观察上述第I镀Au层和上述第2镀Au层的截面时的被覆率均为80%以上。 对于上述第I镀Au层和上述第2镀Au层，优选利用含有硫酸氢钠作为导电盐的pHl. O以下的镀Au浴进行电镀。上述第2镀Au层的厚度优选为7nm以上。对于上述第I镀Au层和上述第2镀Au层，优选使用分别与上述金属薄板的两面对向的电极进行湿式电镀，在该两面流动不同的电流进行电镀。上述第I镀Au层和上述第2镀Au层可以分别在上述金属薄板表面的一部分上被形成。上述金属薄板优选由不锈钢形成，更优选由奥氏体系不锈钢形成。优选上述金属薄板的厚度为O. 05 O. 3mm。优选上述镀Au层被封孔处理。优选上述封孔处理为在巯基系水溶液中对上述镀Au层进行电解处理而成。优选本专利技术的燃料电池用隔板材料用于固体高分子型燃料电池或直接甲醇型固体高分子型燃料电池。本专利技术的燃料电池用隔板是使用上述燃料电池用隔板材料，上述第2镀Au层侧朝向空气极和燃料极侧的隔板。本专利技术的燃料电池组件是使用上述燃料电池用隔板材料，上述第2镀Au层侧朝向空气极和燃料极侧的组件。专利技术效果 根据本专利技术，尽管在金属薄板表面形成的镀Au层的厚度薄也可以提高耐腐蚀性，降低成本。附图的简单说明 附图说明图1是表示第I镀Au层的截面的TEM图像的图。图2是模式地表示金属薄板上金的被覆状态(TEM图像)的图。图3是本专利技术的实施方式涉及的燃料电池组件(单体电池)的截面图。图4是表示双极型隔板的结构的截面图。图5是本专利技术的实施方式涉及的平面型燃料电池组件的截面图。图6是表示利用使用了燃料电池用隔板材料的单体电池进行发电试验时的、输出电压相对于时间的图。具体实施例方式以下，对本专利技术的实施方式涉及的燃料电池用隔板材料进行说明。尚需说明，本专利技术中的“％”只要没有特别说明，则表示“质量％”。另外，本专利技术中，“燃料电池用隔板”是指具有导电性，将各单体电池电连接，并将各单体电池产生的能量(电)集电的同时，形成对各单体电池供应燃料气体(燃料液体)和空气(氧)的流路。隔板也称为联络线路、双极板、集电体。因此，详述如后，作为燃料电池用隔板，除了包含在板状基材表面设置凹凸状流路的隔板以外，还包含上述的被动式DMFC用隔板这样的在板状基材表面开口气体和甲醇的流路孔的隔板。 〈金属薄板〉 燃料电池用隔板材料要求耐腐蚀性和导电性,且对其基材(金属薄板)要求耐腐蚀性。因此，金属薄板优选使用耐腐蚀性良好且较低成本的不锈钢、更优选使用奥氏体系不锈钢。对奥氏体系不锈钢的种类没有特别限制，例如，可以举出符合JIS规格的SUS304、SUS316L、SUS301。对金属薄板的形状也没有特别限制，只要是可以镀Au的形状即可，不过由于要加压成型为隔板形状，因此优选为板材，特别优选为厚度O. 05 O. 3mm的板材。金属薄板的厚度小于O. 05_时，成型后的隔板的刚性低，燃料电池组件装配时易于引起隔板的变形，有装配工作量的增大和隔板损耗变大的情况。另一方面，如果金属薄板的厚度变厚，则隔板的刚性提高，但即使厚度超过O. 3_，有需要的隔板的刚性也饱和，同时伴随组件的重量增加的情况。另外，从使镀Au层平滑成膜的观点出发，优选将金属薄板表面也平滑化、清洁化。为了将金属薄板表面平滑化，例如优选使用辊表面粗糙度为Ra = O. 05 μ m的辊进行精轧，为了清洁化，优选精加工退火实施光亮退火。进一步地，退火炉内的供给辊通常为碳辊，但退火时有产生由碳辊向薄板的碳附着的担心，因此优选使用陶瓷辊，为了使薄板的表面不氧化，优选炉内气氛为氢和氮，其比率例如为9 I。〈第I 镀 Au 层〉 在本专利技术中，在金属薄板的两面形成镀Au层。其中,第I镀Au层是厚度为O. 5 4nm的均一的层。燃料电池用隔板中，暴露在发电环境下的面(空气极侧、燃料极侧)的腐蚀剧烈，对该面实施耐腐蚀性的镀金。但是，在燃料电池用隔板中，明确了与空气极和燃料极侧相反的面也缓慢地进行腐蚀。在该相反面上例如流动使反应热降低的冷却介质(自来水等)。因此，本专利技术人等对为了防止冷却介质侧的所述缓慢腐蚀而需要的最薄的镀Au厚度进行了研究，结果发现只要是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.09 JP 2010-1565231.燃料电池用隔板材料，其中，在金属薄板的一个面上形成厚度为O.5 4nm的第I镀 Au层，在该金属薄板的其它面上形成比上述第I镀Au层厚的均一的第2镀Au层，利用透射电子显微镜分别观察上述第I镀Au层和上述第2镀Au层的截面时的被覆率均为80%以上。2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板材料，其中，对于上述第I镀Au层和上述第 2镀Au层，通过含有硫酸氢钠作为导电盐的pHl. O以下的镀Au浴进行电镀。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用隔板材料，其中，上述第2镀Au层的厚度为 7nm以上。4.根据权利要求1 3中任一项所述的燃料电池用隔板材料，其中，对于上述第I镀 Au层和上述第2镀Au层，使用分别与上述金属薄板的两面对向的电极进行湿式电镀，在该两面流动不同的电流进行电镀。5.根据权利要求1 4中任一项所述的燃料电池用隔板材料，其中，上述第I镀Au层和上述第2镀Au层分别在上述金属薄板表面的...
【专利技术属性】
技术研发人员：涩谷纪充，久田建男，布藤正义，
申请(专利权)人：JX日矿日石金属株式会社，大同特殊钢株式会社，
类型：
国别省市：
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