[发明专利]燃料电池用金属隔板及其贵金属涂布方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种被层叠于在电解质两侧设有一对电极的电解质电极构造体而构成燃料电池的燃料电池用金属隔板及其贵金属涂布方法。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备由一对隔板夹持电解质膜电极构造体(MEA)的单位单电池(发电单电池)，其中电解质膜电极构造体(MEA)在由高分子离子交换膜形成的电解质膜(电解质)的两侧分别配置了阳极电极及阴极电极。

这种燃料电池通常在作为车载用而使用时，为了得到希望的发电力，作为将规定数量(例如，数十～数百)的单位单电池层叠的燃料电池堆使用。

此时，在隔板的面内，形成有反应气体沿电极面流动的反应气体流路。因此，在使用金属隔板作为隔板的情况下，通过将所述金属隔板冲压成形为波形状，从而设有与电极面抵接的凸部和形成反应气体流路的凹部。

在上述的金属隔板中，需要良好地维持导电性、耐腐蚀性及耐磨损性。因此，在金属隔板的表面上形成金的涂布层。

例如，在日本特开2010-077464号公报中公开一种使被镀部件的凸部件与浸渍在电镀液中的保液部件接触，从而对所述凸部的顶面部选择性地实施电解镀的方法。在该方法中，电镀液为Au电镀液，使用最大电流密度20～260A/dm²、平均电流密度5～26A/dm²的脉冲电流来进行电镀。

但是，在实施了镀金处理的金属隔板中，金容易剥离，存在无法长期良好使用的顾虑。因此，金属隔板的耐用年数下降。

发明内容

本发明为解决这种问题，目的在于提供一种能够有效抑制贵金属的剥离，且能够良好地维持导电性、耐腐蚀性及耐磨损性的燃料电池用金属隔板及其贵金属涂布方法。

本发明涉及一种被层叠于在电解质两侧设有一对电极的电解质电极构造体而构成燃料电池的燃料电池用金属隔板及其贵金属涂布方法。

该金属隔板通过将金属板成形为波形状，从而设有抵接于电解质电极构造体的凸部以及在与所述电解质电极构造体之间形成反应气体流路的凹部。而且，在凸部上形成有贵金属涂布层，并且所述贵金属涂布层具有主贵金属涂布部以及在所述主贵金属涂布部的周围延伸的网眼状贵金属涂布部。

另外，该贵金属涂布方法具有：对凸部实施粗面化处理的工序；从喷墨器向实施了所述粗面化处理的所述凸部喷出贵金属微粒子而形成贵金属涂布层的工序。

根据本发明，在金属隔板的凸部上形成的贵金属涂布层具有主贵金属涂布部以及在所述主贵金属涂布部的周围延伸的网眼状贵金属涂布部。因此，贵金属涂布层牢固且可靠地设置于金属隔板的凸部，从而尽可能抑制其从所述凸部剥离。在此，作为贵金属，至少使用金、白金或银。

由此，能够有效抑制贵金属的剥离，能够良好地维持导电性、耐腐蚀性及耐磨损性。

另外，根据本发明，在对金属隔板的凸部实施了粗面化处理后，通过喷墨器在所述凸部上形成有贵金属涂布层。因此，在凸部的被粗面化处理的部位，贵金属流入网眼状而形成网眼状贵金属涂布部。因此，贵金属涂布层牢固且可靠地设置于金属隔板的凸部，尽可能抑制其从所述凸部剥离。

由此，能够有效抑制贵金属的剥离，能够良好地维持导电性、耐腐蚀性及耐磨损性。

从参考附图进行的下面的优选的实施方式例的说明，上述目的及其他目的、特征及优点会更明确。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料电池用金属隔板即第一及第二金属隔板被装入的燃料电池的主要部分分解立体说明图。

图2是所述燃料电池的剖面说明图。

图3是所述第二金属隔板的正面说明图。

图4是所述燃料电池的主要部分剖面说明图。

图5是在所述第一及第二金属隔板的凸部设置的金涂布层的说明图。

图6是用于形成所述金涂布层的工序说明图。

图7是喷墨器装置的说明图。

图8是第一实施方式与现有例的母材腐蚀时的金剥离强度的关系说明图。

图9是第一实施方式与现有例的接触电阻的关系说明图。

图10是在本发明的第二实施方式的燃料电池用金属隔板的凸部上设置的金涂布层的说明图。

图11是金的面积率引起的与水的接触角的变化的说明图。

具体实施方式

如图1及图2所示，燃料电池10的电解质膜电极构造体(电解质电极构造体)14被本发明的第一实施方式的第一金属隔板16和第二金属隔板18夹持。电解质膜电极构造体14和第一金属隔板16及第二金属隔板18以电极面为铅直面的方式在水平方向(箭头A方向)上层叠。