[发明专利]燃料电池的隔板用不锈钢板的制造方法

说明书

准备成为原材的不锈钢板，接着，除去上述不锈钢板的表面的氧化覆膜，接着，对上述不锈钢板在上述不锈钢板的活化区中实施电解蚀刻处理。

技术领域

本发明涉及燃料电池的隔板用不锈钢板的制造方法。

背景技术

近年来，从保护地球环境的观点出发，正在进行发电效率优良且不排放二氧化碳的燃料电池的开发。该燃料电池由氢气和氧气通过电化学反应产生电，其基本结构具有三明治这样的结构，由电解质膜(离子交换膜)、两个电极(燃料极和空气极)、O₂(空气)和H₂的扩散层以及两个隔板(Bipolar plate(双极板))构成。

并且，根据所使用的电解质膜的种类，被分类成磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池、固体氧化物型燃料电池、碱性燃料电池和固体高分子型燃料电池(PEFC；proton-exchange membrane fuel cell(质子交换膜燃料电池)或polymer electrolyte fuelcell(聚合物电解质燃料电池))，正在分别进行开发。

这些燃料电池之中，特别是固体高分子型燃料电池被期待用作电动汽车的搭载用电源、家庭用或工作用的固定式发电机、便携式小型发电机。

固体高分子型燃料电池借助高分子膜由氢气和氧气取电，利用气体扩散层(例如碳纸等)和隔板夹住膜-电极接合体，将其作为单个构成要素(所谓的单电池)。于是，在燃料极侧隔板与空气极侧隔板之间产生电动势。

需要说明的是，上述膜-电极接合体被称为MEA(膜-电极组件，Membrane-Electrode Assembly)，是将高分子膜与在该膜的表面和背面负载了铂系催化剂的炭黑等电极材料一体化而成的，厚度为几十μm～几百μm。另外，气体扩散层多数情况下与膜-电极接合体一体化。

另外，在将固体高分子型燃料电池供于实用的情况下，一般情况下将如上所述的单电池串联连接几十～几百个而构成燃料电池堆来使用。

在此，对于隔板而言，不仅要求作为(a)将单电池间隔开的间壁的作用，还要求作为(b)运送产生的电子的导体、(c)氧气(空气)流通的空气流路、氢气流通的氢气流路、(d)将生成的水、气体排出的排出路径(兼具空气流路、氢气流路)的功能，因此，需要优良的耐久性和导电性。

在此，耐久性由耐腐蚀性决定。其原因在于，如果隔板腐蚀而金属离子溶出，则高分子膜(电解质膜)的质子传导率降低，发电特性降低。

另外，关于导电性(conductivity)，期望隔板与气体扩散层的接触电阻尽可能低。其原因在于，如果隔板与气体扩散层的接触电阻增大，则固体高分子型燃料电池的发电效率降低。即，可以说隔板与气体扩散层的接触电阻越小，则发电特性越优良。

迄今为止，使用石墨作为隔板的固体高分子型燃料电池已被实用化。这种由石墨构成的隔板具有接触电阻相对较低、而且不腐蚀这样的优点。但是，石墨制的隔板容易因碰撞而破损，因此具有不仅难以小型化、而且用于形成空气流路、氢气流路的加工成本高的缺点。由石墨构成的隔板所具有的这些缺点成为妨碍固体高分子型燃料电池普及的原因。

因此，正在尝试应用金属原材代替石墨作为隔板的原材。特别是，从提高耐久性的观点出发，针对以不锈钢、钛、钛合金等作为原材的隔板的实用化，进行了各种研究。

例如，在专利文献1中公开了使用不锈钢或钛合金等容易形成钝化膜的金属作为隔板的技术。

但是，在专利文献1公开的技术中，伴随着钝化膜的形成，导致接触电阻的升高，导致发电效率的降低。如此，专利文献1中公开的金属原材与石墨原材相比存在接触电阻大等问题。