JP2007026694A - Separator for solid polymer type fuel cell, and solid polymer type fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低温稼動が可能でメンテナンスも容易な固体高分子型燃料電池に組み込まれるステンレス鋼製セパレータに関する。 The present invention relates to a stainless steel separator incorporated in a polymer electrolyte fuel cell that can be operated at a low temperature and is easy to maintain.
固体高分子型燃料電池は、100℃以下の低温で動作可能であり、短時間で起動する長所を備えている。しかも、各部材が固体からなる簡素な構造のため、メンテナンスが容易であるばかりでなく、振動や衝撃に曝される用途にも適用できる。更に、出力が高いため小型化に適し、燃料効率が高く騒音が小さい等の長所も備えている。 The polymer electrolyte fuel cell can operate at a low temperature of 100 ° C. or less and has an advantage of starting in a short time. In addition, since each member is a simple structure made of a solid, not only maintenance is easy, but it can also be applied to applications that are exposed to vibrations and impacts. In addition, it has advantages such as high output, suitable for downsizing, high fuel efficiency and low noise.
1セル当りの発電量が極僅から燃料電池から実用に供せられる電力量を取り出すには、固体高分子膜をセパレータで挟んだセルを一単位とし、多数のセルをスタックする必要がある。固体高分子膜を挟むセパレータには、導電性が良好で低い接触抵抗が要求されるため、従来から黒鉛質のセパレータが用いられている。しかし、黒鉛質セパレータは脆く、過度な振動や衝撃が加えられると割れやすい。低い加工性のため複雑形状の製品を作製する上で切削加工を余儀なくされ、脆い材質から厚肉製品とならざるを得ない。その結果、黒鉛質セパレータでは、コンパクト化の要求に十分応えることができず、製造コストが高くなる。 In order to take out the amount of power that can be practically used from a fuel cell with a very small amount of power generation per cell, it is necessary to stack a number of cells with one unit of a solid polymer membrane sandwiched between separators. A separator that sandwiches a solid polymer film is required to have good electrical conductivity and low contact resistance, so that a graphite separator has been conventionally used. However, the graphite separator is brittle and easily breaks when excessive vibration or impact is applied. Due to its low workability, it is necessary to perform cutting work when manufacturing a product with a complicated shape, and it is unavoidable to change from a brittle material to a thick product. As a result, the graphite separator cannot sufficiently meet the demand for compactness, and the manufacturing cost increases.
そこで、黒鉛に代えてステンレス鋼をセパレータに使用することが検討されている(特許文献1,2)。ステンレス鋼は、高強度で延性に優れているため薄肉化が可能であり、プレス成形等の安価な加工法で目標形状に成形できる長所を備えている。また、ステンレス鋼の構成成分であるCr,Mo,Fe等の酸化物,水酸化物から形成される不動態皮膜によって鋼板表面が覆われ、不動態皮膜のバリア効果により下地鋼の腐食が抑制される。
不動態皮膜は、耐食性向上には有効であるが半導体的な特性を呈し、下地鋼と比較して電気伝導性に劣っている。そのため,通常の不動態皮膜が生成しているステンレス鋼をセパレータに使用すると、電極との接触抵抗が大きく、電池反応で生じた電気エネルギーがジュール熱として消費され、燃料電池の発電効率が低下する。
優れた耐食性を活用しながらステンレス鋼をセパレータに適用するにはステンレス鋼表面の接触抵抗を下げる必要があり、接触抵抗低減手段として貴金属コーティングやステンレス鋼表面の粗面化等が検討されている。
The passive film is effective in improving the corrosion resistance, but exhibits semiconducting properties and is inferior in electrical conductivity compared to the base steel. Therefore, when stainless steel with a normal passive film is used for the separator, the contact resistance with the electrode is large, the electric energy generated by the cell reaction is consumed as Joule heat, and the power generation efficiency of the fuel cell decreases. .
In order to apply stainless steel to the separator while utilizing excellent corrosion resistance, it is necessary to reduce the contact resistance of the stainless steel surface, and precious metal coating, roughening of the stainless steel surface, etc. are being studied as means for reducing contact resistance.
しかし、高価な貴金属のコーティングは、燃料電池のコストを上昇させることにもなり、経済面から燃料電池の普及に制約を加える。しかも、貴金属コーティングでは孔食の起点となるピンホールが皮膜に形成されやすいので、厳重な製品管理が必要になる。厚めっきによってピンホールのない貴金属皮膜を形成することも可能であるが、高価な貴金属を多量消費しコスト低減のネックとなる。
粗面化処理でステンレス鋼の接触抵抗を下げる場合、塩化第二鉄浴中の交番電解法が一部で採用されているが、電解処理であるため設備が大掛かりになりやすい。
However, the expensive precious metal coating increases the cost of the fuel cell, and restricts the spread of the fuel cell from the economical aspect. Moreover, with noble metal coating, pinholes that are the starting point of pitting corrosion are likely to be formed in the film, so strict product management is required. Although it is possible to form a noble metal film without pinholes by thick plating, a large amount of expensive noble metal is consumed, which is a bottleneck in cost reduction.
In order to reduce the contact resistance of stainless steel by roughening treatment, an alternating electrolysis method in a ferric chloride bath is partially adopted, but the equipment tends to be large because of the electrolytic treatment.
ショットブラストや酸洗,エッチングでステンレス鋼を粗面化し、接触抵抗を低減することも知られている。特許文献3では、ショットブラストや酸洗によりセパレータの表面粗さをRa0.1〜10μmに調整すると接触抵抗が低下するとされている。特許文献4では、酸洗によりセパレータの表面粗さをRa0.01〜1.0μmに調整すると接触抵抗が低下するとされている。
特許文献5では、ステンレス鋼に導電性炭化物系金属介在物や硼化物系金属介在物を析出させたステンレス鋼の表面をショットブラスト又は酸洗することにより導電性介在物の頭出し処理を行い、接触抵抗を低減している。しかし、ステンレス鋼に導電性介在物を形成させる工程やショットブラスト,酸洗等の工程の追加が必要となり,製造コストが高くなる。更に、クロム炭化物の析出は耐食性の発現に必要なCrの消費を意味し、耐食性の低下を招き燃料電池内の過酷な環境下では十分な耐食性が確保できない。
電解エッチングによるステンレス鋼の粗面化も検討されている(特許文献6)。電解エッチングでステンレス鋼に凹凸を付けて林立した突起を燃料電池の電極と接触させると,接触面積が増大して接触抵抗が低減する。しかし、電解粗面化処理で生じた凹凸はピッチが大きく、カーボンや金めっき層に匹敵する低接触抵抗を得るためには不十分である。電解処理であるため、設備が大掛かりになりやすいことも問題である。
本発明者等は、セパレータ用ステンレス鋼を低接触抵抗化する手段を種々検討し、表面形態が接触抵抗に及ぼす影響を調査した。その結果,Ra,Ry等を指標としてセパレータの表面粗さを単に調整するだけでは不十分であり、ミクロな表面形状が接触抵抗の低減に大きな影響を与えていることを見出した。すなわち、セパレータと接触するカーボンペーパのカーボン繊維にマッチングする表面形状にステンレス鋼の表面を改質できれば、接触抵抗を大幅に低減でき、且つ長期にわたって低接触抵抗を維持できる。 The present inventors examined various means for reducing the contact resistance of stainless steel for separators, and investigated the influence of the surface form on the contact resistance. As a result, it has been found that it is not sufficient to simply adjust the surface roughness of the separator using Ra, Ry, etc. as an index, and the microscopic surface shape has a great influence on the reduction of contact resistance. That is, if the surface of the stainless steel can be modified to a surface shape that matches the carbon fiber of the carbon paper that contacts the separator, the contact resistance can be greatly reduced and the low contact resistance can be maintained over a long period of time.
本発明は、かかる観点から完成されたものであり、カーボン繊維とほぼ同じサイズのマイクロピットをステンレス鋼表面に多数形成することにより、カーボンペーパのカーボン繊維に対するセパレータの接触状態を改良し、接触抵抗の低減、ひいては発電効率の向上に有効な固体高分子型燃料電池用セパレータを提供することを目的とする。 The present invention has been completed from such a viewpoint, and by improving the contact state of the separator with respect to the carbon fiber of the carbon paper by forming a large number of micropits of substantially the same size as the carbon fiber on the stainless steel surface, the contact resistance is improved. An object of the present invention is to provide a polymer electrolyte fuel cell separator that is effective in reducing power consumption and thus improving power generation efficiency.
本発明の固体高分子型燃料電池用セパレータは、大きさ:0.01〜1μmのマイクロピットが表面全域に形成されており、好ましくはCr:16〜40質量%,Mo:1〜5質量%を含むステンレス鋼板から作製されている。マイクロピットの分布は、5μm×5μmの表面領域当り200個以上が好ましい。 In the separator for a polymer electrolyte fuel cell of the present invention, micropits having a size of 0.01 to 1 μm are formed on the entire surface, preferably Cr: 16 to 40% by mass, Mo: 1 to 5% by mass. It is produced from the stainless steel plate containing. The distribution of micropits is preferably 200 or more per 5 μm × 5 μm surface area.
マイクロピットの形成により、好ましくは5μm×5μmの表面領域においてAFMで測定した表面粗さがRa≧0.01μm,0.2μmと5μmのパワースペクトル密度の比が0.1以上に調整されている。また、電極と接触する面の投影面積に対する表面積増加率{(表面積/投影面積)−1}×100が15%以上であり、プローブ先端径5μmの表面粗さ計で測定した値として表電極部と接触する面の表面粗さが好ましくはRa≦0.5μmである。 By the formation of micropits, the surface roughness measured by AFM is preferably adjusted in a surface area of 5 μm × 5 μm, and the ratio of the power spectral density of Ra ≧ 0.01 μm, 0.2 μm and 5 μm is adjusted to 0.1 or more. . Further, the surface electrode portion as a value measured by a surface roughness meter having a surface area increase rate {(surface area / projected area) −1} × 100 of the surface in contact with the electrode of 15 μm or more and a probe tip diameter of 5 μm. The surface roughness of the surface in contact with is preferably Ra ≦ 0.5 μm.
本発明者等は、セパレータと電極間の接触形態が接触抵抗の低減に重要な因子となっているとの前提で、電極となるカーボンペーパを顕微鏡観察した。カーボンペーパは、直径約10μmのカーボン繊維を織り込んで作製されており、個々のカーボン繊維の表面にサブミクロンオーダーの凹凸が歯車状に分布していた(図1)。繊維表面にある凸部と凸部の間もサブミクロンオーダーであった。 The present inventors have made a microscopic observation of carbon paper serving as an electrode on the assumption that the contact form between the separator and the electrode is an important factor for reducing the contact resistance. The carbon paper was produced by weaving carbon fibers having a diameter of about 10 μm, and unevenness of submicron order was distributed in a gear shape on the surface of each carbon fiber (FIG. 1). The area between the protrusions on the fiber surface was also in the submicron order.
セパレータ表面がカーボン繊維(電極)の表面形態にマッチングしやすい形態になっていると、電極面に最適状態でセパレータが接触し、接触抵抗の低下が可能になると考えられる。カーボン繊維/セパレータの接触状態のモデル図(図2)にみられるように、平滑なセパレータではカーボン繊維の突起部でカーボンペーパに接触するだけであり、接触面は非常に小さい(a)。 If the separator surface is in a form that easily matches the surface form of the carbon fiber (electrode), it is considered that the separator comes into contact with the electrode surface in an optimum state, and the contact resistance can be reduced. As seen in the carbon fiber / separator contact state model diagram (FIG. 2), the smooth separator only comes in contact with the carbon paper at the carbon fiber protrusion, and the contact surface is very small (a).
酸化性酸を用いた従来の酸洗やエッチングでは表面粗さを大きくすることにより、カーボンペーパとの接触点増加,ひいては接触抵抗の低減を図っている(b)。粗面化はステンレス鋼表面の結晶粒界に沿って進行するエッチングの結果であり、比較的大きなピッチの凹凸が形成される。そのため、従来法で粗面化されたセパレータは、カーボンペーパとの接触点が理論的に繊維表面の凸部に限られ、接触抵抗の低減には限界がある。粗面化されたステンレス鋼表面が比較的短時間で変質し、接触抵抗が上昇することも欠点である。 In conventional pickling and etching using an oxidizing acid, the surface roughness is increased to increase the contact point with the carbon paper and thus reduce the contact resistance (b). Roughening is the result of etching that proceeds along the grain boundaries on the surface of the stainless steel, forming irregularities with a relatively large pitch. For this reason, the separator roughened by the conventional method is theoretically limited in the contact point with the carbon paper to the convex portion on the fiber surface, and there is a limit in reducing the contact resistance. It is also a drawback that the roughened stainless steel surface is altered in a relatively short time and the contact resistance is increased.
これに対し、非酸化性酸を用いた表面処理では、結晶粒界の存在に関係なく結晶粒内に微細な凹凸ピット(以下、"マイクロピット"という)をステンレス鋼全面に形成できる。マイクロピットのサイズやピッチは非酸化性酸との接触条件(濃度,温度,時間等)によって調整でき、カーボン繊維の凹凸と同じオーダの大きさ(0.01〜1μm)にするとカーボンペーパの繊維に対する馴染みが改善され十分に低い接触抵抗が得られる(c)。 On the other hand, in the surface treatment using a non-oxidizing acid, fine uneven pits (hereinafter referred to as “micro pits”) can be formed in the entire surface of the stainless steel regardless of the presence of the grain boundaries. The size and pitch of the micropits can be adjusted according to the contact conditions (concentration, temperature, time, etc.) with the non-oxidizing acid. If the size is the same as the carbon fiber irregularities (0.01 to 1 μm), the carbon paper fibers And the contact resistance is sufficiently low (c).
本発明が対象とするステンレス鋼は、Cr:15〜40質量%,Mo:1〜5質量%を含むフェライト系ステンレス鋼である。
Crはステンレス鋼の耐食性確保に必須の成分である。低pHで腐食性の強い燃料電池のセル内環境を想定すると、15質量%以上のCrが必要である。Crの増量は耐食性の向上に有効であるが加工性低下の原因となるので、上限を40質量%とする。
The stainless steel targeted by the present invention is a ferritic stainless steel containing Cr: 15-40 mass% and Mo: 1-5 mass%.
Cr is an essential component for ensuring the corrosion resistance of stainless steel. Assuming a low pH and highly corrosive fuel cell internal environment, 15 mass% or more of Cr is required. Although an increase in Cr is effective in improving corrosion resistance, it causes a decrease in workability, so the upper limit is made 40% by mass.
Moは、カーボンペーパの繊維に対する馴染みを改善するマイクロピットの形成に必要な成分である。Mo含有量が1質量%未満では、非酸化性酸を用いた浸漬処理でマイクロピットが形成されず全面溶解になるので接触抵抗の低減に有効でない。しかし、5質量%を超える過剰量のMoが含まれると、ステンレス鋼が硬質化して加工性が低下する。
Cr,Mo以外に、C,N,Si,P,S,Ni,Cu,Ti,Nb,Al,V等を含むステンレス鋼も使用可能である。
Mo is a component necessary for forming micropits that improve the familiarity of carbon paper with fibers. When the Mo content is less than 1% by mass, the micropits are not formed by the dipping treatment using a non-oxidizing acid, and the entire surface is dissolved, so that it is not effective in reducing the contact resistance. However, if an excessive amount of Mo exceeding 5% by mass is included, the stainless steel becomes hard and the workability deteriorates.
In addition to Cr and Mo, stainless steel containing C, N, Si, P, S, Ni, Cu, Ti, Nb, Al, V, etc. can also be used.
C,Nは、ステンレス鋼の加工性,低温靭性に悪影響を及ぼすので可能な限り低減すべきであり、好ましくは共に0.02質量%以下とする。Siは、ステンレス鋼を硬質化して加工性を低下させるので、好ましくは0.5質量%以下とする。Pは、セパレータが曝される燃料電池の内部環境における耐食性向上に有効な成分であるが、過剰添加は加工性に悪影響を与えるので、添加する場合には0.03〜0.08質量%の範囲でP含有量を選定する。Sは、耐食性に有害な成分であるので可能な限りの低減が必要であり、好ましくは0.005質量%以下に規制する。 C and N have an adverse effect on the workability and low-temperature toughness of stainless steel, so they should be reduced as much as possible, and preferably both are 0.02% by mass or less. Since Si hardens stainless steel and lowers workability, it is preferably 0.5% by mass or less. P is an effective component for improving the corrosion resistance in the internal environment of the fuel cell to which the separator is exposed. However, excessive addition has an adverse effect on processability, so that when added, the content of 0.03 to 0.08 mass%. Select P content by range. Since S is a component harmful to corrosion resistance, it needs to be reduced as much as possible, and is preferably regulated to 0.005% by mass or less.
Ni,Cuは、溶出しやすい元素であるので多量含有を避け、好ましくは上限をNi:0.5質量%,Cu:0.8質量%とする。なかでも、溶出したNiイオンが触媒層に到達すると、触媒が被毒し電池性能が低下する。少量の添加は酸性雰囲気での耐全面腐食性を改善し、フェライト系ステンレス鋼の低温靭性を向上させる作用も呈するので、添加する場合にはNi:0.15〜0.35質量%,Cu:0.20〜0.50質量%の範囲でNi,Cu含有量を選定することが好ましい。 Ni and Cu are elements that are easily eluted, so that they are not contained in large amounts, and the upper limit is preferably set to Ni: 0.5% by mass and Cu: 0.8% by mass. Among these, when the eluted Ni ions reach the catalyst layer, the catalyst is poisoned and the battery performance is deteriorated. The addition of a small amount improves the overall corrosion resistance in an acidic atmosphere and also improves the low temperature toughness of the ferritic stainless steel. Therefore, when added, Ni: 0.15 to 0.35 mass%, Cu: It is preferable to select the content of Ni and Cu in the range of 0.20 to 0.50% by mass.
Ti,Nbは、鋼中のC,Nを固定し加工性を改善する作用を呈するので、必要に応じて共に0.03〜0.25質量%の範囲で添加される。Nの固定にAlを使用する場合、0.04〜0.25質量%の範囲でAl含有量を選定する。Vは、燃料電池の内部環境における耐食性を改善する作用があり、必要に応じて0.2〜1.0質量%の範囲で添加される。更に特性を大きく変化させない限り、他の合金成分を添加することも可能である。 Ti and Nb have the effect of fixing C and N in the steel and improving workability, so they are both added in the range of 0.03 to 0.25% by mass as necessary. When Al is used for fixing N, the Al content is selected in the range of 0.04 to 0.25% by mass. V has the effect of improving the corrosion resistance in the internal environment of the fuel cell, and is added in the range of 0.2 to 1.0% by mass as necessary. Further, other alloy components can be added as long as the characteristics are not greatly changed.
所定組成に調整されたMo含有フェライト系ステンレス鋼を非酸化性酸液に浸漬すると、鋼板表面全域に多数のマイクロピットが形成される。非酸化性酸液を用いた浸漬処理では、マイクロピットの大きさが1μm以下(好ましくは、0.5μm以下)となるようにステンレス鋼の種類に応じて酸の種類,濃度,温度,浸漬時間等の浸漬条件を調整する。たとえば、30Cr-2Mo鋼では、濃度:10〜20質量%,液温:40〜60℃の塩酸浴に0.5〜10分浸漬する条件が採用される。硫酸を使用する場合には、濃度:10〜20質量%,液温:50〜80℃の硫酸浴に0.5〜20分浸漬する。 When Mo-containing ferritic stainless steel adjusted to a predetermined composition is immersed in a non-oxidizing acid solution, a large number of micropits are formed over the entire surface of the steel sheet. In the immersion treatment using a non-oxidizing acid solution, the acid type, concentration, temperature, and immersion time depending on the type of stainless steel so that the micropit size is 1 μm or less (preferably 0.5 μm or less). Adjust soaking conditions. For example, in 30Cr-2Mo steel, conditions of immersion in a hydrochloric acid bath having a concentration of 10 to 20% by mass and a liquid temperature of 40 to 60 ° C. for 0.5 to 10 minutes are employed. When sulfuric acid is used, it is immersed in a sulfuric acid bath having a concentration of 10 to 20% by mass and a liquid temperature of 50 to 80 ° C. for 0.5 to 20 minutes.
非酸化性酸液にステンレス鋼を浸漬すると、鋼板表面の溶解が始まる。Moを含む高耐食フェライト系ステンレス鋼の場合、全面溶解ではなく部分的な孔食状の溶解が生じマイクロピットが形成される。このときの溶解は、結晶粒界の分布形態とほとんど無関係で結晶粒内にも発生し、鋼板表面にほぼ均一な密度でマイクロピットが分布する。マイクロピットはサブミクロンオーダーまで成長するが、その間に他の表面域でも多数のピットが発生し、結果として表面全域を覆う分布でマイクロピットが形成される。マイクロピットの増加に応じて接触抵抗が低減し、ステンレス鋼表面全域にマイクロピットが形成された時点で最も低い接触抵抗が得られる。 When stainless steel is immersed in a non-oxidizing acid solution, dissolution of the steel sheet surface begins. In the case of high corrosion resistant ferritic stainless steel containing Mo, partial pitting corrosion occurs instead of melting the entire surface, and micropits are formed. The melting at this time is almost independent of the distribution form of the crystal grain boundaries and also occurs in the crystal grains, and micropits are distributed at a substantially uniform density on the steel plate surface. The micropits grow to the submicron order, but during that time, a large number of pits are generated in other surface areas, and as a result, the micropits are formed in a distribution covering the entire surface area. The contact resistance decreases as the number of micropits increases, and the lowest contact resistance is obtained when the micropits are formed over the entire surface of the stainless steel.
浸漬処理を更に継続すると、マイクロピットが相互に連絡・一体化し、通常のエッチングで粗面化された鋼表面にみられる凹凸と同様な表面形態になり、接触抵抗が増加する。
マイクロピットは、大きさが0.01〜1μm(好ましくは0.05〜1μm,更に好ましくは0.1〜0.5μm)の範囲に調整されている。大きさ:0.01〜1μmは、カーボンペーパの繊維表面の凹凸サイズと同じオーダにあり、カーボンペーパに対するセパレータの馴染みを向上させる。大きさが0.01μm以下のピットではカーボンペーパの繊維表面に対する接触面積の増加は期待できず、逆に1μmを超える大きさではカーボン繊維表面とマッチングしにくくなり接触面積が却って低減する。
When the dipping process is further continued, the micropits are connected and integrated with each other, resulting in a surface form similar to the unevenness seen on the steel surface roughened by normal etching, and the contact resistance increases.
The micropits have a size adjusted to a range of 0.01 to 1 μm (preferably 0.05 to 1 μm, more preferably 0.1 to 0.5 μm). The size: 0.01 to 1 μm is in the same order as the uneven size of the fiber surface of the carbon paper, and improves the familiarity of the separator to the carbon paper. If the size of the pit is 0.01 μm or less, an increase in the contact area of the carbon paper with the fiber surface cannot be expected. Conversely, if the size exceeds 1 μm, it is difficult to match the carbon fiber surface and the contact area is reduced.
マイクロピットは、5μm×5μmの表面領域当り200個以上(好ましくは、500個以上)の密度でセパレータ表面に分布していることが好ましい。200個未満の分布密度では平滑面が占める割合が多くなり、十分な接触抵抗低減効果が得られず、燃料電池セル内環境下での接触抵抗が増大する。
また、タッピングモード原子間力顕微鏡(AFM)で測定した5μm×5μmの表面領域における平均粗さがRa≧0.01μm(好ましくは、Ra≧0.02μm)であり、AFMデータを用いて計算した二次元等方性パワースペクトル密度(2D isotropic PSD)において波長0.2μmと波長5μmのパワースペクトル密度比(0.2/5:PSD)が0.1以上(好ましくは、0.5以上)である。
The micropits are preferably distributed on the separator surface at a density of 200 or more (preferably 500 or more) per surface area of 5 μm × 5 μm. When the distribution density is less than 200, the smooth surface occupies a large proportion, so that a sufficient contact resistance reduction effect cannot be obtained, and the contact resistance in the environment inside the fuel cell increases.
In addition, the average roughness in the surface area of 5 μm × 5 μm measured with a tapping mode atomic force microscope (AFM) is Ra ≧ 0.01 μm (preferably Ra ≧ 0.02 μm), and calculation was performed using AFM data. In the two-dimensional isotropic power spectral density (2D isotropic PSD), the power spectral density ratio (0.2 / 5: PSD) between the wavelength of 0.2 μm and the wavelength of 5 μm is 0.1 or more (preferably 0.5 or more). is there.
二次元等方性パワースペクトル密度は、表面形態の評価に際しRa,Ryのような粗さの指標でなく、凹凸の山と山との間隔といった凹凸のピッチを表現するのに適している。セパレータの好ましい表面形態は、カーボン繊維表面の凹凸にマッチングするサブミクロンオーダーの凹凸が存在することである。低接触抵抗を示すセパレータでは、サブミクロンオーダーのパワースペクトル密度とミクロンオーダーのパワースペクトル密度の比(サブミクロンオーダーのパワースペクトル密度/ミクロンオーダーのパワースペクトル密度)が大きくなる必要がある。たとえば、サブミクロンオーダーとして波長0.2μmのパワースペクトル密度,ミクロンオーダーとして波長5μmのパワースペクトル密度をとったとき、その比(0.2/5:PSD)が0.1以上(好ましくは、0.5以上)で接触抵抗の低減が可能になる。 The two-dimensional isotropic power spectral density is suitable for expressing the pitch of the projections and depressions such as the interval between the peaks and depressions of the projections and depressions instead of the roughness index such as Ra and Ry when evaluating the surface morphology. A preferable surface form of the separator is that there are unevenness of submicron order matching the unevenness of the carbon fiber surface. In a separator exhibiting low contact resistance, the ratio of the power spectral density in the submicron order to the power spectral density in the micron order (submicron order power spectral density / micron order power spectral density) needs to be increased. For example, when a power spectral density of a wavelength of 0.2 μm is taken as a submicron order and a power spectral density of a wavelength of 5 μm is taken as a micron order, the ratio (0.2 / 5: PSD) is 0.1 or more (preferably, 0 It is possible to reduce the contact resistance.
セパレータ表面に存在するマイクロピットの分布密度は、表面積の増加量によっても特定できる。マイクロピットによりセパレータの実効表面積は増加するが、実効表面積の増加割合は、鋼板表面の投影面積に対する比率として定量化できる。すなわち、AFM測定で得られた実効表面積をS1,投影面積をS0とすると、表面積増加率ΔS(%)は{(S1/S0)−1}×100として算出される。
大きな表面積増加率ΔSはセパレータ表面に多数のマイクロピットがあることを意味し、ΔS≧15%(好ましくは、ΔS≧20%)でカーボンペーパの繊維表面に対するセパレータの接触状態が改善され、接触抵抗の低減効果が顕著になる。
The distribution density of micropits existing on the separator surface can also be specified by the amount of increase in surface area. Although the effective surface area of the separator is increased by micropits, the increase rate of the effective surface area can be quantified as a ratio to the projected area of the steel sheet surface. That is, assuming that the effective surface area obtained by AFM measurement is S 1 and the projected area is S 0 , the surface area increase rate ΔS (%) is calculated as {(S 1 / S 0 ) −1} × 100.
A large surface area increase rate ΔS means that there are a large number of micropits on the separator surface, and ΔS ≧ 15% (preferably ΔS ≧ 20%) improves the contact state of the separator to the fiber surface of the carbon paper, and the contact resistance The reduction effect becomes remarkable.
表面積増加率ΔS≧15%に併せて、先端径5μmのプローブで測定した表面粗さがRa≦0.5μmであることが好ましい。先端径5μmのプローブは、ミクロンオーダーの凹凸が測定対象であり、Ra≦0.5μmの測定値はカーボン繊維との接触に寄与しない凹凸が少ないことを意味する。逆にRa>0.5μmであれば、増加した表面がカーボン繊維との接触に働かないばかりでなく、不必要な表面積の増加に伴って金属製セパレータから金属イオンとなって溶出する量が多くなり、燃料電池の性能を低下させる。 In addition to the surface area increase rate ΔS ≧ 15%, the surface roughness measured with a probe having a tip diameter of 5 μm is preferably Ra ≦ 0.5 μm. The probe with a tip diameter of 5 μm is subject to measurement of micron-order irregularities, and a measured value of Ra ≦ 0.5 μm means that there are few irregularities that do not contribute to contact with the carbon fiber. On the contrary, if Ra> 0.5 μm, not only the increased surface does not work for contact with the carbon fiber, but also the amount of metal ions eluted from the metal separator as the surface area increases unnecessarily. This degrades the performance of the fuel cell.
30Cr-2Mo,22Cr-1.2Mo,18Cr-2Mo,18Crの合計4種類のフェライト系ステンレス鋼をセパレータ素材に使用し、酸浸漬がステンレス鋼の表面形態に及ぼす影響を調査した。何れのステンレス鋼に対しても酸浸漬に先立って、濃度:5質量%,液温:60℃のオルトケイ酸ソーダ溶液に10秒間浸漬する脱脂処理を施した。
濃度:10質量%,液温:50℃の塩酸溶液を用いて脱脂処理後のステンレス鋼を浸漬処理した。浸漬処理後、直ちに水洗し、ドライヤーで乾燥させた。浸漬処理では、接触抵抗に及ぼす表面形態の影響を調査するため浸漬時間を種々変化させた。比較のため、60質量%硝酸と36質量%塩酸とを体積比1:3で混合した王水及び2.5質量%フッ酸-8質量%硝酸の混酸を酸液に用い、同様に浸漬処理した。
A total of four types of ferritic stainless steels of 30Cr-2Mo, 22Cr-1.2Mo, 18Cr-2Mo, and 18Cr were used as separator materials, and the influence of acid immersion on the surface morphology of stainless steel was investigated. Prior to acid immersion, all stainless steels were subjected to a degreasing treatment in which they were immersed in a sodium orthosilicate solution having a concentration of 5% by mass and a liquid temperature of 60 ° C. for 10 seconds.
The stainless steel after the degreasing treatment was immersed using a hydrochloric acid solution having a concentration of 10% by mass and a liquid temperature of 50 ° C. Immediately after the dipping treatment, it was washed with water and dried with a dryer. In the immersion treatment, the immersion time was varied in order to investigate the effect of the surface morphology on the contact resistance. For comparison, an aqua regia in which 60% by mass nitric acid and 36% by mass hydrochloric acid were mixed at a volume ratio of 1: 3 and a mixed acid of 2.5% by mass hydrofluoric acid and 8% by mass nitric acid were used as the acid solution, and the same immersion treatment was performed. did.
浸漬処理されたステンレス鋼から試験片を切り出し、初期接触抵抗及び湿潤試験後の接触抵抗を測定した。初期接触抵抗は、試験片を室内に72時間放置した後、試験片にカーボンペーパを荷重:1MPaで接触させ、ステンレス鋼/カーボンペーパの接触抵抗を測定した。湿潤試験後の接触抵抗は、燃料電池の内部環境を模擬した温度:70℃,湿度:98%RHの湿潤環境下に72時間放置した試験片に同様にカーボンペーパを荷重:1MPaで接触させ、接触抵抗を測定した。 A test piece was cut out from the immersion-treated stainless steel, and the initial contact resistance and the contact resistance after the wet test were measured. The initial contact resistance was measured by measuring the contact resistance of stainless steel / carbon paper after leaving the test piece in the room for 72 hours and then contacting the test piece with carbon paper at a load of 1 MPa. The contact resistance after the wet test is the same as the test piece left for 72 hours in a wet environment of temperature: 70 ° C. and humidity: 98% RH simulating the internal environment of the fuel cell. Contact resistance was measured.
浸漬処理していないステンレス鋼の接触抵抗は、30Cr-2Moで40mΩ・cm2,22Cr-1.2Moで210mΩ・cm2,18Cr-2Moで50mΩ・cm2,18Crで550mΩ・cm2であったが、何れも酸浸漬によって接触抵抗が大幅に低下した。また、低位の接触抵抗が得られる浸漬時間は鋼種によって異なっていた。 Contact resistance stainless steel which is not immersed was 550mΩ · cm 2 at 40m · cm 2 in 30Cr-2Mo, 210mΩ · cm 2 in 22Cr-1.2Mo, 18Cr-2Mo by 50mΩ · cm 2, 18Cr However, in all cases, the contact resistance was greatly reduced by acid immersion. Moreover, the immersion time for obtaining a low contact resistance varied depending on the steel type.
浸漬処理された各ステンレス鋼をSEM観察して表面形態を調査した結果、塩酸浸漬したステンレス鋼の表面は、王水浸漬や混酸浸漬したステンレス鋼と明らかに異なる形態になっていた。FE-SEMで撮影した表面画像からマイクロピットをカウントし、マイクロピットの分布密度を5μm×5μmの表面領域当りの個数として求めた。
マイクロピットが5μm×5μmの表面領域当り200個以上になると、表1にみられるように酸浸漬で低接触抵抗を示し、低接触抵抗が湿潤試験72時間後も維持されている。他方、200個未満の分布密度では、酸浸漬で接触抵抗が十分に低減せず、湿潤試験後にも接触抵抗が大幅に増加した。
As a result of investigating the surface morphology of each immersed stainless steel by SEM, the surface of the stainless steel immersed in hydrochloric acid was clearly different from the stainless steel immersed in aqua regia or mixed acid. Micropits were counted from the surface image photographed by FE-SEM, and the distribution density of micropits was determined as the number per 5 μm × 5 μm surface area.
When the number of micropits is 200 or more per 5 μm × 5 μm surface area, as shown in Table 1, low contact resistance is exhibited by acid immersion, and the low contact resistance is maintained even after 72 hours of the wet test. On the other hand, with a distribution density of less than 200, the contact resistance was not sufficiently reduced by acid immersion, and the contact resistance was significantly increased even after the wet test.
次いで、30Cr-2Moを例にとって、10質量%の塩酸(50℃)を用いた浸漬処理で浸漬時間を変化させ、浸漬時間が接触抵抗,表面粗さに及ぼす影響を調査した。なお、表面粗さは、先端径:5μmの触針式表面粗さ計で測定した。
表2の測定結果にみられるように、表面粗さは浸漬処理の前後や浸漬時間に関係なくRa:0.16〜0.17μmの範囲にあったが、浸漬処理によって接触抵抗が大幅に低減していた。処理時間5分では未処理と同じRaを示しているが、表面積増加率は45.6%と非常に大きくなっていた。表2の結果は、表面粗さRaの調整で接触抵抗を低減する従来法(特許文献3,4)からは窺い知れないことを意味する。
Next, taking 30Cr-2Mo as an example, the immersion time was changed by immersion treatment using 10% by mass hydrochloric acid (50 ° C.), and the influence of the immersion time on contact resistance and surface roughness was investigated. The surface roughness was measured with a stylus type surface roughness meter having a tip diameter of 5 μm.
As can be seen from the measurement results in Table 2, the surface roughness was in the range of Ra: 0.16 to 0.17 μm regardless of before and after the immersion treatment and the immersion time, but the contact resistance was greatly reduced by the immersion treatment. Was. The treatment time of 5 minutes showed the same Ra as that of the untreated, but the surface area increase rate was 45.6% which was very large. The results in Table 2 mean that the conventional methods (Patent Documents 3 and 4) in which the contact resistance is reduced by adjusting the surface roughness Ra cannot be ignored.
接触抵抗の低減が単純な表面粗さRaで説明できないことから、浸漬処理されたステンレス鋼の表面形態をより詳細に調査するため、走査型プローブ顕微鏡(Nanoscope IIIa型,D3100:デジタル・インスツルメント社製),タッピングモード原子間力顕微鏡(AFM)を用い、スキャンサイズ:5μm×5μmでステンレス鋼表面を観察した。AFMで測定した微小領域の表面粗さを表3に示す。 Since the reduction in contact resistance cannot be explained by a simple surface roughness Ra, a scanning probe microscope (Nanoscope IIIa, D3100: Digital Instrument) was used to investigate the surface morphology of the immersed stainless steel in more detail. The surface of the stainless steel was observed using a tapping mode atomic force microscope (AFM) with a scan size of 5 μm × 5 μm. Table 3 shows the surface roughness of the micro area measured by AFM.
予めカーボンペーパの繊維表面もAFM分析にかけ、表面形状を求めた。カーボンペーパには、図3の断面プロファイルにみられるようにサブミクロンオーダーの凹凸があり、凹凸のピッチ(波長)はほぼ0.2μmであった。
次いで、測定により得られたAFMデータを用い二次元等方性パワースペクトル密度によりステンレス鋼の表面形状を評価した。二次元等方性パワースペクトル密度による表面形態の評価は、Raがほぼ同じであってもステンレス鋼表面にある凹凸のスケールに違いがある場合に有効である。
The surface of the carbon paper fiber surface was also subjected to AFM analysis in advance. The carbon paper had irregularities on the order of submicron as seen in the cross-sectional profile of FIG. 3, and the pitch (wavelength) of the irregularities was approximately 0.2 μm.
Next, the surface shape of the stainless steel was evaluated by two-dimensional isotropic power spectral density using the AFM data obtained by the measurement. The evaluation of the surface morphology based on the two-dimensional isotropic power spectral density is effective when there is a difference in the unevenness scale on the stainless steel surface even if Ra is substantially the same.
二次元等方性パワースペクトル密度の計算結果を示す図4にみられるように、塩酸浸漬したステンレス鋼は、未処理ステンレス鋼に比較して短波長,長波長共にスペクトル密度が増大している。カーボンペーパの繊維表面の波長が約0.2μmであり、これに対応した波長0.2μmの比率が大きな表面形態は5分の浸漬処理で得られ、60分の浸漬処理では波長0.2μmの占める割合が低下していた。波長0.2μmの占める割合に呼応し、浸漬処理60分に比較して浸漬処理5分で大幅に低い接触抵抗が得られた。この結果は、単なる表面粗さRaではなく、短波長の比率を大きくした表面形態が接触抵抗の低減に有効であることを示している。 As can be seen from FIG. 4 showing the calculation result of the two-dimensional isotropic power spectral density, the spectral density of the stainless steel immersed in hydrochloric acid is increased in both short wavelength and long wavelength compared with the untreated stainless steel. The wavelength of the surface of the fiber of carbon paper is about 0.2 μm, and a corresponding surface form with a large ratio of the wavelength of 0.2 μm can be obtained by the immersion treatment for 5 minutes, and the wavelength of 0.2 μm is obtained by the immersion treatment for 60 minutes. The proportion occupied was decreasing. Corresponding to the ratio of the wavelength of 0.2 μm, a significantly lower contact resistance was obtained in 5 minutes of immersion treatment compared to 60 minutes of immersion treatment. This result shows that a surface form with a larger ratio of short wavelengths is effective in reducing the contact resistance, not just the surface roughness Ra.
塩酸に5分浸漬処理したステンレス鋼の表面を観察したSEM像(図5)は、表面全域にマイクロピットが形成されていることを示している。この表面を先端径:5μmの触針式表面粗さ計で測定してもRa:0.16μmと従来の酸洗材と大差ないが、AFM像の断面解析で求められる断面プロファイルではカーボンペーパの繊維表面にある凹凸とほぼ同じピッチの凹凸が形成されていることが判る。その結果、図2(c)で説明した良好なマッチング性でカーボンペーパにステンレス鋼が接触し、接触抵抗が4mΩ・cm2と低い値を示したものと考えられる。 An SEM image (FIG. 5) observing the surface of stainless steel immersed in hydrochloric acid for 5 minutes shows that micropits are formed over the entire surface. Even if this surface is measured with a stylus type surface roughness meter with a tip diameter of 5 μm, Ra is 0.16 μm, which is not much different from the conventional pickling material, but the cross-sectional profile obtained by cross-sectional analysis of the AFM image shows that the carbon paper It can be seen that irregularities having substantially the same pitch as the irregularities on the fiber surface are formed. As a result, it is considered that the stainless steel was in contact with the carbon paper with the good matching property described in FIG. 2 (c), and the contact resistance was as low as 4 mΩ · cm 2 .
他方、王水に5分浸漬したステンレス鋼(図6a)は、ミクロンオーダーの凹凸が生じていたが、サブミクロンオーダーの凹凸が占める割合は大幅に少なかった。混酸に5分浸漬したステンレス鋼(図6b)は、表面形態がほとんど変化しなかった。これらの接触抵抗は、それぞれ9.8mΩ・cm2,19.5mΩ・cm2と大きな値であった。
更に、塩酸に5分浸漬した材料をセパレータ形状にプレス成形した。プレス成形材の電極に接触する部分の表面をSEM観察したところプレス成形前とほとんど変化していなかった。接触抵抗は、4.6mΩ・cm2であり、プレス成形によっても接触抵抗の実質的な増加はなかった。
On the other hand, the stainless steel immersed in aqua regia for 5 minutes (FIG. 6a) had micron-order irregularities, but the proportion of submicron-order irregularities was significantly less. The surface morphology of the stainless steel immersed in the mixed acid for 5 minutes (FIG. 6b) hardly changed. These contact resistances were large values of 9.8 mΩ · cm 2 and 19.5 mΩ · cm 2 , respectively.
Further, a material immersed in hydrochloric acid for 5 minutes was press-molded into a separator shape. SEM observation of the surface of the part of the press-molded material that contacts the electrode showed almost no change from that before press molding. The contact resistance was 4.6 mΩ · cm 2 , and there was no substantial increase in contact resistance even by press molding.
次いで、酸浸漬処理したステンレス鋼製セパレータを燃料電池の燃料極側,酸化極側に組み込み、燃料電池を100時間連続運転し、接触抵抗の増加,出力変化を調査した。
表4の調査結果にみられるように、No.1〜3のステンレス鋼製セパレータを組み込んだ燃料電池では、100時間の連続運転後も出力低下がなく、接触抵抗の増加量も5mΩ・cm2以下に抑えられていた。接触抵抗の変化を表面積増加率で整理すると、表面積増加率:15%以上の表面形態に調整されたセパレータは、100時間の連続運転後にも低接触抵抗を維持していた。
Next, an acid-immersed stainless steel separator was assembled on the fuel electrode side and the oxidation electrode side of the fuel cell, and the fuel cell was continuously operated for 100 hours, and an increase in contact resistance and an output change were investigated.
As can be seen from the results of the investigation in Table 4, the fuel cell incorporating the stainless steel separators No. 1 to 3 has no decrease in output even after 100 hours of continuous operation, and the increase in contact resistance is 5 mΩ · cm 2. It was suppressed to the following. When the change in the contact resistance is organized by the surface area increase rate, the separator adjusted to a surface form with a surface area increase rate of 15% or more maintained a low contact resistance even after 100 hours of continuous operation.
他方、マイクロピットを形成していない18Crステンレス鋼製セパレータでは、接触抵抗の増加量が大きく出力が低下した。また、表面積増加率が15%に達しないステンレス鋼製セパレータでは、連続運転後に接触抵抗が大幅に上昇し、それに伴って出力も低下した。
この対比からステンレス鋼表面にマイクロピットを形成することにより長期間にわたって低接触抵抗,高出力が維持され、燃料電池に適した特性が付与されていることが判る。また、表面積増加率を15%以上とした表面形態でRaを0.5μm以下に抑えることによっても、同様に低接触抵抗の維持,燃料電池出力の低下防止に有効なステンレス鋼製セパレータとなる。
On the other hand, in the 18Cr stainless steel separator in which the micropits are not formed, the increase in the contact resistance is large and the output is reduced. Moreover, in the stainless steel separator whose surface area increase rate does not reach 15%, the contact resistance significantly increased after continuous operation, and the output also decreased accordingly.
From this comparison, it can be seen that by forming micropits on the surface of stainless steel, low contact resistance and high output are maintained over a long period of time, and characteristics suitable for fuel cells are imparted. In addition, by suppressing the surface roughness Ra to 0.5 μm or less with a surface form with a surface area increase rate of 15% or more, a stainless steel separator that is also effective in maintaining low contact resistance and preventing fuel cell output from decreasing is obtained.
以上に説明したように、非酸化性酸液を用いた浸漬処理で鋼表面にマイクロピットを形成したステンレス鋼製セパレータは、カーボンペーパの繊維表面にある凹凸に対するマッチングが高く、カーボン電極との間に良好な接触状態が保たれる。そのため、低接触抵抗が達成され、燃料電池の長時間連続運転後にも低接触抵抗の増加が抑えられているので、発電効率の向上に適した燃料電池燃料電池用セパレータとして使用される。 As explained above, the stainless steel separator in which micropits are formed on the steel surface by dipping treatment using a non-oxidizing acid solution has a high matching with the unevenness on the fiber surface of the carbon paper, and the gap between the carbon electrode and the carbon electrode. In good contact. Therefore, a low contact resistance is achieved, and an increase in the low contact resistance is suppressed even after long-time continuous operation of the fuel cell, so that it is used as a fuel cell fuel cell separator suitable for improving power generation efficiency.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011038166A (en) * | 2009-08-13 | 2011-02-24 | Nisshin Steel Co Ltd | Energizing member for fuel cell and method for producing the same |
DE112009004330T5 (en) | 2008-12-29 | 2012-07-05 | Posco | Stainless steel for a polymer electrolyte membrane fuel cell separator and method of making the same |
WO2013018322A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Jfeスチール株式会社 | Stainless steel for fuel cell separator |
WO2013080533A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Jfeスチール株式会社 | Stainless steel for fuel-cell separators |
TWI474539B (en) * | 2011-07-29 | 2015-02-21 | Jfe Steel Corp | Stainless steel for fuel cell separator |
WO2017002927A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 株式会社カネカ | Solar battery and solar battery module |
JP2020152949A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 日鉄ステンレス株式会社 | Stainless steel sheet and production method of stainless steel sheet |
US10991954B2 (en) | 2015-12-23 | 2021-04-27 | Posco | Stainless steel for polymer fuel cell separation plate having improved hydrophilicity and contact resistance and method for manufacturing same |
JP2021511630A (en) * | 2018-01-17 | 2021-05-06 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ,エルエルシー | Fuel cell plate and flow structure design |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001032056A (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Stainless steel and polymer electrolyte fuel cells for current-carrying parts |
JP2001214286A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacturing method of stainless steel for current-carrying parts |
WO2002023654A1 (en) * | 2000-09-12 | 2002-03-21 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Separator for low-temperature type fuel cell and production method therefor |
JP2003223904A (en) * | 2001-02-22 | 2003-08-08 | Jfe Steel Kk | Separator for fuel cell, its manufacturing method, and polymer electrolyte fuel cell |
JP2003297380A (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-17 | Nisshin Steel Co Ltd | Stainless steel separator for fuel cells |
-
2005
- 2005-07-12 JP JP2005202765A patent/JP2007026694A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001032056A (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Stainless steel and polymer electrolyte fuel cells for current-carrying parts |
JP2001214286A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacturing method of stainless steel for current-carrying parts |
WO2002023654A1 (en) * | 2000-09-12 | 2002-03-21 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Separator for low-temperature type fuel cell and production method therefor |
JP2003223904A (en) * | 2001-02-22 | 2003-08-08 | Jfe Steel Kk | Separator for fuel cell, its manufacturing method, and polymer electrolyte fuel cell |
JP2003297380A (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-17 | Nisshin Steel Co Ltd | Stainless steel separator for fuel cells |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112009004330T5 (en) | 2008-12-29 | 2012-07-05 | Posco | Stainless steel for a polymer electrolyte membrane fuel cell separator and method of making the same |
US11047029B2 (en) | 2008-12-29 | 2021-06-29 | Posco | Stainless steel for polymer fuel cell separator and method for preparing same |
US9290845B2 (en) | 2008-12-29 | 2016-03-22 | Posco | Stainless steel for polymer fuel cell separator and method for preparing same |
JP2011038166A (en) * | 2009-08-13 | 2011-02-24 | Nisshin Steel Co Ltd | Energizing member for fuel cell and method for producing the same |
EP2738279A4 (en) * | 2011-07-29 | 2015-10-21 | Jfe Steel Corp | Stainless steel for fuel cell separator |
WO2013018322A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Jfeスチール株式会社 | Stainless steel for fuel cell separator |
TWI581490B (en) * | 2011-07-29 | 2017-05-01 | 杰富意鋼鐵股份有限公司 | Stainless steel for fuel cell separator and manufacturing method thereof |
CN103717772A (en) * | 2011-07-29 | 2014-04-09 | 杰富意钢铁株式会社 | Stainless steel for fuel cell separator |
TWI474539B (en) * | 2011-07-29 | 2015-02-21 | Jfe Steel Corp | Stainless steel for fuel cell separator |
JPWO2013018322A1 (en) * | 2011-07-29 | 2015-03-05 | Jfeスチール株式会社 | Stainless steel for fuel cell separator |
US9531014B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-12-27 | Jfe Steel Corporation | Stainless steel for fuel cell separators |
KR101515417B1 (en) | 2011-11-30 | 2015-04-28 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Stainless steel for fuel cell separators |
CN103959524A (en) * | 2011-11-30 | 2014-07-30 | 杰富意钢铁株式会社 | Stainless steel for fuel-cell separators |
WO2013080533A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Jfeスチール株式会社 | Stainless steel for fuel-cell separators |
JP5454744B2 (en) * | 2011-11-30 | 2014-03-26 | Jfeスチール株式会社 | Stainless steel for fuel cell separator |
US9871258B2 (en) | 2011-11-30 | 2018-01-16 | Jfe Steel Corporation | Stainless steel for fuel cell separators |
JPWO2017002927A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-04-05 | 株式会社カネカ | Solar cell and solar cell module |
CN107710419A (en) * | 2015-06-30 | 2018-02-16 | 株式会社钟化 | Solar cell and solar module |
CN107710419B (en) * | 2015-06-30 | 2020-11-03 | 株式会社钟化 | Solar cell and solar cell module |
WO2017002927A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 株式会社カネカ | Solar battery and solar battery module |
US10991954B2 (en) | 2015-12-23 | 2021-04-27 | Posco | Stainless steel for polymer fuel cell separation plate having improved hydrophilicity and contact resistance and method for manufacturing same |
JP2021511630A (en) * | 2018-01-17 | 2021-05-06 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ,エルエルシー | Fuel cell plate and flow structure design |
JP7573440B2 (en) | 2018-01-17 | 2024-10-25 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ,エルエルシー | Fuel Cell Plate and Flow Structure Design |
JP2020152949A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 日鉄ステンレス株式会社 | Stainless steel sheet and production method of stainless steel sheet |
JP7281929B2 (en) | 2019-03-19 | 2023-05-26 | 日鉄ステンレス株式会社 | Stainless steel sheet and method for manufacturing stainless steel sheet |
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