本发明专利技术提供一种接触电阻特性稳定且实用性优异的燃料电池隔板用不锈钢。本发明专利技术的不锈钢为含有16质量%以上的Cr的不锈钢。并且，将不锈钢的表面通过扫描型电子显微镜以0.1μm以下的空间分辨率进行表面形状测定时，表面积率为1.02以上。作为成分组成，优选进一步包含C：0.03%以下、Si：1.0%以下、Mn：1.0%以下、S：0.01%以下、P：0.05%以下、Al：0.20%以下、N：0.03%以下、Cr：16%～40%，且含有Ni：20%以下、Cu：0.6%以下、Mo：2.5%以下中的一种以上，剩余部分由Fe和不可避免的杂质形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种接触电阻特性稳定且实用性优异的燃料电池隔板用不锈钢。本专利技术的不锈钢为含有16质量%以上的Cr的不锈钢。并且，将不锈钢的表面通过扫描型电子显微镜以0.1μm以下的空间分辨率进行表面形状测定时，表面积率为1.02以上。作为成分组成，优选进一步包含C：0.03%以下、Si：1.0%以下、Mn：1.0%以下、S：0.01%以下、P：0.05%以下、Al：0.20%以下、N：0.03%以下、Cr：16%～40%，且含有Ni：20%以下、Cu：0.6%以下、Mo：2.5%以下中的一种以上，剩余部分由Fe和不可避免的杂质形成。【专利说明】燃料电池隔板用不锈钢
本专利技术涉及耐腐蚀性(corrosion resistance)优异且接触电阻(contactresistance)特性优异的燃料电池隔板用不镑钢(stainless steel separator for fuelcells)。
技术介绍
近年来，从地球环境保护(environmental conservation)的观点出发，正在开展发电效率(electric power generation efficiency)优异，不排出二氧化碳的(not emitting carbon dioxide)的燃料电池的开发。这种燃料电池是使氢与氧反应(reaction of hydrogen with oxygen)而产生电的燃料电池，因此其基本构造具有如三明治的构造(a sandwich structure),由电解质膜(an electrolyte membrane)即离子交换膜(ion-exchange membrane)、2 个电极(燃料极(a fuel electrode)和空气极(anair electrode))、氢和氧(空气)的扩散层、以及2个隔板(separators)构成。而且,根据所使用的电解质的种类，开发有磷酸型燃料电池(phosphoric acid fuel cell)、熔融碳酸盐型燃料电池(molten sodium carbonate fuel cell)、固体氧化物型燃料电池(solidoxide fuel cell )、喊型燃料电池(alkaline fuel cell)和固体高分子型燃料电池(solidpolymer fuel cell)等。在上述燃料电池中，固体高分子型燃料电池，与熔融碳酸盐型和磷酸型燃料电池等相比，具有(I)运转温度非常低，为80°C左右，(2)可进行电池本体的轻量化、小型化，启动快(ashort transient time)、燃料效率(fuel efficiency)、输出密度(outputdensity)高等特征。因此,固体高分子型燃料电池应该用作电动汽车(electric vehicles)的搭载用电源或家庭用、携带用的小型分散型电源(compact distributed power sourcesfor home use),是现在最受注目的燃料电池之一。固体高分子型燃料电池基于介由高分子膜而从氢和氧提取电的原理，如图1所示，其构造是将高分子膜和在该膜的表面和背面使担载有白金系催化剂的(carryinga platinum catalyst)炭黑等电极材料进行一体化而得的膜-电极接合体(MEA:Membrane-Electrode Assembly,厚度数十~数百μ m)利用碳纤维布等气体扩散层2、3和隔板4、5进行夹持，将其作为单一的构成要素(unit cell)，使隔板4与5之间产生电动势的结构。此时，将气体扩散层与MEA —体化的情况也很多。将数十至数百个该单个电池单元串联地连接，构成燃料电池组(form a fuel cell stack)使用。对于隔板，除作为隔开单个电池单元间的隔壁(partition)的作用以外，还要求以下功能:(I)运送所产生的电子的导电体(conductors carrying electrons generated)；(2)氧(空气)、氢的流路(channels for oxygen (air) and hydrogen)(分别为图1 中的空气流路6、氢流路7)、以及(3)所生成的水、排出气体的排出流路(channels for water andexhaust gas)(分别为图1中的空气流路6、氢流路7)。如此地，为了将固体高分子型燃料电池供于实用，需要使用耐久性、导电性优异的隔板，而目前为止实用化的固体高分子型燃料电池，使用石墨等碳素材(carbonaceousmaterials)的材料作为隔板。此外，在研究探讨钛合金等各种素材。然而，这种碳制隔板存在以下缺点:容易由于冲击导致破损，难以紧凑化，且用于形成流路的加工成本高。尤其成本的问题已成为燃料电池普及的最大障碍。因此，在尝试应用金属素材，尤其是不锈钢来代替碳素材。在专利文献I中公开有将容易形成钝化膜(a passivation film)的金属作为隔板使用的技术。然而，钝化膜的形成会导致接触电阻的上升，导致发电效率的下降。因此，指出这些金属素材与碳素材相比，具有接触电阻大且耐腐蚀性差等应该改善的问题。为了解决上述问题，在专利文献2中公开有通过在SUS304等金属隔板的表面实施镀金(a metallic separator plated with gold),从而降低接触电阻,确保高输出的技术。然而，薄的镀金中难以防止产生针孔(pinhole),反过来,厚的镀金花费成本。 在专利文献3中公开有使碳粉末(carbon powders)分散于铁素体系不锈钢基材，得到改善了导电性的隔板的方法。然而，即使在使用碳粉末的情况下，隔板的表面处理也花费相应的成本。此外，也指出了存在实施了表面处理的隔板在安装时产生划痕等情况下，耐腐蚀性(corrosion resistance)显著地下降的问题。在这种状况下，本专利技术的专利技术人等作为直接使用不锈钢素材本身，通过控制表面形状，从而兼得接触电阻和耐腐蚀性的技术，申请了专利文献4。专利文献4涉及不锈钢板，其特征在于，表面粗糙度曲线的局部波峰的平均间隔为0.3μπι以下，由此，可以将接触电阻为20πιΩ ^cm2以下。根据该技术，能以不锈钢素材提供燃料电池隔板素材，但仍优选在燃料电池设计中进一步改善接触电阻特性，需要稳定地表现出接触电阻ΙΟι?Ω.cm2以下。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平8-180883号公报专利文献2:日本特开平10-228914号公报专利文献3:日本特开2000-277133号公报专利文献4:日本特开2005-302713号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于该情况而完成的，其目的是提供一种接触电阻特性和实用性优异的燃料电池隔板用不锈钢。本专利技术的专利技术人等为了提高燃料电池隔板用不锈钢中的接触电阻特性而进行了深入研究。其结果发现，通过控制微细的表面形状，可提高接触电阻特性。此外，发现从确保作为不锈钢的实用上的耐腐蚀性和机械特性的观点以及成本方面出发，优选进行成分组成的控制。本专利技术是基于上述发现而完成的，其特征如下所示。 一种燃料电池隔板用不锈钢，其特征在于，是含有16质量％(mass%)以上的Cr的不锈钢，将该不锈本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池隔板用不锈钢，其特征在于，含有16质量%以上的Cr，将该不锈钢的表面通过扫描型电子显微镜以0.1μm以下的空间分辨率进行表面形状测定时，表面积率为1.02以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：槙石规子，野吕寿人，石川伸，井手信介，石井知洋，名越正泰，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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