成果報告書詳細
管理番号20100000000210
タイトル*平成20年度中間年報 平成固体高分子形燃料電池実用化戦略的技術開発 実用化技術開発 カーボン樹脂モールドセパレータの製造技術開発
公開日2010/3/25
報告書年度2008 - 2008
委託先名昭和電工株式会社
プロジェクト番号P05011
部署名燃料電池・水素技術開発部 燃料電池グループ
和文要約以下本編抜粋:1. 共同研究の内容及び成果等
1-1.はじめに
定置用、自動車用燃料電池に供するカーボン樹脂モールドセパレータについて、薄型および大面積セパレータの実用的な抵コスト製造技術を開発する目的で検討を行った。熱硬化系組成物を用いたシートプレス成形法で、A5-A4 サイズ溝付きセパレータの厚み精度を目標の±20μm 以内で成形できる新たな成形条件を見出した。一方、熱可塑系組成物を用いたシートスタンプ成形法では、約400cm2 面積の両面溝付きおよび片面溝付き薄肉セパレータの連続成形を行い、目標とする厚み精度±5%以内で成形できることを確認した。特に、自動車用セパレータに必要なセル出力の向上に有効と考えられるセパレータ間の接触抵抗軽減、セパレータ表面親水化によるガス拡散性の向上についても検討を行い一部出力向上につながる成果が得られた。
上記成形に必要な外観良好で寸法精度に優れたグリーンシートを量産スケールで連続的、安定的に得るために65mmφ単軸押出し成形機を用いて押出条件、スクリューデザインおよびランド部デザインの工夫により、昨年度までは量産スケールで連続的に成形することが難しかった熱硬化系組成物についても良好な外観のグリーンシートが連続的に成形できる見通しを得た。
英文要約Low-cost fabrication technology to produce carbon/resin molded separators for both fuel cell vehicles and stationary fuel cell applications was investigated. Factors caused by thickness variation of separators were analyzed and it was found that modification of mold design and homogenization of pressure during the compression process are effective to reduce the in-homogeneity of the thickness. Applying above analysis, we achieved the target accuracy of the thickness in the case of both thermosetting and thermoplastic compounds. A5-or-A4-sized separators with gas-channels, comprised of thermosetting compounds were produced within an accuracy of 20 μm of thickness. On the other hand, using a sheet stamping method, thin separators with gas-channels on both/one side, comprised of thermoplastic compounds were produced in a continuous process within an accuracy of 5 % of thickness. Both reduction of contact resistance between separators and improvement of gas diffusivity by hydrophilization of the surface of separators, which are important properties to improve fuel cell vehicles performance, were investigated. A process to produce green sheet with good dimensional accuracy and appearance, which is necessary for molding press, was investigated, using a 65 mmφ single extruder with a commercial production scale. Condition of extrusion, designs of screws and geometries of lands were investigated. With thermoplastic compounds, it had been difficult to mould separators till last year, however, we now have a vision to produce green sheet with a good appearance by the continuous process.
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