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ナノカーボンを使い,
燃料電池セパレータの低コスト化をマイクロフェーズが実現


[2007/03/05]


 マイクロフェーズは,2007年2月21日〜23日に開催された「nano tech2007」に,チタン表面にナノカーボンを成膜したチタン製の燃料電池用セパレータのパネル展示を披露した(図1)。現在,実用化されている燃料電池金属セパレータでは,耐食性に優れるチタンやステンレスを使用し,導電性を確保するため金メッキを施している。しかし,金には高価であることと,腐食につながるピンホールが形成されやすいという課題が存在する。今回開発した技術は,金メッキに替わってカーボンを使いチタン製セパレータの表面処理を行なうものである。

ナノカーボン膜の形成は,気相化学成長法(CVD法)を使ったプロセスを使用している。数種類の炭化水素ガスを,熱CVD炉に同時に導入し,材料ガスの配合,流量,温度などの条件を制御することにより,カーボン膜の生成を可能とした。熱CVDというシンプルな製造工程での成膜が可能であるので,安価に量産化が可能であるという。

 表面のナノカーボンは,ダイヤモンドライクカーボン(DLC)の中にグラファイト粒子を埋め込んだものである(図2)。このような構造にすることにより,セパレータに求められる導電性と耐食性の両立を可能にした。具体的には,DLCの中のグラファイト粒子がネットワーク化することにより導電性が高まる一方,緻密なDLCにより優れた耐食性が得られるという。

 マイクロフェーズは,筑波大学工学部の教員であった太田慶新氏が1999年に設立した,ナノカーボン材料の合成や加工を事業としている大学発ベンチャーである。独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO 技術開発機構)の産業技術実用化開発助成事業による支援を受けて,今回の技術を開発した。今後は,ナノカーボン膜の導電性と耐食性の一層の性能向上とともに,成膜面積の大型化を進め,「将来的にはセパレータのナノカーボン加工ビジネスにまで展開したい」(太田氏)という。


図1:ナノカーボン膜をチタン製セパレータ表面に形成したTEM断面像
ナノカーボン膜をチタン製セパレータ表面に形成したTEM断面像

図2:膜面内構造を示すTEM像の画像
膜面内構造を示すTEM像の画像

記事要点掲載先:日経BP.netMEMS InternationalTech-On!


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