JPS61253768A

JPS61253768A - 燃料電池用電極基板およびその製造方法

Info

Publication number: JPS61253768A
Application number: JP60093495A
Authority: JP
Inventors: Hisatsugu Kaji; 加治　久継; Kuniyuki Saito; 国幸斉藤
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1986-11-11
Also published as: JPH0450709B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、燃料電池用電極基板に係り、更に詳しくは、
セパレーター、その両面の可撓性黒鉛シート、その外側
の複数個の炭素質突起部、および最外側の多孔性炭素質
平板からなる一体構造を有し、これら可撓性黒鉛シート
又は可撓性黒めシ−１−およびセパレーターと、複数個
の炭素質突起部および多孔性炭素質平板によって反応ガ
ス流路が形成されていることを特徴とする燃料電池用電
極基板及びその製造方法に関する。

従来、不透過性の黒鉛製薄板をリブ細工して得られるバ
イポーラセパレーターを用いるバイポーラセパレーター
型燃料電池が公知である。

これに対し、一方の面にリブを設け、他方の面は平坦な
電極面となった構造を有し、リブ付き面から反応ガスが
平坦な電極面に拡散してくるモノポーラ型電極基板が開
発されて来ている。

一方、従来モノポーラ型燃料電池用電極基板の製造方法
としては、たとえば短炭素繊維をベースにしてプレス成
形する方法（特開昭５８−１１７６４９号）が提案され
ている。これら従来の製造方法によって得られる電極基
板は、全体的に均一な構造のひとつの層からなっている
。

このような均質単層の電極基板は、その嵩密度が大きい
場合、ガス拡散係数が小さいため限界型流密一度が小と
なるとともに電解液の保持量が充分でないため性能の低
下する時期が早くなる、すなわち寿命が短いという欠点
を有する。他方、その嵩密度が小さい場合には、曲げ強
度などの機械的強度が低いという欠点を有している。

本発明者らは短炭素繊維をベースとして、ガス拡散層と
しての多孔性炭素質層のほぼ中央部にガス流路を機械加
工によらずより容易な加圧成形及び熱処°理により製造
した優れた物性を有しセパレーターと電極基板が炭化状
態で一体となっている電極基板を提供している（特開昭
５９−６８１７０号）。これによって、ガス拡散ｌｔａ
の大きい、即ち、嵩密度の小さいガス拡散部を有する電
極基板を使用することが可能になったものである。更に
、セパレーターと電極基板を炭化状態で一体化すること
により、従来のモノポーラ型並びに１＜イボーラ型に比
し接触抵抗を大幅に低減できるとし）うちのである。本
発明者らの提供した電極基板【ま、前記のように従来機
械加工が必要とされたリブ加工や穿孔加工を廃し、多孔
性炭素質層を形成するにあたり、短炭素繊維をベースと
して、特定の炭化収率を有する熱硬化性樹脂結合材と、
成形温度以−ヒの温度で熱分解する特定粒度の細孔調節
材とを用いて好ましい連続気孔を調製することができた
ものではあるが、後述するように基板製造工程の中で、
成形物の炭化焼成の工程で多孔性炭素質層とガス不透過
層（緻密炭素質層）との剥離が避けられず、特に基板面
の広い大型基板につ（、ｓでｔよ、焼成温度までの昇温
方法の工夫などに拘らず、剥離が発生し、製造収率が低
く、その改善が望まれていた。

本発明は、上述の如き欠点を解消する燃料電池用電極基
板を提供することを目的とする。すなわち、成形基板が
焼成（最高３０００℃まで）工程で剥−離を生ずるのは
昇温過程における多孔性炭素質層とガス不透過ＩＩ（又
はセパレーター）との熱膨張の差あるいは焼成完了後の
室温までの冷却工程での両層の熱収縮の差によるものと
考えられるので、両層の膨張・収縮の差を、中間に配置
する該膨張・収縮の吸収作用をなす緩衝層により低減ま
たは除去しようとするものである。

緩衝層材料として、比較的膨張・収縮の割合が大きく、
接着剤などとの接着性もあり、ガスの透過度もあまり高
くない市販の可撓性黒鉛シートに着目した。可撓性黒鉛
シートは、天然産の黒鉛を酸処理などで炭素結合の層間
を膨張させたいわゆる膨張黒鉛粒子を圧縮成形して得ら
れたもので、表面がリン片状で多少のガス透過性もある
ので接着剤の含浸も可能なため接着性もあり、可撓性で
あるので膨張・収縮の吸収に好適である。

本発明者らは、この可撓性黒鉛シートを上記電極基板の
多孔性炭素質層とセパレーターとの間に炭化可能な接着
剤を介して両層に接合させることによって従来問題とな
っていた層間の剥離を防止し且つ大型電極基板の製作が
可能になり、更に蔓、電極炭素質層を平板部と突起部の二層にし、突起部を可填性黒鉛シートを介してセパレ
ーターに接合することにより反応ガス用流路を形成する
と、よりＷ！ｉ層にでき、電気・熱抵抗が低下し、更に
焼成時の応力が分散されて反り、割れ、剥離等の欠陥が
少ない電極基板が得られることを見い出し、本発明に到
達した。

即ち、本発明は、セパレーター、その両面の可撓性黒鉛
シート、その外側の複数個の炭素質突起部、さらに最外
側の多孔性炭素質平板からなり、これら全体が焼成によ
ってカーボンとして一体化されており、前記可撓性黒鉛
シート又は可撓性黒鉛シートおよびセパレーターと、複
数個の炭素質突起５および多孔性炭素質平板によって反
応ガス流路が形成されており、前記複数個の炭素質突起
部の前記セパレーターに平行な断面の合計面積（Ｓｒ）
の電極総面積（Ｓｅ）に対する面積比（Ｓｒ／Ｓｅ）が
１１５〜４／５であり、隣接する突起部間の間隔が１０
順以下である燃料電池用電極基板を提供する。

以下、添付図面を参照して本発明の電極基板を詳述す・
る。

第１図（ａ）および（’ｂ）に本発明・の電極基板の模
式的概略図を示す。

本発明の電極基板は、セパレーター１、可撓性黒鉛シー
１〜２、炭素質突起部３および多孔性炭素質平板４から
なる７層構造を有している。これら７層は全体が焼成さ
れてカーボンとして一体化している。反応ガス流路６が
、可撓性黒鉛シート２又はセパレーター１、あるいは可
撓性黒鉛シート２およびセパレーター１と、炭素質突起
部３および多孔性炭素質平板４によって規定される。

炭素質突起部３の複数個の突起の各々の形状およびそれ
らの配列配置等は任意であり、電極部材５（すなわち、
炭素質突起部３＋多孔性炭素質平板４〉の構造保持およ
び電極基板に望まれる物性等を勘案して適宜選択すれば
よい。ただし、本発明においては、これら突起部のセパ
レーター１に平行な断面の合計面積（Ｓｒ）の電極総面
積（８８）に対する面積比（Ｓｒ／Ｓｅ）は１１５〜４
／５とする。

炭素質突起部３の各突起の断面形状および配置の例を第
２図に示す。第２図は、第１図の炭素質突起部３の厚み
方向のほぼ中央でセパレーター１に示した矢印は反応ガ
スの流れ方向を示す。第２図中にｄで示したように、隣
接する突起部間の間隔は適切な反応ガス流路が形成され
るように１０履以下とする。

第２図（１）に示したものは突起の断面形状が長方形の
ものであり、反応ガス流れ方向に対して垂直および平行
方向の突起は双方ともそろって配列されている（これを
直列配置という）。また、第２図（２）では突起の断面
形状がほぼ正方形であり、反応ガス流れに対して平行方
向に沿う突起はそろって配列されているが、垂直方向に
沿う突起は互い違いに配列されている（これを錯列配置
という）。しかし、第２図に示したものは１例であり、
本発明においては各突起の断面形状は全く任意であり、
例えば図のように長方形または正方形のものの他に、任
意の多角形あるいは円もしくターおよび反応ガス流れ方
向の両方に垂直な断面形状も任意であり、たとえば第１
図（ａ）および（ｂ）に示したような長方形の他、正方
形、台形、平行四辺形等の四辺形などでもよい。また、
これら突起部の配列も、第２図（１）の直列配置や第２
図（２）の錯列配置の他に、あらゆる可能な配置が採用
できる。たとえば、第２図（２）の矢印で示す方向とは
垂直方向にガスを流すような配列もとり得る。これらの
配列の最小必須要件としては反応ガスが炭素質突起部に
よって形成される反応ガス流路内で均一に分布するとい
うことである。

また、たとえば第２図（１）に示した長方形断面を有す
る各突起が長手方向に連絡しあって電極基板の１端面か
ら相対゛する端面まで連続していてもよい。

本発明電極基板の多孔性炭素質平板４は、均質な多孔性
炭素質材料から構成されており、その平均嵩密度は０．
２５〜０．９ｇ／ｃｍ３であり、且つガス透過度は３０
ｃｍ２　／ｈｒ−ｉｎ／ＩＱ’以上であることが好まし
い。上記範囲の平均嵩密度及びガス゛透過度を有する多
孔性炭素質平板は、好ましい機械的強度例えば曲げ強度
を有し、且つ好ましいガス拡散抵抗を有する。なお、多
孔性炭素質平板の気孔率は４０〜８５％であり、その細
孔は開綿孔であり、且つその細孔の６０％以上が５〜５
０μの範囲内の半径を有することが好ましい。

本発明電極基板の炭素質突起部３は、均質な炭素質材料
から構成されており、その平均嵩密度は０．４０〜１．
８ｇ／ｃｉ３であることが好ましい。

本発明の電極基板のセパレーター１は、１．２９７Ｃｍ
３以上の平均嵩密度と１０　’ｃｍ２　／ｈｒ−５Ａ（
１・以下のガス透過度を有することが好ましい。

平均嵩密度が１．２ｇ／ＣＩ＋ｌｌより小さいと所望の
ガス不透過層としての緻密性が得られない。

ここで使用する電極部材およびセパレーター（よ、焼成
時の２つの炭素材間の線膨張収縮率の差が大き過ぎると
結着しえない範囲がある。接合に供する２つの炭素材間
の焼成時の線膨張、収縮率の差の絶対値は、使用する可
撓性黒鉛シートの厚み、歪率、焼成最高温度、部分的非
接合部の接合面に対する割合、炭素製品の大きさく接合
面の大きさ）にも当然影響を受けるが、少なくとも３％
以内、好ましくは１％以内となるものであることが必要
である。

本発明で使用する膨張黒鉛粒子を圧縮して作った可撓性
黒鉛シート２は、粒径５ＩＷ以下の黒鉛粒子を酸処理し
更に加熱して得た膨張黒鉛粒子を圧縮して作ったもので
あって、厚さが１１ｍ以下で、嵩密度０．５〜１　、５
９／Ｃ１３、圧縮歪率（すなわち、圧縮荷重ＩＫｇ／ｃ
ｎ＋２に対する歪率）が１八−’ｒ＋＠９　　／　ｌｒ
ａ＋’１μτ焦ｈ　面清椅を右するものが好ましく、市
販のものではＵＣＣ製グラフオイーｒ好適な例である。

本発明の電極基板は以下のようにして製造される。

先ず電極部材を製造する。多孔性炭素質平板用材料とし
ては、炭素繊維を素材として抄紙した炭素繊維紙にフェ
ノール樹脂を含浸したものが挙げられる（例えば特公昭
５３−１８６０３号等参照）。

特に、３〜１０ａｍ＋の長さの炭素繊維を５０〜５００
ｇ／ｍ２．３〜１０＃Ｉの長さのポリビニルアルコール
繊維を１０〜１００ｇ／ＴｒＬ２、更にバルブを１〜１
０（１／ｍ２の目付は聞として抄紙した炭素繊維紙に、
フェノール樹脂をメチルアルコール、エチルアルコール
又はメチルエチルケトンに１〜３０ｗｔ％の濃度で溶解
した希釈液を含浸させたものが好ましく用いられる。

別の平板用材料として、短炭素ｍｗ１、パインダ−及び
有機粒状物質の混合物を加熱加圧成形したものがある（
例えば特開昭５９−６８１７０号参照）。特に長さ２ａ
以下の炭素繊維２０〜５ＱｗｔＸ、フェノール樹脂２０
〜５０ｗｔ％および有機粒状物質２０〜５０ｗｔ％から
なる混合物を成形温度１００〜１８０℃、成形圧力１〜
１００に９／ｃｉ２、圧力保持時間１〜６０分の条件で
成形したものであると好ましい。このような混合物は炭
素質突起部用の原料としても用いられる。

更に、炭素質突起部用の原料としては、炭素粒子とバイ
ンダーの混合物も用いられる。

第３図を参照して、電極部材の製法について説明する。

第３図において、下金型上に平板部用材料を置きその上
に、突起部形成中金型を乗せ、中金型空洞部の中に突起
部用原料を供給し、その上からりブ付上金型で加熱加圧
成形することにより、平板部面上に突起部を形成する。

そのときの成形条件は１００〜２８０℃、１〜１００Ｋ
ｇ／Ｃｌ１１２．１〜６０分の条件でプレスする。

尚、電極部材は上記混合物を用いて平板部と突起部を同
時に一体成形することもできる。例えば第３図において
、更に外枠を有するような所望の形状の金型に上記混合
物を導入し、プレスすることができる。プレス条件は１
００〜２８０℃、１〜１００Ｋｇ／Ｃｍ２．１〜６０分
である。

このようにして得られる電極部材はそのまま以後の操作
にかけてもよく、あるいはこれを８００℃以上の温度で
焼成してから以後の操作にかけてもよい。

得られた電極部材を焼成した後または焼成せずに、所定
の形状が得られるようにそれぞれ可撓性黒鉛シートを介
してセパレーターと接合する。各接合面で使用される接
着剤としては、通常炭素材の接着に用いられる接着剤で
よいが、特に、電極部材成形品と前記可撓性黒鉛シート
との接合に使用される接着剤としては、成形品中のバイ
ンダーを接着剤として兼ねることもあるが、通常は別に
接着剤を使用する。その接着剤としては、炭素材の接着
に用いられる通常の接着剤でよいが、特に、メタノール
、エタノール、アセトン及びメチルエチルケトン等の適
当な溶媒１００重量部に対しフェノール樹脂、ピッチ等
を５〜２００重合部溶解したもの、又はフェノール樹脂
、エポキシ樹脂及びフラン樹脂等を溶融させたものから
選択したものを使用することが望ましいが、接着剤が焼
成された際の炭素残留率を大きくし、且つミクロ的な結
着点を均一に分散させる為に、任意に直径２００μ以下
の炭素粒子を前記接着剤１００ｆｆｉ量部に対しＯ〜１
００重量部混合して調製したものを部用すると丁に−６
７−中Ｌ　ｂ）−この接着剤層の厚みは特に限定される
ものではないが、一般に０．５Ａｌｌ以下で均一に塗布
するのが好ましい。

また、前記接着剤による炭素材と黒鉛シートの接合は、
接着剤として使われる結合材の融点より少な（とも５０
”ＣＪＸ上高い温度、プレス圧力０．１〜５０Ｋｇ／ｃ
ｍ２の範囲で行なうことができる。

接合後、得られた接合物をプレス温度で少なくとも２時
間以上後硬化させた後、不活性雰囲気下８００〜３００
０’Ｃで約１時間焼成する。この際、低層の熱分解過程
に於いて約７００’Ｃまではゆっくり例えば１ｏｏ±５
０℃／時で昇温し、ガス化時の急激な収縮による応力発
生を防ぐことが好ましい。この低温の熱分解過程で急激
な昇温を行なうと層間＠離、クラック発生の原因となる
。

尚、本ｔａ明ニおいては可撓性黒鉛シートけ＊膓のもの
等でもよいが、電極基板の製造に際して金型内で膨張黒
鉛粒子から直接製造することもできる。たとえば、嵩密
度が０．００３〜０．０２の膨張黒鉛粒子を所定面金型
に供給し、次いで、両面に接着剤を塗布したセパレータ
ーを供給し、更に上記膨張黒鉛粒子を所定量供給し、１
００〜１８０℃、１〜２００Ｋｇ／Ｃ１１２，１〜６０
分の条件でプレスする。

本発明の電極基板は次のように製造することもできる。

すなわち、上記のように得られたセパレーターの両面に
可撓性黒鉛シートを有するセパレーター部材に炭素質突
起部を形成し、これを焼成した後または焼成せずに、多
孔性炭素質平板部材料（焼成してあってもよい）を接合
して、更に焼成する。

以上のように製造される本発明の電極基板は、多孔性炭
素質層のガス流路を複数個の突起部によって形成するた
め、本発明者等の先願に係る特開昭５９−６８１７０号
のようにガス流路として中空孔道を設けたものに比べて
、ガス流路からセパレーターまでの距離が削減されて全
体として薄くなり（例えば１基板当り約０．５ａｘ）、
その結果電気・熱抵抗が１０〜１５％程度低くなる。又
、突起部を分割したことによって二次元的な柔軟性が得
られる、すなわち焼成時の応力が分散され、大型化が可
能となり生産収率も大幅に向上する。

更に、反応ガスを基板全体にわたって均一に供給できる
ようになる。第１表に示す焼成時の剥離発生頻度データ
のとおり、本発明者等の先願の電極基板では、ガス不透
過層としてカーボン板を使用した３層構造の場合、電極
基板の大きさが増すにつれて剥離する割合が多くなり、
大型の電極基板の製造は収率が非常に低くなる。本発明
の方法によれば各サイズ別の剥離発生頻度が著しく少な
くなるばかりでなく、大型の電極基板を製作する場合で
も剥離する割合が少なくなり、実質的な生産ができるも
のとなった。

第１表以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明は以下
の実施例に限定されるもので（まな０゜例１　　素　平
　の製造 ■炭素質モールド短炎素繊維（県別化学工業（株）製、商品名Ｍ−２０４
８、平均直径１４μｍ、平均長ざ４００μＴＦＬ）４０
ｗｔ％、フェノール樹脂（胆石機材（株）製、商品名Ｒ
Ｍ−２１０、レゾール型）３Ｑｗｔ％、及びポリビニル
アルコール粒子（日本合成化学（株）製、平均粒径１８
０μｍ）３Ｑｗｔ％を混合後、所定の金型に供給し、成
形温度１３０℃、成形圧５０に９／Ｃｌ１１２、圧力保
持時間２０分の条件で成形した。

■炭素ＩＩＮ紙炭素ｍ維（県別化学工業（株＞ａ、商品名Ｃ１０７Ｓ、
平均長さ７＃）を１００ｇ／ＴｒＬ２、ポリビニルアル
コール繊ｔａ＜日本合成イヒ学製、平均長さ３　ｍ　）
を３０９／ｍ２　、木材バルブを５９／ＴｒＬ２０日付
は犠として抄紙した。

フェノール樹脂（胆石機材（株）製、商品名ＲＭ−２１
０．レゾール型）をメチルエチルケトンに溶解した希釈
液（フェノール樹脂濃度１０重Ｍ％）を、上記炭素ｌ！
維雑紙含浸したく炭素繊維紙１００９に対してフェノー
ル樹脂２０ｇ）。

２　　　　　の製゛ ■　実施例１■で製造した炭素質モールドを第３図の下
金型の上に乗せ、その上に中金型を置き、中金型の空間
に、短炎素繊維（県別化学製、Ｍ２Ｏ２Ｓ、平均繊維長
０．４ｍｓ平均繊維径１４μｍ）４０ＷｔＸ、フェノー
ル樹脂（胆石機材（株）製）３０ｗｔ％及びポリビニル
アルコール粒子（日本合成化学類、平均粒子径１８０μ
ＴｒＬ）物３ＱＷｔＸからなる混合物く炭素質突起部用混をＶを供
給し、１４０℃、１０＃／ｃ１２で３０分間プレスした
。

得られた電極部材は第２図（１）に示したような突起部
断面形状と配置を有していた。ｄ−２ｍ、Ｓｒ／５ｅ−
０，５゜ ■　第３図に示すような下金型の上に実施例１■で製造
した炭素繊維紙を供給し、中金型を載せた後、上記■に
記載の炭素質突起部用混合物を供給した。

次いで上金型を置き１４０℃、１０醇／ｃｓ２で３０分
間プレス成形した。第２図（２）に示したような突起部
断面形状と配置を有する電極部材を得た。ｄ＝２ｍ。５
ｒ、／５ｅ＝０．３６゜■　上記■および■で得た電極
部材を更に電気炉を用いて窒素ガス雰囲気下５０℃／時
で２０００℃まで昇温し、その温度で６０分間焼成した
。

■　所定形状の金型に実施例２■に記載の突起部用混合
物および実施例１■に記載のモールド用原料を供給し、
１４０℃、５０　Ｋ’Ｊ　／　Ｃ１１２で３０分間プレ
ス成形して、実施例２■と同様な電極部材を得た。

■　これを更に実施例２■と同様にして焼成した。

１４　電極基板の製造市販可撓性黒鉛シート（ＵＣＣ製、グラフオイル■、０
．１＃厚、嵩密度１　、２　’ｊ／Ｃｍ３　、圧縮歪率
１　Ｘ　１０−３ｃｍ２　／に９）　２枚と、市販黒鉛
材（東洋°カーボン（株）製、商品名Ａ−２８０、嵩密
度１．７９／ｃｉ３　）１枚とを用意した。

接着剤としては、メチルエチルケトン１００重量部、フ
ェノール樹脂（前記胆石機材（株）製、ＲＭ−２１０）
８０重量部を常温にて溶解したものを使用した。

Ｌ　ｍ　ｆｉｌを１−Ｆ−常績枡田処ぐｉ　−Ｌり影勅
トが４ｑｐずレータ−１枚の両面に接着剤を塗布し、実
施例２の■で得られた未焼成モールド電極部材、実施例
２の■で得られた未焼成炭素繊維紙電極部材、実施例２
の■で得られた焼成モールド電極部材もしくは焼成炭素
１６１１紙電極部材、または実施例３で得られた未焼成
もしくは焼成一体成形電極部打金２個と共に、１３０℃
、５　Ｋｇ　／　ａｘ　’で３０分間接合した。

以上のようにして接合した電極基板を、更に電気炉を用
いて窒素ガス雰囲気下５０℃／時で２０００℃まで昇温
し、その温度で６０分間焼成した。

このような６種の電極基板を基板サイズ１００顯角、１
７０履角、３５０ｒｎＩＲ角、６５０ｍ角それぞれ１０
枚製作したところ、第１表に示したように、剥離による
不良品は１枚も現われず、本発明による燃料電池電極基
板並びにその製造方法が優れているということが確認さ
れた。

実施例２■の場合についての電極基板の諸物性を第２表
に示す。

第２表注　１）グラファイトシートは２枚。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の燃料電池用電極基
板の構造を示す斜視図、第２図は炭素質突起部の断面形
状および配置の１例を示す図、第３図は本発明で好適に
使用できる金型の１例を示す図である。手続補正書１３事件の表示　　　昭和６０年特許願第９３４９５号
２゜発明の名称　　　燃料電池用電極基板およびその製
造方法３゜補正をする者事件との関係　　特許出願人名　称　　　　（１１０）呉羽化学工業株式会社４、代
　理　人　　　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山
田ビル５゜補正命令の日付　　　自　発６、補正により増加する発明の数８、補正の内容（１）　　明細書中筒３３頁と第３４頁の間に下記「実
施例５」および「実施例６」を挿入する。「実施例５実施例２■で製造した電極部材の突起部と実施例４に記
載のｕｃｃｙグラフオイル　とをつき合わせて接合した
。接着剤と接合条件は実施例４に記載したものと同じに
した。その後、グラフオイルの突起部との接合面のみが
残るようにダイヤモンドブレードで切削加工した。この
ように加工した部材２個と実施例４に記載のセパレータ
ーとを実施例４と同様に接合して第１図（ｂ）に示した
構造の電極基板を得た。支五■ヱ実施例１■に記載の炭素質モールド用材料と実施例２■
に記載の炭素質突起部用混合物とを用いて多孔性部と緻
密質部の２層格造の平板状電極部材を作成した。この部
材の緻密質部側に、実施例４と同様にしてＵＣＣ製グラ
フオイル　を接合した。その後ダイヤモンドブレードを
用いてグラフオイルと緻密質部に第２図■に示した形状
、配置の突起部を形成した。こうして作成した２個の部
材を実施例５と同様にしてセパレーターに接合した。第
１図（ｂ）に示した構造の電極基板を得た。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セパレーター、その両面の可撓性黒鉛シート、そ
の外側の複数個の炭素質突起部、および最外側の多孔性
炭素質平板からなり、全体が焼成によってカーボンとし
て一体化されており、前記複数個の炭素質突起部の前記
セパレーターに平行な断面の合計面積（Ｓｒ）の電極総
面積（Ｓｅ）に対する面積比（Ｓｒ／Ｓｅ）が１／５〜
４／５であり、隣接する突起部間の間隔が１０ｍｍ以下
である燃料電池用電極基板。
（２）前記炭素質突起部のセパレーターに平行な断面の
形状が正方形、長方形、円またはだ円であり、セパレー
ターおよび反応ガス流れ方向の両方に垂直な断面の形状
が正方形、長方形または台形であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の電極基板。
（３）前記炭素質突起部が直列または錯列配置であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
の電極基板。
（４）多孔性炭素質平板が０．２５〜０．９ｇ／ｃｍ＾
３の平均嵩密度及び３０ｃｍ＾２／ｈｒ・ｍｍＡｑ．以
上のガス透過度を有しており、炭素質突起部が０．４０
〜１．８ｇ／ｃｍ＾３の平均嵩密度を有することを特徴
とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載
の電極基板。
（５）炭素質平板部とその片面上に形成された複数個の
炭素質突起部とからなる電極部材を作成し、これを場合
によっては焼成した後、前記突起部上に可撓性黒鉛シー
ト、セパレーター、可撓性黒鉛シート、更に電極部材の
突起部をつき合わせてそれぞれ接着剤を用いて接合し、
さらに少なくとも８００℃以上で焼成することからなる
、特許請求の範囲第１項に記載の燃料電池用電極基板の
製造方法。
（６）電極部材の突起部との非接合面に相応する部分が
削除された可撓性黒鉛シートを使用することを特徴とす
る特許請求の範囲第５項に記載の方法。
（７）前記電極部材が未焼成であることを特徴とする特
許請求の範囲第５項又は第６項に記載の方法。
（８）前記電極部材が焼成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第５項又は第６項に記載の方法。
（９）前記炭素質平板部が、炭素繊維を素材として抄紙
した炭素繊維紙にフェノール樹脂を含浸したものか、ま
たは短炭素繊維、バインダーおよび有機粒状物質の混合
物を加熱加圧成形したものであることを特徴とする特許
請求の範囲第５項〜第８項のいずれかに記載の方法。
（１０）前記炭素質突起部が短炭素繊維、バインダーお
よび有機粒状物質の混合物を加熱加圧成形したものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第５項〜第９項のい
ずれかに記載の方法。
（１１）前記炭素質突起部が炭素粒子およびバインダー
の混合物を加熱加圧成形したものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第５項〜第９項のいずれかに記載の方
法。
（１２）前記電極部材が短炭素繊維、バインダーおよび
有機粒状物質の混合物を一体的に加熱加圧成形したもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第５項〜第８項
のいずれかに記載の方法。
（１３）前記電極部材が炭素繊維を素材として抄紙して
一体的に形成し更にフェノール樹脂を含浸したものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第５項〜第８項のい
ずれかに記載の方法。
（１４）セパレーターの両面に可撓性黒鉛シートを有す
るセパレーター部上に炭素質突起部を形成し、場合によ
り焼成し、更にその両面に未焼成又は焼成炭素質平板部
を接合した後焼成することからなる、特許請求の範囲第
１項に記載の燃料電池用電極基板の製造方法。
（１５）前記炭素質平板部が、炭素繊維を素材として抄
紙した炭素繊維紙にフェノール樹脂を含浸したものか、
または短炭素繊維、バインダーおよび有機粒状物質の混
合物を加熱加圧成形したものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１４項に記載の方法。
（１６）前記炭素質突起部を、短炭素繊維、バインダー
および有機粒状物質の混合物から加熱加圧成形によつて
形成することを特徴とする特許請求の範囲第１４項又は
第１５項に記載の方法。
（１７）前記炭素質突起部を、炭素粒子およびバインダ
ーの混合物から加熱加圧成形によつて形成することを特
徴とする特許請求の範囲第１４項又は第１５項に記載の
方法。
（１８）８００℃以上の温度で焼成することを特徴とす
る特許請求の範囲第５項〜第１７項のいずれかに記載の
方法。
（１９）前記電極部材とセパレーターを焼成したときの
焼成線膨脹収縮率の差の絶対値が３％以内であることを
特徴とする特許請求の範囲第５項〜第１８項のいずれか
に記載の方法。