專利名稱：鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層的方法，所述鈦制燃料電池隔板材在由純鈦或者鈦合金形成的基材上涂布了含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層。
背景技術(shù)：
作為能量源期待一種通過持續(xù)供應(yīng)氫等燃料和氧等氧化劑來持續(xù)取出電的燃料電池，其與干電池等一次電池或鉛蓄電池等二次電池不同，發(fā)電效率高，幾乎不受系統(tǒng)規(guī)模的大小的影響，此外，由于噪音和振動(dòng)也少，所以可覆蓋多種用途、規(guī)模。具體地說，燃料電池開發(fā)出了固體高分子型燃料電池(PEFC)、堿電解質(zhì)型燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)、固體氧化物型燃料電池(SOFC)、生物燃料電池等。其中，針對(duì)燃料電池汽車、家用燃料電池(家用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng))、移動(dòng)電話或筆記本電腦等便攜儀器，正在推進(jìn)固體高分子型燃料電池的開發(fā)。固體高分子型燃料電池(以下，稱為燃料電池)是作為電池組構(gòu)成的，將由陽(yáng)極電極和陰極電極夾持固體高分子電解質(zhì)膜的電池作為單電池，隔著形成有作為氣體(氫、氧等)的流路的槽的隔板(也稱為雙極板(bipolar plate))重合多個(gè)所述單電池，從而構(gòu)成所述電池組。通過增加每組的電池?cái)?shù)可以提高燃料電池的輸出。并且，由于燃料電池用的隔板是用于將產(chǎn)生的電流取出到燃料電池外部的零件，所以其材料必須接觸電阻(是指在電極和隔板表面之間，由于界面現(xiàn)象而產(chǎn)生電壓下降)低，在作為隔板使用中必須長(zhǎng)期維持這一特征。進(jìn)而，由于燃料電池單元內(nèi)部為高溫酸性環(huán)境，所以燃料電池用的隔板需要即使在這樣的環(huán)境下也要長(zhǎng)期維持高導(dǎo)電性。為了發(fā)揮該性能，需要在隔板的基材上很好地覆蓋導(dǎo)電層。并且，作為該隔板的基材，由于燃料電池組的小型化、薄型化、輕量化的需求，所以研究金屬基材(金屬制的箔等)的使用，作為形成導(dǎo)電層的材料，研究使用導(dǎo)電性和穩(wěn)定性好并且廉價(jià)的碳系導(dǎo)電材料。進(jìn)而，作為該金屬基材，尤其，存在意向于由輕量且耐蝕性好的純鈦或者鈦合金形成的基材(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為鈦材)的傾向，大多提出在該鈦材上利用各種方法覆蓋碳系導(dǎo)電材料來制造隔板的技術(shù)。例如，提出一種在金屬基材的表面形成有基于拉曼光譜法的G/D比為0.5以下的碳層的隔板(專利文獻(xiàn)I)、及在金屬基材的表面形成有由無定形碳層和石墨部構(gòu)成的碳層的隔板(專利文獻(xiàn)2)等。(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))(專利文獻(xiàn))專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-207718號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-204876號(hào)公報(bào)如所述專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2那樣，研究一種技術(shù)，其滿足作為燃料電池隔板材所需求的導(dǎo)電性以及耐久性，并且以低成本制造這樣的燃料電池隔板材。但是，關(guān)于從使用后的燃料電池隔板材或制造燃料電池隔板材的工序中產(chǎn)生的邊角料中除去導(dǎo)電層，回收原本的基材(鈦材)并循環(huán)利用的技術(shù)幾乎未做研究，從而沒有發(fā)現(xiàn)有效的方法。詳細(xì)地說，使用后的鈦制燃料電池隔板材等由于在鈦材上形成了含有碳系導(dǎo)電材料的導(dǎo)電層，所以不能直接作為鈦材而再利用。由此，需要除去導(dǎo)電層，僅回收鈦材。此外，在除去導(dǎo)電層時(shí)產(chǎn)生鈦材的很大損失的方法中，產(chǎn)生成品率下降(循環(huán)利用效率下降)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于所述的問題而提出，目的在于提供一種抑制基材即鈦材的損失，同時(shí)從鈦制燃料電池隔板材除去含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層的方法。為了解決所述問題，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，是一種用于從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層的方法，所述鈦制燃料電池隔板材在由純鈦或者鈦合金形成的基材上形成含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層，在所述基材和所述導(dǎo)電層之間形成含有碳化鈦的中間層，其特征在于，將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰在含有硝酸以及過氧化氫中的任意一者的水溶液中、或者浸潰在混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液中。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，通過在含有硝酸以及過氧化氫中的任意一者的水溶液中、或者在混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液中浸潰鈦制燃料電池隔板材，從而溶解在鈦制燃料電池隔板材的基材和導(dǎo)電層之間形成的中間層。其結(jié)果是，可以從基材剝除導(dǎo)電層，并且除去導(dǎo)電層。此外，在含有硝酸以及過氧化氫中的任意一者的水溶液、或混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液中，由于基材(鈦材)幾乎不溶解，所以可以抑制損失并且從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層。此外，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選所述水溶液為含有硝酸的水溶液。并且，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選所述水溶液中的所述硝酸的濃度為0.5 50.0質(zhì)量％。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，含有硝酸，并且規(guī)定該硝酸的濃度，由此，不溶解基材，可以在短時(shí)間內(nèi)快速地從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層。此外，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選所述水溶液為含有過氧化氫的水溶液。并且，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選所述水溶液中的所述過氧化氫的濃度為2.0 30.0質(zhì)量％。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，含有過氧化氫，并且規(guī)定該過氧化氫的濃度，由此，不溶解基材，可以在短時(shí)間內(nèi)快速地從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層。此外，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選所述水溶液含有硝酸，并且進(jìn)一步含有氫氟酸，所述水溶液中的該氫氟酸的濃度為0.01 1.0質(zhì)量％。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，由于水溶液進(jìn)一步含有規(guī)定量的氫氟酸，所以可以進(jìn)一步縮短從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層所需的時(shí)間。此外，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選所述水溶液含有過氧化氫，并且進(jìn)一步含有硫酸，所述水溶液中的該硫酸的濃度為1.0 40.0質(zhì)量％。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，由于水溶液進(jìn)一步含有規(guī)定量的硫酸，所以可以進(jìn)一步縮短從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層所需的時(shí)間。此外，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選作為將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰于所述水溶液之前的前工序，包括裁斷所述鈦制燃料電池隔板材的工序。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，通過裁斷鈦制燃料電池隔板材，在裁斷部位(面)露出中間層，由于可以以露出的中間層為起點(diǎn)快速地溶解中間層整體，所以可以進(jìn)一步縮短從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層所需的時(shí)間。此外，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選作為將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰于所述水溶液之前的前工序，包括使所述鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層帶傷的工序。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，由于通過使導(dǎo)電層帶傷，從而水溶液容易浸透到中間層，所以可以進(jìn)一步縮短從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層所需的時(shí)間。此外，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，優(yōu)選作為將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰于所述水溶液之前的前工序，包括在氧化環(huán)境中以350 750°C對(duì)所述鈦制燃料電池隔板材進(jìn)行熱處理的工序。像這樣，本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，在氧化環(huán)境中以350 750°C的溫度進(jìn)行熱處理，由此，使含有碳系導(dǎo)電性材料而構(gòu)成的導(dǎo)電層的至少一部分分解，由于水溶液容易浸透到中間層，所以可以進(jìn)一步縮短從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層所需的時(shí)間。(發(fā)明效果)本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，通過在含有硝酸以及過氧化氫中的至少任一者的水溶液中浸潰鈦制燃料電池隔板材，從而可以抑制基材即鈦材的損失，同時(shí)可以從鈦制燃料電池隔板材除去含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層。因此，根據(jù)本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，從使用后的鈦制燃料電池隔板材或在制造鈦制燃料電池隔板材的工序產(chǎn)生的邊角料，可以高成品率地回收鈦材，從而可以有助于鈦材的循環(huán)利用。


圖1是實(shí)施例中的被試驗(yàn)材的截面的進(jìn)行掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察的結(jié)果，(a)是水溶液浸潰前的結(jié)果，(b)是水溶液浸潰后的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法的實(shí)施方式。(作為本發(fā)明對(duì)象的鈦制燃料電池隔板材)
首先，說明作為本發(fā)明對(duì)象的鈦制燃料電池隔板材。鈦制燃料電池隔板材由如下部分構(gòu)成:由純鈦或者鈦合金形成的基材、覆蓋于該基材上的導(dǎo)電層、在基材和導(dǎo)電層之間形成的中間層。并且，鈦制燃料電池隔板材可以將導(dǎo)電層以及中間層形成于基材的一面，也可以形成于兩面。并且，鈦制燃料電池隔板材只要是由所述層構(gòu)成的，就不特別限定，可以是作為隔板而在燃料電池中被使用后的材料，也可以是在制造隔板的工序中作為邊角料而產(chǎn)生的材料。此外，鈦制燃料電池隔板材可以為任何形狀，例如可以為通過沖壓加工而形成流路，或者實(shí)施孔加工，或者在回收時(shí)變形。(基材)基材，由純鈦或者鈦合金形成，不限定于特定的組成的純鈦、鈦合金。并且，對(duì)于基材的厚度也不特別限定。(導(dǎo)電層)導(dǎo)電層含有碳系導(dǎo)電性材料而構(gòu)成，是在基材上形成(隔著后述的中間層而在基材上形成)的層。詳細(xì)地說，導(dǎo)電層是指碳黑粉末或各種石墨粉末的碳粉末、碳纖維分散在樹脂中而形成的層，或是含有極少的粘合劑成分而幾乎僅由石墨構(gòu)成的層，或者是由PVD法或CVD法等氣相成膜法形成的非晶質(zhì)碳的層。即，所謂導(dǎo)電層，表示以應(yīng)用碳的高導(dǎo)電性的目的而形成的層。此外，所謂碳系導(dǎo)電性材料，只要是含有碳的物質(zhì)就不特別限定，可以是人造的也可以是天然的，此外，可以是結(jié)晶質(zhì)的也可以是非晶質(zhì)的。進(jìn)而，關(guān)于導(dǎo)電層的厚度，并不特別限定?！粗虚g層〉中間層含有碳化鈦而構(gòu)成，是形成在基材和導(dǎo)電層之間的層。通常，由純鈦或鈦合金形成的基材在大氣環(huán)境下形成自然氧化膜，但是，由于該自然氧化膜為絕緣膜，所以即使在其上形成導(dǎo)電層，接觸電阻也變高。此外，在形成該自然氧化膜的狀態(tài)下由于基材和導(dǎo)電層的密合性低，所以并不優(yōu)選。因此，提高基材和導(dǎo)電層的密合性，進(jìn)而為了降低接觸電阻，優(yōu)選在基材上形成碳系導(dǎo)電材料的導(dǎo)電層后在非氧化環(huán)境下進(jìn)行熱處理，并且使導(dǎo)電層中的碳擴(kuò)散到鈦基材表面從而在界面上形成含有碳化鈦的層。此外，在利用PVD法或CVD法等氣相成膜法形成導(dǎo)電層的情況下，優(yōu)選通過在真空中暫時(shí)除去基材表面的自然氧化膜，形成碳化鈦層作為襯底膜，并且在其上形成非晶質(zhì)碳層的工序來進(jìn)行。本發(fā)明以為了提高基材和導(dǎo)電層的密合性并且降低接觸電阻而設(shè)置有中間層的鈦制燃料電池隔板材為對(duì)象。換言之，通過設(shè)置中間層，基材和導(dǎo)電層的密合性提高，由此，以認(rèn)為難以從基材除去導(dǎo)電層的鈦制燃料電池隔板材為對(duì)象。并且，中間層的厚度，不特別地限定?！秾?dǎo)電層除去方法》本發(fā)明的導(dǎo)電層除去方法通過令鈦制燃料電池隔板材浸潰在規(guī)定的水溶液中，從而可以將基材的損失抑制為最小限并且高成品率地從鈦制燃料電池隔板材回收基材。構(gòu)成導(dǎo)電層的碳為化學(xué)性穩(wěn)定的物質(zhì)，通過酸或堿很難溶解該碳，而且若使用強(qiáng)力的酸或堿，則鈦基材自身受損從而成品率變差。因此，本發(fā)明者們銳意研究，盡可能不令鈦基材溶解，通過溶解形成于導(dǎo)電層和基材的中間的碳化鈦層，從而進(jìn)行從基材剝離導(dǎo)電層的研究，從而形成本發(fā)明。S卩，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在由純鈦或者鈦合金形成的基材上形成含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層，將在該導(dǎo)電層和基材之間形成含有碳化鈦的中間層的鈦制燃料電池隔板材浸潰在后述的規(guī)定的水溶液中，從而使含有碳化鈦的中間層溶解，可以從基材剝離除去導(dǎo)電層。(用于導(dǎo)電層除去方法的水溶液)用于本發(fā)明的導(dǎo)電層除去的水溶液是含有硝酸或者過氧化氫的任意一方的水溶液，或者是混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液。進(jìn)而，在水溶液中含有硝酸的情況下，優(yōu)選進(jìn)一步含有氫氟酸，在水溶液中含有過氧化氫的情況下，優(yōu)選進(jìn)一步含有硫酸。(硝酸)在硝酸含于水溶液的情況下，水溶液中的硝酸的優(yōu)選濃度為0.5 50.0質(zhì)量％。在未滿0.5質(zhì)量％時(shí)，中間層(碳化鈦層)的溶解速度慢，為了剝離除去導(dǎo)電層需要長(zhǎng)時(shí)間，此外因部位不同會(huì)存在不產(chǎn)生剝離而導(dǎo)電層在基材上殘留不均的可能性。另一方面，即使超過50.0質(zhì)量％，剝離導(dǎo)電層的效果也飽和。并且，用于有效地剝離導(dǎo)電層的硝酸的更加優(yōu)選的濃度范圍為2.0 40.0質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選5.0 30.0質(zhì)量％。(過氧化氫)在過氧化氫含于水溶液的情況下，水溶液中的過氧化氫的優(yōu)選濃度為2.0 30.0質(zhì)量％。在未滿2.0質(zhì)量％時(shí)，中間層(碳化鈦層)的溶解速度慢，為了剝離除去導(dǎo)電層需要長(zhǎng)時(shí)間，此外因部位不同會(huì)存在不產(chǎn)生剝離而導(dǎo)電層在基材上殘留不均的可能性。另一方面，即使超過30.0質(zhì)量％，剝離導(dǎo)電層的效果也飽和。并且，用于有效地剝離導(dǎo)電層的過氧化氫的更加優(yōu)選的濃度范圍為5.0 28.0質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選10.0 25.0質(zhì)量％。(混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液)當(dāng)使用混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液時(shí)，中間層(碳化鈦層)的溶解更有效地進(jìn)行，縮短了導(dǎo)電層剝離除去所需的時(shí)間。并且，即使在混合使用硝酸以及過氧化氫的情況下，硝酸以及過氧化氫的優(yōu)選的濃度范圍也與上述分別單獨(dú)使用的情況相同。(氫氟酸)在硝酸含于水溶液的情況下，當(dāng)進(jìn)一步含有氫氟酸時(shí)，縮短導(dǎo)電層剝離除去所需的時(shí)間。但是，當(dāng)氫氟酸的量過多時(shí)，在導(dǎo)電層剝離后溶解鈦材。水溶液中的氫氟酸的優(yōu)選濃度為0.01 1.0質(zhì)量％。在未滿0.01質(zhì)量％時(shí)，幾乎得不到氫氟酸的添加效果，另一方面，當(dāng)超過1.0質(zhì)量％時(shí)溶解鈦材。并且，在要求導(dǎo)電層剝離除去時(shí)間的縮短化的情況下，優(yōu)選在水溶液中含有氫氟酸，但是，在要求鈦材的成品率的情況下，優(yōu)選不含有氫氟酸。(硫酸)
在過氧化氫含于水溶液的情況下，當(dāng)進(jìn)一步含有硫酸時(shí)，與僅含有過氧化氫的情況相比，中間層(碳化鈦層)的溶解更有效地進(jìn)行，縮短了導(dǎo)電層剝離除去所需的時(shí)間。水溶液中的硫酸的優(yōu)選濃度范圍為1.0 40.0質(zhì)量％。在未滿1.0質(zhì)量％時(shí)幾乎得不到硫酸的添加效果，另一方面，即使超過40.0質(zhì)量％添加效果也飽和。并且，為了得到所述添加效果的硫酸的更加優(yōu)選的濃度范圍為5.0 35.0質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選8.0 30.0質(zhì)量％。并且，在含有硝酸或者過氧化氫的任意一者的水溶液、混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液、混合含有過氧化氫和硫酸的水溶液中，即使浸潰未形成導(dǎo)電層的基材(鈦材)，也幾乎不產(chǎn)生溶解。中間層(碳化鈦層)的溶解速度因上述水溶液的溫度而變化，并且導(dǎo)電層剝離除去所需的時(shí)間變化。即使在室溫程度下雖然也進(jìn)行導(dǎo)電層的剝離，但是，溫度高則更有效率，優(yōu)選30°C以上，更加優(yōu)選40°C以上，但是，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整而實(shí)施。如上述那樣，水溶液的液溫越高，則浸潰在水溶液中的時(shí)間越被縮短。但是，由于即使導(dǎo)電層剝離而基材露出，也不產(chǎn)生基材的溶解，所以不特別規(guī)定處理時(shí)間的上限。需要說明的是，導(dǎo)電層的剝離可以由目測(cè)確認(rèn)。如上述那樣，作為本發(fā)明的對(duì)象的鈦制燃料電池隔板材呈各種形狀。但是，本發(fā)明的導(dǎo)電層除去方法，由于使用浸潰在水溶液中的方法，所以可以對(duì)應(yīng)于任意形狀，由此，可以說本發(fā)明在不被對(duì)象物的形狀所影響的方面是優(yōu)越的。并且，通過這樣的方法除去導(dǎo)電層并回收的鈦材，由于如上述那樣形成各種各樣的形狀，所以在直接再利用于隔板材或其他用途中的可能性低，作為廢料被再溶解，并且作為鈦原料被用于各種用途。對(duì)于作為本發(fā)明的對(duì)象的鈦制燃料電池隔板材，在相對(duì)于基材而言的導(dǎo)電層的覆蓋率低的情況下，在所述水溶液中浸潰鈦制燃料電池隔板材時(shí)，水溶液通過導(dǎo)電層，溶解中間層。由此，即使將鈦制燃料電池隔板材在大的板狀的情況下直接浸潰在水溶液中，也起到本發(fā)明的效果。另一方面，在相對(duì)于基材而言的導(dǎo)電層覆蓋率極高的情況下，即使在所述水溶液中浸潰鈦制燃料電池隔板材，由于水溶液很難通過導(dǎo)電層，所以存在在中間層的溶解時(shí)花費(fèi)時(shí)間的情況。在此情況下，在水溶液中浸潰鈦制燃料電池隔板材之前，通過細(xì)小地裁斷該隔板材，可以使中間層在裁斷部位(面)上露出。由此，通過將裁斷的鈦制燃料電池隔板材浸潰在水溶液中，能夠以在裁斷部位(面)上露出的中間層為起點(diǎn)，快速地溶解中間層整體。此外，為了促進(jìn)在中間層溶解的部分處的導(dǎo)電層的剝離，使用超聲波振動(dòng)產(chǎn)生裝置等來給予微振動(dòng)也有效。<水溶液浸潰前的前工序>本發(fā)明的導(dǎo)電層除去方法，作為將鈦制燃料電池隔板材浸潰在規(guī)定的水溶液中的前工序，除了裁斷所述的鈦制燃料電池隔板材的工序之外，通過進(jìn)行使導(dǎo)電層帶傷的工序、或者在氧化環(huán)境中以350 750°C熱處理的工序，從而水溶液容易浸透到中間層，從而可以縮短除去導(dǎo)電層所需的時(shí)間。(使導(dǎo)電層帶傷的工序)在導(dǎo)電層相對(duì)于基材的覆蓋率高的情況下，優(yōu)選在所述水溶液中浸潰鈦制燃料電池隔板材之前進(jìn)行使導(dǎo)電層帶傷的工序。作為使導(dǎo)電層帶傷的方法，例舉出通過前端銳利的夾具使導(dǎo)電層帶傷的方法、或使用噴丸加工、鋼絲刷、砂紙的方法等。此外，認(rèn)為通過劍齒狀的夾具在該隔板材上開小孔也有效。通過進(jìn)行這樣的前工序，由于水溶液容易浸透到中間層，所以可以有效地除去導(dǎo)電層。并且，所謂傷，是通過設(shè)置于導(dǎo)電層，在將鈦制燃料電池隔板材浸潰在水溶液中時(shí)，中間層與水溶液接觸的程度的深度的切口或孔等。(在氧化環(huán)境中熱處理的工序)此外，同樣在導(dǎo)電層相對(duì)于基材的覆蓋率高的情況下，優(yōu)選在所述水溶液中浸潰鈦制燃料電池隔板材之前，進(jìn)行在氧化環(huán)境中以350 750°C熱處理的工序。由于導(dǎo)電層含有碳系導(dǎo)電性材料，所以在氧化環(huán)境中進(jìn)行熱處理時(shí)，至少其一部分氧化分解(與氧反應(yīng)，成為二氧化碳)，導(dǎo)電層變脆弱。此外，在形成于導(dǎo)電層和基材界面的中間層(碳化鈦層)中導(dǎo)電層側(cè)被環(huán)境中的氧氧化，與導(dǎo)電層的密合性下降，導(dǎo)電層容易剝離。由于通過進(jìn)行這樣的前工序，導(dǎo)電層容易剝離，并且水溶液容易浸透到中間層，所以可以高效地除去導(dǎo)電層。在熱處理的溫度未滿350°C的情況下，由于導(dǎo)電層的氧化的進(jìn)行慢，所以本工序的有效性低，另一方面，當(dāng)熱處理的溫度超過750°C時(shí)基材自身被明顯氧化，為了除去該氧化皮膜需要時(shí)間。由此，熱處理的溫度為350 750°C，優(yōu)選400 700°C，更加優(yōu)選450 650。。。熱處理時(shí)間可以根據(jù)熱處理的溫度來適當(dāng)調(diào)整，在低溫側(cè)將時(shí)間調(diào)長(zhǎng)，相反，在高溫側(cè)將時(shí)間調(diào)短。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是，本發(fā)明不限定于所述實(shí)施方式，在不脫離權(quán)利要求范圍所述的本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)變更。

(實(shí)施例1)下面，關(guān)于本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，比較滿足本發(fā)明的要件的實(shí)施例(試驗(yàn)N0.1 14)和不滿足本發(fā)明的要件的比較例(試驗(yàn)N0.15 20)來具體說明。(被試驗(yàn)材)基材使用JIS I種的純欽材，在基材的兩面涂敷含有膨脹化石墨粉的料衆(zhòng)后，使用二級(jí)輥式?jīng)_壓機(jī)進(jìn)行壓接處理，然后在真空環(huán)境^.7X10_3Pa)下以700°C保持60分鐘后，在爐冷條件下進(jìn)行熱處理。利用上述處理來制造被試驗(yàn)材，所述被試驗(yàn)材在由純鈦形成的基材上(兩面)覆蓋碳系導(dǎo)電性材料來作為導(dǎo)電層，在該導(dǎo)電層和基材之間形成含有碳化鈦的中間層。并且，制造的被試驗(yàn)材，基材的厚度約0.2mm,中間層的厚度約1.5口111(一面)，導(dǎo)電層的厚度約3.0 μ m ( —面)。并且，將該被試驗(yàn)材切斷加工為20 X 30mm的尺寸，用于導(dǎo)電
層除去試驗(yàn)。(導(dǎo)電層除去試驗(yàn))使用硝酸、過氧化氫、氫氟酸、硫酸、鹽酸，制造如表I所示的各種水溶液，將30ml的各水溶液放入有蓋的PP制容器(50ml容量)，將液溫調(diào)整為室溫(約25°C )或者50°C進(jìn)行試驗(yàn)。并且，在液溫5(TC的情況下，使用恒溫槽(々才一夕一)將液溫調(diào)整為5(TC并用于導(dǎo)電層除去試驗(yàn)。在確認(rèn)水溶液的溫度達(dá)到目標(biāo)溫度后，將上述被試驗(yàn)材浸潰在水溶液中，測(cè)量直到導(dǎo)電層剝離的時(shí)間。(導(dǎo)電層除去的評(píng)價(jià))導(dǎo)電層的剝離(除去)通過目測(cè)判斷。在產(chǎn)生剝離的情況下，隨著時(shí)間的經(jīng)過，在導(dǎo)電層上產(chǎn)生“膨脹”，它擴(kuò)展到被試驗(yàn)材的表面整體，最后可以通過目測(cè)判斷導(dǎo)電層從基材脫落。測(cè)量并比較從被試驗(yàn)材浸潰開始直到確認(rèn)導(dǎo)電層的脫落的時(shí)間。在表I中總結(jié)了使用的水溶液的種類以及濃度、液溫度、導(dǎo)電層剝離的有無以及剝離所需的時(shí)間。關(guān)于導(dǎo)電層剝離的有無，設(shè)浸潰開始后到10小時(shí)產(chǎn)生剝離的(嚴(yán)密地說，全部的導(dǎo)電層從基材脫落)為〇，設(shè)未產(chǎn)生脫落的為X，僅對(duì)產(chǎn)生了剝離的記入[剝離所需的時(shí)間]。(表 I)
權(quán)利要求
1.一種鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其用于從鈦制燃料電池隔板材除去導(dǎo)電層，所述鈦制燃料電池隔板材在由純鈦或者鈦合金形成的基材上形成含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層，在所述基材和所述導(dǎo)電層之間形成含有碳化鈦的中間層， 其特征在于， 將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰在含有硝酸以及過氧化氫中的任意一者的水溶液中、或者浸潰在混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液中。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 所述水溶液為含有硝酸的水溶液。
3.如權(quán)利要求2所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 所述水溶液中的所述硝酸的濃度為0.5 50.0質(zhì)量％。
4.如權(quán)利要求1所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 所述水溶液為含有過氧化氫的水溶液。
5.如權(quán)利要求4所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 所述水溶液中的所述過氧化氫的濃度為2.0 30.0質(zhì)量％。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 所述水溶液含有硝酸，并且進(jìn)一步含有氫氟酸，所述水溶液中的該氫氟酸的濃度為0.01 1.0質(zhì)量％。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 所述水溶液含有過氧化氫，并且進(jìn)一步含有硫酸，所述水溶液中的該硫酸的濃度為1.0 40.0質(zhì)量％。
8.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 作為將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰于所述水溶液之前的前工序，包括裁斷所述鈦制燃料電池隔板材的工序。
9.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 作為將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰于所述水溶液之前的前工序，包括使所述鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層帶傷的工序。
10.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鈦制燃料電池隔板材的導(dǎo)電層除去方法，其特征在于， 作為將所述鈦制燃料電池隔板材浸潰于所述水溶液之前的前工序，包括在氧化環(huán)境中以350 750°C對(duì)所述鈦制燃料電池隔板材進(jìn)行熱處理的工序。
全文摘要
提供一種在抑制基材即鈦材的損失的同時(shí)從鈦制燃料電池隔板材除去含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層的方法。本發(fā)明的鈦制燃料電池隔板材在由純鈦或者鈦合金形成的基材上形成含有碳系導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電層，在所述基材和所述導(dǎo)電層之間形成含有碳化鈦的中間層，所述方法用于從鈦制燃料電池隔板材除去所述導(dǎo)電層，其特征在于，將所述鈦制燃料電池隔板材浸漬于含有硝酸以及過氧化氫中任意一者的水溶液中、或者浸漬于混合含有硝酸以及過氧化氫的水溶液中。
文檔編號(hào)H01M8/02GK103165922SQ20121054438
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者鈴木順, 佐藤俊樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所