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WO2022131204A1 - 燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板 - Google Patents

燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板 Download PDF

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WO2022131204A1
WO2022131204A1 PCT/JP2021/045803 JP2021045803W WO2022131204A1 WO 2022131204 A1 WO2022131204 A1 WO 2022131204A1 JP 2021045803 W JP2021045803 W JP 2021045803W WO 2022131204 A1 WO2022131204 A1 WO 2022131204A1
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WO
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stainless steel
less
steel sheet
fuel cell
treatment
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2021/045803
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English (en)
French (fr)
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孝宜 矢野
映斗 水谷
和彦 池田
智子 藤井
裕嗣 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP2022511392A priority patent/JP7226648B2/ja
Priority to US18/255,740 priority patent/US20240006621A1/en
Priority to KR1020237023845A priority patent/KR102880076B1/ko
Priority to EP21906566.1A priority patent/EP4265761A4/en
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    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a stainless steel plate for a fuel cell separator.
  • the basic structure of a fuel cell is a sandwich-like structure, with an electrolyte membrane (ion exchange membrane), two electrodes (fuel electrode and air electrode), an O 2 (air) and H 2 diffusion layer, and two separators ( Bipolar plate). Then, depending on the type of electrolyte membrane used, phosphoric acid fuel cell, molten carbonate fuel cell, solid oxide fuel cell, alkaline fuel cell and polymer electrolyte fuel cell (PEFC; proton-exchange) It is classified into membrane fuel cell or polymer electrolyte fuel cell), and development is underway for each.
  • electrolyte membrane ion exchange membrane
  • two electrodes fuel electrode and air electrode
  • O 2 (air) and H 2 diffusion layer and two separators ( Bipolar plate).
  • solid polymer fuel cells are expected to be used as power sources for mounting electric vehicles, stationary generators for home or business use, and small portable generators.
  • the polymer electrolyte fuel cell extracts electricity from hydrogen and oxygen through a polymer membrane. Further, in the polymer electrolyte fuel cell, the membrane-electrode assembly is sandwiched by a gas diffusion layer (for example, carbon paper or the like) and a separator, and this is used as a single component (so-called single cell). Then, an electromotive force is generated between the fuel electrode side separator and the air electrode side separator.
  • MEA Membrane-Electrode Assembly
  • a polymer membrane and an electrode material such as carbon black carrying a platinum-based catalyst on the front and back surfaces of the membrane are integrated. It is a thing.
  • the thickness of the above membrane-electrode assembly is several tens of ⁇ m to several hundreds of ⁇ m.
  • the gas diffusion layer is often integrated with the membrane-electrode assembly.
  • the separator In addition to serving as a partition that separates single cells (b) Conductor carrying the generated electrons, (c) Air flow path through which oxygen (air) flows, hydrogen flow path through which hydrogen flows, (d) Discharge channel for discharging generated water and gas (combined with air channel and hydrogen channel) Therefore, excellent durability and electrical conductivity are required.
  • Patent Document 1 discloses a technique of using a metal such as stainless steel or a titanium alloy that easily forms a passivation film as a separator.
  • the technique disclosed in Patent Document 1 causes an increase in contact resistance with the formation of a passivation film. As a result, power generation efficiency is reduced.
  • the metal material disclosed in Patent Document 1 has a problem that the contact resistance is larger than that of the graphite material.
  • Patent Document 3 "A method for producing stainless steel for fuel cell separators, which comprises subjecting stainless steel containing 16 mass% or more of Cr to electrolytic treatment and then dipping it in a solution containing fluorine.” Is disclosed.
  • Patent Document 4 "By mass%, C: 0.03% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less, S: 0.01% or less, P: 0.05% or less, Al: 0.20% or less, N: 0.03% or less, Cr: 16 Stainless steel containing ⁇ 40%, Ni: 20% or less, Cu: 0.6% or less, Mo: 2.5% or less, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
  • F is detected and the stainless steel for a fuel cell separator is characterized by satisfying a non-metal form (Cr + Fe) / metal form (Cr + Fe) ⁇ 3.0. .. " Is disclosed.
  • Patent Document 5 stainless steel containing 16-40% by mass of Cr, A stainless steel for a fuel cell separator having a low surface contact resistance, characterized in that a region having a fine uneven structure exists as an area ratio of 50% or more on the surface of the stainless steel. " Is disclosed.
  • Patent Document 6 Prepare the stainless steel plate that will be the material, Then, the oxide film on the surface of the stainless steel sheet was removed, Next, a method for manufacturing a stainless steel sheet for a fuel cell separator, in which the stainless steel sheet is subjected to electrolytic etching treatment in the active region of the stainless steel sheet. " Was disclosed.
  • Patent Document 6 By the technique of Patent Document 6 described above, a stainless steel plate for a fuel cell separator, which can obtain low contact resistance, is more advantageous and stable in terms of safety without using a treatment liquid containing hydrofluoric acid. Then, it became possible to manufacture.
  • Patent Document 6 since the above-mentioned technique of Patent Document 6 performs electrolytic etching processing, a huge electrolytic device is required for mass production, and equipment cost is high. Further, when the stainless steel sheet is pressed and then electrolytically etched, it is necessary to attach an electrode to the pressed product, which is troublesome.
  • the present invention has been developed to solve the above problems, and is used for a fuel cell separator having a low contact resistance, which can be manufactured extremely advantageous not only in terms of safety but also in terms of mass productivity. It is an object of the present invention to provide a stainless steel plate of.
  • the inventors conducted diligent studies to solve the above problems, and obtained the following findings.
  • the parameter Sa specified in ISO 25178 is set to 0.15 ⁇ m or more and 0.50 ⁇ m or less, preferably 0.20 ⁇ m or more and 0.48 ⁇ m or less, and , It was found that a sufficient effect of reducing contact resistance can be obtained by setting the parameter Sk specified in ISO 25178 to more than 0.
  • the parameter Sa defined in ISO 25178 is a kind of surface roughness parameter and represents the arithmetic mean height.
  • the arithmetic mean height is the average of the absolute values of the differences in height of each point with respect to the average surface of the surface, and is a parameter generally used when evaluating the surface roughness.
  • the parameter Sk (skewness) defined in ISO 25178 is a kind of surface roughness parameter and represents the symmetry of the height distribution. As shown in FIG. 2, when Sk (skewness) is a positive value (more than 0), the tip (upper end) of the convex portion (mountain portion) becomes sharp and the tip (lower end portion) of the concave portion (valley) becomes sharp. Indicates that the width becomes wide (approaches flatness). On the other hand, when Sk is a negative value (less than 0), the tip (upper end) of the convex portion (mountain portion) becomes wide (approaches flat), and the tip (lower end portion) of the concave portion (valley) becomes sharp. Is shown.
  • the inventors consider the mechanism for obtaining the above-mentioned effect of reducing contact resistance as follows. That is, the separator of the fuel cell comes into contact with the gas diffusion layer made of carbon paper, carbon cloth, or the like with a predetermined load applied.
  • the stainless steel sheet obtained by performing the conventional electrolytic etching treatment or the etching treatment with hydrofluoric acid a large number of fine irregularities are formed on the surface of the steel sheet. Due to this fine unevenness, the contact area between the separator (stainless steel plate) and the gas diffusion layer becomes large. As a result, the contact resistance is reduced.
  • sharp irregularities are formed at the tips of the convex portions.
  • the tip of the convex portion formed on the surface of the stainless steel plate of the present application pierces the carbon fiber of the gas diffusion layer. Then, the portion (the portion where the tip of the convex portion pierces the carbon fiber of the gas diffusion layer) serves as an energization path, and the contact resistance is reduced. That is, the invention states that the mechanism by which the contact resistance reduction effect is obtained in the stainless steel sheet of the present application is different from the mechanism in which the contact resistance reduction effect is obtained in the stainless steel sheet obtained by the conventional electrolytic etching treatment or etching treatment with hydrofluoric acid. Those are thinking.
  • [metal form (Cr + Fe)] and [non-metal form (Cr + Fe)] are the atomic concentrations of Cr and Fe existing as metal forms, which are measured when the surface of the steel plate is analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy. And the sum of the atomic concentrations of Cr and Fe that exist as non-metal forms.
  • the inventors consider the above reason as follows. That is, as described above, on the surface of the stainless steel sheet of the present application, sharp irregularities are formed at the tips of the convex portions. Therefore, when the separator (stainless steel plate) and the gas diffusion layer come into contact with each other, the tip of the convex portion formed on the surface of the stainless steel plate of the present application pierces the carbon fiber of the gas diffusion layer. Then, the portion (the portion where the tip of the convex portion pierces the carbon fiber of the gas diffusion layer) serves as an energization path, and the contact resistance is reduced.
  • the smut a mixture containing C, N, S, O, Fe, Cr, Ni, and Cu as the main constituent elements
  • the second dipping treatment the above (B) or (C) is performed, that is, by using an aqueous solution containing nitric acid in the treatment liquid, the smut adhering to the surface of the steel sheet is particularly effectively removed. Is possible.
  • the amount of smut on the surface of the steel sheet has a correlation with [non-metal form (Cr + Fe)] / [metal form (Cr + Fe)], and the lower the [non-metal form (Cr + Fe)] / [metal form (Cr + Fe)], the more. It can be said that the smut has been sufficiently removed. Therefore, by controlling [other than metal form (Cr + Fe)] / [metal form (Cr + Fe)] to 8.0 or less, the contact resistance is further reduced.
  • the average crystal grain size of the stainless steel sheet is preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the gist structure of the present invention is as follows. 1.
  • a stainless steel plate for a fuel cell separator wherein the parameter Sa specified in ISO 25178 is 0.15 ⁇ m or more and 0.50 ⁇ m or less, and the parameter Sk specified in ISO 25178 is more than 0.
  • composition of the components is further increased by mass%.
  • Cu 2.50% or less
  • Mo 4.00% or less
  • one or more elements selected from Ti, Nb and Zr 1 or 2 or more selected from 1.00% or less in total, according to 4 above.
  • the stainless steel plate for a fuel cell separator according to any one of 1 to 5, wherein the average crystal grain size is 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • Stainless Steel Sheet for Fuel Cell Separator The stainless steel sheet for the fuel cell separator according to the embodiment of the present invention will be described below. As described above, in the stainless steel plate for the separator of the fuel cell according to the embodiment of the present invention, it is important to form a concavo-convex structure having concave portions and convex portions on the surface and control the concavo-convex shape.
  • Parameter Sa specified in ISO 25178: 0.15 ⁇ m or more and 0.50 ⁇ m or less Sa is a kind of surface roughness parameter specified in ISO 25178 and represents the arithmetic mean height.
  • the arithmetic mean height is the average of the absolute values of the differences in height of each point with respect to the average surface of the surface, and is a parameter generally used when evaluating the surface roughness.
  • the portion (the portion where the tip of the convex portion pierces the carbon fiber of the gas diffusion layer) serves as an energization path, and the contact resistance is reduced.
  • Sa is set to 0.15 ⁇ m or more.
  • Sa is preferably 0.20 ⁇ m or more.
  • Sa exceeds 0.50 ⁇ m, the thickness of the stainless steel sheet becomes non-uniform due to the etching process. That is, the etching progresses locally and becomes thin, and it becomes easy to break. Therefore, Sa is set to 0.50 ⁇ m or less. Sa is preferably 0.48 ⁇ m or less, more preferably 0.45 ⁇ m or less, still more preferably 0.40 ⁇ m or less.
  • Parameter Sk (skewness) specified in ISO 25178 Over 0
  • the parameter Sk (skewness) specified in ISO 25178 is a kind of surface roughness parameter and represents the symmetry of the height distribution. As shown in FIG. 2, when Sk (skewness) is a positive value (more than 0), the tip (upper end) of the convex portion (mountain portion) becomes sharp and the tip (lower end portion) of the concave portion (valley) becomes sharp. Indicates that the width becomes wide (approaches flatness).
  • the tip (upper end) of the convex portion (mountain portion) becomes wide (approaches flat), and the tip (lower end portion) of the concave portion (valley) becomes sharp. Is shown.
  • the convex portion formed on the surface of the stainless steel plate when the separator (stainless steel plate) and the gas diffusion layer come into contact with each other.
  • the tip pierces the carbon fiber of the gas diffusion layer.
  • the portion serves as an energization path, and the contact resistance is reduced.
  • Sk is set to more than 0. Sk is preferably 0.10 or more.
  • the upper limit of Sk is not particularly limited, but if it is increased excessively, the number of convex portions may decrease and the contact resistance may increase, so the Sk is preferably 1.0 or less.
  • Sa and Sk may be measured in accordance with ISO 25178.
  • a laser microscope may be used.
  • Sa is set to 0.15 ⁇ m or more and 0.50 ⁇ m or less on at least one surface (the surface on the side in contact with the gas diffusion layer).
  • Sk may be more than 0.
  • Sa is usually 0.15 ⁇ m or more and 0.50 ⁇ m or less and Sk is more than 0 on both sides thereof.
  • [Non-metal form (Cr + Fe)] / [Metal form (Cr + Fe)] is controlled to 8.0 or less. Thereby, the effect of reducing the contact resistance in the environment where the fuel cell separator is used can be further enhanced. Therefore, [other than metal form (Cr + Fe)] / [metal form (Cr + Fe)] is preferably 8.0 or less.
  • [Non-metal form (Cr + Fe)] / [Metal form (Cr + Fe)] is more preferably 7.0 or less, still more preferably 6.0 or less, and even more preferably 5.0 or less.
  • the lower limit of [other than metal form (Cr + Fe)] / [metal form (Cr + Fe)] is not particularly limited, but if an attempt is made to reduce it excessively, the processing time becomes long, so [other than metal form (Cr + Fe)] / [ The metal form (Cr + Fe)] is preferably 2.0 or more.
  • the morphology other than the metal means the morphology of oxides and hydroxides.
  • [other than the metal form (Cr + Fe)] / [metal form (Cr + Fe)] is obtained as follows. That is, the surface of the steel sheet is measured by X-ray photoelectron spectroscopy (hereinafter, also referred to as XPS), and the obtained Cr peak is separated into a Cr peak existing as a metal form and a Cr peak existing as a non-metal form. do. Similarly, the obtained Fe peak is separated into a Fe peak existing as a metal form and a Fe peak existing as a non-metal form.
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the peaks of Cr and Fe obtained by the measurement are separated into a peak existing as a metal form and a peak existing as a non-metal form with respect to Cr and Fe, respectively.
  • the total atomic concentration of Cr existing as a non-metal form and Fe existing as a non-metal form calculated from it is the total atomic concentration of Cr existing as a metal form and Fe existing as a metal form.
  • the average crystal grain size is 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the as-rolled stainless steel sheet that has not been annealed has a uniform processed structure that has not been recrystallized.
  • melting proceeds uniformly in the stainless steel sheet.
  • a stainless steel sheet obtained by baking a rolled stainless steel sheet hereinafter, also referred to as an annealed stainless steel sheet
  • the boundary of each recrystallized crystal grain (hereinafter, also referred to as a grain boundary) is the starting point of melting. Therefore, when such an annealed stainless steel sheet is subjected to the first dipping treatment described later, melting proceeds non-uniformly in the stainless steel sheet.
  • unevenness on the surface of the stainless steel sheet is likely to occur from a stage where the amount of melting is smaller than in the case where the melting progresses uniformly.
  • the size of the crystal grains of the stainless steel sheet is appropriately controlled, specifically, the average crystal grain size is controlled in the range of 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less. It was found that the desired surface texture (Sa and Sk) of the stainless steel sheet can be obtained with a smaller amount of dissolution. If the amount of dissolution can be reduced, the treatment time (immersion time) in the first dipping treatment can be shortened, the treatment temperature can be lowered, the amount of the treatment liquid used can be reduced, the treatment cost of the used treatment liquid can be reduced, and the product yield can be reduced. Many advantages such as improvement can be obtained.
  • the average crystal grain size of the stainless steel foil is preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the average crystal grain size of the stainless steel sheet is determined by EBSD (Electron Backscatter Diffraction) analysis. That is, the surface of the stainless steel sheet is polished by embedding the stainless steel sheet in the resin so that the cross section parallel to the rolling direction of the stainless steel sheet is exposed. Then, EBSD analysis is performed, and the average crystal grain size is calculated based on the Area Fraction method. It is desirable to secure a visual field area of 0.025 mm 2 or more when performing EBSD analysis. For example, in the case of a stainless steel plate having a plate thickness of 0.10 mm, it is desirable that the width of the field of view is 0.25 mm or more. For other conditions, the usual method may be followed. Further, the particle size of each crystal grain is obtained by calculating the equivalent circle diameter from the area of each crystal grain obtained by the Area Fraction method.
  • EBSD Electro Backscatter Diffraction
  • the stainless steel plate for the separator of the fuel cell according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but in terms of mass%, C: 0.100% or less, Si: 2.00% or less, Mn:. 3.00% or less, P: 0.050% or less, S: 0.010% or less, Cr: 15.0 to 25.0%, Ni: 0.01 to 30.0%, Al: 0.500%
  • N containing 0.100% or less
  • % display regarding a component composition means mass% unless otherwise specified.
  • C 0.100% or less C reacts with Cr in the steel and precipitates as Cr carbide at the grain boundaries. Therefore, C causes a decrease in corrosion resistance. Therefore, from the viewpoint of corrosion resistance, the smaller the amount of C, the more preferable, and the C content is preferably 0.100% or less.
  • the C content is more preferably 0.060% or less.
  • the lower limit of the C content is not particularly limited, but is preferably 0.001%.
  • Si 2.00% or less Si is an effective element for deoxidation and is added at the steel melting stage. The effect is preferably obtained with a content of 0.01% or more of Si. However, if Si is contained in an excessive amount, it becomes hard and the ductility tends to decrease. Therefore, the Si content is preferably 2.00% or less. The Si content is more preferably 1.00% or less.
  • Mn 3.00% or less
  • Mn is an effective element for deoxidation and is added at the steel melting stage. The effect is preferably obtained with a content of 0.01% or more of Mn. However, when the Mn content exceeds 3.00%, the corrosion resistance tends to decrease. Therefore, the Mn content is preferably 3.00% or less. The Mn content is more preferably 1.50% or less, still more preferably 1.00% or less.
  • P 0.050% or less Since P causes a decrease in ductility, it is desirable that the content is small. However, if the P content is 0.050% or less, the ductility does not significantly decrease. Therefore, the P content is preferably 0.050% or less. The P content is more preferably 0.040% or less. The lower limit of the P content is not particularly limited, but excessive de-P causes an increase in cost. Therefore, the P content is preferably 0.010% or more.
  • S 0.010% or less S is an element that reduces corrosion resistance by binding to Mn to form MnS. However, if the S content is 0.010% or less, the corrosion resistance does not significantly decrease. Therefore, the S content is preferably 0.010% or less.
  • the lower limit of the S content is not particularly limited, but excessive de-S causes an increase in cost. Therefore, the S content is preferably 0.001% or more.
  • the Cr content is preferably 15.0% or more. That is, if the Cr content is less than 15.0%, it becomes difficult to withstand long-term use as a fuel cell separator from the viewpoint of corrosion resistance.
  • the Cr content is more preferably 18.0% or more. On the other hand, if the Cr content exceeds 25.0%, a sufficient etching amount may not be obtained. Therefore, the Cr content is preferably 25.0% or less.
  • the Cr content is more preferably 23.0% or less, still more preferably 21.0% or less.
  • Ni 0.01-30.0%
  • Ni is an effective element for improving the corrosion resistance of stainless steel. Further, Ni is usually contained in a certain amount in austenitic stainless steel or ferrite-austenite two-phase stainless steel. However, when the Ni content exceeds 30.0%, the hot workability deteriorates. Therefore, the Ni content is preferably 30.0% or less. The Ni content is more preferably 20.0% or less. The Ni content is preferably 0.01% or more.
  • the preferable lower limit of the Ni content in austenitic stainless steels and ferrite-austenitic two-phase stainless steels is 2.00%.
  • the Ni content is preferably 2.00% or less, more preferably 1.00% or less.
  • the preferable lower limit of the Ni content in ferritic stainless steel is 0.01%.
  • Al 0.500% or less
  • Al is an element used for deoxidation. The effect is preferably obtained by containing 0.001% or more of Al. However, if the Al content exceeds 0.500%, the ductility may decrease. Therefore, the Al content is preferably 0.500% or less. The Al content is more preferably 0.010% or less, still more preferably 0.005% or less.
  • the N content is preferably 0.100% or less.
  • the N content is more preferably 0.050% or less, still more preferably 0.030% or less.
  • the lower limit of the N content is not particularly limited, but excessive N removal causes an increase in cost. Therefore, the N content is preferably 0.002% or more.
  • Cu 2.50% or less
  • Cu is an element effective for promoting the formation of an austenite phase and improving the corrosion resistance of stainless steel.
  • the effect is preferably obtained with a content of 0.01% or more of Cu.
  • the Cu content is 2.50% or less.
  • the Cu content is preferably 1.00% or less.
  • Mo 4.00% or less
  • Mo is an element effective in suppressing local corrosion such as crevice corrosion of stainless steel.
  • the effect is preferably obtained with a content of 0.01% or more of Mo.
  • the Mo content exceeds 4.00%, the stainless steel becomes embrittled. Therefore, when Mo is contained, the Mo content is set to 4.00% or less.
  • the Mo content is preferably 2.50% or less.
  • One or more elements selected from Ti, Nb and Zr 1.00% or less in total Ti, Nb and Zr contribute to the improvement of intergranular corrosion resistance, so these elements may be used alone or in combination. Can be contained. The effect is preferably obtained with a content of 0.01% or more, respectively. However, if the total content of these elements exceeds 1.00%, ductility tends to decrease. Therefore, when Ti, Nb and Zr are contained, the total content of these is 1.00% or less.
  • the lower limit of the total content of Ti, Nb and Zr is not particularly limited, but the total content of Ti, Nb and Zr is preferably 0.01% or more.
  • components other than the above are Fe and unavoidable impurities.
  • the stainless steel plate for the separator of the fuel cell according to the embodiment of the present invention may be any of a ferrite-based stainless steel plate, an austenitic stainless steel plate, and a ferrite-austenitic two-phase stainless steel plate, but the workability. From this point of view, austenitic stainless steel sheets are preferable.
  • the structure of the ferritic stainless steel sheet may be a single-phase structure of a ferrite phase, or may contain a precipitate having a volume ratio of 1% or less as a balance other than the ferrite phase.
  • the structure of the austenitic stainless steel sheet may be a single-phase structure of the austenitic phase, or may contain a precipitate having a volume ratio of 1% or less as a residue other than the austenitic phase.
  • the structure of a ferrite-austenite two-phase stainless steel plate (hereinafter, also referred to as a two-phase stainless steel plate) may be composed of a ferrite phase and an austenite phase, and has a volume ratio of 1% as a balance other than the ferrite phase and the austenite phase. It may contain the following precipitates. Examples of the above-mentioned precipitate include one or two or more selected from the group consisting of intermetallic compounds, carbides, nitrides, and sulfides. The identification of each phase may be performed according to a conventional method.
  • the thickness of the stainless steel plate for the separator of the fuel cell according to the embodiment of the present invention is preferably in the range of 0.03 to 0.30 mm. .. If the plate thickness is less than 0.03 mm, the production efficiency of the metal plate material is lowered. On the other hand, if it exceeds 0.30 mm, the mounting space and weight at the time of stacking increase.
  • the thickness of the stainless steel plate for the separator of the fuel cell according to the embodiment of the present invention is more preferably 0.05 mm or more. Further, the thickness of the stainless steel plate for the separator of the fuel cell according to the embodiment of the present invention is more preferably 0.15 mm or less.
  • the preparation process is a process of preparing a stainless steel sheet as a material (hereinafter, also referred to as a material stainless steel sheet).
  • the method for preparing the material stainless steel sheet is not particularly limited, and for example, the material stainless steel sheet having the above-mentioned composition may be prepared as follows. That is, a steel slab having the above-mentioned composition is hot-rolled into a hot-rolled plate, and the hot-rolled plate is annealed and pickled as necessary, and then the hot-rolled plate is cold-rolled.
  • a material stainless steel plate having the above-mentioned composition can be prepared by rolling to obtain a cold-rolled plate having a desired plate thickness and, if necessary, subjecting the cold-rolled plate to cold-rolling.
  • the conditions such as hot rolling, cold rolling, hot-rolled plate annealing, and cold-rolled plate annealing are not particularly limited, and the conventional method may be followed. Further, after annealing with a cold rolled plate, pickling may be performed and a skin pass may be applied. Further, the cold-rolled sheet annealing can be changed to bright annealing.
  • the conditions for finish annealing which is the final annealing of cold-rolled sheet, in particular, the finish annealing temperature and the finish annealing time should be appropriately controlled.
  • the finish annealing temperature is in the range of 1050 to 1250 ° C
  • the finish annealing time is in the range of 20 to 90 seconds
  • the finish annealing temperature is in the range of 750 to 1050 ° C.
  • the amount of melted stainless steel sheet in the etching treatment varies depending on the type and temperature of the treatment liquid used in the etching treatment and the treatment time. Therefore, these conditions are appropriately controlled in order to obtain the desired surface texture. (For example, since the surface of a steel sheet has a portion that is easily melted and a portion that is difficult to melt, unevenness is formed on the surface of the steel sheet by the etching process.
  • Hydrogen peroxide 0.1-5.0% by mass If the concentration of hydrogen peroxide is less than 0.1% by mass, the ability to remove the product containing copper deposited on the surface of the steel sheet is reduced, so that continuous etching treatment cannot be performed. On the other hand, when the concentration of hydrogen peroxide exceeds 5.0% by mass, the effect is saturated. Therefore, the concentration of hydrogen peroxide is preferably 0.1 to 5.0% by mass.
  • the concentration of copper ions is preferably 1.0 to 10.0% by mass.
  • the concentration of copper ions is preferably 2.0% by mass or more, more preferably 5.0% by mass or more.
  • Halide ion 5.0-20.0% by mass If the concentration of the halide ion is less than 5.0% by mass, the passive film existing on the surface of the stainless steel sheet cannot be sufficiently destroyed, and the etching cannot proceed sufficiently. On the other hand, if the concentration of the halide ion exceeds 20.0% by mass, local pitting corrosion may be accelerated and holes may be formed in the steel sheet. Therefore, the concentration of the halide ion is preferably 5.0 to 20.0% by mass. The concentration of the halide ion is preferably 10.0% by mass or more. The concentration of the halide ion is preferably 15.0% by mass or less.
  • the type of the halide ion source is not particularly limited, but for example, a halide of hydrogen halide or an alkali metal is preferable, and hydrochloric acid or sodium chloride is more preferable.
  • the pH of the treatment liquid is set to 1.0 or less.
  • the pH of the treatment liquid is preferably low, more preferably 0.1 or less.
  • the above aqueous solution can be prepared by stirring a hydrogen peroxide aqueous solution, a copper compound capable of supplying copper ions, a halide component capable of supplying halide ions, and water until uniform.
  • Treatment temperature (temperature of treatment liquid): 30 to 50 ° C
  • the processing temperature drops below 30 ° C.
  • the etching power is reduced and the processing time is increased.
  • the treatment temperature exceeds 50 ° C., the stability of the treatment liquid is lowered. Therefore, the treatment temperature is set to 30 ° C to 50 ° C.
  • Treatment time 40 to 120 seconds If the treatment time is less than 40 seconds, a sufficient etching amount cannot be obtained. On the other hand, if the processing time exceeds 120 seconds, it becomes impossible to form the shape of a predetermined uneven structure on the surface of the steel sheet. In addition, productivity is reduced. Therefore, the processing time is set to 40 to 120 seconds. Since the etching amount varies depending on the grade of stainless steel, it is more preferable to adjust the processing time within the range of 40 to 120 seconds depending on the grade of steel.
  • Conditions other than the above are not particularly limited, and the conventional method may be followed.
  • the treatment of immersing the material stainless steel sheet in the aqueous solution to be the treatment liquid has been mentioned.
  • the above-mentioned aqueous solution to be the treatment liquid is used. It can also take the form of dripping or spraying.
  • the processing time is the contact time between the raw material stainless steel sheet and the aqueous solution.
  • the first dipping treatment (a mixture containing C, N, S, O, Fe, Cr, Ni, and Cu as the main constituent elements and having high electric resistance) is generated on the surface of the stainless steel plate, and these are formed. If it remains, even if a desired uneven structure is obtained, it may cause an increase in contact resistance.
  • the smut is removed and the contact resistance is reduced. can get.
  • the acidic aqueous solution containing hydrogen peroxide includes a mixed aqueous solution of hydrogen peroxide and sulfuric acid.
  • the solution containing nitric acid includes an aqueous solution of nitric acid.
  • the concentration of hydrogen peroxide is preferably 0.5 to 10.0% by mass
  • the concentration of sulfuric acid is preferably 1.0 to 10.0% by mass
  • the concentration of nitric acid is preferably 1.0 to 40.0% by mass.
  • the components other than hydrogen peroxide and sulfuric acid in the mixed aqueous solution of hydrogen peroxide and sulfuric acid, and the components other than nitric acid in the aqueous nitric acid solution are basically water.
  • the treatment temperature (temperature of the treatment liquid) in the second immersion treatment is preferably 30 to 60 ° C. in any of the above (A) to (C).
  • the processing time is preferably 5 to 120 seconds in any of the above (A) to (C).
  • the processing time is more preferably 30 seconds or more.
  • the processing time is more preferably 90 seconds or less.
  • the smut formed during the first dipping treatment is more effectively dissolved (). (Removal) can be performed to further enhance the effect of reducing contact resistance.
  • the treatment of immersing the material stainless steel sheet in the aqueous solution to be the treatment liquid has been mentioned, but if the material stainless steel sheet and the aqueous solution come into contact with each other, for example, the above-mentioned aqueous solution to be the treatment liquid is used. It can also take the form of dripping or spraying. In these cases, the processing time is the contact time between the raw material stainless steel sheet and the aqueous solution.
  • a second dipping treatment may be performed after processing the steel strip into a separator shape.
  • a surface treatment film may be further formed on the surface of the steel sheet.
  • the surface treatment film to be formed is not particularly limited, but it is preferable to use a material having excellent corrosion resistance and conductivity in the environment in which the separator for a fuel cell is used, for example, a metal layer, an alloy layer, or a metal oxide. It is preferably a layer, a metal carbide layer, a metal nitride layer, a carbon material layer, a conductive polymer layer, an organic resin layer containing a conductive substance, or a mixture layer thereof.
  • examples of the metal layer include metal layers such as Au, Ag, Cu, Pt, Pd, W, Sn, Ti, Al, Zr, Nb, Ta, Ru, Ir and Ni, and among them, Au and Pt metals. Layers are preferred.
  • the alloy layers include Ni-Sn (Ni 3 Sn 2 , Ni 3 Sn 4 ), Cu-Sn (Cu 3 Sn, Cu 6 Sn 5 ), Fe-Sn (FeSn, FeSn 2 ), Sn-Ag, etc. Examples thereof include Sn alloy layers such as Sn-Co and alloy layers such as Ni-W, Ni-Cr and Ti-Ta, and among them, Ni-Sn and Fe-Sn alloy layers are preferable.
  • the metal oxide layers include SnO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , WO 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , Nb 2 O 5 , IrO 2 , RuO 2 , PdO 2 , Ta 2 O 5 , and Mo 2 O.
  • metal oxide layers such as 5 and Cr 2 O 3 , and among them, metal oxide layers of TiO 2 and Sn O 2 are preferable.
  • the metal nitride layer and the metal carbide layer include metal nitride layers and metals such as TiN, CrN, TiCN, TiAlN, AlCrN, TiC, WC, SiC, B 4 C, molybdenum nitride, CrC, TaC and ZrN.
  • a carbide layer can be mentioned, and a TiN metal nitride layer is particularly suitable.
  • the carbon material layer include carbon material layers such as graphite, amorphous carbon, diamond-like carbon, carbon black, fullerene and carbon nanotubes, and among them, graphite and diamond-like carbon carbon material layers are preferable.
  • the conductive polymer layer examples include conductive polymer layers such as polyaniline and polypyrrole.
  • the organic resin layer containing the conductive substance includes the metal constituting the above-mentioned metal layer, alloy layer, metal oxide layer, metal nitride layer, metal carbide layer, carbon material layer and conductive polymer layer. It contains at least one conductive substance selected from alloys, metal oxides, metal nitrides, metal carbides, carbon materials and conductive polymers, and contains epoxy resin, phenol resin, polyamideimide resin, polyester resin, polyphenylene sulfide resin.
  • a conductive substance for example, a phenol resin in which graphite is dispersed or an epoxy resin in which carbon black is dispersed are suitable.
  • a metal and a carbon material are suitable.
  • the content of the conductive substance is not particularly limited, and it is sufficient that a predetermined conductivity in the separator for the polymer electrolyte fuel cell can be obtained.
  • examples of the above-mentioned mixture layer include a mixture layer such as a Ni-Sn alloy in which TiN is dispersed. Further, the above treatment may be performed after the stainless steel sheet is processed into a separator shape.
  • Example 1 Steel No. 1 shown in Table 1 A material stainless steel sheet having a component composition of A to G (the balance is Fe and unavoidable impurities) and a plate thickness of 0.10 mm (performed brightly annealed after cold rolling) was prepared. Then, the prepared stainless steel sheet was subjected to a first dipping treatment (etching treatment) and a second dipping treatment (smut removal treatment) under the conditions shown in Tables 2 and 3 to obtain a stainless steel plate for a fuel cell separator. rice field. In the above treatment, after the second dipping treatment, the stainless steel sheet was immersed in pure water to stop the reaction.
  • etching treatment etching treatment
  • second dipping treatment smut removal treatment
  • sample No. for 13 to 21 [other than metal form (Cr + Fe)] / [metal form (Cr + Fe)] were calculated by the above-mentioned method.
  • the results are also shown in Table 3.
  • the composition of the finally obtained stainless steel sheet for the separator of the fuel cell is the composition of each steel No. 1 shown in Table 1. It was substantially the same as the component composition of the above, and all of them satisfied the range of the above-mentioned suitable component composition.
  • the contact resistance was evaluated as follows.
  • Resistance value (m ⁇ ⁇ cm 2 )] ⁇ [Measured value of electrical resistance (m ⁇ )] ⁇ [Area of contact surface (cm 2 )] ⁇ 2 ⁇ -3), and the contact resistance was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are also shown in Tables 2 and 3. ⁇ (Pass (especially excellent)): 5m ⁇ ⁇ cm 2 or less ⁇ (Pass): 5m ⁇ ⁇ cm 2 or more 10m ⁇ ⁇ cm 2 or less ⁇ (Fail): 10m ⁇ ⁇ cm 2 or less
  • the first dipping treatment etching treatment
  • the second dipping treatment smut removal treatment
  • a stainless steel plate for a fuel cell separator was obtained.
  • the treatment liquids A1 and N1 in Table 4 are the same as those used in Example 1.
  • the stainless steel sheet was immersed in pure water to stop the reaction.
  • the thickness of the stainless steel sheet for the fuel cell separator thus obtained was measured with a micrometer, and the thickness of the material stainless steel sheet measured before the dipping process was used to measure the thickness of the stainless steel sheet for the fuel cell separator measured after the dipping process.
  • the plate thickness was reduced, and the amount of plate thickness reduction due to the dipping treatment was calculated.
  • Sa and Sk were measured in the same manner as in Example 1.
  • the average crystal grain size was measured as described above. The measurement results are also shown in Table 4. "Unmeasurable" in the column of average crystal grain size in Table 4 means that the grain boundary was not observed in the EBSD (electron backscatter diffraction) analysis and the average crystal grain size could not be measured.
  • the desired low contact resistance was obtained.
  • good corrosion resistance was obtained.
  • the sample No. having an average crystal grain size of 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • particularly low contact resistance was obtained while reducing the amount of melted stainless steel sheet in the first dipping treatment.

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Abstract

安全性はもとより、量産性の面でも極めて有利に製造することが可能である、低い接触抵抗の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板を、提供する。ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａを０．１５μｍ以上０．５０μｍ以下とし、かつ、ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳｓｋを０超とする。

Description

燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板
　本発明は、燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板に関するものである。
　近年、地球環境保全の観点から、発電効率に優れ、二酸化炭素を排出しない燃料電池の開発が進められている。この燃料電池は、水素と酸素から電気化学反応によって電気を発生させるものである。燃料電池の基本構造は、サンドイッチのような構造であり、電解質膜（イオン交換膜）、２つの電極（燃料極および空気極）、Ｏ2（空気）とＨ2の拡散層および２つのセパレータ（Bipolar plate）から構成されている。
　そして、使用される電解質膜の種類に応じて、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、アルカリ形燃料電池および固体高分子形燃料電池（PEFC；proton-exchange membrane fuel cellまたはpolymer electrolyte fuel cell）に分類され、それぞれ開発が進められている。
　これらの燃料電池のうち、特に、固体高分子形燃料電池は、電気自動車の搭載用電源、家庭用または業務用の定置型発電機、携帯用の小型発電機としての利用が期待されている。
　固体高分子形燃料電池は、高分子膜を介して水素と酸素から電気を取り出すものである。また、固体高分子形燃料電池では、膜－電極接合体を、ガス拡散層（たとえばカーボンペーパ等）およびセパレータによって挟み込み、これを単一の構成要素（いわゆる単セル）とする。そして、燃料極側セパレータと空気極側セパレータとの間に起電力を生じさせる。なお、上記の膜－電極接合体は、ＭＥＡ（Membrane-Electrode Assembly）と呼ばれていて、高分子膜とその膜の表裏面に白金系触媒を担持したカーボンブラック等の電極材料を一体化したものである。上記の膜－電極接合体の厚さは、数１０μm～数１００μmである。また、ガス拡散層は、膜－電極接合体と一体化される場合も多い。
　また、固体高分子形燃料電池を実用に供する場合には、上記のような単セルを直列に数十～数百個つないで燃料電池スタックを構成し、使用するのが一般的である。ここで、セパレータには、
(a) 単セル間を隔てる隔壁
としての役割に加え、
(b) 発生した電子を運ぶ導電体、
(c) 酸素（空気）が流れる空気流路、水素が流れる水素流路、
(d) 生成した水やガスを排出する排出路（空気流路、水素流路が兼備）
としての機能が求められるので、優れた耐久性や電気伝導性が必要となる。
　このうち、耐久性は耐食性で決定される。その理由は、セパレータが腐食して金属イオンが溶出すると高分子膜（電解質膜）のプロトン伝導性が低下し、発電特性が低下するからである。
　また、電気伝導性（導電性）に関しては、セパレータとガス拡散層との接触抵抗が極力低いことが望まれる。その理由は、セパレータとガス拡散層との接触抵抗が増大すると、固体高分子形燃料電池の発電効率が低下するからである。つまり、セパレータとガス拡散層との接触抵抗が小さいほど、発電特性に優れていると言える。
　現在までに、セパレータとしてグラファイトを用いた固体高分子形燃料電池が実用化されている。このグラファイトからなるセパレータは、接触抵抗が比較的低く、しかも腐食しないという利点がある。しかしながら、グラファイト製のセパレータは、衝撃によって破損しやすいという欠点がある。また、グラファイト製のセパレータは、小型化が困難なだけでなく、空気流路、水素流路を形成するための加工コストが高いという欠点がある。グラファイト製のセパレータに係るこれらの欠点は、固体高分子形燃料電池の普及を妨げる原因になっている。
　そこで、セパレータの素材として、グラファイトに替えて金属素材を適用する試みがなされている。特に、耐久性向上の観点から、ステンレス鋼やチタン、チタン合金等を素材としたセパレータの実用化に向けて、種々の検討がなされている。
　たとえば、特許文献１には、ステンレス鋼やチタン合金といった不動態皮膜を形成しやすい金属をセパレータとして用いる技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示の技術では、不動態皮膜の形成に伴い、接触抵抗の上昇を招く。その結果、発電効率が低下する。このように、特許文献１に開示される金属素材は、グラファイト素材と比べて接触抵抗が大きい等の問題がある。
　そこで、接触抵抗の低減を図るべく、例えば、特許文献２には、
「質量％で、Ｃ：０．００１～０．０５％、Ｓｉ：０．００１～０．５％、Ｍｎ：０．００１～１．０％、Ａｌ：０．００１～０．５％、Ｎ：０．００１～０．０５％、Ｃｒ：１７～２３％、Ｍｏ：０．１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、その表面に、弗酸または弗硝酸を主体とし、弗酸濃度を［ＨＦ］、硝酸濃度を［ＨＮＯ３］と表した場合に、式：［ＨＦ］≧［ＨＮＯ３］…［１］の関係を有する浸漬処理溶液に浸漬することで得られた皮膜を有することを特徴とする、耐食性および電気伝導性に優れたフェライト系ステンレス鋼。」
が開示されている。
　また、特許文献３には、
「16mass%以上のCrを含有するステンレス鋼に対して、電解処理を施した後、フッ素を含有する溶液への浸漬処理を施すことを特徴とする燃料電池セパレータ用ステンレス鋼の製造方法。」
が開示されている。
　さらに、特許文献４には、
「質量％で、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％を含み、Ni:20%以下、Cu:0.6%以下、Mo:2.5%以下の一種以上を含有し、残部がFe および不可避的不純物からなるステンレス鋼であって、
　該ステンレス鋼の表面を光電子分光法により測定した場合に、Ｆを検出し、かつ、金属形態以外（Cr＋Fe）／金属形態（Cr＋Fe）≧3.0を満足することを特徴とする燃料電池セパレータ用ステンレス鋼。」
が開示されている。
　加えて、特許文献５には、
「16～40質量％のCrを含有するステンレス鋼であって、
該ステンレス鋼の表面には、微細な凹凸構造を有する領域が面積率として50%以上存在することを特徴とする表面接触抵抗の低い燃料電池セパレータ用ステンレス鋼。」
が開示されている。
特開平8-180883号公報 特許5768641号 特開2013-93299号公報 特許5218612号 国際公開第2013/080533号 国際公開第2019/082591号
　しかしながら、特許文献２～５に開示されるステンレス鋼板を製造すべく、エッチング処理としてフッ酸を含む処理液中への浸漬処理を連続して行うと、被処理材である鋼板からFeイオン等が溶出する。その影響によって、フッ酸によるエッチング能力が低減してしまい、所望とする接触抵抗の低減効果が安定して得られない場合があった。また、フッ酸を含有する処理液は化学的に極めて活性が高いため、処理作業時における安全性の問題が生じる。加えて、処理作業後に排出される廃液の処理においても、やはり安全性の問題が生じる。
　そこで、発明者らは、上記の問題を解決すべく検討を重ね、先に、特許文献６において、
「素材となるステンレス鋼板を準備し、
　ついで、上記ステンレス鋼板の表面の酸化皮膜を除去し、
　ついで、上記ステンレス鋼板に、上記ステンレス鋼板の活性態域で電解エッチング処理を施す、燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の製造方法。」
を開示した。
　上掲特許文献６の技術により、低い接触抵抗が得られる燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板を、フッ酸を含有する処理液を使用することなく、安全性の面でより有利に、かつ、安定して、製造することができるようになった。
　しかし、上掲特許文献６の技術では電解エッチング処理を施すので、量産化には、巨大な電解装置が必要となり、設備コストがかかる。また、ステンレス鋼板にプレス加工を施したのち、電解エッチング処理を施す場合には、プレス加工品に電極を取り付ける必要があり、手間がかかる。
　本発明は、上記の問題を解決するために開発されたものであって、安全性はもとより、量産性の面でも極めて有利に製造することが可能である、低い接触抵抗の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板を、提供することを目的とする。
　発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意検討を行ったところ、以下の知見を得た。
（１）まず、発明者らは、量産性の向上の観点から、種々のステンレス鋼板に対して種々のエッチング処理を施し、処理後のステンレス鋼板の接触抵抗を測定した。具体的には、特許文献６のような電解エッチング処理に代えて、種々の処理液中にステンレス鋼板を浸漬させるエッチング処理（以下、第１の浸漬処理ともいう）を施し、処理後のステンレス鋼板の接触抵抗を測定した。
（２）その結果、
・第１の浸漬処理として、処理液に、過酸化水素、銅イオンおよびハロゲン化物イオンを含む酸性水溶液を使用し、かつ、処理温度および処理時間をそれぞれ３０～５０℃および４０～１２０秒とした浸漬処理を施し、
・当該第１の浸漬処理後、さらに、第２の浸漬処理として、以下の（Ａ）～（Ｃ）のいずれかの処理を施す、
ことにより、電解エッチング処理やフッ酸によるエッチング処理を行わなくとも、十分な接触抵抗の低減効果が得られることを知見した。
　（Ａ）過酸化水素を含む酸性水溶液を使用し、処理温度および処理時間をそれぞれ３０～６０℃および５～１２０秒とした浸漬処理
　（Ｂ）硝酸を含む水溶液を使用し、処理温度および処理時間をそれぞれ３０～６０℃および５～１２０秒とした浸漬処理
　（Ｃ）上記（Ａ）および（Ｂ）を組み合わせた処理
（３）また、発明者らが、レーザー顕微鏡を用いて、上記の浸漬処理後のステンレス鋼板（以下、本願のステンレス鋼板ともいう）の表面性状を確認したところ、本願のステンレス鋼板の表面では、図１に示すような凸部の先端形状が鋭い凹凸が形成されていることが分かった。
（４）この点を踏まえ、発明者らがさらに検討を重ねたところ、ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａを０．１５μｍ以上０．５０μｍ以下、好ましくは０．２０μｍ以上０．４８μｍ以下とし、かつ、ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳｓｋを０超とすることにより、十分な接触抵抗の低減効果が得られるとの知見を得た。ここで、ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａは、面粗さのパラメータの一種であり、算術平均高さを表すものである。算術平均高さとは、表面の平均面に対する各点の高さの差の絶対値の平均であり、表面粗度を評価する際に一般的に利用されるパラメータである。また、ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳｓｋ（スキューネス）は、面粗さパラメータの一種であり、高さ分布の対称性を表すものである。図２に示すように、Ｓｓｋ（スキューネス）が正の値（０超）の場合、凸部（山部）の先端（上端部）が鋭くなり、凹部（谷部）の先端（下端部）が広幅となる（平坦に近づく）ことを示す。一方、Ｓｓｋが負の値（０未満）の場合、凸部（山部）の先端（上端部）が広幅となり（平坦に近づき）、凹部（谷部）の先端（下端部）が鋭くなることを示す。
（５）ここで、上記の接触抵抗の低減効果が得られるメカニズムについて、発明者らは次のように考えている。
　すなわち、燃料電池のセパレータは、カーボンペーパやカーボンクロス等からなるガス拡散層に、所定の荷重を加えた状態で接触する。従来の電解エッチング処理やフッ酸によるエッチング処理を施して得たステンレス鋼板では、鋼板の表面に微細な凹凸が多数形成されている。この微細な凹凸によって、セパレータ（ステンレス鋼板）とガス拡散層との接触面積が大きくなる。その結果、接触抵抗が低減する。一方、上述したように、本願のステンレス鋼板の表面では、凸部の先端が鋭い凹凸が形成されている。そのため、図３に示すように、セパレータ（ステンレス鋼板）とガス拡散層とが接触する際に、本願のステンレス鋼板の表面に形成された凸部の先端が、ガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さる。そして、当該部（凸部の先端がガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さった箇所）が通電経路となって、接触抵抗が低減する。つまり、本願のステンレス鋼板において接触抵抗の低減効果が得られるメカニズムは、従来の電解エッチング処理やフッ酸によるエッチング処理により得られるステンレス鋼板において接触抵抗の低減効果が得られるメカニズムとは異なる、と発明者らは考えている。
　なお、実際、発明者らが、従来の電解エッチング処理やフッ酸によるエッチング処理を施して得たステンレス鋼板の表面性状のデータを測定したところ、Ｓａが０．１５μｍ未満であるか、Ｓｓｋが負の値（０未満）であり、本願のステンレス鋼板の表面性状とは明らかに異なるものであった。
（６）また、第２の浸漬処理として、上記（Ｂ）または（Ｃ）を行い、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］を８．０以下に制御することにより、さらなる接触抵抗の低減効果を得ることができる。
　ここで、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］は、鋼板表面において金属の形態として存在するCrおよびFeの合計に対する、金属以外の形態で存在するCrおよびFeの合計の比である。また、［金属形態（Cr＋Fe）］および［金属形態以外（Cr＋Fe）］はそれぞれ、鋼板表面をＸ線光電子分光法により分析したときに測定される、金属の形態として存在するCrおよびFeの原子濃度の合計、ならびに、金属以外の形態として存在するCrおよびFeの原子濃度の合計である。
（７）なお、上記の理由について、発明者らは次のように考えている。
　すなわち、上述したように、本願のステンレス鋼板の表面では、凸部の先端が鋭い凹凸が形成されている。そのため、セパレータ（ステンレス鋼板）とガス拡散層とが接触する際に、本願のステンレス鋼板の表面に形成された凸部の先端が、ガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さる。そして、当該部（凸部の先端がガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さった箇所）が通電経路となって、接触抵抗が低減する。ただし、第１の浸漬処理によるエッチングの際、鋼板の溶解に伴い、多量のスマット（Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Fe、Cｒ、Ni、Cuを主要な構成元素とする混合物）が生成し、鋼板表面に付着する。スマットは電気抵抗が高いので、第１の浸漬処理（エッチング処理）ままの鋼板では、かようなスマットの影響により接触抵抗の増大を招く。この点、第２の浸漬処理として、上記（Ｂ）または（Ｃ）を行う、つまり、処理液に硝酸を含有する水溶液を用いることにより、鋼板表面に付着したスマットを特に効果的に除去することが可能となる。また、鋼板表面のスマット量は、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］と相関があり、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］が低いほど、スマットは十分に除去されていると言える。そのため、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］を８．０以下に制御することにより、接触抵抗がより低減する。
（８）さらに、第１の浸漬処理時の溶解挙動に対するステンレス鋼板の平均結晶粒径の影響を調査したところ、ステンレス鋼板の平均結晶粒径を１０μｍ以上４０μｍ以下にすることが好ましい、との知見を得た。
　本発明は上記の知見に基づき、さらに検討を重ねた末に完成されたものである。
　すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａが０．１５μｍ以上０．５０μｍ以下であり、かつ、ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳｓｋが０超である、燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
２．前記ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａが０．２０μｍ以上０．４８μｍ以下である、前記１に記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
３．［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］が８．０以下である、前記１または２に記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
　ここで、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］は、鋼板表面において金属の形態として存在するCrおよびFeの合計に対する、金属以外の形態で存在するCrおよびFeの合計の比である。
４．質量％で、
　Ｃ：０．１００％以下、
　Si：２．００％以下、
　Mn：３．００％以下、
　Ｐ：０．０５０％以下、
　Ｓ：０．０１０％以下、
　Cr：１５．０～２５．０％、
　Ni：０．０１～３０．０％、
　Al：０．５００％以下および
　Ｎ：０．１００％以下
であり、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する、前記１～３のいずれかに記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
５．前記成分組成が、さらに質量％で、
　Cu：２．５０％以下、
　Mo：４．００％以下、ならびに
　Ti、NbおよびZrから選んだ１種または２種以上の元素：合計で１．００％以下
のうちから選んだ１または２以上を含有する、前記４に記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
６．平均結晶粒径が１０μｍ以上４０μｍ以下である、前記１～５のいずれかに記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
　本発明によれば、安全性はもとより、量産性の面でも極めて有利に製造することが可能である、低い接触抵抗の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板を、得ることができる。
本発明の一実施形態に従う燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板（試料Ｎｏ．６）の表面状態をレーザー顕微鏡で観察した写真である。 Ｓｓｋ（スキューネス）が正の値（０超）および負の値（０未満）の場合の表面状態を示す模式図（断面図）である。 本発明の一実施形態に従う燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板（セパレータ）とガス拡散層のカーボン繊維とが接触する際の接触状況を示す模式図（断面図）である。
（１）燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板
　以下、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板について、説明する。上述したように、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板では、表面に凹部と凸部とを有する凹凸構造を形成し、その凹凸形状を制御することが重要となる。
ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａ：０．１５μｍ以上０．５０μｍ以下
　Ｓａは、ＩＳＯ　２５１７８に規定される面粗さのパラメータの一種であり、算術平均高さを表すものである。算術平均高さとは、表面の平均面に対する各点の高さの差の絶対値の平均であり、表面粗度を評価する際に一般的に利用されるパラメータである。上述したように、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板では、セパレータ（ステンレス鋼板）とガス拡散層とが接触する際に、ステンレス鋼板の表面に形成された凸部の先端が、ガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さる。そして、当該部（凸部の先端がガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さった箇所）が通電経路となって、接触抵抗が低減する。そのためには、凸部の先端が鋭いことに加え、凸部の先端がガス拡散層のカーボン繊維に十分に突き刺さることが必要である。よって、Ｓａは０．１５μｍ以上とする。Ｓａは、好ましくは０．２０μｍ以上である。ただし、Ｓａが０．５０μｍ超になると、エッチング処理により、ステンレス鋼板の厚さが不均一となる。すなわち、局所的にエッチングが進行して薄くなり、破断しやすくなる。従って、Ｓａは０．５０μｍ以下とする。Ｓａは、好ましくは０．４８μｍ以下、より好ましくは０．４５μｍ以下、さらに好ましくは０．４０μｍ以下である。
ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳｓｋ（スキューネス）：０超
　ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳｓｋ（スキューネス）は、面粗さパラメータの一種であり、高さ分布の対称性を表すものである。図２に示すように、Ｓｓｋ（スキューネス）が正の値（０超）の場合、凸部（山部）の先端（上端部）が鋭くなり、凹部（谷部）の先端（下端部）が広幅となる（平坦に近づく）ことを示す。一方、Ｓｓｋが負の値（０未満）の場合、凸部（山部）の先端（上端部）が広幅となり（平坦に近づき）、凹部（谷部）の先端（下端部）が鋭くなることを示す。上述したように、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板では、セパレータ（ステンレス鋼板）とガス拡散層とが接触する際に、ステンレス鋼板の表面に形成された凸部の先端が、ガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さる。そして、当該部（凸部の先端がガス拡散層のカーボン繊維に突き刺さった箇所）が通電経路となって、接触抵抗が低減する。そのため、ステンレス鋼板の表面に形成された凸部の先端が鋭いことが必要である。従って、Ｓｓｋは０超とする。Ｓｓｋは、好ましくは０．１０以上である。Ｓｓｋの上限は特に限定されるものではないが、過度に上昇させると凸部の数が減少してかえって接触抵抗が上昇する場合があるため、Ｓｓｋは１．０以下とすることが好ましい。
　なお、ＳａおよびＳｓｋは、ＩＳＯ　２５１７８に準拠して測定すればよい。測定装置としては、例えば、レーザー顕微鏡を用いればよい。また、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板では、少なくとも一方の面（ガス拡散層と接触する側の面）において、Ｓａを０．１５μｍ以上０．５０μｍ以下とし、かつ、Ｓｓｋを０超とすればよい。なお、後述するエッチング処理を経て製造される鋼板では、通常、その両面において、Ｓａが０．１５μｍ以上０．５０μｍ以下で、かつ、Ｓｓｋが０超となる。
［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］：８．０以下
　上述したように、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］を８．０以下に制御することによって、燃料電池セパレータ使用環境での接触抵抗の低減効果をより高めることができる。そのため、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］は８．０以下とすることが好ましい。［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］は、より好ましくは７．０以下、さらに好ましくは６．０以下、よりさらに好ましくは５．０以下である。なお、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］が８．０を超えると、鋼板表面のスマットの除去が十分とは言えず、さらなる接触抵抗の低減効果は得られない。［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］の下限は特に限定されるものではないが、過度に低減しようとすると処理時間が長くなるため［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］は２．０以上とすることが好ましい。なお、金属以外の形態とは、酸化物および水酸化物の形態を示す。具体的には、Crの場合、CrO2、Cr2O3、CrOOH、Cr(OH)3およびCrO3などが挙げられる。Feの場合、FeO、Fe3O4、Fe2O3およびFeOOHなどが挙げられる。
　ここで、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］は、以下のようにして求める。
　すなわち、鋼板表面をＸ線光電子分光法（以下、XPSともいう）により測定し、得られたCrのピークについて、金属形態として存在するCrのピークと金属以外の形態として存在するCrのピークに分離する。同様に得られたFeのピークについても、金属形態として存在するFeのピークと金属以外の形態として存在するFeのピークに分離する。そこから算出される金属以外の形態として存在するCrと金属以外の形態として存在するFeの原子濃度の合計を、金属形態として存在するCrと金属形態として存在するFeの原子濃度の合計で除することにより、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］を求める。具体的には、鋼板から１０ｍｍ角の試料を切り出し、この試料について、Al-KαモノクロＸ線源を用いて、取出し角度：４５度の条件でＸ線光電子分光装置（アルバックファイ社製　X-tool）による測定を行う。ついで、測定により得られたCrおよびFeのピークを、それぞれCrとFeに関して金属形態として存在するピークと、金属以外の形態として存在するピークに分離する。ついで、そこから算出される金属以外の形態として存在するCrと金属以外の形態として存在するFeの原子濃度の合計を、金属形態として存在するCrと金属形態として存在するFeの原子濃度の合計で除することにより、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］を求める。なお、ピーク分離は、Shirley法によりスペクトルのバックグラウンドを除去し、Gauss-Lorentz複合関数（Lorentz関数の割合：30％）を用いることで実施する。
　また、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板では、平均結晶粒径を１０μｍ以上４０μｍ以下とすることが好適である。
平均結晶粒径：１０μｍ以上４０μｍ以下
　焼鈍を行っていない圧延ままのステンレス鋼板は、再結晶していない均一な加工組織を有する。このような圧延ままのステンレス鋼板に後述する第１の浸漬処理を施すと、ステンレス鋼板において溶解が均一に進行する。一方、圧延ままのステンレス鋼板に焼鈍を施したステンレス鋼板（以下、焼鈍ステンレス鋼板ともいう）では、再結晶した各結晶粒の境界（以下、結晶粒界ともいう）が溶解の起点となる。そのため、このような焼鈍ステンレス鋼板に後述する第１の浸漬処理を施すと、ステンレス鋼板において溶解が不均一に進行する。第１の浸漬処理においてステンレス鋼板の溶解が不均一に進行する場合には、溶解が均一に進行する場合に比べ、より溶解量の少ない段階からステンレス鋼板の表面の凹凸が生じやすい。
　本発明者らが上記の知見を基に検討を重ねたところ、ステンレス鋼板の結晶粒のサイズを適切に制御する、具体的には、平均結晶粒径を１０μｍ以上４０μｍ以下の範囲に制御することによって、より少ない溶解量でステンレス鋼板の所望の表面性状（ＳａおよびＳｓｋ）が得られることがわかった。溶解量が低減できれば、第１の浸漬処理における処理時間（浸漬時間）の短縮、処理温度の低下、処理液使用量の低減、および、使用済み処理液の処理費用の削減、ならびに、製品歩留まりの向上等の多くの利点が得られる。
　ここで、平均結晶粒径を１０μｍ以上にすると、結晶粒界に十分な量の欠陥が蓄積し、結晶粒界と結晶粒内の溶解特性の違いが大きくなり、上記の溶解量の低減効果が好適に得られる。一方、平均結晶粒径が４０μｍを超えると、単位面積当たり結晶粒界の量が減少し、上記の溶解量の低減効果が低下する。そのため、ステンレス箔の平均結晶粒径は１０μｍ以上４０μｍ以下とすることが好ましい
　また、ステンレス鋼板の平均結晶粒径は、ＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折）解析によって求める。
　すなわち、ステンレス鋼板の圧延方向と平行な断面が露出するように、ステンレス鋼板を樹脂に埋め込んで表面を研磨する。ついで、ＥＢＳＤ解析を行い、Ａｒｅａ　Ｆｒａｃｔｉｏｎ法に基づいて平均結晶粒径を算出する。なお、ＥＢＳＤ解析を行う際の視野面積は０．０２５ｍｍ２以上確保することが望ましい。例えば、板厚０．１０ｍｍのステンレス鋼板の場合、視野の幅を０．２５ｍｍ以上とすることが望ましい。その他の条件については常法に従えばよい。また、各結晶粒の粒径は、Ａｒｅａ　Ｆｒａｃｔｉｏｎ法により求めた各結晶粒の面積から円相当径を算出して求める。
　また、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板は特に限定されるものではないが、質量％で、Ｃ：０．１００％以下、Si：２．００％以下、Mn：３．００％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Cr：１５．０～２５．０％、Ni：０．０１～３０．０％、Al：０．５００％以下およびＮ：０．１００％以下を含有し、
　任意に、
（ａ）Cu：２．５０％以下、
（ｂ）Mo：４．００％以下、ならびに
（ｃ）Ti、NbおよびZrから選んだ１種または２種以上の元素：合計で１．００％以下、
のうちから選んだ１または２以上を含有し、
　残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成（以下、好適成分組成ともいう）とすることが好適である。
　以下、その理由を説明する。なお、成分組成に関する「％」表示は特に断らない限り質量％を意味する。
Ｃ：０．１００％以下
　Ｃは、鋼中のCrと反応して、粒界にCr炭化物として析出する。そのため、Ｃは、耐食性の低下をもたらす。従って、耐食性の観点からは、Ｃは少ないほど好ましく、Ｃ含有量は０．１００％以下とすることが好ましい。Ｃ含有量は、より好ましくは０．０６０％以下である。なお、Ｃ含有量の下限については特に限定されるものではないが、０．００１％とすることが好適である。
Si：２．００％以下
　Siは、脱酸のために有効な元素であり、鋼の溶製段階で添加される。その効果は、好適にはSiの０．０１％以上の含有で得られる。しかし、Siを過剰に含有させると、硬質化して、延性が低下しやすくなる。従って、Si含有量は２．００％以下とすることが好ましい。Si含有量は、より好ましくは１．００％以下である。
Mn：３．００％以下
　Mnは、脱酸のために有効な元素であり、鋼の溶製段階で添加される。その効果は、好適にはMnの０．０１％以上の含有で得られる。しかし、Mn含有量が３．００％を超えると、耐食性が低下しやすくなる。従って、Mn含有量は３．００％以下とすることが好ましい。Mn含有量は、より好ましくは１．５０％以下、さらに好ましくは１．００％以下である。
Ｐ：０．０５０％以下
　Ｐは延性の低下をもたらすため、その含有量は少ないほうが望ましい。ただし、Ｐ含有量が０．０５０％以下であれば、延性の著しい低下は生じない。従って、Ｐ含有量は０．０５０％以下とすることが好ましい。Ｐ含有量は、より好ましくは０．０４０％以下である。Ｐ含有量の下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｐはコストの増加を招く。よって、Ｐ含有量は、０．０１０％以上とすることが好適である。
Ｓ：０．０１０％以下
　Ｓは、Mnと結合しMnSを形成することで耐食性を低下させる元素である。ただし、Ｓ含有量が０．０１０％以下であれば、耐食性の著しい低下は生じない。従って、Ｓ含有量は０．０１０％以下とすることが好ましい。Ｓ含有量の下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｓはコストの増加を招く。よって、Ｓ含有量は、０．００１％以上とすることが好適である。
Cr：１５．０～２５．０％
　耐食性を確保するために、Cr含有量は１５．０％以上とすることが好ましい。すなわち、Cr含有量が１５．０％未満では、耐食性の面から燃料電池のセパレータとして長時間の使用に耐えることが困難となる。Cr含有量は、より好ましくは１８．０％以上である。一方、Cr含有量が２５．０％を超えると、十分なエッチング量が得られない場合がある。従って、Cr含有量は２５．０％以下とすることが好ましい。Cr含有量は、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２１．０％以下である。
Ni：０．０１～３０．０％
　Niは、ステンレス鋼の耐食性を改善するのに有効な元素である。また、Niは、通常、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト－オーステナイト２相ステンレス鋼に、一定量含有されている。しかし、Ni含有量が３０．０％を超えると、熱間加工性が低下する。従って、Ni含有量は３０．０％以下とすることが好ましい。Ni含有量は、より好ましくは２０．０％以下である。また、Ni含有量は、０．０１％以上とすることが好ましい。
　なお、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト－オーステナイト２相ステンレス鋼でのNi含有量の好適な下限は２．００％である。また、フェライト系ステンレス鋼においてNiを含有させる場合には、Ni含有量は好ましくは２．００％以下、より好ましくは１．００％以下である。なお、フェライト系ステンレス鋼でのNi含有量の好適な下限は０．０１％である。
Al：０．５００％以下
　Alは、脱酸に用いられる元素である。その効果は、好適にはAlの０．００１％以上の含有で得られる。しかし、Al含有量が０．５００％を超えると、延性の低下をもたらす場合がある。従って、Al含有量は０．５００％以下とすることが好ましい。Al含有量は、より好ましくは０．０１０％以下、さらに好ましくは０．００５％以下である。
Ｎ：０．１００％以下
　Ｎ含有量が０．１００％を超えると、成形性が低下する。従って、Ｎ含有量は０．１００％以下とすることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは０．０５０％以下、さらに好ましくは０．０３０％以下である。Ｎ含有量の下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｎはコストの増加を招く。よって、Ｎ含有量は、０．００２％以上とすることが好適である。
　また、上記の成分に加えて、さらに以下の成分を含有させてもよい。
Cu：２．５０％以下
　Cuは、オーステナイト相の生成を促進させること、および、ステンレス鋼の耐食性を改善することに有効な元素である。その効果は、好適にはCuの０．０１％以上の含有で得られる。しかし、Cu含有量が２．５０％を超えると、熱間加工性が低下し、生産性の低下を招く。従って、Cuを含有させる場合、Cu含有量は２．５０％以下とする。Cu含有量は、好ましくは１．００％以下である。
Mo：４．００％以下
　Moは、ステンレス鋼の隙間腐食等の局部腐食を抑制するのに有効な元素である。その効果は、好適にはMoの０．０１％以上の含有で得られる。しかし、Mo含有量が４．００％を超えると、ステンレス鋼の脆化を招く。従って、Moを含有させる場合、Mo含有量は４．００％以下とする。Mo含有量は、好ましくは２．５０％以下である。
Ti、NbおよびZrから選んだ１種または２種以上の元素：合計で１．００％以下
　Ti、NbおよびZrは、耐粒界腐食性向上に寄与するため、これらの元素を単独でまたは複合して含有させることができる。その効果は、好適にはそれぞれ０．０１％以上の含有で得られる。しかし、これらの元素の合計の含有量が１．００％を超える場合、延性が低下し易くなる。従って、Ti、NbおよびZrを含有させる場合、これらの合計の含有量は１．００％以下とする。Ti、NbおよびZrの合計の含有量の下限については特に限定されるものではないが、Ti、NbおよびZrの合計の含有量は０．０１％以上とすることが好適である。
　なお、上記以外の成分はFeおよび不可避的不純物である。
　また、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板は、フェライト系ステンレス鋼板、オーステナイト系ステンレス鋼板、および、フェライト－オーステナイト２相ステンレス鋼板のいずれであってもよいが、加工性の観点からは、オーステナイト系ステンレス鋼板が好ましい。ここで、フェライト系ステンレス鋼板の組織は、フェライト相の単相組織でもよく、また、フェライト相以外の残部として、体積率で１％以下の析出物を含有していてもよい。オーステナイト系ステンレス鋼板の組織は、オーステナイト相の単相組織でもよく、また、オーステナイト相以外の残部として、体積率で１％以下の析出物を含有していてもよい。フェライト－オーステナイト２相ステンレス鋼板（以下、２相ステンレス鋼板ともいう）の組織は、フェライト相とオーステナイト相から構成されてもよく、また、フェライト相およびオーステナイト相以外の残部として、体積率で１％以下の析出物を含有していてもよい。上記の析出物としては、例えば、金属間化合物、炭化物、窒化物、および硫化物からなる群より選択される１または２以上が挙げられる。なお、各相の同定は、常法に従い行えばよい。
　また、燃料電池スタック時の搭載スペースや重量を鑑みると、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の板厚は、０．０３～０．３０ｍｍの範囲とすることが好ましい。板厚が０．０３ｍｍ未満であると、金属板素材の生産効率が低下する。一方、０．３０ｍｍを超えるとスタック時の搭載スペースや重量が増加する。本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の板厚は、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。また、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の板厚は、より好ましくは０．１５ｍｍ以下である。
（２）燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の製造方法
　次に、本発明の一実施形態に係る燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の製造方法を説明する。
［素材ステンレス鋼板の準備］
　準備工程は、素材とするステンレス鋼板（以下、素材ステンレス鋼板ともいう）を準備する工程である。素材ステンレス鋼板の準備方法は、特に限定されず、例えば、上記の成分組成を有する素材ステンレス鋼板を以下のようにして準備すればよい。
　すなわち、上記の成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧延して熱延板とし、該熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍および酸洗を施し、その後、該熱延板に冷間圧延を施して所望板厚の冷延板とし、さらに必要に応じて該冷延板に冷延板焼鈍を施すことにより、上記の成分組成を有する素材ステンレス鋼板を準備することができる。なお、熱間圧延や冷間圧延、熱延板焼鈍、冷延板焼鈍などの条件は特に限定されず、常法に従えばよい。また、冷延板焼鈍後に酸洗し、スキンパスを施してもよい。また、冷延板焼鈍を、光輝焼鈍とすることもできる。
　また、ステンレス鋼板の平均結晶粒径を所定の範囲に制御する観点から、冷延板焼鈍の最終の焼鈍である仕上げ焼鈍の条件、特には、仕上げ焼鈍温度および仕上げ焼鈍時間を適切に制御することが好適である。例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板では仕上げ焼鈍温度を１０５０～１２５０℃の範囲とし、かつ、仕上げ焼鈍時間を２０～９０秒の範囲に、フェライト系ステンレス鋼板では仕上げ焼鈍温度を７５０～１０５０℃の範囲とし、かつ、仕上げ焼鈍時間を２０～９０秒の範囲に、制御することが好適である。また、仕上げ焼鈍の雰囲気は、非酸化性雰囲気（例えば、Ｈ２とＮ２の混合雰囲気（体積比でＨ２：Ｎ２＝７５：２５、露点：－５０℃））とすることが好ましい。
［第１の浸漬処理（エッチング処理）］
　上記のようにして準備した素材ステンレス鋼板に、第１の浸漬処理として、処理液に、過酸化水素：０．１～５．０質量％、銅イオン：１．０～１０．０質量％およびハロゲン化物イオン：５．０～２０．０質量％を含み、ｐＨ：１．０以下である酸性水溶液を使用し、かつ、処理温度および処理時間をそれぞれ３０～５０℃および４０～１２０秒とした浸漬処理（エッチング処理）を施す。上記の条件に従うエッチング処理を施すことにより、ステンレス鋼板の溶解量を精密に制御し、ひいては、鋼板表面に形成される凹凸構造の形状を上記のように制御することが可能となる。以下、当該エッチング処理条件について、説明する。なお、エッチング処理におけるステンレス鋼板の溶解量は、特に、エッチング処理に使用する処理液の種類や温度、処理時間により変化するので、所望とする表面性状を得るには、これらの条件を適切に制御することが重要である（例えば、鋼板表面は溶解しやすい部分と溶解しにくい部分があるため、エッチング処理により鋼板表面に凹凸が形成される。しかし、ステンレス鋼板の溶解量が過度に多くなると、鋼板表面の溶解しにくい部分でもエッチングが進行し、凸部（山部）がなだらかとなって、Ｓｓｋが負の値になる。）。まず、上記の処理液に含まれる各成分の好適濃度について、説明する。
過酸化水素：０．１～５．０質量％
　過酸化水素の濃度が０．１質量％未満であると、鋼板表面に析出した銅を含む生成物を除去する力が低下するため、連続したエッチング処理ができなくなる。一方、過酸化水素の濃度が５．０質量％を超えると、その効果は飽和する。そのため、過酸化水素の濃度は０．１～５．０質量％とすることが好ましい。
銅イオン：１．０～１０．０質量％
　銅イオンの濃度が１．０質量％未満であると、エッチング力が低下するため、鋼板表面に所定の凹凸構造の形状を形成することができなくなる。一方、銅イオンの濃度が１０．０質量％を超えると、鋼板表面に付着する生成物が多くなり、次工程の第２の浸漬処理を行っても、スマットを十分に除去できなくなる。そのため、銅イオンの濃度は１．０～１０．０質量％とすることが好ましい。銅イオンの濃度は、好ましくは２．０質量％以上、さらに好ましくは５．０質量％以上である。
ハロゲン化物イオン：５．０～２０．０質量％
　ハロゲン化物イオンの濃度が５．０質量％未満であると、ステンレス鋼板の表面に存在する不働態皮膜を十分に破壊することができず、エッチングを十分に進行させることができない。一方、ハロゲン化物イオンの濃度が２０．０質量％を超えると、局所的な孔食が加速され、鋼板に穴が開くおそれがある。そのため、ハロゲン化物イオンの濃度は５．０～２０．０質量％とすることが好ましい。ハロゲン化物イオンの濃度は、好ましくは１０．０質量％以上である。また、ハロゲン化物イオンの濃度は、好ましくは１５．０質量％以下である。ハロゲン化物イオン源の種類については特に限定されるものではないが、例えばハロゲン化水素あるいはアルカリ金属のハロゲン化物が好ましく、塩酸または塩化ナトリウムがより好ましい。
ｐＨ：１．０以下
　処理液のｐＨが１．０を超えると、エッチング力が低下するため、鋼板表面に所定の凹凸構造の形状を形成することができなくなる。そのため、処理液のｐＨは１．０以下とする。なお、処理液のｐＨは低い方が望ましく、より好ましくは０．１以下である。
　上記の水溶液は、過酸化水素水溶液、銅イオンを供給できる銅化合物、ハロゲン化物イオンを供給できるハロゲン化物成分、および、水とを、均一になるまで攪拌することにより調製することができる。
処理温度（処理液の温度）：３０～５０℃
　処理温度が３０℃未満になると。エッチング力が低下し、処理時間の増加を招く。一方、処理温度が５０℃を超えると、処理液の安定性が低下する。そのため、処理温度は３０℃～５０℃とする。
処理時間（浸漬時間）：４０～１２０秒
　処理時間が４０秒未満になると、十分なエッチング量が得られない。一方、処理時間が１２０秒を超えると、鋼板表面に所定の凹凸構造の形状を形成することができなくなる。また、生産性が低下する。そのため、処理時間は４０～１２０秒とする。なお、ステンレス鋼の鋼種によってエッチング量が変化するため、鋼種に応じて、４０～１２０秒の範囲内で、処理時間を調整することがより好ましい。
　上記以外の条件については特に限定されず、常法に従えばよい。なお、上記の説明では、素材ステンレス鋼板を、処理液となる水溶液中に浸漬する態様の処理を挙げたが、素材ステンレス鋼板と水溶液とが接触すれば、例えば、処理液となる上記の水溶液を滴下またはスプレーするなどの形式をとることもできる。これらの場合、処理時間は、素材ステンレス鋼板と水溶液の接触時間となる。
［第２の浸漬処理（スマット除去処理）］
　上記の第１の浸漬処理後、素材ステンレス鋼板に、さらに第２の浸漬処理として、
　（Ａ）過酸化水素を含む酸性水溶液を使用し、処理温度および処理時間をそれぞれ３０～６０℃および５～１２０秒とした浸漬処理、
　（Ｂ）硝酸を含む水溶液を使用し、処理温度および処理時間をそれぞれ３０～６０℃および５～１２０秒とした浸漬処理、または、
　（Ｃ）上記（Ａ）および（Ｂ）を組み合わせた処理、を施す。これにより、第１の浸漬処理（エッチング処理）時に形成されたスマットを溶解（除去）することができる。
　すなわち、第１の浸漬処理後、ステンレス鋼板の表面に（Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Fe、Cｒ、Ni、Cuを主要な構成元素とする混合物で電気抵抗が高い）が生成し、これらが残存すると、所望の凹凸構造が得られても、接触抵抗上昇の原因となってしまう場合がある。この点、上記の第１の浸漬処理後に、上記の過酸化水素を含む酸性水溶液または硝酸を含有する溶液中での浸漬処理を行うことで、上記のスマットが除去され、接触抵抗の低減効果が得られる。
　ここで、過酸化水素を含む酸性水溶液とは、過酸化水素と硫酸の混合水溶液が挙げられる。また、硝酸を含有する溶液とは、硝酸水溶液が挙げられる。
　また、過酸化水素と硫酸の混合水溶液を使用する場合、過酸化水素の濃度は０．５～１０．０質量％、硫酸の濃度は１．０～１０．０質量％とすることが好ましい。さらに、硝酸水溶液を使用する場合、硝酸の濃度は１．０～４０．０質量％とすることが好ましい。なお、過酸化水素と硫酸の混合水溶液における過酸化水素および硫酸以外の成分、ならびに、硝酸水溶液における硝酸以外の成分は、基本的に水である。
　さらに、第２の浸漬処理における処理温度（処理液の温度）は、上記（Ａ）～（Ｃ）いずれの場合も、３０～６０℃とすることが好適である。
　加えて、処理時間（浸漬時間）は長いほど、スマットの除去を促すが、長すぎるとその効果が飽和し、また生産性が低下する。そのため、処理時間は、上記（Ａ）～（Ｃ）いずれの場合も、５～１２０秒とすることが好ましい。処理時間は、より好ましくは３０秒以上である。処理時間は、より好ましくは９０秒以下である。
　また、上記（Ｂ）または（Ｃ）のように、硝酸を含有する水溶液を使用した浸漬処理を行うことにより、第１の浸漬処理（エッチング処理）時に形成されたスマットをより効果的に溶解（除去）して、接触抵抗の低減効果をより高めることができる。
　なお、第２の浸漬処理の際、必要に応じて、不織布ワイパー等を用いて被処理材のステンレス鋼板の表面を擦ると、スマットが除去され易くなるため、一層の接触抵抗の低減効果が安定して得られるようになる。また、上記の説明では、素材ステンレス鋼板を、処理液となる水溶液中に浸漬する態様の処理を挙げたが、素材ステンレス鋼板と水溶液とが接触すれば、例えば、処理液となる上記の水溶液を滴下またはスプレーするなどの形式をとることもできる。これらの場合、処理時間は、素材ステンレス鋼板と水溶液の接触時間となる。また、鋼帯を連続処理する以外にも、セパレータ形状に加工した後に、第２の浸漬処理を施してもよい。
・その他
　上記の第１の浸漬処理後または第２の浸漬処理後、鋼板表面にさらに表面処理皮膜を形成してもよい。形成する表面処理皮膜は、特に限定されるものではないが、燃料電池用のセパレータの使用環境において耐食性や導電性に優れる材料を使用することが好ましく、例えば、金属層、合金層、金属酸化物層、金属炭化物層、金属窒化物層、炭素材料層、導電性高分子層、導電性物質を含有する有機樹脂層、またはこれらの混合物層とすることが好適である。
　例えば、金属層としては、Au、Ag、Cu、Pt、Pd、W、Sn、Ti、Al、Zr、Nb、Ta、Ru、IrおよびNiなどの金属層が挙げられ、中でもAuやPtの金属層が好適である。
　また、合金層としては、Ni-Sn（Ni3Sn2、Ni3Sn4）、Cu-Sn（Cu3Sn、Cu6Sn5）、Fe-Sn（FeSn、FeSn2）、Sn-Ag、Sn-CoなどのSn合金層やNi-W、Ni-Cr、Ti-Taなどの合金層が挙げられ、中でもNi-SnやFe-Snの合金層が好適である。
　さらに、金属酸化物層としてはSnO2、ZrO2、TiO2、WO3、SiO2、Al2O3、Nb2O5、IrO2、RuO2、PdO2、Ta2O5、Mo2O5およびCr2O3などの金属酸化物層が挙げられ、中でもTiO2やSnO2の金属酸化物層が好適である。
　加えて、金属窒化物層および金属炭化物層としては、TiN、CrN、TiCN、TiAlN、AlCrN、TiC、WC、SiC、B4C、窒化モリブデン、CrC、TaCおよびZrNなどの金属窒化物層や金属炭化物層が挙げられ、中でもTiNの金属窒化物層が好適である。
　また、炭素材料層としては、グラファイト、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンブラック、フラーレンおよびカーボンナノチューブなどの炭素材料層が挙げられ、中でもグラファイトやダイヤモンドライクカーボンの炭素材料層が好適である。
　さらに、導電性高分子層としては、ポリアニリンおよびポリピロールなどの導電性高分子層が挙げられる。
　加えて、導電性物質を含有する有機樹脂層は、上記した金属層、合金層、金属酸化物層、金属窒化物層、金属炭化物層、炭素材料層および導電性高分子層を構成する金属や合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、炭素材料および導電性高分子から選んだ導電性物質を少なくとも１種含有し、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、カルボジイミド樹脂およびフェノールエポキシ樹脂などから選んだ有機樹脂を少なくとも１種含有するものである。このような導電性物質を含有する有機樹脂層としては、例えば、グラファイトが分散したフェノール樹脂やカーボンブラックが分散したエポキシ樹脂などが好適である。
　なお、上記の導電性物質としては、金属および炭素材料（特にグラファイト、カーボンブラック）が好適である。また、導電性物質の含有量は特に限定されず、固体高分子形燃料電池用のセパレータにおける所定の導電性が得られればよい。
　また、上記の混合物層としては、例えば、TiNが分散したNi-Sn合金などの混合物層が挙げられる。
　また、上記処理は、ステンレス鋼板をセパレータ形状に加工した後に実施してもよい。
・実施例１
　表１に記載の鋼Ｎｏ．Ａ～Ｇの成分組成（残部はFeおよび不可避的不純物）を有する板厚：０．１０ｍｍの素材ステンレス鋼板（冷間圧延後に光輝焼鈍実施）を準備した。ついで、準備したステンレス鋼板に、表２および３に示す条件で、第１の浸漬処理（エッチング処理）および第２の浸漬処理（スマット除去処理）を施し、燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板を得た。なお、上記の処理では、第２の浸漬処理後、ステンレス鋼板を純水中に浸漬して反応を停止させた。
・エッチング処理液Ａ１
　過酸化水素：０．２質量％
　銅イオン：１．５質量％
　塩化物イオン：１０．０質量％
　残部：水
　ｐＨ：０．０５
　なお、銅イオンおよび塩化物イオンはそれぞれ、硫酸銅五水和物および塩酸由来のものである。
・エッチング処理液Ａ２
　過酸化水素：０．３質量％
　銅イオン：２．０質量％
　塩化物イオン：１５．０質量％
　残部：水
　ｐＨ：０．０５
　なお、銅イオンおよび塩化物イオンはそれぞれ、硫酸銅五水和物および塩酸由来のものである。
・エッチング処理液Ａ３
　過酸化水素：０．３質量％
　銅イオン：９．０質量％
　塩化物イオン：１０．０質量％
　残部：水
　ｐＨ：０．０５
　なお、銅イオンおよび塩化物イオンはそれぞれ、硫酸銅五水和物および塩酸由来のものである。
・エッチング処理Ａ４
　過酸化水素：２．０質量％
　銅イオン：２．０質量％
　塩化物イオン：１０．０質量％
　残部：水
　ｐＨ：０．０５
　なお、銅イオンおよび塩化物イオンはそれぞれ、硫酸銅五水和物および塩酸由来のものである。
・スマット除去処理液Ｂ１
　過酸化水素：３．０質量％
　硫酸：６．０質量％
　残部：水
・スマット除去処理液Ｂ２
　過酸化水素：２．０質量％
　硫酸：４．０質量％
　残部：水
・スマット除去処理液Ｎ１
　硝酸：３０質量％
　残部：水
　かくして得られた燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板について、ＩＳＯ　２５１７８に準拠してＳａおよびＳｓｋを測定した。なお、測定には、レーザー顕微鏡（キーエンス社製ＶＫ－Ｘ２５０／Ｘ２６０）を使用した。具体的には、燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板から、試験片を採取し、倍率：１５０倍の対物レンズを用いて、上記のレーザー顕微鏡により、試験片の両面でそれぞれ５０μｍ×５０μｍの領域の表面形状のデータを測定した。得られたデータを装置付属の解析ソフト「マルチファイル解析アプリケーション」で解析し、試験片の両面でそれぞれＳａおよびＳｓｋを求めた。なお、ＳａおよびＳｓｋを解析する前に画像処理として、光量がしきい値の範囲（０．００～９９．５）外となる部分を除去して補間し、ガウス関数による平滑化やカットレベルを設定することでノイズなどを除去した。そして、基準面設定により計測の基準となる平面を設定し、２次曲面補正により曲面を平面に補正した。また、フィルターの種類はガウシアン、Ｓ－フィルターで指定するカットオフ波長は０．５μｍとした。測定結果を表２および３に示す。なお、ＳａおよびＳｓｋの値は、いずれの試験片でも両面ともほぼ同じ値であったため、表２および３では、試験片の一方の面で測定したＳａおよびＳｓｋの値を代表して記載している。また、参考のため、表１の鋼Ｎｏ．Ｂの鋼板を素材ステンレス鋼板に、１０質量％硫酸を用いて、－１ｍＡ／ｃｍ２×９０秒、および、＋０．０３ｍＡ／ｃｍ２×９０秒の条件で電解処理を施し、処理後の鋼板のＳａおよびＳｓｋの値を測定したところ、Ｓａが０．１４μｍ、Ｓｓｋが０．９０であった。
　また、試料Ｎｏ．１３～２１について、上述した方法により、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］を算出した。結果を表３に併記する。なお、最終的に得られた燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の成分組成はそれぞれ、表１に記載した各鋼Ｎｏ．の成分組成と実質的に同じであり、いずれも上記の好適成分組成の範囲を満足するものであった。
　さらに、得られた燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板を用いて、以下の要領で接触抵抗の評価を行った。
・接触抵抗の評価
　上記のようにして得られた燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板から、所定の試料を切り出した。ついで、当該試料をカーボンペーパ（東レ（株）ＴＧＰ－Ｈ－１２０）で挟み、さらに、その両側から銅板に金めっきを施した電極を接触させ、単位面積あたり０．９８ＭＰａ（＝１０ｋｇ／ｃｍ２）の圧力をかけて電流を流した。そして、電極間の電圧差を測定し、電気抵抗を算出した。そして、この電気抵抗の測定値に、接触面の面積を乗じ、２で除し、さらに、その値からカーボンペーパの内部抵抗分（３ｍΩ・ｃｍ２）を減じた値を接触抵抗値（［接触抵抗値（ｍΩ・ｃｍ２）］＝{［電気抵抗の測定値（ｍΩ）］×［接触面の面積（ｃｍ２）］÷２}－３）とし、以下の基準で接触抵抗を評価した。評価結果を表２および３に併記する。
　◎（合格（特に優れる））：５ｍΩ・ｃｍ２以下
　○（合格）：５ｍΩ・ｃｍ２超１０ｍΩ・ｃｍ２以下
　×（不合格）：１０ｍΩ・ｃｍ２超
・耐食性（セパレータ使用環境での安定性）の評価
　上記のようにして得られた燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板から、所定の試料を切り出した。ついで、当該試料を、０．１ｐｐｍのフッ酸を含有するｐＨ：３.０、温度：８０℃の硫酸水溶液中に浸漬した。そして、当該試料を、当該硫酸水溶液中で、セパレータ使用環境を模擬した０．６Ｖの電位として２５時間保持し、２５時間経過時の電流密度の値を測定した。なお、参照電極には、Ag/AgCl（飽和KCl）を用いた。そして、測定した２５時間経過時の電流密度の値により、以下の基準で、セパレータ使用環境における２５時間経過時の耐食性（セパレータ使用環境での安定性）を評価した。評価結果を表２および３に併記する。
　○（合格）：１μＡ／ｃｍ2以下
　×（不合格）：１μＡ／ｃｍ2超
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２および３より、次の事項が明らかである。
(a)発明例ではいずれも、所望とする低い接触抵抗が得られていた。また、良好な耐食性（セパレータ使用環境での安定性）が得られていた。
(b)第２の浸漬処理として、硝酸を含む水溶液を使用した発明例では、特に低い接触抵抗が得られていた。
(c)一方、比較例ではいずれも、所望とする低い接触抵抗が得られなかった。
・実施例２
　表１の鋼記号ＢおよびＨについて、厚さ：０．１０ｍｍの冷間圧延ままの素材ステンレ鋼板を準備した。また、一部の素材ステンレス鋼板に対しては、冷間圧延後、さらに、Ｈ２とＮ２の混合雰囲気（体積比でＨ２：Ｎ２＝７５：２５、露点：－５０℃）において、表４に示す条件で仕上焼鈍を行った。
　ついで、これらの素材ステンレス鋼板の板厚をマイクロメーターで厚さを測定した後、表４に示す条件の第１の浸漬処理（エッチング処理）および第２の浸漬処理（スマット除去処理）を施し、燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板を得た。なお、表４の処理液Ａ１およびＮ１は実施例１で使用したものと同じである。なお、上記の処理では、第２の浸漬処理後、ステンレス鋼板を純水中に浸漬して反応を停止させた。
　かくして得られた燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板について、マイクロメーターで厚さを測定し、浸漬処理前に測定した素材ステンレス鋼板の板厚から浸漬処理後に測定した燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の板厚を減じ、浸漬処理による板厚減少量を算出した。また、実施例１と同じ要領で、ＳａおよびＳｓｋを測定した。さらに、上述した要領で、平均結晶粒径を測定した。測定結果を表４に併記する。表４の平均結晶粒径の欄の「測定不能」は、ＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折）解析において結晶粒界が観察されず、平均結晶粒径を測定できなかったことを意味する。また、実施例１と同じ要領により、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］を算出した。結果を表４に併記する。なお、最終的に得られた燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板の成分組成はそれぞれ、表１に記載した各鋼Ｎｏ．の成分組成と実質的に同じであり、いずれも上記の好適成分組成の範囲を満足するものであった。
　また、上記の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板について、実施例１と同じ要領により、（１）接触抵抗、および、（２）耐食性を評価した。評価結果を表４に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、発明例ではいずれも、所望とする低い接触抵抗が得られていた。また、良好な耐食性が得られていた。
　なかでも、平均結晶粒径が１０μｍ以上４０μｍ以下である試料Ｎｏ．２－３、２－４、２－７および２－８ではいずれも、第１の浸漬処理におけるステンレス鋼板の溶解量を低減しつつ、特に低い接触抵抗が得られていた。
 

Claims (6)

  1. 　ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａが０．１５μｍ以上０．５０μｍ以下であり、かつ、ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳｓｋが０超である、燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
  2. 　前記ＩＳＯ　２５１７８に規定されるパラメータＳａが０．２０μｍ以上０．４８μｍ以下である、請求項１に記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
  3. 　［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］が８．０以下である、請求項１または２に記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
    　ここで、［金属形態以外（Cr＋Fe）］／［金属形態（Cr＋Fe）］は、鋼板表面において金属の形態として存在するCrおよびFeの合計に対する、金属以外の形態で存在するCrおよびFeの合計の比である。
  4. 　質量％で、
    　Ｃ：０．１００％以下、
    　Si：２．００％以下、
    　Mn：３．００％以下、
    　Ｐ：０．０５０％以下、
    　Ｓ：０．０１０％以下、
    　Cr：１５．０～２５．０％、
    　Ni：０．０１～３０．０％、
    　Al：０．５００％以下および
    　Ｎ：０．１００％以下
    であり、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する、請求項１～３のいずれかに記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
  5. 　前記成分組成が、さらに質量％で、
    　Cu：２．５０％以下、
    　Mo：４．００％以下、ならびに
    　Ti、NbおよびZrから選んだ１種または２種以上の元素：合計で１．００％以下
    のうちから選んだ１または２以上を含有する、請求項４に記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
  6. 　平均結晶粒径が１０μｍ以上４０μｍ以下である、請求項１～５のいずれかに記載の燃料電池のセパレータ用のステンレス鋼板。
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