特開 2025-5217 バイポーラプレート、セルの製造方法、セルの評価方法およびバイポーラプレートの評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005217

(43)【公開日】2025-01-16

(54)【発明の名称】バイポーラプレート、セルの製造方法、セルの評価方法およびバイポーラプレートの評価方法

(51)【国際特許分類】

   C25B 9/23 20210101AFI20250108BHJP

   H01M 8/0228 20160101ALI20250108BHJP

   H01M 8/0258 20160101ALI20250108BHJP

   C25B 9/00 20210101ALI20250108BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20250108BHJP

【ＦＩ】

C25B9/23

H01M8/0228

H01M8/0258

C25B9/00 A

H01M8/10 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105311

(22)【出願日】2023-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504165591

【氏名又は名称】国立大学法人岩手大学

(71)【出願人】

【識別番号】591006298

【氏名又は名称】ＪＦＥテクノリサーチ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】道畑 日出夫

(72)【発明者】

【氏名】八代 仁

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 昌信

【テーマコード（参考）】

4K021

5H126

【Ｆターム（参考）】

4K021AA01

4K021BA02

4K021DB31

4K021DB53

5H126AA08

5H126AA12

5H126BB06

5H126DD05

5H126DD14

5H126DD17

5H126EE03

5H126JJ02

5H126JJ03

(57)【要約】

【課題】低コスト化することができるバイポーラプレート、バイポーラプレートの製造方法およびバイポーラプレートの評価方法を提供する。
【解決手段】バイポーラプレート１は、ＸＹ平面に沿って延びる第１板部としての基板２と、基板２に対してＺ方向の一方側に積層される第２板部としての中間板３と、を備える。中間板３には、ＸＹ平面に沿って延びるとともにＺ方向に貫通した流路形成部３１が形成されている。流路形成部３１の内面３１３を側面とし、基板２の一方側の面としての内面２１を底面とした溝状の流路部Ａ１が形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定平面に沿って延びる第１板部と、
前記第１板部に対して板厚方向の一方側に積層される第２板部と、を備え、
前記第２板部には、前記所定平面に沿って延びるとともに前記板厚方向に貫通した流路形成部が形成され、
前記流路形成部の内面を側面とし、前記第１板部の前記一方側の面を底面とした溝状の流路部が形成されていることを特徴とするバイポーラプレート。

【請求項2】

前記第１板部と前記第２板部とは、別体に構成されるとともに分離可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバイポーラプレート。

【請求項3】

前記第２板部には、少なくとも一面に被膜が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイポーラプレート。

【請求項4】

前記第１板部の方が前記第２板部よりも厚く、前記第２板部の方が前記被膜よりも厚いことを特徴とする請求項３に記載のバイポーラプレート。

【請求項5】

水電解装置又は燃料電池に用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイポーラプレート。

【請求項6】

前記流路形成部の外周縁の内側領域において、前記第１板部の前記一方側の面の露出した割合が、全体の４０～６０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイポーラプレート。

【請求項7】

前記流路形成部は、複数の直線部と、隣り合う前記直線部の片側端部同士を接続する複数の接続部と、を含む蛇行形状を有し、
前記直線部の幅と、隣り合う前記直線部同士の間隔と、の比率が０．２：１～１：１であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイポーラプレート。

【請求項8】

請求項１又は２に記載のバイポーラプレートを用いたセルの製造方法であって、
互いに別体に構成された前記第１板部と前記第２板部とを一体化する一体化工程を含むことを特徴とするセルの製造方法。

【請求項9】

請求項１又は２に記載のバイポーラプレートを備えた水電解装置又は燃料電池において、電解又は電池性能特性を評価することを特徴とするセルの評価方法。

【請求項10】

請求項１又は２に記載のバイポーラプレートを備えた水電解装置又は燃料電池において、電解又は電池性能特性を評価することを特徴とするバイポーラプレートの評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バイポーラプレート、セルの製造方法、セルの評価方法およびバイポーラプレートの評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、燃料電池又は水分解装置では、エンドプレートであるカソード及びアノードと、これらの間に配置されて水素イオンが通過可能な膜と、が積層され、さらにこの両側にバイポーラプレートが配置される。このような燃料電池又は電気分解装置として、バイポーラプレートが吸熱器として機能するとともに放熱構造が設けられた電気化学セルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された電気化学セルでは、バイポーラプレートは、アルミニウムや鋼、ステンレス鋼、チタン、銅、Ｎｉ－Ｃｒ合金、インコネル等の電気及び熱伝導性材料から作製されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－５３０７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたようなバイポーラプレートを燃料電池又は水分解装置において用いる際、アノード側およびカソード側の少なくとも一方に、水やガスを供給するまたは排出するための流路を形成する必要がある。溝状の流路は、例えば切削等の加工により形成される。しかしながら、バイポーラプレートは、機械的強度や電気化学的特性等の要求を満たすように材質が選択されるため、このような加工が困難であり高コスト化してしまう場合があった。

【0005】

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コスト化することができるバイポーラプレートを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係るバイポーラプレートは、所定平面に沿って延びる第１板部と、前記第１板部に対して板厚方向の一方側に積層される第２板部と、を備え、前記第２板部には、前記所定平面に沿って延びるとともに前記板厚方向に貫通した流路形成部が形成され、前記流路形成部の内面を側面とし、前記第１板部の前記一方側の面を底面とした溝状の流路部が形成されていることを特徴とする。

【0007】

本発明の一態様に係るバイポーラプレートにおいて、前記第１板部と前記第２板部とは、別体に構成されるとともに分離可能に設けられている。

【0008】

本発明の一態様に係るバイポーラプレートにおいて、前記第２板部には、少なくとも一面に、被膜が設けられている。

【0009】

本発明の一態様に係るバイポーラプレートにおいて、前記第１板部の方が前記第２板部よりも厚く、前記第２板部の方が前記被膜よりも厚い。

【0010】

本発明の一態様に係るバイポーラプレートにおいて、水電解装置又は燃料電池に用いられる。

【0011】

本発明の一態様に係るバイポーラプレートにおいて、前記流路形成部の外周縁の内側領域において、前記第１板部の前記一方側の面の露出した割合が、全体の４０～６０％である。

【0012】

本発明の一態様に係るバイポーラプレートにおいて、前記流路形成部は、複数の直線部と、隣り合う前記直線部の片側端部同士を接続する複数の接続部と、を含む蛇行形状を有し、前記直線部の幅と、隣り合う前記直線部同士の間隔と、の比率が０．２：１～１：１である。

【0013】

一方、本発明に係るバイポーラプレートを用いたセルの製造方法は、互いに別体に構成された前記第１板部と前記第２板部とを一体化する一体化工程を含むことを特徴とする。

【0014】

一方、本発明に係るセルの評価方法は、上記のバイポーラプレートを備えた水電解装置又は燃料電池において、電解又は電池性能特性を評価することを特徴とする。

【0015】

一方、本発明に係るバイポーラプレートの評価方法は、上記のバイポーラプレートを備えた水電解装置又は燃料電池において、電解又は電池性能特性を評価することを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係るバイポーラプレートによれば、低コスト化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係るバイポーラプレートが用いられた水電解装置を示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態に係るバイポーラプレートを示す断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るバイポーラプレートの製造途中の状態を示す断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るバイポーラプレートの第２板部の平面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るバイポーラプレートの第１板部の平面図である。

【図6】本発明の変形例のバイポーラプレートの平面図である。

【図7】図６のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図8】本発明の実施例および比較例のバイポーラプレートの電流電圧特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバイポーラプレート１が用いられた水電解装置のセル１００を示す模式図であり、図２は、バイポーラプレート１を示す断面図であり、図３は、バイポーラプレート１の製造途中の状態を示す断面図であり、図４は、バイポーラプレート１の第２板部としての中間板３の平面図であり、図５は、バイポーラプレート１の第１板部としての基板２の平面図である。

【0019】

図２に示すように、本発明の実施形態に係るバイポーラプレート１は、所定平面（ＸＹ平面）に沿って延びる第１板部としての基板２と、基板２に対して板厚方向（Ｚ方向）の一方側に積層される第２板部としての中間板３と、を備える。中間板３には、ＸＹ平面に沿って延びるとともにＺ方向に貫通した流路形成部３１が形成されている。流路形成部３１の内面３１３を側面とし、基板２の一方側の面としての内面２Ａを底面とした溝状の流路部Ａ１が形成されている。

【0020】

図１に示すように、バイポーラプレート１は、水電解装置のセル１００に用いられる。セル１００は、中央に配置される固体高分子膜１０１と、固体高分子膜１０１を両面から挟むように重ねられるアノード触媒１０２及びカソード１０３触媒と、アノード触媒１０２及びカソード触媒１０３の外側に重ねられるアノードＰＴＬ（多孔質輸送層）１０４と、カソードＰＴＬ１０５と、アノードＰＴＬ１０４及びカソードＰＴＬ１０５の外側に重ねられるバイポーラプレート１と、を備える。以下では、セル１００の積層方向（図１の左右方向）において固体高分子膜１０１に向かう方向を「内側」とし、固体高分子膜１０１から離れる方向を「外側」とする。

【0021】

固体高分子膜１０１は、例えばパーフルオロエチレンスルホン酸系カチオン交換膜等のフッ素樹脂系イオン交換膜であればよい。

【0022】

アノード触媒１０２は、例えば酸化イリジウム等であればよい。

【0023】

カソード触媒１０３は、例えば白金担持カーボン等であればよい。

【0024】

セル１００においては、上記の固体高分子膜１０１とアノード触媒１０２とカソード触媒１０３とが、ＣＣＭ（Catalyst Coated Membrane）として構成される。

【0025】

アノード触媒１０２に重ねられるアノードＰＴＬ１０４は、例えば白金めっきした多孔質チタン等であればよい。

【0026】

カソード触媒１０３に重ねられるカソードＰＴＬ１０５は、例えばカーボンペーパーやカーボンクロス等であればよい。

【0027】

アノード側およびカソード側の各バイポーラプレート１は、被膜４が少なくとも内側（即ちアノードＰＴＬ１０４及びカソードＰＴＬ１０５側）を向くように配置される。バイポーラプレート１には、不図示の電極部が設けられており、この電極部に対し、電源１０６から延びる配線等が接続されるようになっている。

【0028】

上記のようなセル１００を作動させると、アノード側に配置されたＣＣＭにおいては、水分子が分解されて酸素ガスと水素イオンとが生じる。

【0029】

また、アノード側のＣＣＭにおける上記反応により生じた水素イオンが固体高分子膜１０１を通過してカソード側に向かい、カソード側に配置されたＣＣＭにおいて、水素ガスが生じる。

【0030】

ここで、バイポーラプレート１の詳細について説明する。まず、基板２は、チタン又はステンレス鋼を基材として構成されている。このとき、例えば金や白金等の貴金属めっきスプレー塗布によるコーティングや、ＰＶＤ又はＣＶＤ等の蒸着又は熱窒化等が施されていてもよいし、コーティングや蒸着、熱窒化等が施されていなくてもよい。基板２の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下である。

【0031】

以下では、バイポーラプレート１の基板２が沿って延びる平面（所定平面）をＸＹ平面とし、基板２の板厚方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向は、セル１００の積層方向と一致しており、Ｚ方向においても、セル１００において内側を向いた側（一方側）を「内側」とし、セル１００において外側を向いた側（他方側）を「外側」とする。基板２は、内面２Ａと外面２Ｂとを有する。

【0032】

基板２は、図５に示すように例えば四角形板状に形成され、斜めに対向する（対角線によって結ばれる）角部に貫通孔２１が形成されている。

【0033】

中間板３は、チタン又はステンレス鋼を基材として構成されている。中間板３の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下である。中間板３は、基板２に対して内面２Ａに積層される。中間板３は、ＸＹ平面に沿って延び、内面３Ａと外面３Ｂとを有する。即ち、基板２と中間板３とは平行に延びており、板厚方向が互いに一致する。

【0034】

中間板３には、図４にも示すように、ＸＹ平面に沿って延びるとともに中間板３をＺ方向に貫通した流路形成部３１と、貫通孔３２と、流路形成部３１と貫通孔３２とを接続する傾斜部３３と、が形成されている。貫通孔３２は、例えば四角形板状に形成された中間板３において対角線によって結ばれる角部に形成され、基板２の貫通孔２１と重なるように配置されている。

【0035】

流路形成部３１は、Ｘ方向に沿って延びる複数の直線部３１１と、隣り合う直線部３１１の片側端部同士を接続する複数の接続部３１２と、を含む蛇行形状を有している。流路形成部３１は、図４における左上の角部および右下の角部を端部３１Ａ，３１Ｂとしており、これらの端部３１Ａ，３１Ｂが、Ｘ方向およびＹ方向に対して傾斜した傾斜部３３によって、貫通孔３２に接続されている。

【0036】

貫通孔である流路形成部３１は、Ｚ方向に沿って延びる内面３１３を有する。例えば図２に示すような断面においては、Ｙ方向に対向する一対の内面３１３が形成されている。

【0037】

基板２に中間板３が積層されると、流路形成部３１において基板２の内面２Ａが露出する。内面２Ａのうち露出した部分を露出部２Ｃとする。これにより、露出部２Ｃを底面とし、流路形成部３１の一対の内面３１３を側面とする溝状の流路部Ａ１が形成される。流路部Ａ１は一面側が開放された樋状となっているが、この開放された側はアノードＰＴＬ１０４及びカソードＰＴＬ１０５によって閉塞される。

【0038】

基板２の外面２Ｂ側に位置する水は、流路部Ａ１を通過して再び外面２Ｂ側に戻ることができるようになっている。即ち、基板２の外面２Ｂ側から一方の貫通孔２１に導入された水は、貫通孔３１に到達し、傾斜部３３を経由して流路部Ａ１に導入される。この水は流路部Ａ１を通過し、他方の傾斜部３３に到達し、他方の貫通孔３１および貫通孔２１を通過して再び基板２の外面２Ｂ側に到達する。

【0039】

上記のような流路形成部３１の外周縁の内側領域Ａ２において、内側領域Ａ２の全体の面積に対する露出部２Ｃの面積の割合は、４０～６０％であることが好ましい。また、直線部３１１の幅Ｗと、Ｙ方向に隣り合う直線部３１１同士の間隔Ｌと、の比率が、０．２：１～１：１であることが好ましい。尚、流路形成部３の一対の内面３１３は、互いに平行でなくてもよく、例えば内面２Ａに向かうにしたがって互いに近づくことにより、断面Ｖ字状の流路形成部が形成されてもよい。このように一対の内面３１３が互いに平行でない場合、これらの最大の間隔を上記の間隔Ｌとした場合も、最小の間隔を上記の間隔Ｌとした場合のいずれにおいても、幅Ｗと間隔Ｌとの上記比率を満たすことが好ましい。

【0040】

被膜４は、例えば金や白金等の貴金属めっきスプレー塗布によるコーティングや、ＰＶＤ又はＣＶＤ等の蒸着又は熱窒化等により構成されている。被膜４の形成方法は、材質等に応じた適宜なものが採用されればよい。被膜４の厚さは、例えば０．５μｍ以上且つ３μｍ以下である。図２においては、被膜４が内面３Ａ及び外面３Ｂの両方に設けられた様子を示している。外面３Ｂに被膜を設けることにより、中間板３と基板２との接触抵抗を減少させることができる。

【0041】

中間板３と被膜４とは、一体的に設けられ、内側板部材５を構成する。内側板部材５は、基板２とは別体に構成されるとともに、分離可能に設けられている。即ち、中間板３の外面３Ｂは、基板２の内面２Ａに対して接着されておらず、単に重ねられて接触した構成となっている。

【0042】

バイポーラプレート１では、Ｚ方向において、基板２の方が中間板３よりも厚く、中間板３の方が被膜４よりも厚い。尚、被膜４は中間板３に対して両面に設けられているが、片側の厚さも、両側合計の厚さも、中間板３の厚さよりも小さい。

【0043】

上記のようなバイポーラプレート１を備えたセル１００は、以下に説明する製造方法によって製造される。まず、切断等の適宜な加工によって、板状の基板２を形成する。切断等の適宜な加工によって、基板２とは独立に、板状且つ流路形成部３３を有する中間板３を形成する。次に、この中間板３に対し、上記のような方法で被膜４を形成し（被膜形成工程）、内側板部材５を形成する。その後、セル１００における他の部材（固体高分子膜１０１やアノード触媒１０２、カソード触媒１０３、アノードＰＴＬ１０４，カソードＰＴＬ１０５）とともに、互いに別体に構成された基板２と内側板部材５と一体化する（一体化工程）。一体化工程においては、例えばねじ等の締結部材によって積層方向から締め付ければよい。尚、基板２と内側板部材５とのみを固定してもよく、この場合、例えば溶接や圧着等により一体化してもよい。

【0044】

上記のように構成されたバイポーラプレート１は、電解又は電池性能が評価される。このように評価される特性としては、電流電圧特性や、電気化学インピーダンス、定電圧、定電流、サイクリックボルタンメトリが例示される。また、バイポーラプレート１を備えた水電解装置又は燃料電池のセルについて電解又は電池性能を評価してもよい。また、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ－ＭＳ）や、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＥＳ）、イオンクロマトグラフィー（ＩＣ）等によってセルの特性を評価してもよい。

【0045】

このように、本発明の実施形態に係るバイポーラプレート１によれば、露出部２Ｃを底面とし、貫通孔である流路形成部３１の一対の内面３１３を側面とする溝状の流路部Ａ１が形成されていることで、１部材の基板に対して溝を形成する場合と比較して、材質の選択自由度が高く、容易に加工することができ、低コスト化することができる。例えば、基板２と中間板３とのうち中間板３のみを加工容易な材質とすることができる。また、貫通孔を形成する場合には、非貫通の溝を形成する場合とは異なり、加工時に溝深さを管理する必要がない。

【0046】

また、上記のように流路部Ａ１が形成されていることで、基板２がアノードＰＴＬ１０４及びカソードＰＴＬ１０５と直接接触しない。これにより、基板２の材質として耐食性が比較的低いものを選択したり、被膜を設ける等の表面処理等を省略したりすることができ、低コスト化することができる。

【0047】

また、基板２と中間板３と被膜４とを有し、少なくとも３層構造を有することで、チタン又はチタン合金製の板部材と被膜との２層構造である場合と比較して、材料の選択自由度を向上させることができる。即ち、チタン又はチタン合金からなる中間板３と被膜４とによってセル１００に用いられた際の性能（耐食性性）を確保しつつ、基板２を適宜に選択することで低コスト化することができる。このとき、基板２が中間板３よりも厚いことにより、中間板３の材料の使用量を削減することができ、低コスト化しやすい。

【0048】

また、基板２と内側板部材５とが別体に構成されるとともに分離可能に設けられていることで、基板２と中間板３との材質の組み合わせによらず、これらを組み付けることができ、材質の選択自由度をさらに向上させることができる。

【0049】

また、基板２がステンレス鋼を基材として構成されている場合には、バイポーラプレート１の機械的強度を確保しつつ低コスト化することができる。

【0050】

また、基板２の厚さが０．１ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であり、中間板３の厚さが０．１ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であり、被膜４の厚さが０．５μｍ以上且つ３μｍ以下であることで、バイポーラプレート１の耐食性および機械的強度を確保しつつ低コスト化しやすくすることができる。

【0051】

尚、本発明は上記の実施形態の形態に限定されず、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、上記の本発明の実施形態では、基板２がチタン又はステンレス鋼を基材として構成されているものとしたが、基板の材質は、機械的強度やコストだけでなく例えば重量や加工容易性等に応じて適宜に選択されればよい。

【0052】

また、上記の実施形態では、第２板部としての中間板３の内面（基板２とは反対側を向いた面）３Ａおよび外面（基板２側を向いた面）３Ｂの両方に被膜４が設けられるものとしたが、内面３Ａのみ又は外面３Ｂのみに被膜を設けてもよい。即ち、中間板３の少なくとも一面に被膜を設けるようにしてもよい。

【0053】

また、上記の実施形態では、バイポーラプレート１が基板２と中間板３と被膜４とを備えて３層構造となっているものとしたが、バイポーラプレートは少なくとも２つの板部を備えていればよく、その層数は限定されない。

【0054】

また、上記の実施形態では、基板２の厚さが０．１ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であり、中間板３の厚さが０．１ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であり、被膜４の厚さが０．５μｍ以上且つ３μｍ以下であるものとしたが、これらの厚さは、バイポーラプレートに要求される性能やコスト、その他の特性に応じて適宜に設定されればよい。例えば、より高い機械的強度が要求される場合には基板を厚くしてもよいし、バイポーラプレートの耐食性を向上させたい場合には中間板および被膜を厚くしてもよいし、さらなる低コスト化が要求される場合には各層を薄くしてもよい。このとき、各層の厚さの関係は、上記の実施形態のように基板２の方が中間板３よりも厚く、中間板３の方が被膜４よりも厚い関係に限定されない。

【0055】

また、上記の実施形態では、基板２と内側板部材５とが別体に構成されるとともに分離可能に設けられているものとしたが、基板と内側板部材とが一体的に（即ち分離不能に）構成されていてもよい。このとき、基板と内側板部材とを別体に構成した後に例えば接着等により一体化してもよい。このような構成によれば、バイポーラプレートを水電解装置に組み込む際の組み付け性を向上させることができる。

【0056】

また、上記の実施形態では、内側領域Ａ２の全体の面積に対する露出部２Ｃの面積の割合が４０～６０％であり、直線部３１１の幅Ｗと隣り合う直線部３１１同士の間隔Ｌとの比率が、０．２：１～１：１であるものとしたが、これらの比率は、バイポーラプレートに要求される各種の特性に応じて決定されればよく、上記の範囲外であってもよい。

【0057】

また、上記の実施形態では、流路形成部３１が蛇行形状を有しているものとしたが、流路形成部は、流体が通過可能な形状を有していればよく、蛇行形状に限定されない。例えば図６，７に示すように、中間板３において、Ｚ方向に貫通した流路形成部３４と、複数の島形成部３５～３９と、を有する構成としてもよい。流路形成部３４は、島形成部３５～３９を囲む位置に形成されている。また、島形成部３５～３９は、その対角線がＸ方向又はＹ方向に沿った正方形状に形成され、互いに接続されるとともに、中間板３の本体に対して接続されており、分離しないようになっている。中間板３を基板２に対して積層すると、上記の実施形態同様に、流路形成部３４において基板２の内面２Ａが露出し、流路部が形成される。このとき、島形成部３５～３９は、内面２Ａ（露出部２Ｃ）から突出した島状となり、即ち流体が通過しない部分となる。このような形態においても、流路形成部３４の外周縁の内側領域Ａ３において、内側領域Ａ３の全体の面積に対する露出部２Ｃの面積の割合は、４０～６０％であることが好ましい。尚、図７では、説明の都合上、被膜を省略しているが、上記の実施形態同様に、被膜が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

【0058】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に係るバイポーラプレートに限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

【0059】

［実施例］
実施例１および比較例１のバイポーラプレートのそれぞれを備えたセルにおいて、電流電圧特性を評価した。尚、各々のセルにおいては、アノード側及びカソード側の両方に実施例１のバイポーラプレートを用いるか、又は、両方に比較例１のバイポーラプレートを用いた。

【0060】

実施例１のバイポーラプレートとしては、上記の実施形態同様に、基板２と、蛇行形状の流路形成部３１を有する中間板３と、を有するものを用いた。比較例１のバイポーラプレートとしては、１枚の板材に対して切削加工を施すことにより流路部を形成したものを用いた。また、実施例１および比較例１の共通条件は、表１に示す通りである。

【0061】

【表1】

【0062】

図８に示すように、実施例において、比較例と同等の電流電圧特性が得られ、水電解装置に用いるためのバイポーラプレートとして、充分な特性を有することが確認された。

【0063】

また、燃料電池に用いるためのバイポーラプレートについても上記同様に電流電圧特性を評価した。この場合も、基板２と、蛇行形状の流路形成部３１を有する中間板３と、を有する実施例２のバイポーラプレートにおいて、１枚の板材に対して切削加工を施すことにより流路部を形成した比較例２のバイポーラプレートと同等の電流電圧特性が得られ、燃料電池に用いるためのバイポーラプレートとして、充分な特性を有することが確認された。

【符号の説明】

【0064】

１…バイポーラプレート、２…基板（第１板部）、２１Ａ…内面（一方側の面）、３…中間板（第２板部）、３１…流路形成部、３１３…内面、４…被膜、Ａ１…流路部、１００…セル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】