用於燃料電池的金屬雙極板
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從化石燃料到燃料電池
氫能作為不排放二氧化碳的下一代新能源倍受矚目。使用氫發電的系統「氫燃料電池」，是建立廣泛使用氫能的「氫能社會」的關鍵之一。目前聯合國正在為實現可持續發展目標（SDGs）進行長期政策調整。此外世界也正在重新評估當前以高碳排放化石燃料為主的能源系統，並已開始轉向清潔和可持續的能源。而雙極板則是此燃料電池所需的重要部件之一。
雙極版的基本構造
燃料電池的燃料堆是由單電池堆疊製成的電池組。雙極板是夾在各個單電池之間的板狀部件，起到隔離燃料氣體和空氣的作用。除了用來密封電池外，並在內部形成流動通道，具有輸送氫氣和空氣的作用。雙極板由碳或金屬製成，碳的特點是具有很強的耐腐蝕性和低電阻，但具有機械強度較弱的缺點。另一方面金屬製具有高機械強度和低電阻，但在耐腐蝕性方面則需要另想辦法處理。
金屬雙極板的挑戰
使用金屬雙極板不僅可以將電池組的尺寸減小到70%左右，甚至在零下20℃的寒冷環境下也可以啟動。此外還具有可以製造大面積的寬平分隔板的優點。
然而，雙極板在處理腐蝕和製造方法方面仍存在一些挑戰。關於腐蝕方面需要對金屬做一些防腐蝕加工。在通道設計方面，通道數越多，長度越長，折回數越多，則電化學反應越有利。因此，以窄間距佈置細微流道是製造高性能分隔板的關鍵要點。
解決方案
本公司UPT集團僅向顧客提供由光蝕刻以及擴散鍵合製造，內部具有微通道流路的SUS316L製金屬雙極版。
本產品不僅可用於燃料電池和電池組開發的原型試作，還可用於批量生產。
方案優點
- 光蝕刻能夠加工製作薄板，非常適合用於輕量化產品。此外使用的難切割金屬材料具有優良的耐腐蝕性。
- 能夠支持超小通道寬度及通道間距設計的精細加工製造方法。
- 基本無須花費初期設備投資費用，可以嘗試多種設計方案有助於開發最佳的燃料電池。
光蝕刻加工・擴散鍵合製作的金屬雙極版
金屬雙極板產品概要
- 金屬材質：鈦
- 長邊尺寸：340ｍｍ
- 短邊尺寸：160ｍｍ
- 流道寬度：1ｍｍ
- 流道間距：2ｍｍ
- 流道長度：660mm
- 流道數量/面：22條
- 厚度/層：0.4ｍｍ
要點1
使用光蝕刻加工技術支持製作小間距的微通道
本公司的金屬雙極板能夠製作提高產品性能必不可缺的薄板形狀。光蝕刻加工與擴散鍵合的組合甚至連50μm的薄板形狀也能製造。此外還能製作寬度0.4ｍｍ、間距1.0ｍｍ配置的流道，實現了高效率的氣體移動。高效率的圓筒型流道也能夠實現。
要點2
選用耐腐蝕性難切割金屬材料
選定具有高耐腐蝕性的SUS316L（不鏽鋼）和鈦、鋁為基本材料，使用光蝕刻加工與擴散鍵合的製造方法實現了能夠長期使用的產品。
要點3
初始成本只需要原版費。可以隨意嘗試原型試作。
光蝕刻法是一種將金屬熔解並製造的金屬加工方式。與衝壓等其他的加工方法不同，初始成本只需要原版費。此外光蝕刻是一種適用於需要反復原型試作的燃料電池開發過程的加工方法。本公司可以處理從原型到量產的製造，因此原型的問題可以反饋在量產中，從而縮短量產品的開發時間並提高產品品質。
