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Investigation of highly corrosion resistant stainless steel

Research Project

Project/Area Number 18K19127
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 36:Inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

Umeda Minoru  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20323066)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 白仁田 沙代子  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90580994)
松田 翔風  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (90800649)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsステンレススチール / 高耐食化 / 燃料電池 / セパレータ
Outline of Final Research Achievements

Bipolar plates of polymer electrolyte fuel cells for fuel cell vehicles are required to possess mechanical strength and high corrosion resistance. We have investigated nitrogen-heat-treated stainless steel having a high corrosion resistance by nitrogen heat treatment on stainless steel. In this study, a Cr-N layer and a Cr-O-N layer were prepared on a conductive substrate using a reactive sputtering method to clarify the mechanism of the improvement of corrosion resistance. As a result, the highest corrosion resistance sample was prepared by following conditions; the gas pressure was 0.16 Pa during Cr sputtering, the Ar gas flow rate was 6 cm3 min-1, the N2 gas flow rate was 30 cm3 min-1, and then post-annealing was performed at 800 °C. The N/Cr ratio of the sample was 1.7.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

固体高分子形燃料電池は,1セル(1ユニット)当たりの電圧は1ボルト程度であるため,通常は数十~数百セルを直列接続(スタック)して実装使用する。ここで燃料電池自動車の本格実用化の障壁となっているのがコスト面であり,電池部材の中でセパレータ材料が2番目に高いコスト比率を有している。燃料電池自動車用には薄くて振動に強く,かつ安価な耐食性金属セパレータ開発が望まれており,本研究の成果は今後の車載用の固体高分子形燃料電池開発に貢献できる。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020 2019

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] 反応性スパッタリング法によるセパレータ用Cr-N膜のポストアニーリング条件検討2021

    • Author(s)
      李鳴,星野太一,山田さくらこ,白仁田沙代子,梅田実
    • Organizer
      第28回燃料電池シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] PEFCセパレータ応用へ向けた反応性スパッタリング法によるCr(O,N)膜の作製と評価2021

    • Author(s)
      星野 太一,李 鳴,松井 達也,白仁田 沙代子,梅田 実
    • Organizer
      第28回燃料電池シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] スパッタリング法による燃料電池セパレータ用Crベース膜の作製および特性評価2020

    • Author(s)
      李鳴, 星野太一, 山田さくらこ, 白仁田沙代子, 相馬憲一, 梅田実
    • Organizer
      第27回燃料電池シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] PEFCセパレータ応用へ向けた反応性スパッタリング法により作製したCr-O-N膜の耐食性評価2020

    • Author(s)
      白仁田沙代子, 星野太一, 李鳴, 相馬憲一, 梅田実
    • Organizer
      第61回電池討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Niフリーステンレス鋼の低圧窒素熱処理による高耐食化2019

    • Author(s)
      山田さくらこ,李 鳴,白仁田沙代子,田中正治,相馬憲一,梅田 実
    • Organizer
      電気化学会第86回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Cr-N表面処理したNiフリーステンレス鋼の電気化学測定による耐食性評価2019

    • Author(s)
      白仁田沙代子,山田さくらこ,田中正治,相馬憲一,梅田 実
    • Organizer
      電気化学会第86回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-07-25   Modified: 2022-01-27  

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