(57)【要約】【課題】高い発電性能をもつ固体高分子型燃料電池を実現する。【解決手段】固体高分子型燃料電池１００は、燃料極１０２、酸素極１０８および固体高分子電解質膜１１４を誘電率１２以上３０以下のアルコール中に浸漬して湿潤させてからそれらを接合したＭＥＡ１０１を用いているため、それらの接合性を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜と、電解質を含む酸素極および燃料極とを、誘電率が１２以上３０以下の水溶性のアルコール中に浸漬して湿潤させる工程と、
前記酸素極、前記固体高分子電解質膜、および前記燃料極の順に積層して接合する工程と、
を含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の固体高分子型燃料電池の製造方法において、
前記固体高分子電解質膜は、炭化水素系樹脂またはフッ素系樹脂からなることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固体高分子型燃料電池の製造方法において、
前記電解質は、炭化水素系樹脂またはフッ素系樹脂からなることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載の固体高分子型燃料電池の製造方法において、
前記アルコールは、エタノール、または２−プロパノールであることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の固体高分子型燃料電池の製造方法において、
前記アルコールの体積濃度を５０％以下とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の固体高分子型燃料電池の製造方法において、
前記アルコール中に浸漬して湿潤させる前記工程は、浸漬時間を５分以内とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の固体高分子型燃料電池の製造方法において、
前記アルコール中に浸漬して湿潤させる前記工程は、前記酸素極および前記燃料極を浸漬する前記アルコールの体積濃度を３０％以下とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかに記載の固体高分子型燃料電池の製造方法において、
前記酸素極、前記固体高分子電解質膜、および前記燃料極の順に積層して接合する前記工程は、熱プレスすることによって接合することを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項９】
電解質を含む酸素極、固体高分子電解質膜、および電解質を含む燃料極の順に積層され接合された接合体を備え、
前記酸素極、前記固体高分子電解質、および前記燃料極は、誘電率１２以上３０以下の水溶性のアルコール中に浸漬された後、接合されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１０】
請求項９に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記固体高分子電解質膜は、炭化水素系樹脂またはフッ素系樹脂からなることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の固体高分子型燃料電池において、
前記電解質は、炭化水素系樹脂またはフッ素系樹脂からなることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１２】
請求項９乃至１１いずれかに記載の固体高分子型燃料電池において、
前記アルコールは、エタノール、または２−プロパノールであることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項１３】
請求項９乃至１２いずれかに記載の固体高分子型燃料電池において、
前記酸素極、前記燃料極、および前記固体高分子電解質膜は熱プレスを用いて接合されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料を使用した固体高分子型燃料電池は、小型、軽量化が容易であるために、今日では携帯機器をはじめとした種々の電子機器用電源としての研究開発が活発に進められている。その中でもメタノールを燃料としたダイレクトメタノール型燃料電池は、燃料のエネルギー密度が高く持ち運びが容易であることから実用化が期待されている。
【０００３】
ダイレクトメタノール型燃料電池は、固体高分子電解質膜を燃料極と酸素極とで挟持した構造の電解質膜−電極接合体（ＭＥＡ；Ｍｅｍｂｒａｎｅ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を備えている。一般的に固体高分子電解質膜にはフッ素系樹脂をスルホン化したプロトン導電性材料（例えば、商品名ナフィオン＆Ｏｇｒａｖｅ；（デユポン社））が用いられているが、近年では低コスト化やメタノール透過量の低減を目的とした炭化水素系樹脂をスルホン化した電解質材料の開発検討も進展している。
【０００４】
一方で、電極には燃料を酸化還元するための触媒と前述のプロトン導電性電解質樹脂との複合物を基材電極に塗布した形態が一般的に用いられる。そして、前述の固体高分子電解質膜と電極とを別々に製造し、それらを最終的に熱プレスなどで接合したＭＥＡが形成されている。ここで、電極と電解質膜に用いる樹脂の材料や分子量などはそれぞれ異なっているので、両者の接合性が低下しやすい。そのため、ＭＥＡの発電性能を高める上で、両者の接合性をいかに高められるかが重要な課題となっている。
【０００５】
特許文献１には、電解質膜電極接合体の接合前に、電解質膜及び電極をあらかじめ純水又はメタノールあるいはこれらの混合溶液に浸漬あるいは暴露することが記載されている。
【０００６】
また特許文献２には、触媒層の形成された触媒層転写フィルムで、あらかじめ浸潤された電解質膜を挟持して積層体を形成し、膜電極接合体を製造することが記載されている。ここでは、電解質膜を水またはエタノール、ＮＰＡ、ブタノールなどを利用して浸潤することが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２７２６７２号公報
【特許文献２】特開２００７−１４１６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、本発明者が特許文献１に記載されたメタノール水溶液を用いて検討したところ、次のような問題があることが分かった。すなわち、電解質膜と電極との十分な接合性を得るには、電解質膜及び電極のメタノール水溶液への浸漬時間が少なくとも１時間以上必要であった。そのため、大気中では触媒との反応性が高いメタノールと酸素に長時間暴露することになるので、電極の触媒の溶出などが起こり、結果として発電性能が低下するという問題が生じた。
【０００９】
また、特許文献２記載の技術では、電解質膜のみをあらかじめ浸潤するため、電解質膜及び電極との十分な接合性を得るにはさらなる改善の余地があった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発電性能が高い固体高分子型燃料電池およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上述した電解質膜と電極との十分な接合性を得るために、それらを接合する前に予め湿潤させる溶液について検討をした。その結果、電解質膜と電極を誘電率３０以下のアルコール中に浸漬して湿潤させてからそれらを接合したＭＥＡを用いると、接合性が向上し、高い発電性能をもつ固体高分子型燃料電池が得られることが見出された。
【００１２】
本発明による固体高分子型燃料電池は、
電解質を含む酸素極、固体高分子電解質膜、および電解質を含む燃料極の順に積層され接合された接合体を備え、
前記酸素極、前記固体高分子電解質、および前記燃料極は、誘電率１２以上３０以下の水溶性のアルコール中に浸漬された後、接合されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明による固体高分子型燃料電池の製造方法は、
固体高分子電解質膜と、電解質を含む酸素極および燃料極とを、誘電率が１２以上３０以下の水溶性のアルコール中に浸漬して湿潤させる工程と、
前記酸素極、前記固体高分子電解質膜、および前記燃料極の順に積層して接合する工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発電性能が高い固体高分子型燃料電池およびその製造方法が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明による固体高分子型燃料電池の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、固体高分子型燃料電池１００の構造を模式的に示した断面図である。
固体高分子型燃料電池１００は、電解質を含む酸素極１０８、固体高分子電解質膜１１４、および電解質を含む燃料極１０２の順に積層され接合されたＭＥＡ（電極−電解質膜接合体；Ｍｅｍｂｒａｎｅ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０１を備えている。また、酸素極１０８、固体高分子電解質１１４、および燃料極１０２は、誘電率１２以上３０以下のアルコール中に浸漬された後、接合されている。
【００１７】
ＭＥＡ１０１は、燃料極１０２、酸素極１０８および固体高分子電解質膜１１４から構成される。燃料極１０２は基体１０４および触媒層１０６から構成される。酸素極１０８は基体１１０および触媒層１１２から構成される。ＭＥＡ１０１が、燃料極側セパレータ１２０および酸素極側セパレータ１２２を介して電気的に接続され、固体高分子型燃料電池１００が作製される。
【００１８】
本実施形態の固体高分子型燃料電池１００において、ＭＥＡ１０１の燃料極１０２には、燃料極側セパレータ１２０を介して燃料１２４が供給される。燃料１２４としては、特にメタノールが好ましい。また、ＭＥＡ１０１の酸素極１０８には、酸素極側セパレータ１２２を介して空気あるいは酸素等の酸化剤１２６が供給される。
【００１９】
図２は、第１実施形態におけるＭＥＡ１０１の製造方法を示すフローチャート図である。以下、図２を用いて、ＭＥＡ１０１の製造方法について説明する。
【００２０】
本実施形態において、まず、ＭＥＡ１０１を構成する固体高分子電解質膜１１４及び一対の酸素極１０８と燃料極１０２を用意し、乾燥する（Ｓ１０１）。
【００２１】
固体高分子電解質膜１１４としては、燃料に対する耐食性を有すると共に、水素イオン（プロトン）の伝導性が高く、かつ、電子伝導性をもたない高分子膜が好適に使用される。
【００２２】
より具体的には、固体高分子電解質膜１１４は、炭化水素系樹脂またはフッ素系樹脂から構成される。固体高分子電解質膜１１４の構成材料としては、スルホン基、リン酸基、ホスホン基、ホスフィン基等の強酸基や、カルボキシル基等の弱酸基等の極性基を有するイオン交換樹脂が好ましく、例えば、パーフルオロスルホン酸系樹脂、スルホン化ポリエーテルスルホン酸系樹脂、スルホン化ポリイミド系樹脂等が挙げられる。より具体的には、例えば、スルホン化ポリ（４−フェノキシベンゾイル−１，４−フェニレン）、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリスルホン、スルホン化ポリイミド、アルキルスルホン化ポリベンゾイミダゾール等の芳香族系高分子が挙げられる。この中でも特に、スルホン化ポリアリーレンまたはスルホン化ポリアリーレンエーテルが好ましい。これにより、接合性をさらに高めることができる。
【００２３】
固体高分子電解質膜１１４の膜厚は、その材質や燃料電池の用途等に応じて、１０μｍ〜２００μｍ程度の範囲内で適宜設計できる。
【００２４】
酸素極１０８は、酸素を還元して水にする電極である。酸素極１０８は、電解質と、触媒微粒子との混合物を電極基材に塗布したものから構成される。例えば、フッ素系樹脂からなるプロトン伝導体を有する電解質と、触媒をカーボン等の担体に担持させた粒子（粉末を含む）又は担体を有さない触媒単体と、の混合物からなる触媒層１１２を、カーボンペーパー或いはＳＵＳやＴｉなどの金属網や発泡体等の基体１１０上にスプレーなどで塗布することで形成することができる。電解質としては、例えば、炭化水素系樹脂またはフッ素系樹脂が挙げられ、特に、パーフルオロスルホン酸系樹脂が好ましい。これにより、接合性をさらに高めることができる。
【００２５】
燃料極１０２は、メタノールなどアルコール水溶液から水素イオンとＣＯ２ガスと電子を生成する電極であり、上記の酸素極１０８と同様にして構成される。燃料極１０２の基体１０４および触媒層１０６は、酸素極１０８の基体１１０および触媒層１１２と同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００２６】
酸素極１０８および燃料極１０２に用いられる触媒としては、白金、ロジウム、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、レニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、ランタン、ストロンチウム、イットリウム等が挙げられる。触媒は、１種のみでも、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
触媒を担持する粒子としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の炭素系材料が例示される。
【００２８】
触媒を担持する粒子の大きさは、例えば炭素系材料が粒状物であるときには、０．０１μｍ〜０．１μｍ程度の範囲内、好ましくは０．０２μｍ〜０．０６μｍ程度の範囲内で適宜設計できる。
【００２９】
粒子に触媒を担持させるには、例えば含浸法を適用することができる。酸素極１０８の単位面積当たりの触媒量は触媒の種類や大きさ等に応じて２０ｍｇ／ｃｍ２以下で適宜設計できる。
【００３０】
また、固体高分子電解質膜１１４の材料と、酸素極１０８および燃料極１０２の電解質の材料との組み合せは、特に限定されず、固体高分子電解質膜１１４が炭化水素系樹脂、酸素極１０８および燃料極１０２の電解質がフッ素系樹脂であってもよく、また逆の組合せでもよい。すなわち、本実施形態において、異なる材料同士であっても固体高分子電解質膜１１４と、酸素極１０８および燃料極１０２との接合性の低下を抑制できる。
【００３１】
次に、上記のように準備した固体高分子電解質膜１１４、酸素極１０８及び燃料極１０２を乾燥状態で用意した後、誘電率３０以下の水溶性アルコールに浸漬する（Ｓ１０２）。固体高分子電解質膜１１４、酸素極１０８及び燃料極１０２は別々に用意したアルコールに浸漬してもよい。
【００３２】
アルコールは誘電率が１２以上３０以下のもので水溶性である。セル電圧特性の観点から、アルコールの誘電率は、３０以下が好ましく、２７以下がより好ましい。また、アルコールの誘電率は、１２以上が好ましく、より好ましくは１５以上、更に好ましくは１８以上である。これにより、ＭＥＡ１０１の接合性をさらに向上できる。
【００３３】
また、アルコールとしては、触媒に用いる材料との反応性が低い方が好ましい。例えば、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール（イソプロピルアルコール）、１−ブタノールが挙げられる。この中でも、エタノール、２−プロパノールが好ましい。これにより、生産性と安全性をより改善できる。
【００３４】
アルコールは水溶液として用いることが好ましい。この場合、固体高分子電解質膜１１４、酸素極１０８及び燃料極１０２には、アルコールと水の両方が浸透するがアルコールの方がより浸透しやすい。これにより、アルコールの揮発を抑制し、固体高分子電解質膜１１４、酸素極１０８及び燃料極１０２に浸透したアルコールが揮発することによってそれらの内部に空気が入り込むのを阻止できる。これにより、接合性を高くできる。また、アルコールが浸透しやすくなるため、浸漬時間を短くできる。
【００３５】
また、アルコールは体積濃度５０％以下、より好ましくは体積濃度３０％以下、さらに好ましくは体積濃度２５％以下である。これにより、電極の触媒や電解質の一部が溶液中に溶出するのを抑制できる。また、アルコールは体積濃度５％以上、より好ましくは体積濃度１０％以上である。固体高分子電解質膜１１４、酸素極１０８及び燃料極１０２を浸漬するアルコール水溶液の体積濃度はそれぞれ異なっていてもよい。また、固体高分子電解質膜１１４と酸素極１０８及び燃料極１０２とを別々のアルコールに浸漬する場合、酸素極１０８及び燃料極１０２を浸漬するアルコール水溶液の濃度を、体積濃度３０％以下としてもよい。これにより、酸素極１０８及び燃料極１０２をより湿潤させて、接合性を高くできる。また、この浸漬工程は大気中で行う。
【００３６】
固体高分子電解質膜１１４、酸素極１０８及び燃料極１０２の浸漬時間は、できるだけ短い方が好ましい。例えば浸漬時間は、１２時間以内が好ましく、より好ましくは１時間以内、さらに好ましくは１０分以内である。特に、酸素極１０８及び燃料極１０２の浸漬時間は、１０秒以上、５分以内としてもよい。これにより、酸素極１０８及び燃料極１０２の触媒の溶出を抑制でき、より生産性を高められる。
【００３７】
次にアルコール溶液から固体高分子電解質膜１１４、酸素極１０８及び燃料極１０２を取り出し、酸素極１０８、固体高分子電解質膜１１４、燃料極１０２の順に積層したものを耐熱性及び耐酸性を有するテフロン（登録商標）シートに挟み込んで、接合する。ここで酸素極１０８及び燃料極１０２の触媒層側がそれぞれ、固体高分子電解質膜１１４に接するよう配置にする。つづけて、予め加熱しておいたプレス機に挿入して熱プレスする（Ｓ１０３）。これにより、ＭＥＡ１０１を得ることができる。
【００３８】
なお、酸素極１０８及び燃料極１０２の浸漬に用いたアルコール水溶液の濃度が、固体高分子電解質膜１１４の浸漬に用いたアルコール水溶液の濃度よりも高い場合は、熱プレスの前に、酸素極１０８及び燃料極１０２を固体高分子電解質膜１１４の浸漬に用いたアルコール水溶液を通してから熱プレスすることが好ましい。
【００３９】
この際の熱プレスの温度は、電解質の軟化温度付近で行うことが好ましい。また、圧力は５０ｋｇ／ｃｍ２くらいが好ましい。
【００４０】
得られたＭＥＡ１０１を、純水中で１時間ほど浸漬した後、発電セルに組み込む（Ｓ１０４）。これにより、固体高分子型燃料電池１００が得られる。
【００４１】
本実施形態の効果を説明する。
固体高分子型燃料電池１００は、燃料極１０２、酸素極１０８および固体高分子電解質膜１１４を誘電率１２以上３０以下のアルコール中に浸漬して湿潤させてからそれらを接合したＭＥＡ１０１を用いているため、燃料極１０２、酸素極１０８および固体高分子電解質膜１１４の接合性を向上することができる。そのため、高い発電性能をもつ固体高分子型燃料電池１００が実現できる。
【００４２】
また、特許文献１記載の技術では、浸漬時間が少なくとも１時間以上必要であったため、燃料電池全体としての生産性に大きな問題があった。これに対し、本実施形態では、電極の浸漬時間を５分以内としても十分な接合性が得られるため、生産性を下げることなく高い発電性能をもつ固体高分子型燃料電池１００が得られる。
【００４３】
さらに、特許文献１記載の技術では、メタノール水溶液濃度が体積濃度で５０％以上が必要であり、安全性の面で大量生産には不向きである問題があったのに対し、本実施形態では、アルコールの誘電率が１２以上３０以下であるため、メタノール水溶液濃度を体積濃度で５０％以下とすることができ、安全性を高くできる。
【００４４】
本発明による固体高分子型燃料電池１００は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【実施例】
【００４５】
以下に本発明の固体高分子電解質膜およびそれを用いた燃料電池について実施例によって本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００４６】
（実施例１）
先ず、炭素粒子（ライオン社製のケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ）に粒子径が３〜５ｎｍの範囲内にある白金微粒子を重量比で５５％担持させた触媒担持炭素微粒子を用意し、この触媒担持炭素微粒子１ｇにデュポン社製の５重量％ナフィオン溶液（商品名；ＤＥ５２１、「ナフィオン」はデュポン社の登録商標）を適量加えた後攪拌して、酸素極形成用の触媒ペーストを得た。
【００４７】
次に、この触媒ペーストを４×４ｃｍ２に成形したカーボンペーパー（東レ社製：ＴＧＰ−Ｈ−９０）上に８ｍｇ／ｃｍ２の量で塗布した後、乾燥させて酸素極（電極）を作製した。一方、白金微粒子に代えて粒子径が３〜５ｎｍの範囲内にある白金（Ｐｔ）−ルテニウム（Ｒｕ）合金微粒子（Ｒｕの割合は６０ａｔ％）を用いた以外は上記酸素極用の触媒ペーストを得る条件と同じにして燃料極用触媒ペーストを得た。さらに、この触媒ペーストを用いた以外は上記酸素極と同じ作製条件で燃料極（電極）を得た。
【００４８】
次に、固体高分子電解質膜として、スルホン化ポリアリーレンからなる電解質膜を用意した。ここで固体高分子電解質膜の形状は８×８ｃｍ２、厚さ５０μｍとした。
【００４９】
次にエタノール（誘電率：２５．７）を純水で体積濃度２５％に希釈した水溶液を１００ｍｌ、プラスチック製容器（ポリプロピレン製）にそれぞれ用意して、前述の酸素極、燃料極及び固体高分子電解質膜をそれぞれ別々の容器中に浸漬し、浸漬時間を約３分間とした。ここで各電極は触媒が露出した面を上側にして水溶液中にできるだけ速やかに浸した。また、固体高分子電解質膜は、両面を交互に反転させながら膜全体にアルコール水溶液が浸るように行った。
【００５０】
次に、酸素極、燃料極及び固体高分子電解質膜をシャーレーから取り出して１０×１０ｃｍ２、厚さ０．２ｍｍのテフロン（登録商標）シート（日東電工社製：ニトフロンシート）に燃料極、固体高分子電解質膜、そして酸素極の順番に積層したものを挟み込んだ。ここで、各電極の触媒が露出した面が固体高分子電解質膜に接するように配置する。つづけて、これを予め１３０℃に昇温しておいたプレス機に挿入して、圧力０．８ｔで１０分間熱プレスを行った。このようにしてＭＥＡ（サンプルＡ）を作製した。
【００５１】
（実施例２）
実施例１においてエタノール水溶液の代わりにイソプルピルアルコール（誘電率：１８．６２）水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にしてＭＥＡ（サンプルＢ）を作製した。
【００５２】
（比較例１）
実施例１においてエタノール水溶液の代わりにメタノール（誘電率：３１．２）水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にしてＭＥＡ（サンプルＣ）を作製した。
【００５３】
（比較例２）
実施例１においてエタノール水溶液の代わりにエチレングリコール（誘電率：３８）水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にしてＭＥＡ（サンプルＤ）を作製した。
【００５４】
（比較例３）
比較例１におけるメタノール水溶液の体積濃度を５０％とし、浸漬時間を６時間とした以外は、比較例１と同様にＭＥＡ（サンプルＥ）を作製した。
【００５５】
（実験および結果）
本発明による実施例１、２及び比較例１〜３で作製したＭＥＡを、それぞれ１時間ほど水に浸漬した後に、発電セルに組み込んだ。そして体積濃度１０％のメタノール水溶液を用いてそれぞれの発電特性の比較を行った。具体的には、電子負荷器（スクリプナー社製８９０ＣＬ）を用いて、１Ａ定電流負荷での各発電セルのセル電圧（Ｖ）及びセル抵抗（Ω）を測定した。結果を図３および図４に示す。
なお、固体高分子電解質膜のみを誘電率１２以上３０以下の水溶性アルコールに浸漬し、各電極を浸漬せずにＭＥＡを作成した場合、その発電セルについて好ましい発電特性は得られなかった。
【００５６】
図３に示された結果から、セル電圧が高いほどセル抵抗が低くなっており、両者には明らかな相関がみられ、このことから固体高分子電解質膜と各電極との接合性が高くなっていることが推測された。このように本発明に基づいた誘電率が１２以上３０以下のエタノールとイソプロピルアルコールを用いた場合に大幅な発電性能の改善がみられ、誘電率が２５付近のエタノールを用いたサンプルＡで最も高い特性が得られた。
【００５７】
次に、図４に示すように、実施例１の結果と、従来技術のメタノール水溶液を用いた比較例３とを比較すると、実施例１では、アルコール濃度と浸漬時間を増やさなくてもセル電圧が向上できることがわかった。
【００５８】
また比較例３では、実施例１よりもセル抵抗が高かったことから、比較例３では接合性が不十分なだけでなく、長時間の浸漬に伴う電極腐食が起こったために抵抗が増大したと考えられた。比較例３で、各電極を浸漬した後のメタノール水溶液には、触媒成分の溶出がみられ、浸漬時間とともに溶出量が線形的に増加した。
【００５９】
なお、本実施例では、特に固体高分子電解質膜と酸素極および燃料極の電解質の組合せとして、固体高分子電解質膜としてスルホン化ポリアリーレンからなる電解質膜、酸素極および燃料極の電解質としてナフィオン溶液を用いたが、電解質の組合せはこれに限定されず、反対の組合せであってもよい。この場合も、上記と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態における固体高分子型燃料電池を示す断面図である。
【図２】第１実施形態におけるＭＥＡの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】実施例及び比較例で得られたＭＥＡを用いた発電セルの定電流発電特性を示すグラフ図である。
【図４】実施例及び比較例で得られたＭＥＡを用いた発電セルの定電流発電特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００    固体高分子型燃料電池
１０１    ＭＥＡ
１０２    燃料極
１０４    基体
１０６    触媒層
１０８    酸素極
１１０    基体
１１２    触媒層
１１４    固体高分子電解質膜
１２０    燃料極側セパレータ
１２２    酸素極側セパレータ
１２４    燃料
１２６    酸化剤
【図１】
2010129255.tif 000003
【図２】
2010129255.tif 000004
【図３】
2010129255.tif 000005
【図４】
2010129255.tif 000006