(57)【要約】      （修正有）【課題】金属触媒の使用量を増加させることなく、しかも、発電経過における触媒の溶出を許容しながら、燃料電池セルの耐久期間を可及的に長期化することのできる膜電極接合体とこれを備えた燃料電池を提供する。【解決手段】電解質膜１０と、触媒層１１，１１とからなる燃料電池セルの膜電極接合体１であり、この触媒層１１は、第１の触媒層１１ａと第２の触媒層１１ｂの積層構造を呈していて、電解質膜１０側から順に第１の触媒層１１ａ、第２の触媒層１１ｂが配設されており、第１の触媒層１１ａと第２の触媒層１１ｂはともに、金属触媒を含む第１の領域１１ａ１，１１ｂ１と、含まない第２の領域１１ａ２，１１ｂ２を交互に備えており、第１の領域１１ａ１に第２の領域１１ｂ２が位置づけられ、第２の領域１１ａ２に第１の領域１１ｂ１が位置づけられた姿勢で双方の触媒層１１ａ，１１ｂが積層されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、これを挟持するカソード側およびアノード側の触媒層とからなる燃料電池の膜電極接合体であって、
前記触媒層は、第１の触媒層と第２の触媒層の積層構造を呈していて、電解質膜側から順に第１の触媒層、第２の触媒層が配設されており、
第１の触媒層と第２の触媒層はともに、金属触媒を含む第１の領域と、含まない第２の領域を交互に備えており、
一方の触媒層の第１の領域に他方の触媒層の第２の領域が位置づけられた姿勢で双方の触媒層が積層されている、燃料電池の膜電極接合体。
【請求項２】
前記触媒層は、第２の触媒層に、さらに少なくとも第３の触媒層を含む１以上の触媒層が積層されるものであり、
第２の触媒層の第１の領域に第３の触媒層の第２の領域が位置づけられ、第２の触媒層の第２の領域に第３の触媒層の第１の領域が位置づけられており、
第４以上の触媒層を有する場合には、隣接する触媒層の一方の第１の領域と他方の第２の領域が位置づけられている、請求項１に記載の燃料電池の膜電極接合体。
【請求項３】
少なくとも、前記第１の触媒層の第１の領域に白金が含まれ、第２の触媒層の第１の領域に白金合金が含まれている、請求項１または２に記載の燃料電池の膜電極接合体。
【請求項４】
少なくとも、前記第１の触媒層の第１の領域に含まれる触媒粒子の粒径が、第２の触媒層の第１の領域に含まれている触媒粒子の粒径に比して大きい、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池の膜電極接合体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の膜電極接合体を少なくともカソード側およびアノード側のセパレータが挟持してなる、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜を挟持する触媒層に特徴を有する膜電極接合体と、これを具備する燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池のセルは、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側の触媒層およびカソード側の触媒層と、から膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を形成し、各触媒層の外側にガス流れの促進と集電効率を高めるためのガス拡散層（ＧＤＬ）が設けられて電極体（ＭＥＧＡ：ＭＥＡとＧＤＬの接合体）を成し、このガス拡散層の外側にセパレータが配されて燃料電池セルを形成している。実際には、これらの燃料電池セルが発電性能に応じた段積だけ積層され、燃料電池スタックが形成されることになる。
【０００３】
上記する従来の触媒層の形成方法は、たとえば、テフロンシート（テフロン：登録商標、デュポン社）や電解質膜、ガス拡散層などの基材表面に、金属触媒を担持した導電性担体、電解質、分散溶媒を含んだ触媒インクを塗工し、次いで該触媒インク表面をホットプレートで乾燥させてその内部が均一構造（均一径の多孔構造）の触媒層を形成する湿式塗工法が一般に用いられている。なお、この塗工作業は、スプレーで塗布する方法やドクターブレードを使用する方法などがある。
【０００４】
ところで、上記する燃料電池では、発電を繰り返すにつれて、触媒層中の白金や白金合金（白金コバルトなど）などの金属触媒が電解質膜中に溶出したり、あるいは、触媒層中で凝集してしまうといった触媒劣化が齎される。これらの触媒劣化に起因して、発電に寄与する触媒層中の金属触媒の減少や凝集による触媒表面積（比表面積）の低下が招来され、燃料電池セルの発電性能が低下していくことになる。発電性能が低下して一定レベルとなるまでの期間を燃料電池の耐久期間とした場合に、この燃料電池の耐久期間の決定因子として、この触媒劣化は大きな因子の一つである。
【０００５】
一般に単一層構造からなる従来の触媒層に対し、上記する触媒溶出によっても燃料電池セルの耐久期間を長期化するべく、積層構造を呈する触媒層を備えた燃料電池セルに関する技術が公開されており、たとえば、特許文献１〜４を挙げることができる。
【０００６】
しかし、上記する各特許文献に開示の触媒層はいずれも、積層構造を呈する各触媒層が層全体で同一触媒粒子を備えていたり、層全体で同一径の触媒粒子を備えたものであり、これでは、白金をはじめとする触媒使用量が増大してしまう。近時の世界的な材料コストの高騰、とくに白金等のレアメタルの高騰と、その一方でこれらのレアメタルを触媒に使用する燃料電池を量産せんとする自動車産業界の動きと、の双方に鑑みれば、燃料電池セルの発電性能を低下させることなく、さらには、触媒使用量を増大させることなく、燃料電池の耐久期間を長期化させることが当該分野における急務の課題となっている。
【０００７】
なお、上記各特許文献に記載の燃料電池のごとく、単に触媒層を積層構造とし、各層の全体に白金や白金合金等の金属触媒を配した触媒層としただけでは、積層数の増加に伴って白金等使用量が増大してしまい、燃料電池製造コストの高騰は避けられない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−７９９１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２５５６１号公報
【特許文献３】特開２００４−２８８３８８号公報
【特許文献４】特開２００６−７９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、金属触媒の使用量を増加させることなく、しかも、発電経過に伴う金属触媒の溶出を許容しながら、燃料電池セルの耐久期間を可及的に長期化することのできる膜電極接合体とこれを備えた燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明による燃料電池の膜電極接合体は、電解質膜と、これを挟持するカソード側およびアノード側の触媒層とからなる燃料電池の膜電極接合体であって、前記触媒層は、第１の触媒層と第２の触媒層の積層構造を呈していて、電解質膜側から順に第１の触媒層、第２の触媒層が配設されており、第１の触媒層と第２の触媒層はともに、金属触媒を含む第１の領域と、含まない第２の領域を交互に備えており、一方の触媒層の第１の領域に他方の触媒層の第２の領域が位置づけられた姿勢で双方の触媒層が積層されているものである。
【００１１】
本発明の膜電極接合体（ＭＥＡ）は、電解質膜を挟持するカソード側およびアノード側の触媒層をそれぞれ２層構造とし、さらに、各層はそれぞれ、金属触媒を含む領域（第１の領域）と含まない領域（第２の領域）を交互に備え、かつ、一方の第１の領域と他方の第２の領域が対応するような構造を呈したものである。したがって、２層構造の触媒層を電解質膜に投影した場合、投影面積のすべてに金属触媒を含む領域が配されることになる（すなわち、第１の触媒層、第２の触媒層双方の第１の領域が投影される）。
【００１２】
また、２層構造の触媒層を構成する各触媒層は従来一般の一層構造の触媒層の厚みとそれぞれ同程度に設計されてもよいし、あるいは、各触媒層を相対的に薄厚とすることによって触媒密度を高くしてもよく、２層構造であっても、金属触媒の使用量を従来構造のものと変化させないような調整が図られるものである。
【００１３】
さらに、各層の金属触媒を含む第１の領域をいわゆる千鳥配置したことにより、電解質膜に近く、したがって相対的に溶出速度が速い第１の触媒層から金属触媒が溶出する際に、電解質膜から遠い第２の触媒層の第１の領域から相対的に遅い溶出速度で第１の触媒層の第２の領域（金属触媒を含まない領域）に金属触媒を補充することができる。
【００１４】
このことは、第２の触媒層から溶出する金属触媒が第１の触媒層の第２の領域に供給されることにより、電解質膜に近く、相対的に発電寄与度の大きな第１の触媒層の触媒劣化を補うことができ、触媒層の耐久期間、ひいては燃料電池セルの耐久期間をより長期化できるという効果が得られるものである。
【００１５】
ここで、電解質膜の素材として、例えば、スルホン酸基やカルボニル基を持つフッ素系イオン交換膜、置換フェニレンオキサイドやスルホン化ポリアリールエーテルケトン、スルホン化ポリアリールエーテルスルホン、スルホン化フェニレンスルファイドなどの非フッ素系のポリマーなどを挙げることができる。
【００１６】
また、触媒層は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどの炭素材料のほか、炭化ケイ素などに代表される炭素化合物などからなる担体に、金属触媒粒子が担持されて形成される。この金属触媒としては、たとえば、白金や白金合金、パラジウム、ロジウム、金、銀、オスミウム、イリジウムなどのうちのいずれか一種を使用することができ、好ましくは白金または白金合金を使用するのがよい。さらに、この白金合金としては、たとえば、白金と、アルミニウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ガリウム、ジルコニウム、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、バナジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、チタンおよび鉛のうちの少なくとも一種との合金を挙げることができる。
【００１７】
上記する膜電極接合体によれば、相対的に電解質膜に近く、したがって、第１の触媒層が相対的に速い速度で触媒劣化した場合でも、電解質膜から遠い第２の触媒層から溶出された金属触媒を第１の触媒層の第２の領域に補充することにより、触媒層全体としての耐久期間を可及的に長期化することが可能となる。
【００１８】
また、本発明による膜電極接合体の他の実施の形態において、前記触媒層は、第２の触媒層に、さらに少なくとも第３の触媒層を含む１以上の触媒層が積層されるものであり、第２の触媒層の第１の領域に第３の触媒層の第２の領域が位置づけられ、第２の触媒層の第２の領域に第３の触媒層の第１の領域が位置づけられており、第４以上の触媒層を有する場合には、隣接する触媒層の一方の第１の領域と他方の第２の領域が位置づけられているものである。
【００１９】
触媒層が３層以上の積層構造からなる場合であっても、触媒層全体で使用される金属触媒量が増加しないように各層の厚みや触媒密度が調整されればよい。
【００２０】
また、上記する積層構造を構成する各層に含まれる触媒素材を層ごとに変化させるものであってもよい。この場合に、少なくとも、前記第１の触媒層の第１の領域に白金が含まれ、第２の触媒層の第１の領域に白金合金が含まれている形態であるのが好ましい。
【００２１】
白金に比して白金合金の方が、保水性と活性が高いことが分かっている（すなわち、白金合金に比して、白金は撥水性が高く、活性が低い）。
【００２２】
したがって、電解質膜に近い第１の触媒層の第１の領域に白金を含ませ、電解質膜から遠い第２の触媒層の第１の領域に白金合金を含ませることにより、電解質膜からの生成水を撥水性の高い第１の触媒層の第１の領域を介して保水性（もしくは吸水性）の高い第２の触媒層に排水し易くなり、該第２の触媒層を介してガス拡散層への排水性が高められる。
【００２３】
また、電解質膜から遠い第２の触媒層に活性の高い白金合金を含ませたことにより、電解質膜から遠い第２の触媒層の発電への寄与度を高めることができる。
【００２４】
また、層ごとに触媒素材を変化させることとは別に、もしくはこれに加えて、各層に含まれる金属触媒の粒子径を変化させるものであってもよく、この場合には、前記第１の触媒層の第１の領域に含まれる触媒粒子の粒径が、第２の触媒層の第１の領域に含まれている触媒粒子の粒径に比して大きい形態であるのが好ましい。
【００２５】
金属触媒の粒子径が小さくなるにつれて触媒の活性は高くなる。さらに、本発明者等によれば、粒子径が大きい程、触媒が劣化し難いという知見が得られている。
【００２６】
そこで、第１の触媒層中の金属触媒粒子の粒子径を第２の触媒層のそれに比して相対的に大きくすることにより、触媒劣化し易い第１の触媒層中の触媒の劣化速度を遅延化させることができ、さらには、電解質膜から遠い第２の触媒層の発電への寄与度を高めることができる。
【００２７】
上記する膜電極接合体を少なくともカソード側およびアノード側のセパレータが挟持して燃料電池セルが形成され、この燃料電池セルが発電能力に応じた段数積層されて燃料電池を形成することにより、白金やその合金等からなる金属触媒の使用量を増加させることなく、耐久期間の長い燃料電池を得ることができる。このような燃料電池は、近時その生産が拡大しており、車載機器に高発電性能と高耐久性の双方を要求している電気自動車やハイブリッド車に好適である。
【発明の効果】
【００２８】
以上の説明から理解できるように、本発明の膜電極接合体とこれを備えた燃料電池によれば、金属触媒の使用量を増加させることなく、しかも、発電経過にともなう金属触媒の溶出を許容しながら、燃料電池セルの耐久期間を可及的に長期化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示する燃料電池セルは、セパレータとガス流路層が分離されたいわゆるフラットタイプモジュールセルであるが、直線状もしくは蛇行状のガス流路が形成されたセパレータと本発明の膜電極接合体（ＭＥＡ）を備えた燃料電池セルであってもよいことは勿論のことである。
【００３０】
図１は、本発明の燃料電池を構成する燃料電池セルの縦断面図であり、図２は、電極体３を拡大した図である。
【００３１】
図１に示す燃料電池セル１００の構造は、イオン交換膜である電解質膜とカソード側およびアノード側の触媒層とからなる膜電極接合体１（ＭＥＡ）と、これを挟持するカソード側およびアノード側のガス拡散層２，２（ＧＤＬ）と、から形成される電極体３（ＭＥＧＡ）と、この電極体３を挟持するカソード側およびアノード側のガス流路層４，４Ａと、このガス流路層４，４Ａを挟持する３層構造のセパレータ７，７と、からなり、その周縁にたとえばゴム等の樹脂製のガスケット５が一体に形成されている。
【００３２】
ここで、膜電極接合体１を構成する電解質膜１０は、スルホン酸基やカルボニル基を持つフッ素系イオン交換膜、置換フェニレンオキサイドやスルホン化ポリアリールエーテルケトン、スルホン化ポリアリールエーテルスルホン、スルホン化フェニレンスルファイドなどの非フッ素系のポリマーなどから形成される。
【００３３】
また、ガス拡散層２は、カーボンペーパーやカーボンクロスなどのガス透過性の素材から形成され、ガス流路層４，４Ａは、その集電部が多孔質のエキスパンドメタルからなり、ガスケット５は、膜電極接合体３を成形型内に収容し、所望の樹脂を成形型内に射出するインサート成形にて形成することができる。
【００３４】
なお、図示する実施例において、アノード側のガス流路層４Ａを形成するエキスパンドメタルは、その端部がカソード側に屈曲し、さらに屈曲してマニホールド６側に延びることでガスケット５の補強材４１となっている。ガス流路層４Ａが比較的硬質のラスメタルから形成されることにより、かかる補強材としての兼用が可能となっている。
【００３５】
ガスケット５とその補強材４１には、冷却水供給用および排水用のマニホールド６，６、燃料ガスや酸化剤ガスを供給するためのマニホールド６と、反応後のガスを排気するためのマニホールド６が穿孔されており、ガスケット５に設けられた無端状のリブ５１が各マニホールド６を囲繞することによって流体シールが形成されている。
【００３６】
また、実際の燃料電池においては、所望する発電量に応じて燃料電池セル１００が所定段積層されて燃料電池スタックが形成されるものである。さらに、この燃料電池スタックは、最外側にエンドプレート、テンションプレート等を備え、両端のテンションプレート間に圧縮力が加えられて燃料電池が形成される。
【００３７】
電気自動車等に車載される燃料電池システムは、この燃料電池と、燃料ガスや酸化剤ガスを収容する各種タンク、これらのガスを燃料電池に提供するためのブロア、燃料電池を冷却するためのラジエータ、燃料電池で生成された電力を蓄電するバッテリ、この電力で駆動する駆動モータ等から大略構成されるものである。
【００３８】
次に、図２を参照して、燃料電池１００を構成する電極体３を詳述する。
電極体３は、電解質膜１０を、カソード側およびアノード側の触媒層の積層体１１，１１が挟持して構成されている。
【００３９】
この触媒層の積層体１１は、電解質膜１０側から順に、第１の触媒層１１ａと第２の触媒層１１ｂの２層構造からなり、さらに、各触媒層１１ａ，１１ｂは、金属触媒を含有する第１の領域１１ａ１，１１ｂ１と、金属触媒を含有しない第２の領域１１ａ２，１１ｂ２と、から構成されている。さらに、第１の触媒層１１ａの第１の領域１１ａ１と、第２の触媒層１１ｂの第２の領域１１ｂ２が対応し、双方の他方の領域１１ａ２、１１ｂ１が対応するように積層されており、これを電解質膜１０に投影した際に、金属触媒を含有する層１１ａ１，１１ｂ１がこの投影領域を充足するようになっている。なお、触媒層１１は２層構造を呈しているが、第１の触媒層１１ａ、第２の触媒層１１ｂのそれぞれが従来公知の一層構造の触媒層と同程度の厚みに設定されていたり、あるいは、従来構造の触媒層よりも相対的に薄層で触媒密度の高いものに設定されており、いずれの設定態様であっても、金属触媒使用量を増加させないような調整が図られている。
【００４０】
ここで、触媒層１１ａ，１１ｂは、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどの炭素材料のほか、炭化ケイ素などに代表される炭素化合物などからなる担体に、金属触媒粒子が担持されて形成される。この金属触媒の素材は、白金もしくは白金合金であるのが好ましく、白金合金の場合には、白金と、アルミニウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ガリウム、ジルコニウム、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、バナジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、チタンおよび鉛のうちの少なくとも一種との合金から該白金合金が形成される。
【００４１】
さらに、変形例として、第１の触媒層１１ａの第１の領域１１ａ１と第２の触媒層１１ｂの第１の領域１１ｂ１で、使用される金属触媒の種類を変化させてもよく、あるいは、使用される金属触媒の粒子径を変化させてもよく、さらには、金属触媒の種類と粒子径の双方を変化させてもよい。
【００４２】
この変形例に関し、相対的に電解質膜１０に近い第１の領域１１ａ１に白金を使用し、電解質膜１０から遠い第１の領域１１ｂ１に白金合金を使用するのが好ましい。白金に比して白金合金の方が、保水性と活性が高いこと（したがって、白金合金に比して、白金は撥水性が高く、活性が低い）ことから、電解質膜１０からの生成水を撥水性の高い第１の領域１１ａを介して保水性（もしくは吸水性）の高い第２の触媒層１１ｂに排水し易くなり、該第２の触媒層１１ｂを介してガス拡散層３への排水性を高めることができる。
【００４３】
また、相対的に電解質膜１０に近い第１の触媒層１１ａは発電寄与度が高いが、相対的に電解質膜１０から遠い第２の触媒層１１ｂに活性の高い白金合金を含ませたことにより、第２の触媒層１１ｂの発電への寄与度を高めることもできる。
【００４４】
さらに、各触媒層１１ａ，１１ｂに含まれる金属触媒の粒子径を変化させる場合には、第１の触媒層１１ａの第１の領域１１ａ１に含まれる触媒粒子の粒径を、第２の触媒層１１ｂの第１の領域１１ｂ１に含まれている触媒粒子の粒径に比して大きくしておくのが好ましい。
【００４５】
金属触媒の粒子径が小さくなるにつれて触媒の活性は高くなり、また、粒子径が大きい程、触媒が劣化し難いという本発明者等の知見に基づけば、粒子径の大きな金属触媒を電解質膜１０に近い第１の領域１１ａ１に使用することで、触媒劣化し易い第１の触媒層１１ａの第１の領域１１ａ１中の触媒の劣化速度を遅延化させることができ、さらには、電解質膜１０から遠い第２の触媒層１１ｂの発電への寄与度を高めることができる。
【００４６】
図３は、図２で示すカソード側の触媒層にて触媒が溶出している状態を模擬したものである。
【００４７】
電解質膜１０に近い程、発電寄与度が高く、したがって、金属触媒の溶出速度が速くなるものであり、図示するように、第１の領域１１ａ１から電解質膜１０への金属触媒の溶出速度：Ｖ１は、第２の触媒層１１ｂの第１の領域１１ｂ１から第１の触媒層１１ａの第２の領域１１ａ２への金属触媒の溶出速度：Ｖ２よりも速くなる。
【００４８】
発電経過にともない、第１の領域１１ａ１から電解質膜１０へ金属触媒が溶出していくが、これと同時に、第２の触媒層１１ｂの第１の領域１１ｂ１から第１の触媒層１１ａの第２の領域１１ａ２へ金属触媒が溶出し、したがって、第２の触媒層１１ｂから第１の触媒層１１ａに金属触媒が補充されることとなる。この作用により、燃料電池セル１００の発電能がある一定値となるまでの耐久期間、すなわち、これを決定する触媒層１１全体の耐久期間を長期化することが可能となる。
【００４９】
しかも、触媒層１１全体での金属触媒の使用量は従来公知の一層構造の触媒層のそれと同程度に調整されている。
【００５０】
このように、図示する２層構造の触媒層１１を具備する本発明の膜電極接合体１やこれを備えた燃料電池セル１００によれば、従来構造の触媒層に対して、使用する金属触媒量を増加させることなく、金属触媒の溶出を許容しながら、その耐久期間を可及的に長期化させることが可能となる。
【００５１】
図４は、電極体の他の実施の形態を示した図である。この電極体３Ａを構成する膜電極接合体１Ａは、電解質膜１０と、これを挟持するカソード側およびアノード側の３層構造の触媒層１１Ａ，１１Ａとから構成されるものである。
【００５２】
この３層構造の触媒層１１Ａにおいては、従来公知の一層構造の触媒層や図２，３で示す２層構造の触媒層１１と同程度の金属触媒使用量となるように、各層１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの厚みや各層中の触媒密度が調整されている。
【００５３】
図示する電極体３Ａを具備する燃料電池セルによっても、電解質膜１０に近い第１の触媒層１１ｃが触媒劣化している際に、第２の触媒層１１ｄや第３の触媒層１１ｅから金属触媒が溶出して金属触媒を補充するため（第３の触媒層１１ｅの第１の領域１１ｅ１から第２の領域１１ｄ２を介して第１の触媒層１１ｃの第１の領域１１ｃ１へ金属触媒が補充され、さらに、第２の触媒層１１ｄの第１の領域１１ｄ１から第１の触媒層１１ｃの第２の領域１１ｃ２へ金属触媒が補充される）、電極体３Ａの耐久期間、ひいては燃料電池セルの耐久期間を長期化することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の膜電極接合体を具備する燃料電池セルの縦断面図である。
【図２】図１で示す電極体を拡大した図である。
【図３】図２で示すカソード側の触媒層にて触媒が溶出している状態を模擬した図である。
【図４】電極体の他の実施の形態を示した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１Ａ…膜電極接合体（ＭＥＡ）、１０…電解質膜、１１，１１Ａ…触媒層（の積層体）、１１ａ，１１ｃ…第１の触媒層、１１ｂ、１１ｄ…第２の触媒層、１１ｅ…第３の触媒層、１１ａ１，１１ｂ１，１１ｃ１，１１ｄ１，１１ｅ１…第１の領域（金属触媒含有領域）、１１ａ２，１１ｂ２，１１ｃ２，１１ｄ２，１１ｅ２…第２の領域（金属触媒非含有領域）、２…ガス拡散層（ＧＤＬ）、３，３Ａ…電極体（ＭＥＧＡ）、４，４Ａ…ガス流路層、４１…補強材、５…ガスケット、５１…リブ、６…マニホールド、７…セパレータ、７１，７３…面材、７２…スペーサ、１００…燃料電池セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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