(57)【要約】      （修正有）【課題】電極と電解質膜との接着性を向上させることにより電極との界面安定性が改善された、燃料電池用高分子電解質膜、膜電極接合体及び高分子電解質型燃料電池を提供する。【解決手段】高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法は、（Ｓ１）基材上に多数の溝部を形成する段階；（Ｓ２）前記基材の多数の溝部が形成された面に電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液をキャスティングする段階；（Ｓ３）前記イオン交換樹脂溶液を乾燥して高分子電解質膜を形成する段階；及び（Ｓ４）前記形成された高分子電解質膜を前記基材から剥離する段階を含む。本発明の製造方法に従って製造されたイオン伝導性電解質膜は、表面に溝部が形成されて触媒との接触面積が極大化されるので電池の性能を向上させることができ、電極と電解質膜との接着性を向上させて電極との界面安定性を改善することができる。【選択図】図１
2014096375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｓ１）基材上に多数の溝部を形成する段階と；
（Ｓ２）前記基材の多数の溝部が形成された面に電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液をキャスティングする段階と；
（Ｓ３）前記イオン交換樹脂溶液を乾燥して高分子電解質膜を形成する段階と；及び
（Ｓ４）前記形成された高分子電解質膜を前記基材から剥離する段階とを含んでなる、高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項２】
前記基材が、高分子フィルム、ガラス基材及びステンレス鋼からなる群より選択されてなる、請求項１に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項３】
前記溝部の形状が、三角形、四角形、半円型または鋸歯型である、請求項１に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項４】
前記溝部の深さが、１nm〜１０μmである、請求項１に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項５】
前記イオン交換樹脂溶液が、ペルフルオロスルホン酸、炭化水素系スルホン酸、及び炭化水素系リン酸からなる群より選択されてなる、請求項１に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項６】
前記（Ｓ２）段階以後に、キャスティングされた電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液の上に多数の溝部が形成された第２基材を、溝部が形成された面が前記イオン交換樹脂溶液に接するように覆う段階をさらに含んでなる、請求項１に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項７】
電解質膜の一面の溝部の深さまたは形状と他面の溝部の深さまたは形状とが相異なるものである、請求項６に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項８】
高分子電解質型燃料電池用膜電極接合体であって、
カソードと、アノードと、及び電解質膜と備えてなり、
前記電解質膜が、請求項１〜７の何れか一項に記載の製造方法に従って少なくとも一面に多数の溝部が形成されたものである、膜電極接合体。
【請求項９】
請求項８に記載の一つまたは二つ以上の膜電極接合体と、前記膜電極接合体の間に介するセパレータとを備えてなるスタックと；
燃料を前記スタックに供給する燃料供給部と；及び
酸化剤を前記スタックに供給する酸化剤供給部とを備えてなる、高分子電解質型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用高分子電解質膜の製造方法、膜電極接合体及び高分子電解質型燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、石油や石炭のような既存のエネルギー資源の枯渇が予測されるにつれて、これらに代替可能なエネルギーに対する関心が高まっている。このような代替エネルギーの一つとして、高効率であってＮＯｘ及びＳＯｘなどの公害物質を排出せず、使われる燃料が豊富であるなどの長所から燃料電池が特に注目されている。
【０００３】
燃料電池は、燃料と酸化剤との化学反応エネルギーを電気エネルギーに変換する発電システムであって、燃料としては水素と、メタノール、ブタンなどのような炭化水素が、酸化剤としては酸素が代表的に使用される。
【０００４】
燃料電池には、高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、アルカリ型燃料電池（ＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）などがある。その中で高分子電解質型燃料電池は、エネルギー密度や出力が高いことから最も活発に研究されている。このような高分子電解質型燃料電池は、電解質として液体ではなく固体の高分子電解質膜を使用するという点で他の燃料電池と差がある。
【０００５】
現在、高分子電解質型燃料電池の本格的な商業化において必須的な改善要因は、性能の向上、寿命の延長、低価格化である。この三つの改善要因に最も多く影響を及ぼす部品が膜電極接合体（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）であり、本発明は特に膜電極接合体のイオン交換膜の製造に関するものである。
【０００６】
高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）の核心である膜電極接合体（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ, ＭＥＡ）は、水素燃料が供給されるアノード（ａｎｏｄｅ）、空気が供給されるカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）を含み、ここで水素と酸素とが電池化学反応をすることで電気が発生する。
【０００７】
ところが、膜電極接合体の電極では触媒として貴金属である白金触媒が使われるので、高価の製造コストが所要される。したがって、膜電極接合体の性能を高く維持しながらもその製造に使われる貴金属である白金触媒の使用量を顕著に減少させることができなけれは、燃料電池の本格的な商用化が不可能である。すなわち、気体燃料が供給され触媒と反応して水素イオンに分解される反応や、膜を通過してきた水素イオンが空気中の酸素と反応して水を発生させる酸素還元反応を極大化させる必要がある。
【０００８】
そのために触媒を膜電極接合体に導入する製造工程において、従来にはイオン交換薄膜の表面に電極触媒を直接コートするか、炭素紙の上に触媒をコートした後ラミネートする方法を使用している。
【０００９】
しかし、従来の方法は、相対的に平らな膜表面上に触媒をコートするかラミネートすることで、触媒と膜との反応面積を極大化することに限界があり、結論的に膜電極接合体の寿命に悪影響を及ぼす結果をもたらした。
【００１０】
すなわち、従来にはイオン交換膜を製造するとき、平らな表面を有するフィルムから製造したので、膜電極接合体の製造工程で反応面積を極大化する戦略が専ら触媒層のコーティング戦略によって左右されたのである。
【００１１】
これに対して、特許文献１には、イオン交換薄膜表面のプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）を重金属に置き換えた後、直接放射線を照射してパターンを形成し、重金属をプロトンに置き換える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本公開特許第２０００‐２５１９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の従来技術の問題を解決するためのものであって、本発明の目的は、ナノスケールの微細パターンをイオン伝導性高分子電解質膜の表面に形成し、微細パターンの形態調節が自在なイオン伝導性高分子電解質膜の製造方法を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、触媒の使用量を減らすことができ、膜電極接合体での三相反応面積を最大化し、電極との界面安定性に優れたイオン伝導性高分子電解質膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明が解決しようとする技術的課題の達成のために、本発明の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法は、（Ｓ１）基材上に多数の溝部を形成する段階；（Ｓ２）前記基材の多数の溝部が形成された面に電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液をキャスティングする段階；（Ｓ３）前記イオン交換樹脂溶液を乾燥して高分子電解質膜を形成する段階；及び（Ｓ４）前記形成された高分子電解質膜を前記基材から剥離する段階を含む。
本発明の高分子電解質膜の製造方法は、基材に溝部を形成する方法によって微細な溝部の形成が可能であり、溝部の形態も多様にすることができ、電解質膜に直接光を照射するのではなく溝部が形成された基材を使用して電解質膜を製造するので、電解質膜の表面性質に損傷がほとんど生じない。
〔１〕  （Ｓ１）基材上に多数の溝部を形成する段階と；
（Ｓ２）前記基材の多数の溝部が形成された面に電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液をキャスティングする段階と；
（Ｓ３）前記イオン交換樹脂溶液を乾燥して高分子電解質膜を形成する段階と；及び
（Ｓ４）前記形成された高分子電解質膜を前記基材から剥離する段階とを含んでなる、高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
〔２〕  前記基材が、高分子フィルム、ガラス基材及びステンレス鋼からなる群より選択されてなる、〔１〕に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
〔３〕  前記溝部の形状が、三角形、四角形、半円型または鋸歯型である、〔１〕に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
〔４〕  前記溝部の深さが、１nm〜１０μmである、〔１〕に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
〔５〕  前記イオン交換樹脂溶液が、ペルフルオロスルホン酸、炭化水素系スルホン酸、及び炭化水素系リン酸からなる群より選択されてなる、〔１〕に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
〔６〕  前記（Ｓ２）段階以後に、キャスティングされた電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液の上に多数の溝部が形成された第２基材を、溝部が形成された面が前記イオン交換樹脂溶液に接するように覆う段階をさらに含んでなる、〔１〕に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
〔７〕  電解質膜の一面の溝部の深さまたは形状と他面の溝部の深さまたは形状とが相異なるものである、〔６〕に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
〔８〕  高分子電解質型燃料電池用膜電極接合体であって、
カソードと、アノードと、及び電解質膜と備えてなり、
前記電解質膜が、〔１〜７〕の何れか一項に記載の製造方法に従って少なくとも一面に多数の溝部が形成されたものである、膜電極接合体。
〔９〕  〔８〕に記載の一つまたは二つ以上の膜電極接合体と、前記膜電極接合体の間に介するセパレータとを備えてなるスタックと；
燃料を前記スタックに供給する燃料供給部と；及び
酸化剤を前記スタックに供給する酸化剤供給部とを備えてなる、高分子電解質型燃料電池。
【００１６】
本発明の電解質膜の製造方法において溝部の形状は、例えば、三角形、四角形、半円型または鋸歯型であり得、溝部の深さは１nm〜１０μmであり得るが、これに限定されるのではない。
【００１７】
本発明の電解質膜の製造方法で使われる前述の基材としては、高分子フィルム、ガラス基材、ステンレス鋼からなる群より選択されるものを使用することができるが、これに限定されるのではない。
【００１８】
本発明の電解質膜の製造方法において高分子電解質膜を形成する前記イオン交換樹脂溶液は、電解質膜として使用できるものであれば制限なく使うことができ、代表的に、ペルフルオロスルホン酸、炭化水素系スルホン酸、及び炭化水素系リン酸からなる群より選択できるが、これに限定されるのではない。
【００１９】
本発明の燃料電池用高分子電解質膜は、前述の本発明の電解質膜の製造方法に従って少なくとも一面に溝部が形成される。本発明の電解質膜は、少なくとも一面の表面に形成された微細な溝部を通じて膜電極接合体での三相反応面積を最大化して触媒の使用量を減らすことができ、溝部のアンカリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）効果によって電極との界面安定性を改善することができる。
【００２０】
また、一面の溝部の深さまたは形状と他面の溝部の深さまたは形状とが相異なっても良い。
【００２１】
前述した本発明の高分子電解質膜は、膜電極接合体または高分子電解質型燃料電池に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本明細書に添付される下記の図面は本発明の望ましい実施例を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはいけない。
【図１】本発明による硬質基材に形成された微細パターンを示す概略図である。
【図２】本発明による膜電極接合体の断面を示す概略図である。
【図３】本発明による燃料電池を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例に従って形成された溝部を備えた電解質膜の断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に対して詳しく説明する。本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはいけず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。
【００２４】
本発明の高分子電解質膜の製造方法において、まず、基材上に多数の溝部を形成する（Ｓ１段階）。
【００２５】
本発明において、基材上に溝部を形成するための方法としては、数nmないし数十μmレベルの溝部が形成可能な方法であれば制限なく使用することがである。例えば、フォトリソグラフィー、ナノインプリント、電子ビームリソグラフィーなどがあるが、これに限定されるのではない。
【００２６】
このような溝部の形成方法を通じて基材上に溝部の深さと形状とを必要に応じて自在に調節することができる。
【００２７】
本発明において溝部の深さは当業者が必要に応じて調節することができ、例えば１nm〜１０μmの深さを有するように調節可能であるが、これに限定されるのではない。
【００２８】
また、具体的な溝部の形成方法に従って溝部の形状も調節可能である。したがって、本発明において溝部の形状は当業者が必要に応じて選択することができ、例えば三角形、四角形、半円型または鋸歯型であり得るが、これに限定されるのではない。図１には、基材にフォトリソグラフィー方式で形成された多様な溝部の概略的な形状が例示されている。
【００２９】
本発明によって多数の溝部が形成される基材は、前述の溝部形成方法を通じて溝部が形成でき、以後に電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液がキャスティングできるものであれば制限なく使用できる。例えば、高分子フィルム、ガラス基材、ステンレス鋼からなる群より選択された基材を使用することができ、前記高分子フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリイミドなどを使用することができるが、これに限定されるのではない。
【００３０】
本発明の高分子電解質膜の製造方法において、基材上に多数の溝部を形成した後、前記基材の多数の溝部が形成された面に電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液をキャスティングする（Ｓ２段階）。
【００３１】
前述のイオン交換樹脂溶液としては、電解質膜を形成することができるイオン交換樹脂であれば制限なく使用することができ、代表的には、ペルフルオロスルホン酸、炭化水素系スルホン酸、及び炭化水素系リン酸からなる群より選択して使用することができるが、これに限定されるのではない。
【００３２】
選択的に、前記基材上にキャスティングされたイオン交換樹脂溶液上に前記（Ｓ１）段階によって多数の溝部が形成された第２基材を、溝部が形成された面が前記イオン交換樹脂溶液に接するように覆うことができる。このような過程を通じて両面に溝部が形成された電解質膜を得ることができる。選択的に、第１基材と第２基材に形成された溝部の深さ及び／または形状は同一であるか相異なり、それによって製造される本発明の高分子電解質膜の両面に多数の溝部を形成する場合には、両面の溝部の深さ及び／または形状が同一であるか相異なる。
【００３３】
本発明の高分子電解質膜の製造方法において、微細な溝部が多数形成された前記基材にイオン交換樹脂溶液をキャスティングした後には、乾燥段階を経て高分子電解質膜を形成する（Ｓ３段階）。
【００３４】
本発明の製造方法において、乾燥方式としては当分野で使われる乾燥方式を制限なく使用することができ、代表的には、室温での自然乾燥または熱風乾燥方式を採択することができる。
【００３５】
乾燥が終了すれば、前記形成された高分子電解質膜を前記基材から剥離して高分子電解質膜として使用することができる（Ｓ４段階）。
【００３６】
前述のように、本発明の高分子電解質膜の製造方法に従って少なくとも一面に多数の溝部が形成された高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜を製造することができる。本発明の高分子電解質膜は、キャスティング工程を通じて一面または両面に多数の溝部を形成することができ、一面にのみ多数の溝部を形成する場合には、多少反応速度の遅い空気極（ｃａｔｈｏｄｅ）と接触する部分に溝部を形成することが望ましい。
【００３７】
また、本発明の膜電極接合体は、前述したようなイオン伝導性高分子電解質膜を含んでなる。本発明の一実施例による膜電極接合体の断面を模式的に示す図２を参照すれば、本発明の膜電極接合体は、前記イオン伝導性高分子電解質膜２０１；及び前記イオン伝導性高分子電解質膜２０１を挟んで互いに対向して位置するアノード電極２０３、２０７ａ、２０９ａ及びカソード電極２０５、２０７ｂ、２０９ｂ；を含んでなり、前記アノード電極２０３、２０７ａ、２０９ａ及びカソード電極２０５、２０７ｂ、２０９ｂは、気体拡散層２０７ａ、２０７ｂ、２０９ａ、２０９ｂ及び触媒層２０３、２０５を含んでなる。
【００３８】
前記アノード電極の触媒層２０３は燃料の酸化反応が起きる所であって、白金、ルテニウム、オスミウム、白金‐ルテニウム合金、白金‐オスミウム合金、白金‐パラジウム合金、及び白金‐遷移金属合金からなる群より選択される触媒が望ましく使用可能であり、前記カソード電極の触媒層２０５は酸化剤の還元反応が起きる所であって、白金または白金‐遷移金属合金が触媒として望ましく使用可能である。前記触媒は、そのまま使用できるだけでなく炭素系担体に担持されても使用できる。
【００３９】
触媒層２０３、２０５を導入する過程は当該技術分野に知られている常法によって行うことができ、例えば、触媒インクをイオン伝導性電解質膜２０１に直接的にコートするか、気体拡散層２０７ａ、２０７ｂ、２０９ａ、２０９ｂにコートして触媒層を形成することができる。このとき、触媒インクのコーティング方法は、特に制限されるのではないが、スプレーコーティング、テープキャスティング、スクリーンプリンティング、ブレードコーティング、ダイコーティングまたはスピンコーティング方法などを使用することができる。触媒インクは、代表的に、触媒、ポリマーアイオノマー（ｐｏｌｙｍｅｒｉｏｎｏｍｅｒ）、及び溶媒からなり得る。
【００４０】
前記気体拡散層２０７ａ、２０７ｂ、２０９ａ、２０９ｂは、電流伝導体としての役割とともに反応ガスと水との移動通路になるものであって、多孔性の構造を有する。従って、前記気体拡散層２０７ａ、２０７ｂ、２０９ａ、２０９ｂは、導電性基材２０９ａ、２０９ｂを含んでなり、導電性基材２０９ａ、２０９ｂとしては、炭素紙（ｃａｒｂｏｎ ｐａｐｅｒ）、炭素布（ｃａｒｂｏｎ ｃｌｏｔｈ）または炭素フェルト（ｃａｒｂｏｎ ｆｅｌｔ）が望ましく使用できる。前記気体拡散層２０７ａ、２０７ｂ、２０９ａ、２０９ｂは、触媒層２０３、２０５と導電性基材２０９ａ、２０９ｂとの間に微細気孔層２０７ａ、２０７ｂをさらに含むことができ、前記微細気孔層２０７ａ、２０７ｂは、低加湿条件での燃料電池の性能を向上させるために使用されるものであって、気体拡散層の外部へ抜け出る水の量を減らしてイオン伝導性電解質膜２０１が十分な湿潤状態にあるようにする。
【００４１】
前述のような本発明のイオン伝導性高分子電解質膜及び膜電極接合体は、高分子電解質型燃料電池に有効に活用できる。
【００４２】
また、本発明は、前述した膜電極接合体を含む燃料電池を提供する。図３は、本発明の一実施例による燃料電池を示す概略図である。図３を参照すれば、本発明の燃料電池は、スタック２００、燃料供給部４００、及び酸化剤供給部３００を含んでなる。
【００４３】
前記スタック２００は、本発明の膜電極接合体を一つまたは二つ以上含み、膜電極接合体が二つ以上含まれる場合には、これらの間に介されるセパレータを含む。前記セパレータは、膜電極接合体が電気的に連結されることを防止し、外部から供給された燃料及び酸化剤を膜電極接合体に伝達する役割と、アノード電極とカソード電極とを直列に連結させる伝導体の役割を果たす。
【００４４】
前記燃料供給部４００は、燃料を前記スタックに供給し、燃料を貯蔵する燃料タンク４１０、及び燃料タンク４１０に貯蔵された燃料をスタック２００に供給するポンプ４２０から構成できる。前記燃料としては、気体状態または液体状態の水素または炭化水素燃料が使用可能であり、炭化水素燃料の例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールまたは天然ガスが挙げられる。
【００４５】
前記酸化剤供給部３００は、酸化剤を前記スタックに供給する。前記酸化剤としては酸素が代表的に使用され、酸素または空気をポンプ３００で注入して使用することができる。
【００４６】
以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げて詳しく説明する。しかし、本発明による実施例は多くの形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはいけない。本発明の実施例は、当業界において通常の知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００４７】
実施例
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂にフォトリソグラフィーを通じて約２７０nmスケールの四角形微細パターンを形成した。
【００４８】
前記微細パターンが形成されたＰＥＴ樹脂にイオン伝導性樹脂溶液をキャスティングし、３０℃で熱風乾燥した後、基材から剥離して一面に多数の四角形の溝部が形成された高分子電解質膜を製造した。形成された溝部の断面写真を図４に示した。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
前述のように本発明のイオン伝導性高分子電解質膜の製造方法は、多数の溝部が形成された基材を使用することから、高分子電解質膜の表面を損傷させないながら自由に微細パターンの形態が調節できるのが自明である。また、本発明のイオン伝導性高分子電解質膜は、表面に微細な多数の溝部が形成されていることから、触媒との接触面積が最大化されて触媒の使用量を減らすことができ、膜電極接合体での三相反応面積を最大化することができ、溝部のアンカリング効果によって電極との界面安定性に優れていることが自明である。従って、これを含む膜電極接合体及び燃料電池の性能を大きく向上させることができる。
【図１】
2014096375.tif 000003
【図２】
2014096375.tif 000004
【図３】
2014096375.tif 000005
【図４】
2014096375.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月25日(2013.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｓ１）基材上に、フォトリソグラフィー、ナノインプリント、又は電子ビームリソグラフィーにより、多数の溝部を形成する段階と、
（Ｓ２）前記基材の多数の溝部が形成された面に電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液をキャスティングする段階と、
（Ｓ３）前記イオン交換樹脂溶液を乾燥して高分子電解質膜を形成する段階と、
（Ｓ４）前記形成された高分子電解質膜を前記基材から剥離する段階と、及び
前記（Ｓ２）段階以後に、キャスティングされた電解質膜形成用イオン交換樹脂溶液の上に多数の溝部が形成された第２基材を、溝部が形成された面が前記イオン交換樹脂溶液に接するように覆う段階とを含んでなり、
電解質膜の一面の溝部の深さまたは形状と、他面の溝部の深さまたは形状とが相異なるものである、高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項２】
前記基材が、高分子フィルム、ガラス基材及びステンレス鋼からなる群より選択されてなる、請求項１に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項３】
前記溝部の断面形状が、三角形、四角形、半円型または鋸歯型である、請求項１又は２に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項４】
前記溝部の深さが、１nm〜１０μmである、請求項１〜３の何れか一項に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項５】
前記イオン交換樹脂溶液が、ペルフルオロスルホン酸、炭化水素系スルホン酸、及び炭化水素系リン酸からなる群より選択されてなる、請求項１〜４の何れか一項に記載の高分子電解質型燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
【請求項６】
高分子電解質型燃料電池用膜電極接合体であって、
カソードと、アノードと、及び電解質膜と備えてなり、
前記電解質膜が、請求項１〜５の何れか一項に記載の製造方法に従って少なくとも一面に多数の溝部が形成されたものである、高分子電解質型燃料電池用膜電極接合体。
【請求項７】
高分子電解質型燃料電池であって、
請求項６に記載の一つ又は二つ以上の高分子電解質型燃料電池用膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の間に介するセパレータとを備えてなるスタックと、
燃料を前記スタックに供給する燃料供給部と、及び
酸化剤を前記スタックに供給する酸化剤供給部とを備えてなる、高分子電解質型燃料電池。