(57)【要約】【課題】  固体高分子型燃料電池の発電特性および耐久性を高める手段を提供する。【解決手段】  触媒担持粒子１０と、触媒担持粒子１０の表面の一部または全部を被覆する第一電解質２０と、第一電解質２０で被覆された触媒担持粒子１０を被覆する、第一電解質よりもＥＷ値の大きな第二電解質３０とからなる触媒層を有する、固体高分子型燃料電池である。【選択図】  図１
2006134752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒担持粒子と、
前記触媒担持粒子の表面の一部または全部を被覆する第一電解質と、
前記第一電解質で被覆された触媒担持粒子を被覆する、前記第一電解質よりもＥＷ値の大きな第二電解質と、
からなる触媒層を有する、固体高分子型燃料電池。
【請求項２】
前記第一電解質の被覆量が、触媒層における全電解質量の５〜３０質量％である、請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
前記第二電解質の被覆量が、触媒層における全電解質量の７０〜９５質量％である、請求項１または２に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項４】
前記第一電解質のＥＷ値が６００〜１０００である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項５】
前記第二電解質のＥＷ値が１０００〜１３００である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池を搭載した車両。
【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に関し、特に固体高分子型燃料電池の触媒層の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電極反応による生成物が原理的に水であり、地球環境への悪影響がほとんど無いクリーンな発電システムである。燃料電池としては、固体高分子型燃料電池、固体酸化物型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、リン酸型燃料電池など、各種燃料電池が提案されている。この中では、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）は、比較的低温で作動可能であることから、自動車等の移動体用動力源として期待され、開発が進められている。
【０００３】
ＰＥＦＣは、通常、高分子電解質膜、高分子電解質膜を挟持する１対の電極、および電極の外側に配置された１対のセパレータを有する。電極は、電極触媒が配置された触媒層、およびガス拡散層からなる。発電に用いられる酸化剤および燃料は、セパレータを通じて供給され、ガス拡散層を経て触媒層に供給される。触媒層においては、電極反応が進行して発電が行われる。電極反応により生成した水は、ガス拡散層を経て外部に排出される。
【０００４】
ＰＥＦＣにおける電極反応は、触媒層において進行する。したがって、ＰＥＦＣの電池性能は触媒層の特性に大きく依存し、電池性能を向上させるためには、触媒層の構成成分、構成成分の配合比、触媒層の構造などを、如何に工夫するかが重要である。
【０００５】
特許文献１に開示されている燃料電池においては、作動中の触媒層におけるフラッディングの発生を防止し、燃料電池の発電特性を向上させるために、カソード側触媒層が二層構造にされ、高分子電解質膜側にはイオン交換容量の高いイオン交換樹脂が配置され、ガス拡散層側にはイオン交換容量の低いイオン交換樹脂が配置されている。
【特許文献１】特開２００１−３３８６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、触媒層を、高分子電解質膜側に配置されたイオン交換容量の高いイオン交換樹脂からなる層と、ガス拡散層側に配置されたイオン交換容量の低いイオン交換樹脂からなる層の積層構造にした場合、電解質膜側のイオン交換樹脂が早期に劣化してしまう可能性が高い。また、固体高分子型燃料電池には、優れた耐久性を有とともに、優れた発電特性を有することが、一般的要望として期待されている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、固体高分子型燃料電池の発電特性および耐久性を高める手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、触媒担持粒子と、前記触媒担持粒子の表面の一部または全部を被覆する第一電解質と、前記第一電解質で被覆された触媒担持粒子を被覆する、前記第一電解質よりもＥＷ値の大きな第二電解質とからなる触媒層を有する、固体高分子型燃料電池である。
【発明の効果】
【０００９】
触媒担持粒子の表面を被覆する電解質を二層構造にすることによって、高い耐久性および発電特性を有する固体高分子型燃料電池とすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の固体高分子型燃料電池は、触媒層に含まれる白金担持カーボン粒子などの触媒担持粒子の表面が、ＥＷ値の小さな第一電解質、つまりイオン交換容量の大きな電解質で被覆され、第一電解質の外側がＥＷ値の大きな第二電解質、つまりイオン交換容量の小さな電解質で被覆される。このような構成により、触媒層を構成する電解質の安定性およびプロトン伝導性、ひいては、燃料電池の耐久性および発電特性を向上させうる。なお、ＥＷ値とは、イオン交換容量の逆数として規定される値であり、ＥＷ値が大きいほどプロトン伝導性が低く、ＥＷ値が小さいほどプロトン伝導性が高いことを示す。
【００１１】
触媒層においては電池反応が進行するが、効率的な電池反応のためには、触媒層におけるプロトン伝導性が要因の一つである。このため、触媒層におけるプロトン伝導性を高めることが望まれている。固体高分子型燃料電池の触媒層においてプロトン伝導性を向上させるには、触媒層に含まれる電解質のイオン交換容量を大きくするとよい。しかし、電解質のイオン交換容量を大きくすると、電解質の化学的安定性および機械的安定性が低くなる傾向がある。また、化学的安定性および機械的安定性を向上させようとすると、プロトン伝導性が低下するという問題が生じる。つまり、電解質の安定性とプロトン伝導性とは相反するファクターとなっている。そこで、一般には、適度な安定性およびプロトン伝導性を有する電解質が、触媒層内の電解質として用いられている。
【００１２】
本発明では、触媒担持粒子を被覆する電解質が二層構造となっており、触媒担持粒子に近接する側の第一電解質はプロトン伝導性が高い電解質であり、その外側に位置する第二電解質は安定性が高い電解質である。触媒担持粒子をプロトン伝導性が高い第一電解質で被覆することにより、触媒担持粒子周辺でのプロトン伝導性を確保することができ、発電特性の向上を図る。前述のように、プロトン伝導性が高い第一電解質は、安定性が低くなる傾向がある。この問題を、第一電解質を被覆する第二電解質により解決する。第二電解質は、高強度の安定な電解質であり、優れた耐久性を有する。このような構成とすることにより、電解質の安定性およびプロトン伝導性の双方を確保し、発電性能の向上に繋がることが期待できる。
【００１３】
図１は、触媒担持粒子の表面の一部が第一電解質で被覆された態様を示す断面模式図である。触媒担持粒子１０は、触媒作用を有する触媒活物質１２と、触媒活物質を担持する導電性担体１４とからなる。触媒担持粒子１０は、その表面の一部が、第一電解質２０により被覆されている。第一電解質２０は、ＥＷ値が大きな第二電解質３０によって被覆される。
【００１４】
図２は、触媒担持粒子の表面全部が第一電解質で被覆された態様を示す断面模式図である。触媒担持粒子１０は、触媒作用を有する触媒活物質１２と、触媒活物質を担持する導電性担体１４とからなる。触媒担持粒子１０は、その表面の全部が、第一電解質２０により被覆されている。第一電解質２０は、ＥＷ値が大きな第二電解質３０によって被覆される。
【００１５】
触媒担持粒子の表面の一部を第一電解質で被覆するか、触媒担持粒子の表面の全部を第一電解質で被覆するかは、使用環境や使用する電解質などに諸条件を考慮して選択すればよい。被覆状態は、製造時に使用する第一電解質の量を制御することによって、制御可能である。
【００１６】
導電性担体は、触媒活物質を担持する役割を有し、電子の移動が可能なように導電性を有する物質である。担体は、触媒活物質を担持可能であれば、特に限定されない。実際に使用される触媒担体は、触媒担体の特性や、電極活物質との相性などを考慮して決定されればよい。導電性担体の具体例としては、アセチレンブラック等のカーボンブラック、活性炭、黒鉛などのカーボン材料；各種金属が挙げられる。他の導電性担体が用いられてもよい。導電性担体は、ケッチェンブラックＴＭなどの市販品を用いてもよい。
【００１７】
導電性担体の粒径は、特に限定されないが、好ましくは５〜１００ｎｍ、より好ましくは３０〜５０ｎｍである。
【００１８】
導電性担体の比表面積は、特に限定されないが、好ましくは２００〜１２００ｍ２／ｇ、より好ましくは５００〜１０００ｍ２／ｇである。比表面積が小さすぎると、導電性担体への電極活物質の分散性が低下し、十分な電池性能が発現しない虞がある。また、比表面積が大きすぎると、電極活物質および電解質の有効利用率が低下し、十分な電池性能が発現しない虞がある。
【００１９】
導電性担体における触媒活物質の担持量は、特に限定されないが、好ましくは０．０１〜５ｍｇ／ｃｍ２であり、より好ましくは０．１〜１ｍｇ／ｃｍ２である。触媒活物質の担持量が少なすぎると、触媒機能が十分に発現しない虞がある。触媒活物質の担持量が多すぎる場合、触媒機能の観点からは特に問題は生じないかもしれないが、必要以上の触媒活物質を担持させても、製造コストの上昇に見合った効果増大が得られにくくなる。
【００２０】
触媒活物質とは、燃料極または酸素極における電極反応を促進する機能を有する物質である。触媒活物質は、配置される電極における電極反応を促進する機能を有していれば、特に限定されない。触媒活物質の具体例としては、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、タングステン、鉛、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、およびこれらの合金が挙げられる。他の触媒活物質が用いられてもよい。
【００２１】
触媒活物質の粒径は、特に限定されないが、好ましくは１〜３０ｎｍであり、より好ましくは１．５〜１０ｎｍである。触媒利用率を向上させる観点からは、粒径が小さいほど好ましいが、粒径が小さすぎると触媒活物質の作製が困難になる。
【００２２】
第一電解質および第二電解質は、プロトン伝導性高分子とも呼ばれる、プロトンを移動させる性能を有する高分子からなる。電解質は、燃料極側の触媒活物質周辺で発生したプロトンを伝達する役割を果たす。電解質としては、固体高分子電解質膜を構成する高分子と同様の構成を有する高分子が使用されうる。例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマー、ポリスチレンスルホン酸、ポリトリフルオロスチレンスルホン酸などが、電解質として用いられうる。
【００２３】
第一電解質の含有量については、特に限定されないが、好ましくは、第一電解質の被覆量が、触媒層における全電解質量の５〜３０質量％である。低ＥＷ値の電解質の被覆量を可能な限り少なくすることで、低ＥＷ値の電解質が表面に露出することを抑制でき、強度の低下を防止できる。
【００２４】
第二電解質の含有量についても特に限定されないが、好ましくは、第二電解質の被覆量が、触媒層における全電解質量の７０〜９５質量％である。高ＥＷ値の電解質の被覆量をこのような範囲とすることで、触媒担持粒子と電解質からなる粒子の最表面に、強度の高い高ＥＷ値の電解質を存在させて、耐久性を高めることができる。第一電解質および第二電解質の含有量は、製造時の配合量から算出することができる。
【００２５】
第一電解質のＥＷ値は、好ましくは６００〜１０００である。従来、触媒層内に用いられる電解質のＥＷ値は１０００〜１２００程度であり、この範囲のＥＷ値を有する電解質を用いることで強度とプロトン伝導性を両立させている。ＥＷ値がこれ以下となると、プロトン伝導性は向上するが強度は低下する。本発明においては、触媒担持粒子に隣接する第一電解質のＥＷ値がより低いが、第一電解質は第二電解質によって被覆され、表面への露出が妨げられるため、強度が低くても問題が生じない。このため、ＥＷ値が低くプロトン伝導性が高い電解質を選択可能である。
【００２６】
第二電解質のＥＷ値は、好ましくは１０００〜１３００である。低ＥＷかつ低強度の第一電解質表面をＥＷ値が１０００〜１３００の高強度の電解質で被覆することにより強度を確保する。
【００２７】
上述のように電解質の含有量およびＥＷ値を制御することにより、燃料電池の発電性能の向上が見込める。なお、ＥＷ値は、イオン交換容量（ｅｑ／ｇ）の逆数である。例えば、イオン交換容量が０．００１（ｅｑ／ｇ）であった場合、ＥＷ値は１０００となる。
【００２８】
用いる電解質の種類は、特に限定されず、プロトン伝導性高分子を各種用いることが可能である。固体高分子電解質膜は、高いプロトン伝導性を有していればよい。高いプロトン伝導性を有する膜としては、−ＳＯ３Ｈ基などのイオン交換基を有するモノマーの重合体または共重合体；またはイオン交換基を有するモノマーと他のモノマーとの重合体などを用いることができる。例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸膜、エチレン−四フッ化エチレン共重合体膜、トリフルオロスチレンをベースポリマーとするフッ素含有樹脂膜などが用いられる。パーフルオロカーボンスルホン酸のポリマーの具体例として、デュポン株式会社製ＮＡＦＩＯＮＴＭ、旭硝子株式会社製ＦＬＥＭＩＯＮＴＭ、旭化成ケミカルズ株式会社製ＡＣＩＰＬＥＸＴＭ、およびザ・ダウ・ケミカル・カンパニー製ＤＯＷＥＸＴＭなどが挙げられる。
【００２９】
触媒層を構成する材料の含有比については、触媒層としての機能を考慮して決定されればよい。各材料の含有比を決定するにあたっては、各材料の機能のバランスを考慮することが好ましい。例えば、電極反応を十分に進行させるためには、触媒活物質を含有する触媒担体の量を確保する必要がある。ただし、電解質が不足すると、発生したプロトンの伝導性が低くなり、電池性能が低下する虞がある。好ましくは、導電性担体の質量に対するプロトン伝導性電解質の質量比Ｙ（電解質質量／導電性担体質量）が、０．５≦Ｙ≦１．２である。Ｙが小さすぎる場合には、プロトン伝導パスが減少し、発電初期において充分な電池性能が得られない虞がある。また、Ｙが大きすぎる場合には、発電初期における電池性能は満足できるものの、長時間の電池運転による性能低下が大きくなる虞がある。ただし、上記範囲外であっても、本発明を実施することは可能である。質量比Ｙは、触媒層を作製する際の原料比を調整することによって、制御可能である。
【００３０】
また、触媒層には、必要に応じて他の材料が含有されていてもよい。例えば、場合によっては、触媒担持粒子が、３種以上の電解質で被覆されてもよい。実施態様の一例としては、触媒担持粒子が電解質で３層コーティングされ、内側から外側につれてＥＷ値が増加していく態様が挙げられる。本発明は電解質が二層構造である態様に限定されるものではなく、このような実施態様も、本発明の技術的範囲に包含されうる。
【００３１】
本発明の固体高分子型燃料電池は、上述の構成を有する触媒層が、酸素極または燃料極の少なくとも一方に配置されていれば、他の構成については特に限定されない。例えば、固体高分子型燃料電池の構成としては、高分子電解質膜の両側に、触媒層、ガス拡散層、セパレータが配置される構造が挙げられる。固体高分子型燃料電池の構成部材に用いられる材料の種類も特に問わない。
【００３２】
続いて、製造方法について説明する。本発明は、触媒層の構造に特徴があるため、触媒層の製造方法について説明する。なお、触媒活物質、導電性担体、電解質などの触媒層を構成する材料に関しては、上記説明と同様であるため、以下においては説明を省略する。
【００３３】
まず、触媒担持粒子、第一電解質を、溶媒中において混合し、触媒担持粒子の表面の一部または全部を第一電解質で被覆する。第一電解質で一部を被覆するか全部を被覆するかは、混合する量に依存する。触媒担持粒子の表面全体を第一電解質で被覆することを所望する場合には、第一電解質の配合量を増加させればよい。触媒担持粒子の種類や粒径などにもよるが、触媒担持カーボンが用いられる場合には、通常は、触媒担持カーボンの質量と第一電解質の質量との比率は、１：０．０２５〜１：０．４５程度である。混合の際に用いられる溶媒は、特に限定されないが、水および１−プロパノール、２−プロパノールなどのアルコールが挙げられる。
【００３４】
第一電解質で表面が被覆された触媒担持粒子を得たら、さらに第二電解質を添加し、第一電解質を第二電解質で被覆する。第二電解質の配合量は、前述のように、第二電解質の被覆量が、触媒層における全電解質量の７０〜９５質量％となるように設定することが好ましい。
【００３５】
このようにして得た触媒層インクを塗布し、溶媒を揮発させることによって、触媒担持粒子、第一電解質、および第二電解質からなる膜を形成する。触媒層インクの塗布の際には、触媒層の作製において公知の手法が用いられうる。例えば、スクリーンプリンター法、ダイコーター法、スプレー法などが用いられる。触媒層インクの塗布量や塗布条件などについては、既に得られている知見に基づいて決定されればよく、本発明においては、特に限定されない。
【００３６】
触媒層インクは、例えば、プロトン伝導性高分子電解質膜の両側に塗布され、触媒層、高分子電解質膜、触媒層がこの順序で積層した積層体が得られる。触媒層をポリテトラフルオロエチレンなどの基材上に作製してから、高分子電解質膜に転写させてもよい。
【００３７】
得られた積層体とガス拡散基板とをホットプレスすることによって、膜電極接合体が得られる。ただし、固体高分子型燃料電池の製造方法については、このような手法に限定されるわけではなく、他の製法を採用してもよい。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明の内容を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
触媒担持粒子として５０重量％Ｐｔ担持ケッチェンブラックＴＭを準備し、ＥＷ値が約７００のイオン交換樹脂溶液（溶媒：水＋１−プロパノール）、水、１−プロパノール、２−プロパノールと混合した。これにより、触媒担持粒子の表面の一部を、第一電解質であるイオン交換樹脂によって被覆した。この触媒層インク内において、触媒担持粒子の質量とイオン交換樹脂の質量との比率は１：０．１５であった。
【００４０】
次いで、前記のように調製した触媒層インクに、ＥＷ値が約１０００のイオン交換樹脂溶液（溶媒：水＋１−プロパノール）を添加した。このとき、新たに添加したイオン交換樹脂溶液の量は、前述の触媒層インク内に含まれる触媒担持粒子とイオン交換樹脂溶液内のイオン交換樹脂の乾燥質量との比率が１：０．７となるようにした。以上の操作により、触媒担持粒子の表面の一部が、ＥＷ値７００の第一電解質で被覆されており、さらにその表面全体が、ＥＷ値１０００の第二電解質で被覆された電極触媒を含む触媒層インクを得た。
【００４１】
この触媒層インクを、スクリーンプリンターを用いてポリテトラフルオロエチレンシート上に塗布し乾燥させて、触媒層とした。ポリテトラフルオロエチレンシート上に形成した触媒層をホットプレスすることにより、プロトン伝導性の高分子電解質膜上に触媒層を転写させ、膜−電極接合体を形成した。高分子電解質膜としては、ＤｕＰｏｎｔ社製ＮａｆｉｏｎＴＭ膜（２５μｍ厚）を用いた。
【００４２】
（実施例２）
触媒担持粒子として５０重量％Ｐｔ担持ケッチェンブラックＴＭを準備し、ＥＷ値が約７００のイオン交換樹脂溶液（溶媒：水＋１−プロパノール）、水、１−プロパノール、２−プロパノールと混合した。これにより、触媒担持粒子の表面の一部を、第一電解質であるイオン交換樹脂によって被覆した。この触媒層インク内において、触媒担持粒子の質量とイオン交換樹脂の質量との比率は１：０．３０であった。
【００４３】
次いで、前記のように調製した触媒層インクに、ＥＷ値が約１０００のイオン交換樹脂溶液（溶媒：水＋１−プロパノール）を添加した。このとき、新たに添加したイオン交換樹脂溶液の量は、前述の触媒層インク内に含まれる触媒担持粒子とイオン交換樹脂溶液内のイオン交換樹脂の乾燥質量との比率が１：０．５５となるようにした。以上の操作により、触媒担持粒子の表面の一部が、ＥＷ値７００の第一電解質で非常に薄く被覆されており、さらにその表面全体が、ＥＷ値１０００の第二電解質で被覆された電極触媒を含む触媒層インクを得た。
【００４４】
この触媒層インクを、スクリーンプリンターを用いてポリテトラフルオロエチレンシート上に塗布し乾燥させて、触媒層とした。ポリテトラフルオロエチレンシート上に形成した触媒層をホットプレスすることにより、プロトン伝導性の高分子電解質膜上に触媒層を転写させ、膜−電極接合体を形成した。高分子電解質膜としては、ＤｕＰｏｎｔ社製ＮａｆｉｏｎＴＭ膜（２５μｍ厚）を用いた。
【００４５】
（比較例１）
触媒担持粒子として５０重量％Ｐｔ担持ケッチェンブラックＴＭを準備し、ＥＷ値が約７００のイオン交換樹脂溶液（溶媒：水＋１−プロパノール）、水、１−プロパノール、２−プロパノールと混合した。これにより、触媒担持粒子の表面の一部を、第一電解質であるイオン交換樹脂によって被覆した。この触媒層インク内において、触媒担持粒子の質量とイオン交換樹脂の質量との比率は１：０．８５であった。
【００４６】
この触媒層インクを、スクリーンプリンターを用いてポリテトラフルオロエチレンシート上に塗布し乾燥させて、触媒層とした。ポリテトラフルオロエチレンシート上に形成した触媒層をホットプレスすることにより、プロトン伝導性の高分子電解質膜上に触媒層を転写させ、膜−電極接合体を形成した。高分子電解質膜としては、ＤｕＰｏｎｔ社製ＮａｆｉｏｎＴＭ膜（２５μｍ厚）を用いた。
【００４７】
（比較例２）
触媒担持粒子として５０重量％Ｐｔ担持ケッチェンブラックＴＭを準備し、ＥＷ値が約１０００のイオン交換樹脂溶液（溶媒：水＋１−プロパノール）、水、１−プロパノール、２−プロパノールと混合した。これにより、触媒担持粒子の表面の一部を、第一電解質であるイオン交換樹脂によって被覆した。この触媒層インク内において、触媒担持粒子の質量とイオン交換樹脂の質量との比率は１：０．８５であった。
【００４８】
この触媒層インクを、スクリーンプリンターを用いてポリテトラフルオロエチレンシート上に塗布し乾燥させて、触媒層とした。ポリテトラフルオロエチレンシート上に形成した触媒層をホットプレスすることにより、プロトン伝導性の高分子電解質膜上に触媒層を転写させ、膜−電極接合体を形成した。高分子電解質膜としては、ＤｕＰｏｎｔ社製ＮａｆｉｏｎＴＭ膜（２５μｍ厚）を用いた。
【００４９】
（ＥＷ値の算出方法）
サンプルを塩化ナトリウム飽和水溶液に浸漬し、ウォーターバス中で６０℃、３時間反応させた。室温まで冷却した後、サンプルをイオン交換水で充分に洗浄し、フェノールフタレイン溶液を指示薬として、水酸化ナトリウム水溶液で滴定し、イオン交換容量を算出した。ＥＷ値を、イオン交換容量の逆数として算出した。
【００５０】
（初期発電性能）
作製された膜−電極接合体を用いて評価用単セルを製造した。単セルのアノード側に燃料として水素を供給し、カソード側には酸化剤として空気を供給した。両ガスとも供給圧力は大気圧とし、水素は温度５８．６℃相対湿度６０％、空気は温度５４．８℃相対湿度５０％、セル温度は７０℃に設定した。また、水素利用率は６７％、空気利用率は４０％とした。この条件下で、電流密度１．０Ａ／ｃｍ２で発電させた際のセル電圧を初期セル電圧として測定した。
【００５１】
（耐久性）
供給ガス、設定温度に関しては、初期発電性能の測定条件と同条件とした。上記の条件下で、３分間発電、その後３分間発電を停止した。発電期間中、０→１Ａ／ｃｍ２に電流を上昇させるのに１分間を要した。停止期間中には、初めの２分間はセルにガスを供給せず、残りの１分間はアノード側に水素を供給し、カソード側にはガスの供給は行わなかった。アノード側への水素の供給は、流量を１Ａ／ｃｍ２発電時と同量、相対湿度は６０％とした。この発電および停止（計６分）を１サイクルとし、１Ａ／ｃｍ２発電時のセル電圧が０．５Ｖ以下となるまでに繰り返すことができたサイクル数を、耐久性の指標とした。
【００５２】
実施例および比較例についての評価結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2006134752.tif 000003
【００５４】
表１に示すように、触媒担持粒子を、ＥＷの小さな第一電解質で被覆し、さらにＥＷ値の大きな第二電解質で被覆することによって、発電特性および耐久性の双方に優れる燃料電池が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】触媒担持粒子の表面の一部が第一電解質で被覆された態様を示す断面模式図である。
【図２】触媒担持粒子の表面全部が第一電解質で被覆された態様を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…触媒担持粒子、１２…触媒活物質、１４…導電性担体、２０…第一電解質、３０…第二電解質。
【図１】
2006134752.tif 000004
【図２】
2006134752.tif 000005