(57)【要約】【課題】触媒層５２、５３内のプロトンの輸送抵抗が低減する膜電極接合体５０を提供する。【解決手段】膜電極接合体は、凹凸構造を有する電解質膜５１の表面５１ａに触媒層５２、５３が嵌め込まれた、燃料電池Ａ１に用いる膜電極接合体５０であって、凹凸構造は、電解質膜５１の表面５１ａに形成された凸部（１０１、１２１ａ〜１２１ｄ）の変形を抑制する変形抑制手段（１０２、１２２ａ〜１２２ｄ）を有する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸構造を有する電解質膜の表面に触媒層が嵌め込まれた、燃料電池に用いる膜電極接合体であって、
前記凹凸構造は、
前記表面に形成された凸部と、
前記凸部の変形を抑制する変形抑制手段と、を有する
ことを特徴とする膜電極接合体。
【請求項２】
前記変形抑制手段は、前記凸部の上面に形成された凹部を含み、
前記触媒層の一部は前記凹部の内部に埋設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の膜電極接合体。
【請求項３】
前記変形抑制手段は、隣接する複数の凸部の側面の少なくとも一部を繋ぐ稜線部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の膜電極接合体。
【請求項４】
前記複数の凸部及び複数の前記稜線部は、前記表面に垂直な方向から見て、前記凸部を頂点とし、且つ前記稜線部を辺とする多角形を成していることを特徴とする請求項３に記載の膜電極接合体。
【請求項５】
ｎが３以上の自然数である場合、前記多角形は、ｎ回対称な図形であることを特徴とする請求項４に記載の膜電極接合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に用いる膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly：ＭＥＡ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アノード触媒層とカソード触媒層との間に、膜の面および触媒層の面が界面領域で互いに係合するように配設されたプロトン交換膜を備える、燃料電池のための膜電極アセンブリが知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、界面領域におけるプロトン交換膜の面は、ナノインプリンティングプロセスから形成された表面構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２７０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１で表面構造の例として示された凸状構造は単独で自立しているため、触媒層の堆積に対して十分な強度が得られない。このため、凸状構造は触媒層の堆積によって変形してしまい、所望の効果が得られない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、触媒層内のプロトンの輸送抵抗が低減する膜電極接合体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に関わる膜電極接合体は、凹凸構造を有する電解質膜の表面に触媒層が嵌め込まれた、燃料電池に用いる膜電極接合体であって、凹凸構造は、電解質膜の表面に形成された凸部の変形を抑制する変形抑制手段を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、触媒層内のプロトンの輸送抵抗が低減する膜電極接合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係る燃料電池を適用した燃料電池スタックＢを示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示す燃料電池スタックＢの分解斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａの燃料電池Ａ１が備えるフレーム６０の構造を示す正面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ａの燃料電池Ａ１を図１ＣのＩ‐Ｉ線に沿って切断した断面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１実施形態に係わる膜電極接合体５０を構成する電解質膜５１及び触媒層５２の接合界面における断面構造を概念的に示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示す電解質膜５１の凸部１０１を示す斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示す触媒層５２を構成する一次粒子１１０を示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、アイオノマー量に応じたプロトン輸送性及び酸素輸送性の関係を示す図であり、アイオノマー量が少ない場合の酸素輸送性の向上とプロトン輸送性の低下を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、アイオノマー量に応じたプロトン輸送性及び酸素輸送性の関係を示す図であり、アイオノマー量が多い場合の酸素輸送性の低下とプロトン輸送性の向上を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、触媒層５２の厚さに対して同等程度の高さを有する突起１５１ａを示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、触媒層５２の厚さよりも低い突起１５１ｂを示す断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、突起１５１ｃ、１５１ｄの太さと倒れにくさ（自立性）の関係を示す断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、触媒層５２内において突起１５１ｃが占める割合が小さく、酸素輸送性が向上することを説明する断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、触媒層５２内において突起１５１ｄが占める割合が大きく、酸素輸送性が低下することを説明する断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係わる電解質膜５１の凹凸構造の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、稜線部が凸部の中腹まで形成されている凹凸構造の他の例を示す斜視図である。
【図７】図７は、電解質膜５１の表面５１ａに形成された凹凸構造の他の例として、複数の正六角形を隙間なく並べたハニカム構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、実施形態に係る膜電極接合体を用いた燃料電池スタックＢを説明する。燃料電池スタックＢは、一対のエンドプレート２０，２１間に、集電板８、１１及び複数の燃料電池Ａ１を積層させ、かつ、エンドプレート２０、２１により、燃料電池Ａ１同士を挟圧するようにして締結板３０、３２及び補強板４０、４０によって締結したものである。
【００１１】
エンドプレート２０は合成樹脂製のものであり、所要の厚みを有し、かつ、水平方向（発電用ガスの流通方向）αに長い横長方形にして形成されている。エンドプレート２０の中心には、集電板８の電極８ａを外部に突出させるための電極孔２０Ａが形成されている。水平方向αにおける両側部には、カソード流入側開口２０ａ、冷却水流入側開口２０ｂ及びアノード流出側開口２０ｃ、及びアノード流入側開口２０ｄ、冷却水流出側開口２０ｅ及びカソード流出側開口２０ｆが配列されている。開口２０ａ〜２０ｆは、後述する水素含有ガス、酸素含有ガス、又は冷却流体の供給または排出を行うためのマニホールド孔６０ａ〜６０ｃ、マニホールド孔６０ｄ〜６０ｆに対向して形成されている。
【００１２】
エンドプレート２０の上辺縁２０ｇと下辺縁２０ｈには、締結板３０、３２の締結用係止片３１，３１を取り付けるための取付け凹部２２と取付け凹部２３とが形成されている。エンドプレート２０の水平方向αにおける辺縁２０ｉ、２０ｊには、補強板４０、４０の係止片４１、４１を取り付けるための取付け凹部２４、２４が形成されている。
【００１３】
エンドプレート２１は、上記したエンドプレート２０と同形同大に形成されており、その中心に電極孔２１Ａを形成しているとともに、各辺縁には、上記したエンドプレート２０に形成している凹部２２〜２４と同じ凹部（図示しない）を形成している。なお、上述したエンドプレート２０について説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００１４】
締結板３０は、平面視において横長方形に形成されており、辺縁３０ａ、３０ｂには、所要の長さと一定の幅にした締結用係止片３１、３１が図示下向きに折曲形成されている。締結板３２は、締結板３０と同じ横長方形に形成されているとともに、辺縁には、所要の長さと一定の幅にした締結用係止片３１、３１が図示上向きに折曲形成されている。
【００１５】
補強板４０は、互いに積層した複数の燃料電池Ａ１の撓みを防止するためのものであり、側面視において横長方形に形成されており、図示上下辺縁には、これらの辺縁の全長にわたり一定の幅にして係止用締結片４１、４１が形成されている。なお、図１Ａ及び図１Ｂにおいて示す９はボルト、１０はスペーサである。
【００１６】
次に、図１Ｃ及び図１Ｄを参照して、図１Ａに示した燃料電池Ａ１を説明する。燃料電池Ａ１は、フレーム６０に配した膜電極接合体５０の両側に、二種類の発電用ガスを流通させるためのガス流通空間εをそれぞれ形成するようにして一対のセパレータ７０、７０を配設した構成のものである。「発電用ガス」は、水素含有ガスと酸素含有ガスである。
【００１７】
フレーム６０は樹脂製のものであり、燃料電池Ａ１の積層方向β（図１Ｂ参照）から見た正面視において横長方形にし、かつ、ほぼ一定の板厚にして形成されたものであり、これの中央部分に膜電極接合体５０を配置している。
【００１８】
膜電極接合体５０は、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）とも呼称されるものであり、例えば固体高分子から成る電解質膜５１を、例えば白金担持触媒等の触媒層５２、５３を積層したものである。詳細は後述する。
【００１９】
フレーム６０であって上記膜電極接合体５０の両側部には、図１Ｃに示すように、水素含有ガス供給用のマニホールド孔６０ａ、冷却流体排出用のマニホールド孔６０ｂ及び酸素含有ガス排出用のマニホールド孔６０ｃ、酸素含有ガス供給用のマニホールド孔６０ｄ、冷却流体供給用のマニホールド孔６０ｅ、及び水素含有ガス排出用のマニホールド孔６０ｆが形成されている。
【００２０】
セパレータ７０、７０は、それぞれステンレス等の金属板をプレス成形したものであり、上記フレーム６０と同形同大の横長方形のものであり、マニホールド孔６０ａ〜６０ｃ、６０ｄ〜６０ｆに対向する位置に、同等のマニホールド孔７０ａ〜７０ｃ、７０ｄ〜７０ｆ、７０ａ〜７０ｃ、７０ｄ〜７０ｆが形成されている。
【００２１】
セパレータ７０は、上記した膜電極接合体５０に対向する中央部分を凹凸形状に加工した複数のガス流通路分割部材（以下、「リブ」という。）７１を、発電用ガスの流通方向（上記した水平方向）αとほぼ平行に形成している。これにより、ガス流通空間εを発電用ガスの流通方向αとほぼ平行な複数のガス流通路ε１に分割している。
【００２２】
膜電極接合体５０の両側に区画形成された両ガス流通空間ε、εの双方にそれぞれ平坦なカーボンペーパー８０が配設されている。
【００２３】
＜膜電極接合体５０＞
次に、図２Ａ〜図２Ｃを参照して、第１実施形態に係わる膜電極接合体５０を説明する。膜電極接合体５０は、電解質膜５１と、電解質膜５１の両面に堆積された触媒層５２、５３とを備える。図２Ａには、電解質膜５１と触媒層５２とが接合する界面部分の断面構造を概念的に示している。触媒層５２を例に取り説明するが、触媒層５３と電解質膜５１との接合界面についても同様な構造を採用することができる。
【００２４】
電解質膜５１は、プロトン伝導性を有する固体高分子膜（イオン交換膜）からなり、燃料極で生成されたプロトン（水素イオン：Ｈ＋）を空気極へ移動させる。触媒層５２と接合する電解質膜５１の表面５１ａには凹凸構造が形成されている。凹凸構造には、電解質膜５１の表面５１ａに形成された凸部１０１と、凸部１０１の変形を抑止する変形抑制手段（１０２）とが含まれる。第１実施形態では、変形抑止手段の一例として、凸部１０１の上面に形成された凹部１０２を用いる。
【００２５】
凸部１０１は、その一端が電解質膜５１の表面５１ａに接続された側面１０３（外壁）と、側面１０３の他端が接続された上面とからなる。図２Ａ及び図２Ｂに示す例では、側面１０３は傾斜し、凸部１０１の上面は円形（真円、楕円を含む）を成しているが、これに限定されるものではない。側面１０３は表面５１ａに対して垂直であってもよいし、凸部１０１の上面は、多角形状やその他の形状であってもよい。
【００２６】
凹部１０２は、凸部１０１の上面に形成された溝、くぼみ或いは穴であって、底面と側面１０４（内壁）とからなる。図２Ａ及び図２Ｂに示す例では、側面１０４は傾斜し、凹部１０２の底面は円形（真円、楕円を含む）を成しているが、これに限定されるものではない。側面１０４は表面５１ａに対して垂直であってもよいし、凹部１０２の底面は、多角形状やその他の形状であってもよい。また、凹部１０２の底面と電解質膜５１の表面５１ａの高さ方向（表面５１ａに垂直な方向：積層方向）の位置は特に問わず、同じであっても異なっていてもよい。
【００２７】
上記した構成により、凹部１０２は、凸部１０１の側面１０３（外壁）と凹部１０２の側面１０４（内壁）とからなる塀で囲まれる。つまり、側面１０３及び側面１０４により構成される塀は、電解質膜５１の表面５１ａに平行な面内において連続して形成され且つループ状に閉じた領域を形成している。よって、側面１０３及び側面１０４により構成される塀を備える凸部１０１の強度が向上する。
【００２８】
触媒層５２は、電解質膜５１との接合界面において電解質膜５１の凹凸構造に嵌め込まれるように、電解質膜５１の表面５１ａ上に積層されている。第１実施形態では、触媒層５２の一部は、凹部１０２の内部に埋設されている。触媒層５２は、互いに連結された複数の一次粒子１１０からなる。一次粒子１１０は、粒径１０〜５０ｎｍのカーボンブラック（カーボン担体１１２）と、カーボン担体１１２の表面に担持された白金触媒１１１と、カーボン担体１１２の表面を被覆するアイオノマー１１３とを有する。白金触媒１１１は、粒径１〜５ｎｍの白金（Ｐｔ）微粒子からなる。アイオノマー１１３は、電解質膜５１と同様の材料（高分子電解質）からなり、プロトン（Ｈ＋）の伝導体としての役割を果たす。
【００２９】
触媒層５２には、プロトンの輸送経路と酸素の輸送経路とが混在している。燃料電池の発電効率を向上させるためには、触媒層５２内のプロトン輸送性及び酸素輸送性を両立させることが望ましい。しかし、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、単に、アイオノマー量を調整するだけでは、プロトン（Ｈ＋）輸送性及び酸素（Ｏ２）輸送性を同時に向上させることは難しい。具体的には、図３Ａに示すように、アイオノマー量を少なくすれば、空隙率が高まるため酸素（Ｏ２）輸送性は向上するが、プロトンパスが狭くなるためプロトン（Ｈ＋）輸送性が低下してしまう。逆に、図３Ｂに示すように、アイオノマー量を多くすれば、酸素（Ｏ２）輸送性は減少するが、プロトン（Ｈ＋）輸送性は向上する。このように、アイオノマー量を調整するだけでは、触媒層５２、５３内のプロトン輸送性及び酸素輸送性はトレードオフの関係を有する。
【００３０】
そこで、図４Ａに示すように、電解質膜５１の表面５１ａに、プロトン伝導性を有する突起１５１ａを形成する。突起１５１ａはプロトンの伝導体として機能する。触媒層５２内のアイオノマー１１３のみからなるプロトンパスＰａ’は屈曲しているため、距離が長い。プロトンパスＰａ’に比べて、突起１５１ａによるプロトンパスＰａは、その距離を大幅に短縮することができる。
【００３１】
なお、図４Ｂに示すように、触媒層５２の厚さに対して突起１５１ｂの高さが低い場合、突起１５１ｂによるプロトンパスＰａの短縮効果は小さい。例えば、図４Ａに示すように、突起１５１ａは、触媒層５２の厚さに対して同等程度の高さを有していてもよい。
【００３２】
次に、突起１５１ｃ、１５１ｄの太さと倒れにくさ（自立性）について説明する。突起１５１ｃが細ければ、図４Ｄに示すように、触媒層５２内において突起１５１ｃが占める割合が小さくなり、酸素輸送性も向上する。しかし、図４Ｃに示すように、細い突起１５１ｃは、製造プロセス、特に、触媒層５２を電解質膜５１の表面５１ａに接合する際に倒れ易く、当初の突起１５１ｃの形状を膜電極接合体５０の製造後も維持することが難しい。一方、突起１５１ｄが太ければ、図４Ｅに示すように、触媒層５２内において突起１５１ｄが占める割合が大きくなり、酸素輸送性が低下する。
【００３３】
以上説明したように、幅が細く且つ積層方向の高さが高い突起１５１ａ、１５１ｃを、製造後もその形状を維持できるように形成するために、第１実施形態では、変形抑制手段の例として、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、凸部１０１の上面に凹部１０２を形成した。これにより、凸部１０１の側面（外壁）と凹部１０２の側面（内壁）とからなる塀の断面は、幅が細く且つ積層方向の高さが高い突起となり、プロトンパスＰａを大幅に短縮することができる。幅が細い突起１５１ａ、１５１ｃは触媒層５２内の酸素輸送性を大きく損なうことはないため、触媒層５２内のプロトン輸送性及び酸素輸送性を両立することができる。また、前記した塀は凹部１０２をループ状に囲んでいるため、凸部１０１（塀）全体の強度が向上する。これにより、凸部１０１（塀）の変形が抑制される。
【００３４】
凸部１０１の変形を抑制する変形抑制手段が電解質膜５１の表面５１ａに形成されていることにより、変形抑制手段により触媒層の接合時に凸部の変形が抑制される。このため、凸部１０１は、屈曲度が少なく且つ太いプロトンパスＰａを維持することができる。よって、触媒までのプロトン輸送路が短縮され、触媒層内のプロトンの輸送抵抗が低減する。
【００３５】
実施形態に係わる膜電極接合体５０の製造方法の一例を説明する。先ず、その表面５１ａに凹凸構造を有する電解質膜５１を形成する。具体的には、ナノインプリンティングにより、電解質膜５１の表面５１ａに、図２Ａ及び図２Ｂに示した凹凸構造（凸部及び凹部）を形成する。「ナノインプリンティング」とは、様々な表面形状又は構造を対象物の表面に転写することである。ナノインプリンティングによれば、数ｎｍ以上の構造物を、数ｎｍ以上の配置間隔で形成することができる。
【００３６】
例えば、転写することが望まれる凹凸構造が形成された賦型を、室温又はそれ以上の高い温度に昇温し、電解質膜５１の表面５１ａに型を押しつける。これにより、賦型に形成された凹凸構造を電解質膜５１の表面５１ａに転写することができる。
【００３７】
代替方法として、転写することが望まれる凹凸構造が形成された賦型に電解質を流し込み、固化させることにより、電解質膜５１の表面５１ａに凹凸構造を転写する。或いは、触媒層塗布シートに溝を形成し、アイオノマー溶液を流し込んで固化させてから電解質膜に転写してもよい。更に、賦型に形成された凹凸構造を、中間のポリマー又はガラス素材サポート製のパターンテンプレートに転写する。転写後の中間のポリマー等を用いて、電解質膜５１の表面５１ａに、凹凸構造を転写してもよい。
【００３８】
その後、凹凸構造が転写された電解質膜５１、触媒層５２、５３を密着させる（ＣＣＭ製作工程）。具体的には、電解質膜５１の両側に触媒層５２、５３を配置し、加圧プレス器を用いて、電解質膜５１、触媒層５２、５３を１２０℃〜１５０℃の温度で圧迫する。これにより、電解質膜５１、触媒層５２、５３の間の密着性が確保され、膜電極接合体５０が完成する。
【００３９】
（第２実施形態）
第２実施形態では、電解質膜５１の表面５１ａに形成された２以上の凸部の間を塀（稜線部）で繋ぐことで、塀（稜線部）で繋がれた２以上の凸部全体の強度を向上させる例を説明する。
【００４０】
図５を参照して、第２実施形態に係わる電解質膜５１の凹凸構造の一例を説明する。凹凸構造は、電解質膜５１の表面５１ａに形成された複数の凸部１２１ａ〜１２１ｄと、隣接する複数の凸部１２１ａ〜１２１ｄの側面の少なくとも一部を繋ぐ稜線部１２２ａ〜１２２ｄ（変形抑制手段の他の例）とを有する。
【００４１】
稜線部１２２ａは、凸部１２１ａの側面と凸部１２１ｂの側面とを繋いでいる。稜線部１２２ｂは、凸部１２１ｂの側面と凸部１２１ｃの側面とを繋いでいる。稜線部１２２ｃは、凸部１２１ｃの側面と凸部１２１ｄの側面とを繋いでいる。稜線部１２２ｄは、凸部１２１ｄの側面と凸部１２１ａの側面とを繋いでいる。図５に示す例において、稜線部１２２ａ〜１２２ｄは、隣接する凸部１２１ａ〜１２１ｄの側面の全体を繋いでいる。換言すれば、稜線部１２２ａは、電解質膜５１の表面５１ａ、つまり凸部１２１ａの下端から、凸部１２１ａ、１２１ｂの上面１２３ａ、１２３ｂまで形成されている。よって、稜線部１２２ａの上端１２４ａは、凸部１２１ａの上面１２３ａと凸部１２１ｂの上面１２３ｂとの間をつなぐ稜線を成している。
【００４２】
一方、図６に示す稜線部１２２ａは、電解質膜５１の表面５１ａ、つまり凸部１２１ａの下端から、凸部１２１ａ、１２１ｂの中腹まで形成されている。よって、稜線部１２２ａの上端１２４ｂは、凸部１２１ａの中腹と凸部１２１ｂの中腹との間をつなぐ稜線を成している。
【００４３】
このように、稜線部１２２ａ〜１２２ｄは、隣接する複数の凸部１２１ａ〜１２１ｄの側面の少なくとも一部を繋いでいればよい。
【００４４】
なお、凸部１２１ａ〜１２１ｄの各々の形状は、特に問わない。第１実施形態と同様にして、積層方向（電解質膜５１の表面５１ａに垂直な方向）から見て、円形のみならず、多角形、その他の形状であってもよい。また、稜線部１２２ａ〜１２２ｄは、積層方向から見て、ほぼ直線状に形成されている例を示したが、曲線状に形成されていても構わない。また、稜線部１２２ａ〜１２２ｄの厚さも均一である場合に限らず、積層方向の位置に応じて変化していてもよい。例えば、電解質膜５１の表面５１ａに近いほど、厚くすればよい。
【００４５】
また、図５及び図６では、積層方向から見て、４つの凸部１２１ａ〜１２１ｄを４つの稜線部１２２ａ〜１２２ｄで繋いだ例を示したが、これに限定されるものではない。２以上の凸部を１以上の稜線部で繋いでいればよい。
【００４６】
更に、図５及び図６に示すように、積層方向から見て、凸部を頂点とし、且つ稜線部を辺とする多角形を成していてもよい。多角形を成す複数の凸部の強度が向上し、凸部の変形が抑制される。換言すれば、３以上の凸部を同じ数の稜線部で接続し、且つ積層方向から見て、３以上の凸部及び稜線部がループ状に閉じた領域を形成していてもよい。第１実施形態と同様にして、３以上の凸部及び稜線部の強度が向上する。その多角形は、ｎ回対称な図形であってもよい。ｎは、３以上の自然数である。多角形の方位毎の強度が均一になり、強度の等方性が向上し、凸部の変形が抑制される。触媒層５２の一部はループ状に閉じた領域に埋設される。
【００４７】
多角形は正確な多角形のみならず、多角形を認識できる範囲内においてその形状がずれているものも含む。換言すれば、多角形の辺を成す稜線部は、直線である場合のみならず、多角形を認識できる範囲内において、曲線の部分を有していてもよい。
【００４８】
図７には、電解質膜５１の表面５１ａに形成された凹凸構造の他の例として、複数の正六角形を隙間なく並べたハニカム構造を示す。積層方向から見て、稜線部１２２及び凸部１２１が正六角形の形状を成している。
【００４９】
以上説明したように、第２実施形態によれば、隣接する複数の凸部１２１ａ〜１２１ｄの側面の少なくとも一部を稜線部１２２ａ〜１２２ｄで繋ぐことにより、稜線部１２２ａ〜１２２ｄにより繋がれる複数の凸部１２１ａ〜１２１ｄの強度が向上し、凸部１２１ａ〜１２１ｄの変形が抑制される。
【００５０】
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５１】
第１実施形態及び第２実施形態では、触媒層５２を例に取り説明するが、触媒層５３と電解質膜５１との接合界面についても同様な構造を採用することができる。更に、第１実施形態の凹部１０２と第２実施形態の稜線部１２２とを組み合わせて実施することも可能である。例えば、図５に示す凸部１２１ａ〜１２１ｄの上面に、図２Ｂに示す凹部１０２をそれぞれ形成してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ１  燃料電池
５０  膜電極接合体
５１  電解質膜
５１ａ  表面
５２、５３  触媒層
１０１、１２１、１２１ａ〜１２１ｄ  凸部
１０２  凹部（変形抑制手段）
１２２、１２２ａ〜１２２ｄ  稜線部（変形抑制手段）
【図１Ａ】
2018055791.tif 000003
【図１Ｂ】
2018055791.tif 000004
【図１Ｃ】
2018055791.tif 000005
【図１Ｄ】
2018055791.tif 000006
【図２Ａ】
2018055791.tif 000007
【図２Ｂ】
2018055791.tif 000008
【図２Ｃ】
2018055791.tif 000009
【図３Ａ】
2018055791.tif 000010
【図３Ｂ】
2018055791.tif 000011
【図４Ａ】
2018055791.tif 000012
【図４Ｂ】
2018055791.tif 000013
【図４Ｃ】
2018055791.tif 000014
【図４Ｄ】
2018055791.tif 000015
【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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