(57)【要約】【課題】第１電極層に電解質溶液を塗工したとしても、第１電極層内への電解質樹脂の浸透を抑制することができる燃料電池用の膜電極接合体の製造方法を提供する。【解決手段】膜電極接合体の製造方法は、支持フィルム１１上に、金属触媒を担持された導電性粒子を分散させた触媒インク１２Ｘを塗工して乾燥させ、支持フィルム１１上に第１電極層１２を形成する工程と、第１電極層１２上に、第１電解質溶液１３Ｘを塗工して乾燥させ、第１電解質層１３を作製する工程と、第１電解質層１３上に、第２電解質溶液１４Ｘを塗工して乾燥させ、第２電解質層１４を作製し、第１および第２電解質層１３、１４からなる電解質膜１６を形成する工程と、電解質膜１６の表面に第２電極層１５を形成する工程と、を有し、第１電解質層１３を作製する工程において、第２電解質層１４の厚さよりも第１電解質層１３の厚さが薄くなるように、第１電解質層１３を作製する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フィルム上に、金属触媒を担持された導電性粒子を分散させた触媒インクを塗工して乾燥させ、前記支持フィルム上に第１電極層を形成する工程と、
前記第１電極層上に、電解質樹脂が溶解した第１電解質溶液を塗工して乾燥することにより、第１電解質層を作製する工程と、
前記第１電解質層上に、前記電解質樹脂が溶解した第２電解質溶液を塗工して乾燥することにより、第２電解質層を作製し、前記第１および第２電解質層からなる電解質膜を形成する工程と、
前記第１電極層が形成された前記電解質膜の反対側の前記電解質膜の表面に第２電極層を形成する工程と、を有し、
前記第１電解質層を作製する工程において、前記第２電解質層の厚さよりも前記第１電解質層の厚さが薄くなるように、前記第１電解質層を作製することを特徴とする、燃料電池用の膜電極接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に用いられる膜電極接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池に利用される膜電極接合体は、固体高分子膜（電解質膜）に電極層が接合された構造である。膜電極接合体は、電解質膜に電極層を転写することにより製造されるのが一般的である。転写により製造する際には、電解質膜および２つの電極層を、個別に支持フィルム上に形成し、電解質膜に電極層を転写するため、１つの膜電極接合体を作製するには、少なくとも３つの支持フィルムが必要になり、製造コストが増加する。
【０００３】
この課題に対して、たとえば、特許文献１では、以下の製造方法が提案されている。この製造方法では、まず、支持フィルムに、金属触媒が担持された導電性粒子を含む触媒インクを塗工し、これを乾燥させることにより、支持フィルムに第１電極層を形成する。次に、この第１電極層の上に、電解質樹脂が溶解した電解質溶液を塗工し、これを乾燥させることにより、電解質膜を形成する。最後に、電解質膜の上に、さらに触媒インクを塗工し、これを乾燥させることにより、第２電極層を形成する。
【０００４】
このようにして、１つの支持フィルムに、第１電極層、電解質膜、および第２電極層を順次積層することにより、電解質膜の両面に、第１および第２電極層が接合された膜電極接合体を、簡易的な工程で得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す製造方法で膜電極接合体を製造した場合、第１電極層が、導電性粒子により多孔質状であるため、第１電極層の上に、電解質溶液を塗工した際に、第１電極層に、電解質溶液（具体的にはこれに溶解した電解質樹脂）が浸透してしまうことがある。
【０００７】
これにより、第１電極層の導電性粒子に担持された触媒金属に、電解質溶液に由来する電解質樹脂が被覆されるばかりでなく、多孔質状である第１電極層のガス流路が塞がれてしまう。このような結果、得られた膜電極接合体を、燃料電池に適用した場合には、燃料電池の発電性能が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、電解質膜を形成する際に、第１電極層に電解質溶液を塗工したとしても、第１電極層内への電解質樹脂の浸透を抑制することができる燃料電池用の膜電極接合体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を鑑みて、本発明は、支持フィルム上に、金属触媒を担持された導電性粒子を分散させた触媒インクを塗工して乾燥させ、前記支持フィルム上に第１電極層を形成する工程と、前記第１電極層上に、電解質樹脂が溶解した第１電解質溶液を塗工して乾燥することにより、第１電解質層を作製する工程と、前記第１電解質層上に、前記電解質樹脂が溶解した第２電解質溶液を塗工して乾燥することにより、第２電解質層を作製し、前記第１および第２電解質層からなる電解質膜を形成する工程と、前記第１電極層が形成された前記電解質膜の反対側の前記電解質膜の表面に第２電極層を形成する工程と、を有し、前記第１電解質層を作製する工程において、前記第２電解質層の厚さよりも前記第１電解質層の厚さが薄くなるように、前記第１電解質層を作製することを特徴とする、燃料電池用の膜電極接合体の製造方法に関する。
【００１０】
本発明によれば、支持フィルム上に触媒インクを塗工して乾燥して第１電極層を作製した後、当該第１電極層上に第１電解質層及び第２電解質層を順次形成するようにし、第１電解質層の厚さを第２電解質層の厚さよりも薄くしている。
【００１１】
すなわち、第１電極層上へ電解質膜を形成する際に、当該電解質膜を、第１および第２電解質層として２段階で作製するようにし、最初に作製される電解質層である第１電解質層の厚さを薄くしたことに起因して、第１電解質溶液の電解質樹脂が、第１電極層内へ浸透することを抑制することができる。
【００１２】
具体的には、第１電解質溶液の電解質樹脂の濃度が、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製するための電解質溶液の電解質樹脂の濃度に比べて、同じ濃度またはそれよりも高い濃度であれば、２回に分けて塗工することにより、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製する場合の電解質溶液を塗工した時の乾燥前の厚さ（以下、塗工層の厚さ）に比べて、第１電解質溶液の塗工層の厚さが薄くなる。これにより、これまでのように、１回の塗工により電解質膜を作製し、これを乾燥するまでの時間よりも、第１電解質溶液を塗工し、これを乾燥するまでの時間の方が短くなる。このような場合であっても、これまでに比べて、第１電解質溶液の電解質樹脂が、第１電極層内へ浸透することを抑制することができる。
【００１３】
一方、第１電解質溶液の電解質樹脂の濃度が、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製するための電解質溶液の電解質樹脂の濃度に比べて、低い濃度であれば、２回に分けて塗工したとしても、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製する場合の塗工層の厚さに比べて、第１電解質溶液の塗工層の厚さが厚くなることもある。このような場合には、第１電解質溶液を塗工し、乾燥するまでの時間が長くなることもある。しかしながら、このような場合であっても、第１電解質溶液の電解質樹脂の濃度が低いため、たとえ、第１電解質溶液の電解質樹脂が、第１電極層内へ浸透しても、その浸透する割合は小さく、また、塗工する量を少なくすることで（第１電解質溶液を塗工する厚みを薄くすることで）、１回の塗工で電解質膜を作製する場合の時間よりも乾燥するまでの時間を短くすることも可能である。このような結果、これまでに比べて、第１電解質溶液の電解質樹脂が、第１電極層内へ浸透することを抑制することができる。
【００１４】
また、予め第１電解質層を作製した後に第２電解質層を作製するようにしているので、第１電解質層が第２電解質層に対して下地層として機能するため、第２電解質溶液が、第１電解質層を介して第１電極層へ浸透することを抑えることができる。この結果、第１電解質層上に良好な特性の第２電解質層を得ることができ、ひいては第１電解質層及び第２電解質層からなる良好な特性の電解質膜を得ることができる。
【００１５】
このような結果、第１電極層の導電性粒子に担持された金属触媒に、第１および第２電解質溶液に由来する電解質樹脂が被覆されることを抑えることができるばかりでなく、多孔質状である第１電極層のガス流路が塞がれることも低減できる。これにより、得られた膜電極接合体を適用した燃料電池の発電性能の低下を抑えることができる。
【００１６】
また、第１電極層内への、第１および第２電解質溶液の電解質樹脂の浸透を抑制することができるので、第１電極内の白金（Ｐｔ）などの金属触媒と、電解質樹脂との反応を抑えることができるため、この反応による発熱を低減することができる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、電解質膜を形成する際の塗工工程を２段階とすることのみで、第１電極層への電解質樹脂の浸透を抑制することができるので、簡易な工程で第１電極層への電解質樹脂の浸透を抑制することができる。
【００１８】
なお、第１電解質溶液中の電解質樹脂の濃度は、第２電解質溶液中の電解質樹脂の濃度よりも高いことが好ましい。これによって、多孔質状の第１電極層に対して、第２電解質溶液が浸透し難い第１電解質層を形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上、本発明によれば、電解質膜を形成する際に、第１電極層に電解質溶液を塗工したとしても、第１電極層内への電解質樹脂の浸透を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の膜電極接合体の製造方法の触媒インクを塗工する工程を説明するための模式的工程図である。
【図２】実施形態の膜電極接合体の製造方法の触媒インクを乾燥させ、第１電極層を作製する工程を説明するための模式的工程図である。
【図３】実施形態の膜電極接合体の製造方法の第１電解質溶液を塗工する工程を説明するための模式的工程図である。
【図４】実施形態の膜電極接合体の製造方法の第１電解質溶液を乾燥させ、第１電解質層を作製する工程を説明するための模式的工程図である。
【図５】実施形態の膜電極接合体の製造方法の第２電解質溶液を塗工する工程を説明するための模式的工程図である。
【図６】実施形態の膜電極接合体の製造方法の第２電解質溶液を乾燥させ、第２電解質層を作製する工程を説明するための模式的工程図である。
【図７】実施形態の膜電極接合体の製造方法の触媒インクを塗工する工程を説明するための模式的工程図である。
【図８】実施形態の膜電極接合体の製造方法の触媒インクを乾燥させ、第２電極層を作製する工程を説明するための模式的工程図である。
【図９】実施形態の膜電極接合体の製造方法の第１電解質溶液を塗工する工程を説明するための模式的工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図９は、本実施形態の燃料電池用の膜電極接合体の製造方法を説明するための各工程における模式的工程図である。膜電極接合体１は、図８に示すように、第１電解質層１３と第２電解質層１４からなる電解質膜１６の両面に、第１電極層１２および第２電極層１５が形成されたものであり、この両側をセパレータ（図示せず）で挟み込み、燃料電池用のセルとして用いられる。
【００２３】
最初に、図１に示すように、支持フィルム１１を準備し、支持フィルム１１上に触媒インク１２Ｘを図示しない塗工ノズルを用いて塗工する。なお、支持フィルム１１を構成する材料は、用途に応じて適宜選択することができ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など、汎用のものを用いることができる。
【００２４】
なお、触媒インク１２Ｘは、溶媒中に、触媒インクを構成する金属触媒が担持された導電性粒子が分散し、さらに、溶媒には電解質樹脂（アイオノマー）が溶解している。金属触媒には、Ｐｔなどを挙げることができ、導電性粒子には、カーボンブラックなどの炭素粒子を挙げることができる。
【００２５】
次いで、図２に示すように、塗工した触媒インク１２Ｘを乾燥させて、第１電極層１２を作製する。得られた第１電極層１２は、金属触媒を担持した導電性粒子が、電解質樹脂で連結されて、多孔質状の層となる。
【００２６】
次いで、図３に示すように、第１電極層１２上に、第１電解質溶液１３Ｘを図示しない塗工ノズルを用いて塗工する。なお、図９に示すように、第１電解質溶液１３Ｘの塗工幅をＷｍとし、第１電極層１２の幅をＷｃとした場合において、Ｗｍ＞Ｗｃを満たし、かつ第１電極層１２が第１電解質溶液１３Ｘの塗工幅内に収まるようにすることが好ましい。
【００２７】
以下に説明するように、本実施形態では、第１電極層１２内への電解質樹脂の浸透を抑制することができるため、第１電極層１２内の白金（Ｐｔ）などの金属触媒と、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂の反応を抑えることができる。特に、Ｗｍ＞Ｗｃの関係を満たすことにより、仮に、金属触媒と電解質樹脂とが反応しても、さらに、大気中の酸素ガスが反応することを抑えることができる。
【００２８】
また、第１電解質溶液１３Ｘを塗工する際に、雰囲気中における酸素濃度が空気中の酸素濃度よりも低いことが好ましい。この場合も、同様に、第１電極層１２内の金属触媒と第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂とが反応しても、さらに、大気中の酸素ガスが反応することを抑えることができる。たとえば、第１電解質溶液１３Ｘを塗工する際の酸素濃度を１０体積％以下とすることが好ましい。なお、塗工する際の酸素濃度の濃度は、不活性ガスを導入することにより、調整することができる。
【００２９】
次いで、図４に示すように、塗工した第１電解質溶液１３Ｘを乾燥させて第１電解質層１３を作製する。
【００３０】
次いで、図５に示すように、作製した第１電解質層１３上に第２電解質溶液１４Ｘを図示しない塗工ノズルを用いて塗工し、図６に示すように、第２電解質溶液１４Ｘを乾燥させて第２電解質層１４を作製する。これにより、第１および第２電解質層１３、１４からなる電解質膜１６を形成する。
【００３１】
本実施形態では、図３に示す、第１電解質溶液１３Ｘを塗工して、その後、第１電解質層１３を作製する際に、第２電解質層１４の厚さよりも第１電解質層１３の厚さが薄くなるように、第１電解質層１３を作製する。この場合、第２電解質層１４の厚さに比べて、第１電解質層１３の厚さを薄くするので、第１電解質層１３となる第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂が、第１電極層１２内へ浸透することを抑制することができる。
【００３２】
具体的には、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂の濃度が、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製するための電解質溶液の電解質樹脂の濃度に比べて、同じ濃度またはそれよりも高い濃度であれば、２回に分けて塗工することにより、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製する場合の電解質溶液を塗工した時の乾燥前の厚さ（以下、塗工層の厚さ）に比べて、第１電解質溶液１３Ｘの厚さが薄くなる。これにより、これまでのように、１回の塗工により電解質膜を作製し、これを乾燥するまでの時間よりも、第１電解質溶液１３Ｘを塗工し、乾燥するまでの時間の方が短くなる。このような場合であっても、これまでに比べて、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂が、第１電極層１２内へ浸透することを抑制することができる。
【００３３】
一方、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂の濃度が、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製するための電解質溶液の電解質樹脂の濃度に比べて、低い濃度であれば、２回に分けて塗工したとしても、これまでの１回の塗工で電解質膜を作製する場合の塗工層の厚さに比べて、第１電解質溶液１３Ｘの厚さが厚くなることもある。このような場合には、第１電解質溶液１３Ｘを塗工し、乾燥するまでの時間が長くなることもある。しかしながら、このような場合であっても、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂の濃度が低いため、たとえ、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂が、第１電極層１２内へ浸透しても、その浸透する割合は小さく、また、第１電解質溶液１３Ｘを塗工する厚みを薄くすることで、１回の塗工で電解質膜を作製する場合の時間よりも乾燥するまでの時間を短くすることも可能である。このような結果、これまでに比べて、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂が、第１電極層１２内へ浸透することを抑制することができる。
【００３４】
次いで、図７に示すように、第１および第２電解質層１３、１４からなる電解質膜１６の、第１電極層１２とは反対側の面に追加の触媒インク１５Ｘを塗工し、その後、図８に示すように乾燥させて前記面上に第２電極層１５を形成する。触媒インク１５Ｘは、上述した触媒インク１２Ｘと同じものである。この後、支持フィルム１１を剥離して、電解質膜１６の両面に第１および第２電極層１２、１５が積層された電解質膜−電極接合体（膜電極接合体）１を得ることができる。膜電極接合体１は、燃料電池等のデバイスに使用される。なお、触媒インク１５Ｘは、上述した触媒インク１２Ｘと同じものであるが、第２電極層１５を形成することができるのであれば、金属触媒、導電性粒子、高分子樹脂の種類または量を変更してもよい。第２電極層１５は、触媒インク１５Ｘを塗布し乾燥することにより形成したが、たとえば、予め、別の支持フィルムに形成された電極層を転写することにより形成されてもよい。
【００３５】
これにより、多孔質状の第１電極層１２の金属触媒に、第１および第２電解質溶液１３Ｘ、１４Ｘに由来する電解質樹脂が被覆されることを低減することができ、製造された膜電極接合体を燃料電池に用いたとしても、燃料電池の発電性能が低下することを抑えることができる。さらに、多孔質状の第１電極層１２のガス流路を電解質樹脂が塞ぐことがないので、水素ガスなどの燃料ガスまたは空気などの酸素を含むガスが通過する第１電極層１２の実質的な表面積を確保でき、製造された膜電極接合体１を燃料電池に用いたとしても、発電性能が低下することを抑えることができる。
【００３６】
ここで、第１電解質層１３の厚さは、例えば、０．１〜１μｍの厚さであることが好ましい。この場合、第１電解質層１３の厚さを十分小さくすることができるので、第１電解質溶液１３Ｘの第１電極層１２内への浸透を抑制することができる。
【００３７】
第２電解質層１４の厚さは、例えば、４〜２０μｍの厚さであることが好ましい。第１電解質層１３は第２電解質層１４に対する下地層として機能するものであり、第２電解質層１４は電解質膜１６の本体部分を構成するものであるので、第２電解質層１４を前記厚さに設定することにより、第１電解質層１３及び第２電解質層１４からなる電解質膜１６は、その本来の機能を発揮することができるようになる。
【００３８】
ここで、第１電解質溶液１３Ｘ中の電解質樹脂の濃度と、第２電解質溶液１４Ｘ中の電解質樹脂の濃度が、同じである場合には、同じ電解質溶液を用いて、第１電解質層１３と第２電解質層１４とを作製することができる。この場合、塗工した第１電解質溶液１３Ｘの厚さが、塗工した第２電解質溶液１４Ｘの厚さよりも薄くなる。
【００３９】
また、第１電解質溶液１３Ｘ中の電解質樹脂の濃度は、第２電解質溶液１４Ｘ中の電解質樹脂の濃度よりも高いことが好ましい。これによって、塗工した第１電解質溶液１３Ｘを早期に乾燥させることができるとともに、多孔質の第１電極層１２に対して、第２電解質溶液１４Ｘ（具体的にはその電解質樹脂）が浸透し難い第１電解質層１３が形成されるようになる。
【００４０】
以上、本実施形態によれば、支持フィルム１１上に触媒インク１２Ｘを塗工して乾燥して第１電極層１２を作製した後、第１電極層１２上に第１電解質層１３及び第２電解質層１４を順次形成するようにし、第１電解質層１３の厚さを第２電解質層１４の厚さよりも薄くしている。
【００４１】
すなわち、第１電極層１２上へ電解質膜１６を形成する際に、電解質膜１６を２段階で形成するようにし、最初の電解質層、すなわち第１電解質層１３の厚さを薄くしたことに起因して、第１電解質溶液１３Ｘの電解質樹脂が、第１電極層１２内へ浸透することを抑制することができる。
【００４２】
また、第１電極層１２内への、第１および第２電解質溶液１３Ｘ、１４Ｘの浸透を抑制することができるので、第１電極層１２内の白金（Ｐｔ）などの金属触媒と、電解質樹脂との反応を抑えることができ、この反応による発熱を低減することができる。
【００４３】
さらに、予め第１電解質層１３を作製した後に第２電解質層１４を作製するようにしているので、第１電解質層１３が第２電解質層１４に対して下地層として機能し、良好な特性の第２電解質層１４を得ることができ、ひいては第１電解質層１３及び第２電解質層１４からなる良好な特性の電解質膜１６を得ることができる。
【実施例】
【００４４】
（実施例１）
白金（Ｐｔ）を３０質量％担持したカーボンブラック（ケッチェン）と、電解質樹脂と、水と、エタノールとを混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザーで分散処理をして、触媒インクを作製した。
【００４５】
次いで、触媒インクを支持フィルム（厚み１００μｍのＰＴＦＥシート）上に、塗工し、乾燥して第１電極層を作製した。なお、得られた第１電極層の厚みは約２．５μｍであった。
【００４６】
次いで、第１電解質層を形成するため、１３質量％の固形状の電解質樹脂を溶解した第１電解質溶液を用意した。この第１電解溶液を電極層上に塗工し、乾燥し、厚みが１μｍの第１電解質層を作製した。
【００４７】
次いで、電極層上に第１電解質層を作製後、さらに、第２電解質層を作製するために、第１電解質層で使用した電解質溶液を用意した。この電解質溶液を塗工、乾燥し、厚みが９μｍの第２電解質層を作製し、第１電解質層および第２電解質層からなる電解質膜を形成した。
【００４８】
（比較例１）
白金（Ｐｔ）を３０質量％担持したカーボンブラック（ケッチェン）と、電解質樹脂と、水と、エタノールとを混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザーで分散処理をして、触媒インクを作製した。
【００４９】
次いで、触媒インクを支持フィルム（厚み１００μｍのＰＴＦＥシート）上に、塗工し、乾燥して第１電極層を作製した。なお、得られた第１電極層の厚みは約２．５μｍであった。
【００５０】
次いで、第２電解質層を作製するために、第１電解質層で使用した電解質溶液を用意した。この電解質溶液を第１電極層上に塗工し、乾燥し、厚みが１０μｍの第２電解質層を作製し、第１電解質層および第２電解質層からなる電解質膜を形成した。
【００５１】
（燃料電池の放電性能評価）
実施例１及び比較例１で第１電極層が形成された表面に対して、反対側に位置する電解質膜の表面に、それぞれＰｔ目付が０．２ｍｇ／ｃｍ２となるように、第２電極層を形成した。
【００５２】
次いで、実施例１及び比較例１で作製した第１電極層がアノード側、Ｐｔ目付０．２ｍｇ／ｃｍ２となるように形成した第２電極層がカソード側となるように放電治具にセットし、アノード側に水素ガス、カソード側に空気を用いて放電評価を行った。
【００５３】
その結果、電流密度２．０Ａ／ｃｍ２における電圧値は、実施例１で０．５７Ｖであり、比較例１で０．５１Ｖであった。
【００５４】
このように、実施例１の方が、電圧値が高く、良好な放電特性を示すことが確認された。これは、比較例１の場合、電解質樹脂が第１電極層内に浸透したためと考えられる。
【００５５】
（参考実施例１）
白金（Ｐｔ）を３０質量％担持したカーボンブラック（ケッチェン）と、電解質樹脂と、水と、エタノールとを混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザーで分散処理をして、触媒インクを作製した。
【００５６】
次いで、触媒インクを支持フィルム（厚み１００μｍのＰＴＦＥシート）上に、塗工し、乾燥して第１電極層を作製した。なお、得られた第１電極層の厚みは約２．５μｍであった。
【００５７】
次いで、第１電解質層を形成するため、１３質量％の固形状の電解質樹脂を溶解した電解質溶液を用意した。この電解質溶液を第１電極層上に塗工し、乾燥し、厚みが１μｍの第１電解質層を作製した。その際、図９に示すように、第１電極層の幅よりも第１電解質溶液の幅を大きくするとともに、第１電極層の幅が第１電解質溶液の幅内に収まるようにして、第１電極層及び第１電解質層を作製した。
【００５８】
なお、上述のようにして、第１電解質層を第１電極層上に塗工する工程を、１００個の試験体に対して行って、その際の大気中の酸素の反応を確認したが、その反応は全くなかった。
【００５９】
（参考比較例１）
参考実施例１と同様にして第１電極層を形成した後、１３質量％の固形状の電解質樹脂を溶解した電解質樹脂溶液を用意した。この電解質溶液を第１電極層上に塗工し、乾燥し、厚みが１μｍの第１電解質層を作製した。その際、図９に示す場合と異なり、第１電極層の幅よりも第１電解質溶液の幅を小さくし、第１電極層が第１電解質溶液の幅方向からはみ出すようにして、第１電極層及び第１電解質層を作製した。
【００６０】
なお、上述のようにして、第１電解質層を第１電極層上に塗工する工程を、１００個の試験体に対して行って、その際の大気中の酸素の反応を確認したが、その反応が、２回発生したことがわかった。
【００６１】
（参考実施例２）
白金（Ｐｔ）を３０質量％担持したカーボンブラック（ケッチェン）と、電解質樹脂と、水と、エタノールとを混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザーで分散処理をして、触媒インクを作製した。
【００６２】
次いで、触媒インクを支持フィルム（厚み１００μｍのＰＴＦＥシート）上に、塗工し、乾燥して第１電極層を作製した。なお、得られた第１電極層の厚みは約２．５μｍであった。
【００６３】
次いで、第１電解質層を形成するため、１３質量％の固形状の電解質樹脂を溶解した電解質樹脂溶液を用意した。この電解質溶液を電極層上に塗工し、乾燥し、厚みが１μｍの第１電解質層を作製した。その際、塗工の周辺雰囲気の酸素濃度が空気中の酸素濃度よりも低い１０体積％以下となるように、当該雰囲気中に窒素ガスを流入させて塗工を行った。
【００６４】
なお、上述のようにして、第１電解質層を第１電極層上に塗工する工程を、１００個の試験体に対して行って、その際の大気中の酸素の反応を確認したが、その反応は全くなかった。
【００６５】
以上、参考実施例１及び参考比較例１から明らかなように、第１電極層上に形成する第１電解質層の幅を上述のように制御することにより、大気中の酸素の反応を抑制できることがわかる。
【００６６】
また、参考実施例２から明らかなように、塗工雰囲気中の酸素濃度を大気中の酸素濃度よりも低い１０体積％以下とすることにより、大気中の酸素の反応を抑制できることがわかる。
【００６７】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  膜電極接合体
１１  支持フィルム
１２  第１電極層
１２Ｘ  触媒インク
１３  第１電解質層
１３Ｘ  第１電解質溶液
１４  第２電解質層
１４Ｘ  第２電解質溶液
１５  第２電極層
１５Ｘ  触媒インク
１６  電解質膜
Ｗｃ  第１電極層１２の幅
Ｗｍ  第１電解質溶液１３Ｘの塗工幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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