(57)【要約】【課題】膜電極接合体１０、またはその集合体において、簡便で、かつ品質の損なわれることのない輸送および保管を可能にすることを目的とする。【解決手段】電解質膜２の一方面に燃料極触媒層６を、他方面に空気極触媒層７を積層し、燃料極触媒層６と空気極触媒層７の外周部にガスケット部材３を設けた膜電極接合体１０であって、ガスケット部材３表面に、スペーサ１を備え、スペーサ１が、ガスケット部材３から剥離でき、スペーサ１が、燃料極触媒層６および空気極触媒層７の上部に存在しないように設ける。【選択図】図１
2015046284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、前記電解質膜の一方の面に形成された燃料極触媒層と、前記電解質膜の他方の面に前記燃料極触媒層と対向して形成された空気極触媒層と、前記燃料極触媒層および前記空気極触媒層の外周部に設けられたガスケット部材とを備える膜電極接合体であって、
前記ガスケット部材の表面に、スペーサが設けられており、
このスペーサが、前記燃料極触媒層または前記空気極触媒層の表面から突出していることを特徴とする膜電極接合体。
【請求項２】
前記スペーサが、前記ガスケット部材から剥離することが可能であ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】
前記スペーサが、前記燃料極触媒層および前記空気極触媒層の上部に存在しないように設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の膜電極接合体。
【請求項４】
前記スペーサの厚みが、０．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の膜電極接合体。
【請求項５】
前記ガスケット部材および前記スペーサが開口部を備える枠型であり、前記ガスケット部材および前記スペーサの開口部の形状および大きさが同一であり、前記ガスケット部材の開口部および前記スペーサの開口部の位置が一致することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の膜電極接合体。
【請求項６】
前記スペーサの外表面に、粘着層を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の膜電極接合体。
【請求項７】
前記燃料極触媒層および前記空気極触媒層の表面に、拡散層を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の膜電極接合体。
【請求項８】
前記ガスケット部材の表面と、前記拡散層の表面とが面一であることを特徴とする請求項７に記載の膜電極接合体。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の膜電極接合体を積層したことを特徴とする膜電極接合体積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子形燃料電池を構成する膜電極接合体であって、輸送を確保し、擦れによる欠損や、保護シートを除去する際の損傷がない膜電極接合体および膜電極接合体積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題やエネルギー問題の一対策として、燃料電池が注目されている。燃料電池とは、水素やメタンなどの還元性ガスを、酸素や空気等の酸化性ガスにより酸化する反応において、これに伴う化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気を得るものである。原料となりうる物質が豊富に存在することや、発電による排出物が水のみであることから、クリーンなエネルギーとされる。
【０００３】
燃料電池は、電解質の種類によって、アルカリ形、リン酸形、高分子形、溶融炭酸塩形、固体酸化物形などに分類されるが、そのうち高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）は、低温作動、高出力密度であり、小型・軽量化が可能であることから、携帯用電源、家庭用電源、車載用動力源としての利用が期待されている。
【０００４】
高分子形燃料電池は、電解質膜の一方の面に燃料極（アノード）触媒層と、他方の面に空気極（カソード）触媒層とを、対向するように設けた構造を有するが、この三層構造体、またはこれにガス拡散性かつ導電性の拡散層を両面につけた五層構造体を、膜電極接合体（ＭＥＡ；ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）と呼ぶ。
【０００５】
膜電極接合体では、電解質膜において触媒層が形成された領域と、触媒層が形成されない領域の厚みの差によるガスの漏洩、および電解質における触媒層が形成されない領域の集中的な劣化を防ぐため、電解質膜上、触媒層の外側にガスケット部材を設けた構成が一般的である。
【０００６】
膜電極接合体は、セパレータという板状部材に挟持され、これを積層して燃料電池スタックが成る。
【０００７】
膜電極接合体は、固体高分子形燃料電池の一部材として、上述の三層または五層の状態で供給されることがある。複数の膜電極接合体の輸送は、従来、膜電極接合体そのものを重ねた状態、または膜電極接合体を一つ一つ包装したものを重ねた状態で行われてきた。
【０００８】
その際、膜電極接合体どうしの接触や、膜電極接合体と包装材との接触により、膜電極接合体のガス拡散層や触媒層が損なわれることがある。この問題を回避するために、膜電極接合体に保護シートをつけたものが文献１に開示される。しかし文献１では、保護シートが膜電極接合体を覆う形で直に接着されており、ガス拡散層や触媒層における、保護シートとの擦れによる欠損や、保護シートを除去する際の損傷を回避できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５１５２２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高分子形燃料電池を構成する膜電極接合体において、問題となっているガス
拡散層や燃料極触媒層、空気極触媒層の欠損や、損傷を回避しつつ、簡便で、かつ品質の損なわれることのない輸送を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための手段として、本発明の一態様は、電解質膜と、前記電解質膜の一方の面に形成された燃料極触媒層と、前記電解質膜の他方の面に前記燃料極触媒層と対向して形成された空気極触媒層と、前記燃料極触媒層および前記空気極触媒層の外周部に設けられたガスケット部材とを備える膜電極接合体であって、前記ガスケット部材の表面に、スペーサが設けられており、
このスペーサが、前記燃料極触媒層または前記空気極触媒層の表面から突出していることを特徴とする膜電極接合体である。
【００１２】
また、前記スペーサが、前記ガスケット部材から剥離することが可能であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記スペーサが、前記燃料極触媒層および前記空気極触媒層の上部に存在しないように設けられることを特徴とする。
【００１４】
また、前記スペーサの厚みが、０．２ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記ガスケット部材および前記スペーサが開口部を備える枠型であり、前記ガスケット部材および前記スペーサの開口部の形状および大きさが同一であり、前記ガスケット部材の開口部および前記スペーサの開口部の位置が一致することを特徴とする。
【００１６】
また、前記スペーサの外表面に、粘着層を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、前記燃料極触媒層および前記空気極触媒層の表面に、拡散層を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、前記ガスケット部材の表面と、前記拡散層の表面とが面一であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の別の態様は、上記の膜電極接合体を積層したことを特徴とする膜電極接合体積層体である。
【発明の効果】
【００２０】
ガスケット部材上にスペーサを設けることで、他の膜電極接合体電極部や包装材の、電極部への接触を避けることが可能となる。触媒層や拡散層など、電池性能に大きく関わる部分の改造が不要であるため、性能に影響せず、また、スペーサ形成において高い精度を要さない。さらに、必要な材料の量が少ないため、コストが低減される。本発明では、容易かつ効率的に、品質を損ねない輸送が可能な膜電極接合体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の膜電極接合体を示した平面およびＡ−Ａ’断面の概念図である。
【図２】高分子形燃料電池の一般的な構成を示した分解斜視図である。
【図３】本発明の膜電極接合体を積層した、膜電極接合体積層体を示した斜視概念図である。
【図４】スペーサの平面およびＡ−Ａ’断面の概念図である。
【図５】本発明の膜電極接合体の他の実施形態を示した平面およびＡ−Ａ’断面の概念図である。
【図６】ガスケット部材の平面およびＡ−Ａ’断面の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の膜電極接合体１０を示しており、電解質膜２の周辺部にガスケット部材３を設け、中心部の一方表面に燃料触媒層６を、もう一方の面に空気触媒層７が積層されており、燃料触媒層６および空気触媒層７の表面には、さらに拡散層が積層されて、ガスケット部材３の上には、スペーサ１が積層されている。
【００２３】
燃料極側のガスケット部材３および空気極側のガスケット部材３の、少なくとも一方には、その電解質膜２と接する面の裏側の面にスペーサ１が接着して配される。図１には、その両方に配したものを示している。
【００２４】
図２は、固体高分子形燃料電池の単セル１個の一般的な構成を示す分解斜視図である。単セルは、燃料極触媒層および空気極触媒層を両面に備える電解質膜２や、触媒層周囲に配されるガスケット部材３や、触媒層上に配される拡散層４や、ガス流路８を有するセパレータ５で構成される。本発明は、図２の単セルのうち、燃料極触媒層および空気極触媒層を両面に備える電解質膜２、触媒層周囲に配されるガスケット部材３、触媒層上に配される拡散層４を含む膜電極接合体に係るものである。
【００２５】
図３は、本発明のスペーサ付ガスケットを有する複数の膜電極接合体を積層した、膜電極接合体積層体２０を示すものである。この状態で、輸送や保管がなされるため、他の膜電極接合体の燃料極触媒層、空気極触媒層、拡散層や包装材への接触を避けることができる。
【００２６】
＜電解質膜２＞
電解質膜２は、イオン伝導性の高い材用であれば特に限定されないが、多くはパーフルオロスルホン酸系や炭化水素系の固体電解質膜が用いられる。具体的にはナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）：デュポン社製、ゴアセレクト（Ｇｏｒｅｓｅｌｅｃｔ）：ジャパンゴアテックス社製、フレミオン（Ｆｌｅｍｉｏｎ）：旭硝子社製等を挙げることができる。電解質膜２の厚みは、特に限定されないが、１０μｍ〜２００μｍが好ましく、これより薄いと破損しやすく、また扱いにくくなり、反対に厚いと膜抵抗が大きく性能に問題を生じる。
【００２７】
＜燃料極触媒層６および空気極触媒層７＞
燃料極触媒層６および空気極触媒層７は、触媒と電解質とから成り、触媒としては、粒子状の白金やパラジウム、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、オスミウムの白金族元素の他、鉄、鉛、銅、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、アルミニウムなどの金属またはこれらの合金、酸化物や複酸化物等が使用できる。
【００２８】
触媒粒子は単体で用いてもよく、導電性担体に担持させて用いるとなおよい。導電性担体には、一般的にカーボン粒子が用いられる。微粒子状で、導電性および化学的耐性を有するものであれば特に問われず、たとえばカーボンブラックやグラファイト、黒鉛、活性炭、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、フラーレン等が挙げられる。カーボン粒子の粒径は１０〜１０００ｎｍ程度が好ましく、これより小さいと電子伝導パスが形成されにくくなり、また大きいと燃料極触媒層６および空気極触媒層７の厚みが増して抵抗が増加してしまう。
【００２９】
燃料極触媒層６および空気極触媒層７に用いる電解質は、イオン伝導性を有するものであればよい。電解質膜２と同質の材料を用いると、燃料極触媒層６および空気極触媒層７
と電解質膜２との密着性が高められ、より好ましい。
【００３０】
燃料極触媒層６および空気極触媒層７の形成手段は特に問わず、たとえば上述の触媒粒子、担体および電解質の混合物を分散させたスラリーを電解質膜２に直接湿式塗布しても、転写基材または拡散層４に塗工して後転写により形成してもよい。
【００３１】
燃料極触媒層６および空気極触媒層７の形成には、必要に応じて乾燥工程を設ける。その乾燥方法は特に限定されず、たとえば温風乾燥、赤外乾燥、減圧乾燥が挙げられる。
【００３２】
＜ガスケット部材３＞
ガスケット部材３は、大きくは次に挙げる役割を担う。電解質膜２は原料や生成ガスに曝されると劣化が促進されることが知られており、電解質膜２の燃料極触媒層６および空気極触媒層７が形成されていない部分を覆うことにより、電解質膜２をガスから保護する役割が一つである。
【００３３】
また一つは、燃料極触媒層６および空気極触媒層７および拡散層４による膜電極接合体の凹凸を解消し、燃料電池セルの組み立てをより容易に、より精度よくする役割である。本発明に係るガスケット部材はさらに、輸送時の品質保持を容易にする特徴を有する。
【００３４】
ガスケット部材３には、温度変化や圧力負荷に耐えうる強度と、燃料ガスおよび酸化剤ガスを漏洩させないガスバリア性が求められ、フイルムから成るものが好適である。フイルムから成るガスケット部材とは、フイルムの少なくとも一方面に粘着層または接着層を備えるものであり、他方面に離型層を備えていてもよい。粘着層または接着層は、フイルムと電解質膜１０の間に具備され、界面のガスシール性を向上させる。また、他の工法でも可能であり、例えば、材料を溶解させたインクの塗布によって作製する方法などが挙げられる。
【００３５】
前記ガスケット部材３の材料としては、圧力を加えられても変形しにくいものがよく、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド等の高分子材料が挙げられる。これらを単独で用いてもよく、また組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
ガスケット部材３の厚みは、燃料極触媒層６と拡散層４あるいは、空気極触媒層７と拡散層４とを合わせた厚みに等しいとよい。
【００３７】
＜スペーサ１＞
スペーサ１は、燃料極側のガスケット部材３および空気極側のガスケット部材３のどちらか一方にのみ設けられても、両方に設けられてもよい。複数の膜電極接合体１０を積層した際、その両末端の膜電極接合体１０は、その外側にスペーサ１を有する構成がとくに好ましい。例えば、燃料極側のガスケット部材３上にのみスペーサ１を有する複数の膜電極接合体１０を、燃料極を下として垂直に積層したとき、その最も上に位置する膜電極接合体１０は、燃料極側のガスケット部材３と、さらに空気極側のガスケット部材３とにスペーサ１を有するとよい。
【００３８】
スペーサ１は、ガスケット部材３より剥離することが可能であり、該スペーサ１とガスケット部材３との剥離接着の強さ（ＪＩＳ  Ｋ６８５４）は、２．０Ｎ／ｃｍ以下がよい。このとき、スペーサ１とガスケット部材３との剥離接着の強さが１．０Ｎ／ｃｍ以下であると、より剥離が容易であり、好ましい。スペーサ１と被接着材との剥離接着の強さは、スペーサ１の被接着材に付着する面に有する粘着層を構成する材料等により調整する。ここで、粘着層を構成する材料としては、アクリル系粘着剤が好適である。公知の（メタ）アクリル酸エステルを主成分とする共重合体の粘着剤に、架橋剤や可塑剤、界面活性剤等を配合したものから成る。また、必要に応じて、粘着付与剤樹脂、軟化剤、各種顔料、粘度調整剤などの助剤が添加されてもよい。これらの材料、配合比率により粘着力を調整する。
【００３９】
積層した際の密着性を高めるため、スペーサ１は、ガスケット部材３に付着する面に加えて、ガスケット部材３と接する面の逆の面、すなわちスペーサ１の外表面にも粘着層を有する構成がよい。粘着層を介して他の膜電極接合体と合わさることで、積層集合体がより安定する。この剥離接着の強さ（ＪＩＳ  Ｋ６８５４）は、２．０Ｎ／ｃｍ以下がよく、１．０Ｎ／ｃｍ以下であると、剥離が容易で、より好ましい。
【００４０】
図４は、スペーサ１の例であり、実施例および比較例に用いるスペーサ１の寸法説明に用いるものである。中央部に開口部を持ち、開口寸法ｘ、外寸ｙ、厚みｚとする。
【００４１】
スペーサ１の、膜電極接合体１０の膜厚方向における高さ、すなわち厚みｚは、０．２ｍｍ以上であり、０．５ｍｍ以上あると、外部からの力により曲げや揺れが発生した際にも、電極部における他の膜電極接合体や包装材との接触を回避できる可能性が高く、より好ましい。
【００４２】
スペーサ１は、ガスケット部材３上に接着され、ガスケット部材３の開口部上部に延びないように設けられるが、その形状、大きさ、数は問わない。また、スペーサ１は、ガスケット部材３と同様に枠型であり、その開口部の形状が、ガスケット部材３の開口部の形状と略同一であると特によい。また、ガスケット部材３およびスペーサ１は、両者の開口部が略一致するように位置合わせがなされ、重ねられて接着される。
【００４３】
スペーサ１が、ガスケット部材３の内縁部にあること、つまり電極部と近接して設けられることにより、より確実に電極部近傍を支持し、電極部の空間を保持することが可能になる。
【００４４】
スペーサ１およびガスケット部材３は、同様にして作製することが可能である。スペーサ１およびガスケット部材３がともに、シートからなり、打ち抜きや切り抜きによって作製される場合や、スペーサ１およびガスケット部材３がともにマスク材を用いた材料塗布により作製される場合など、同様の設備またはマスク材を使用することができる。シート状の材料を、打ち抜きまたは切り抜きによって作製する方法がとくに簡単であり、よい。その際、予めスペーサ１とガスケット部材３とを貼り合わせた状態で成形しても、それぞれを同様の設備で成形した後に貼り合わせてもかまわない。後者のほうが、スペーサ１とガスケット部材３との、開口部がずれる恐れがなく、より好ましい。
【００４５】
図５は、枠型スペーサ１の一例を示しており、角に丸みのあるものや、縁が波模様のものであってもよく、周縁部の形状および大きさは、特には限定されない。
【００４６】
ガスケット部材３とスペーサ１の外周縁部の形状や大きさが異なると、スペーサ１の除去が容易になり、またガスケット部材３とスペーサ１とを識別しやすくなるため、使用の際にスペーサ１を除き忘れる恐れが軽減される。他方、ガスケット部材３と外周縁部の形状や大きさが同じであると、スペーサ１とガスケット部材３との製造方法の類似が増し、工程の簡略化が可能となる。
【００４７】
図６は、実施例、比較例のスペーサ１形状を示しており、ガスケット部材３より大きく、その周縁部より外側に張り出していても（Ｂ）、ガスケット部材３より小さく（Ｃ）てもよい。ガスケット部材３と、その形状および大きさが略同一（Ａ）であってもよい。
比較例１は、ガスケット部材に、スペーサ１を貼り付けない（Ｄ）状態を示す。
【００４８】
＜拡散層４＞
拡散層４は、導電性が高く、原料ガスの拡散性が高い材料から成る。例えば、金属フイルム、導電性高分子、カーボン材料等が挙げられるが、なかでもカーボンペーパ等の多孔質導電体材料が好ましい。拡散層４の厚みは、５０μｍ〜１０００μｍ程度が好ましい。
【００４９】
拡散層４に挟持されて、膜電極接合体１０がある。電解質膜２のそれぞれの面に燃料極触媒層６および空気極触媒層７が設けられ、その外側を囲むように燃料極触媒層６および空気極触媒層７と隙間を空けずにガスケット部材３が配される。
【００５０】
＜セパレータ５＞
セパレータ５は、導電性を有し、かつガスを透過しない材料より成る。例えば、耐食処理が施された金属板または焼成カーボン等のカーボン系材料等である。前記セパレータ５は、燃料極となる燃料極触媒層６および空気極となる空気極触媒層７上の拡散層４と面して、それぞれの反応ガス流通用の流路８となる櫛型構造を備えて配置される。この面に対向する面に、冷却水流路を有することも多い。酸化剤ガスおよび燃料ガスはまずセパレータ５の反応ガス流路８を通り、ガス流路８を通るうちに、反応ガスは拡散層４を介して、膜電極接合体１に供給される。
【００５１】
膜電極接合体１０は、たとえば電解質膜２に、燃料極触媒層６、空気極触媒層７を形成後、ガスケット部材３およびスペーサ１を貼り合わせ、さらに燃料極触媒層６、空気極触媒層７を覆うように拡散層４を配して製造される。この順序は限定されず、拡散層４とガスケット部材３およびスペーサ１の形成が前後してもよい。また、電解質膜２にガスケット部材３およびスペーサ１を貼り合せた後に、燃料極触媒層６、空気極触媒層７を、次に拡散層４を形成して製造されてもよい。さらに、電解質膜２にガスケット部材３を配した後であって、スペーサ１を配する前に、燃料極触媒層６、空気極触媒層７や拡散層４を形成して製造されてもよい。
【００５２】
以上、本発明の実施形態による膜電極接合体１０及びこれを備えた燃料電池セルについて説明したが、膜電極接合体１は燃料電池セルのみに適用されるものではない。以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されない。
【実施例１】
【００５３】
電解質膜２（Ｎａｆｉｏｎ２１１ＣＳ、デュポンデュポン社製）の両方の面に、ガスケット部材３として、中心部に５０ｍｍ×５０ｍｍの開口部を有する、外寸１５０ｍｍ×１５０ｍｍの粘着層付きＰＥＴフイルム１（ｘ＝５０ｍｍ、ｙ＝１５０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、剥離接着強度１０Ｎ／ｃｍ）を対向させて貼り付けた。さらにその粘着面と反対の面、つまり外側の面に、同じ寸法で、より粘着力の弱い粘着層を両面に有するＰＥＴフイルム２（ｘ＝５０ｍｍ、ｙ＝１５０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、剥離接着強度０．１Ｎ／ｃｍ）をスペーサ１として貼り付けた。
【００５４】
＜触媒層用スラリー＞
作製には、白金担持カーボン（ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ、田中貴金属社製）と水とを混合した後、これに２‐プロパノールと電解質（Ｎａｆｉｏｎ分散液、和光純薬工業社製）を加えて撹拌して得たものを用いた。それぞれの混合質量比は１：３：１５：２とした。
【００５５】
作製した触媒層用スラリーを、ガスケット部材及びスペーサの開口部の電解質膜面に、ドクターブレードで塗工し、摂氏８０度の炉内で乾燥することで、一方の面に燃料極触媒層を、他の方面に空気極触媒層を形成した。
【００５６】
＜振動試験＞
作製した膜電極接合体を１０枚積層し、振動試験機（Ｆ−２００ＢＭ／Ａ−Ｅ０４エミック社製）を用い、加速度５Ｇ、掃引周波数１０〜５５Ｈｚ、左右、奥行き方向、垂直方向それぞれ３０分ずつ振動を加えた。
【００５７】
＜観察＞
振動試験後、触媒層表面の観察を実施した。振動試験前と比較して、
○：変化が見られなかったもの
×：実験前と比較して、実験後の触媒層に薄い箇所や剥離が観察されたもの
とした。
【００５８】
＜高電位（ＯＣＶ）保持耐久性試験＞
振動試験後、スペーサを剥離した膜電極接合体の両面に、拡散層（ＳＩＧＲＡＣＥＴ  ３５ＢＣ，ＳＧＬ）を配置し、日本自動車研究所（ＪＡＲＩ）標準セルを用いて耐久性試験を実施した。セル温度は１００℃とし、燃料極に加湿水素、空気極に加湿酸素を供給して行った。振動試験を施さず測定した結果Ｘに対して、
○：１０枚の平均値がＸと同等か上回る場合
×：１０枚の平均値がＸを下回る場合
とした。
【実施例２】
【００５９】
電解質膜（Ｎａｆｉｏｎ２１１ＣＳ、デュポンデュポン社製）の両方の面に、ガスケット部材として、中心部に５０ｍｍ×５０ｍｍの開口部を有する、外寸１５０ｍｍ×１５０ｍｍの粘着層付きＰＥＴフイルム１（ｘ＝５０ｍｍ、ｙ＝１５０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、剥離接着強度１０Ｎ／ｃｍ）を対向させて貼り付けた。さらに片面のガスケット部材の、その粘着面と反対の面、つまり外側の面に、同じ寸法で、より粘着力の弱い粘着層を両面に有するＰＥＴフイルム２（ｘ＝５０ｍｍ、ｙ＝１５０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、剥離接着強度０．１Ｎ／ｃｍ）をスペーサとして貼り付けた。このガスケット付き膜電極接合体の両面に、実施例１と同様に触媒層を形成した。つまり、実施例１において一方の面のスペーサが除かれたものであり、それ以外の構成は同じとした。
【実施例３】
【００６０】
実施例２におけるスペーサ１として用いたＰＥＴフイルム２の代わりに、ＰＥＴフイルム３（ｘ＝５０ｍｍ、ｙ＝２００ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、剥離接着強度０．１Ｎ／ｃｍ）をスペーサとして用いた以外は、実施例２と同じとした。
【実施例４】
【００６１】
実施例２におけるスペーサとして用いたＰＥＴフイルム２の代わりに、ＰＥＴフイルム３（ｘ＝５０ｍｍ、ｙ＝６０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、剥離接着強度０．１Ｎ／ｃｍ）をスペーサとして用いた以外は、実施例２と同じとした。
【００６２】
＜比較例１＞
実施例１におけるスペーサを用いない以外は同じとした。
【００６３】
実施例２〜４、および比較例１について、実施例１と同様の振動試験および触媒層の表面観察を行った。
【００６４】
この結果を表１にまとめた。
【００６５】
【表１】
2015046284.tif 000003
スペーサを有する実施例１は触媒層の破損は見られなかったが、スペーサを有さない比較例１では触媒層の破損が見られた。実施例１は揺れ実験を施しても耐久性が維持されたが、比較例１は揺れ実験後の測定で耐久性が降下した。
【００６６】
スペーサを膜電極接合体の両面に有する実施例１でも、片面にしか有さない実施例２でも、揺れ実験による触媒層の破損は見られなかった。
【００６７】
これらのことから、本発明による、スペーサを有するガスケット付きの膜電極接合体は、積層されて振動を加えられたときに触媒層が傷みにくいこと、スペーサの形状は問わないことが確認された。
【００６８】
以上より、本発明による膜電極接合体は、運搬や保管の際の燃料極および空気極の保護に効果的であることが示された。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・スペーサ
２・・・電解質膜
３・・・ガスケット部材
４・・・拡散層
５・・・セパレータ
６・・・燃料極触媒層
７・・・空気極触媒層
８・・・ガス流路
１０・・・膜電極接合体
２０・・・膜電極接合体積層体
【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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