(57)【要約】      （修正有）【課題】クロスリークを防止し、電池性能が向上する電極−電解質膜接合体を提供する。【解決手段】電極−電解質膜接合体は、高分子電解質膜の一方面又は両面上に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムが同一の膜厚で形成され、更に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材が形成された電極―電解質膜接合体であって、前記ガスバリア性樹脂フィルムは、触媒層の外周部に形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
2008091170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜の一方面又は両面上に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムが同一の膜厚で形成され、更に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材が形成された電極―電解質膜接合体であって、
前記ガスバリア性樹脂フィルムは、触媒層の外周部に形成されている、
電極−電解質膜接合体。
【請求項２】
前記触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムの合計面積とガス拡散基材の面積とが同一である、請求項１に記載の電極−電解質膜接合体。
【請求項３】
前記ガスバリア性樹脂フィルムが、酸素バリア性樹脂フィルムである、請求項１又は２に記載の電極−電解質膜接合体。
【請求項４】
前記ガスバリア性樹脂フィルムが、水素バリア性樹脂フィルムである、請求項１又は２に記載の電極−電解質膜接合体。
【請求項５】
ガスバリア性樹脂フィルムが少なくとも２層の樹脂フィルムで構成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の電極−電解質膜接合体。
【請求項６】
ガスバリア性樹脂フィルムは、熱接着性樹脂フィルム／酸素バリア性樹脂フィルム又は水素バリア性樹脂フィルム／熱接着性樹脂フィルムの少なくとも３層で構成されている、請求項５に記載の電極−電解質膜接合体。
【請求項７】
（１）電解質膜上に触媒層が積層された触媒層−電解質膜積層体上にある当該触媒層の外周部にガスバリア性樹脂フィルムを配置し、
（２）当該触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材を配置し、熱プレスする、
ことにより得られる、電極−電解質膜接合体。
【請求項８】
（１）電解質膜上に触媒層が積層された触媒層−電解質膜積層体上にある当該触媒層の外周部にガスバリア性樹脂フィルムを配置する工程、及び
（２）当該触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材を配置し、熱プレスする工程、
を備えた電極−電解質接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な電極−電解質膜接合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の一種である固体高分子形燃料電池は、電解質膜として水素イオン伝導性高分子電解質膜を用い、その両面に触媒層、電極基材及びセパレータが順次積層された構造となっている。このうち、電解質膜の両面に触媒層及び電極基材を順次積層させたもの（即ち、電極基材／触媒層／電解質膜／触媒層／電極基材の層構成のもの）は、電極−電解質膜接合体（MEA）と称されている。
【０００３】
電極−電解質膜接合体には、クロスリークによる電池性能劣化という問題がある。すなわち、固体高分子電解質形燃料電池では、燃料極側から流入する水素がガス拡散電極を通じて燃料極側の触媒層で反応（水素イオン化）、及び酸化剤極側から流入する酸素が酸化剤極側の触媒層で反応（水素イオンと結合）することにより、発電を行う。しかし、ガス拡散層を通過した水素又は酸素が、燃料極側又は酸化剤極側の触媒層を経ず、触媒層の外周部を伝って、直接電解質を経て、反対側の触媒層で反応してしまい、目的とする発電反応が生じない場合がある。これをクロスリークという。クロスリークを起こすと、電池性能が劣化したり、運転不能となる場合もある。
【０００４】
このようなクロスリークを防止する方法として、例えば、特許文献１には、外周面及び／又は周辺部にガス不透過処理を施したガス拡散電極が提案されている。このガス拡散電極は、その側面全体（外周面）を、フッ素樹脂膜等で添貼したり、シリコン、フッ素樹脂若しくは塩化ビニル系の充填剤、接着剤又はグリースを塗布させたりすることにより、側面全部及び上下面の一部を覆った形状としている。
【０００５】
しかしながら、このようなフッ素樹脂の添貼、充填剤での塗布は、ガス拡散層の細孔を閉塞し、ガス拡散性能を低下させ、電池性能が悪化する可能性がある。また、クロスリークにおいても十分解決されたとは言い難く、改良の余地がある。
【特許文献１】特許第３３１３２３８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、ガス拡散性能等を低下させず、クロスリークを防止し、電池性能に優れた電極−電解質膜接合体を提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねて来た。その結果、特定の構造を有する電極−電解質膜接合体を採用することにより、ガスのクロスリークを防止でき、電池反応を阻害することなく、優れた電池性能を発揮できる燃料電池を製造できることを見出した。本発明は、このような知見に基づき完成されたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記に示す電極−電解質膜接合体及びその製造方法に係る。
【０００９】
項１．高分子電解質膜の一方面又は両面上に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムが同一の膜厚で形成され、更に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材が形成された電極―電解質膜接合体であって、
前記ガスバリア性樹脂フィルムは、触媒層の外周部に形成されている、
電極−電解質膜接合体。
【００１０】
項２．前記触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムの合計面積とガス拡散基材の面積とが同一である、項１に記載の電極−電解質膜接合体。
【００１１】
項３．前記ガスバリア性樹脂フィルムが、酸素バリア性樹脂フィルムである、項１又は２に記載の電極−電解質膜接合体。
【００１２】
項４．前記ガスバリア性樹脂フィルムが、水素バリア性樹脂フィルムである、項１又は２に記載の電極−電解質膜接合体。
【００１３】
項５．ガスバリア性樹脂フィルムが少なくとも２層の樹脂フィルムで構成されている、項１〜４のいずれかに記載の電極−電解質膜接合体。
【００１４】
項６．ガスバリア性樹脂フィルムは、熱接着性樹脂フィルム／酸素バリア性樹脂フィルム又は水素バリア性樹脂フィルム／熱接着性樹脂フィルムの少なくとも３層で構成されている、項５に記載の電極−電解質膜接合体。
【００１５】
項７．（１）電解質膜上に触媒層が積層された触媒層−電解質膜積層体上にある当該触媒層の外周部にガスバリア性樹脂フィルムを配置し、
（２）当該触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材を配置し、熱プレスする、
ことにより得られる、電極−電解質膜接合体。
【００１６】
項８．（１）電解質膜上に触媒層が積層された触媒層−電解質膜積層体上にある当該触媒層の外周部にガスバリア性樹脂フィルムを配置する工程、及び
（２）当該触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材を配置し、熱プレスする工程、
を備えた電極−電解質接合体の製造方法。
【００１７】
本発明の電極−電解質膜接合体は、高分子電解質膜の一方面又は両面上に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム層が同一の膜厚で形成され、更に触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材が形成された電極−電解質膜接合体であって、前記ガスバリア性樹脂フィルムは、触媒層の外周部に形成されていることを特徴とする。なお、電極−電解質膜接合体のうち電極は、触媒層及びガス拡散基材が積層された部材を示す。
【００１８】
本発明の電極−電解質膜接合体の平面図を図１に示し、平面図のＢ−Ｂ断面の断面図を図２に示す。本発明の触媒層は、図１に示したように、前記触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムの合計面積とガス拡散基材の面積とが平面図において同一であることが好ましい。
【００１９】
ガスバリア性樹脂フィルム
ガスバリア性樹脂フィルムは、触媒層の外周部に形成されている。すなわち、ガスバリア性樹脂フィルムが額縁状（すなわち、中抜き）になっており、その中に触媒層がはめ込まれている。
【００２０】
額縁状の外形及び中抜きの形は限定的でないが、通常長方形、正方形等である。額縁状の幅は限定的でないが、通常０．０５mm〜２０ｍｍ程度の範囲内である。
【００２１】
触媒層とガスバリア性樹脂フィルムとの膜厚は同一であり、ガスバリア性樹脂フィルムの平均厚みは６〜８０μｍ程度が好ましく、より好ましくは８〜６０μｍ程度である。
【００２２】
図１に示すように、触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムは全面が電解質膜上に積層されており、電解質膜の面積が触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムの合計面積よりも大きい。より具体的には、図１に示すように、電解質膜がガス拡散基材からはみ出すように構成されていることが望ましい。また、触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材が積層されており、触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムの合計面積と、ガス拡散基材面積とは実質的に同一であることが好ましい。
【００２３】
触媒層とガス拡散基材とは積層されているが、触媒層よりもガス拡散基材の方が大きくなっており、ガス拡散基材には、触媒層が積層されていない箇所（触媒層非積層基材部）が生じる。このときの当該触媒層非積層基材部は額縁状（すなわち、中抜き状）となることが好ましい。この額縁の幅（図１に示したＡの幅）は限定的でないが、通常、０．０５mm〜２０ｍｍ程度の範囲内とすればよい。なお、触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムの合計面積と、ガス拡散基材との面積は同一である場合、触媒層非積層部とガスバリア性樹脂フィルムとは同一平面形状及び同一面積であることが好ましい。
【００２４】
ガスバリア性樹脂フィルムは、水素及び／又は酸素を透過しない樹脂フィルムであればよい。燃料極に当該樹脂フィルムを設置する場合は、水素を透過しないフィルム（水素バリア性樹脂フィルム）であり、酸化剤極側に当該樹脂フィルムを設置する場合は、酸素を透過しないフィルム（酸素バリア性樹脂フィルム）である。水素及び酸素の両方を透過しないフィルムの場合は、酸化剤極側及び燃料極側のどちらに使用してもよい。
【００２５】
また、これらのフィルムは、フィルム自体にガスバリア性を有していてもよく、樹脂基材にガスバリア性膜を積層させたガスバリア性膜積層フィルムであってもよい。本発明では、これらをまとめて、ガスバリア性樹脂フィルムという。
【００２６】
酸素バリア性樹脂フィルムを構成する酸素バリア性樹脂としては、酸素を透過しないものであれば限定的でないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂などが好ましく挙げられる。これらの中でも、高融点（融点１００℃以上、好ましくは１２０〜１８０℃）であることが好ましい。酸素バリア性を有する高融点樹脂を採用することにより、酸素バリア性を発揮することはもちろん、固体高分子燃料電池の運転温度（通常８０℃程度）で運転しても熱による溶融を防止するため、寸法安定性に優れ、形状が変化しない。
【００２７】
また、他の酸素バリア性樹脂フィルムとして、物理蒸着法又は化学蒸着法（ＣＶＤ法）により酸化膜、窒化膜、酸窒化膜等の無機物膜が樹脂基材上に形成された樹脂フィルムも挙げられる。これら無機物膜及び樹脂基材は水素バリア性樹脂フィルムで後述するものが挙げられる。無機物質の平均膜厚は、５〜１００ｎｍ程度が好ましい。
【００２８】
次に、水素バリア性樹脂フィルムとしては、上記酸素バリア性樹脂のうち水素バリア性を有する樹脂を使用できる。このような樹脂としては、日本合成化学（株）から「ソアノール」として市販されているエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂を好ましく例示できる。他の水素バリア性樹脂フィルムとしては、物理蒸着法又は化学蒸着法（ＣＶＤ法）により酸化膜、窒化膜、酸窒化膜等の水素バリア性無機物膜が樹脂基材上に形成された樹脂フィルムが好ましく挙げられる。無機物膜の種類としては、具体的には、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化チタンなどが挙げられる。無機物質の平均膜厚は、５〜１００ｎｍ程度が好ましい。
【００２９】
特に、物理蒸着法のうちスパッタ法により形成された無機物膜が、水素原子を実質的に含有せず、水素バリア性に優れる点で好ましい。スパッタ法としては公知の方法により行うことができるが、水素バリア性の観点から、特に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマを用いたスパッタ法（ＥＣＲスパッタ法）等が好ましい。本発明では、特にＥＣＲスパッタ法により得られた酸化アルミニウム膜が好ましい。
【００３０】
一方、ＣＶＤ法も経済性の観点から好ましく、ＣＶＤの中でも、特にプラズマＣＶＤが好ましい。具体的には、ＳｉＨ４及びＮ２Ｏを原料とするプラズマＣＶＤにより形成された酸化珪素膜（特にＳｉＯ２膜）は、優れた水素バリア性を発揮することができる。
【００３１】
樹脂基材としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリプロピレンフィルム等から群から選択される少なくとも１種であって、且つ一軸ないし二軸延伸された延伸フィルム等を挙げることができる。
【００３２】
特に、本発明では、上記水素バリア性無機物膜を形成させる樹脂基材に、酸素バリア性を有する高融点樹脂を採用することが好ましい。すなわち、酸素バリア性樹脂フィルムに上記水素バリア性無機物膜を形成させた樹脂フィルム（水素バリア性無機物膜形成酸素バリア性樹脂フィルム）が好ましい。これにより、高い酸素バリア性及び水素バリア性を発揮でき、クロスリークをより低減することできる。
【００３３】
また、本発明では、上記ガスバリア性樹脂フィルムは、少なくとも２層の樹脂フィルムから構成されていることが好ましい。特に、上記水素バリア性樹脂フィルム又は酸素バリア性樹脂フィルムの片面若しくは両面（特に両面）に熱接着性樹脂フィルム（熱接着性樹脂層）が積層されたものであることが好ましい。すなわち、熱接着性樹脂フィルム／酸素バリア性樹脂フィルム又は水素バリア性樹脂フィルム／熱接着性樹脂フィルムであることが好ましく、もっとも好ましくは、熱接着性樹脂フィルム／水素バリア性無機物膜形成酸素バリア性樹脂フィルム／熱接着性樹脂フィルムであることが好ましい。なお、水素バリア性無機物膜と酸素バリア性樹脂フィルムとはいずれが電解質側に近い方に積層されていてもよい。このような熱接着性樹脂フィルムが積層させた構造を採用することにより、電解質膜とガス拡散基材とを熱接着性樹脂フィルムを介して、より簡便に接着することができる。
【００３４】
熱接着性樹脂フィルムは熱接着性を有する限り限定的でないが、融点が１８０℃以下（特に１５０℃以下）であることが好ましい。下限は限定的でなく、１００℃程度とすればよい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂等からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。
【００３５】
熱接着性樹脂フィルム、ガスバリア性樹脂フィルム等の膜厚は限定的でなく、その合計厚みが、隣接する触媒層の厚みと同一であればよいが、例えば上記熱接着性樹脂フィルム／酸素バリア性樹脂フィルム又は水素バリア性樹脂フィルム／熱接着性樹脂フィルムの場合、６〜２５μｍ／６〜３０μｍ／６〜２５μｍ程度、好ましくは、８〜２０μｍ／８〜２０μｍ／８〜２０μｍ程度とすればよい。
【００３６】
なお、熱接着性樹脂フィルムを設ける場合は、当該熱接着性樹脂フィルムと酸素バリア性樹脂フィルム又は水素バリア性樹脂フィルムとの間に、必要に応じて、アンカーコート剤及び接着剤を塗布することにより、アンカーコート層及び接着層を設けてもよい。これらアンカーコート剤及び接着剤は限定的でなく公知又は市販のものを用いればよい。
【００３７】
ガス拡散基材
ガス拡散基材は、導電性を有し、多孔質のものであれば、特に制限されず、公知又は市販のものを使用できる。例えば、カーボンペーパ、カーボンクロス、カーボンフェルト等が挙げられる。膜厚は特に制限されないが、通常は２０μｍ〜４００μm程度、好ましくは1００μｍ〜３００μm程度である。
【００３８】
触媒層
触媒層は、水素イオン伝導性高分子電解質及び触媒粒子を含有している限り、限定的でなく、公知又は市販のものを使用できる。触媒層は、例えば、公知又は市販の水素イオン伝導性高分子電解質含有溶液及び触媒担持炭素粒子を混合し、乾燥させることにより、製造することもできる。
【００３９】
電解質膜
電解質膜は、水素イオン伝導性のものであれば限定的でなく、公知又は市販のものを使用できる。電解質膜の具体例としては、デュポン社製の「Nafion」膜、旭硝子（株）製の「Flemion」膜、旭化成（株）製の「Aciplex」膜、ゴア（Gore）社製の「Gore Select」膜等が挙げられる。電解質膜の膜厚は、通常２０〜２５０μｍ程度、好ましくは２０〜８０μｍ程度である。
【００４０】
本発明の電解質膜の合計面積は、触媒層及びガスバリア性樹脂フィルムの合計面積と同一又は大きく、触媒層及びガスバリア層が電解質膜上にはみ出さずに積層している。
【００４１】
製造方法
本発明の電極−電解質膜接合体の製造方法は、
（１）電解質膜上に触媒層が積層された触媒層−電解質膜積層体上にある当該触媒層の外周部にガスバリア性樹脂フィルムを配置する工程、及び
（２）当該触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材を配置し、熱プレスする工程、を備えることを特徴とする。
【００４２】
本発明で使用する触媒層−電解質膜積層体の製造方法は限定的でなく、例えば、公知又は市販の触媒転写フィルムを熱プレス法等により電解質膜上に形成することにより得られる。
【００４３】
ガスバリア性樹脂フィルムは、上記積層体に積層された触媒層の形状に合わせて、中抜きに削除し、額縁状とした後、当該額縁状のガスバリア性樹脂フィルムを触媒層にはめ込み、当該フィルムを電解膜に積層させることにより、触媒層の外周部に配置させる。
【００４４】
その後、当該触媒層及びガスバリア性樹脂フィルム上にガス拡散基材を配置し、熱プレスすればよい。この熱プレスにより、ガスバリア性樹脂フィルムが融着及び固化して接着効果を発揮するため、当該樹脂フィルムを介してガス拡散基材、触媒層及び電解質膜が強固に固定される。このため、触媒層の反応有効面積及びガス拡散基材のガス拡散性能を損なうことなく、電極−電解質膜接合体を簡便に作製することができる。
【００４５】
特にガスバリア性樹脂フィルムが少なくとも２層構造である場合、より好ましくは、熱接着性樹脂フィルム／酸素バリア性樹脂フィルム又は水素バリア性樹脂フィルム／熱接着性樹脂フィルム等である場合、熱接着性樹脂フィルムがより接着効果を発揮するため、より簡便に電極−電解質膜接合体を製造することができる。
【００４６】
熱プレスの方法は、限定的でなく、常法に従って行えばよい。加圧レベルは、通常０．５〜２０ＭＰａ程度、好ましくは１〜１０ＭＰａ程度、より好ましくは１〜５ＭＰa程度がよい。また、この加圧の際に、転写不良を避けるために、加圧面を加熱するのが好ましい。加熱温度は、ガスバリア性樹脂フィルムが溶融する温度（好ましくは熱接着性樹脂フィルムが溶融する温度であればよく、通常１００〜２００℃程度（好ましくは１２０〜１５０℃）がよい。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、特定のガスバリア性樹脂フィルムを触媒層の外周部に配置しているため、クロスリークを低減でき、優れた電池性能を有する燃料電池を製造することができる。
【００４８】
本発明によれば、固体高分子燃料電池の運転温度（通常８０℃程度）で運転しても熱による溶融を防止でき、寸法安定性に優れ、形状が変化しない。
【００４９】
本発明の製造方法によれば、ガスバリア性樹脂フィルムを触媒層周辺部に配置するだけであるので、クロスリークが低減された電極−電解質膜積層体を簡易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
実施例及び比較例を用いて、本発明をさらに詳述する。なお、本発明は下記の実施例に限定されない。
【００５１】
実施例１ 
白金触媒担持炭素粒子（Ｐｔ：４６ｗｔ％、田中貴金属工業社製、「ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ」）１０ｇ及び５重量％水素イオン伝導性高分子電解質含有溶液（デュポン社製、溶剤：水、1-プロパノール及びメタノール、エタノール）１００ｇに、蒸留水３０ｇ、及び２−プロパノール（キシダ化学製）１００ｇを配合し、分散機にて攪拌混合することでペースト組成物を調製した。次に調製したペースト組成物を、ドクターブレードにより乾燥後の白金量が０．５ｍｇ/ｃｍ２になるように、ポリエチレンテレフタラート（Ｅ３１２０、東洋紡社製）フィルム上に塗工後、大気雰囲気中で９５℃の条件で１５分間より乾燥させ、酸化剤極用の触媒転写フィルムを作製した。
【００５２】
白金ルテニウム触媒担持炭素粒子（ＰｔＲｕ：５４ｗｔ％、田中貴金属工業社製、「ＴＥＣ６１Ｅ５４」）１０ｇ及び５重量水素イオン伝導性高分子電解質含有溶液（デュポン社製、溶剤：水、1−プロパノール、メタノール及びエタノール）１００ｇに、蒸留水３０ｇ、プロピレングリコール（キシダ化学製）２ｇ 及び２-プロパノール（キシダ化学製）１００ｇを配合し、分散機にて攪拌混合することでペースト組成物を調製した。次に調製したペースト組成物を、ドクターブレードにより乾燥後の白金量が０．５ｍｇ/ｃｍ２になるように、ポリエチレンテレフタラートフィルム（東洋紡社製、「Ｅ３１２０」）上に塗工後、大気雰囲気中で９５℃の条件で１５分間より乾燥させ、燃料極用触媒転写フィルムを作製した。
【００５３】
上記で作製した酸化剤極用転写フィルム及び燃料極用触媒転写フィルムを５０ｍｍ×５０ｍｍに切り出し、水素イオン伝導性電解質膜（Ｎａｆｉｏｎ１１２、Ｄｕｐｏｎｔ社製）１０ｃｍ×１０ｃｍを介して対面するように配置し、１５０℃、５ＭＰａの条件にて３分間熱プレスする事により触媒層−電解質膜積層体を作製した。
【００５４】
酸化剤極側及び燃料極側の樹脂フィルムとして、酸素バリア性及び水素バリア性を有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂フィルム（ソアノール、日本合成化学（株）製、厚み２５μｍ）を６０×６０ｍｍサイズの中央の５０×５０ｍｍを切り出し枠状に加工した。
【００５５】
ガス拡散基材は、カーボンペーパ（ＴＧＰ−Ｈ−０９０、東レ（株）製）を６０×６０ｍｍに切り出し、ガス拡散基材と触媒層−電解質膜接合体をエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂フィルムを介して、触媒層上にガス拡散基材を配置し、熱プレスにより１５０℃、５ＭＰａにて３０秒間プレスすることにより電極−電解質膜接合体を作製した。
【００５６】
実施例２
酸化剤極側の酸素バリア性樹脂フィルムとして、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂フィルム（「ソアノール」、日本合成化学（株）製、厚み２５μｍ）を６０×６０ｍｍサイズの中央の５０×５０ｍｍを切り出し枠状に加工した。
【００５７】
燃料極側の水素バリア性樹脂フィルムとして、スパッタ法（アルバック社製、ＳＨ４００、原料；ＳｉＨ４及びＮ２Ｏ）によりエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノール、日本合成化学（株）製、厚み２５μｍ）上に酸化珪素膜（平均厚み約１０ｎｍ）を形成することにより得られたフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして、電極−電解質膜接合体を作製した。
【００５８】
実施例３
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（テイジン製、テオネックス、１２μｍ）の片面にＣＶＤ法により酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）皮膜（平均厚み約１０ｎｍ）を蒸着させた後、得られたアルミニウム皮膜フィルムの両面にアンカーコートを施した。次いで、得られたフィルムの両面に、ポリプロピレン（ＣＰＰ）樹脂（三井化学製、「アドマー」）を平均膜厚が９μｍとなるように溶融押し出し法により形成することにより、ガスバリア性樹脂フィルム（ＣＰＰ／アルミニウム皮膜形成ＰＥＮ／ＣＰＰの層構成）を得た。上記ガスバリア性樹脂フィルムを酸化極側のガスバリア性樹脂フィルム及び燃料極側のガスバリア性樹脂フィルムとして使用した。
【００５９】
このガスバリア性樹脂フィルムを使用した以外は、実施例１と同様にして、電極−電解質膜接合体を作製した。
【００６０】
実施例４
アルミニウム皮膜ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡製、「エコシアール  ＶＥ５００」、１５μｍ）の両面に、ポリプロピレン（ＣＰＰ）樹脂（三井化学製、「アドマー」）を膜厚が８μｍとなるように溶融押し出し法により形成することにより、ガスバリア性樹脂フィルム（ＣＰＰ／ＰＥＮ／ＣＰＰの層構成）を得た。上記ガスバリア性樹脂フィルムを酸化極側のガスバリア性樹脂フィルム及び燃料極側のガスバリア性樹脂フィルムとして使用した。
【００６１】
このガスバリア性樹脂フィルムを使用した以外は、実施例１と同様にして、電極−電解質膜接合体を作製した。
【００６２】
比較例１
酸化剤極側及び燃料極側の樹脂フィルムとして、ガスバリア性を持たない二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＦＯＨ、二村化学工業（株）製）を使用した以外は実施例１と同様にして電極−電解質膜接合体を作製した。
【００６３】
比較例２
酸化剤極側及び燃料極側の樹脂フィルムとして、ガスバリア性を持たない二軸延伸ナイロンフィルム（ユニロン、出光ユニテック（株）製）を使用した以外は、実施例１と同様にして電極−電解質膜接合体を作製した。
【００６４】
比較例３
ガスバリア性樹脂フィルム等の樹脂フィルムを使用しなかった以外は、実施例１と同様にして触媒層−電解質膜接合体を作製した。
【００６５】
試験例
作製した電極−電解質膜接合体を単セルとし１０００時間の連続発電試験を行った。表１に発電開始時及び２０００時間後の開回路電圧の測定結果を示す。
【００６６】
【表１】
2008091170.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、本発明の電極−触媒層接合体の平面図を示す。
【図２】図２は、本発明の電極−触媒層接合体の断面図を示す。
【図１】
2008091170.tif 000004
【図２】
2008091170.tif 000005