(57)【要約】【課題】電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを備える膜電極接合体を適用した燃料電池において、発電性能を向上させる。【解決手段】膜電極接合体の製造工程において、電解質膜１１０の両面に、それぞれ、アノード側触媒層１２０ａ、および、カソード側触媒層１２０ｃを形成する（ステップＳ１００）。次に、カソード側触媒層１２０ｃ上に、保湿層１２２を形成する保湿層形成溶液を塗布する（ステップＳ１１０）。次に、保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化する前に、アノード側触媒層１２０ａ、および、保湿層１２２の表面に、それぞれ、アノード側ガス拡散層１３０ａ、および、カソード側ガス拡散層１３０ｃを、ホットプレス接合する（ステップＳ１２０）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に用いられ、固体高分子からなる電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを備える膜電極接合体の製造方法であって、
前記電解質膜の両面にそれぞれ前記触媒層を形成する触媒層形成工程と、
前記保湿層を形成するための保湿層形成溶液を、少なくともカソード側の前記触媒層上に塗布する塗布工程と、
前記保湿層上に前記ガス拡散層を構成するガス拡散層基材を接合する接合工程と、
を備える製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法であって、
前記接合工程は、前記塗布工程後、前記保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化する前に、前記ガス拡散層基材を接合する工程を含む、製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の製造方法であって、
前記接合工程は、前記電解質膜と前記触媒層と前記保湿層と前記ガス拡散層とを、ホットプレス接合によって接合する工程を含む、製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の製造方法であって、
前記保湿層形成溶液は、撥水剤を含む、製造方法。
【請求項５】
燃料電池に用いられ、固体高分子からなる電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを備える膜電極接合体の製造方法であって、
前記電解質膜の両面にそれぞれ前記触媒層を形成する触媒層形成工程と、
前記保湿層を形成するための保湿層形成溶液であって、撥水剤を含む保湿層形成溶液を、アノード側の前記触媒層上のみに塗布する塗布工程と、
前記保湿層上に前記ガス拡散層を構成するガス拡散層基材を接合する接合工程と、
を備える製造方法。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池がエネルギ源として注目されている。この燃料電池として、電解質膜として固体高分子膜を用いた固体高分子型燃料電池が提案されている。この固体高分子型燃料電池は、プロトン伝導性を有する電解質膜（固体高分子膜）の両面に、それぞれガス拡散電極（アノード、および、カソード）を接合してなる膜電極接合体を、セパレータによって挟持することによって構成される。アノード、および、カソードは、それぞれ上記電気化学反応を促進するための触媒層と、燃料電池の外部から供給された反応ガス（燃料ガス、および、酸化剤ガス）を拡散させつつ、触媒層に供給するためのガス拡散層とを備える。そして、この固体高分子型燃料電池では、電解質膜のプロトン伝導性を維持するために、電解質膜を適切な湿潤状態に保つ必要がある。
【０００３】
そこで、従来、このような膜電極接合体について、電解質膜の湿潤状態を適切に保つための種々の技術が提案されている（例えば、下記特許文献１〜３）。例えば、下記特許文献１には、固体高分子型燃料電池において、カソード拡散層の触媒層と接する面に、イオン交換樹脂、カーボン粒子および気層成長炭素繊維からなる保水層を有することが記載されている。また、下記特許文献２には、膜電極接合体において、アノード側電極触媒層とガス拡散層との間に保水層を有することが記載されている。また、下記特許文献３には、膜電極接合体において、カソード側ガス拡散層のカソード触媒層と対向する面に、撥水材料を含む保水性調製層を形成することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０２３３９号公報
【特許文献２】特開２００６−８５９８４号公報
【特許文献３】特開２００２−１２４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１〜３に記載された技術では、膜電極接合体において、触媒層とガス拡散層との間に、保水層や、保水性調整層を設けることによって、電解質膜の湿潤状態を保つことはできるものの、膜電極接合体の製造方法の違いによって、この膜電極接合体を適用した燃料電池における発電性能に差異が生じることについては考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを備える膜電極接合体を適用した燃料電池において、発電性能を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］固体高分子からなる電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを備える膜電極接合体の製造方法であって、前記電解質膜の両面にそれぞれ前記触媒層を形成する触媒層形成工程と、前記保湿層を形成するための保湿層形成溶液を、少なくともカソード側の前記触媒層上に塗布する塗布工程と、前記保湿層上に前記ガス拡散層を構成するガス拡散層基材を接合する接合工程と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
本願発明者は、固体高分子からなる電解質膜と触媒層と保湿層（先述した保水層、保水性調製層に相当）とガス拡散層とを備える膜電極接合体において、その製造方法によって、燃料電池の発電性能を向上させることができることを実験的に見出した。すなわち、本適用例では、電解質膜の両面にそれぞれ触媒層（アノード側触媒層、および、カソード側触媒層）を形成した後に、保湿層を形成するための溶液である保湿層形成溶液を、少なくともカソード側触媒層上に塗布し、この両面にガス拡散層を構成するガス拡散層基材を接合する。つまり、本適用例において、上記保湿層形成溶液を塗布して、保湿層を形成するのは、ガス拡散層上でもなく、アノード側触媒層上のみでもない。本適用例によって、この膜電極接合体を適用した燃料電池の発電性能を向上させることができる。これは、保湿層形成溶液の一部が、触媒層に存在する微細な気孔内に浸透することによって、触媒層と保湿層との間における接触抵抗が低減されることによる。なお、保湿層は、カソード側触媒層上に限らず、さらに、アノード側触媒層上にも形成するようにしてもよい。
【００１０】
［適用例２］適用例１の製造方法において、前記接合工程は、前記塗布工程後、前記保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化する前に、前記ガス拡散層基材を接合する工程を含むようにすることが好ましい。こうすることによって、保湿層形成溶液の一部を、さらに、ガス拡散層基材側にも浸透させ、ガス拡散層と保湿層との間における接触抵抗を低減し、さらに、この膜電極接合体を適用した燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【００１１】
［適用例３］適用例１または２の製造方法において、前記接合工程は、前記電解質膜と前記触媒層と前記保湿層と前記ガス拡散層とを、ホットプレス接合によって接合する工程を含むようにしてもよい。こうすることによって、電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを、比較的容易に、かつ、高い密着性で接合することができる。
【００１２】
［適用例４］適用例１ないし３のいずれかの製造方法において、前記保湿層形成溶液は、撥水剤を含むようにすることが好ましい。こうすることによって、保湿層おけるガス拡散性を向上させ、フラッディングを抑制することができる。
【００１３】
［適用例５］燃料電池に用いられ、固体高分子からなる電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを備える膜電極接合体の製造方法であって、前記電解質膜の両面にそれぞれ前記触媒層を形成する触媒層形成工程と、前記保湿層を形成するための保湿層形成溶液であって、撥水剤を含む保湿層形成溶液を、アノード側の前記触媒層上のみに塗布する塗布工程と、前記保湿層上に前記ガス拡散層を構成するガス拡散層基材を接合する接合工程と、を備えることを要旨とする。こうすることによって、この膜電極接合体を適用した燃料電池の発電性能を向上させることができる。これは、保湿層形成溶液の一部が、アノード側触媒層に存在する微細な気孔内に浸透することによって、アノード側触媒層と保湿層との間における接触抵抗が低減されることによる。また、保湿層形成溶液には、撥水剤が含まれているので、保湿層おけるガス拡散性を向上させ、フラッディングを抑制することができる。
【００１４】
なお、適用例５の製造方法において、前記接合工程は、前記塗布工程後、前記保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化する前に、前記ガス拡散層基材を接合する工程を含むようにすることが好ましい。こうすることによって、保湿層形成溶液の一部を、さらに、ガス拡散層基材側にも浸透させ、ガス拡散層と保湿層との間における接触抵抗を低減し、さらに、この膜電極接合体を適用した燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【００１５】
また、適用例５の製造方法において、前記接合工程は、前記電解質膜と前記触媒層と前記保湿層と前記ガス拡散層とを、ホットプレス接合によって接合する工程を含むようにしてもよい。こうすることによって、電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを、比較的容易に、かつ、高い密着性で接合することができる。
【００１６】
本発明は、上述の膜電極接合体の製造方法としての構成の他、上述の膜電極接合体を用いた燃料電池の製造方法、上述の製造方法によって製造された膜電極接合体、燃料電池の発明として構成することもできる。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用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】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１.膜電極接合体の構成：
図１は、本発明の一実施例としての膜電極接合体１００の概略構成を示す説明図である。膜電極接合体１００の断面図を示した。この膜電極接合体１００は、燃料電池に用いられる。
【００１８】
図示するように、膜電極接合体１００は、プロトン伝導性を有する電解質膜１１０の一方の面に、アノードとして、アノード側触媒層１２０ａと、アノード側ガス拡散層１３０ａとを、この順に備える。また、膜電極接合体１００は、電解質膜１１０の他方の面に、カソードとして、カソード側触媒層１２０ｃと、保湿層１２２と、カソード側ガス拡散層１３０ｃとを、この順に備える。
【００１９】
なお、本実施例では、電解質膜１１０として、例えば、ナフィオン（登録商標）等の固体高分子膜を用いている。したがって、電解質膜１１０のプロトン伝導性を維持するために、電解質膜１１０を適切な湿潤状態に保つ必要がある。保湿層１２２は、カソード側触媒層１２０ｃで、発電時に生成された生成水を保水し、電解質膜１１０の湿潤状態を適切に保つ機能を有する。また、本実施例では、アノード側ガス拡散層１３０ａ、および、カソード側ガス拡散層１３０ｃを構成するガス拡散層基材として、カーボンクロスを用いるものとした。ガス拡散層基材として、カーボンペーパ等、ガス拡散性、および、導電性を有する他の材料を用いるものとしてもよい。以下、この膜電極接合体１００の製造工程について説明する。
【００２０】
Ａ２．膜電極接合体の製造工程：
図２は、膜電極接合体１００の製造工程を示す説明図である。まず、電解質膜１１０の両面に、それぞれ、アノード側触媒層１２０ａ、および、カソード側触媒層１２０ｃを形成する（ステップＳ１００）。アノード側触媒層１２０ａ、および、カソード側触媒層１２０ｃは、電解質膜１１０の両面に、それぞれ触媒インクを塗布して乾燥させることによって形成される。触媒インクは、例えば、白金（Ｐｔ）等の水素と酸素との電気化学反応を促進する触媒金属を担持したカーボンと、電解質溶液としてのナフィオン分散溶液と、溶媒（例えば、水、エタノール、ポリエチレングリコール）とを混合したものである。これらの混合割合は、任意に設定可能である。
【００２１】
次に、カソード側触媒層１２０ｃ上に、保湿層１２２を形成する保湿層形成溶液を塗布する（ステップＳ１１０）。本実施例において、保湿層形成溶液は、気層成長炭素繊維（ＶＧＣＦ：Ｖａｐｅｒ  Ｇｒｏｗｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ（ＶＧＣＦは登録商標））と、電解質溶液と、撥水剤としての撥水ポリマとを混合したものである。これらの混合割合は、任意に設定可能である。撥水ポリマは、保湿層１２２によって、カソード側触媒層１２０ｃで、発電時に生成された生成水を保水しつつも、保湿層１２２におけるガス拡散性を向上させ、フラッディングを抑制する機能を有している。なお、気層成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）の代わりに、例えば、カーボンブラック等を用いるものとしてもよい。また、本実施例では、保湿層形成溶液に混合される電解質溶液に含まれる電解質として、フッ素系イオン交換樹脂であるフレミオン（登録商標）を用いるものとしたが、他の電解質を用いるようにしてもよい。
【００２２】
次に、保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化する前に、アノード側触媒層１２０ａ、および、保湿層１２２の表面に、それぞれ、アノード側ガス拡散層１３０ａ、および、カソード側ガス拡散層１３０ｃを、ホットプレス接合する（ステップＳ１２０）。ホットプレス接合によって、電解質膜と触媒層と保湿層とガス拡散層とを、比較的容易に、かつ、高い密着性で接合することができる。
【００２３】
以上の製造工程によって、膜電極接合体１００を製造することができる。また、さらに、この膜電極接合体１００を、セパレータによって挟持することによって、燃料電池を製造することができる。
【００２４】
Ｂ．比較例、および、実施例の効果：
上述した製造工程によって膜電極接合体１００を製造することによる効果を示すため、以下、本実施例の製造工程と比較例の製造工程との差異、および、本実施例の製造工程によって製造された膜電極接合体１００と比較例の製造工程によって製造された膜電極接合体を燃料電池に適用したときの発電特性の差異について説明する。
【００２５】
Ｂ１．比較例の膜電極接合体の製造工程：
図３は、本実施例の膜電極接合体１００の製造工程と、比較例の膜電極接合体の製造工程との差異を示す説明図である。３つの比較例（比較例Ａ〜Ｃ）の製造工程の差異を示した。なお、比較例Ａ〜Ｃにおいても、電解質膜１１０の両面に、それぞれアノード側触媒層１２０ａ、および、カソード側触媒層１２０ｃを形成する工程は、本実施例の製造工程と同じである（図２のステップＳ１００参照）。また、比較例Ａ〜Ｃの製造工程によって製造される膜電極接合体１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにおいても、本実施例の製造工程によって製造される膜電極接合体１００と同様に、カソード側触媒層１２０ｃとカソード側ガス拡散層１３０ｃとの間に、保湿層を備えている。ただし、比較例の製造工程では、保湿層形成溶液の成分、および、保湿層の形成位置のうちの少なくとも一方が、本実施例の製造工程とは異なっている。
【００２６】
比較例Ａの製造工程では、保湿層形成溶液は、本実施例とは異なり、気層成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）と、電解質溶液とを混合したものであり、撥水ポリマは混合されていない。また、保湿層も、本実施例とは異なり、保湿層形成溶液を、カソード側ガス拡散層１３０ｃを構成するガス拡散層基材上に塗布して乾燥させることによって形成した。そして、電解質膜１１０の両面に、それぞれアノード側触媒層１２０ａ、および、カソード側触媒層１２０ｃを形成したものの、アノード側触媒層１２０ａ上に、アノード側のガス拡散層基材を重ねるとともに、カソード側触媒層１２０ｃ上に、保湿層がカソード側触媒層１２０ｃと当接するように、保湿層が形成されたガス拡散層基材を重ね、これらをホットプレス接合した。
【００２７】
比較例Ｂの製造工程では、保湿層形成溶液は、本実施例と同様に、気層成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）と、電解質溶液と、撥水ポリマとを混合したものである。また、保湿層は、本実施例とは異なり、保湿層形成溶液を、カソード側ガス拡散層１３０ｃを構成するガス拡散層基材上に塗布して乾燥させることによって形成した。そして、電解質膜１１０の両面に、それぞれアノード側触媒層１２０ａ、および、カソード側触媒層１２０ｃを形成したものの、アノード側触媒層１２０ａ上に、アノード側のガス拡散層基材を重ねるとともに、カソード側触媒層１２０ｃ上に、保湿層がカソード側触媒層１２０ｃと当接するように、保湿層が形成されたガス拡散層基材を重ね、これらをホットプレス接合した。
【００２８】
比較例Ｃの製造工程では、保湿層形成溶液は、本実施例とは異なり、気層成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）と、電解質溶液とを混合したものであり、撥水ポリマは混合されていない。また、保湿層は、本実施例と同様に、保湿層形成溶液を、カソード側触媒層１２０ｃ上に塗布して乾燥させることによって形成した。そして、電解質膜１１０の両面に、それぞれアノード側触媒層１２０ａ、および、カソード側触媒層１２０ｃを形成したものの、アノード側触媒層１２０ａ上に、アノード側のガス拡散層基材を重ねるとともに、カソード側触媒層１２０ｃ上に形成された保湿層上に、カソード側のガス拡散層基材を重ね、これらをホットプレス接合した。
【００２９】
Ｂ２．燃料電池の発電特性：
図４は、比較例Ａ〜Ｃの製造工程によって製造された膜電極接合体１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ、および、本実施例の製造工程によって製造された膜電極接合体１００を燃料電池に適用したときの、燃料電池の発電特性をそれぞれ示す説明図である。横軸をカソードストイキ比とし、縦軸をセル電圧としたグラフを示した。カソードストイキ比とは、（カソードに供給される酸素の量）／（発電に利用される酸素の量）である。
【００３０】
この図において、実線で示した曲線は、本実施例の製造工程によって製造された膜電極接合体１００を燃料電池に適用したときの、燃料電池の発電特性を示している。また、破線で示した曲線は、比較例Ａの製造工程によって製造された膜電極接合体１００Ａを燃料電池に適用したときの、燃料電池の発電特性を示している。また、一点鎖線で示した曲線は、比較例Ｂの製造工程によって製造された膜電極接合体１００Ｂを燃料電池に適用したときの、燃料電池の発電特性を示している。また、二点鎖線で示した曲線は、比較例Ｃの製造工程によって製造された膜電極接合体１００Ｃを燃料電池に適用したときの、燃料電池の発電特性を示している。
【００３１】
ここで、カソードストイキ比が比較的低い領域に着目する。図から分かるように、比較例Ａの製造工程によって製造された膜電極接合体１００Ａを適用した燃料電池（以下、比較例Ａの燃料電池と呼ぶ）では、セル電圧が最も低い。そして、比較例Ｂの製造工程によって製造された膜電極接合体１００Ｂを適用した燃料電池（以下、比較例Ｂの燃料電池と呼ぶ）では、セル電圧が２番目に低い。そして、比較例Ｃの製造工程によって製造された膜電極接合体１００Ｃを適用した燃料電池（以下、比較例Ｃの燃料電池と呼ぶ）では、セル電圧が３番目に低い。そして、本実施例の製造工程によって製造された膜電極接合体１００を適用した燃料電池（以下、本実施例の燃料電池と呼ぶ）では、セル電圧が最も高い。これは、以下の理由による。
【００３２】
すなわち、比較例Ａの燃料電池と、比較例Ｂの燃料電池とを比較した場合、膜電極接合体１００Ａと、膜電極接合体１００Ｂとにおいて、保湿層の形成位置は同じであるが、比較例Ｂの燃料電池では、保湿層に撥水ポリマが含まれるのに対し、比較例Ａの燃料電池では、保湿層に撥水ポリマが含まれない。このため、比較例Ｂの燃料電池では、比較例Ａの燃料電池よりも、保湿層におけるガス拡散性が向上し、発電性能が向上した。これは、比較例Ｃの燃料電池と、本実施例の燃料電池との比較についても同様である。
【００３３】
また、比較例Ａの燃料電池と、比較例Ｃの燃料電池とを比較した場合、膜電極接合体１００Ａと、膜電極接合体１００Ｃとにおいて、保湿層形成溶液の成分は、同じであるが、比較例Ｃの燃料電池では、保湿層がカソード側触媒層１２０ｃ上に形成されるのに対し、比較例Ａの燃料電池では、カソード側ガス拡散層１３０ｃを構成するガス拡散層基材上に形成されている。したがって、比較例Ｃの燃料電池では、膜電極接合体１００Ｃの製造工程において、保湿層形成溶液の一部が、カソード側触媒層１２０ｃに存在する微細な気孔内に浸透するのに対し、比較例Ａの燃料電池では、膜電極接合体１００Ａの製造工程において、保湿層形成溶液の一部が、カソード側触媒層１２０ｃに存在する微細な気孔内に浸透しない。このため、比較例Ｃの燃料電池では、カソード側触媒層１２０ｃと保湿層との間における接触抵抗が、比較例Ａの燃料電池よりも低減され、発電性能が向上した。これは、比較例Ｂの燃料電池と、本実施例の燃料電池との比較についても同様である。
【００３４】
そして、本実施例の燃料電池では、上述した発電性能の向上に有効な２つの要素、すなわち、保湿層形成溶液に撥水ポリマが含まれることと、保湿層をカソード側触媒層１２０ｃ上に形成することとを兼ね備えているので、上述した比較例Ａ〜Ｃの燃料電池よりも発電性能が向上した。
【００３５】
以上説明したように、本発明の膜電極接合体１００の製造方法によれば、この膜電極接合体１００を適用した燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【００３６】
Ｃ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００３７】
Ｃ１．変形例１：
上記実施例では、膜電極接合体１００の製造工程において、保湿層形成溶液に撥水ポリマを含むものとしたが、本発明は、これに限られない。先に図３、および、図４を用いて説明した比較例Ａの燃料電池と比較例Ｃの燃料電池との比較から分かるように、保湿層を、カソード側ガス拡散層１３０ｃを構成するガス拡散層基材上ではなく、カソード側触媒層１２０ｃ上に形成することによって、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【００３８】
Ｃ２．変形例２：
上記実施例では、膜電極接合体１００の製造工程のステップＳ１２０において、保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化する前に、アノード側触媒層１２０ａ、および、保湿層１２２の表面に、それぞれ、アノード側ガス拡散層１３０ａ、および、カソード側ガス拡散層１３０ｃを、ホットプレス接合するものとしたが、保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化した後に、ホットプレス接合するようにしてもよい。ただし、上記実施例によれば、保湿層形成溶液の一部を、カソード側ガス拡散層１３０ｃを構成するガス拡散層基材側にも浸透させることができるので、この膜電極接合体を適用した燃料電池の発電性能を向上させることができる。なお、先に図３、および、図４を用いて説明した比較例の製造工程、および、燃料電池の発電特性において、撥水ポリマを含む保湿層形成溶液をカソード側触媒層１２０ｃ上に塗布し、保湿層形成溶液に含まれる溶媒が乾燥して固化した後に、ホットプレス接合した膜電極接合体については、図示、および、説明を省略しているが、この場合には、実施例の燃料電池と、比較例Ｃの燃料電池との間の発電特性が得られる。
【００３９】
Ｃ３．変形例３：
上記実施例では、膜電極接合体１００は、保湿層１２２を、カソード側触媒層１２０ｃ上にのみ形成するものとしたが、本発明は、これに限られず、さらにアノード側触媒層１２０ａ上にも形成するものとしてもよい。
【００４０】
Ｃ４：変形例４：
上記実施例では、膜電極接合体１００の製造工程において、撥水剤としての撥水ポリマを含む保湿層形成溶液を、カソード側触媒層１２０ｃ上のみに形成するものとしたが、本発明は、これに限られず、撥水ポリマを含む保湿層形成溶液をカソード側触媒層１２０ｃ上のみに形成するものとしてもよい。こうすることによっても、上記実施例と同様に、この膜電極接合体を適用した燃料電池の発電性能を向上させることができる。また、保湿層形成溶液には、撥水ポリマが含まれているので、保湿層おけるガス拡散性を向上させ、フラッディングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例としての膜電極接合体１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】膜電極接合体１００の製造工程を示す説明図である。
【図３】本実施例の膜電極接合体１００の製造工程と比較例の膜電極接合体の製造工程との差異を示す説明図である。
【図４】比較例Ａ〜３の製造工程によって製造された膜電極接合体、および、本実施例の製造工程によって製造された膜電極接合体１００を燃料電池に適用したときの、燃料電池の発電特性をそれぞれ示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…膜電極接合体
１１０…電解質膜
１２０ａ…アノード側触媒層
１２０ｃ…カソード側触媒層
１２２…保湿層
１３０ａ…アノード側ガス拡散層
１３０ｃ…カソード側ガス拡散層
【図１】
2008270015.tif 000003
【図２】
2008270015.tif 000004
【図３】
2008270015.tif 000005
【図４】
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