(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池セルの樹脂部材に可塑剤としてフタル酸エステルを含んでも、フタル酸エステルが樹脂部材から溶出して、電極を構成する拡散層に付着して発電性能を低下させることなく、発電性能の低下を抑制することができる燃料電池積層体及び燃料電池セルを提供する。【解決手段】燃料電池セルに使用する樹脂部材として、フタル酸エステル非含有部材とするか、または、可塑剤として非フタル酸エステルを使用する。フタル酸エステル非含有部材は、シール部又は樹脂フレームに使用される。非フタル酸エステルの可塑剤としては、アジピン酸エステル等の脂肪族ジカルボン酸エステル系化合物、リン酸エステル系化合物等が挙げられる。【選択図】図１
2008108576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルに使用される樹脂部材が、フタル酸エステル非含有部材であることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池セルであって、前記フタル酸エステル非含有部材が、シール部又は樹脂フレームであることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池セルであって、前記樹脂部材は可塑剤を含み、前記可塑剤が非フタル酸系エステルであることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項４】
燃料電池セルを少なくとも１層積層した燃料電池積層体であって、
前記燃料電池セルに使用される樹脂部材が、フタル酸エステル非含有部材であることを特徴とする燃料電池積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セル及び燃料電池積層体に使用される樹脂部材の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に燃料電池セルは、電解質膜と、一対の電極（アノード極及びカソード極）と、電極を挟持する一対のセパレータとを有する。燃料電池セルの発電時には、アノード極に供給するアノードガスを水素ガス、カソード極に供給するカソードガスを酸素ガスとした場合、アノード極側では、水素イオンと電子とにする反応が行われ、水素イオンは電解質膜中を通りカソード極側に、電子は外部回路を通じてカソード極に到達する。一方、カソード極側では、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水分を生成する反応が行われ、エネルギを放出する。
【０００３】
しかし、一般に、燃料電池セルの発電時では、上記反応に加え、副反応が起こる。その代表的なものとして、過酸化水素の生成反応が挙げられる。過酸化水素の生成メカニズムは必ずしも完全に理解されているわけではないが、以下のようなメカニズムが考えられている。カソード極では、酸素の不完全還元反応によって、過酸化水素が生じると考えられており、下式（１）で表される。
【０００４】
Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−  →  ２Ｈ２Ｏ２                （１）
【０００５】
一方、アノード極では、アノード極側に混入してきた酸素が反応に関与して、過酸化水素が生じると考えられており、上式（１）又は下式（２）で表される。
【０００６】
２Ｍ−Ｈ＋Ｏ２−  →  ２Ｍ＋Ｈ２Ｏ２            （２）
ここで、Ｍは、アノード極に用いられる触媒金属を表し、Ｍ−Ｈは、触媒金属に水素が吸着した状態を表している。
【０００７】
上記のように生成した過酸化水素は、酸化力が強いため、燃料電池セル内に存在する樹脂部材を酸化してしまう。過酸化水素による樹脂部材の酸化メカニズムは必ずしも明らかではないが、酸化メカニズムの一例を以下説明する。まず、生成した過酸化水素が、燃料電池セル内の樹脂部材と接触すると、下式（３），（４）で表されるような反応で過酸化水素がラジカル化する（以下、下式（３），（４）における・ＯＨ，・ＯＯＨラジカルを過酸化水素ラジカルと呼ぶ）。その後、過酸化水素ラジカルが、樹脂部材を分解する。
【０００８】
Ｈ２Ｏ２  →  ２・ＯＨ                （３）
Ｈ２Ｏ２  →  Ｈ＋・ＯＯＨ            （４）
【０００９】
樹脂部材は、燃料電池セルのシール部、ガスケット、樹脂フレーム、カーボンセパレータ（カーボンセパレータ中のバインダ樹脂）等に使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【００１０】
一般的に、樹脂部材には、樹脂部材の柔軟性を確保するため、可塑剤としてフタル酸ジブチル等のフタル酸エステル（フタル酸エステル誘導体も含む）が含有されている。
【００１１】
上記樹脂部材が過酸化水素によって分解されると、フタル酸エステルが溶出してしまう。フタル酸エステルは、親水性の化合物であるため、その溶出した親水性化合物が、電極を構成する拡散層に付着すると、拡散層を親水化させてしまう。
【００１２】
図１は、樹脂部材から溶出したフタル酸エステルが、拡散層を親水化するモデルの一例を説明するための図である。図１に示すように、樹脂部材から溶出したフタル酸エステル（例えばフタル酸ジブチル）の極性部位（芳香族環）が拡散層に含有する極性部位（例えば、フッ素基）に引き寄せられ（図１に示す点線枠ａ）、フタル酸エステルが拡散層に付着すると考えられる。拡散層に付着したフタル酸エステルは、親水性部位（−ＣＯＯ、図１に示す点線枠ｂ）を有する親水性の化合物であるため、拡散層を親水化してしまう。拡散層に含有するフッ素基は、拡散層に塗布されたポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂のものである。フッ素系樹脂を拡散層に塗布することは、燃料電池セルの発電時に生じる水分が拡散層内に滞留しないようにするために、一般的に行われているものである。
【００１３】
親水化した拡散層（すなわち、親水性化合物が付着した拡散層）は、撥水性、滑水性が低下するため、燃料電池セルの発電時に生成する水分を拡散層内で滞留させてしまう。そうすると、燃料電池セルのフラッディングを引き起こし、燃料電池セルの電圧は低下し（又は偏差し）、燃料電池セルの発電性能が低下する。
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１０７８６２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６５１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、拡散層の親水化を抑制し、発電性能の低下を抑制することができる燃料電池積層体及び燃料電池セルである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の燃料電池セルは、燃料電池セルに使用される樹脂部材が、フタル酸エステル非含有部材である。
【００１７】
また、前記燃料電池セルにおいて、前記フタル酸エステル非含有部材が、シール部又は樹脂フレームであることが好ましい。
【００１８】
また、前記燃料電池セルにおいて、前記樹脂部材は可塑剤を含み、前記可塑剤が非フタル酸系エステルであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、燃料電池セルを少なくとも１層積層した燃料電池積層体であって、前記燃料電池セルに使用される樹脂部材が、フタル酸エステル非含有部材である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、燃料電池セル及び燃料電池積層体に使用される樹脂部材に、フタル酸エステル非含有部材を用いることによって、拡散層の親水化を抑制し、発電性能の低下を抑制することができる燃料電池セル及び燃料電池積層体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る燃料電池セルについて以下説明する。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態に係る燃料電池積層体の構成の一部の一例を示す模式断面図である。燃料電池積層体１は、燃料電池セル２を少なくとも１層以上積層したものであればよい。図２では、本実施形態の燃料電池積層体１のうち、２層の燃料電池セル２が示されている。
【００２４】
燃料電池セル２は、電解質膜１０と、アノード極触媒層１２及びアノード極拡散層１４を含むアノード極１６と、カソード極触媒層１８及びカソード極拡散層２０を含むカソード極２２と、アノード極側セパレータ２４と、カソード極側セパレータ２６と、樹脂部材とを備える。
【００２５】
本実施形態に係る燃料電池積層体１において含まれる樹脂部材としては、電解質膜１０、アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６をシールするシール部２８、隣接するアノード極側セパレータ２４とカソード極側セパレータ２６との間をシールするガスケット３６である。さらに、樹脂部材には、アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６が、カーボンセパレータである場合、後述するカーボンセパレータ中のバインダ樹脂と、アノード極側セパレータ２４と、カソード極側セパレータ２６に親水処理等の表面処理をした場合、後述する親水処理に使用する親水性樹脂とが含まれる。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態に係る燃料電池セル２は、電解質膜１０の一方の表面にアノード極１６が、もう一方の表面にカソード極２２が、電解質膜１０を挟んでそれぞれ対向するように形成された膜−電極アッセンブリ３０と、膜−電極アッセンブリ３０の両外側を挟持するアノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６とを備える。アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６の膜−電極アッセンブリ３０側の空洞部は、アノード極１６及びカソード極２２にアノードガス、カソードガスをそれぞれ供給するためのアノードガス流路３２、カソードガス流路３４となっている。また、アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６の膜−電極アッセンブリ３０側と反対側の空洞部は、冷却水等の冷媒を供給するための冷媒流路となっている。
【００２７】
シール部２８は、フタル酸エステル非含有部材である。フタル酸エステル非含有部材とは、フタル酸エステルを実質的に含有しない部材のことをいい、フタル酸エステル非含有部材中のフタル酸エステル含有量が、０．１ｐｐｍ未満のものである。フタル酸エステル含有量とは、燃料電池セルに使用されるシール部２８内のフタル酸エステル含有量である。また、燃料電池積層体の場合でも、燃料電池積層体を構成する１層の燃料電池セルに使用されるシール部２８内のフタル酸エステル含有量である。また、フタル酸エステルの含有量は、ガスクロマトグラフにより測定することができる。定量方法については、下記実施例において詳述する。
【００２８】
燃料電池セルに使用される樹脂部材のうち、シール部２８及び後述する樹脂フレームは、特に燃料電池セルの発電時に生じる過酸化水素と接触する機会が多いため、シール部２８及び後述する樹脂フレームをフタル酸エステル非含有部材にすることによって、効果的に拡散層の親水化を抑制することができる。
【００２９】
シール部２８のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂等の熱硬化性樹脂等の樹脂が挙げられる。シール部２８の柔軟性等の点で、シリコン系樹脂であることが好ましい。シール部２８のフタル酸エステル非含有部材は、上記樹脂から構成されるものでもよいが、上記樹脂と、以下説明する可塑剤等とから構成されるものであってもよい。
【００３０】
シール部２８のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、シール部２８の柔軟性を確保する点で、上記熱硬化性樹脂等に添加する非フタル酸系エステルの可塑剤が挙げられる。非フタル酸系エステルの可塑剤とは、可塑剤中のフタル酸エステル含有量が、０．１ｐｐｍ未満のものであって、フタル酸エステルの極性部位（芳香族環）より弱い極性の極性部位を有し、拡散層に吸着しにくいものである。
【００３１】
非フタル酸系エステルの可塑剤を用いれば、過酸化水素によってシール部２８が酸化され、可塑剤が溶出しても、拡散層の極性部位（フッ素基）に引き寄せられ難くなり、拡散層の親水化を抑制することができる。
【００３２】
上記非フタル酸系エステルの可塑剤としては、例えば、アジピン酸エステル等の脂肪族ジカルボン酸エステル系化合物、リン酸エステル系化合物等を使用することができる。アジピン酸エステルは、特に限定されるものではなく、例えば、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジデシル等を使用することができる。リン酸エステルも、特に限定されるものではなく、例えば、トリフェニルフォスフェート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、トリオクチルフォスフェート、トリブチルフォスフェート等を使用することができる。
【００３３】
可塑剤としての非フタル酸系エステルの含有量は、シール部２８に柔軟性を付与することができれば特に制限されるものではないが、シール部２８の総重量に対して、０．１重量％〜５０重量％の範囲が好ましく、０．１重量％〜１０重量％の範囲であることがより好ましい。非フタル酸系エステルの含有量が、１重量％より小さいとシール部２８に柔軟性を付与することができない場合があり、５０重量％より大きいとシール部２８の接着性が低下する場合がある。
【００３４】
シール部２８のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、その他に、充填剤、反応助剤、酸化防止剤等が挙げられる。充填剤としては、例えば、シリカ、カーボンブラック、酸化アルミニウム等を使用することができる。反応助剤としては、例えば、金属錯体、酸化防止剤としては、例えば、イルガノックス類等を使用することができる。
【００３５】
シール部２８の形成位置は、燃料電池セルを構成する部材（電解質膜１０と、アノード極触媒層１２及びアノード極拡散層１４等）同士をシールする箇所に設けられるものである。図２に示すように、本実施形態のシール部２８は、アノード極側セパレータ２４とカソード極側セパレータ２６との間に設けられ、アノード極側セパレータ２４とカソード極側セパレータ２６とをシールしているものであるが、これに限定するものではない。例えば、後述するセパレータ又は電極の強度を確保するための樹脂フレーム同士の間、樹脂フレームと電極との間、樹脂フレームとセパレータとの間に設けられるもの等も含まれる。
【００３６】
ガスケット３６は、上記同様にフタル酸エステル非含有部材（燃料電池セルに使用されるガスケット３６内のフタル酸エステル含有量が０．１ｐｐｍ未満のもの）である。ガスケット３６のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、例えば、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム等が挙げられる。また、ガスケット３６のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、その他、上記同様に、非フタル酸系エステルの可塑剤、充填剤、反応助剤、酸化防止剤等が挙げられる。
【００３７】
図２に示すように、ガスケット３６は、アノード極側セパレータ２４に接着され、対向する他の燃料電池セル２のカソード極側セパレータ２６に接触することで、燃料電池セル同士をシールするものである。
【００３８】
本実施形態に用いられるアノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６は、例えば、ステンレス板等の金属系セパレータ、黒鉛板等のカーボン系セパレータ等が使用される。本実施形態のアノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６は、まずカーボン系セパレータを例として、以下説明する。
【００３９】
アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６は、黒鉛粒子等とバインダ樹脂とを混合し、混合物を金型等に投入し、プレスすることによって成形されたものである。この際に、使用されるバインダ樹脂は、上記説明したフタル酸系非含有部材（燃料電池セルに使用される上記バインダ樹脂内のフタル酸エステル含有量が０．１ｐｐｍ未満のもの）である。上記バインダ樹脂のフタル酸系非含有部材を構成する材料としては、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノールエポキシ樹脂、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等を使用することが出来る。また、バインダ樹脂のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、その他、上記同様に、非フタル酸系エステルの可塑剤、充填剤、反応助剤、酸化防止剤等が挙げられる。
【００４０】
アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６は、その表面に親水性樹脂をコーティングする親水処理等の表面処理が施されているものが好ましい。
【００４１】
燃料電池セルの発電時に生じた水分は、電極からセパレータへと排水される。排水された水分が、水滴としてアノードガス流路３２又はカソードガス流路３４内に滞留すると、アノードガス流路３２又はカソードガス流路３４内を通過する反応ガスの供給を妨げる場合がある。しかし、親水処理をすることによって、排水された水分を膜状に広げることができるため、アノードガス流路又はカソードガス流路内を通過する反応ガスの供給を妨げることを抑制することができる。
【００４２】
親水性樹脂は、上記説明したフタル酸エステル非含有部材（燃料電池セルに使用される上記親水性樹脂内のフタル酸エステル含有量が０．１ｐｐｍ未満のもの）である。親水性樹脂のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、又は尿素樹脂等が挙げられる。また、親水性樹脂のフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、その他、上記同様に、非フタル酸系エステルの可塑剤、充填剤、反応助剤、酸化防止剤等が挙げられる。
【００４３】
本実施形態に用いられるアノード極拡散層１４及びカソード極拡散層２０としては、反応ガスの拡散性が高い材料であれば特に制限されるものではない。例えば、カーボンクロス、カーボンペーパ等の多孔質カーボン材料等が挙げられる。また、発電時に生じる水分がアノード極拡散層１４又はカソード極拡散層２０内に滞留すると、反応ガスの拡散性が低下するため、アノード極拡散層１４及びカソード極拡散層２０は、例えば、その表面にポリテトラフルオロエチレン等をコーティングする撥水処理が施されていることが好ましい。
【００４４】
アノード極側触媒層１２及びカソード極側触媒層１８は、例えば、白金、ルテニウム等の金属触媒を担持したカーボンとパーフルオロスルホン酸系の電解質等とを混合してアノード極側拡散層１４及びカソード極側拡散層２０、又は電解質膜１０上に成膜したものである。上記カーボンとしては、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック等が用いられる。
【００４５】
本実施形態に用いられる電解質膜１０は、電子伝達性を有さずプロトン伝導性を有するものであれば特に制限されるものではない。例えば、パーフルオロスルホン酸系の樹脂膜、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜等が挙げられる。具体的にはナフィオン（登録商標）が挙げられる。
【００４６】
次に本発明の他の実施形態に係る燃料電池セルについて以下説明する。
【００４７】
図３は、本発明の他の実施形態に係る燃料電池セルの構成の一例を示す模式断面図である。燃料電池セル３は、樹脂フレーム３８ａ，３８ｂが備えられており、アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６が金属系セパレータであること以外は、図２に示す燃料電池セル２と同様の構成である。
【００４８】
樹脂フレーム３８ａ，３８ｂは、アノード極側セパレータ２４とカソード極側セパレータ２６との短絡を防止するため、又は膜−電極アッセンブリ３０を固定するため、アノード極側セパレータ２４及びカソード極側セパレータ２６の強度を確保するため等に設けられているものである。
【００４９】
樹脂フレーム３８ａ，３８ｂは、フタル酸エステル非含有部材（燃料電池セルに使用される樹脂フレーム３８ａ，３８ｂ内のフタル酸エステル含有量が０．１ｐｐｍ未満のもの）である。樹脂フレーム３８ａ，３８ｂのフタル酸エステル非含有部材を構成する材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリウレタン系樹脂、セルロース系樹脂等の樹脂等が挙げられる。
【００５０】
また、樹脂フレーム３８ａ，３８ｂのフタル酸エステル非含有部材を構成する材料としては、その他、上記同様に、非フタル酸系エステルの可塑剤、充填剤、反応助剤、酸化防止剤等が挙げられる。
【００５１】
上記でも説明したように、一般的に、燃料電池セルの樹脂部材には、フタル酸エステルが含まれている。そのため、発電時に生成した過酸化水素により、樹脂部材が酸化されると、親水性化合物であるフタル酸エステルが溶出する。フタル酸エステルは、極性部位の極性が高いため、溶出したフタル酸エステルは、拡散層の極性部位に引き寄せられ、拡散層に付着し易い。フタル酸エステルは、親水性部位を有するため、拡散層に付着すると、拡散層を親水化させてしまう。親水化した拡散層は、撥水性が低下するため、発電時に生じた水分が拡散層内に滞留しやすくなり、フラッディングによる燃料電池セルの発電性能が低下する場合がある。しかし、本実施形態では、燃料電池セル内の樹脂部材が、フタル酸エステル非含有部材により構成されているため、発電時に生成した過酸化水素により、樹脂部材が酸化されても、フタル酸エステルはほとんど溶出しない。したがって、拡散層の親水化を抑制し、フラッディングによる燃料電池セルの発電性能を抑制することができる。
【００５２】
上記本実施形態に係る燃料電池セルは、例えば、携帯電話、携帯用パソコン等のモバイル機器用小型電源、自動車用電源、家庭用電源等として使用することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５４】
＜燃料電池セル＞
図２に示す燃料電池セル２において、シール部２８を形成するための材料としてシリコーン系樹脂（可塑剤非含有）を用い、ガスケット３６を形成するための材料としてシリコー系樹脂（可塑剤非含有）を用い、セパレータのバインダ樹脂にフェノール樹脂（熱硬化性樹脂）を用いて、フタル酸エステル非含有部材の燃料電池セルを作製した。これを実施例とする。
【００５５】
一方、比較例は、シール部２８にフタル酸含有エポキシ系樹脂を用い、ガスケット３６にフタル酸含有エポキシ系樹脂を用い、セパレータのバインダ樹脂にフェノール樹脂（熱硬化性樹脂）を用いて、フタル酸エステル含有部材の燃料電池セルを作製したものである。
【００５６】
＜フタル酸エステルの定量分析方法＞
シール部、ガスケット、バインダ樹脂をそれぞれ０．０５ｇ精秤し、水を１０ｍｌ加えて抽出を行い、この抽出液１μｌをガスクロマトグラフに注入し分析を実施した。ガスクロマトグラフは、ＴＲＡＮＣＥ２０００（サーモクエスト社製）を用い、以下の条件で実施した。
カラム：ＤＢ−５（Ｊ＆Ｗ社製）
昇温条件：４０℃（５ｍｉｎ）→１０℃（１ｍｉｎ）→２８０℃（１０ｍｉｎ）
測定したクロマトグラフのフタル酸エステルに該当するピーク面積値をそれぞれ１．０、２．０、４．０、６．０、８．０、１０．０ｐｐｍ含有する試料からあらかじめ検量し、作成しておいたフタル酸エステルの検量線データを用いてフタル酸エステルを定量した。
【００５７】
上記方法によるフタル酸エステルの定量分析の結果、実施例のシール部、ガスケット、バインダ樹脂中のフタル酸エステル含有量は、それぞれ、０．１ｐｐｍ未満、０．１ｐｐｍ未満、０．１ｐｐｍ未満（ガスクロマトグラフの検出限界以下）であった。一方、比較例のシール部、ガスケット、バインダ樹脂中のフタル酸エステル含有量は、それぞれ、０．１ｐｐｍ以上、０．１ｐｐｍ以上、０．１ｐｐｍ以上であった。
【００５８】
＜発電試験後の拡散層の撥水性の評価＞
実施例及び比較例の発電試験を行った。発電試験はＪＡＰＳ製ガス供給装置を使用して、燃料電池定常発電の条件で行った。上記の条件で１５００時間発電試験を行った後、実施例及び比較例の拡散層の水接触角を測定した。
【００５９】
水接触角の測定は、接触角計（協和界面科学社製）を用い、２５℃、５０％ＲＨの環境下で、２５％エタノール溶液を発電試験後の実施例及び比較例の拡散層表面に、約５０μｌ滴下し、転落角法にて測定した。なお、測定は拡散層表面全面にわたって１０点測定した。
【００６０】
図４は、実施例及び比較例の拡散層の撥水不良面積率を示す図である。撥水不良とは、上記測定した転落角が、４０°以上のものであり、撥水不良面積率とは、上記測定点のうち撥水不良を示した測定点数の割合（（撥水不良を示した測定点数／全測定点１０）×１００）である。
【００６１】
図４の結果からわかるように、フタル酸エステル含有部材を使用した比較例は、撥水不良面積率が、７０％にも達するのに対し、フタル酸エステル非含有部材を使用した実施例は、撥水不良面積率が５％以下に抑えられていた。
【００６２】
このように、燃料電池セルの樹脂部材にフタル酸エステル非含有部材を使用することによって、樹脂部材が、燃料電池セルの発電時に生じる過酸化水素によって酸化されても、フタル酸エステルを溶出することはほとんどなく、拡散層の親水化を抑制することができた。したがって、拡散層の親水化によって生じる燃料電池セルのフラッディングを抑制し、燃料電池セルの発電性能の低下を抑制することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】樹脂部材から溶出したフタル酸エステルが、拡散層を親水化するモデルの一例を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係る燃料電池積層体の構成の一部の一例を示す模式断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る燃料電池セルの構成の一例を示す模式断面図である。
【図４】実施例及び比較例の拡散層の撥水不良面積率を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  燃料電池積層体、２，３  燃料電池セル、１０  電解質膜、１２  アノード極触媒層、１４  アノード極拡散層、１６  アノード極、１８  カソード極触媒層、２０  カソード極拡散層、２２  カソード極、２４  アノード極側セパレータ、２６  カソード極側セパレータ、２８  シール部、３０  膜−電極アッセンブリ、３２  アノードガス流路、３４  カソードガス流路、３６  ガスケット、３８ａ，３８ｂ  樹脂フレーム。
【図１】
2008108576.tif 000003
【図２】
2008108576.tif 000004
【図３】
2008108576.tif 000005
【図４】
2008108576.tif 000006