(57)【要約】【課題】高価な炭化フッ素系の電解質ポリマーの使用量をかなり減少させることができ、炭化フッ素系の電解質ポリマーのみを電極のプロトン伝導性材料として用いた場合にほぼ匹敵するか、これ以上の高い出力電位が得られ、燃料電池の発電出力の向上に有利な燃料電池用電極、燃料電池の電極用電解質溶液、燃料電池用電極の製造方法を提供する。【解決手段】燃料電池用電極は、触媒を担持したカーボン微小体等の導電性微小体と、導電性微小体と混在するプロトン伝導性を有するプロトン伝導性材料とを主要成分とする。プロトン伝導性材料は、ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとが混合した混合物で形成されている。【選択図】　図２
2004119102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒を担持した導電性微小体と、前記導電性微小体と混在するプロトン伝導性を有するプロトン伝導性材料とを主要成分とする燃料電池用電極において、
前記プロトン伝導性材料は、ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとが混合した混合物で形成されていることを特徴とする燃料電池用電極。
【請求項２】
請求項１において、前記炭化水素系の電解質ポリマーと前記炭化フッ素系の電解質ポリマーとの合計を１００％としたとき、重量比で、前記炭化水素系の電解質ポリマーは１０〜９０％に設定されており、前記炭化フッ素系の電解質ポリマーは９０〜１０％に設定されていることを特徴とする燃料電池用電極。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記炭化水素系の電解質ポリマーは、ビニル単量体を重合して得られたポリマーをベースとして、イオン交換基を有することを特徴とする燃料電池用電極。
【請求項４】
請求項１において、前記炭化フッ素系の電解質ポリマーは、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオロライド、トリフルオロエチレンクロライド、ビニルフロライド、パーフルオロプロピルビニルエーテル、パーフルオロエチルビニルエーテル、２−ブロモ−１，１，２，２−テトラフルオロエチルトリフルオロビニルエーテルから選ばれた単独および共重合物をベースとして、イオン交換基を有することを特徴とする燃料電池の電極。
【請求項５】
触媒を担持した導電性微小体と混在されるためのプロトン伝導性材料を有する燃料電池の電極用電解質溶液であって、プロトン伝導性を有するプロトン伝導性材料と、前記プロトン伝導性材料を溶解または分散させた液状媒体とからなり、
前記プロトン伝導性材料は、ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとの混合物で形成されていることを特徴とする燃料電池の電極用電解質溶液。
【請求項６】
請求項５において、前記炭化水素系の電解質ポリマーと前記炭化フッ素系の電解質ポリマーとの合計を１００％としたとき、重量比で、炭化水素系の電解質ポリマーは１０〜９０％に設定されており、炭化フッ素系の電解質ポリマーは９０〜１０％に設定されていることを特徴とする燃料電池の電極用電解質溶液。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、前記炭化水素系の電解質ポリマーは、ビニル単量体を重合して得られた共重合物をベースとして、イオン交換基を有することを特徴とする燃料電池の電極用電解質溶液。
【請求項８】
請求項５〜請求項７のうちのいずれか一項１において、前記炭化フッ素系の電解質ポリマーは、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオロライド、トリフルオロエチレンクロライド、ビニルフロライド、パーフルオロプロピルビニルエーテル、パーフルオロエチルビニルエーテル、２−ブロモ−１，１，２，２−テトラフルオロエチルトリフルオロビニルエーテルから選ばれた単独および共重合物をベースとして、イオン交換基を有することを特徴とする燃料電池の電極用電解質溶液。
【請求項９】
ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーを溶解または分散させた液と、触媒を担持した導電性微小体とを用い、
前記触媒を担持した前記導電性微小体を前記液に分散させて分散液を形成する工程と、
その後、前記分散液に炭化フッ素系の電解質ポリマーを添加して塗布物を形成する工程と、
前記塗布物を膜またはガス拡散層に塗布して電極を形成する工程とを含むことを特徴とする燃料電池用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は出力電位の向上に有利な燃料電池用電極、燃料電池の電極用電解質溶液、燃料電池用電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池の発電原理を図１に示す。図１に示すように、燃料電池は、プロトン伝導性をもつ電解質膜１０と、電解質膜１０の片面に設けられたアノード（−極）側の電極１１と、電解質膜１０の他の片面に設けられたカソード（＋極）側の電極１２と、アノード（−極）側の電極１１の外側に配置されたアノード（−極）側の多孔質のガス拡散層１３と、カソード（＋極）側の電極１２の外側に配置されたカソード（＋極）側の多孔質のガス拡散層１４とで構成されている。
【０００３】
アノード側の電極１１、カソード側の電極１２は、触媒３０を担持したカーボンブラック等のカーボン微小体３１と、このカーボン微小体と混在するプロトン伝導性を有するプロトン伝導性材料３２とを含む電極ペーストを塗布して構成されている。
【０００４】
燃料電池の燃料ガス（一般的には水素含有ガス）は、アノードの電極１１を通過するとき、カーボン微小体３１に担持されている白金の触媒３０により酸化されてプロトン（水素イオン）と電子（ｅ−）とされた後、そのプロトンは電解質膜１０に至る。電解質膜１０に到達したプロトンは、電解質膜１０中を対極であるカソードに向けて移動する。プロトンは、カソードに到達した後、カソードに供給された酸化剤ガスである空気（酸素）と、通電経路４０を経てアノードからカソードに到達した電子（ｅ−）とに基づいて、化学反応して水を生成する。このように発電反応が進行する。
【０００５】
このためアノードにおいても、カソードにおいても、導電性を有する材料が存在している必要があり、更に、プロトンの伝導性を確保するためには、プロトン伝導性材料３２が存在している必要がある。従って、アノードにおいても、カソードにおいても、上記した電極１１，１２は、触媒３０を担持した導電性をもつカーボン微小体３１とプロトン伝導性材料３２とを混在させた電解質溶液とを混ぜた電極ペーストを塗布して形成されている。
【０００６】
しかしながら、従来、プロトン伝導性をもつ電解質溶液は、炭化フッ素系の電解質ポリマーが基礎となっており（特開平３−２０８２６０号公報等）、その原材料コスト及び製造コストが非常に高いものであった。炭化フッ素系の電解質ポリマーの低コスト化は、技術的に極めて困難である。
【０００７】
またプロトン伝導性をもつ電解質溶液は、配合均一性とプロトン伝導性を良好にするため、溶液状で固形分濃度を高くすることが望ましい。しかし従来技術における炭化フッ素系の電解質系ポリマーは、技術的にその固形分濃度は、現在のところ実質的には約５％が限界とされ、そのコストをみると白金触媒並みのコストとなってしまう。
【０００８】
上記した電極におけるプロトン伝導性材料は、極めて高価な炭化フッ素系の電解質ポリマーを原料として、これを溶液化して製造されている。そのコストは前述したように白金並みに高価な材料であり、今現在、多くの燃料電池スタック及びガス拡散電極の開発メーカ各社の主流の材料として使用され、このままでは、燃料電池の低コスト化が容易ではないと考えられる。
【０００９】
また、特開平３−２０８２６０号公報には、パーフルオロスルフォン酸ポリマーからなる電解質ポリマーの溶液を膜に塗布して膜と共にホットプレスして電極を形成する技術が開示されている。特開２００２−１６４０５５号公報には、電解質膜が炭化水素系イオン交換膜であるとき、スルホン酸基を有する炭化水素系の電解質ポリマーで形成されたガス拡散電極用プロトン伝導性付与剤により電極を形成する技術が知られている。更に、特公昭４５−１４２２０号公報には、炭化水素系の電解質ポリマーで形成されたプロトン伝導性材料と活性炭とを含む懸濁液を膜にスプレー塗布して電極を形成する技術が開示されている。特表２０００−５１３４８４号公報には、スルホン化ポリスチレン、または、スルホン化スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン・ブロック共重合体と、プロトン伝導性を有しない疎水性のフルオロカーボンポリマーを含む電極が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２０８２６０号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４０５５号公報
【特許文献３】特公昭４５−１４２２０号公報
【特許文献４】特表２０００−５１３４８４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、燃料電池は発電出力特性の向上がますます要請されている。上記した電極によれば、発電出力の向上にはまだ改善の余地がある。更に上記した公報に係る技術は、炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとの双方を含むプロトン伝導性材料を白金担持カーボン等の導電性微小体と共に混合して燃料電池用の電極を形成する技術を開示するものではない。
【００１２】
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、高価な炭化フッ素系の電解質ポリマーの使用量をかなり減少させることができるにもかかわらず、炭化フッ素系の電解質ポリマーのみを電極のプロトン伝導性材料として用いた場合にほぼ匹敵するか、あるいは、これよりも高い出力電位が得られ、燃料電池の発電出力の向上に有利な燃料電池用電極、燃料電池の電極用電解質溶液、燃料電池用電極の製造方法を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明者は、燃料電池用電極、燃料電池の電極用電解質溶液、燃料電池用電極の製造方法について鋭意開発を進めている。そして、炭化フッ素の電解質ポリマーと、ビニル単量体を原料とする重合物で形成された炭化水素系の電解質ポリマーとの双方をプロトン伝導性材料として含む電解質溶液を用い、触媒を担持したカーボンブラック等の導電性微小体とこの電解質溶液とを混ぜた塗布物を用い、この塗布物を塗布して燃料電池の電極を形成することにすれば、高価な炭化フッ素系の電解質ポリマーの使用量をかなり減少させることができるにもかかわらず、炭化フッ素系の電解質ポリマーのみを電極のプロトン伝導性材料として用いた場合にほぼ匹敵するか、あるいは、これよりも高い出力電位を得るのに有利であり、更に、炭化水素系の電解質ポリマーのみを電極のプロトン伝導性材料として用いた場合よりも、高電流密度側において高い出力電位が得られることを発見（図２の試験結果を参照）し、試験で確認し、完成した。
【００１４】
即ち、本発明に係る燃料電池用電極は、触媒を担持した導電性微小体と、導電性微小体と混在するプロトン伝導性を有するプロトン伝導性材料とを主要成分とする燃料電池用電極において、
プロトン伝導性材料は、ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとが混合した混合物で形成されていることを特徴とするものである。ここで、混合はポリマーが機械的または物理的な混合の意味である。
【００１５】
また、本発明に係る燃料電池の電極用電解質溶液は、触媒を担持した導電性微小体と混在されるためのプロトン伝導性材料を有する燃料電池の電極用電解質溶液であって、プロトン伝導性を有するプロトン伝導性材料と、プロトン伝導性材料を溶解または分散させた液状媒体とからなり、プロトン伝導性材料は、ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとの混合物で形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
炭化水素系の電解質ポリマーは、炭化フッ素系の電解質ポリマーに比較して、撥水性が必ずしも充分ではないため、膜・電極界面における撥水領域が減少し、高電流密度側では水のフラッディングが発生し、ガス流路の閉塞する頻度が増加する傾向があり、高電流密度側では出力電位の向上に限界がある。この点本発明のように、炭化フッ素系の電解質ポリマーと炭化水素系の電解質ポリマーとの双方を混合した混合物に基づいて電極が形成されている。このため本発明に係る電極では、炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとが微小レベルで混合している。故に、高電流密度側においても、水のフラッディングが抑制され、ガス流路の閉塞が抑制され、燃料電池の高電流密度側においても燃料電池の出力性能を発揮することができる。
【００１７】
本発明に係る電極用電解質溶液によれば、炭化水素系の電解質ポリマーと、炭化フッ素（パーフルオロ）系の電解質ポリマーとが混合されている。炭化水素系の電解質ポリマーは触媒分散における分散性が良好であるものの、一般的に化学安定性が十分でないため耐久性が必ずしも充分ではない。これに対して、炭化フッ素系の電解質ポリマーは化学安定性が良好であり、耐久性が良好であるものの、触媒分散における分散性が悪く、導電性微小体の分散性が充分でなく、炭化フッ素系の電解質ポリマーが少量のときには、均一な触媒分散が実質的に不可能であり、導電性微小体の均一分散性は容易ではない。
【００１８】
本発明に係る電極、本発明に係る電極用電解質溶液によれば、炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとを混合しているため、炭化フッ素系の電解質ポリマーのみで電解質溶液を形成した場合に比較して、前記したように、触媒分散性に優れており、電解質溶液の少量の添加により触媒分散性を高め得ることが可能となる。そして、触媒を担持したカーボンブラック等の導電性微小体をプロトン伝導性材料で覆うにあたり、プロトン伝導性材料の薄膜化・均一化が可能になり、燃料電池の出力性能を向上させるのに有利となる。このように本発明によれば、触媒被覆のときプロトン伝導性材料の薄膜化を図り得るため、導電性微小体に担持されている触媒をプロトン伝導性材料が過剰に覆うことが抑制され、ひいては導電性微小体に担持されている触媒の有効面積が大きくなり、触媒の利用率が向上するためと推察される。従って、高価な触媒の担持量を従来よりも低減させるの有利となり、コスト削減に有利となる。
【００１９】
電極を構成するプロトン伝導性材料として、また電解質溶液を構成するプロトン伝導性材料として、炭化水素系の電解質ポリマーのみを用いた場合には、燃料電池の電池性能は必ずしも十分ではなく、特に高電流密度側では発電出力性能が低下する傾向にある。これは、炭化水素系の電解質ポリマーは、前述したように炭化フッ素系の電解質ポリマーに比較して撥水性が必ずしも充分ではないため、膜・電極界面における撥水領域が減少し、高電流密度側では水のフラッディングが発生するため、ガス流路が閉塞されることに起因すると推察される。
【００２０】
そこで本発明に係る電極、本発明に係る電極用電解質溶液のように、炭化フッ素系の電解質ポリマーと炭化水素系の電解質ポリマーとの双方を混合した混合物に基づいて、電極に形成すれば、燃料電池の高電流密度側においても燃料電池の出力性能を良好に発揮することができる。このようなことから、炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとの双方を混合して用いるのは好適である。特に、高電流密度で使用される燃料電池に適する。このようにして、高価な炭化フッ素系の電解質ポリマーの使用量を低減でき、安価な燃料電池用電極の製造に有利となる。
【００２１】
（３）本発明に係る燃料電池用電極の製造方法は、ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーを溶解または分散させた液と、触媒を担持した導電性微小体とを用い、触媒を担持した導電性微小体を前記液に分散させて分散液を形成する工程と、その後、分散液に炭化フッ素系の電解質ポリマーを混合して塗布物を形成する工程と、塗布物を膜またはガス拡散層に塗布して電極を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００２２】
炭化水素系の電解質ポリマーは親水性をもち分散性が良好であるものの、炭化フッ素系の電解質ポリマーは分散性が充分でない。このため、最初から、炭化フッ素系の電解質ポリマーを添加すると、触媒を担持した導電性微小体の均一分散性が損なわれ、ひいては発電出力に影響を与える。前述したように、触媒を担持した導電性微小体を分散させた分散液を形成した後に、炭化フッ素系の電解質ポリマーを後で分散液に添加すれば、触媒を担持した導電性微小体の均一分散性が確保され、ひいては発電出力の向上に貢献できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（１）本発明によれば、ビニル単量体の重合物は、一般的に、ラジカル重合やイオン重合等の重合により合成され、非常に安価に製造できる。このビニル単量体を重合した炭化水素系の重合物にプロトン伝導性を付与するために、イオン交換基（スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基等）をもったビニル単量体のいずれかを共重合するか、あるいは、高分子化（重合）後に高分子反応により該イオン交換基を重合体に導入して得ることができる。従って、炭化水素系の電解質ポリマーは、ビニル単量体を重合して得られたポリマーをスルホン化することにより形成されている形態を例示できる。なお、ビニル単量体はビニル基をもつ重合性を有する化合物をいう。
【００２４】
（２）炭化水素系のポリマー
プロトン伝導可能なイオン交換基を含有したラジカル重合およびイオン重合可能なビニル基含有モノマーを共重合して得られたポリマーを採用できる。あるいは、ラジカル重合およびイオン重合可能なビニル基含有モノマーのうち、高分子反応によりプロトン伝導可能なイオン交換基を導入したポリマーを採用できる。ラジカル重合およびイオン重合可能なビニル基含有モノマーならば、特に限定されないが、好ましい例として以下にあげる。
【００２５】
＜芳香族環を有するビニル基含有モノマー＞
スチレン、αメチルスチレン、メチルスチレン、ジビニルベンゼン、クロロメチルスチレン、ベンジルメタクリレート、スチレンスルホン酸、ｐースチリルトリメトキシシランなどが挙げられ、これらの少なくとも１種を採用できる。このようなモノマーは、スルホン化処理が容易であり、全モノマー中の少なくとも１０ｍｏｌ％以上含有することが好ましい。
【００２６】
＜共重合可能な好ましいビニル基含有モノマー＞
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、コハク酸、フタル酸、アクリロニトリル、酢酸ビニル、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、トリエトキシイソプロピルシラン、２ーアクリルアミドー２ーメチルプロパンスルホン酸などが挙げられ、これらの少なくとも１種を採用できる。
【００２７】
＜その他共重合可能なビニル基含有モノマー＞
アクリル酸、メタクリル酸のエステル誘導体によるビニル基含有モノマーも適宜使用することも可能である。このようなモノマーは加水分解性があるので耐久性に限界がある。しかしながら、用途によっては、耐久性能が低下しない程度に使用することも可能である。
【００２８】
このようなモノマーを任意で混合し、ラジカル重合およびイオン重合により重合し炭化水素系のポリマーを得ることができる。炭化水素系のポリマーの分子量は、１万〜１００万が好ましく、３万〜２０万の方がより好ましい。分子量が過少であると、化学的安定性が悪く耐久性には限界がある。分子量が過剰であると、溶解性が悪くなり、溶液化が困難となる。
【００２９】
（３）炭化フッ素系のポリマー
炭化フッ素系のポリマーは、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオロライド、トリフルオロエチレンクロライド、ビニルフロライド、また、パーフルオロプロピルビニルエーテル、パーフルオロエチルビニルエーテル、２−ブロモ−１，１，２，２−テトラフルオロエチルトリフルオロビニルエーテルなどのフッ化物オレフィンの単独および共重合物が挙げられる。また、これらとエチレンに代表されるオレフイン類との共重合物が挙げられる。これらをベースとして、イオン交換基（スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基等）を有する形態を採用できる。炭化フッ素系のポリマーの分子量は、１万〜１００万が好ましく、３万〜２０万の方がより好ましい。
【００３０】
（４）イオン交換基
上記した（２）で得られた炭化水素系のポリマー、上記した（３）で得られた炭化フッ素系のポリマーに対してイオン交換基を導入することができる。イオン交換基としてはプロトン伝導性を発揮できるものであれば、特に限定されないが、殊に、スルホン化によりスルホン酸基を導入することができる。クロルスルホン化、ホスホニウム化によりイオン交換基を導入しても良い。従ってイオン交換基としては、スルホン酸化合物によるスルホン酸基、ホスホン酸化合物によるホスホン酸基、カルボン酸化合物によるカルボン酸基が可能であるが、プロトン伝導性を考慮すると、スルホン酸基が好ましい。これらによりプロトン伝導性が得られ、目的とするプロトン伝導性材料が合成される。スルホン化の方法については、特に限定しないが、炭化水素系の電解質ポリマーには芳香族環が含まれていることが好ましい。その理由としては、濃硫酸やクロロスルホン酸などによるスルホン化処理が簡便であるからである。しかしながら、炭化水素系のポリマーの場合には、ポリマー重合時にモノマーにスルホン酸を含んでいるビニル単量体を共重合すれば、スルホン化の工程を省くことができる。このようなビニル単量体には、スチレンスルホン酸や２ーアクリルアミドー２ーメチルプロパンスルホン酸などが挙げられる。
【００３１】
良好なるプロトン伝導性を得るためには、スルホン基等のイオン交換基の必要量としては、炭化水素系の電解質ポリマーの場合には、好ましくは０．３ｍｅｑ／ｇ〜１３ｍｅｑ／ｇであり、０．５ｍｅｑ／ｇ〜８ｍｅｑ／ｇであり、より好ましくは０．６ｍｅｑ／ｇ〜４ｍｅｑ／ｇである。炭化フッ素系の電解質ポリマーの場合には、好ましくは　０．３ｍｅｑ／ｇ〜４ｍｅｑ／ｇであり、０．４ｍｅｑ／ｇ〜３ｍｅｑ／ｇであり、より好ましくは０．６ｍｅｑ／ｇ〜２ｍｅｑ／ｇである。耐久信頼性と燃料電池出力性能を考慮したものである。イオン交換容量が大きすぎると、水に対する溶解性が高まり、耐久信頼性の改善に限界がある。一方、イオン交換容量が小さすぎると、プロトン伝導速度が低下し、燃料電池出力性能の向上には限界がある。電池出力の小さな場合での使用や、作動温度が低い等の理由で水への電解質材料の溶解が回避される状況においては、数値範囲が広い部分の電解質材料も使用できるが、数値範囲が狭い電解質材料の場合、電池出力が大きくても、作動温度が高くても使用できる。
【００３２】
（５）本発明によれば、好ましくは、炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとの合計を１００％としたとき、固形状態の重量比で、炭化水素系の電解質ポリマーは１０〜９０％に設定されており、炭化フッ素系の電解質ポリマーは９０〜１０％に設定されている形態を採用できる。ここで、目的とする燃料電池に応じて、炭化水素系の電解質ポリマーは２０〜８０％、あるいは、２３〜７７％、あるいは、４０〜６０％に設定することができる。なお、撥水性を高めるためには、炭化フッ素系の電解質ポリマーの割合を多くできる。
【００３３】
（６）電解質溶液
本発明に係る燃料電池の電極用電解質溶液は、プロトン伝導性を有するプロトン伝導性材料と、プロトン伝導性材料を溶解または分散させた液状媒体とからなり、このプロトン伝導性材料は、ビニル単量体を原料とする炭化水素系の電解質ポリマーと炭化フッ素系の電解質ポリマーとの混合物で形成されている。
【００３４】
上記した（２）（３）で得られたポリマーは、ポリマー成分の組成により溶解性が変化する。電極用の電解質溶液の状態としては、当該電解質ポリマーが完全溶解していても良いが、ホモジナイザーなどの分散機で微小体化状態に分散して懸濁状の分散液としても良い。その際の、電極用電解質溶液における該電解質ポリマーの微小体化度は細かく粉砕した方が良く、好ましくは２０μｍ以下，１０μｍ以下，５μｍ以下にすると好適である。溶液化あるいは分散化の製法については特に限定されないが、ポリマー成分に応じて任意な液状媒体（溶媒、分散媒）が使用可能である。液状媒体としては水、エタノール、、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノールなどのアルコ−ル系溶剤、または、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎーメチルピロリドンなどのアミン系溶媒から選ばれた少なくとも１種を用いることができる。そのほかに液状媒体としては、キシレン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトンなどから選ばれた少なくとも１種も、ポリマーの溶解性に応じて使用できる。
【００３５】
（７）電極の製造
上記した（６）で得られた溶液あるいは懸濁状の分散液からなる電解質溶液を使用すること以外は、特に限定されない。一般的な代表例を説明すると以下のようになる。上記した（６）で得られた電解質溶液を用い、触媒を担持した導電性微小体をこの電解質溶液に混練分散してスラリー等の塗布物を作製する。混練分散は、一般的なボールミルやサンドミルのような分散機で微小体化すると良い。この場合、混練分散スラリーの粒子径は２０μｍ以下（例えば２０〜０．００１μｍ），１０μｍ以下，または５μｍ以下（例えば１ｎｍ以上）にすると良い。導電性微小体として、カーボン微小体を採用でき、カーボンブラック、活性炭、黒鉛等を例示できる。触媒としては白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムなどの少なくとも１種を採用できる。触媒を担持したカーボン微小体としては、白金を担持したカーボン微小体（以下、白金担持カーボンともいう）を例示できる。
【００３６】
触媒を担持した導電性微小体を添加するにあたり、次の方法を採用できる。即ち、炭化水素系の電解質ポリマーを溶解または分散させた液と、触媒を担持した導電性微小体とを用い、まず、触媒を担持した導電性微小体を液に分散させて分散液を形成する。その後、分散液に炭化水素系の電解質ポリマーを添加してスラリーなどの塗布物を形成する。この塗布物を膜またはガス拡散層に塗布して電極を形成する。その理由としては、炭化水素系の電解質ポリマーは触媒分散性が良好であるものの、炭化フッ素系の電解質ポリマーは触媒分散性が充分でないため、最初から、炭化フッ素系の電解質ポリマーを添加すると、触媒を担持した導電性微小体の均一分散性が損なわれ、ひいては燃料電池の発電出力に影響を与えるからである
目的とする電極は、前記したように、ガス拡散層を形成する基材にこのスラリーなどの塗布物を塗布して形成できる。あるいは、イオン伝導性を有した膜の表面にこのスラリーなどの塗布物を塗布して形成しても良い。なお、拡散層となる基材と膜とを一体的に接合する際に、所定の温度（例えば１００℃〜１４０℃）で所定の圧力（例えば１〜１０ＭＰａ）でホットプレスをすると、拡散層となる基材と膜と間において、塗布物に含まれているプロトン伝導性材料が熱伸展し、良好な界面が形成される。ガス拡散層となる基材としては、カーボンペーパーやカーボンクロス等に撥水材を含浸したものを例示できる。
【００３７】
【実施例】
本発明の実施例について具体的に説明する。
【００３８】
（１．）炭化水素系のポリマー製造
表１は、ビニル単量体の重合で形成される炭化水素系のポリマーの製造例１〜製造例４を示す。まず、窒素置換設備、撹絆機、温度計、還流冷却管の備わったアクリル樹脂反応槽を用い、この反応槽にキシレン２００ｃｃを仕込み、９０℃加熱撹絆した。次に、表１に示すように所定の比率で配合したビニル単量体の混合液に過酸化ベンゾイル０．２ｇ（重合開始剤）を溶解した溶液を、このキシレン中に３時間要して添加した。
【００３９】
その後、溶液を更に１時間９０℃で保持し、次に室温まで冷却させた。この溶液を大量のメタノール中に滴下し、生成したポリマーを結晶化させた。ここで得たポリマーの未反応成分を洗浄除去する為、さらにメタノールで洗浄ろ過した。そして、ろ過固形物を９０℃、１時問で加熟乾燥させて、ほぼ定量的に炭化水素系のポリマーを得た。
【００４０】
次に容量１０００ｃｃのフラスコ中において、１，２−ジクロロエタン５００ｃｃで先の炭化水素系のポリマーを溶解させ、６０℃で加熱撹絆中にクロロスルホン酸を３０ｃｃを滴下し、６０℃で１時間保持した。ここで得られたクロロスルホン化ポリマーを１，２−ジクロロエタンで洗浄した。さらにイオン交換水で洗浄し、室温で１時間イオン交換水にポリマーを浸漬し、ポリマーを水素化しスルホン化ポリマーを得た。このように得られたポリマーを１０５℃で３時間加熱乾燥し、粉末状のスルホン化ポリマーを合成した。得られたポリマーの分子量とイオン交換容量を測定した。測定結果を表１に示す。分子量としては、ＧＰＣによる重量平均分子量の測定で行った。イオン交換容量としては、次のように行った。
１．容量１００ｍｌのビーカーに、評価試料を０．０５ｇを精密天秤で秤量した。
２．試料をエタノール２０ｃｃで溶解し、溶解液を形成した。
３．指示薬としてフェノールフタレインを１滴（適量）溶解液へ入れた。
４．０．０５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液をビュレットを使い、滴定した。
５．溶解液が赤く変色し、数秒間保持した時点を終点とした。
６．滴定量から次式に基づいてイオン交換容量を計算した。
イオン交換容量＝（０．０５×滴定量（ｍｌ））／（試料重量ｇ）
【００４１】
【表１】
2004119102.tif 000003
【００４２】
（２．）ＭＥＡの製造
表２はＭＥＡの製造条件を示す。
【００４３】
【表２】
2004119102.tif 000004
【００４４】
（比較例１）
１）電解質溶液の調整
上記したように製造した炭化水素系電解質ポリマーの製造例１に係る粉末２５ｇを溶液（重量比で水／エタノール（１／１））４７５ｇに投入し、分散機としての高速ホモジナイザー（回転速度：約１０００ｒｐｍ）によって溶解するまで撹絆し、重量比で５％の電解質溶液を調整した。
【００４５】
２）触媒分散
上記した電解質溶液５００ｇに、白金担持カーボン（白金含有率：重量比で５０％）１００ｇを投入し、分散機としての高速ホモジナイザー（回転速度：約２００００ｒｐｍ）でビーズ（攪拌助剤）を用いて混錬分散し、触媒ぺ一ストを作成した。高速ホモジナイザーの回転速度は白金担持カーボンの分散性の確保を考慮したものである。白金担持カーボンは、触媒を担持した導電性微小体に相当するものである。表２に示すように、白金担持カーボン重量に対して電解質重量比を０．２５に設定した。電解質重量は次のように求めた。
【００４６】
電解質重量比＝（炭化水素系電解質ポリマーの重量＋パーフルオロ系電解質ポリマーの重量）／白金担持カーボンの重量
比較例１によれば、パーフルオロ系電解質ポリマーの使用量は０である。従って　比較例１によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝１００：０とした。
【００４７】
３）ＭＥＡ（膜・電極接合体）化
撥水化処理された１８０μｍの厚みで気孔率６５％のカーボンペーパー基材をガス拡散層として用いた。この基材に、上記した触媒ぺ一ストをバーコーターにより塗工した。この場合、白金担持カーボンの担持量が１．６ｍｇ／ｃｍ２となるような膜厚で塗工した。その後、８０℃で３０分加熟乾燥してコーティング基材を得た。このコーティング基材の２枚（アノード側及びカソード側）で、市販の電解質膜（商品名：ナフィオン１１２）を挟み、１２０℃×２ＭＰａ×１分で熟プレスし、比較例１に係るＭＥＡ（膜・電極接合体）を作成した。
【００４８】
（比較例２，比較例３）
比較例２，比較例３については基本的には比較例１と同様にＭＥＡを形成した。但し、比較例２は炭化水素系の電解質ポリマーの製造例２を用いた。比較例３は炭化水素系の電解質ポリマーの製造例３を用いた。比較例２，比較例３によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝１００：０とした。従って比較例２，比較例３共にパーフルオロ系電解質ポリマーの使用量は０である。そして比較例１と同様にＭＥＡ（膜・電極接合体）を作成した。
【００４９】
（比較例４）
比較例４については基本的には比較例１と同様にＭＥＡを形成した。但し、比較例１のうち、電解質ポリマーとして、パーフルオロフッ素系電解質ポリマーの電解質溶液（ナフィオン５％溶液，アルドリッチ社製）を用いた。触媒分散において、このパーフルオロフッ素系電解質ポリマーの電解質溶液５００ｇに対して、白金担持カーボン３５．７ｇを混合させた。ナフィオン（商品名）は、パーフルオロフッ素系電解質ポリマーに相当するものであり、テトラフルオロエチレンとパーフルオロビニルエーテルとの共重合体をベースに、イオン交換基としてスルホン酸基を有するものである。このナフィオンのイオン交換容量は約０．９１ｍｅｑ／ｇである。ナフィオン５％溶液は、ナフィオンを重量比で５％、イソプロピルアルコールに添加したものである。比較例４によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝０：１００とした。そして比較例１と同様にＭＥＡ（膜・電極接合体）を作成した。
【００５０】
（実施例１）
実施例１では、比較例１のうち、炭化水素系の電解質ポリマーを製造例２に代えた。実施例１によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝７５：２５とした。そして比較例１の場合と基本的には同様の条件で電解質溶液を調整した。触媒分散においては、この電解質溶液５００ｇに対して白金担持カーボンを７５ｇに変更して、高速ホモジナイザー（約２００００ｒｐｍ）でビーズを用いて混錬分散し、これにより白金担持カーボンを分散させた分散液を形成した。この分散液に、ナフィオン５％溶液を２５ｇ加えて、ホモジナイザー（回転速度：３０００ｒｐｍ）で５分攪拌混合し、これにより触媒ぺ一ストを作成した。そして比較例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００５１】
実施例１おいて、炭化水素系のポリマーと白金担持カーボンとを混合して分散液を形成した後に、この分散液に、パーフルオロフッ素系電解質ポリマーに相当するナフィオン５％溶液を添加した。これは次の理由による。即ち、炭化水素系のポリマーは触媒分散性が良好であるものの、パーフルオロフッ素系電解質ポリマーは触媒分散性が充分でない。このため最初からパーフルオロフッ素系電解質ポリマーを添加すると、白金担持カーボンの均一分散性が損なわれ、ひいてはＭＥＡの発電出力に影響を与えるからである。
【００５２】
ここで、比較例４におけるパーフルオロ系電解質ポリマーの使用量を１００と相対表示したとき、パーフルオロ系電解質ポリマーの使用量の比は、表２に示すように、実施例１によれば８．９である。
【００５３】
具体的には、実施例１によれば、電極１ｃｍ２に使用する白金担持カーボン量は、表２により、１．６ｍｇである。使用する電解質ポリマー量の比（白金担持カーボン量に対する比）は、表１により０．２５である。故に、電極１ｃｍ２に使用する電解質ポリマーの合計量としては０．４ｍｇ（１．６ｍｇ×０．２５＝０．４ｍｇ）である。ここで実施例１によれば前述したように、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝７５：２５であるため、電極１ｃｍ２に使用するパーフルオロ系電解質ポリマーの量としては、０．１ｍｇ（０．４ｍｇ×（２５／１００）＝０．１ｍｇ）である。
【００５４】
（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーを製造例２を用いた。実施例２によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝５０：５０とした。実施例２によれば、実施例１のうち触媒分散において、電解質溶液５００ｇに対して白金担持カーボンを１２５ｇに変更して、高速ホモジナイザー（約２００００ｒｐｍ）でビーズを用いて混錬分散し、分散液を形成した。この分散液に、ナフィオン５％溶液を１２５ｇ加えて、ホモジナイザー（３０００ｒｐｍ）で５分攪拌混合し、これにより触媒ぺ一ストを作成した。これ以外は、実施例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００５５】
（実施例３）
実施例３では、実施例２と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーを製造例２を用いた。実施例３によれば、実施例２と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝５０：５０とした。実施例３では、実施例１のうち、触媒分散において、電解質溶液５００ｇに対して白金担持カーボンを５０ｇに変更して、高速ホモジナイザー（約２００００ｒｐｍ）でビーズを用いて混錬分散し、分散液を形成した。この分散液に、ナフィオン５％溶液を５０ｇ加えて、ホモジナイザー（３０００ｒｐｍ）で５分撹絆混合し、触媒ぺ一ストを作成した。これ以外は、実施例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００５６】
（実施例４）
実施例４では、実施例１と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーを製造例２を用いた。実施例４によれば、実施例２と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝５０：５０とした。実施例４では、実施例１のうち、触媒分散において、電解質溶液５００ｇに対して白金担持カーボンを２５ｇに変更して、高遠ホモジナイザー（約２００００ｒｐｍ）でビーズを用いて混錬分散し、分散液を形成した。この分散液にナフィオン５％溶液を５０ｇ加えてホモジナイザー（３０００ｒｐｍ）で５分撹絆混合して、触媒ぺ一ストを作成した。これ以外は、実施例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００５７】
（実施例５）
実施例５では、実施例１と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーを製造例２を用いた。実施例５によれば、実施例２と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝５０：５０とした。実施例５では、実施例４のうち、ＭＥＡ化おいて、撥水化処理された１８０μｍの厚みで気孔率６５％のカーボンペーパー基材に触媒ぺ一ストを塗工した。この場合、白金担持カーボンの担持量が０．８ｍｇ／ｃｍ２になるような膜厚でバーコーターにより塗工した。塗工後、８０℃で３０分加熱乾燥してコーティング基材を得た。これ以外は、実施例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００５８】
（実施例６）
実施例６では、実施例１と同様に、炭化水素系の電解質ポリマーを製造例２を用いた。実施例６によれば、実施例２と異なり、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝２５：７５とした。実施例６では、実施例１のうち、触媒分散において、電解質溶液５００ｇに対して白金担持カーボンを２５ｇに変更して、高速ホモジナイザー（約２００００ｒｐｍ）でビーズを用いて混錬分散し、分散液を形成した。この分散液に、ナフィオン５％溶液を７５ｇ加えて、ホモジナイザー（３０００ｐｍ）で５分撹絆混合して、触媒ぺ一ストを作成した。これ以外は、実施例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００５９】
（実施例７）
実施例７では、実施例１と異なり、炭化水素系の電解質ポリマーを製造例４を用いた。実施例７によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝５０：５０とした。実施例７では、比較例１と基本的には同様の条件で電解質溶液を調整した。触媒分散においては、この電解質溶液５００ｇに対して白金担持カーボンを５０ｇに変更して、高逮ホモジナイザー（約２００００ｒｐｍ）でビーズを用いて混錬分散し、分散液を形成した。この分散液に、ナフィオン５％溶液を５０ｇ加えて、ホモジナイザー（３０００ｒｐｍ）で５分撹絆混合して、触媒ぺ一ストを作成した。これ以外は、実施例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００６０】
（実施例８）
実施例８では、実施例７と同様に炭化水素系の電解質ポリマーを製造例４を用いた。実施例８によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系電解質ポリマーとの比率（乾燥固形重量比）としては、炭化水素系の電解質ポリマー：パーフルオロフッ素系電解質ポリマー＝５０：５０とした。実施例８では、実施例８のうち、ＭＥＡ化おいて、擬水化処理された１８０μｍの厚みで気孔率６５％のカーボンペーパー基材を用い、白金担持カーボンの担持量が０．８ｍｇ／ｃｍ２になるような膜厚で、触媒ぺ一ストをこのカーボンペーパー基材にバーコーターにより塗工した。塗工後、８０℃で３０分加熱乾燥してコーティング基材を得た。これ以外は、実施例１に同様にＭＥＡを形成した。
【００６１】
パーフルオロフッ素系電解質ポリマーの使用量については、表２に示すように、比較例４を相対表示で１００としたとき、実施例１は８．９であり、実施例２は７．１であり、実施例３は１７．９であり、実施例４は３５．７であり、実施例５では８．９であり、実施例６は２６．８であり、実施例７は１７．９であり、実施例８では８．９であり、このように比較例４に対して遥かに少ないものである。
【００６２】
（３．）ＭＥＡの評価方法
前記したようにそれぞれ製造した実施例に係るＭＥＡ、比較例に係るＭＥＡを燃料電池評価単セルにそれぞれ個別に組み込んだ。そして、純水素／酸素で、加湿モル比０．２モル／０．１５モル、常圧、セル内温度７５℃で、各電流密度相当の純水素ガス／酸素ガスの供給量を調節した。その際、電流密度０〜１Ａ／ｃｍ２の負荷をかけ、その際の出力電位を測定した。その結果を表３、図２に示す。
【００６３】
【表３】
2004119102.tif 000005
【００６４】
図２において、実１は実施例１を示し、実２は実施例２を示し、実３は実施例３を示し、実４は実施例４を示し、実５は実施例５を示し、実６は実施例６を示し、実７は実施例７を示し、実８は実施例８を示す。比１は比較例１を示し、比２は比較例２を示し、比３は比較例３を示し、比４は比較例４を示す。
【００６５】
比較例１，２，３は、炭化水素系の電解質ポリマーのみを電極のプロトン伝導性材料として用いている。表３、図２から理解できるように、炭化水素系の電解質ポリマーのみを用いた比較例１，２，３によれば、０．６Ａ／ｃｍ２を越えた高電流密度領域ではＭＥＡの出力電位が著しく低下し、放電性能の向上には限界があった。その理由としては次のように推察される。即ち、炭化水素系の電解質ポリマーのみを用いてプロトン伝導性材料として電極を構成した場合には、電極内の撥水領域が減少し易い。このため、高電流密度域では発電反応によって生成する水が多くなり、電極内でその生成水によるガス通路の閉塞が起こっており、ＭＥＡの出力電位が低下すると推察される。ただし、比較例１，２，３といえども、０．４Ａ／ｃｍ２以下の低電流密度域では、パーフルオロ系の電解質ポリマーのみを用いた比較例４と同等の放電性能が発揮された。
【００６６】
比較例４は、パーフルオロフッ素系の電解質ポリマーのみをプロトン伝導性材料として用いて電極を構成している。パーフルオロフッ素系の電解質ポリマーを用いた比較例４といえども、０．４Ａ／ｃｍ２以上の高電流密度域では、出力電位の低下は激しい。
【００６７】
これに対して本発明品である実施例１〜実施例８によれば、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系の電解質ポリマーとの双方を混合して用いて電極を形成しているため、図２に示すように、比較例４に匹敵するかあるいは、比較例４よりも高い出力電位が得られている。実施例１〜実施例８によれば、殊に０．４Ａ／ｃｍ２以上の高電流密度域においては、比較例４に匹敵するか、あるいは、比較例４よりも高い出力電位が得られている。
【００６８】
換言すれば、前記した表２に記載のパーフロオロフッ素系の電解質ポリマーの使用量の欄に示すように、実施例１〜実施例８によれば、高価なパーフロオロフッ素系の電解質ポリマーの使用量を比較例４に比較して４０％以下、１０％以下等と大幅に減少させているにもかかわらず、燃料電池の出力電位は比較例４に匹敵するか、あるいは、かなり向上している。これは、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系の電解質ポリマーとの双方を混合して用いて電極を形成しているためといえる。
【００６９】
また製造例４の炭化水素系の電解質ポリマーを使用した実施例７，実施例８によれば、高い出力電位が得られている。
【００７０】
更に実施例５，実施例８は白金担持カーボンの量が０．８ｍｇ／ｃｍ２であり、比較例１〜比較例４（１．６ｍｇ／ｃｍ２）の半分であるにもかかわらず、比較例１〜比較例４よりも出力電位が高い。これは、炭化水素系の電解質ポリマーとパーフルオロフッ素系の電解質ポリマーとの双方を併用したときの相乗的効果であるといえる。
【００７１】
ところで、炭化水素系の電解質ポリマーに比較すると、前述したように、パーフルオロフッ素系の電解質ポリマーはその化学的構造上、濡れ性が悪く、触媒分散するには、多くのポリマーを必要とする不具合がある。これに対して炭化水素系の電解質ポリマーは、濡れ性が良く触媒分散するのに、パーフルオロフッ素系の電解質ポリマーのみを用いた場合に比較して、一般的には、少ないポリマー量で足りる。このため電極を形成するポリマー量は、パーフルオロフッ素系の電解質ポリマーのみを用いた場合に比較して、炭化水素系の電解質ポリマーを用いた方が少なくでき、カーボン微小体に担持されている触媒の有効表面積を大きく取れると推察される。
【００７２】
従ってパーフルオロフッ素系の電解質ポリマー及び炭化水素系の電解質ポリマーの双方を併用すれば、カーボン微小体に担持されている触媒の有効面積を大きく取れるため、触媒活性を高めることができ、電極の反応の活性が高くなり、結果として、パーフルオロフッ素系の電解質ポリマーのみを用いた比較例４、炭化水素系の電解質ポリマーを用いた比較例１〜比較例３に比べて、実施例１〜実施例８のように、高い出力電位が得られるものと推察される。更に加えて、上記したようにパーフルオロフッ素系の電解質ポリマーの使用量を少なくできるため、電極のコストの低減が可能となる。
【００７３】
（その他）その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る燃料電池用電極、燃料電池の電極用電解質溶液、燃料電池用電極の製造方法によれば、高価な炭化フッ素系の電解質ポリマーの使用量をかなり減少させ得るにもかかわらず、炭化フッ素系の電解質ポリマーのみを電極のプロトン伝導性材料として用いた場合にほぼ匹敵するか、あるいは、それ以上の高い出力電位が得られる。更に、発電反応で生じた生成水に対する撥水性が期待できるため、炭化水素系の電解質ポリマーのみを電極のプロトン伝導性材料として用いた場合よりも高い出力電位が得られる。
【００７５】
本発明に係る燃料電池用電極の製造方法によれば、炭化水素系の電解質ポリマーを溶解または分散させた液と、触媒を担持した導電性微小体とを用い、触媒を担持した導電性微小体を前記液に分散させて分散液を形成し、その後、分散液に炭化水素系の電解質ポリマーを混合して塗布物を形成することにしている。このように触媒分散性が充分でない炭化フッ素系の電解質ポリマーを後で添加しているため、触媒を担持した導電性微小体の均一分散性が確保され、ひいては発電出力の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】試験結果を示すグラフである。
【図２】ＭＥＡの内部を模式化して示す構成図である。
【符号の説明】
図中、１０は電解質膜、１１，１２は電極、３１はカーボン微小体、３２はプロトン伝導性材料を示す。
【図１】
2004119102.tif 000006
【図２】
2004119102.tif 000007