(57)【要約】【課題】排水性とガス拡散性のバランスに優れる炭素繊維織物２を提供する。【解決手段】複数本の炭素繊維が集合してなる緯糸および経糸で構成される織物２であって、該炭素繊維織物２に形成される空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙Ｐの容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）に対する、細孔径が４０μｍ以上の空隙Ｑの容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）との比Ａ／Ｂが０．５０〜１．８０であることを特徴とする炭素繊維織物２である。【選択図】図１
2004124267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の炭素繊維が集合してなる緯糸と経糸とで構成される織物であって、該炭素繊維織物に形成される空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）に対する、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）との比Ａ／Ｂが０．５０〜１．８０であることを特徴とする炭素繊維織物。
【請求項２】
単位面積当たりの空隙の容積Ａ＋Ｂが８０〜２００ｃｃ／ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維織物。
【請求項３】
目付が７５〜１００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１または２に記載の炭素繊維織物。
【請求項４】
固体高分子型燃料電池のガス拡散体の材料として用いられる請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維織物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊維織物の少なくとも片側の表面に、カーボンブラックおよびフッ素樹脂を含むカーボン層を有することを特徴とするガス拡散体。
【請求項６】
固体高分子電解質膜の両表面に触媒担持炭素を含む触媒層を有し、さらに該両触媒層表面に接してガス拡散体を有する膜−電極接合体であって、該ガス拡散体の少なくとも片方に、請求項５に記載のガス拡散体が用いられていることを特徴とする膜−電極接合体。
【請求項７】
請求項６に記載の膜−電極接合体が用いられていることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極用材料、特に固体高分子型燃料電池のガス拡散体の材料として好適な炭素繊維織物の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池電極のガス拡散体には、集電機能および電極反応に関与する物質の拡散性、導電性、ハンドリングに耐えるための強度等が必要とされる。
【０００３】
このような燃料電池電極のガス拡散体の材料としては、炭素短繊維を炭素で結着してなる多孔質炭素板を用いたものが知られている（例えば特許文献１〜３）。しかしながら、このようなガス拡散体の材料は、連続したロール状で得ることが難しいため、生産性・コスト面で問題がある。また、電極製造時や電池に組んだときの加圧により結着炭素が壊れやすいという問題がある。
【０００４】
連続したロール状で製造可能なガス拡散体の材料として、例えばテキストロンスペシャリティマテリアルズ社の商品”ＡＶＣＡＲＢ”などの炭素繊維織物が用いられる（例えば特許文献４）。
【０００５】
ところで、固体高分子型燃料電池では発電反応により、カソード触媒において水が生成する。生成した水を効率よく系外に排出しなければ、ガス拡散体の水詰まりのため反応に必要な酸化ガスが触媒層へ供給されにくくなり、電池の出力低下が生じる。よって、ガス拡散体には高い排水性が要求される。
【０００６】
また、カソード触媒へは反応に必要な酸素を十分に供給しなければ発電反応が起こりにくくなり、電池の出力低下が生じる。よって、ガス拡散体には高いガス拡散性も要求される。
【０００７】
炭素繊維織物の排水性向上のためには、織物の緯糸および経糸内部の空隙が毛細管として作用するため糸内部の空隙の容積が大きい方が良い。
【０００８】
一方、炭素繊維織物のガス拡散性向上のためには、織物の経糸および緯糸で構成される織り糸間の空隙の容積が大きい方が良い。
【０００９】
このように、炭素繊維織物内の空隙のうち、排水に寄与する糸内部の空隙の容積と、ガス拡散に寄与する織り糸間の空隙の容積との比率によって電池特性が大きく変化し、そのバランスが非常に重要であると考えられる。
【００１０】
しかし、このような観点から見ると、上記特許文献４に記載のテキストロンスペシャリティマテリアルズ社の商品”ＡＶＣＡＲＢ”は、織物を構成する経糸および緯糸で構成される織り糸間の空隙の容積が大きくガス拡散性は高いが、糸内部の空隙の容積が小さく排水性が低いため、燃料電池として十分な性能を発揮できないという問題があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−２０７１０号公報（第８頁、段落番号００３６）
【００１２】
【特許文献２】
特開平７−３２６３６２号公報（第３頁、段落番号００２８）
【００１３】
【特許文献３】
特開平７−２２０７３５号公報（第２頁、段落番号００１５）
【００１４】
【特許文献４】
特開平１０−２６１４２１号公報（第３頁、段落番号００１３）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の欠点を克服し、排水性とガス拡散性のバランスに優れた炭素繊維織物を提供することをその目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の炭素繊維織物は、上記目的を達成するため、複数本の炭素繊維が集合してなる緯糸と経糸とで構成される織物であって、該炭素繊維織物に形成される空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）に対する、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）との比Ａ／Ｂが０．５０〜１．８０であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明で提案する膜−電極接合体４の一例を示す部分断面図である。図１において、本発明に係るガス拡散体１は、複数本の炭素繊維が集合してなる緯糸および経糸で構成される炭素繊維織物２を基材として、少なくともその片側表面に、カーボンブラックおよびフッ素樹脂を含むカーボン層３を有する。また、本発明に係る膜−電極接合体４は、固体高分子電解質膜５の両表面に触媒層６を有し、さらに該両触媒層６、６の表面に接してそれぞれガス拡散体１を有する。
【００１９】
以上が全体構成であるが、本発明に係る炭素繊維織物２は、主に該織物を構成する緯糸および経糸内部に形成される空隙（図３は本発明で提案する炭素繊維織物の平面図であり、概略、本図のＰ部に存在する空隙）であると推定される細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）に対する、主に緯糸および経糸で構成される織り糸間の空隙（概略、図３のＱ部に存在する空隙）であると推定される細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）との比Ａ／Ｂが０．５０〜１．８０であり、０．５５〜１．６０がより好ましく、０．５９〜１．３９が更に好ましい。
【００２０】
炭素繊維織物内の空隙の分布は、後述する水銀圧入法により測定することができる。図２は、後述する実施例１の炭素繊維織物の縦軸に累積細孔容積および横軸に細孔径分布を示した図である。図に示すように、炭素繊維織物２の空隙の分布は二つのピークを有し、それぞれが、緯糸および経糸内部の空隙Ａと、緯糸および経糸で構成される織り糸間の空隙Ｂであると考えられる。本発明では、炭素繊維織物の空隙孔のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙を緯糸および経糸内部の空隙Ａと推定し、細孔径が４０μｍ以上の空隙を緯糸および経糸で構成される織り糸間の空隙Ｂであると推定する。
【００２１】
炭素繊維織物内の空隙のうち、緯糸および経糸内部の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）と、織物の経糸および緯糸で構成される織り糸間の空隙Ｂ（ｃｃ／ｍ２）との比Ａ／Ｂの値が０．５０以上であると糸内部の空隙が大きくなり、排水に寄与する毛細管の容積が大きくなるため、織物の排水性が向上するという効果を有する。Ａ／Ｂの値が１．８０以下であると織り糸間の空隙が大きくなり、織物のガス拡散性が向上するという効果を有する。炭素繊維織物の空隙の分布で二つのピークを有さない場合でも、Ａ／Ｂの値が０．５０〜１．８０であれば同様の効果を有する。この値が０．５５〜１．６０であると、排水性とガス拡散性のバランスがさらに向上する効果を有する。
【００２２】
本発明に係る炭素繊維織物２の、単位面積当たりの空隙の容積は８０〜２００ｃｃ／ｍ２であることが好ましい。炭素繊維織物の単位面積当たりの空隙の容積は、上記糸内部の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）と織物の経糸および緯糸で構成される織り糸間の空隙の容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）の和Ａ＋Ｂ（ｃｃ／ｍ２）で算出できる。炭素繊維織物の、単位面積当たりの空隙の容積Ａ＋Ｂ（ｃｃ／ｍ２）が８０以上であると、糸内部の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）、または、織り糸間の空隙の容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）が大きくなるため、炭素繊維織物の排水性、または、ガス拡散性が向上するという効果を有する。炭素繊維織物の、単位面積当たりの空隙の容積Ａ＋Ｂ（ｃｃ／ｍ２）が２００以下であると、炭素繊維織物の嵩密度が低くなり、燃料電池スタックを小型化できるという効果を有する。
【００２３】
炭素繊維織物２の目付は、７５〜１００ｇ／ｍ２であり、７７〜９８ｇ／ｍ２がより好ましく、８０〜９５ｇ／ｍ２が更に好ましい。炭素繊維織物の目付が７５ｇ／ｍ２以上であると、織物を構成する緯糸および経糸の密度が高くなり、織物の単位面積当たりの糸内部の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）が大きくなるため、織物の排水性が向上するという効果を有する。炭素繊維織物の目付が１００ｇ／ｍ２以下であると、織物を構成する緯糸および経糸の密度が低くなり、織物の単位面積当たりの織り糸間の空隙の容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）が大きくなるため、織物のガス拡散性が向上するという効果を有する。
【００２４】
本発明に係る炭素繊維織物２は、固体高分子型燃料電池のガス拡散体１の材料として好ましく用いられる。
【００２５】
本発明に係るガス拡散体１は、上記炭素繊維織物２の少なくとも片側表面にフッ素樹脂およびカーボンブラックを含むカーボン層３を有することが好ましい。カーボン層３に含まれるフッ素樹脂のカーボンブラックに対する重量比は０．０１〜０．７０が好ましく、０．０５〜０．６０がより好ましく、０．１０〜０．４０がさらに好ましい。カーボン層３に含まれるフッ素樹脂のカーボンブラックに対する重量比が０．０１以上であると、カーボンブラックを繋げているフッ素樹脂のバインダー効果が大きくなるためカーボン層の強度が上がり、０．７０以下であると、高い導電性を有するカーボンブラックの割合が多くなるためガス拡散体の導電性が向上するという効果を有する。
【００２６】
ここで、フッ素樹脂とは、テトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン樹脂（ＦＥＰ）、フッ化エチレンテトラフルオロエチレン樹脂（ＥＴＦＥ）など、その構造中にフッ素原子を含む撥水性を有する樹脂のことをいう。
【００２７】
本発明に係るガス拡散体１は、上記炭素繊維織物２を用いるため、排水性とガス拡散性のバランスに優れる。
【００２８】
炭素繊維織物２の少なくともその片側表面にカーボン層３を設けることにより、ガス拡散体１の表面は平滑となり、電気的接触を確保しやすくなるという効果を有する。また、膜−電極接合体４を作成する際に、ガス拡散体１が固体高分子電解質膜５に突き刺さり短絡を生じるのを防ぐという効果も有する。
【００２９】
本発明に係る膜−電極接合体４は、両ガス拡散体６、６のうち少なくとも片側に上記ガス拡散体１を用いる。また、上記ガス拡散体１を用いた側をカソード側とすることが好ましい。触媒層６は、固体高分子電解質と触媒担持カーボンを含む層からなる。触媒には白金を用いることが好ましい。アノード側に一酸化炭素を含む改質ガスが供給される場合、白金およびルテニウムをアノード側の触媒として用いることが好ましい。固体高分子電解質５は、プロトン伝導性、耐酸化性、耐熱性が高い、パーフルオロスルホン酸系の高分子を材料としたものが好ましい。
【００３０】
本発明に係る膜−電極接合体４は、少なくともカソード側に、排水性とガス拡散性のバランスに優れた上記ガス拡散体１を電極材料として用いるため、カソードの発電反応により生成した水を効率よく系外に排出し、かつ、カソード触媒へは反応に必要な酸素を十分に供給するため、非常に高い電池特性を示す。
【００３１】
本発明に係る固体高分子型燃料電池は、図１に示す膜−電極接合体４の両側にガスケットを介してセパレータで挟んだものを複数枚重ね合わせたものである。
【００３２】
上述したように、非常に高い電池特性を示す上記膜−電極接合体４を用いるため、本発明で提案する燃料電池は非常に高い性能を示す。
【００３３】
【実施例】
次に本発明の一実施例を上記図面を参照しながら説明する。
【００３４】
（実施例１）
図１に示す炭素繊維織物２として、繊維径１１μｍ、比重１．４５のアクリル耐炎化繊維を用いて１／３４Ｎｍの紡績糸を作成した。作成した紡績糸を用いて、目付が１４２ｇ／ｍ２、平織りの耐炎糸織物を製織した。この耐炎糸織物を不活性雰囲気中で最高温度６５０℃、１９５０℃の２回に分けて炭化させて目付が８６ｇ／ｍ２の炭素繊維織物２を得た。
【００３５】
得られた炭素繊維織物２の細孔径分布を以下に示す方法で測定した。
【００３６】
（水銀圧入法による細孔径分布測定方法）
炭素繊維織物２から約１２ｍｍ×２０ｍｍ角の試料片を３枚切り出し、精秤の後、重ならないように測定用セルに入れ、減圧下に水銀を注入した。これを表１に示す装置、条件で細孔径分布測定を行った。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
測定した細孔容積（ｃｃ／ｇ）と炭素繊維織物２の目付（ｇ／ｍ２）から、炭素繊維織物単位面積当たりの空隙の容積Ｖｐ（ｃｃ／ｍ２）を算出した。
【００３９】
測定結果をグラフに表したものを図２に示す。
【００４０】
測定結果から、炭素繊維織物の空隙のうち、主に緯糸および経糸内部の空隙であると推定される細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ、主に緯糸および経糸で構成される織り糸間の空隙であると推定される細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂを算出したところ、それぞれ８２．３ｃｃ／ｍ２、１１２．４ｃｃ／ｍ２であった。
【００４１】
得られた炭素繊維織物２を用いて固体高分子型燃料電池を作成、１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧を測定したところ、０．４９Ｖであった。その値を燃料電池としての性能を表す指標とした。測定結果を後述の表２に示す。
【００４２】
なお、炭素繊維織物を用いた固体高分子型燃料電池の作成方法、および、作成した燃料電池を用いて１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧の測定方法を以下に示す。
【００４３】
（燃料電池の電圧測定方法）
炭素繊維織物２に、厚さ２００μｍのポリエステルフィルムを用いて作成したスペーサーと、厚みが１ｍｍのステンレス製のプレートを用いてカーボン塗液を塗布した。塗布したカーボン塗液は、固形分がアセチレンブラック（電気化学工業社製　デンカブラック）、ＰＴＦＥ（ダイキン工業社製　ポリフロンＰＴＦＥディスパージョンＤ−１を使用）、界面活性剤（ナカライテスク社製　ＴＲＩＴＯＮ　Ｘ−１１４）からなり、その割合が４：１：８となるようにし、更に精製水を加え、固形分が全体の２０．０ｗｔ％となるように調整した。カーボン層３を設けた炭素繊維織物を、３８０℃のオーブンで１０分間熱処理した後、温度が２００℃、面圧が３ＭＰａのバッチプレスで５分間ホットプレスすることにより、それぞれガス拡散体１を得た。
【００４４】
白金担持炭素（田中貴金属製　白金担持量５０重量％）１．００ｇ、精製水　１．００ｇ、Ｎａｆｉｏｎ溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ社製　Ｎａｆｉｏｎ　５．０重量％）８．００ｇ、イソプロピルアルコール（ナカライテスク社製）１８．００ｇを順に加えることにより、触媒液を作成した。
【００４５】
ＰＴＦＥシート（ニチアス社製　ナフロンテープ　ＴＯＭＢＯ９００１）上に、上記触媒液を５ｃｍ２　の正方形にスプレーし、乾燥させることにより、白金量が０．５ｍｇ／ｃｍ２　である触媒層付きＰＴＦＥシートを得た。５ｃｍ×５ｃｍに切り出した固体高分子電解質膜５（ＤｕＰｏｎｔ社製　Ｎａｆｉｏｎ１１２）を、上記触媒層付きＰＴＦＥシートで挟み、１３０℃、５ＭＰａで５分間バッチプレスすることにより固体高分子電解質膜５に触媒層６を転写した。プレス後、ＰＴＦＥシートを剥がし、触媒層付き固体高分子電解質膜を得た。
【００４６】
ガス拡散体１から、５ｃｍ２　の正方形のサイズのものを２枚切り出した。切り出したガス拡散体１で、上記触媒層付き固体高分子電解質膜を挟み、１３０℃、２ＭＰａで５分間バッチプレスすることにより、膜−電極接合体４を得た。なお、ガス拡散体１は、カーボン層３を有する面を触媒層６側と接するように配置した。
【００４７】
得られた膜−電極接合体４を燃料電池評価用単セルに組み込み、常圧の水素および空気を供給し、運転温度は７０℃とした。水素および空気は、それぞれ８０℃および６０℃に設定した加湿ポットにより加湿を行った。また、水素および空気の利用率はそれぞれ７０％および４０％とした。上記膜−電極接合体４を用いて燃料電池の１．０Ａ／ｃｍ２　における電圧値を測定した。
【００４８】
（実施例２）
繊維径１１μｍ、比重１．４５のアクリル耐炎化繊維を用いて１／３４Ｎｍの紡績糸を作成した。作成した紡績糸を用いて、目付が１４８ｇ／ｍ２、平織りの耐炎糸織物を製織した。得られたアクリル耐炎化繊維織物を、鉄ロール２本からなるロールプレス（鉄ロール温度２００℃）に通し５０ｋｇｆ／ｃｍで加圧した。この耐炎糸織物を不活性雰囲気中で最高温度６５０℃、１９５０℃の２回に分けて炭化させて目付が９１ｇ／ｍ２の炭素繊維織物２を得た。
【００４９】
実施例１と同様にして、得られた炭素繊維織物２の空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂを算出したところ、それぞれ４８．５ｃｃ／ｍ２、８２．８ｃｃ／ｍ２であった。
【００５０】
また、得られた炭素繊維織物２を用いて固体高分子型燃料電池を作成し１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧を測定したところ、０．５０Ｖであった。測定結果を表２に示す。
【００５１】
（実施例３）
繊維径１０μｍ、比重１．４２のアクリル耐炎化繊維を用いて１／３４Ｎｍの紡績糸を作成した。作成した紡績糸を用いて、目付が１５０ｇ／ｍ２、平織りの耐炎糸織物を製織した。得られたアクリル耐炎化繊維織物を、鉄ロール２本からなるロールプレス（鉄ロール温度２００℃）に通し５０ｋｇｆ／ｃｍで加圧した。この耐炎糸織物を不活性雰囲気中で最高温度６５０℃、１９５０℃の２回に分けて炭化させて目付が８０ｇ／ｍ２の炭素繊維織物２を得た。
【００５２】
実施例１と同様にして、得られた炭素繊維織物２の空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂを算出したところ、それぞれ６３．２ｃｃ／ｍ２、４５．５ｃｃ／ｍ２であった。
【００５３】
また、得られた炭素繊維織物２を用いて固体高分子型燃料電池を作成し１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧を測定したところ、０．４９Ｖであった。測定結果を表２に示す。
【００５４】
（比較例１）
繊維径１１μｍ、比重１．４５のアクリル耐炎化繊維を用いて１／３４Ｎｍの紡績糸を作成した。作成した紡績糸を用いて、目付が１０４ｇ／ｍ２、平織りの耐炎糸織物を製織した。この耐炎糸織物を不活性雰囲気中で最高温度６５０℃、１９５０℃の２回に分けて炭化させて目付が７２ｇ／ｍ２の炭素繊維織物を得た。
【００５５】
実施例１と同様にして、得られた炭素繊維織物の空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂを算出したところ、それぞれ６３．９ｃｃ／ｍ２、１４５．２ｃｃ／ｍ２であった。
【００５６】
また、得られた炭素繊維織物を用いて固体高分子型燃料電池を作成し１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧を測定したところ、０．３３Ｖであった。測定結果を表２に示す。
【００５７】
（比較例２）
繊維径１１μｍ、比重１．４５のアクリル耐炎化繊維を用いて１／３４Ｎｍの紡績糸を作成した。作成した紡績糸を用いて、目付が１４８ｇ／ｍ２、平織りの耐炎糸織物を製織した。この耐炎糸織物を不活性雰囲気中で最高温度６５０℃、１９５０℃の２回に分けて炭化させて目付が１０１ｇ／ｍ２の炭素繊維織物を得た。
【００５８】
実施例１と同様にして、得られた炭素繊維織物の空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂを算出したところ、それぞれ１１６．６ｃｃ／ｍ２、５６．０ｃｃ／ｍ２であった。
【００５９】
また、得られた炭素繊維織物を用いて固体高分子型燃料電池を作成し１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧を測定したところ、０．４３Ｖであった。測定結果を表２に示す。
【００６０】
（比較例３）
ＴＥＸＴＲＯＮ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のＡｖｃａｒｂ　１０７１ＨＣＢ　Ｆａｂｒｉｃを炭素繊維織物として用いた。
【００６１】
実施例１と同様にして、得られた炭素繊維織物の空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂを算出したところ、それぞれ５８．９ｃｃ／ｍ２、１２３．１ｃｃ／ｍ２であった。
【００６２】
また、この炭素繊維織物を用いて固体高分子型燃料電池を作成し１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧を測定したところ、０．４７Ｖであった。測定結果を表２に示す。
【００６３】
（比較例４）
Ｅ−ＴＥＫ社製　Ｃａｒｂｏｎ“Ａ”Ｃｌｏｔｈ　Ｐｌａｉｎ　Ｗｅａｖｅを炭素繊維織物として用いた。
【００６４】
実施例１と同様にして、得られた炭素繊維織物の空隙のうち、細孔径が４０μｍ未満の空隙の容積Ａ、細孔径が４０μｍ以上の空隙の容積Ｂを算出したところ、それぞれ１３７．８ｃｃ／ｍ２、７５．１ｃｃ／ｍ２であった。
【００６５】
また、この炭素繊維織物を用いて固体高分子型燃料電池を作成し１．０Ａ／ｃｍ２の電流を流したときの電圧を測定したところ、０．４５Ｖであった。測定結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
2004124267.tif 000004
【００６７】
表２に示すとおり、実施例１〜３の炭素繊維織物は排水性とガス拡散性のバランスに優れているため、これらの炭素繊維織物を用いた燃料電池は高い性能を示した。これに対し、比較例１および３の炭素繊維織物はガス拡散性は高いが排水性が低いため、比較例２および４の炭素繊維織物は排水性は高いがガス拡散性が低いため、これらの炭素繊維織物を用いた燃料電池は十分な性能を示さなかった。
【００６８】
したがって、排水性とガス拡散性のバランスに優れた炭素繊維織物を提供するという本発明の目的は、複数本の炭素繊維が集合してなる緯糸および経糸で構成される織物であって、該炭素繊維織物の空隙のうち、４０μｍ未満の空隙の容積Ａ（ｃｃ／ｍ２）に対する、４０μｍ以上の空隙の容積Ｂ（ｃｃ／ｍ２）との比Ａ／Ｂが０．５０〜１．８０であることを特徴とする炭素繊維織物により達成される。
【００６９】
【発明の効果】
本発明で提供する炭素繊維織物は、該織物の空隙のうち、糸内部の空隙の容積と、織り糸間の空隙との比が適切であり、排水性とガス拡散性のバランスに優れる。
【００７０】
したがって、本発明によれば、排水性とガス拡散性のバランスに優れた炭素繊維織物、ガス拡散体、および、高性能な膜−電極接合体、燃料電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で提案する膜−電極接合体の部分断面図である。
【図２】実施例１の炭素繊維織物の累積細孔容積および細孔径分布を示す図である。
【図３】本発明で提案する炭素繊維織物の拡大図面である。
【符号の説明】
１：ガス拡散体
２：炭素繊維織物
３：カーボン層
４：膜−電極接合体
５：固体高分子電解質膜
６：触媒層
Ｐ、Ｑ：空隙
【図１】
2004124267.tif 000005
【図２】
2004124267.tif 000006
【図３】
2004124267.tif 000007