(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換膜からなる固体高分子電解質の両面に触媒層を配置し、さらに該触媒層の外側に多孔質シートからなる集電体を配置する固体高分子電解質型燃料電池の製造方法において、前記集電体は、イオン交換基を実質的に有しない溶媒可溶性含フッ素重合体を溶媒に溶解した溶液を前記多孔質シートに含浸させることにより、又は噴霧することにより、前記多孔質シートに前記含フッ素重合体を付着させた後、前記多孔質シートを１５０〜２００℃で加熱して得ることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項２】
前記溶媒含フッ素重合体は、含フッ素脂肪族環構造を有する重合体である請求の範囲１に記載の固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項３】
前記含フッ素重合体は、下記式１、式２、式３又は式４で表される重合単位を含む請求の範囲２に記載の固体高分子型燃料電池の製造方法。
ただし、式１において、Ｒ１はフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、ｐは０〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは０又は１、ｐ＋ｑ＋ｒは１〜６であり、式２において、ｓ、ｔ、ｕはそれぞれ独立に０〜５の整数、ｓ＋ｔ＋ｕは１〜６であり、式３において、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立にフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、式４においてｖは１又は２である。
【化１】
0004608781.tif 000005
【請求項４】
前記含フッ素重合体は、下記式５〜式１３のいずれかで表される重合単位を含む請求の範囲２に記載の固体高分子型燃料電池の製造方法。
【化２】
0004608781.tif 000006
【請求項５】
前記含フッ素重合体は、集電体中に、集電体全質量の０．００１〜６０％含まれる請求の範囲１、２、３又は４に記載の固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記多孔質シートは、炭素質材料からなる請求の範囲１、２、３、４又は５に記載の固体高分子電解質型燃料電池の製造方法。
【請求項７】
前記多孔質シートは、厚さが０．１〜１ｍｍであり、かつ空隙率が３０〜９０％である請求の範囲１、２、３、４、５又は６に記載の固体高分子電解質型燃料電池の製造方法。
【請求項８】
前記溶媒は含フッ素溶媒であり、前記溶液の溶質濃度は前記溶液全質量の０．０１〜５０％である請求の範囲１に記載の固体高分子電解質型燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の集電体を用いた固体高分子型燃料電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素・酸素燃料電池は、その反応生成物が原理的に水のみであり、地球環境への悪影響のほとんどない発電システムとして注目されている。近年検討されている固体高分子型燃料電池は、作動温度が常温から１５０℃程度までの低い温度であるが、きわめて高い出力が期待されている。この場合、燃料としてメタン、メタノール、ガソリン等を改質して得られる、二酸化炭素等を含む水素ガスが想定されている。
【０００３】
一方、固体高分子型燃料電池は作動温度が低いため、その排熱を補機動力等に利用することは困難であり、せいぜい温水としての活用が見込まれる程度である。この点を補う意味でも固体高分子型燃料電池は、特に高い出力密度を確保することが必要である。また実用化にむけての課題として、燃料利用率及び空気利用率の高い運転条件下でも高エネルギ効率、高出力密度の性能が要求されている。
【０００４】
固体高分子型燃料電池における電解質としては、化学的安定性及び導電性の点から、主として超強酸であるパーフルオロカーボンスルホン酸型陽イオン交換膜が用いられている。このような酸性電解質を使用すると、空気極において下式の反応が起こり、水が生成する。
１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
【０００５】
したがって、低作動温度、高電流密度及び高ガス利用率の条件下で固体高分子型燃料電池を作動させると、水が生成する空気極において水蒸気の凝縮により電極の閉塞現象（フラッディング）が起こりやすい。また、燃料極及び空気極に供給されるガスは、通常固体高分子電解質であるイオン交換膜の導電性を保つため、イオン交換膜が乾燥しないように湿潤して供給されている。したがって、この湿潤ガスによっても電極のフラッディングが起こる場合もある。
【０００６】
そのため、長期間燃料電池を安定して作動させるには、フラッディングが起こらないように、触媒層及び触媒層にガスを供給するための集電体に撥水性を付与することが必要である。特に、低温における高出力密度が期待される固体高分子型燃料電池では、集電体に撥水性を付与し、触媒層に対する充分なガス供給を確保することが重要である。
【０００７】
例えばカーボンペーパー又はカーボンクロス等からなる集電体に撥水性を付与する方法としては、従来より集電体に含フッ素重合体を含有させる方法が知られている。該含フッ素重合体としては、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体等があり、いずれも溶媒に溶解しない樹脂である。なお、本明細書において、Ａ／Ｂ共重合体とは、Ａに基づく重合単位とＢに基づく重合単位とからなる共重合体を示す。
【０００８】
これらの含フッ素重合体を撥水化材料として集電体に含有させるには、例えば含フッ素重合体の粉体の分散液に集電体を構成するシートを含浸させ、３００℃程度の温度で焼成する方法がある。通常、上記のような含フッ素重合体の分散液には分散剤として界面活性剤を使用しており、界面活性剤は焼成により除去される。界面活性剤は親水性物質のため、充分に除去しないと含フッ素重合体による充分な撥水効果が得られない。
【０００９】
上記の方法では、高温焼成が必要なため電極設計に対する制限が多い。例えば、通常触媒層には触媒被覆用のイオン交換樹脂が含まれるが、該イオン交換樹脂は耐熱温度が２００℃程度である。したがって、集電体を触媒層と積層した状態で上記の焼成処理をすることはできず、集電体単独で焼成しなければならない。
【００１０】
また、上記の溶媒不溶な含フッ素重合体の粒径は、一次粒径で０．１μｍ以上であり、これが粉体として使用される場合は通常造粒されているため平均二次粒径は数μｍ〜５００μｍ程度である。したがって、上記の溶媒不溶な含フッ素重合体は集電体に含有させた場合、少量では連続的に存在できず、集電体は局所的にしか撥水性を有しない。
【００１１】
そのため、燃料電池を使用するにつれ集電体の含フッ素重合体が存在しない部分は徐々に湿潤し、そこから湿潤域が広がり、集電体全体の撥水性が大幅に低下していく。したがって集電体の細孔部は水によって閉塞され、触媒層に対するガスの供給が妨げられ、濃度過電圧が増大して出力電圧が大幅に低下する問題がある。また、上記の含フッ素重合体は形状がほぼ球状であり、焼成処理しても集電体を構成するシートとの結着力は弱く、長期間使用すると一部含フッ素重合体が脱落する問題もある。
【００１２】
そのため、集電体全体に持続的に充分な撥水性を付与するには、大量の含フッ素重合体が必要とされる。しかし、上記の溶媒に不溶な含フッ素重合体は、電気絶縁性であり、集電体中に大量に含まれると集電体の抵抗が増大する。さらに含フッ素重合体粒子自体が集電体の細孔を閉塞する問題もある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来に比べ撥水性が高く長期的に充分な撥水性を維持できる固体高分子型燃料電池用集電体を提供することにより、出力密度が高く長期的に性能が安定している固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、イオン交換膜からなる固体高分子電解質の両面に触媒層を配置し、さらに該触媒層の外側に多孔質シートからなる集電体を配置する固体高分子電解質型燃料電池の製造方法において、前記集電体は、イオン交換基を実質的に有しない溶媒可溶性含フッ素重合体を溶媒に溶解した溶液を前記多孔質シートに含浸させることにより、又は噴霧することにより、前記多孔質シートに前記含フッ素重合体を付着させた後、前記多孔質シートを１５０〜２００℃で加熱して得ることを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明における集電体は、撥水性を有するように、イオン交換基を実質的に有しない溶媒可溶性含フッ素重合体を含有する。本明細書において、溶媒可溶性含フッ素重合体とは、当該含フッ素重合体を溶解できる溶媒が存在する含フッ素重合体をいい、その溶媒は特に限定されない。しかし、燃料電池の電極反応における反応物や生成物となりうるアルコールや水等の溶媒にはほとんど溶解しない含フッ素重合体であることが好ましい。
【００１６】
本発明における溶媒可溶性含フッ素重合体は部分的にフッ素化されたものでも全部の水素原子がフッ素化されたものでもよいが、固体高分子型燃料電池の使用温度範囲では固体状態であることが好ましく、具体的には常温から１５０℃までの範囲で固体状態であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明における溶媒可溶性含フッ素重合体は実質的にイオン交換基を有しないが、ここでいうイオン交換基は具体的にはスルホン酸基、カルボン酸基等である。ここで、実質的にイオン交換基を有しないとは、溶媒可溶性含フッ素重合体に含まれるイオン交換基が０．１ミリ当量／ｇ乾燥樹脂以下であることをいい、特には０．０５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂以下であることが好ましい。
【００１８】
前記溶媒可溶性含フッ素重合体としては、分子内に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が好ましい。分子内に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体は、その分子構造に起因する分子のねじれにより結晶化しにくく、フッ素系溶剤に可溶である。分子内に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体の例としては、下記式１、式２、式３又は式４で表される重合単位を含む重合体が挙げられる。また具体的に例示すると、下記式５〜式１１のいずれかで表される重合単位を含む含フッ素重合体が好ましい。また、式１２又は式１３で表される重合単位を含む含フッ素重合体も好ましい。
【００１９】
ただし、式１において、Ｒ１はフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、ｐは０〜５の整数であり、ｑは０〜４の整数であり、ｒは０又は１であり、ｐ＋ｑ＋ｒは１〜６であり、式２において、ｓ、ｔ、ｕはそれぞれ独立に０〜５の整数であり、ｓ＋ｔ＋ｕは１〜６であり、式３において、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立にフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、式４においてｖは１又は２である。
【００２０】
【化３】
0004608781.tif 000002
【００２１】
【化４】
0004608781.tif 000003
【００２２】
本発明における溶媒可溶性含フッ素重合体は、式５〜式１３のいずれかで表される重合単位の単独重合体も好ましいが、これらの重合単位の２種以上を含む共重合体も好ましい。また、テトラフルオロエチレンやヘキサフルオロプロピレン等の含フッ素環構造を有しない単量体に基づく重合単位が含まれる共重合体であってもよい。
【００２３】
これらの含フッ素重合体を溶解できる溶媒は、主に含フッ素溶媒である。例えば、パーフルオロベンゼン、ジクロロペンタフルオロプロパン、アフルード（商品名、旭硝子社製の含フッ素溶剤）、パーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）等が挙げられる。含フッ素重合体を溶解した溶液の濃度は、溶液全質量の０．０１〜５０％とできる。
【００２４】
また、本発明における溶媒可溶性含フッ素重合体の分子量は２千〜２０万程度、特には５千〜１万程度であることが好ましい。含フッ素重合体の溶液は質量濃度が等しい場合、一般に分子量が大きいものを溶解した溶液ほど粘度が高い。上記範囲の分子量の溶媒可溶性含フッ素重合体を使用する場合、溶媒に溶解した溶液は濃度を調整すれば集電体を構成する多孔質シートへの浸透性に優れる粘度にできる。したがって、前記シートをこの溶液に含浸させても、前記シートにこの溶液を噴霧しても、前記シートに容易に撥水性を付与できる。また上記範囲の分子量を有する溶媒可溶性含フッ素重合体の溶液は造膜性を有しており、該溶液を乾燥して得られる被膜は耐久性にも優れる。
【００２５】
本発明において、溶媒可溶性含フッ素重合体の集電体を構成する多孔質シートへの物理的付着力を高めるには、該シートに含フッ素重合体溶液を噴霧、含浸等の方法により含有させた後、１００〜２５０℃程度、より好ましくは１５０〜２００℃にて焼成することが好ましい。このときの焼成雰囲気は特に限定されないが、真空中又は不活性ガス雰囲気中であることが好ましい。含フッ素重合体溶液には除去すべき界面活性剤等が含まれていないので、触媒層に含まれるイオン交換樹脂の分解温度より低い温度でシートへの付着力を高められる。したがって、集電体を触媒層と一体化した後に焼成してもよい。また、溶媒可溶性含フッ素重合体は、水素原子が全部フッ素化されていると耐薬品性に優れ、酸化・還元雰囲気でも安定なので好ましい。
【００２６】
本発明では、集電体中に溶媒可溶性含フッ素重合体を含有させるが、さらに触媒層中にも溶媒可溶性含フッ素重合体を含有させることが好ましい。触媒層に溶媒可溶性含フッ素重合体を含有させると撥水性がさらに高まり、フラッディングをより効果的に抑制できる。そのため、燃料電池を長期的に使用してもより高出力を維持できる。このとき触媒層に含有させる溶媒可溶性含フッ素重合体は、集電体に含まれる溶媒可溶性含フッ素重合体と同じであっても異なっていてもよいが、集電体と同様に上に例示した溶媒可溶性含フッ素重合体が好ましい。
【００２７】
本発明において、集電体を構成する多孔質シートは炭素質材料からなることが好ましく、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス（カーボン繊維を製織して布状としたもの）等が好ましい。この多孔質シートは、厚さは０．１〜１ｍｍであることが好ましく、空隙率は３０〜９０％、特に７０〜８０％であることが好ましい。集電体は厚すぎるとガスの拡散性が低下して燃料電池の出力が低下するおそれがある。また空隙率が低すぎても触媒層に効率良くガスが供給されない。また、集電体の厚さが薄すぎたり空隙率が高すぎると、集電体の強度が低くなる。
【００２８】
本発明の固体高分子型燃料電池は、イオン交換膜からなる固体高分子電解質の両面に触媒層が配置され、さらにその外側に集電体が配置される。集電体は触媒層に直接接して配置されていても、ガス拡散層を介して接するように配置されていてもよい。
【００２９】
ガス拡散層には、例えばカーボン微粒子とＰＴＦＥとからなる撥水性のシートが使用される。ガス拡散層は集電体とともに撥水性が付与されてもよい。集電体と触媒層の間にガス拡散層が存在すると、より均一に触媒層にガスを供給しやすい。また、集電体がカーボンペーパー等からなる場合、毛羽立ち等により触媒層やイオン交換膜を損傷させるおそれがあるが、ガス拡散層の存在により該損傷は防止できる。
【００３０】
溶媒可溶性含フッ素重合体を集電体に含有させる方法としては、例えば含フッ素重合体を溶解した溶液に集電体を構成する多孔質シートを含浸させた後、溶媒を除去する方法がある。また、前記多孔質シートの製造過程でその構成材料を含フッ素重合体溶液に含浸させてもよい。また、前記多孔質シートを触媒層と重ねていっしょに含フッ素重合体溶液に含浸させてもよい。溶媒可溶性含フッ素重合体の溶液は界面活性剤を使用する必要がないので、溶媒を除去できる温度に加熱すれば、集電体に含フッ素重合体を付着させ、撥水性を付与できる。
【００３１】
さらに、溶媒可溶性含フッ素重合体を溶解できる溶媒は通常含フッ素カーボン系の溶媒であり、６０℃以下の低沸点のものが多い。したがって、そのような低沸点の溶媒であれば含フッ素重合体溶液を含む多孔質シートを室温で放置するだけでも除去でき、きわめて簡単に多孔質シートを撥水化できる。
【００３２】
また、含フッ素重合体は溶液状で使用して集電体中に含有させうるので、溶液の粘度調整により集電体を構成する多孔質シートの細孔内部まで均一に含フッ素重合体をいきわたらせることができる。したがって、溶媒可溶性含フッ素重合体を用いれば、溶媒に不溶な含フッ素重合体に比べて少ない量で効率よく多孔質シート表面を被覆できる。さらに、燃料電池の長期的使用により集電体の撥水性が低下した場合にも、必要に応じて含フッ素重合体溶液の噴霧等の操作により再び集電体に撥水性を付与できる。
【００３３】
本発明では、含フッ素重合体を溶解した溶液を使用するため、集電体を構成する多孔質シートは織布、不織布等の形状によらず、また当該シートの有する孔の大きさによらず、乾燥して溶媒が除去された後に存在する含フッ素重合体は当該シートの表面を被覆できる。したがって、どのような細孔構造のシートにも高い撥水性を付与できる。
【００３４】
また、本発明における溶媒可溶性含フッ素重合体は、集電体中に集電体全質量の０．００１〜６０％、特に０．０１〜１０％含有されることが好ましい。この範囲であれば、集電体は長期的に優れた撥水性を有する。
【００３５】
また、集電体を構成する多孔質シートを撥水化処理するとき、含フッ素重合体溶液は希釈溶媒により粘度を調整してもよい。該希釈溶媒としては、フルオロアルカン類、フルオロトリアルキルアミン類、フルオロアルキルテトラヒドロフラン類、ケトン類、エステル類、クロロエタン類、ベンゼン誘導体、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、フルオロカーボン類、ヒドロフルオロカーボン類、ヒドロクロロフルオロカーボン類等が挙げられる。
【００３６】
本発明における集電体は、初期の撥水性に優れるだけでなく、長期的に使用してもその撥水性が維持されるので、燃料電池の出力を長期間安定して高出力に維持できる。また、従来に比べ、効率良く撥水化できるため集電体に含まれる絶縁性樹脂である含フッ素重合体の量を少なくできる。そのため、集電体の電気抵抗を低下できるし集電体の空隙率も高められる。したがって、本発明における集電体はガス拡散性に優れ、低抵抗であり、空気極にも燃料極にも好適に使用できる。
【００３７】
本発明では、上記の集電体は空気極、燃料極のいずれにも使用でき、両方の電極に使用してもよいが、空気極では反応により水が生成し、特にフラッディングが起こりやすいので、少なくとも空気極には使用することが好ましい。空気極のみに上記の集電体を使用し、燃料極には従来の溶媒に不溶な含フッ素重合体により撥水化処理された集電体を使用しても長期的信頼性の高い燃料電池が提供できる。また、溶媒に不溶な含フッ素重合体と本発明における溶媒可溶性含フッ素重合体とを併用して集電体中に含有させても、長期的に高い撥水性を有する集電体が得られる。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明を実施例（例２〜４）及び比較例（例１、５、６）によって詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００３９】
［例１］
分子量約１０万であり、式１１で表される重合単位からなる重合体（以下、重合体Ｐという。）を、パーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）とパーフルオロ（トリブチルアミン）の質量比１：１の混合溶媒に、溶質濃度が全質量の２％となるように溶解した。この溶液にカーボンペーパー（商品名：ＴＧＰ−Ｈ−０６０、東レ社製）を含浸し、上記重合体をカーボンペーパーの単位面積あたりに０．６ｍｇ／ｃｍ２存在するように付着させた。これを、室温（２５℃）にて乾燥して溶媒を除去し、集電体とした。
【００４０】
カーボンブラック粉末に白金を全質量の４０％担持した触媒と、エタノールと１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパンとの質量比で１：１の混合溶媒にイオン交換容量が１．１ミリ容量／ｇ乾燥樹脂であるＣＦ２＝ＣＦ２／ＣＦ２＝ＣＦ−ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）−ＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ３Ｈ共重合体からなるイオン交換樹脂を分散させた溶液とを混合し、これを分散液Ａとした。なお、この分散液Ａ中の触媒とイオン交換樹脂とは質量比で０．７５：０．２５である。
【００４１】
次に、イオン交換樹脂として、イオン交換容量が０．９１ミリ当量／ｇ乾燥樹脂のものを用いた以外は分散液Ａと同様にして触媒が分散した液を作製し、これを分散液Ｂとした。
【００４２】
電解質膜としてはパーフルオロスルホン酸型のイオン交換膜（商品名：フレミオンＲ膜、旭硝子社製、イオン交換容量１．０ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、乾燥膜厚５０μｍ）を使用した。このイオン交換膜に対して、水素極側には分散液Ａを、空気極側には分散液Ｂを、それぞれ白金含有量が０．５ｍｇ／ｃｍ２となるように噴霧して触媒層を形成し、イオン交換膜の両面に触媒層が形成された膜・電極接合体を得た。この接合体を上記の集電体２枚の間に挟み、セルに組み込んで単セルを得た。
【００４３】
この単セルを用い、常圧（０．１ＭＰａ）でセル温度８０℃にて、供給ガスは水素／空気とし、ガス利用率は水素７０％、空気４０％として、１．０Ａ／ｃｍ２の定電流で連続運転を行った。運転が始まってから１０時間後、５００時間後及び１０００時間後の出力電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００４４】
［例２］
例１で得られた集電体を真空中で１５０℃で１時間焼成した。この焼成処理した集電体を用いた以外は例１と同様にして単セルを得た。この単セルを用い、例１と同様にして運転し例１と同様に出力電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００４５】
［例３］
重合体Ｐを、パーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）とパーフルオロ（トリブチルアミン）との質量比１：１の混合溶媒に、溶質濃度が全質量の０．５％となるように溶解した。この溶液にカーボンペーパー（商品名：ＴＧＰ−Ｈ−０６０、東レ社製）を含浸し、上記重合体をカーボンペーパーの単位面積あたりに０．３ｍｇ／ｃｍ２存在するように付着させた。これを、１５０℃で１時間焼成し、集電体とした。
【００４６】
集電体を用いた以外は例１と同様にして単セルを作製し、この単セルを用い、例１と同様にして運転し例１と同様に出力電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
［例４］
分散液Ｂに重合体Ｐを溶解し、これを分散液Ｃとした。分散液Ｃ中の触媒とイオン交換樹脂と重合体Ｐとの質量比は０．７２：０．２４：０．０４であった。空気極側に、分散液Ｂのかわりに分散液Ｃを用いた以外は例１と同様にして膜・電極接合体を作製した。
【００４８】
集電体としては例２で得られた集電体を用い、上記の膜・電極接合体を使用し、例１と同様にして単セルを得た。この単セルを用い、例１と同様にして運転し例１と同様に出力電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００４９】
［例５］
カーボンペーパーを含浸させる液を溶媒に溶解しないＰＴＦＥの分散液（商品名：ＡＤ−１、旭アイシーアイフロロポリマーズ社製）の希釈液とし、窒素中で３５０℃にて焼成した以外は例１と同様にして集電体を得た。なお、集電体の単位面積あたりに付着するＰＴＦＥの量は０．６ｍｇ／ｃｍ２とした。
【００５０】
この集電体を用いた以外は例１と同様にして単セルを得た。この単セルを用い、例１と同様にして運転し例１と同様に出力電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００５１】
［例６］
例４で得られた膜・電極接合体と、例５で得られた集電体を用い、例１と同様にして単セルを得た。この単セルを用い、例１と同様にして運転し例１と同様に出力電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
0004608781.tif 000004
【００５３】
【発明の効果】
本発明では、溶媒可溶性含フッ素重合体を使用しているので、溶液により、集電体を構成する多孔質シートを撥水化処理できる。そのため、多孔質シートの形状、細孔構造等によらず少量で効率よくその表面を含フッ素重合体により被覆できる。また、含フッ素重合体溶液を含有させた多孔質シートは、溶媒を除去するだけで均一に優れた撥水性を長期的に得られる。さらに、集電体に溶媒可溶性含フッ素重合体を含有させて撥水性を付与する工程には高温での加熱が不要なため、集電体を含むガス拡散電極の設計上の自由度が高い。
【００５４】
本発明では上記のようにして得られる長期的に撥水性が高く低抵抗な集電体を使用するので、高出力密度で、出力特性の経時劣化の少ない固体高分子型燃料電池が提供できる。