(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着剤として、シリコーン含有モノマーと、親水性モノマーとの共重合体を用いたことを特徴とする燃料電池用カソード側電極であって、親水性モノマーが、ビニル基又はメチレン基を重合性基として有するピロリドン誘導体である燃料電池用カソード側電極。
【請求項２】
結着剤として、シリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとの共重合体、又はシリコーン含有モノマーと、シリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとの共重合体を用いたことを特徴とする燃料電池用カソード側電極であって、シリコーン含有マクロモノマーが、エチレン型不飽和基及びポリジメチルシロキサン構造を有する化合物から選ばれる少なくとも１種である燃料電池用カソード側電極。
【請求項３】
シリコーン含有モノマーが、シリコーン含有アルキル（メタ）アクリレート、シリコーン含有スチレン誘導体及びシリコーン含有フマル酸ジエステルから選ばれる少なくとも１種である請求項１又は２に記載の燃料電池用カソード側電極。
【請求項４】
シリコーン含有モノマーがシリコーン含有アルキル（メタ）アクリレートである請求項３に記載の燃料電池用カソード側電極。
【請求項５】
親水性モノマーが、ビニル基又はメチレン基を重合性基として有するピロリドン誘導体、アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（アルキル）アミノアルキル（メタ）アクリレート及びポリグリコールモノ（メタ）アクリレートから選ばれる少なくとも１種である請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池用カソード側電極。
【請求項６】
親水性モノマーが、ビニル基又はメチレン基を重合性基として有するピロリドン誘導体又はアルキル（メタ）アクリルアミドである請求項５に記載の燃料電池用カソード側電極。
【請求項７】
燃料がバイオ燃料である請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池用カソード側電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池用電極に関し、特にカソード側電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
アノード側電極とカソード側電極がイオン伝導性を有する電解質膜を介して対向配置された構成の燃料電池は、例えば、固体高分子型燃料電池等として知られている。
【０００３】
上記する燃料電池においては、アノード側電極に燃料（水素）が供給され、そこで触媒の作用によってプロトン（Ｈ＋）となり、２個の電子（ｅ−）はカソード側電極に向けて放出される。アノード側電極で生成されたプロトンは電解質膜を介してカソード側電極に達し、触媒の作用によってアノード側電極からの２個の電子（ｅ−）を受け取るとともに、外部から供給される酸素から生成される酸素イオンとともに水が生成される。発電された電気は、外部回路を通る電子の移動が電流として取り出されるようになっている。すなわち、アノード側ではＨ２→２Ｈ＋＋２ｅ−の反応が、カソード側では２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏの反応がそれぞれ起こっており、全体反応としてはＨ２＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏの反応が起こることによって発電が行われる。化学反応を効率よく進めるために電極には上記のように触媒が使用されており、例えば固体高分子型燃料電池では白金が多用されている。
【０００４】
燃料電池のカソード側では、一般には大気中の酸素をカソード側電極に取り込んで酸素を利用しているため、酸素を効率的に利用するため、カソード側電極の表面に水分が過剰に存在していないことが好ましく、また、酸素透過性が高い材料をカソード側電極に用いることが好ましい。
【０００５】
特許文献１には、排水性を向上した電極として、フッ素樹脂からなる撥水剤を含み、三次元に連続した微細孔を有するガス拡散電極において、当該ガス拡散電極の面直方向にフッ素脱離処理がされてなることを特徴とするガス拡散電極が記載されている。
【０００６】
しかし、フッ素樹脂は電極用スラリー（一般には炭素系スラリー）に含まれる各種有機溶媒に不溶であり、しかも比重が高いために均一に分散させることが難しく、期待するほどの撥水効果が得られていないのが実情である。
【０００７】
ところで、昨今、生物内で行われている生体代謝が高効率なエネルギー変換機構であることに着目し、これを燃料電池に適用する技術が研究されている。この生体代謝はエネルギー利用効率が高く、しかも室温程度の穏やかな条件で反応が進行するという特徴を備えている。しかし、微生物や細胞には化学エネルギーから電気エネルギーへの変換といった目的の反応以外にも不要な反応が多く存在することから、十分なエネルギー変換効率が発揮され難い。そこで、酵素を触媒として適用することで所望の反応のみを行わせる燃料電池（バイオ燃料電池）が開発されている。このバイオ燃料電池は、触媒として機能する酵素によって燃料を分解してプロトンと電子に分離するものであり、この燃料としてはメタノールやエタノールのようなアルコール類、あるいはグルコースのような単糖類、デンプンのような多糖類を用いたものが用いられている。上記の通り、カソード側電極は酸素を効率的に利用するために、カソード側電極の表面に水分が過剰に存在していないことが好ましく、また、酸素透過性が高い材料をカソード側電極に用いることが好ましいが、バイオ燃料電池のカソード側電極では、酵素を利用するため、酵素反応に必要な最低限の水分を保持していることも必要である。
【０００８】
バイオ燃料電池のカソード側電極については、例えば、特許文献２に、炭素微粒子と酵素、結着剤が分散溶媒に含有されてなるスラリーに対し、１０〜３０℃の温度範囲で液体であってかつ該分散溶媒よりも蒸気圧の低い鎖状炭化水素炭素化合物、若しくは、１０〜３０℃の温度範囲で液体の脂肪酸を混合して電極用スラリーを生成し、カソード側電極を形成する導電性基材の表面に電極用スラリーを塗工するバイオ燃料電池用カソード側電極の製造方法が記載されている。
【０００９】
しかし、従来のバイオ燃料電池を含む燃料電池においては、カソード側電極の十分な親水性を保持しつつ、十分な酸素透過性を得ることは難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１２９３８４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４７０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の通り、従来の燃料電池では、十分な親水性及び酸素透過性を有するカソード側電極を得ることは難しかった。それ故、本発明は、十分な親水性及び酸素透過性を有する燃料電池用カソード側電極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】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するための手段を種々検討した結果、燃料電池のカソード側電極において、結着剤として、シリコーン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとの共重合体を用いることにより、十分な親水性及び酸素透過性を有する燃料電池用カソード側電極を提供することができることを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
本発明は以下の発明を包含する。
（１）結着剤として、シリコーン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとの共重合体を用いたことを特徴とする燃料電池用カソード側電極。
（２）シリコーン含有モノマーが、シリコーン含有アルキル（メタ）アクリレート、シリコーン含有スチレン誘導体及びシリコーン含有フマル酸ジエステルから選ばれる少なくとも１種である（１）の燃料電池用カソード側電極。
（３）シリコーン含有モノマーがシリコーン含有アルキル（メタ）アクリレートである（２）の燃料電池用カソード側電極。
（４）シリコーン含有マクロモノマーが、ウレタン結合を介してエチレン型不飽和基及びポリジメチルシロキサン構造を有する化合物から選ばれる少なくとも１種である（１）〜（３）のいずれかの燃料電池用カソード側電極。
（５）親水性モノマーが、ビニル基又はメチレン基を重合性基として有するピロリドン誘導体、アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（アルキル）アミノアルキル（メタ）アクリレート及びポリグリコールモノ（メタ）アクリレートから選ばれる少なくとも１種である（１）〜（４）のいずれかの燃料電池用カソード側電極。
（６）親水性モノマーが、ビニル基又はメチレン基を重合性基として有するピロリドン誘導体又はアルキル（メタ）アクリルアミドである（５）の燃料電池用カソード側電極。
（７）燃料がバイオ燃料である（１）〜（６）のいずれかの燃料電池用カソード側電極。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、十分な親水性及び酸素透過性を有する燃料電池用カソード側電極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は、燃料電池の構造を側面から示した模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ矢視図である。
【図２】図２は、実施例における、実施例１−６及び比較例１の燃料電池の評価結果をし示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、結着剤として、シリコーン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとの共重合体を用いた燃料電池用カソード側電極に関する。
【００１７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明のカソード側電極を備えた燃料電池の構造を説明した模式図である。図１（ａ）で示すように、燃料電池１０は、イオン伝導性を有する電解質膜４と、その両側に、シリコンプレート５で挟持されたアノード側電極３Ａ及びカソード側電極３Ｂ（以上をまとめて電極３）と、これらの電極の外側に位置するカーボンペーパー又はチタンメッシュからなる集電体２と、これらの部材の積層体を左右から挟圧する一対の帯電防止アクリル板１とから大略構成されている。図１（ａ）で示す各構成部材の積層体に対し、最終的に図１（ｂ）で示すボルト穴１ａを介してボルトが一対の帯電防止アクリル板１間に挿通され、ナット締め等されることで燃料電池１０が組み付けられる。
【００１８】
電極３は、通常、グラファイトやカーボンブラック、活性炭、カーボンフェルト、カーボンペーパー、カーボンクロス等の導電性炭素質の導電性基材（電極骨格部材）、金や白金、チタン、ニッケル等の金属の導電性基材の表面に、カーボンを主成分とする材料がコーティングされている。
【００１９】
本発明の燃料電池において、カソード側電極３Ｂの結着剤として、シリコーン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとの共重合体が用いられる。すなわち、本発明の共重合体には、シリコーン含有モノマー及びシリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとの共重合体と、シリコーン含有モノマーと親水性モノマーとの共重合体と、シリコーン含有マクロモノマーと親水性モノマーとの共重合体が包含される。本発明では、カソード側電極の結着剤として上記の共重合体を用いることにより、カソード側電極に充分な親水性及び酸素透過性を付与することができる。また、バイオ燃料電池において、酸性下で活性を有する酵素を用いる場合、カソード側電極の結着剤として、充分な親水性及び酸素透過性を有する架橋した高分子である上記の共重合体を用いることにより、酸性雰囲気下での加水分解性を抑える効果を付与することもできる。
【００２０】
本発明の共重合体に用いられるシリコーン含有モノマーは、シリコーン構造を含有するものであれば特に限定されないが、例えば、シリコーン含有アルキル（メタ）アクリレート、シリコーン含有スチレン誘導体、シリコーン含有フマル酸ジエステル等を挙げることができる。本発明において、（メタ）アクリレートとはアクリレート及び／又はメタクリレートを意味する。
【００２１】
シリコーン含有アルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、トリメチルシロキシジメチルシリルメチル（メタ）アクリレート、トリメチルシロキシジメチルシリルプロピル（メタ）アクリレート、メチルビス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリレート、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリレート、モノ［メチルビス（トリメチルシロキシ）シロキシ］ビス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリレート、トリス［メチルビス（トリメチルシロキシ）シロキシ］シリルプロピル（メタ）アクリレート、メチルビス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルグリセリル（メタ）アクリレート、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルグリセリル（メタ）アクリレート、モノ［メチルビス（トリメチルシロキシ）シロキシ］ビス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルグリセリル（メタ）アクリレート、トリメチルシリルエチルテトラメチルジシロキシプロピルグリセリル（メタ）アクリレート、トリメチルシリルメチル（メタ）アクリレート、トリメチルシリルプロピル（メタ）アクリレート、トリメチルシリルプロピルグリセリル（メタ）アクリレート、トリメチルシロキシジメチルシリルプロピルグリセリル（メタ）アクリレート、メチルビス（トリメチルシロキシ）シリルエチルテトラメチルジシロキシメチル（メタ）アクリレート、テトラメチルトリイソプロピルシクロテトラシロキサニルプロピル（メタ）アクリレート、テトラメチルトリイソプロピルシクロテトラシロキシビス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリレートを挙げることができ、重合性及び酸素透過性の観点から、好ましくは、トリメチルシロキシジメチルシリルメチル（メタ）アクリレート、トリメチルシロキシジメチルシリルプロピル（メタ）アクリレート、メチルビス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリレート、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリレートであり、重合性及び酸素透過性の観点から、特に好ましくはトリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリレートである。
【００２２】
シリコーン含有スチレン誘導体としては、例えば、式（１）：
【化１】
0006337670.tif 000002
（式中、ｐは１〜１５の整数であり、ｑは０又は１であり、ｒは１〜１５の整数である）で表される化合物等が挙げられる。式（１）で表されるシリコーン含有スチレン誘導体においては、ｐ、ｑ、ｒが上記範囲であるとその精製や合成が容易である。
【００２３】
上記の式（１）で表されるシリコーン含有スチレン誘導体としては、例えば、トリス（トリメチルシロキシ）シリルスチレン、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリルスチレン、（トリメチルシロキシ）ジメチルシリルスチレン、トリス（トリメチルシロキシ）シロキシジメチルシリルスチレン、［ビス（トリメチルシロキシ）メチルシロキシ］ジメチルシリルスチレン、（トリメチルシロキシ）ジメチルシリルスチレン、ヘプタメチルトリシロキサニルスチレン、ノナメチルテトラシロキサニルスチレン、ペンタデカメチルヘプタシロキサニルスチレン、ヘンエイコサメチルデカシロキサニルスチレン、ヘプタコサメチルトリデカシロキサニルスチレン、ヘントリアコンタメチルペンタデカシロキサニルスチレン、トリメチルシロキシペンタメチルジシロキシメチルシリルスチレン、トリス（ペンタメチルジシロキサン）シリルスチレン、トリス（トリメチルシロキシ）シロキシビス（トリメチルシロキシ）シリルスチレン、ビス（ヘプタメチルトリシロキシ）メチルシリルスチレン、トリス［メチルビス（トリメチルシロキシ）シロキシ］シリルスチレン、トリメチルシロキシビス［トリス（トリメチルシロキシ）シロキシ］シリルスチレン、ヘプタキス（トリメチルシロキシ）トリシリルスチレン、ノナメチルテトラシロキシウンデシルメチルペンタシロキシメチルシリルスチレン、トリス［トリス（トリメチルシロキシ）シロキシ］シリルスチレン、（トリストリメチルシロキシヘキサメチル）テトラシロキシ［トリス（トリメチルシロキシ）シロキシ］トリメチルシロキシシリルスチレン、ノナキス（トリメチルシロキシ）テトラシリルスチレン、ビス（トリデカメチルヘキサシロキシ）メチルシリルスチレン、ヘプタメチルシクロテトラシロキサニルスチレン、ヘプタメチルシクロテトラシロキシビス（トリメチルシロキシ）シリルスチレン、トリプロピルテトラメチルシクロテトラシロキサニルスチレン、トリメチルシリルスチレン等を挙げることができ、重合性及び酸素透過性の観点から、好ましくは、トリス（トリメチルシロキシ）シリルスチレン、ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリルスチレン、（トリメチルシロキシ）ジメチルシリルスチレン、トリス（トリメチルシロキシ）シロキシジメチルシリルスチレンである。
【００２４】
シリコーン含有フマル酸ジエステルとしては、例えば、式（２）：
【化２】
0006337670.tif 000003
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立してメチル基又は式：
【化３】
0006337670.tif 000004
で表されるトリメチルシロキシ基であり、ｍ及びｎはそれぞれ独立して１〜３の整数である）で表される化合物等が挙げられる。
【００２５】
式（２）で表される化合物としては、例えば、ビス（３−（トリメチルシリル）プロピル）フマレート、ビス（３−（ペンタメチルジシロキサニル）プロピル）フマレート、ビス（３−（１，３，３，３−テトラメチル−１−（トリメチルシリルオキシ）ジシロキサニル）プロピル）フマレート、ビス（トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル）フマレート等を挙げることができ、重合性及び酸素透過性の観点から、好ましくは、ビス（３−（トリメチルシリル）プロピル）フマレート、ビス（トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル）フマレートである。
【００２６】
シリコーン含有モノマーとしては、下記のシリコーン含有マクロモノマー及び親水性モノマーとの共重合性の観点から、シリコーン含有アルキル（メタ）アクリレートが好ましい。
【００２７】
シリコーン含有モノマーの全重合性成分中の含有量は、用いるモノマーに応じて適宜選択することができ、例えば、シリコーン含有アルキル（メタ）アクリレートを使用する場合には、得られる共重合体の物性の観点から、全重合性成分に対して、好ましくは３〜６５重量％であり、より好ましくは５〜６０重量％であり、シリコーン含有スチレン誘導体を使用する場合には、得られる共重合体の酸素透過性及び機械的強度の観点から、全重合性成分に対して、好ましくは１〜３０重量％であり、より好ましくは３〜２０重量％であり、シリコーン含有フマル酸ジエステルを使用する場合には、得られる共重合体の酸素透過性及び機械的強度の観点から、全重合性成分に対して、好ましくは１〜５０重量％である。
【００２８】
本発明の共重合体に用いられるシリコーン含有マクロモノマーは、シリコーン構造を含有しているマクロモノマーであれば特に限定されないが、好ましくは、ウレタン結合を介してエチレン型不飽和基及びポリジメチルシロキサン構造を有する化合物である。シリコーン含有マクロモノマーは、分子鎖中にシリコーン鎖を有するので、燃料電池用カソード側電極に高酸素透過性を付与することができる。本発明において、マクロモノマーとは、分子鎖の末端に重合可能な炭素−炭素不飽和結合（エチレン型不飽和基）を有し、数平均分子量（Ｍｎ）が、通常１，０００〜５００，０００の反応性の化合物のことをいう。
【００２９】
シリコーン含有マクロモノマーは、例えば、式（Ｉ）：
Ａ１−Ｕ１−Ｓ１−Ｕ２−Ａ２（Ｉ）
（式中、Ａ１は式（ＩＩ）：
Ｙ２１−Ｒ３１−    （ＩＩ）
（式中、Ｙ２１はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基又はアリル基であり、Ｒ３１は炭素数２〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基である）で表される基であり；
Ａ２は式（ＩＩＩ）：
−Ｒ３４−Ｙ２２    （ＩＩＩ）
（式中、Ｙ２２はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基又はアリル基であり、Ｒ３４は炭素数２〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基である）で表される基であり；
Ｕ１は式（ＩＶ）：
−Ｘ２１−Ｅ２１−Ｘ２５−Ｒ３２−    （ＩＶ）
（式中、Ｘ２１は共有結合、酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、Ｅ２１は−ＣＯＮＨ−基（ただし、この場合、Ｘ２１は共有結合であり、Ｅ２１はＸ２５とウレタン結合を形成している）又は飽和若しくは不飽和脂肪族系、脂環式系及び芳香族系の群から選ばれたジイソシアネート由来の２価の基（ただし、この場合、Ｘ２１は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、Ｅ２１はＸ２１及びＸ２５の間でウレタン結合を形成している）であり；Ｘ２５は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり；Ｒ３２は炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基である）で表される基であり；
Ｓ１は式（Ｖ）：
【化４】
0006337670.tif 000005
（式中、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７及びＲ２８はそれぞれ独立して炭素数１〜６のアルキル基、フッ素置換されたアルキル基又はフェニル基であり、Ｋは１〜５０の整数であり、Ｌは０〜（５０−Ｋ）を満たす整数である）で表される基であり；
Ｕ２は式（ＶＩ）：
−Ｒ３３−Ｘ２６−Ｅ２２−Ｘ２２−    （ＶＩ）
（式中、Ｒ３３は炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基であり、Ｘ２２は共有結合、酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、Ｘ２６は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、Ｅ２２は−ＣＯＮＨ−基（ただし、この場合、Ｘ２２は共有結合であり、Ｅ２２はＸ２６とウレタン結合を形成している）又は飽和若しくは不飽和脂肪族系、脂環式系及び芳香族系の群から選ばれたジイソシアネート由来の２価の基（ただし、この場合、Ｘ２２は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、Ｅ２２はＸ２２及びＸ２６の間でウレタン結合を形成している）で表される基である）で表されるモノマーである。
【００３０】
上記式（Ｉ）において、Ａ１は、上記したように、式（ＩＩ）：Ｙ２１−Ｒ３１−（式中、Ｙ２１及びＲ３１は上記と同じである）で表される基であり、またＡ２は式（ＩＩＩ）：−Ｒ３４−Ｙ２２（式中、Ｙ２２及びＲ３４は上記と同じである）で表される基である。
【００３１】
Ｙ２１及びＹ２２は、いずれも重合性基であるが、下記の親水性モノマーと容易に共重合し得るという点で、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基及びビニル基が特に好ましい。
【００３２】
Ｒ３１及びＲ３４は、いずれも炭素数２〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基であり、好ましくはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基である。
【００３３】
Ｕ１及びＵ２は、いずれも上記マクロモノマーの分子鎖中でウレタン結合を含む基を表す。
【００３４】
Ｕ１及びＵ２において、Ｅ２１及びＥ２２は、上記したように、それぞれ−ＣＯＮＨ−基、又は飽和若しくは不飽和脂肪族系、脂環式系及び芳香族系の群から選ばれたジイソシアネート由来の２価の基を表す。ここで、飽和若しくは不飽和脂肪族系、脂環式系及び芳香族系の群から選ばれたジイソシアネート由来の２価の基としては、例えばエチレンジイソシアネート、１，３−ジイソシアネートプロパン、ヘキサメチレンジイソシアネート等の飽和脂肪族系ジイソシアネート由来の２価の基；１，２−ジイソシアネートシクロヘキサン、ビス（４−イソシアネートシクロヘキシル）メタン、イソホロンジイソシアネート等の脂環式系ジイソシアネート由来の２価の基；トリレンジイソシアネート、１，５−ジイソシアネートナフタレン等の芳香族系ジイソシアネート由来の２価の基；２，２’−ジイソシアネートジエチルフマレート等の不飽和脂肪族系ジイソシアネート由来の２価の基が挙げられるが、これらの中では、比較的入手しやすく、かつ強度を付与しやすいので、ヘキサメチレンジイソシアネート由来の２価の基、トリレンジイソシアネート由来の２価の基及びイソホロンジイソシアネート由来の２価の基が好ましい。
【００３５】
Ｕ１において、Ｅ２１が−ＣＯＮＨ−基である場合には、Ｘ２１は共有結合であり、Ｅ２１はＸ２５と式：−ＯＣＯ−ＮＨ−で表されるウレタン結合を形成する。またＥ２１が上記ジイソシアネート由来の２価の基である場合には、Ｘ２１は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、Ｅ２１はＸ２１とＸ２５との間でウレタン結合を形成している。Ｘ２５は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、またＲ３２は炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基である。
【００３６】
Ｕ２において、Ｒ３３は炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基であり、Ｘ２６は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基である。Ｅ２２が−ＣＯＮＨ−基である場合には、Ｘ２２は共有結合であり、Ｅ２２はＸ２６と式：−ＯＣＯ−ＮＨ−で表されるウレタン結合を形成する。またＥ２２が上記ジイソシアネート由来の２価の基である場合には、Ｘ２２は酸素原子又は炭素数１〜６のアルキレングリコール基であり、Ｅ２２はＸ２２とＸ２６との間でウレタン結合を形成している。
【００３７】
ここで、上記Ｘ２１、Ｘ２５、Ｘ２２及びＸ２６における炭素数１〜６のアルキレングリコールとしては、例えば式（ＶＩＩ）：−Ｏ−（ＣｘＨ２ｘ−Ｏ）ｙ−（式中、ｘは１〜４の整数、ｙは１〜５の整数である）で表される基等が挙げられる。なお、かかる式（ＶＩＩ）において、得られる共重合体の良好な酸素透過性及び機械的強度の観点から、本発明においてはｙは１〜５の整数、特に１〜３の整数であることが好ましい。
【００３８】
Ｓ１は、上記したように、式（Ｖ）で表される基である。
式（Ｖ）において、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７及びＲ２８は、上記したように、それぞれ独立して炭素数１〜６のアルキル基、フッ素置換されたアルキル基又はフェニル基である。
【００３９】
上記フッ素置換されたアルキル基の具体例としては、例えばトリフルオロ−ｎ−プロピル基、トリフルオロイソプロピル基、トリフルオロ−ｎ−ブチル基、トリフルオロイソブチル基、トリフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、トリフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基、トリフルオロ−ｎ−ペンチル基、トリフルオロイソペンチル基、トリフルオロネオペンチル基、トリフルオロヘキシル基等が挙げられる。
【００４０】
Ｋは１〜５０の整数、Ｌは０〜（５０−Ｋ）を満たす整数である。Ｋ＋Ｌが５０以下である場合には、下記の親水性モノマーとの相溶性を保つことができ、また０よりも大きい場合には、得られる共重合体の酸素透過性が良好である。Ｋ＋Ｌは、好ましくは２〜４０、さらに好ましくは３〜３０の整数である。
【００４１】
本発明で用いられる好ましいシリコーン含有マクロモノマーとしては、式（Ａ−１）：
【化５】
0006337670.tif 000006
で表される化合物、及び式（Ａ−２）：
【化６】
0006337670.tif 000007
で表される化合物が挙げられる。
【００４２】
シリコーン含有マクロモノマーの全重合性成分中の含有量は、得られる共重合体の物理的特性及び酸素透過性の観点から、好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは１〜３０重量％である。
【００４３】
本発明の共重合体に用いられる親水性モノマーとしては、特に限定されずに、例えば、ビニル基を重合性基として有するピロリドン誘導体、メチレン基を重合性基として有するピロリドン誘導体、アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（アルキル）アミノアルキル（メタ）アクリレート、ポリグリコールモノ（メタ）アクリレート、カルボン酸類、Ｎ−ビニルピペリドン類、Ｎ−ビニルラクタム類、Ｎ−ビニルアミド類等を挙げることができる。親水性モノマーは、二種以上のものを用いることもできる。
【００４４】
ビニル基を重合性基として有するピロリドン誘導体としては、特に限定されずに、アルキル基で置換されたＮ−ビニルピロリドン、例えば、Ｎ−ビニル−３−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−４−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−５−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−６−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−３−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−４，５−ジメチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−５，５−ジメチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−３，３，５−トリメチル−２−ピロリドン等があり、特に好ましくはＮ−ビニル−２−ピロリドンである。
【００４５】
メチレン基を重合性基として有するピロリドン誘導体としては、特に限定されずに、メチレン基を有するアルキル基で置換されたピロリドン、例えば、１−メチル−３−メチレン−２−ピロリドン、１−エチル−３−メチレン−２−ピロリドン、１−メチル−５−メチレン−２−ピロリドン、１−エチル−５−メチレン−２−ピロリドン、５−メチル−３−メチレン−２−ピロリドン、５−エチル−３−メチレン−２−ピロリドン、１−ｎ−プロピル−３−メチレン−２−ピロリドン、１−ｎ−プロピル−５−メチレン−２−ピロリドン、１−イソプロピル−３−メチレン−２−ピロリドン、１−イソプロピル−５−メチレン−２−ピロリドン、１−ｎ−ブチル−３−メチレン−２−ピロリドン、１−ｔ−ブチル−３−メチレン−２−ピロリドン等を挙げることができ、重合性及び親水性の観点から、好ましくは、１−メチル−３−メチレン−２−ピロリドン、１−エチル−３−メチレン−２−ピロリドンであり、特に好ましくは１−メチル−３−メチレン−２−ピロリドンである。
【００４６】
アルキル（メタ）アクリルアミドとしては、特に限定されずに、例えば、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド等を挙げることができ、好ましくはＮ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミドである。
【００４７】
ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとしては、特に限定されずに、例えば、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００４８】
（アルキル）アミノアルキル（メタ）アクリレートとしては、特に限定されずに、例えば、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００４９】
ポリグリコールモノ（メタ）アクリレートとしては、特に限定されずに、例えば、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００５０】
カルボン酸類としては、特に限定されずに、例えば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、ビニル安息香酸等を挙げることができる。
【００５１】
Ｎ−ビニルピペリドン類としては、特に限定されずに、例えば、Ｎ−ビニル−２−ピペリドン、Ｎ−ビニル−３−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−ビニル−４−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−ビニル−５−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−ビニル−６−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−ビニル−６−エチル−２−ピペリドン、Ｎ−ビニル−３，５−ジメチル−２−ピペリドン、Ｎ−ビニル−４，４−ジメチル−２−ピペリドン等を挙げることができる。
【００５２】
Ｎ−ビニルラクタム類としては、特に限定されずに、例えば、Ｎ−ビニル−２−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−３−メチル−２−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−４−メチル−２−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−７−メチル−２−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−７−エチル−２−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−３，５−ジメチル−２−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−４，６−ジメチル−２−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−３，５，７−トリメチル−２−カプロラクタム等を挙げることができる。
【００５３】
Ｎ−ビニルアミド類としては、特に限定されずに、例えば、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−エチルアセトアミド等を挙げることができる。
【００５４】
親水性モノマーとしては、アミノスチレン、ヒドロキシスチレン、酢酸ビニル、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、プロピオン酸ビニル、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルピペリジン、Ｎ−ビニルサクシンイミド、Ｎ−ビニルフタルイミド、Ｎ−（メタ）アクリロイルピペリジン、Ｎ−（メタ）アクリロイルモルホリン等のその他の親水性モノマーを用いることもできる。
【００５５】
親水性モノマーとしては、得られる共重合体の機械的特性、親水性の観点から、メチレン基又はビニル基を重合性基として有するピロリドン誘導体、アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（アルキル）アミノアルキル（メタ）アクリレート、ポリグリコールモノ（メタ）アクリレートが好ましく、上記のシリコーン含有モノマーやシリコーン含有マクロモノマーとの相溶性の観点から、特に好ましくはメチレン基又はビニル基を重合性基として有するピロリドン誘導体及びアルキル（メタ）アクリルアミドである。
【００５６】
親水性モノマーの全重合性成分中の含有量は、特に限定されないが、例えば、全重合性成分に対して、２０〜９５重量％であり、好ましくは３０〜９０重量％である。
【００５７】
本発明の重合性成分には、上記のシリコーン含有モノマー、シリコーン含有マクロモノマー及び親水性モノマー以外のモノマーを必要に応じて用いてもよい。
【００５８】
本発明の全重合性成分における、シリコーン含有マクロモノマー：シリコーン含有モノマー：親水性モノマーとの重量比は、例えば１〜１０：１〜２０：１〜２５であり、酸素透過性及び親水性の観点から、好ましくは１〜５：１〜１０：１〜２０である。また、シリコーン含有モノマーと親水性モノマーを用いる場合、これらのモノマーは、シリコーン含有モノマー：親水性モノマー＝１：０.５〜１：１０、酸素透過性及び親水性の観点から、好ましくは１：１〜１：５の重量比で用いられる。シリコーン含有マクロモノマーと親水性モノマーを用いる場合、これらのモノマーは、シリコーン含有マクロモノマー：親水性モノマー＝１：２〜１：２５、酸素透過性及び親水性の観点から、好ましくは１：５〜１：１０の重量比で用いられる。
【００５９】
本発明の共重合体は、上記シリコーン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーとを重合することによって得られる。
【００６０】
上記のモノマーの重合は、通常の方法に従って行うことができ、例えば、シリコーン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロモノマーと、親水性モノマーの混合液にラジカル重合開始剤を添加した後、室温〜約１２０℃の温度範囲で徐々に加熱するか、マイクロ波、紫外線、放射線（γ線）などの電磁波を照射して行なうことができる。加熱重合させる場合には、段階的に昇温させてもよい。重合は、ラジカル重合法、溶媒などを用いた溶液重合法等の通常の方法によって行ってもよい。
【００６１】
ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、２，２'-アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられ、これらのラジカル重合開始剤は単独で又は二種以上を併用して用いることができる。ラジカル開始剤は、モノマーの混合液１００重量部に対して、通常０．００１重量部〜１重量部の量で用いられる。なお、光線などを利用して重合させる場合には、光重合開始剤や増感剤をさらに添加するのがよい。上記重合開始剤や増感剤の配合量は、共重合成分全量１００重量部に対して約０．００１〜２重量部、好ましくは０．０１〜１重量部であるのが適切である。
【００６２】
重合を溶液重合法で行う場合、溶媒としては、重合性成分中の成分の均一性を向上させるものが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等の炭素数１〜４のアルコール又はアセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ｎ−ヘキサン等が挙げられる。溶媒は、単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。本発明における溶媒の上記混合液中におけるその使用量は、通常１００重量％未満である。
【００６３】
本発明において、燃料電池用カソード側電極は、上記の方法で重合した共重合体をカソード側電極に用いることによって得てもよいが、好ましくは、カソード側電極を製造するためのカソード側電極用スラリー中に、上記モノマー及びラジカル重合開始剤を含有させ、このスラリーを上記の導電性基材の表面に塗工（塗布、散布、若しくはディッピング）し、上記モノマーを重合させて得られる。
【００６４】
より具体的には、カソード側電極は、まず、分散溶媒である揮発性の有機溶媒に対し、カーボンを主成分とする材料と上記モノマーとを混合し、この混合液にラジカル重合開始剤を添加し、分散させてカソード側電極用スラリーを調製し、調製されたスラリーを導電性基材の表面に塗工し、重合させることにより、上記共重合体が結着剤として用いられたカソード側電極が製造される。
【００６５】
揮発性の有機溶媒としては、特に限定されずに、例えばエタノール、２−プロパノール、アセトン、Ｎ−メチルピロリドン、ヘキサン、ペンタン等を挙げることができる。これらを二種以上組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
カソード側電極用スラリーが表面に塗工された導電性基材は、上記モノマーを重合させて電極を形成しており、重合条件は、例えば、温度８０〜１００℃で３０〜６０分間の条件で行うことができる。
なお、アノード側電極３Ａもカソード側電極３Ｂと同様の方法で製造することができる。
【００６７】
本発明は、上記のカソード側電極を備えた燃料電池も含む。本発明の燃料電池は、燃料としてバイオ燃料を用いることが好ましい。本発明の燃料電池がバイオ燃料電池の場合、燃料電池は、触媒として酵素を含んでいてもよい。酵素は、燃料電池のカソード側に、酵素を含む溶液を存在させることによって用いてもよく、また、電極の導電性基材表面に分散固定して用いてもよい。
【００６８】
本発明の燃料電池に用いることができる酵素としては、特に限定されずに、例えば、デヒドロゲナーゼやオキシダーゼ等の酸化還元酵素を挙げることができる。この酸化還元酵素の具体例としては、グルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）やフルクトースデヒドロゲナーゼ（ＦＤＨ）、ビリルビンオキシダーゼ（ＢＯＤ）、アルコールデヒドロゲナーゼ（ＡＤＨ）、アルコールオキシダーゼ（ＡＯＤ）、アルデヒドオキシダーゼ、アルデヒドデヒドロゲナーゼ、グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ギ酸オキシダーゼ、ジアホラーゼ、マルチ銅オキシダーゼ等を挙げることができる。酵素は、これらの二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６９】
本発明のバイオ燃料電池では、燃料として、例えば、メタノールやエタノール等のアルコール類、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、ギ酸や酢酸等のカルボン酸類、グルコース、フルクトース等の糖類等を用いることができる。
【実施例】
【００７０】
以下に本発明について実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に特に限定されるものではない。
【００７１】
（実施例１）
シリコーン含有モノマーとして、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートを用い、シリコーン含有マクロモノマーとして、式（Ａ−１）：
【化７】
0006337670.tif 000008
で表される化合物を用い、親水性モノマーとして、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（Ｎ−ＶＰ）を用いた。
【００７２】
式（Ａ−１）で表される化合物は以下の方法で合成した。
あらかじめチッ素置換された側管にジムロート冷却管、機械式撹拌器および温度計を取り付けた１Ｌ三つ口フラスコ内に、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）７５．４８ｇ（０．３４モル）および鉄アセチルアセトネート（ＦｅＡＡ）０．１２ｇを添加した。  ついで、両末端水酸基ジメチルシロキサン（重合度４０、水酸基当量１５６０ｇ／モル、信越化学工業（株）製ＫＦ−６００２、以下、ＤＨＤＭＳｉ４０という）５２９．９０ｇを添加し、８０℃に加熱したオイルバス中で約４時間、撹拌した。
【００７３】
つぎに、２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）３９．４７ｇ（０．３４モル）、重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール（ＭＥＨＱ）０．２０ｇを三つ口フラスコ内に添加し、８０℃のオイルバス中で撹拌した。約３時間後、反応溶液から、１Ｈ−ＮＭＲおよびＦＴ／ＩＲを使用して反応の確認を行い、所定の化合物が得られていることを確認した。
【００７４】
さらに、粗化合物はｎ−ヘキサンとアセトニトリルにて抽出・洗浄し、ｎ−ヘキサン層を回収して、減圧下にて有機溶媒ならびに低分子化合物を留去した。精製化合物５２２．３３ｇ（収率８１％）を得た。
【００７５】
１Ｈ−ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ３）；δ０．０６ｐｐｍ（Ｓｉ−ＣＨ３，ｍ），０．５２（Ｓｉ−ＣＨ２，２Ｈ，ｍ），２．９１（ＮＨ−ＣＨ２，２Ｈ，ｄ），３．０２（ＣＨ２−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ，２Ｈ，ｓ），３．４２（−Ｏ−ＣＨ２，２Ｈ，ｔ），３．６１（−Ｏ−ＣＨ２，２Ｈ，ｍ），４．１８−４．３４（−（Ｏ）ＣＯ−ＣＨ２−，６Ｈ，ｍ），４．５４（ＮＨ，１Ｈ，ｓ），４．８５（ＮＨ，１Ｈ，ｓ），５．８４（ＣＨ＝，１Ｈ，ｄｄ），６．１４（ＣＨ＝，１Ｈ，ｄｄ），６．４３（ＣＨ＝，１Ｈ，ｄｄ）：
ＦＴ／ＩＲ；１２６２および８０２ｃｍ−１（Ｓｉ−ＣＨ３），１０９４および１０２３（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ），１６３２（Ｃ＝Ｃ）１７２８付近（Ｃ＝Ｏ、エステルおよびウレタン）。
【００７６】
１−１．アノード電極の作製
カーボンブラック、１０％ポリビニルピリジン、Ｎ−メチルピロリドンを量り取り、混和した分散溶液を１ｃｍ２に切り抜いたカーボンフェルトに塗布し、乾燥させたものをアノード電極とした。
【００７７】
１−２．カソード側電極の作製
１−２−１．カソードスラリーの作製
カーボンブラック４２０ｍｇと、式（Ａ−１）で表される化合物：トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレート：Ｎ−ビニル−２−ピロリドンを、１：７：１２の重量比で混合したモノマー混合液０．１４ｍＬと、２−プロパノール３ｍＬとを十分撹拌した後、重合開始剤の３．０％２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）溶液０．１４ｍＬを添加し、分散させた。
【００７８】
１−２−２．カソード側電極の作製
カーボンペーパーの表面に１−２−１で得られたスラリーを塗布し、９０℃で３０分間重合させ、上記モノマーを重合させた。
【００７９】
１−３．ＢＯ−３の調製
Ｂｉｌｉｒｕｂｉｎ  Ｏｘｉｄａｓｅ  Ａｍａｎｏ  ３（ＢＯ−３）（天野エンザイム社製）を純水に溶かし、２００ｍｇ／ｍＬのＢＯ−３溶液を調製した。
【００８０】
１−４．燃料電池の作製
図１のような構成で燃料電池を作製した。
【００８１】
１−５．燃料電池の評価
上記１−４で作製した燃料電池を用いて電池の性能評価を行った。アノード側の燃料として、０．１５Ｍアスコルビン酸水溶液を用い、カソード側に、２００ｍｇ／ｍＬのＢＯ−３溶液及び５０ｍＭのフェリシアン化カリウム溶液を用いた。
【００８２】
出力の測定は、電池両極間に直列に接続した外部負荷装置のＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  Ｌｏａｄ  ＰＬＺ１６４ＷＡ（ＫＩＫＵＳＵＩ社製）及びＷＡＶＹ  ＦＯＲ  ＰＬＺ−４Ｗ  ソフトウェア（ＫＩＫＵＳＵＩ社製）を用いて計測した。測定は、空気条件下と１００％酸素条件下の二つの条件にて実施した。
【００８３】
（実施例２）
式（Ａ−１）で表される化合物と、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとのモノマー混合液の代わりに、式（Ａ−１）で表される化合物と、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）とを１：７：１２の重量比で混合したモノマー混合液を用いた以外は実施例１と同様にして燃料電池を作製した。
【００８４】
（実施例３）
式（Ａ−１）で表される化合物と、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとのモノマー混合液の代わりに、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートとＮ−ビニル−２−ピロリドンとを８：１２の重量比で混合したモノマー混合液を用いた以外は実施例１と同様にして燃料電池を作製した。
【００８５】
（実施例４）
式（Ａ−１）で表される化合物と、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとのモノマー混合液の代わりに、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドとを８：１２の重量比で混合したモノマー混合液を用いた以外は実施例１と同様にして燃料電池を作製した。
【００８６】
（実施例５）
式（Ａ−１）で表される化合物と、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとのモノマー混合液の代わりに、式（Ａ−１）で表される化合物と、Ｎ-ビニル-２-ピロリドンとを１：６の重量比で混合したモノマー混合液を用いた以外は実施例１と同様にして燃料電池を作製した。
【００８７】
（実施例６）
式（Ａ−１）で表される化合物と、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとのモノマー混合液の代わりに、式（Ａ−１）で表される化合物と、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートと、１−メチル−３−メチレン−２−ピロリドン（Ｎ-ＭＭＰ）とを１：７：１２の重量比で混合したモノマー混合液を用いた以外は実施例１と同様にして燃料電池を作製した。
【００８８】
表１に実施例１−６で用いたモノマー混合液の組成を示す。
【表１】
0006337670.tif 000009
【００８９】
（比較例１）
カーボンブラック４２０ｍｇ、１０％ポリビニルピリジン０．５ｍＬ、２−プロパノール２．３ｍＬ及び水０．５ｍＬを十分撹拌し、分散させてカソードスラリーを得た以外は実施例１と同様にして燃料電池を作製し、評価した。
【００９０】
（比較例２）
カーボンブラック４２０ｍｇ、２０％Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）分散液０．２５ｍＬ、２−プロパノール２．５５ｍＬ及び水０．５ｍＬを十分撹拌し、分散させてカソードスラリーを得た以外は実施例１と同様にして燃料電池を作製し、評価した。
【００９１】
比較例２の燃料電池では、評価の際、ＢＯ−３溶液のしみこみが悪かったため、電流が流れず評価することができなかった。
【００９２】
実施例１−６及び比較例１の燃料電池の評価結果を図２に示す。図２において、「カソード性能」は、カソード側電極の電圧降下を電流値で割った値（カソード側電極の電圧降下／電流値）を、比較例１の燃料電池のこの値を１として算出した値であり、値が小さい程、カソード性能に優れる。また、「○○○−Ｏ２」で表されたデータは、酸素条件下での測定結果を示し、それ以外のデータは、大気条件下での測定結果を示す。図２より、比較例１の燃料電池では、酸素供給に律速があることが示され、実施例１−６の燃料電池は、いずれも、比較例１の燃料電池と比較して、大気条件下及び酸素条件下のいずれの場合においても優れたカソード性能を有することが示された。
【符号の説明】
【００９３】
１：アクリル板
２：集電体
３：電極
３Ａ：アノード側電極
３Ｂ：カソード側電極
４：電解質膜
５：シリコンプレート
１０：燃料電池
【図１】
0006337670.tif 000010
【図２】
0006337670.tif 000011