(57)【要約】【課題】  ガスの透過を抑制し、且つ、プロトン伝導性の安定性が確保された固体高分子型電解質膜及びこれを用いた固体高分子型燃料電池を提供する。【解決手段】  プロトン伝導性を有する電解質中にプロトン伝導性を有する酸性水溶液３２からなる酸性水溶液層３０を有する固体高分子電解質膜１２と、固体高分子電解質膜１２の両面にそれぞれ配置され、且つ、金属触媒を含有する水素電極１４及び酸素電極１６と、を備えた固体高分子型燃料電池１０。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロトン伝導性を有する電解質中にプロトン伝導性を有する酸性水溶液からなる酸性水溶液層を有する固体高分子電解質膜。
【請求項２】
プロトン伝導性を有する電解質を含んでなる第１の電解質層と、前記酸性水溶液層と、プロトン伝導性を有する電解質を含んでなる第２の電解質層と、をこの順で積層してなる請求項１に記載の固体高分子電解質膜。
【請求項３】
前記酸性水溶液の濃度が、０．０１〜１０ｍｏｌ／ｌである請求項１又は２に記載の固体高分子電解質膜。
【請求項４】
前記酸性水溶液が、硫酸又はリン酸である請求項１から３のいずれかに記載の固体高分子電解質膜。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜の両面に配置され、且つ、金属触媒を含有する一対の触媒層と、を備えた固体高分子型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池に用いられる固体高分子電解質膜、及び、これを用いた固体高分子型燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の埋蔵量が激減しており、その代替となる燃料の開発が求められている。化石燃焼の代替燃料としては、容易に生成することが可能であり、環境に対する負荷の少ない水素が注目されている。水素ガスを用いたエネルギー源としては、発電の際に二酸化炭素等を発生せず、クリーンなエネルギー源である燃料電池が注目されており、各種開発が盛んに行われている。
【０００３】
燃料電池の一種である固体高分子型燃料電池は、水素などの燃料ガス又は空気などの酸化剤ガスが供給される一対の電極と、前記電極に挟持される電解質膜と、を備え、白金等の触媒上で電気化学的に反応させ、電気を発生させるものである。
【０００４】
図５を用いて従来の固体高分子型燃料電池の発電機構について説明する。図５は、従来の固体高分子型燃料電池の構造を示す概略図である。図５に示すように従来の固体高分子型燃料電池１００は、プロトン伝導性を有し、選択的に水素イオンを移動させることが可能な電解質膜１０２と、燃料である水素ガスが供給される水素電極１０４（アノード電極）と、酸化剤として空気が供給される酸素電極１０６（カソード電極）とで構成される。
【０００５】
水素電極１０４は、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒層１０４Ａと、気孔を有する多孔質部材で構成されるガス拡散層１０４Ｂとを有しており、電解質膜１０２の一方の面と触媒層１０４Ａとが密着するように配置される。同様に、酸素電極１０６は、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒層１０６Ａと、気孔を有する多孔質部材で構成されるガス拡散層１０６Ｂとから構成されており、電解質膜１０２の他方の面に触媒層１０６Ａが密着するように配置されている。また、水素電極１０４と酸素電極１０６とは、外部回路１０８を通じて電気的に接続されており、水素電極１０４と酸素電極１０６との外側には、各ガスの流通路を形成するセパレータ１１２がそれぞれ設置されている。
【０００６】
固体高分子型燃料電池１００は、水素電極１０４に供給された水素ガスと触媒層１０４Ａに担持された金属触媒との反応によって生じた水素イオンが電解質膜１０２を通過して酸素電極１０６まで移動し、酸素電極１０６に供給された空気中の酸素と触媒上で電気化学反応を起こすことで発電する。固体高分子型燃料電池１００で発生した電気は、外部回路１０８を介して外部装置１１０に供給される。
【０００７】
通常、水素電極１０４や酸素電極１０６に供給され、反応に寄与しなかった水素ガスや空気は排出口を通じて排出される。また、近年では、水素ガスの全てを反応に用いることができるデッドエンド型の燃料電池も開発されてきている。
【０００８】
電解質膜１０２は、プロトン伝導性を有し、水素イオンのみを選択的に透過させると共に、各電極間のガスの移動を遮る役割も果たしている。しかし、供給される水素ガスや空気の圧力等種々の要因により、各電極に供給された水素ガスや空気が、図５に示す矢印Ａ及び矢印Ａ’の方向に電解質膜を透過して他方の電極にまで移動してしまう。かかる水素ガス等が他方の電極まで透過してしまう現象は、クロスリークと称され、電圧低下等による電池性能低下の原因となっている。
【０００９】
特に、電解質膜１０２として多く用いられているフッ素系の電解質膜は、水素ガス等を透過させやすい。このため、フッ素系の電解質成分を用いた場合には、クロスリークを抑制するために電解質膜の膜厚を厚くする必要がある。しかし、電解質膜の膜厚を厚くすると、出力密度の増大と共に、エネルギー損失が大きくなるといった問題が生じることから、クロスリークを効果的に抑制する技術の開発が切望されている。
【００１０】
これに対し、クロスリークを始めとする各種欠点を改良するために、リン酸又は硫酸を含む電解質溶液を、親水基を有する高分子多孔質膜の空孔中に含浸させた常温型の燃料電池用薄膜電解質が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。かかる電解質膜は、上述の通り、リン酸等を含む電解質溶液を、親水基を有する高分子多孔質膜の空孔中に含浸させたものであるが、クロスリークを十分に抑制するといった効果は、未だ不充分である。
【００１１】
また、固体高分子型燃料電池は、プロトン導電体として機能するために電解質膜中の水分量を一定以上に保つ必要がある。電解質膜中の水分量が減少してしまうと、セル抵抗が上昇し、プロトン伝導性が低下してしまう。このため、通常は各電極に供給されるガスに水分を含ませる等の手段により、電解質膜中の水分量を制御している。しかし、電解質膜は、低電流運転時やドライガス運転時には電解質膜中の水分量が低下しやすい（電解質膜が乾燥しやすい）状態にあり、プロトン伝導性の低下によって電池性能が低下してしまうといった問題がある。
【特許文献１】特開平８−１８０８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の諸問題を解決すべく、本発明は、ガスの透過を抑制し、且つ、プロトン伝導性の安定性が確保された固体高分子型電解質膜及びこれを用いた固体高分子型燃料電池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】
【００１３】
本発明の固体高分子電解質膜は、プロトン伝導性を有する電解質中にプロトン伝導性を有する酸性水溶液からなる酸性水溶液層を有する。
【００１４】
本発明の固体高分子電解質膜によれば、電解質を透過した水素ガスや空気の移動を酸性水溶液層において遮断することができる。これにより、本発明の固体高分子電解質膜を燃料電池に用いた場合に、各電極間のガスの移動を防止して、クロスリークの発生を抑制することができ、クロスリークによる電圧低下に起因する電池性能の低下を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の固体高分子電解質膜によれば、酸性水溶液層に含まれる酸性水溶液により、常に電解質が保湿されているため、電解質中の水分量が低下しやすい状況下においても、電解質膜中の水分量を一定以上に保つことができる。これにより、低電流運転時やドライガス運転時等においても電解質膜のプロトン伝導性を効果的に保つことができる。
【００１６】
本発明の固体高分子電解質膜は、プロトン伝導性を有する電解質を含んでなる第１の電解質層と、前記酸性水溶液層と、プロトン伝導性を有する電解質を含んでなる第２の電解質層と、をこの順で積層して構成することができる。
【００１７】
本発明の固体高分子電解質膜は、前記酸性水溶液層を第１の電解質層と第２の電解質層とで挟んで構成することで、効果的にガスの透過を防止し、電解質中の水分量を保つことができる。
【００１８】
また、本発明の固体高分子電解質膜は、前記酸性水溶液の濃度が、０．０１〜１０ｍｏｌ／ｌであるであることが好ましい。前記酸性水溶液の濃度が０．０１〜１０ｍｏｌ／ｌの範囲内にあると、酸性水溶液のプロトン伝導性が高い。前記酸性水溶液の濃度としては、０．１〜５ｍｏｌ／ｌがさらに好ましい。
【００１９】
本発明の固体高分子電解質膜は、前記酸性水溶液として硫酸又はリン酸を用いることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の固体高分子電解質膜は、固体高分子型燃料電池に用いられる電解質膜として優れた性能を有する。本発明の固体高分子型燃料電池は、本発明の固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜の両面に配置され、且つ、金属触媒を含有する一対の触媒層とで構成することができる。
【００２１】
本発明の固体高分子型燃料電池によれば、電解質膜として本発明の固体高分子電解質膜を用いることで、クロスリークの発生を効果的に抑制することができ、また、あらゆる条件下においてもプロトン伝導性を優れた状態で保つことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ガスの透過を抑制し、且つ、プロトン伝導性の安定性が確保された固体高分子型電解質膜及びこれを用いた固体高分子型燃料電池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】
【００２３】
以下、本発明の固体高分子電解質膜（以下、「本発明の電解質膜」と称する。）及び本発明の固体高分子型燃料電池（以下、「本発明の燃料電池」と称する。）の実施形態について図を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の電解質膜を備えた燃料電池の構成を示す概略図である。図１に示すように本発明の燃料電池１０は、本発明の電解質膜１２と、燃料である水素ガスが供給される水素電極１４（アノード電極）と、酸化剤として空気が供給される酸素電極１６（カソード電極）と、セパレータ１８，２０と、から構成されており、水素電極１４及び酸素電極１６とに接続された外部回路２２を通じて外部装置２４に電力を供給できるように構成されている。本発明の燃料電池１０は、燃料として供給された水素ガスが水素電極１４において水素イオンと電子とを放出し、放出された電子（ｅ-）が外部回路２２を介して酸素電極１６まで移動することで発電する。
【００２５】
まず、本発明の電解質膜である電解質膜１２について説明する。本発明の電解質膜１２は、第１の電解質層２６Ａと第２の電解質層２６Ｂとで酸性水溶液層３０を挟んだ積層体として構成されており、酸性水溶液層３０によって電解質膜１２を透過したガス（図１に示す矢印Ｃ及びＤ方向から透過してきた各ガス）を遮断し、また、酸性水溶液層３０に含まれる水分によって電解質膜１２の電解質成分を保湿できるようになっている。
【００２６】
電解質膜１２を形成する第１の電解質層２６Ａ及び第２の電解質層２６Ｂは、水素電極１４で発生した電子と水素イオンとのうち、水素イオンのみを選択的に通過させる膜であり、例えば、パーフルオロスルホン酸膜等の高分子膜で構成することができる。尚、第１の電解質層２６Ａ及び第２の電解質層２６Ｂとしては、補強材を有さず、電解質成分のみで形成されるのが好ましい。第１の電解質層２６Ａ及び第２の電解質層２６Ｂの厚みとしては、５０〜２００μｍが好ましく、１００μｍ程度が更に好ましい。
【００２７】
酸性水溶液層３０は、酸性水溶液３２を含有する層であり、第１の電解質層２６Ａ及び第２の電解質層２６Ｂの表面と防漏部材３４とによって酸性水溶液３２を保持するように構成されている。本発明においては、本発明の電解質膜１２中で酸性水溶液３２が水溶液の状態で層を形成していることが重要となる。
【００２８】
酸性水溶液層３０は、図１のＡ−Ａ’断面の面積（図２に示す電解質膜１２の幅方向の酸性水溶液層３０の断面積）が、電解質膜１２のＡ−Ａ’断面積の８０％以上を占めることが好ましく、９５％以上を占めるのが更に好ましい。また、酸性水溶液層３０の厚みとしては、３０〜４００μｍが好ましく、５０〜１００μｍが更に好ましい。
【００２９】
尚、図１及び図２に示すように、本実施形態においては電解質膜１２中に１層の酸性水溶液層３０が設けられた態様について説明したが、本発明は電解質膜１２中に複数の酸性水溶液層を有する態様であってもよい。
【００３０】
酸性水溶液３２としては、プロトン伝導性を有する酸性水溶液を適宜選定して用いることができ、例えば、硫酸、リン酸、過塩素酸等を用いることができる。特に、酸性水溶液３２としては、耐熱性の高い硫酸及びリン酸が好ましい。また、酸性水溶液３２の濃度（水溶液中の硫酸等の濃度）としては、プロトン伝導性の観点から０．０１〜１０ｍｏｌ／ｌが好ましく、０．１〜５ｍｏｌ／ｌが更に好ましく、３ｍｏｌ／ｌ程度が特に好ましい。さらに、酸性水溶液３２のプロトン伝導率としては、０．１〜０．８Ｓｃｍ-1が好ましく、０．５〜０．８Ｓｃｍ-1が更に好ましい。酸性水溶液層３０に用いられる酸性水溶液３２の単位体積当たりの使用量は、酸性水溶液層３０の断面積及び厚みにより適宜算出することができるが、通常、０．１〜３ｍｌが好ましく、０．１〜１ｍｌ程度が更に好ましい。
【００３１】
防漏部材３４としては、耐酸性を有し、酸性水溶液３２を保持できるものであれば特に限定はなく、市販のＯリング等を用いることができる。防漏部材３４のサイズは、所望の酸性水溶液層３０のサイズによって適宜選定すればよい。
【００３２】
尚、本発明の電解質膜１２は、従来の固体高分子型燃料電池の電解質膜として転用可能である。
【００３３】
次に、本発明の燃料電池１０を構成する他の部材について説明する。図１に示すように本発明の燃料電池１０は、水素電極１４と酸素電極１６とが電解質膜１２の両面と密着するように備えられている。また、水素電極１４と酸素電極１６との外側には、水素ガス及び空気の流通路を形成するセパレータ１８及び２０がそれぞれ設置されている。
【００３４】
図１に示すように水素電極１４は、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末等を主成分とする触媒層１４Ａと、気孔を有する多孔質部材で形成されたガス拡散層１４Ｂと、から構成されており、触媒層１４Ａが電解質膜１２の一方の面に密着するように配置されている。セパレータ１８によって形成される流通路を通じて供給された水素ガスは、ガス拡散層１４Ｂを通じて触媒層１４Ａに到達するようになっている。
【００３５】
触媒層１４Ａに備えられる触媒としては、公知の脱水素触媒を用いることができ、例えば、Ｐｔ、Ｐｔ−Ｒｈ、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｐｔ−Ｒｅ、Ｐｔ−Ｗ等の貴金属系の金属を用いた炭素担持Ｐｔ触媒、炭素担持Ｐｔ−Ｉｒ複合金属触媒、炭素担持Ｐｔ−Ｒｅ複合金属触媒、炭素担持Ｐｔ−Ｗ複合金属触媒、又はニッケル系金属を使用した触媒等を用いることができる。触媒層１４Ａは、カーボン粉末等に担持した触媒と、電解質膜１２に用いられる高分子膜（電解質）の溶液と、結合剤等とを混合することで形成することができる。
【００３６】
触媒層１４Ａの外側（電解質膜１２と密着していない側）に配置されるガス拡散層１４Ｂは、気孔を有する多孔性部材で構成される。ガス拡散層１４Ｂを構成する多孔性部材としては、カーボンペーパー、カーボン不織布、又は、カーボンクロス等が挙げられる。
【００３７】
同様に、酸素電極１６は、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末等を主成分とする触媒層１６Ａと、気孔を有する多孔質部材で形成されたガス拡散層１６Ｂと、から構成されており、触媒層１６Ａが電解質膜１２の一方の面に密着するように配置されている。また、後述するセパレータ２０によって形成される流通路を通じて供給された空気は、ガス拡散層１６Ｂを通じて触媒層１６Ａに到達するようになっている。
【００３８】
触媒層１６Ａに備えられる触媒としては、上述の触媒と同様のものを挙げることができる。また、触媒層１６Ａは、カーボン粉末等に担持した触媒と、電解質膜１２に用いられる高分子膜（電解質）の溶液と、結合剤等とを混合することで形成することができる。
【００３９】
更に、触媒層１６Ａの外側（電解質膜１２と密着していない側）に配置されるガス拡散層１６Ｂは、上述と同様の気孔を有する多孔性部材で構成することができる。
【００４０】
セパレータ１８によって形成される流通路から水素電極１４に供給された水素ガスは、ガス拡散層１４Ｂを介して触媒層１４Ａに到達し、触媒層１４Ａに備えられた触媒の作用により、水素イオンと電子とを生成する。触媒層１４Ａにおいて発生した水素イオンは、電解質膜１２を通過して、酸素電極１６にまで移動する。一方、電解質膜１２を通過できない電子は、外部回路２２を介して酸素電極１６まで移動する。本発明の燃料電池１０は、この電子の移動により外部装置２４に電力を供給することができる。
【００４１】
この際、反応に寄与しなかった余剰水素ガス等の一部が、電解質膜１２を透過する場合があるが、電解質膜１２中に設置された酸性水溶液層３０によってその移動が遮られ、水素ガスが酸素電極１６にまで達するのを防止することができる。
【００４２】
酸素電極１６にまで移動した水素イオンは、セパレータ２０によって形成された流通路を介して供給される空気中の酸素と触媒層１６Ａにおいて反応し、外部回路２２を介して移動してきた電子を受け取って水を生成する。水素イオンと酸素との反応によって生じた水は、図示を省略する排出口により装置外に排出される。
【００４３】
また、水素電極１４と同様に、酸素電極１６において反応に寄与しなかった余剰空気等の一部が、電解質膜１２を透過する場合があるが、電解質膜１２中に設置された酸性水溶液層３０によってその移動が遮られ、空気が水素電極１４にまで達するのを防止することができる。
【００４４】
尚、酸性水溶液層３０中の陰イオン（例えば、ＳＯ42-、ＣｌＯ4-等）は、第１の電解質層２６Ａ及び第２の電解質層２６Ｂによって挟まれているため、電解質膜１２を通過することができず、また、水溶液中に陰イオンのみが残ることはできないことから、酸性水溶液層３０中の水素イオン濃度は確保される。
【００４５】
次に、図３を用いて、本発明の電解質膜を用いた燃料電池の作製方法の一例について説明する。図３は、本発明の燃料電池の作製方法を説明するための概略図である。
【００４６】
本発明の燃料電池は、図３（ａ）に示すように、まず、セパレータ１８上に水素電極１４と第１の電解質層２６Ａとをこの順で積層して積層体（積層体Ａ）を形成し、更に、第１の電解質層２６Ａ上に防漏部材３４を配置する。
【００４７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、適量の酸性水溶液３２を防漏部材３４の輪内に添加する。酸性水溶液３２を添加した後、図３（ｃ）に示すように、セパレータ２０上に酸素電極１６と第２の電解質層２６Ｂとをこの順で積層した積層体（積層体Ｂ）を、第２の電解質層２６Ｂと酸性水溶液３２とが密着するように圧着することで、酸性水溶液層３０を有する電解質膜を有する燃料電池を作製することができる。尚、積層体Ａと積層体Ｂとの圧着条件は、通常、圧力１〜５０ＭＰａ（好ましくは、５〜２０ＭＰａ）、温度８０〜２００℃（好ましくは、１００〜１４０℃）、時間１〜６０分（好ましくは、１〜２０分）である。
【００４８】
上述の通り、本発明の電解質膜を用いた燃料電池は、電解質膜中に備えられた酸性水溶液層によってクロスリークを効果的に抑制できる。また、本発明の燃料電池は、酸性水溶液の保湿作用によって、あらゆる条件下で電解質膜中のプロトン伝導性を確保することができる。
【００４９】
このため、本発明の燃料電池を車両に搭載される燃料電池として使用すると、低電流運転時やドライガス運転時や酸素電極（カソード側）における水の生成が少なく電解質膜が乾燥しやすい状況下であっても、電解質膜中の水分量をある程度以上確保でき、プロトン伝導性の低下による燃料電池性能の低下を抑制し、安定した電力を供給することができる。
【００５０】
また、本実施形態においては単セル構造の燃料電池を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のセルを積層した燃料電池として構成することも可能である。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例において本発明を具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５２】
［実施例１］
カーボンで形成されたセパレータ上に、拡散層（厚さ２００μｍ、サイズ１ｃｍ×１ｃｍ）、触媒層（厚さ１５μｍ、サイズ１ｃｍ×１ｃｍ）、及び、電解質層（厚さ５０μｍ、サイズ５ｃｍ×５ｃｍ）をこの順で積層して積層体Ａ及びＢを形成した。
【００５３】
この際、拡散層は、細孔径約３０μｍ、厚み２００μｍのカーボンペーパー（商品名：ＣＦＰ−２００、ジャパンゴアテックス（株）製）に、撥水ペーストを塗布し、３００℃で焼成して作製した。
【００５４】
また、触媒層は、白金を担持したカーボン粉末と、パーフルオロスルホン酸溶液（商品名：Ｎａｆｉｏｎ（Ｒ）１１２、５質量％、アルドリッチ社製）と、水とを混合して触媒層用塗布液を調製し、これを拡散層上に塗布し、８０℃で乾燥することによって形成した。
【００５５】
さらに、電解質層としては、パーフルオロスルホン酸膜（商品名：Ｎａｆｉｏｎ（Ｒ）１１２、デュポン社製）を用いた。
【００５６】
次いで、積層体Ａの電解質層上にＯリング（商品名：Ｏ−リング、ＮＯＫ（株）製、サイズ１ｃｍ×１ｃｍ角、０．５ｍｍ幅）を設置し、Ｏリングの輪内に１ｍｏｌ／ｌの硫酸水溶液０．５ｍｌを添加した。
【００５７】
続いて、積層体Ａにおける電解質層上の硫酸水溶液と積層体Ｂの電解質層とが密着するように、圧力１０ＭＰａ、温度１２０℃の条件で２分間圧着し、単一セルを作製した。
【００５８】
以上のように作製した単一セルを電池として組み込み、電流０．５Ａ、水素ガス及び空  気をそれぞれガス流量５００ｍｌ／ｍｉｎ、の条件で、加湿運転及び無加湿運転を１分  の周期で繰り返して該電池を稼働し、セル抵抗、セル電圧及び、セル電圧−電流特性に  ついて評価した。結果を図４に示す。
【００５９】
前記セル抵抗は、抵抗測定器として、８９０Ｃ−１００Ｗ／５０Ａ（スクリブナー社製）を用い、８０℃、２気圧の条件で測定した。
【００６０】
前記セル電圧は電圧測定器として、８９０Ｃ−１００Ｗ／５０Ａ（スクリブナー社製）を用い、８０℃、２気圧の条件で測定した。
【００６１】
前記セル電圧−電流特性は、電子負荷装置として、８９０Ｃ−１００Ｗ／５０Ａ（スクリブナー社製）を用い、８０℃、２気圧の条件で測定した。
【００６２】
［比較例１］
実施例１において積層体Ａ上にＯリングを設置せず、且つ、硫酸水溶液を添加しなかった以外は実施例１と同様にして、単一セルを作製し、同一の評価を行った。結果を図４に示す。
【００６３】
図４（ａ）からわかるように、実施例１の燃料電池と比べて比較例１の燃料電池は、運転時間に伴ってセル抵抗が高まっている。このことから、実施例１の燃料電池は運転時間に関わらず電解質膜中の水分量が一定であるが、比較例１の燃料電池は運転時間と共に電解質膜中の水分量が減少（電解質が乾燥）しているのがわかる。
【００６４】
また、図４（ｂ）からわかるように、実施例１の燃料電池と比べて比較例１の燃料電池は、運転時間に伴ってセル電圧が低下している。このことから、実施例１の燃料電池は運転時間に関わらず安定してその性能を発揮できるが、比較例１の燃料電池は運転時間と共に電解質膜中の水分量が減少（電解質が乾燥）し、その性能が低下しているのがわかる。
【００６５】
更に図４（ｃ）からわかるように、実施例１の燃料電池は、クロスリークが抑制されていることから、ＯＣＶが高く、比較例１と比較して低電流側の性能が向上しているのがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の電解質膜を備えた燃料電池の構成を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本発明の燃料電池の作製方法を説明するための概略図である。
【図４】実施例の測定結果を示すグラフである。
【図５】従来の固体高分子型燃料電池の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    燃料電池
１２    電解質膜
１４    水素電極
１４Ａ  触媒層
１４Ｂ  ガス拡散層
１６    酸素電極
１６Ａ  触媒層
１６Ｂ  ガス拡散層
１８，２０  セパレータ
２２    外部回路
２４    外部装置
２６Ａ  第１の電解質層
２６Ｂ  第２の電解質層
３０    酸性水溶液層
３２    酸性水溶液
３４    防漏部材
【図１】
2005183215.tif 000003
【図２】
2005183215.tif 000004
【図３】
2005183215.tif 000005
【図４】
2005183215.tif 000006
【図５】
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