(57)【要約】【課題】燃料電池システムの出力をより確実に向上させる。【解決手段】本発明に係る燃料電池システムは、膜電極接合体１０と、水素ボンベ２等の水素供給手段と、ブロア３等の空気供給手段とを備えている。膜電極接合体１０は、電解質層１１と、電解質層１１の一面に接合された空気極１３と、電解質層１１の他面に接合された水素極１２とを有している。空気極１３に触媒作用及び磁気作用を併せもつＰｔ−Ｆｅ合金を担持し、Ｐｔ−Ｆｅ合金により、空気極１３で還元反応を促進するとともに、酸素を常磁性体として吸引しつつ水を反磁性体として排斥する。【選択図】図６
2005293988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質層と、該電解質層の一面に接合された空気極と、該電解質層の他面に接合された水素極とを有する膜電極接合体と、
該水素極に水素を供給する水素供給手段と、
該空気極に空気を供給する空気供給手段とを備えた燃料電池システムの使用方法であって、
前記空気極に触媒作用及び磁気作用を併せもつ磁性触媒を担持し、該磁性触媒により、該空気極で還元反応を促進するとともに、酸素を常磁性体として吸引しつつ水を反磁性体として排斥することを特徴とする燃料電池システムの使用方法。
【請求項２】
前記磁性触媒はｆｃｔ構造を主相とするＰｔ合金であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムの使用方法。
【請求項３】
前記磁性触媒はＰｔ−Ｆｅ合金であることを特徴とする請求項２記載の燃料電池システムの使用方法。
【請求項４】
前記磁性触媒はＰｔ−Ｃｏ合金であることを特徴とする請求項２記載の燃料電池システムの使用方法。
【請求項５】
導電性粒子と、該導電性粒子に担持され、触媒作用及び磁気作用を併せもつ磁性触媒とからなることを特徴とする燃料電池用電極材料。
【請求項６】
請求項５記載の燃料電池用電極材料と電解質溶液とを混合して空気極用ペーストを作製し、該空気極用ペーストを導電性のある基材に塗布した後、乾燥させて空気極を形成することを特徴とする燃料電池用空気極の製造方法。
【請求項７】
触媒作用及び磁気作用を併せもつ磁性触媒と導電性粒子と電解質溶液とを混合して空気極用ペーストを作製し、該空気極用ペーストを導電性のある基材に塗布した後、乾燥させて空気極を形成することを特徴とする燃料電池用空気極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用電極材料、燃料電池用空気極の製造方法及び燃料電池システムの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１４に示すような膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）９０を用いた燃料電池システムが知られている。この膜電極接合体９０は、イオン交換膜からなる電解質層９１と、この電解質層９１の一面に一体に形成された空気極９３と、電解質層９１の他面に一体に形成された水素極９２とを有している。
【０００３】
空気極９３は、電解質層９１の一面に接合された空気極反応層９３ａと、空気極反応層９３ａの非電解質層側に接合され、空気極反応層９３ａに空気を拡散する空気拡散層９３ｂとからなる。
【０００４】
また、水素極９２は、電解質層９１の他面に接合された水素極反応層９２ａと、水素極反応層９２ａの非電解質層側に接合され、水素極反応層９２ａに水素を拡散する水素拡散層９２ｂとからなる。
【０００５】
そして、この膜電極接合体９０を図示しないセパレータで挟むことにより最小発電単位であるセルが構成され、このセルが多数積層されて燃料電池スタックが構成される。水素極反応層には水素供給手段によって水素が供給され、空気極反応層には空気供給手段によって空気が供給されるようになっている。こうして燃料電池システムが構成される。
【０００６】
この膜電極接合体９０では、水素極反応層９２ａにおける電気化学的反応により、燃料の水素から水素イオンと電子とが生成される。そして、水素イオンはプロトン（Ｈ3Ｏ+）の形で電解質層９１内を空気極反応層９３ａに向かって移動する。また、電子は、燃料電池システムに接続された負荷を通り、空気極反応層９３ａに流れる。一方、空気極反応層９３ａにおいては、空気中に含まれる酸素と水素イオンと電子とから水が生成される。このような電気化学的反応が連続して起こることにより、燃料電池システムは起電力を連続して発生することができる。
【０００７】
しかし、空気極反応層９２ａでは、水素イオンとともに移動した水と電気化学的反応で生じた生成水とにより水が過剰となり、空気の拡散が阻害される（以下、「フラッディング」という。）ため、これによって燃料電池システムの出力が低下しやすい。
【０００８】
このため、特許文献１開示の空気極を採用することが考えられる。特許文献１開示の空気極は、ネオジウム−鉄−ホウ素磁石、サマリウム−コバルト磁石、フェライト磁石等の永久磁石を分散、配置してなるものである。この空気極を燃料電池システムに用いれば、永久磁石の磁気作用により、酸素を常磁性体として吸引しつつ水を反磁性体として排斥することができる。
【０００９】
すなわち、永久磁石近傍の数ｎｍの領域では、距離をＲとした場合、１／Ｒ2に比例する桁違いに大きな磁場勾配が生じ、その結果、磁気力と比例関係をもつ磁場と磁場勾配との積が非常に大きくなる。このため、酸素は、常磁性体として、永久磁石から重力の約１０3倍に相当する１０5Ｎ／ｍ3程度の非常に大きな吸引力を受ける。他方、電気化学的反応後に触媒表面に生じる水は、永久磁石が発生する磁気力により、反磁性体として、永久磁石からやはり重力の約１０3倍に相当する１０6Ｎ／ｍ3程度の非常に大きな排斥力を受ける。このため、電気化学的反応をする触媒の活性点から障害物としての水が排斥され、そこに酸素を速やかに供給することができるため、フラッディングが抑制され、燃料電池システムの出力向上を実現できると考えられる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１９８０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１開示の技術では、触媒作用を奏する白金（Ｐｔ）等の触媒等を磁気作用を奏する永久磁石とは別に分散、配置した空気極を採用している。このため、この技術を用いた燃料電池システムでは、酸素を吸引し、水を排斥する永久磁石と、電気化学的反応の触媒作用を行う触媒とが必ずしも近くにないものとなるため、出力向上を必ずしも実現し得ないと思われる。
【００１２】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、燃料電池システムの出力をより確実に向上させることを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を行い、出願人の先行出願である特開平９−２０６５９７号開示の技術を下に、本発明の燃料電池システムの使用方法、燃料電池用電極材料及び燃料電池用空気極の製造方法を完成したのである。
【００１４】
本発明の燃料電池システムの使用方法は、電解質層と、該電解質層の一面に接合された空気極と、該電解質層の他面に接合された水素極とを有する膜電極接合体と、
該水素極に水素を供給する水素供給手段と、
該空気極に空気を供給する空気供給手段とを備えた燃料電池システムの使用方法であって、
前記空気極に触媒作用及び磁気作用を併せもつ磁性触媒を担持し、該磁性触媒により、該空気極で還元反応を促進するとともに、酸素を常磁性体として吸引しつつ水を反磁性体として排斥することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る燃料電池システムを使用すると、空気極に担持した磁性触媒の磁気作用により、酸素を常磁性体として吸引しつつ水を反磁性体として排斥することができる。この際、この燃料電池システムでは、磁性触媒自体が酸素を吸引し、水を排斥するとともに、空気極で還元反応を促進して電気化学的反応の触媒作用を行う。
【００１６】
すなわち、酸素は、常磁性体として、直にプロトンと反応する磁性触媒自体から非常に大きな吸引力を受ける。他方、電気化学的反応後には磁性触媒自体の表面に水が生じており、その水は、磁性触媒自体が発生する磁気力により、反磁性体として、磁性触媒自体からやはり非常に大きな排斥力を受ける。このため、実際に電気化学的反応をする磁性触媒の活性点から障害物としての水が排斥され、その磁性触媒に酸素を速やかに供給することができるため、フラッディングがより確実に抑制され、燃料電池システムの出力向上をより確実に実現できる。
【００１７】
したがって、本発明の燃料電池システムの使用方法によれば、高い出力をより確実に得ることができる。
【００１８】
膜電極接合体は、電解質層、空気極及び水素極を有する。電解質としては、ナフィオン（登録商標）等のイオン交換樹脂を採用することができる。空気極は、電解質層の一面に接合された空気極反応層と、空気極反応層の非電解質層側に接合され、空気極反応層に空気を拡散する空気拡散層とからなり得る。また、水素極は、電解質層の他面に接合された水素極反応層と、水素極反応層の非電解質層側に接合され、水素極反応層に水素を拡散する水素拡散層とからなり得る。
【００１９】
空気極反応層や水素極反応層は、カーボンクロス、カーボンペーパー、カーボンフェルト等の導電性のある基材に少なくとも触媒及び電解質溶液を混合したペーストを塗布した後、乾燥させて製造することができる。基材は撥水性及びガス透過性を有するものであり得る。撥水性を有するものとするためには、カーボンクロス等の基材に撥水材を塗布しておくことができる。
【００２０】
空気拡散層や水素拡散層は、上記基材に少なくとも導電性粒子を混合したペーストを塗布した後、乾燥させて製造することができる。導電性粒子としては、カーボン粒子（カーボンブラック）やカーボン繊維等を採用することができる。ペーストにＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粒子等の撥水粒子を混合することもできる。
【００２１】
水素供給手段は水素極に水素を供給するものである。水素ボンベ、セパレータの水素室等を水素供給手段とすることができる。空気供給手段は、空気極に空気を供給するものである。ブロア、セパレータの空気室等を空気供給手段とすることができる。
【００２２】
発明者らの試験結果によれば、磁性触媒としてはｆｃｔ構造を主相とするＰｔ合金を採用することができる。ｆｃｔ構造のＰｔ合金は、図１に示すように、ＰｔとＦｅ、Ｃｏ等の他の合金金属とが層構造をなすＰｔ合金である。図２に示すように、Ｐｔと他の合金金属とが層構造をなさない立方晶系面心立方格子（ｆｃｃ）構造のＰｔ合金を高温下の熱処理に供することにより、ｆｃｔ構造のＰｔ合金が得られる。一般的に、合金化直後のＰｔ合金は、準安定相である不規則なｆｃｃ構造をとり、これは軟磁気特性を示す。しかし、これを高温下の熱処理に供することにより、安定相である規則的なｆｃｔ構造が形成され、Ｋｕ〜７×１０7ｅｒｇ／ｃｃの高い一軸結晶磁気異方性を示す高い保磁力を有するものとなる。
【００２３】
より具体的には、磁性触媒としては、Ｐｔ−Ｆｅ合金を採用することができる。Ｐｔ−Ｆｅ合金の状態図を図３に示す。図３に示されるように、熱処理温度を９００°Ｃとすると、Ｐｔ／Ｆｅ＝３５／６５〜５４／４６（ａｔ％）の範囲で磁気作用を奏するｆｃｔ構造を主相とするＰｔ−Ｆｅ合金が得られる。発明者らの試験によれば、熱処理温度を１３００°Ｃとすることにより、Ｐｔ／Ｆｅ＝４１／５９〜７４／２６（ａｔ％）の範囲で磁気作用を奏するｆｃｔ構造を主相とするＰｔ−Ｆｅ合金が得られた。Ｐｔ／Ｆｅ＝３８．５／６１．５（ａｔ％）のＰｔ−Ｆｅ合金を１０４６°Ｃで１００時間熱処理し、水で急冷したｆｃｔ構造を主相とするＰｔ−Ｆｅ合金の磁化曲線図を図４に示す。図４より、このｆｃｔ構造を主相とするＰｔ−Ｆｅ合金は、−３．８〜３．８ｋＯｅの高い保磁力を有することがわかる。発明者らの推察によれば、Ｐｔ／Ｆｅ＝４０／６０〜７５／２５（ａｔ％）の組成を有するＰｔ−Ｆｅ合金を採用することが好ましい。また、保磁力が絶対値で２ｋＯｅ以上のＰｔ−Ｆｅ合金を採用することが好ましい。さらに、粒径が１〜１０ｎｍのＰｔ−Ｆｅ合金を採用することが好ましい。この種のＰｔ−Ｆｅ合金は水溶液反応を基礎とする逆ミセル法、有機金属を用いる合成法等によって得られる。
【００２４】
また、磁性触媒としては、Ｐｔ−Ｃｏ合金を採用することもできる。Ｐｔ−Ｃｏ合金の状態図を図５に示す。図５に示されるように、Ｐｔ／Ｃｏ＝４０／６０〜７３／２７（ａｔ％）の範囲で磁気作用を奏するｆｃｔ構造を主相とするＰｔ−Ｃｏ合金が得られる。発明者らの推察によれば、Ｐｔ／Ｃｏ＝４０／６０〜７５／２５（ａｔ％）の組成を有するＰｔ−Ｃｏ合金を採用することが好ましい。また、保磁力が絶対値で２ｋＯｅ以上のＰｔ−Ｃｏ合金を採用することが好ましい。さらに、粒径が１〜１０ｎｍのＰｔ−Ｃｏ合金を採用することが好ましい。この種のＰｔ−Ｃｏ合金も水溶液反応を基礎とする逆ミセル法、有機金属を用いる合成法等によって得られる。
【００２５】
また、本発明の燃料電池用電極材料は、導電性粒子と、該導電性粒子に担持され、触媒作用及び磁気作用を併せもつ磁性触媒とからなることを特徴とする。
【００２６】
この燃料電池用電極材料を用いて燃料電池用空気極を製造することができる。この製造方法は、この燃料電池用電極材料と電解質溶液とを混合して空気極用ペーストを作製し、該空気極用ペーストを導電性のある基材に塗布した後、乾燥させて空気極を形成することを特徴とする。
【００２７】
また、触媒作用及び磁気作用を併せもつ磁性触媒と導電性粒子と電解質溶液とを混合して空気極用ペーストを作製し、該空気極用ペーストを導電性のある基材に塗布した後、乾燥させて空気極を形成することもできる。
【００２８】
こうして得られた空気極を用いて本発明に係る燃料電池システムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。この燃料電池システムでは、図６に示す複数のセル１が用いられている。各セル１は膜電極接合体（ＭＥＡ）１０と一対のセパレータ２０とを備えている。
【００３０】
膜電極接合体１０は、イオン交換膜からなる電解質層１１と、この電解質層１１の一面に一体に接合された水素極１２と、電解質層１１の他面に一体に接合された空気極１３とを有している。
【００３１】
水素極１２は、電解質層１１側に設けられる水素極反応層１２ａと、水素極反応層１２ａの非電解質層側に接合され、水素極反応層１２ａに水素を拡散する水素拡散層１２ｂとからなる。
【００３２】
また、空気極１３は、電解質層１１側に設けられる空気極反応層１３ａと、空気極反応層１３ａの非電解質層側に接合され、空気極反応層１３ａに空気を拡散する空気拡散層１３ｂとからなる。
【００３３】
各セパレータ２０は、一面側に水素極１２に水素を供給するための水素室２１が形成され、他面側に空気極１３に空気を供給するための空気室２２が形成されたものである。
【００３４】
各セル１は、水素極１２側に水素室２１が対面し、空気極１３側に空気室２２が対面するように膜電極接合体１０と一対のセパレータ２０とが積層されたものである。そして、膜電極接合体１０とセパレータ２０とを順次積層することによりスタックが構成される。また、水素極１２側と空気極１３側とで共通する上記セパレータ２０を採用している。なお、スタックの両端のセパレータ２０には水素室２１又は空気室２２だけが形成されている。
【００３５】
スタックには、図６に示すように、各セル１の水素室２１に図示しないバルブを介して連通する水素ボンベ２と、各セル１の空気室２２に連通するブロア３とが接続されている。水素ボンベ２及びセパレータ２０の水素室２１が水素極反応層１２ａに水素を供給する水素供給手段である。また、ブロア３及びセパレータ２０の空気室２２が空気極反応層１３ａに空気を供給する空気供給手段である。
【００３６】
以上の構成をした燃料電池システムのうち、膜電極接合体１０の製造方法について説明する。まず、導電性粒子としてのカーボンブラックと撥水粒子としてのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粒子との混合物を含む拡散用ペーストを調製する。この拡散用ペーストに電解質溶液（ナフィオン（登録商標）溶液（５質量％溶液））のような親水性成分も含ませることもできる。
【００３７】
そして、基材としてのカーボンクロスを用意し、拡散用ペーストを基材の両面若しくは片面に塗布した後、乾燥させる。これにより、基材には水をはじくとともにガスが通り易い空気拡散層１３ｂ又は水素拡散層１２ｂが形成される。
【００３８】
一方、平均粒径が５ｎｍ、Ｐｔ／Ｆｅ＝５０／５０（ａｔ％）のＰｔ−Ｆｅ合金を熱処理し、水で急冷したｆｃｔ構造を主相とするＰｔ−Ｆｅ合金を用意する。また、導電性粒子としてのカーボンブラックを用意する。そして、カーボンブラックに予めＰｔ−Ｆｅ合金を担持させ、燃料電池用電極材料としてのＰｔ−Ｆｅ担持カーボン（Ｐｔ−Ｆｅ合金担持密度５０％）を得る。Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボンは、図７〜９に示すように、カーボンブラック４と、このカーボンブラック４の周囲に担持されたＰｔ−Ｆｅ合金５とからなる。
【００３９】
そして、Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボンとナフィオン（登録商標）との質量比が０．５程度になるように、このＰｔ−Ｆｅ担持カーボンへ電解質溶液（ナフィオン（登録商標）溶液（５質量％溶液））を添加する。そして、これをよく攪拌・混合し、空気極用ペーストを作製する。上記Ｐｔ−Ｆｅ合金とカーボンブラックと電解質溶液とを混合して空気極用ペーストを作製することも可能である。
【００４０】
図６に示すように、この空気極用ペーストを上記基材の一面側に塗布した後、乾燥させて空気極反応層１３ａを形成する。こうして、空気極反応層１３ａと空気拡散層１３ｂとからなる空気極１３が得られる。
【００４１】
次に、カーボンブラックに予めＰｔを担持させ、Ｐｔ担持カーボン（Ｐｔ担持密度５０％）を得る。そして、Ｐｔ担持カーボンとナフィオン（登録商標）との質量比が０．５程度になるように、このＰｔ担持カーボンへ電解質溶液（ナフィオン（登録商標）溶液（５質量％溶液））を添加する。そして、これをよく攪拌・混合し、水素極用ペーストを作製する。
【００４２】
この水素極用ペーストを上記基材の一面側に塗布した後、乾燥させて水素極反応層１２ａを形成する。こうして、水素極反応層１２ａと水素拡散層１２ｂとからなる水素極１２が得られる。
【００４３】
そして、空気極反応層１３ａと水素極反応層１２ａとの間にナフィオン１１２（登録商標）からなる電解質層（厚さ約５０μｍ）１１を挟み込むように配置する。そして、温度１４０〜１６０°Ｃ、面圧７０〜１００ｋｇ／ｃｍ2の条件下で、ホットプレスによる熱圧着を行う。こうして、膜電極接合体１０を得る。
【００４４】
なお、上記製造方法では、空気極用ペースト及び水素極用ペーストを基材に塗布していたが、空気極用ペースト及び水素極用ペーストを乾燥させたものを電解質層１１に挟んで接合する方法（転写法）を用いることもできる。
【００４５】
この膜電極接合体１０及び一対のセパレータ２０によりセル１を組み付け、複数のセル１を積層することによってスタックを組み付け、スタックに水素ボンベ２、ブロア３等を接続することにより燃料電池システムが得られる。
【００４６】
この燃料電池システムにおいて、Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボン近傍における酸素又は空気へ作用する室温での磁気力をシミュレーションする。この結果を図７に示す。実線が空気へ作用する磁気力を示し、破線が純酸素へ作用する磁気力を示す。図７より、酸素や空気は、Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボン近傍の数ｎｍの領域では、常磁性体として、Ｐｔ−Ｆｅ合金５から１０5Ｎ／ｍ3程度の非常に大きな吸引力を受けることがわかる。
【００４７】
また、この燃料電池システムにおいて、Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボン近傍における水へ作用する室温での磁気力をシミュレーションする。この結果を図８に示す。図８より、水は、Ｐｔ−Ｆｅ合金５が発生する磁気力により、反磁性体として、Ｐｔ−Ｆｅ合金５からやはり１０6Ｎ／ｍ3程度の非常に大きな排斥力を受けることがわかる。
【００４８】
このため、この燃料電池システムを使用すると、図９に示すように、Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボン近傍においては、Ｐｔ−Ｆｅ合金５の磁気作用により、酸素を常磁性体として吸引しつつ水を反磁性体として排斥することができる。この際、この燃料電池システムでは、Ｐｔ−Ｆｅ合金５自体が酸素を吸引し、水を排斥するとともに、空気極１３で還元反応を促進して電気化学的反応の触媒作用を行う。
【００４９】
すなわち、酸素は、常磁性体として、直にプロトンと反応するＰｔ−Ｆｅ合金５自体から非常に大きな吸引力を受ける。他方、電気化学的反応後にはＰｔ−Ｆｅ合金５自体の表面に水が生じており、その水は、Ｐｔ−Ｆｅ合金５自体が発生する磁気力により、反磁性体として、磁性触媒自体からやはり非常に大きな排斥力を受ける。このため、実際に電気化学的反応をするＰｔ−Ｆｅ合金５の活性点から障害物としての水が排斥され、そのＰｔ−Ｆｅ合金５に酸素を速やかに供給することができるため、フラッディングがより確実に抑制され、燃料電池システムの出力向上をより確実に実現できる。
【００５０】
したがって、実施例の燃料電池システムの使用方法によれば、高い出力をより確実に得ることができるのである。
【００５１】
本実施例の燃料電池システムの効果を確認するため、以下の試験１〜４を行った。
【００５２】
（試験１）
まず、実施例の膜電極接合体１０の他、比較例として、空気極に上記Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボンに替えて上記Ｐｔ担持カーボンを用いた膜電極接合体を実施例と同様の製造方法で作製した。
【００５３】
そして、実施例の膜電極接合体１０又は比較例の膜電極接合体により構成されたセルにおいて、空気を酸化剤とした場合における空気濃度過電圧（空気供給不足により発生する電圧降下損失分）を求めた。電流密度（Ａ／ｃｍ2）と電圧（Ｖ）との関係を図１０に示す。図１０より、実施例の膜電極接合体１０は比較例のものと比較して空気濃度過電圧が低いことがわかり、酸化剤である酸素の供給が非磁性触媒であるＰｔに比べて速やかであることがわかる。
【００５４】
（試験２）
また、実施例の膜電極接合体１０又は比較例の膜電極接合体により構成されたセルにおいて、空気を酸化剤とした場合における空気性能を求めた。電流密度と電圧との関係を図１１に示す。図１１より、実施例の膜電極接合体１０は比較例のものと比較して電流−電圧特性の性能が高いことがわかる。
【００５５】
（試験３）
一方、実施例の膜電極接合体１０又は比較例の膜電極接合体により構成されたセルにおいて、純酸素を酸化剤とした場合における酸素濃度過電圧（酸素供給不足により発生する電圧降下損失分）を求めた。電流密度と電圧との関係を図１２に示す。図１２より、実施例の膜電極接合体１０は比較例のものと比較して酸素濃度過電圧も低いことがわかり、酸化剤である酸素の供給が非磁性触媒であるＰｔに比べて速やかであることがわかる。
【００５６】
（試験４）
また、実施例の膜電極接合体１０又は比較例の膜電極接合体により構成されたセルにおいて、純酸素を酸化剤とした場合における酸素性能を求めた。電流密度と電圧との関係を図１３に示す。図１３より、実施例の膜電極接合体１０は比較例のものと比較して酸素性能も高いことがわかる。
【００５７】
したがって、実施例の燃料電池システムの使用方法によれば、高い出力をより確実に得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は電気自動車等の移動用電源、あるいは据え置き用電源に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ｆｃｔ構造のＰｔ合金の模式構造図である。
【図２】ｆｃｃ構造のＰｔ合金の模式構造図である。
【図３】Ｐｔ−Ｆｅ合金の状態図である。
【図４】ｆｃｔ構造を主相とするＰｔ−Ｆｅ合金の磁化曲線図である。
【図５】Ｐｔ−Ｃｏ合金の状態図である。
【図６】実施例の燃料電池システムに係り、セルの要部模式断面図である。
【図７】Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボン近傍の酸素又は空気に作用する吸引力を示すグラフである。
【図８】Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボン近傍の水に作用する排斥力を示すグラフである。
【図９】Ｐｔ−Ｆｅ担持カーボン近傍における酸素及び水の状態を示す概念図である。
【図１０】実施例の燃料電池システムにおいて、酸化剤を空気とした場合の濃度過電圧を示すグラフである。
【図１１】実施例の燃料電池システムにおいて、酸化剤を空気とした場合の電流−電圧特性を示すグラフである。
【図１２】実施例の燃料電池システムにおいて、酸化剤を純酸素とした場合の濃度過電圧を示すグラフである。
【図１３】実施例の燃料電池システムにおいて、酸化剤を純酸素とした場合の電流−電圧特性を示すグラフである。
【図１４】従来に係り、膜電極接合体の模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１…電解質層
１３…空気極
１２…水素極
１０…膜電極接合体
２、２１…水素供給手段（２…水素ボンベ、２１…水素室）
３、２２…空気供給手段（３…ブロア、２１…空気室）
５…磁性触媒（Ｐｔ−Ｆｅ合金）
４…導電性粒子（カーボンブラック）
【図１】
2005293988.tif 000003
【図２】
2005293988.tif 000004
【図３】
2005293988.tif 000005
【図４】
2005293988.tif 000006
【図５】
2005293988.tif 000007
【図６】
2005293988.tif 000008
【図７】
2005293988.tif 000009
【図８】
2005293988.tif 000010
【図９】
2005293988.tif 000011
【図１０】
2005293988.tif 000012
【図１１】
2005293988.tif 000013
【図１２】
2005293988.tif 000014
【図１３】
2005293988.tif 000015
【図１４】
2005293988.tif 000016