(57)【要約】【課題】  氷点下環境下においても水の凍結膨張により破壊されることを防止した燃料電池用電極を提供する。【解決手段】  白金１４を担持させたカーボン微粒子と白金を担持させていない粒径の小さいカーボンと、水素イオン導電性を有する低分子のパーフルオロスルホン酸系ポリマー溶液を混ぜて撹拌し、真空脱気して電極のペーストを作製した。このようにして第１カーボン微粒子１の微細孔を粒径の小さいカーボンによって塞いだものを用いて燃料電池用電極を形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材用カーボン微粒子の表面に存在する微細孔を充填用材料で塞いでなる材料で、ガス拡散層および触媒層のうち少なくとも一方を構成することを特徴とする燃料電池用電極。
【請求項２】
前記充填用材料は、前記基材用カーボン微粒子よりも粒径の小さいカーボン微粒子、金属微粒子、セラミック微粒子から選ばれることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用電極。
【請求項３】
前記充填用材料を、前記基材用カーボン微粒子に対して、イオン伝導性材料で決着させたことを特徴とする請求項２記載の燃料電池用電極。
【請求項４】
前記充填用材料を、前記基材用カーボン微粒子に対して、フッ素樹脂で決着させたことを特徴とする請求項２記載の燃料電池用電極。
【請求項５】
前記基材用カーボン微粒子の表面に、触媒材料を担持させたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された燃料電池用電極。
【請求項６】
前記金属微粒子は、当該金属の金属塩の酸化もしくは還元により、前記基材用カーボン微粒子の微細孔に埋め込まれていることを特徴とする請求項２記載の燃料電池用電極。
【請求項７】
前記カーボン微粒子は、カーボングラファイトの微粉末であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載された燃料電池用電極。
【請求項８】
金属微粒子もしくはセラミック微粒子の表面をカーボンでコーティングしてなる材料で、ガス拡散層、触媒層の少なくとも一方を構成することを特徴とする燃料電池用電極。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載された燃料電池用電極を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
燃料電池用電極の製造方法であって、
前記基材用カーボン微粒子の表面に触媒材料を担持させる工程と、
前記触媒材料を担持させた前記基材用カーボン微粒子と、該基材用カーボン微粒子よりも粒径の小さい充填用材料微粒子とを、イオン伝導性材料を含む溶液もしくはフッ素樹脂を分散させた溶液に混ぜてペースト状にする工程と、
前記ペースト状の材料を成形して、燃料電池用電極の少なくとも一部をなすように形成することを特徴とする燃料電池用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用電極、燃料電池用電極の製造方法および燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などの駆動源として、電気と熱を供給するコジェネレーション機器として、また携帯用電源として用いられる固体高分子型燃料電池が開発されている。
【０００３】
この固体高分子型燃料電池は、固体高分子電解質膜の両面に触媒層とガス拡散層とを形成した電極をそれぞれ配置して膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane electrode assembly）を形成し、さらに反応ガスである燃料ガスの流路となる燃料極側セパレータ、空気の流路となる空気極側セパレータなどを形成して燃料電池セル（単セル）が構成されている。
【０００４】
触媒層やガス拡散層でなる電極の基材としては、一般にカーボンが用いられている。また、従来の固体高分子型燃料電池では、電極触媒の材料として、カーボン粒子を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−１６７６２２号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、カーボン粒子の表面には微細孔（径寸法が１０ｎｍ以下程度）が存在する。カーボン粒子の微細孔に水が入り込んだ場合、これが凍結膨張してカーボン粒子が破壊される可能性がある。具体的には、固体高分子電解質膜から蒸発した水が凝縮するなどしてこの微細孔に水が入り込んだ場合、水はなかなか抜けず、氷点下環境下ではこの水が凍結した場合（−２０℃では孔径５ｎｍ以上の孔に存在する水は凍結する）、膨張してカーボン粒子が破壊されるという可能性がある。
【０００６】
なお、電極触媒表面にＰＴＦＥ（フッ素樹脂：ポリテトラフルオロエチレン）などを含浸させてものも知られているが、ＰＴＦＥの粒子径は低分子量であっても大きく、一次粒子径が少なくとも５０ｎｍ程度であり、ＰＴＦＥが粉体として供給される場合には通常造粒されており、平均粒径は数１００ｎｍ（数μｍ）から数１０万ｎｍ（数１００ｎｍ）程度である。したがって、カーボン粒子に存在する径寸法が１０ｎｍ以下の微細孔の内部にＰＴＦＥが入ることは難しい。このため、ＰＴＦＥを含浸処理しても、カーボン粒子の微細孔は埋められないまま残存してしまう。これに対して水分子の大きさは０．３ｎｍ程度であるため、カーボン粒子表面にＰＴＦＥが存在していても微細孔内部に水が入ってしまうという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、氷点下環境下においても水の凍結膨張により破壊されることを防止した燃料電池用電極およびそれを用いた燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴に係る発明は、燃料電池用電極および燃料電池であって、基材用カーボン微粒子の表面に存在する微細孔を充填用材料で塞いでなる材料で、ガス拡散層および触媒層のうち少なくとも一方を構成することを要旨としている。
【０００９】
また、本発明の第２の特徴に係る発明は、燃料電池用電極および燃料電池であって、金属微粒子もしくはセラミック微粒子の表面をカーボンでコーティングしてなる材料で、ガス拡散層、触媒層の少なくとも一方を構成することを要旨としている。
【００１０】
さらに、本発明の第３の特徴に係る発明は、燃料電池用電極の製造方法であって、基材用カーボン微粒子の表面に触媒材料を担持させる工程と、この触媒材料を担持させた基材用カーボン微粒子とこの基材用カーボン微粒子よりも粒径の小さい充填用材料微粒子とをイオン伝導性材料を含む溶液もしくはフッ素樹脂を分散させた溶液に混ぜてペースト状にする工程と、ペースト状の材料を成形して、燃料電池用電極の少なくとも一部をなすように形成することを要旨としている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の特徴に係る発明によれば、微細孔が充填用材料で埋め込まれたカーボン微粒子を基材として用いているため、微細孔に水が入り込んで氷点下の環境になったときに水が凍結膨張してカーボン粒子が破壊することを防止できる。この材料を燃料電池のガス拡散層に用いることにより、電子伝導性を損なうことなくカーボン粒子の破壊を防止できる。また、この材料を燃料電池の触媒層として用いていることにより、担持する白金など触媒金属をフラッディングを起こし易い微細孔の中に担持してしまうことを抑えることができ、触媒金属の利用効率を向上できる。
【００１２】
第２の特徴に係る発明によれば、金属微粒子もしくはセラミック微粒子の周囲にカーボンをコーティングすることにより微細孔の生成を抑制することができる。
【００１３】
第３の特徴に係る発明によれば、基材用カーボン微粒子よりも粒径の小さい充填用材料微粒子とをイオン伝導性材料を含む溶液もしくはフッ素樹脂を分散させた溶液に混ぜてペースト状となし、これを成形して燃料電池用電極の少なくとも一部をなすように形成することにより、基材用カーボン粒子の微細孔に充填用材料微粒子を確実に結着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る燃料電池用電極、その製造方法、並びに燃料電池の詳細を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る燃料電池用電極およびそれを用いた燃料電池の構成について、図１を用いて説明する。本実施の形態に係る燃料電池１００は、複数の燃料電池セル１０を積層して構成されている。燃料電池セル１０は、電解質膜１と、この電解質膜１の両側表面に沿って配置された電極触媒層２，３と、これら電極触媒層２，３の外側面に沿って配置されたカーボン層４，５と、これらカーボン層４，５の外側面に沿って配置されたガス拡散層６，７と、こられガス拡散層６，７の外側面に沿って配置されたセパレータ８，９と、を備えて大略構成されている。なお、本実施の形態では、電極触媒層２，３とカーボン層４，５とで電極（燃料電池用電極）が構成されている。
【００１６】
また、セパレータ８の一方の表面には溝状の複数の水素ガス流路８Ａが形成され、他方の表面には溝状の複数の空気ガス流路８Ｂが形成されている。ガス拡散層６の表面には、セパレータ８の水素ガス流路８Ａが形成された面が接合されている。なお、セパレータ８の空気ガス流路８Ｂが形成された面は、この燃料電池セル１０に隣接する（図１中、上側の）燃料電池セルのセパレータとして用いられる。
【００１７】
同様に、セパレータ９の一方の表面には溝状の複数の水素ガス流路９Ａが形成され、他方の表面には溝状の複数の空気ガス流路９Ｂが形成されている。セパレータ９の空気ガス流路９Ｂが形成された面は、この燃料電池セル１０のガス拡散層７の表面に接合されている。そして、セパレータ９の水素ガス流路９Ａが形成された面は、隣接する（図１中、下側の）燃料電池セルのセパレータとして用いられる。
【００１８】
電解質膜１としては、水素イオン伝導性に優れた材料を用いる。また、電極触媒層２，３としては、酸素還元性、水素の水素イオン化反応の触媒性能が優れた材料を用いる。さらに、カーボン層４，５としては、サブミクロンの微細孔（ミクロポア）を有するカーボン粒子で形成する。そして、ガス拡散層６，７としては、ガスの透過性と電子の伝導性とを兼ね備えたものを用いる。
【００１９】
なお、本実施の形態では、電解質膜１の厚さを３０μｍ程度、触媒層２，３の厚さを１０μｍ程度、カーボン層４，５の厚さを１０μｍ程度、セパレータの厚さを５ｍｍ程度に設定している。
【００２０】
（実施例１）
次に、本実施の形態の実施例１に係る燃料電池用電極および燃料電池について説明する。本実施例においては、電解質膜１としてパーフルオロスルホン酸系ポリマー（商標Nafion：デュポン社製）を用いた。
【００２１】
また、電極触媒層２，３に含まれる触媒としては、酸素還元性および水素イオン化反応の触媒性能が優れた材料である白金（Ｐｔ）を用いる。また、この白金を担持する材料としては、白金からガス拡散層６，７への電子の伝導や、電解質膜１への水素イオンの伝導ならびにガスを供給するための空孔を形成するためにカーボンブラックを用いる。
【００２２】
なお、本実施例では、白金を担持したカーボンの製造方法として、塩化白金酸（Ｈ２ＰｔＣ１６・６Ｈ２Ｏ）水溶液にカーボン担体を加えた。次に、塩化白金酸水溶液にカーボン担体を加えたものに、ホルムアルデヒドなどの還元剤を加えることにより、白金微粒子を還元させ、カーボン担体上に吸着させることにより作製した。なお、本実施例では、還元剤としてホルムアルデヒドを用いたが、この他に水素化ホウ素ナトリウム、ギ酸、クエン酸ナトリウム、ヒドラジンなどの還元剤を用いてもよい。
【００２３】
また、本実施例では、第１カーボン微粒子（基材用カーボン微粒子）として、平均粒径５０ｎｍのカーボンブラック（Vulcan：商標名）と、粒径の小さい第２カーボン微粒子（充填用カーボン微粒子）として粒径が９ｎｍのカーボンブラック（Carbolac：商標名）を用いた。ここで、第２カーボン微粒子として、Carbolacの代わりに、粒径が１２ｎｍのBlack Pearls（商標名）を用いてもよい。なお、粒径の小さい第２カーボン微粒子（Carbolac）は、微細孔を埋めるために、２５００℃での熱処理によりグラファイト化（黒鉛化）した。この結果、カーボンの電子伝導度を大きくすることができる。白金を担持させたVulcanと白金を担持させていない粒径の小さいカーボンと、水素イオン導電性を有する低分子のパーフルオロスルホン酸系ポリマー（Nafion：デュポン社製）溶液を混ぜて、ホモジェナイザーを用いて撹拌し、エバポレータにより真空脱気して電極のペーストを作製した。このような製造方法により、第１カーボン微粒子（Vulcan）の微細孔を粒径の小さいカーボンによって塞ぐことができた。
【００２４】
図２および図３は上記方法で作製した、微細孔を塞いだ状態を示すカーボン微粒子を模式的に示す図である。なお、図３（ａ）は基材用カーボン微粒子としての第１カーボン微粒子の表面に微細孔が形成されている状態を示し、図３（ｂ）は充填用カーボン微粒子としての第２カーボン微粒子で微細孔が塞がれた第１カーボン微粒子の表面にアイオノマーが付着すると共に白金（Ｐｔ）が担持されている状態を示している。図２に示すように、粒径の大きな粒子である第１カーボン微粒子１１に形成されている微細孔１１Ａは、他の物質である第２カーボン微粒子１２で塞がれている。また、微細孔１１Ａの開口部付近と第１カーボン微粒子の表面には、パーフルオロスルホン酸系ポリマー（アイオノマー）１３が付着している。さらに、第１カーボン微粒子１１の表面には、触媒としての白金１４が担持されている（図３（ｂ）参照。）。
【００２５】
次に、上述のペーストを電解質膜１の両側の表面に、例えばスクリーン印刷する。
【００２６】
そして、本実施例１では、ガス拡散層６，７についてはガスの透過性と電子の伝導を兼ね備えた構成にした。本実施例１では、５０μｍ程度の細孔径をもつカーボンペーパー（東レ製）を用いた。このカーボンペーパーをＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）分散液に含浸させた後、３８０℃で１時間熱処理した。これにより、ガス拡散層６，７に撥水性をもたせた。
【００２７】
カーボン層４，５としては、サブミクロンの撥水性の細孔構造を形成するために、カーボン微粒子とＰＴＦＥディスパージョン（Ｄ−１：ダイキン工業製）とを混合し、真空脱気を施してペースト状にしたものを、ガス拡散層として用いるカーボンペーパーに塗布した。なお、このカーボン微粒子は、平均粒径５０ｎｍのカーボンブラック（Vulcan：商標名）と、粒径が９ｎｍ程度に小さいカーボンブラック（Carbolac：商標名）を用いた。
【００２８】
そして、ガス拡散層６，７に形成したカーボン層４，５をそれぞれの対応する触媒層２，３に接合して燃料電池Ａを作製した。
【００２９】
なお、本実施例１では、第１カーボン微粒子１１の微細孔１１Ａを第２カーボン微粒子１２で塞いだが、パーフルオロスルホン酸系ポリマーのみで微細孔１１Ａを塞いでもよい。また、粒径の小さい第２カーボン微粒子１２の代わりに、金属微粒子を用いることも考えられる。
【００３０】
（実施例２）
次に、本実施の形態の実施例２に係る燃料電池用電極および燃料電池について説明する。本実施例２では、カーボン微粒子中の微細孔を塞ぐ目的で他の物質として金（Ａｕ）を用いた。
【００３１】
以下、本実施例２に係る燃料電池用電極および燃料電池の製造方法を説明する。
【００３２】
まず、水溶液中にカーボンブラック（カーボン微粒子）を分散し、塩化金酸溶液を添加し、ホルムアルデヒドを加えてカーボンブラックの表面に沈着させる。このカーボンブラックを含む溶液を濾過水洗し、８０℃にて乾燥させた。この結果、図５の模式図に示すように、カーボン微粒子の微細孔が金微粒子で塞がれた状態となる。
【００３３】
次に、金により微細孔が塞がれたカーボン微粒子に、３ｎｍ程度の粒径の白金触媒を担持させる。このように調製したカーボン微粒子とパーフルオロスルホン酸系ポリマー（Nafion）溶液とを混ぜて撹拌してペースト状にした後、電解質膜１の表面に沿ってスクリーン印刷にて触媒層２，３を形成する。
【００３４】
カーボン層４，５は、金の硝酸塩溶液を使用して、カーボン微粒子上に吸着させることにより作製した。
【００３５】
なお、実施例２における他の構成および製造方法は、上記実施例１と同様であり、本実施例２で燃料電池Ｂを作製した。
【００３６】
（実施例３）
次に、本実施の形態の実施例３に係る燃料電池用電極および燃料電池について説明する。本実施例３では、カーボンブラックを、２０００℃から３５００℃で熱処理することにより、微細孔を埋める方法を試みた。上記熱処理により、カーボンブラックはグラファイト化（黒鉛化）し、カーボンの結晶性が高まり、電子伝導性が高まることが知られている。本実施例ではカーボンブラックとして平均粒径が５０ｎｍのカーボン微粒子（Vulcan）を用いた。上記熱処理により、１０ｎｍ以下の微細孔（ミクロポア）の分布が減少し、比表面積が３００ｍ２／ｇから１００ｍ２／ｇに減少した。
【００３７】
なお、本実施例３におけるカーボン微粒子の構成及び作製方法以外は、上述の実施例１と同様であり、本実施例３で作製した燃料電池を燃料電池Ｃとした。
【００３８】
（実施例４）
次に、本実施の形態の実施例４に係る燃料電池用電極および燃料電池について説明する。本実施例４では、金属やセラミック微粒子をカーボングラファイトでコーティングするために、試料を炭化水素ガス雰囲気中で加熱した。なお、このように金属などの微粒子をカーボンでコーティングすることにより、微細孔の生成を抑制することができる。本実施例４では、粒径約５０ｎｍのγ−アルミナ超微粒子を用いた。この加熱処理は、ベンゼンガス１ｋＰａ、アルゴンガス４０ｋＰａの混合ガス雰囲気中で１１００℃で３０分間行った。この結果、γ−アルミナ超微粒子の表面に、厚さ約５ｎｍのグラファイト化したカーボン被膜が形成された。
【００３９】
なお、本実施例４では、γ−アルミナを用いたが、Ｎｉをはじめとする金属微粒子を用いてもよい。Ｎｉを用いる場合の処理温度は、４００〜５００℃が好ましい。この温度以下では、カーボン被膜はアモルファスであり、これ以上の処理温度ではセメンタイトに変わってしまう。
【００４０】
また、金属はセラミック微粒子をカーボンでコーティングせずに金属微粒子のみを使うことも考えられるが、ＮｉやＦｅをはじめとする金属微粒子単体では、腐食・劣化しやすい。
【００４１】
なお、本実施例４では、上記カーボン微粒子の構成以外は、上記実施例１と同様である。このカーボン微粒子を用いて作製した燃料電池を燃料電池Ｄとした。
【００４２】
（比較例）
比較例は、カーボン微粒子の微細孔を埋めずにそのまま白金を担持させたものを触媒層として形成して、燃料電池Ｅを作製した。なお、比較例における他の構成は、上記実施例１と同様である。
【００４３】
［実施例１〜４および比較例の特性比較］
燃料電池Ａ〜Ｅで用いたカーボン微粒子を水に浸けてエバポレータにより真空脱気してカーボン微粒子に水を染み込ませた後に凍結・解凍させて、光散乱法により平均粒径の変化を観測した。この結果は、図４に示す通りである。燃料電池Ｅの電極触媒層を構成するカーボン微粒子では、その微細孔内に水が入り込みこれが氷点下で凍結、膨張してカーボン微粒子を破壊させてしまったものと考えられる。
【００４４】
次に、燃料電池Ａ〜Ｅにおける燃料電池セル（単セル）に着目して、水素１気圧、空気１気圧にて発電を行った。まず、電流密度４０ｍＡ／ｃｍ２で発電を行った。燃料電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの燃料電池セルでは、燃料電池Ｅの燃料電池セルよりも電圧が１０〜１５ｍＶ程度高い性能が確認された。この理由は、燃料電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの燃料電池セルにおいては、カーボン微粒子の微細孔内に白金が入り込むことが防がれたため触媒反応に寄与できる白金の割合が増えたためであると考えられる。
【００４５】
その後、燃料電池Ａ〜Ｅの燃料電池セルを、電流密度１Ａ／ｃｍ２で発電させ、燃料電池セルの凍結・解凍を繰り返した。初期の電圧と凍結・解凍を繰り返した後の出力電圧低下の結果を図４に示す。燃料電池Ａ〜Ｄに比べて燃料電池Ｅでは、電圧の低下が大きい（４０ｍＶ低下）。これはカーボン微粒子の破壊により、破壊されたカーボンがカーボン微粒子同士の隙間の空孔を埋めてしまうため、ガスが白金触媒へ到達しにくくなるために電圧が低下してしまうと考えられる。
【００４６】
以上、本発明の各実施例などについて説明したが、例えば、上記実施例２では、塩化金酸溶液を用いたが、クロム（Ｃｒ）やパラジウム（Ｐｄ）などの他の金属塩溶液を用いてもよい。
【００４７】
また、上述したように、微細孔を塞ぐ材料としては、カーボン粒子の微細孔を塞ぐことができるものであること以外に、燃料電池に供給される水素や空気により腐食されることがなく、生成する水により溶けてしまわない材料である必要がある。電子伝導性または水素イオン伝導性を持つ材料（アイオノマー）であれば燃料電池触媒上で生成した電子や水素の移動を妨げないため、より好ましい。
【００４８】
また、用いるカーボン粉末の微細孔の表面と埋め込まれる物質の接触角が９０°以下であることが好ましい。そのためには、トライトンＸ−１００などの界面活性剤を用いて接触角を下げる工程を付加してもよい。そして、微細孔中のカーボンとの接触角が９０°以下の材料（撥水性を有する材料）の場合は、図６（ａ）に示すように、表面張力により材料が細孔中に入り込む（Washburnの式Ｐ＝−４γcosθ／ｄ（Ｐ：圧力、γ：表面張力、θ：接触角、ｄ：細孔直径））。また、エバポレータなどにより真空脱気することにより、材料がより微細孔内部へ入り込み易くすることができる。一方、接触角が９０°以上の場合は、図６（ｂ）に示すように埋め込み材料が微細孔内へ入り込みにくいため、外部から加圧する必要がある。
【００４９】
さらに、他の物質としては、パーフルオロスルホン酸系ポリマー（Nafion）、カーボン微粒子、金属微粒子、セラミック微粒子やそれらを分散させた溶液を用いることができる。これらの他の物質をカーボン微粒子に決着させる材料として、低分子のパーフルオロスルホン酸系ポリマー（商標名：Nafion）材料を用いたが、この他にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフッ化ビニリデンをはじめとするフッ素樹脂を分散させた溶液を、上記微粒子と合わせて用いることや、これら決着剤を用いることにより微細孔の入口部分を確実に塞ぐことができる。
【００５０】
また、上記実施例２では、触媒金属塩を酸化または還元する手法により、触媒金属を担持させたため、結着剤を不要したり使用量を少なくすることができる。
【００５１】
さらに、上述の実施の形態では、電解質膜１の厚さ、触媒層２，３の厚さ、カーボン層４，５の厚さ、セパレータの厚さを設定したが、これらの厚さに限定されるものではなく、設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る燃料電池用電極、燃料電池用電極の製造方法および燃料電池は、車載用の燃料電池以外の各種の用途で用いる燃料電池にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池用電極およびそれを用いた燃料電池の構成を示す断面説明図である。
【図２】微細孔を塞いだ状態を示すカーボン微粒子を模式的に示す図である。
【図３】（ａ）は第１カーボン微粒子の表面に微細孔が形成されている状態を模式的に示す図、（ｂ）は第２カーボン微粒子で微細孔が塞がれた第１カーボン微粒子の表面にアイオノマーが付着すると共に白金（Ｐｔ）が担持されている状態を模式的に示す図である。
【図４】実施例と比較例の試験結果を示す図である。
【図５】実施例２においてカーボン微粒子の微細孔が金微粒子で塞がれた状態を模式的に示す図である。
【図６】（ａ）は微細孔中のカーボンとの接触角が９０°以下の場合の埋め込み材料に働く作用を説明する図、（ｂ）は微細孔中のカーボンとの接触角が９０°以下の場合の埋め込み材料に働く作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  電解質膜
２，３  触媒層
４，５  カーボン層
６，７  ガス拡散層
８，９  セパレータ
１０  燃料電池セル
１１  第１カーボン微粒子
１１Ａ  微細孔
１２  第２カーボン微粒子
１４  白金
１００  燃料電池
【図１】
2005302434.tif 000003
【図２】
2005302434.tif 000004
【図３】
2005302434.tif 000005
【図４】
2005302434.tif 000006
【図５】
2005302434.tif 000007
【図６】
2005302434.tif 000008