(57)【要約】【課題】  広く産業分野に利用されているスルホン酸基を含む高分子化合物を、少ない反応段数と温和な条件下で製造することにより得られる新規な高分子化合物からなるプロトン伝導性電解質及びこれを用いた燃料電池を提供する。【解決手段】  ポリフェニレンオキサイドからなる主鎖に、スルホナトアルコキシ基からなる側鎖が備えられてなるポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドからなることを特徴とするプロトン伝導性電解質を採用する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフェニレンオキサイドからなる主鎖に、スルホナトアルコキシ基からなる側鎖が備えられてなるポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドを少なくとも含むことを特徴とするプロトン伝導性電解質。
【請求項２】
前記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドが、下記［化１］に示す構造式で表されるものであることを特徴とする請求項１に記載のプロトン伝導性電解質。
ただし、［化１］中、Ｒは水素またはメチル基またはＣが３個までのアルキル基であり、ｌは３または４であり、ｍは１００〜１０００００の範囲の整数であり、ｎは１００〜１０００００の範囲の整数である。
【化１】
2005171087.tif 000004
【請求項３】
前記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドが、スルホナトアルコキシフェノールを酸化重合することにより製造されるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロトン伝導性電解質。
【請求項４】
前記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドが、カテコール類とアルカンスルトン類を反応させて一段階でスルホナトアルコキシフェノールを合成し、該スルホナトアルコキシフェノールを酸化重合することにより製造されるものであることを特徴とする請求項３に記載のプロトン伝導性電解質。
【請求項５】
前記カテコール類が３−メチルカテコールであり、前記アルカンスルトン類が１，３−プロパンスルトンであることを特徴とする請求項４に記載のプロトン伝導性電解質。
【請求項６】
前記カテコール類がカテコールであり、前記アルカンスルトン類が１，３−プロパンスルトンであることを特徴とする請求項４に記載のプロトン伝導性電解質。
【請求項７】
一対の電極と、各電極の間に配置された電解質膜とから構成され、前記電解質膜が、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のプロトン伝導性電解質とされ、且つ、前記電極の一部に前記プロトン伝導性電解質が含有されていることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な高分子化合物からなるプロトン伝導性電解質及びこのプロトン伝導性電解質を備えた燃料電池に関し、特に、高いプロトン伝導性を有し、成膜性良好で耐熱性を有し、かつ温和な条件下で少ない反応段数で製造できる新規な高分子化合物からなるプロトン伝導性電解質に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食塩電解、海水の淡水化、水処理、プロトン伝導膜などとしてフッ化ポリエチレンスルホン酸が広くエ業的に利用されている。Nafion、Flemion、Aciplex、Dow膜などがその代表例であり、いずれも多段階の合成反応や重合反応を経て得られている。
【０００３】
しかし、これらの膜はフッ素を含有しているために高価格であるという問題点がある。また、水処理などに供せられるイオン交換樹脂やイオン交換膜としてはポリスチレンスルホン酸などが用いられているが、ポリスチレンを発煙硫酸の過酷な条件でスルホン化するなどその製造工程は必ずしも環境に適合したものではない。
【０００４】
本発明者らは従来より、フェノール誘導体が室温大気下で容易に酸化重合し、耐熱性で成膜性のあるポリフェニレンオキシド誘導体を与えることを体系的に明らかとしてきた（非特許文献１）。酸化重合に適用できるフェノール誘導体としては、２，６−ジメチルフェノールなど電子供与性基をフェノールの２，６−位に持つフェノール誘導体を適用できるが、カルボン酸基やスルホン酸基など電子吸引性基を持つフェノール誘導体は従来、ポリフェニレンオキシドを生成する酸化重合に適用できなかった。
【非特許文献１】西出宏之  「酸化重合−縮合系高分子の合成−」、高分子学会編、共立出版、１９９６年、３章及び４章
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、広く産業分野に利用されているスルホン酸基を含む高分子化合物を、少ない反応段数と温和な条件下で製造することにより得られる新規な高分子化合物からなるプロトン伝導性電解質及びこれを用いた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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のプロトン伝導性電解質は、ポリフェニレンオキサイドからなる主鎖に、スルホナトアルコキシ基からなる側鎖が備えられてなるポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドを少なくとも含むことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、スルホナトアルコキシ基からなる側鎖によりプロトンを伝導させることができ、プロトン伝導性を向上することができる。
【０００８】
尚、本発明のプロトン伝導性電解質は、上記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドのみからなるものでもよい。また、上記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドに、膜強度を高くすべくテフロン（登録商標）などの補強材を混合したものでもよい。更に、上記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドに、塩基性を示す含窒素ポリマー、含酸素ポリマー、含硫黄ポリマーを混合してイオンコンプレックス電解質として用いてもよい。
【０００９】
また本発明のプロトン伝導性電解質においては、前記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドが、下記［化１］に示す構造式で表されるものであることが望ましい。ただし、下記［化１］中、Ｒは水素またはメチル基またはＣが３個のアルキル基であり、ｌは３または４であり、ｍは１００〜１０００００の範囲の整数であり、ｎは１００〜１０００００の範囲の整数である。
【００１０】
【化１】
2005171087.tif 000002
【００１１】
また本発明のプロトン伝導性電解質においては、前記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドが、スルホナトアルコキシフェノールを酸化重合することにより製造されるものであることが望ましい。
【００１２】
また本発明のプロトン伝導性電解質においては、前記ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキサイドが、カテコール類とアルカンスルトン類を反応させて一段階でスルホナトアルコキシフェノールを合成し、該スルホナトアルコキシフェノールを酸化重合することにより製造されるものであることが望ましい。
【００１３】
また本発明においては、前記カテコール類が３−メチルカテコールであり、前記アルカンスルトン類が１，３−プロパンスルトンであることが望ましい。
更に本発明においては、前記カテコール類がカテコールであり、前記アルカンスルトン類が１，３−プロパンスルトンであることが望ましい。
【００１４】
本発明者らは、(1)カテコール類が極めて容易かつ高収率で、アルカンスルトン類と反応してスルホナトアルコキシフェノールを生成し、(2)このスルホナトアルコキシフェノールが、電子吸引性のスルホン酸基を有する一方で、フェノール核とアルコキシ基を介した化学構造を持つことにより、室温大気下という温和な条件下で、９０〜９２％の極めて高収率で酸化重合して、ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキシドを生成する、という以上(1)及び(2)の発見により、本発明のポリスルホナトアルコキシフェニレンオキシドを提供できることを可能とし、かつポリスルホナトアルコキシフェニレンオキシドが高いイオン交換容量とプロトン伝導性を示すことを見出した。
【００１５】
本発明において出発物質として用いられるカテコール類は、下記の［化２］中の化学式（１）で一般的に表わされる。ここでＲは水素またはメチル基またはＣが３以上のアルキル基を表す。代表例は、カテコール、３-メチルカテコールである。
また、カテコール類と反応させるアルカンスルトン類は下記化学式（２）で一般的に表され、代表例ばｌ＝３の１，３−プロパンスルトン、ｌ＝４のブタンスルトンである。
また、カテコール類をアニオン化するのに用いられる塩基としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの強塩基が用いられる。
【００１６】
【化２】
2005171087.tif 000003
【００１７】
上記カテコール類、アルカンスルトン類、および強塩基をエタノール溶媒中、室温もしくは低温下で数時間撹絆することにより、上記化学式（３）で一般的に表される酸化重合モノマー（スルホナトアルコキシフェノール）が簡便に合成される。白色のスルホナトアルコキシフェノールのみが反応中に析出するため、ろ過により容易に回収される。未反応のカテコール類、アルカンスルトン類、および強塩基はエタノールによる洗浄により完全に除去される。
また、カテコール類の二置換体は立体障害のためにほとんど生成することはないが、反応に用いるアルカンスルトン類および強塩基のモル量をカテコール類に対して化学量論量以下にすることにより抑制することができる。
【００１８】
得られた上記化学式（３）で一般的に表されるスルホナトアルコキシフェノールを酸化重合するには、そのアルカリ水溶液に酸化剤を加え、室温で例えば１２時問激しく撹絆すればよい。重合に用いられる塩基は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの強塩基がよく、重合溶液中の塩基の量は、モノマーと等モルがよい。
また、酸化剤としては、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム、酸化銀、酸化鉛、酸化マンガン、銅アミン錯体、鉄アミン錯体、マンガンアミン錯体などが用いられる。特に酸化銀など金属酸化物を用いる場合は、酸化重合後にろ過や遠心分離により容易に酸化剤を除去することができる。
【００１９】
得られるポリスルホナトアルコキシフェニレンオキシドは、熱重量分析および示差走査熱量分析により高い耐熱性を有することが明らかにされている。また、ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキシドを酸によりプロトン化した（スルホン酸塩からスルホン酸に変更した）後、ポリスルホナトアルコキシフェニレンオキシド溶液をテフロン（登録商標）板上にキャストして減圧乾燥することにより、フリースタンディングのポリ（スルホナトアルコキシフェニレンオキシド）膜が得られる。
【００２０】
次に本発明の燃料電池は、一対の電極と、各電極の間に配置された電解質膜とから構成され、前記電解質膜が、先のいずれかに記載のプロトン伝導性電解質とされ、且つ、前記電極の一部に前記プロトン伝導性電解質が含有されていることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、プロトン伝導度に優れたプロトン伝導性電解質を電解質膜として備え、更に電極の一部にもこのプロトン伝導性電解質が備えられているので、燃料電池の内部インピーダンスを低減させることができ、電流密度を高めることができる。特に、電極の一部にプロトン伝導性電解質が含有されることにより、電極内部までプロトンが伝導されやすくなり、電極の内部抵抗を低減でき、かつ反応面積を増大することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明のプロトン伝導性電解質によれば、プロトン伝導性及び耐熱性を高めることができ、また、このプロトン伝導性電解質を燃料電池に使用することによって燃料電池の電流密度を高めることができ、高出力な燃料電池を構成することができるとともに、燃料電池の長寿命化を図ることができる。
【実施例１】
【００２３】
水酸化ナトリウム８０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を溶かした水溶液１００ｍｌに、メチルスルホナトプロポキシフェノールナトリウム塩０．５８ｇ（２ｍｍｏｌ）を溶解させ、つづいて酸化剤として酸化銀０．９３ｇ（４ｍｍｏｌ）を加えて、室温で激しく攪拌した。酸化銀添加後、直ちに溶液は褐色を示した。１２時間攪拌後、反応溶液から酸化銀をろ別した。そして、水を減圧流去して淡黄色粉末を得た。
【００２４】
次に、得られた粉末をエタノールで洗浄して水酸化ナトリウムを洗浄除去した。洗浄後の粉末を水０．５ｍｌに溶解し、更に５００ｍｌのエタノールを注いだ後、沈殿物をろ別収集し、エタノールで洗浄することにより、０．４１ｇの白色粉末を得た（収率７７％）。
【００２５】
得られた白色粉末について同定したところ、ＩＲスペクトルにおけるスルホン酸基由来の強い吸収（１１９６ｃｍ−１、１０６０ｃｍ−１（ｖＳＯ２））と、フェニレンエーテル由来の吸収（１２７３ｃｍ−１、（ｖＣ−Ｏ−Ｃ））とを示し、更に１Ｈ−ＮＭＲにて６．０２−６．５６ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）、３．５８ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、２．８６ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、１．８６ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）、１．８０ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ）のスペクトルを示したことから、白色粉末はポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）ナトリウム塩と同定した。分子量は３，２００（ＧＰＣ測定、ポリスチレン基準、溶離液：クロロホルム）であった。
【００２６】
得られた白色粉末（ポリマー）について熱重量分析および示差走査熱量分析を行ったところ、１０％熱分解温度（Ｔｄ１０％）は２５３℃であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１１５℃であった。
【００２７】
次に、得られた白色粉末（ポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）ナトリウム塩）０．２７ｇを純水１０ｍｌに溶解し、３５％塩酸０．５ｍｌを加えて１０分問攪拌し、プロトン化した。
【００２８】
プロトン化後のポリマーのイオン交換容量は４．１０ｍｅｑｇ−１であった。
更にポリマーの水溶液をテフロン（登録商標）板上にキャストして減圧乾燥することにより、柔軟かつ強靭なポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜を膜厚６０μｍで得た。
この膜を減圧下、８０℃で１日加熱乾燥してから、ヒューレット・パッカード社製伝導度測定装置を用いてプロトン伝導度を測定した。コールコールプロットより、プロトン伝導率は温度２０℃において２．３×１０―３Ｓｃｍ−１であった。
【００２９】
このように、本実施例で得られたポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜からなるプロトン伝導性電解質は、高いプロトン伝導性を有することが判明した。
【００３０】
（比較例１）
３−メチルカテコール１．２４ｇ（１０ｍｍｏｌ）をエタノール５０ｍｌに溶解し、窒素雰囲気下、ドライアイス／エタノールで冷却しながら水酸化ナトリウム０．３２ｇ（８ｍｍｏｌ）のエタノール溶液５０ｍｌを滴下した。１時間後、さらに１，３−プロパンスルトン０．９８ｇ（８ｍｍｏｌ）のエタノール溶液２５ｍｌを滴下し、徐々に室温まで上昇させた。１２時間後、エタノール不溶の白色析出物をろ別後、エタノールで洗浄、減圧乾燥し、エタノール／水混合溶媒（１０／１，ｖ／ｖ）中において再結晶させることにより白色粉末１．２０ｇを収率５２％で得た。
【００３１】
得られた白色粉末について同定したところ、ＩＲスペクトルにおけるエーテル結合吸収（１２８２ｃｍ−１（ｖＣ−Ｏ−Ｃ））と、スルホン酸基吸収（１１９６ｃｍ−１、１０６０ｃｍ−１（ｖＳＯ２））とを示し、更に１Ｈ−ＮＭＲにて６．３４−６．６８ｐｐｍ（ｍ，３Ｈ）、３．９４ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、２．９７ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、２．０４ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）、２．００ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ）のスペクトルを示した。更に、ＥＳＩ−ＭＳスペクトル２４５．２（ｍ／ｅ，Ｍ−２Ｎａ＋）を示したことから、この白色粉末がメチルスルホナトプロボキシフェノールナトリウム塩であると確認された。しかしこれは２−メチル−６−（３−スルホナトプロポキシ）フェノールナトリウム塩および３−メチル−２−（３−スルホナトプロポキシ）フェノールナトリウム塩の置換位置異性体の混合物であり、目的とする物質は得られなかった。
【実施例２】
【００３２】
水酸化ナトリウム８０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）の水溶液１００ｍｌに、メチルスルホナトプロポキシフェノールナトリウム塩０．５８ｇ（２ｍｍｏｌ）を溶解させ、つづいて酸化剤としてヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム１．３２ｇ（４ｍｍｏｌ）を加えて、室温で激しく攪拌した。ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム添加後、直ちに溶液は褐色を示した。反応は均一系で進行した。１２時間攪拌後、水を減圧流去して淡黄色粉末を得た。
【００３３】
次に得られた粉末をエタノールで洗浄して水酸化ナトリウムを除去した。続いて、水／メタノール混合溶媒（５／１，ｖ／ｖ）を溶離液とするカラムクロマトグラフィー（オクタデシルシリル基を有する逆相シリカゲル（和光純薬製））により、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム（Ｒｆ：０．８）を除去した。溶離液を減圧流去することにより白色粉末が得られた。この白色粉末を水０．５ｍｌに溶解し、更に５００ｍｌのエタノールに注いだ後、沈殿物をろ別収集し、エタノールで洗浄することにより、０．３６ｇの白色粉末を得た（収率６８％）。
【００３４】
得られた白色粉末について同定したところ、ＩＲスペクトルにおけるスルホン酸基由来の強い吸収（１１９６ｃｍ−１、１０５９ｃｍ−１（ｖＳＯ２））と、フェニレンエーテル由来の吸収（１２７３ｃｍ−１（ｖＣ−Ｏ−Ｃ））とが示され、更に１Ｈ−ＮＭＲにて６．０５−６．６０ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）、３．５８ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、２．８５ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、１．８４ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）、１．８０ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ）のスペクトルが示された。以上により、白色粉末がポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）ナトリウム塩と同定した。分子量は４０００（ＧＰＣ測定、ポリスチレン基準、溶離液：クロロホルム）であった。
【００３５】
得られた白色粉末（ポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）ナトリウム塩）０．２７ｇを純水１０ｍｌに溶解し、３５％の塩酸０．５ｍｌを加えて１０分間攪拌し、プロトン化した。
【００３６】
プロトン化後のポリマーのイオン交換容量は４．１０ｍｅｑｇ−１であった。
更に、ポリマーの水溶液をテフロン（登録商標）板上にキャストして減圧乾燥することにより、柔軟かつ強靭なポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜を、膜厚７５μｍで得た。
この膜を減圧乾燥し、実施例１と同様にプロトン伝導率を測定したところ、温度２０℃において１．４×１０−３Ｓｃｍ−１であった。
【００３７】
このように、本実施例で得られたポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜からなるプロトン伝導性電解質は、高いプロトン伝導性を有することが判明した。
【実施例３】
【００３８】
カテコール１．１０ｇ（１０ｍｍｏｌ）をエタノール５０ｍｌに溶解し、窒素雰囲気下、ドライアイス／エタノールで冷却しながら水酸化ナトリウム０．３２ｇ（８ｍｍｏｌ）のエタノール溶液５０ｍｌを滴下した。１時間後、さらに１，３−プロパンスルトン０．９８ｇ（８ｍｍｏｌ）のエタノール溶液２５ｍｌを滴下し、徐々に室温まで上昇させた。１２時間後、エタノール不溶の白色析出物をろ別後、この白色析出物をエタノールで洗浄して更に減圧乾燥し、続いてエタノール／水混合溶媒中において再結晶させることにより、１．１０ｇの白色粉末を得た（収率５０％）。
【００３９】
この白色粉末について同定したところ、ＩＲスペクトルにおけるエーテル結合吸収（１２８４ｃｍ−１（ｖＣ−Ｏ−Ｃ））と、スルホン酸基吸収（１２０１ｃｍ−１、１０６０ｃｍ−１（ｖＳＯ２））とが示され、また１Ｈ−ＮＭＲにて６．８３ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ）、６．７５ｐｐｍ（ｔ，１Ｈ）、６．６３ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ），６．５３ｐｐｍ（ｔ，１Ｈ）、３．９９ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、２．９９ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、２．０７ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）のスペクトルが得られた。そして、ＥＳＩ−ＭＳスペクトル２３１．４（ｍ／ｅ，Ｍ−２Ｎａ＋）から、得られた白色粉末は、２−（３−スルホナトプロポキシ）フェノールナトリウム塩であると確認された。
【００４０】
次に、同定された白色粉末（２−（３−スルホナトプロポキシ）フェノールナトリウム塩）０．５５ｇ（２ｍｍｏｌ）を、水酸化ナトリウム８０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）の水溶液１００ｍｌに溶解させ、つづいて酸化剤として酸化銀０．９３ｇ（４ｍｍｏｌ）を加えて室温で激しく攪拌した。酸化銀添加後、直ちに溶液は褐色を示した。１２時間攪拌後、反応溶液から酸化銀をろ別し、更に水を減圧流去することにより、淡黄色粉末を得た。得られた淡黄色粉末をエタノールで洗浄して水酸化ナトリウムを除去した。洗浄後の粉末を水０．５ｍｌに溶解し、５００ｍｌのエタノールに注ぎ、沈殿物をろ別収集し、エタノールで洗浄することにより、０．２ｇの白色粉末を得た（収率４０％）。
【００４１】
得られた白色粉末について同定したところ、ＩＲスペクトルにおけるスルホン酸基由来の強い吸収（１２０２ｃｍ−１、１０６０ｃｍ−１（ｖＳＯ２））と、フェニレンエーテル由来の吸収（１２８４ｃｍ−１（ｖＣ−Ｏ−Ｃ））とが示され、更に１Ｈ−ＮＭＲにより６．１０−６．５８ｐｐｍ（ｍ，３Ｈ）、３．５６ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、２．８５ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ）、１．８５ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）のスペクトルが示された。以上より、得られた白色粉末がポリ（スルホナトプロポキシフェニレンオキシド）ナトリウム塩であると確認された。分子量は４，８００（ＧＰＣ測定、ポリスチレン基準、溶離液：クロロホルム）であった。また、熱重量分析および示差走査熱量分析の結果から、得られたポリマーの１０％熱分解温度（Ｔｄ１０％）は１９９℃であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１１８℃であった。
【００４２】
次に、得られた白色粉末（ポリ（スルホナトプロポキシフェニレンオキシド）ナトリウム塩）０．２５ｇを純水１０ｍｌに溶解し、更に３５％塩酸０．５ｍｌを加えて１０分間攪拌し、プロトン化した。
【００４３】
プロトン化したポリマーのポリマーのイオン交換容量は４，３４ｍｅｑｇ−１であった。また、プロトン化したポリマーの水溶液をテフロン（登録商標）板上にキャストして減圧乾燥することにより、柔軟かつ強靭なポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜を、膜厚６０μｍで得た。この膜を減圧乾燥し、実施例１と同様にプロトン伝導率を測定したところ、温度２０℃において１．０×１０−３Ｓｃｍ−１であった。
【００４４】
このように、本実施例で得られたポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜からなるプロトン伝導性電解質は、高いプロトン伝導性を有することが判明した。
【実施例４】
【００４５】
実施例３で得たポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）ナトリウム塩のプロトン化ポリマーの水溶液に、白金が５０質量％担持されたカーボン粉末を加え、十分攪拌して懸濁液を得た。このとき、固形分の重量比で白金担持カーボン粉末とポリマーとの重量比が１：１になるように調整した。この懸濁液をカーボン多孔質体（気孔率７５％）上に塗布し、これを乾燥して燃料電池用の多孔質電極とした。
【００４６】
一対の多孔質電極の間に、実施例３で得たポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜をサンドイッチして単セルとした。燃料に水素、酸化剤に空気をそれぞれ供給して、８０℃にて発電試験を行ったところ、開路電圧０．９４５Ｖで２００ｍＡ／ｃｍ２の電流密度において０．６５Ｖの電圧を得た。
【００４７】
このように、ポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）の膜およびこのポリマー成分をプロトン伝導体として含む電極を使用する燃料電池は、良好なプロトン導電性とともに良好な電池特性を示した。
【００４８】
上記実施例ではポリ（メチルスルホナトプロポキシフェニレンオキシド）のみを含む電解質を用いたが、膜強度を高くするためにテフロン（登録商標）などの補強材を混合して使用しても良い。また、塩基性を示す含窒素ポリマー、含酸素ポリマー、含硫黄ポリマーと混合してIonコンプレックス電解質として用いることもできる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。