(57)【要約】      （修正有）【課題】三相界面でのガス拡散を向上させ、拡散分極を低減する燃料電池用電極、その製造方法及び燃料電池を提供すること。【解決手段】外壁や内壁に触媒成分５を担持し、導電性であり、内径が１００〜１０００ｎｍである中空体４が集合して成る燃料電池用電極である。  外壁や内壁に導電性粒子６及び触媒成分５をを担持し、絶縁性であり、内径が１００〜１０００ｎｍである中空体４が集合して成る燃料電池用電極である。  燃料電池用電極を製造するに当たり、無機構造体をテンプレートとして中空体４の空間を形成する。また燃料電池は上記の燃料電池用電極を適用した燃料電池であり，電解質にパーフルオロカーボンスルホン酸樹脂または常温溶融塩を用いる。【選択図】図１
2007035281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁及び／又は内壁に、触媒成分を担持する中空体が集合して成る燃料電池用電極であって、
該中空体は、導電性であり、内径が１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする燃料電池用電極。
【請求項２】
上記中空体が、カーボン、銅、銀、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、チタン、スチール、ニッケル、コバルト又は少なくともこれら１種を含む複合体から成ることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用電極。
【請求項３】
外壁及び／又は内壁に、導電性粒子及び触媒成分を担持する中空体が集合して成る燃料電池用電極であって、
該中空体は、絶縁性であり、内径が１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする燃料電池用電極。
【請求項４】
上記中空体が、シリコン、チタン、ジルコニウム、バナジウム及びタンタルから成る群より選ばれた少なくとも１種のものを含む酸化物から成ることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池用電極。
【請求項５】
上記導電性粒子が、カーボン、銅、銀、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、チタン、スチール、ニッケル、コバルト又は少なくともこれら１種を含む複合体から成ることを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料電池用電極。
【請求項６】
上記触媒成分が、白金、パラジウム、ロジウム及びルテニウムから成る群より選ばれた少なくとも１種のものを含んで成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の燃料電池用電極。
【請求項７】
上記中空体の空間が螺旋状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の燃料電池用電極。
【請求項８】
上記中空体の外壁及び／又は内壁が凹凸状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の燃料電池用電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の燃料電池用電極を製造するに当たり、
無機構造体をテンプレートとして中空体の空間を形成することを特徴とする燃料電池用電極の製造方法。
【請求項１０】
無機構造体をグラファイト化が可能な樹脂でコーティングし、カーボン化した後に、該無機構造体を除去することを特徴とする請求項９に記載の燃料電池用電極の製造方法。
【請求項１１】
上記無機構造体がゲル化剤であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の燃料電池用電極の製造方法。
【請求項１２】
上記ゲル化剤の平均分子量が１００〜２０００であることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池用電極の製造方法。
【請求項１３】
上記樹脂が、ポリイミド及び／又はアクリロニトリルであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つの項に記載の燃料電池用電極の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の燃料電池用電極を適用したことを特徴とする燃料電池。
【請求項１５】
電解質にパーフルオロカーボンスルホン酸樹脂を用いることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池。
【請求項１６】
電解質に常温溶融塩を用いることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用電極、その製造方法及び燃料電池に係り、更に詳細には、電気化学反応における活性化エネルギーを低下させ得る燃料電池用電極、その製造方法及び燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の電極として、カーボンペーパに触媒ペーストを塗布し、ガス拡散電極を形成することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１２６６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のガス拡散電極においては、ガスの気道が確保できず、ガス拡散が不十分となり、拡散分極により発電性能が低下するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、三相界面でのガス拡散を向上させ、拡散分極を低減する燃料電池用電極、その製造方法及び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】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、微細な中空体を用いて構成することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明の燃料電池用電極は、外壁及び／又は内壁に、触媒成分を担持する中空体が集合して成る燃料電池用電極であって、
該中空体は、導電性であり、内径が１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の燃料電池用電極は、外壁及び／又は内壁に、導電性粒子及び触媒成分を担持する中空体が集合して成る燃料電池用電極であって、
該中空体は、絶縁性であり、内径が１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明の燃料電池用電極の好適形態は、上記中空体の空間が螺旋状であることを特徴とする。
【０００９】
更にまた、本発明の燃料電池用電極の他の好適形態は、上記中空体の外壁及び／又は内壁が凹凸状であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の燃料電池用電極の製造方法は、上記燃料電池用電極を製造するに当たり、
無機構造体をテンプレートとして中空体の空間を形成することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の燃料電池用電極の製造方法の好適形態は、無機構造体をグラファイト化が可能な樹脂でコーティングし、カーボン化した後に、該無機構造体を除去することを特徴とする。
【００１２】
更にまた、本発明の燃料電池用電極の製造方法の他の好適形態は、上記無機構造体がゲル化剤であること、その平均分子量が１００〜２０００であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の燃料電池用電極の製造方法の更に他の好適形態は、上記樹脂が、ポリイミド及び／又はアクリロニトリルであることを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の燃料電池は、燃料電池用電極を適用したことを特徴とする。
【００１５】
更にまた、本発明の燃料電池の好適形態は、電解質にパーフルオロカーボンスルホン酸樹脂を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の燃料電池の他の好適形態は、電解質に常温溶融塩を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、微細な中空体を用いて構成することとしたため、三相界面でのガス拡散を向上させ、拡散分極を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の燃料電池用電極について詳細に説明する。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「％」は特記しない限り質量百分率を示す。
【００１９】
本発明の第１の燃料電池用電極は、外壁、内壁のいずれか一方又は双方に、触媒成分を担持する中空体を、複数用いて構成される。
また、この中空体は、導電性材料から構成し、内径を１００〜１０００ｎｍとする。
【００２０】
これにより、中空状構造に気道が確保されるので、燃料電池に適用すれば、三相界面でのガス拡散が向上し、拡散分極が低減される。
なお、中空体の内径が１００ｎｍ未満では、後述のようにテンプレートを用いた空間の形成が困難となる。
【００２１】
ここで、上記中空体は、長さが数μｍ以下のものを使用できる。代表的には、１μｍ以下の長さであることが好ましい。
【００２２】
また、上記中空体を構成する導電性材料としては、例えば、カーボン、銅、銀、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、チタン、スチール、ニッケル、コバルト、及びこれらを任意に組合わせたものが挙げられる。
【００２３】
本発明の第２の燃料電池用電極は、中空体が絶縁性材料から構成されること、触媒成分とともに導電性粒子を担持すること、以外は第１の燃料電池用電極とほぼ同様の構成を有する。
【００２４】
これにより、中空状構造に気道が確保されるので、燃料電池に適用すれば、三相界面でのガス拡散が向上し、拡散分極が低減される。
【００２５】
ここで、上記中空体を構成する絶縁性材料としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）又はこれらの酸化物、及びこれらを任意に組合わせたものの酸化物が挙げられる。
かかる酸化物は安定性が高く、安価なものが多いため有効である。
【００２６】
また、上記導電性粒子としては、例えば、カーボン粒子、銅、銀、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、チタン、スチール、ニッケル、コバルト又は少なくともこれら１種を含む複合体からなる粒子などを使用できる。
なお、第１の燃料電池用電極においても、導電性粒子を触媒成分とともに担持できることは言うまでもない。
【００２７】
ここで、本発明の第１の燃料電池用電極、第２の燃料電池用電極においては、上記触媒成分として、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などを使用できる。
このときは、燃料電池に適用するガス拡散電極となり得る。また、燃料電池に適用すれば、発電効率が向上し得る。
【００２８】
また、上記中空体の空間は、螺旋状であることが好適である。
このときは、中空体内に気道がより確保され易くなるので、燃料電池に適用すれば、三相界面でのガス拡散を向上でき、拡散分極を低減できる。
また、単位容積当りの表面積が増加し、より多くの触媒成分を担持できるので、触媒反応性を向上できる。
なお、上記螺旋状には、中空体の空間が蛇腹状である場合なども含まれるものとする。
【００２９】
更に、上記中空体の外壁、内壁のいずれか一方又は双方は、凹凸状であることが好適である。
このときは、中空体内に気道がより確保され易くなるので、燃料電池に適用すれば、三相界面でのガス拡散を向上でき、拡散分極を低減できる。
また、単位容積当りの表面積が増加し、より多くの触媒成分を担持できるので、触媒反応性を向上できる。
なお、中空体に無数の連通孔を形成することで、ガスの拡散をより向上させ、触媒反応性を更に高めることも可能である。
なお、
【００３０】
また、燃料電池用電極は、かかる中空体を複数使用して厚さ２０〜５０μｍの層状に成形することが好ましい。このとき、中空体同士の間隙に電解質材料や各種バインダーを配設して、該中空体を固定することができる。
【００３１】
ここで、図１及び図２に、本発明の燃料電池用電極の一例を示す。
図１（下図）に示す燃料電池用電極は、カーボンから成る中空体４に、触媒成分５として白金（Ｐｔ）を担持させたものである。
また、図２（下図）に示す燃料電池用電極は、カーボンから成る中空体４に、触媒成分５としてのＰｔを、導電性粒子であるカーボン粒子に担持してから担持させたものである。
このような構成により、本発明の燃料電池用電極では、ガス拡散層と触媒成分層に同一の中空体を使用でき、この中空体のうち該触媒成分層に相当する部位に触媒成分を担持して得られる。
【００３２】
次に、本発明の燃料電池用電極の製造方法について詳細に説明する。
本発明の製造方法は、上述の燃料電池用電極を製造するに当たり、無機構造体をテンプレートとして中空体の空間を形成することを特徴とする。
【００３３】
代表的には、例えば、無機構造体をグラファイト化が可能な樹脂でコーティングし、焼成してカーボン化することで該無機構造体を除去することが好適である。
なお、無機構造体の表面形状を変更すること、例えば突起を設けることなどにより、作製した中空体の表面に無数の連通孔を形成することもできる。
【００３４】
また、例えば、セラミックスナノファイバーの中空体は、低分子ゲル化剤（有機ゲル化剤）であるナノファイバー構造体をテンプレートとして使用し、ゾルゲル重合の後、該低分子ゲル化剤を焼成して除去することで作製できる。
かかるセラミックスナノファイバーは螺旋状であり、表面に凹凸を発生させることも可能であるため、単位容積当りの表面積の増加に伴い、触媒の反応性をより向上させることが可能となる。
【００３５】
ここで、本発明で形成する中空体の条件を以下に列挙する。
（１）ガスの通過可能な空間を形成する大きさ（内径）を有していること。
（２）ガス拡散電極層に適用できる大きさであること。
（３）空間形成のためのテンプレート材料の溶解除去が可能なこと。
（４）焼成可能であること（耐熱性を有していること）。
【００３６】
また、図３に、本発明の製造方法の手順の一例を示す。
工程（１）では、中空体の形成に用いる無機構造体の外表面を、グラファイト化が可能な樹脂（ポリイミドやアクリロニトリル）でコーティングする。
工程（２）では、コーティングした樹脂を焼成し、カーボン化させる。
工程（３）では、無機構造体を除去する。
工程（４）では、作製した中空体（カーボン）に触媒（例えばＰｔ）を担持し、燃料電池用電極とする。
【００３７】
上記製造方法において、焼成は、５００℃程度から７００℃程度までの範囲で行うことができる。
このとき、７００℃程度で焼成処理を行うと、中空体の表面に凹凸が発生し易い。
【００３８】
また、上記無機構造体は、例えば、外径２００〜５００ｎｍ、内径５０〜３００ｎｍ、長さが数μｍの無機チューブであり、螺旋状の中空構造を有するセラミックスナノファイバーが挙げられる。
上記無機構造体の構成材料としては、金属やセラミック、シリカ等が挙げられる。
なお、工程（３）で無機構造体を除去する際は、該無機構造体が金属系であれば酸性溶液等を使用して除去し、シリカであればＨＦなどを使用して除去することができる。
【００３９】
更に、上記無機構造体は、ゲル化剤であることが好適である。
このときは、中空状構造を確実に形成し気道を確保することができる。よって、燃料電池に適用すれば、三相界面でのガス拡散を向上させ、拡散分極を低減することができる。
また、ゲル化剤を用いるときは、直径１００〜１０００ｎｍのテンプレートが作製可能となり、その結果、直径１００〜１０００ｎｍの空間（ガス気道）を形成できる。
【００４０】
また、上記ゲル化剤は、平均分子量が１００〜２０００であることが好適である。
代表的には、ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサンから合成したジアミド誘導体のゲル化剤などが挙げられる。
【００４１】
一方、上記グラファイト化が可能な樹脂としては、例えば、ポリイミド、アクリロニトリルのいずれか一方又は双方を使用できる。
このときは、中空状構造を確実に形成し気道を確保することができる。よって、燃料電池に適用すれば、三相界面でのガス拡散を向上させ、拡散分極を低減することができる。
【００４２】
次に、本発明の燃料電池について詳細に説明する。
本発明の燃料電池（セル又はスタック）は、上述の燃料電池用電極を適用して成る。
具体的には、図４に示すように、燃料電池用電極を空気極及び燃料極の双方に使用し、これらの電極で電解質層を挟持した構成とすることができる。
また、燃料電池用電極において、中空体の周囲には、電解質材料を配することができる。
【００４３】
ここで、空気極で用いる触媒成分としては、例えば、Ｐｔなどが挙げられる。
また、燃料極で用いる触媒成分としては、例えば、Ｐｔ、Ｒｕなどが挙げられる。
【００４４】
また、各電極にはセパレータを用いてガス流路を形成し、このセパレータを介して各電極に水素（又は水素を含有する燃料ガス）と、酸素（又は酸素を含有する酸化ガス）を供給できるようにした。
なお、電極は、燃料ガスを供給する側がアノード（燃料極）、酸化ガスを供給する側がカソード（空気極）となる。
【００４５】
この燃料電池で発電するときは、以下の一般式（１）〜（３）に示す電気化学反応が進行する。
Ｈ２  →  ２Ｈ＋  ＋  ２ｅ−                        …（１）
２Ｈ＋  ＋  ２ｅ−  ＋  （１／２）Ｏ２  →  Ｈ２Ｏ  …（２）
Ｈ２  ＋  （１／２）Ｏ２  →  Ｈ２Ｏ                …（３）
【００４６】
式（１）は、燃料電池の陰極側における反応を示している。
式（２）は、燃料電池の陽極側における反応を示している。
式（３）は、燃料電池全体で行なわれる反応となる。
なお、これらの反応は、三相界面で進行する。
【００４７】
このように、本発明の燃料電池は、中温域（１２０℃程度）の運転を可能とし、ラジエーター負荷を従来のＰＥＭ型燃料電池に対して低下させ、ラジエーターサイズを低減できる。
その結果、システム容積の低減、システム重量の軽量化が実現できる。
【００４８】
また、本発明の燃料電池においては、電解質にパーフルオロカーボンスルホン酸樹脂を用いることが好適である。
このときは、ＰＥＭ燃料電池に適用するガス拡散電極として有効であり、ＰＥＭ燃料電池の発電効率を向上できる。
【００４９】
更に、本発明の燃料電池においては、電解質に常温溶融塩を用いることが好適である。
このときは、中温域（１２０℃程度）の運転を可能とし、ラジエーター負荷を従来のＰＥＭ型燃料電池に対して低下できるので、ラジエーターサイズを縮小化できる。その結果、システム容積の低減、システム重量の軽量化が可能となる。
【００５０】
ここで、上記常温溶融塩としては、ブレンステッド酸−塩基型常温溶融塩や、親水性の常温溶融塩が挙げられる。
代表的には、任意のカチオン成分及びアニオン成分から構成されるイオン液体を用いることができる。
【００５１】
具体的には、上記カチオン成分としては、例えば、以下の化学式１〜３に示すイミダゾリウム誘導体（Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ、１〜３置換体）、化学式４に示すピリジニウム誘導体（Ｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）、化学式５に示すピロリジニウム誘導体（Ｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）、化学式６に示すアンモニウム誘導体（Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）、化学式７に示すホスフォニウム誘導体（Ｐｈｏｓｐｈｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）、化学式８〜１２に示すグアニジニウム誘導体（Ｇｕａｎｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）、化学式１３〜１５に示すイソウロニウム誘導体（Ｉｓｏｕｒｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）、などが挙げられる。
【００５２】
【化１】
2007035281.tif 000003
【００５３】
【化２】
2007035281.tif 000004
【００５４】
【化３】
2007035281.tif 000005
【００５５】
【化４】
2007035281.tif 000006
【００５６】
【化５】
2007035281.tif 000007
【００５７】
【化６】
2007035281.tif 000008
【００５８】
【化７】
2007035281.tif 000009
【００５９】
【化８】
2007035281.tif 000010
【００６０】
【化９】
2007035281.tif 000011
【００６１】
【化１０】
2007035281.tif 000012
【００６２】
【化１１】
2007035281.tif 000013
【００６３】
【化１２】
2007035281.tif 000014
【００６４】
【化１３】
2007035281.tif 000015
【００６５】
【化１４】
2007035281.tif 000016
【００６６】
【化１５】
2007035281.tif 000017
【００６７】
また、上記アニオン成分としては、例えば、以下の化学式１６に示すハロゲン類（Ｈａｌｏｇｅｎｉｄｅｓ）、化学式１７，１８に示すスルフェート類及びスルホン酸類（Ｓｕｌｆａｔｅｓ  ａｎｄ  ｓｕｌｆｏｎａｔｅｓ）、化学式１９に示すアミド類及びイミド類（Ａｍｉｄｅｓ  ａｎｄ  ｉｍｉｄｅｓ）、化学式２０に示すメタン類（Ｍｅｔｈａｎｅｓ）、化学式２１〜２６に示すホウ酸塩類（Ｂｏｒａｔｅｓ）、化学式２７，２８に示すリン酸塩類及びアンチモン類（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ  ａｎｄ  Ａｎｔｉｍｏｎａｔｅｓ）、化学式２９に示すその他の塩類、などが挙げられる。
【００６８】
【化１６】
2007035281.tif 000018
【００６９】
【化１７】
2007035281.tif 000019
【００７０】
【化１８】
2007035281.tif 000020
【００７１】
【化１９】
2007035281.tif 000021
【００７２】
【化２０】
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【００７３】
【化２１】
2007035281.tif 000023
【００７４】
【化２２】
2007035281.tif 000024
【００７５】
【化２３】
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【００７６】
【化２４】
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【００７７】
【化２５】
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【００７８】
【化２６】
2007035281.tif 000028
【００７９】
【化２７】
2007035281.tif 000029
【００８０】
【化２８】
2007035281.tif 000030
【００８１】
【化２９】
2007035281.tif 000031
【００８２】
なお、これらのカチオン成分又はアニオン成分は、１種又は２種以上を適宜組合わせて使用できる。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８４】
（実施例１）
１．電極層の作製
ガスの通過する気道を確保した中空体を形成し、その表面に触媒成分（Ｐｔ）を担持することにより、図１（下図）に示すような電極を作製した。
【００８５】
具体的には、テンプレートとして外径３００ｎｍ、内径２００ｎｍ、長さ１０００ｎｍのシリカ中空糸を５ｇ用意した。
この粒子の外表面を、ポリイミド３ｇを用いてコーティングした。
コーティングしたポリイミドを２０００℃で焼成し、カーボン化させた。
また、シリカ中空糸をＨＦを用いて除去した。
【００８６】
作製した中空体（カーボン）のうち、ガス拡散層に相当する部分以外に、触媒成分としてＰｔを担持し、燃料電池用電極とした。
【００８７】
２．電解質膜
電解質膜として、パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂（商標：デュポン社、商品名：ナフィオン）を使用した。
【００８８】
電解質膜を燃料電池用電極で挟持して、発電要素を作製した。
【００８９】
（比較例１）
【００９０】
１．ガス拡散層（ＧＤＬ）の作製
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）分散溶液をイオン交換水で１５％まで希釈した。
カーボンペーパをこのＰＴＦＥ溶液中に浸漬した。
余分なＰＴＦＥ分散溶液を除き、恒温槽で乾燥・焼成した。
ＰＴＦＥ分散溶液で撥水処理を施したカーボンペーパが得られた。
【００９１】
２．電極層の作製
（１）触媒ペーストの作製
図１（上図）に示すように、電極触媒である白金微粒子を、担体である直径１〜２ｎｍ程度のカーボン粒子に分散担持させ、白金担持カーボン層を得た。
【００９２】
具体的には、０．４％の白金を含有する塩化白金酸水溶液１００ｇ中に、導電性カーボンブラック粉末１ｇを、ホモジナイザを用いて十分に分散させた。
これにクエン酸ナトリウム３ｇを加え、還流反応装置を使用して８０℃に加熱し、白金の還元担持を行った。
この溶液を室温まで放冷した後、白金が担持されたカーボンを濾別して、白金担持カーボンブラック粉末（Ｐｔ／Ｃ）を得た。
この白金担持カーボンブラック粉末をペースト状にした。
【００９３】
（２）触媒ペーストの塗布
触媒ペーストと親水ゲル、常温溶融塩ゲルを混合した。この混合物をＰＴＦＥ撥水処理済カーボンペーパの片面に、スクリーン印刷法によって被覆し、乾燥、冷却して固着させた。
【００９４】
３．電解質膜
電解質膜として、パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂（商標：デュポン社、商品名：ナフィオン）を使用した。
【００９５】
電解質層を電極触媒層で挟持し、更にこれをガス拡散層で挟持して、発電要素を作製した。
【００９６】
＜性能評価＞
図４に示すような実験装置に、各例で得た発電要素をセットし、一方のガス拡散電極（アノード）へ水素、他方のガス拡散電極（カソード）へ酸素（空気）を供給し、燃料電池としての発電試験を行った。
【００９７】
実施例１及び比較例１の発電要素について、ＩＶ特性を比較した。
その結果、図５に示すように、比較例１と比べて、実施例１では、本発明の好適形態である電極を使用したので、ＩＶ特性が向上することが確認できた。
この結果より、本発明の燃料電池用電極は、三相界面での気道を確保することにより、図６に示す拡散分極を低下させることができ、発電特性が向上することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来の電極構造と本発明の電極構造の一例を示す概略図である。
【図２】従来の電極構造と本発明の電極構造の他の例を示す概略図である。
【図３】中空体の作製工程を示すフロー図である。
【図４】発電要素を示す概略図である。
【図５】実施例１及び比較例１の発電要素について、ＩＶ特性を比較したグラフである。
【図６】拡散分極による電圧損失を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９９】
１  ガス拡散層
２  触媒成分層
３  電解質膜
４  中空体
５  触媒成分
６  導電性粒子
７  セパレータ
８  ガス流路
【図１】
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【図２】
2007035281.tif 000033
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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