(57)【要約】【課題】膜電極接合体の触媒層とガス拡散層との間の十分な接合強度を得る。【解決手段】電解質膜の表面に触媒層が形成された触媒層形成電解質膜と、触媒層に接合されたガス拡散層と、を有する膜電極接合体である。ガス拡散層は、拡散基材層と、拡散基材層上に形成されて触媒層に接合された接合層と、を備える。ガス拡散層を所定の接合圧力で触媒層へ接合する場合に、変形量＝（接合圧力／硬度）・変形寄与厚み・塑性変形率で表される接合層の変形量が接合層の表面粗さよりも大きくなるように、接合層の表面粗さ、硬度、塑性変形率、および、変形寄与厚みが規定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の表面に触媒層が形成された触媒層形成電解質膜と、前記触媒層に接合されたガス拡散層と、を有する膜電極接合体であって、
前記ガス拡散層は、拡散基材層と、前記拡散基材層上に形成されて前記触媒層に接合された接合層と、を備え、
前記ガス拡散層を所定の接合圧力で前記触媒層へ接合する場合に、
変形量＝（接合圧力／硬度）×変形寄与厚み×塑性変形率
で表される前記接合層の変形量が前記接合層の表面粗さよりも大きくなるように、前記接合層の表面粗さ、硬度、塑性変形率、および、変形寄与厚みが規定されている、膜電極接合体。
【請求項２】
請求項１に記載の膜電極接合体であって、
前記表面粗さは算術平均粗さで規定される、膜電極接合体。
【請求項３】
請求項１に記載の膜電極接合体であって、
前記表面粗さは最大高さで規定される、膜電極接合体。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の膜電極接合体であって、
前記拡散基材層は多孔質層であり、
前記接合層は前記拡散基材層よりも微細な多孔質性を有する微細多孔質層である、膜電極接合体。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の膜電極接合体であって、
前記接合層は撥水性を有する撥水層である、膜電極接合体。
【請求項６】
電解質膜の表面に触媒層が形成された触媒層形成電解質膜の前記触媒層にガス拡散層を接合する工程を含む膜電極接合体の作製方法であって、
前記ガス拡散層は、拡散基材層と、前記拡散基材層上に形成されて前記触媒層に接合される接合層と、を備え、
前記触媒層に前記ガス拡散層を接合する工程は、
変形量＝（接合圧力／硬度）×変形寄与厚み×塑性変形率
で表される前記接合層の変形量が前記接合層の表面粗さよりも大きくなるように規定された接合圧力で実行される、膜電極接合体の作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜電極接合体及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、通常、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）と、ＭＥＡを挟持するセパレータと、を備えるセルを直列に積層して構成される。ＭＥＡは、プロトン（Ｈ+）伝導性を有する固体高分子電解質膜（以下、単に「電解質膜」とも呼ぶ）と、電解質膜の両面に形成された触媒層と、各触媒層上に形成されたガス拡散層と、を備える。
【０００３】
ＭＥＡの作製方法としては、電解質膜の両面に触媒層が形成された触媒形成電解質膜（ＣＣＭ：Catalyst Coated Membrane）の触媒層の面にガス拡散層を加熱圧着して接合することにより作製する方法が一般的である（特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、上記のように、触媒層にガス拡散層を接合する場合に、接合前のガス拡散層の表面や触媒層の表面に凹凸が存在すると、接合強度が低くなるという問題がある。なお、表面の凹凸の度合いは、一般に、表面粗さで規定される。これに対して、触媒層表面の表面粗さを算術平均粗さを用いて１μｍ以下と規定し、ガス拡散層表面の表面粗さを算出平均粗さを用いて５μｍ以下と規定して、触媒層とガス拡散層とを密着させることにより接合強度を高める方法が開示されている（特許文献３参照）。
【０００５】
しかしながら、触媒層表面およびガス拡散層の表面粗さを算術平均粗さを用いて規定したとしてもそれぞれの表面の凹凸が無くなったわけでは無く、触媒層とガス拡散層とが密着されることはないため、接合強度を高める効果としては十分ではない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０２７２８４号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０３８７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５３０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、燃料電池で用いられる膜電極接合体の触媒層とガス拡散層との間の十分な接合強度を得ることが可能な技術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】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
電解質膜の表面に触媒層が形成された触媒層形成電解質膜と、前記触媒層に接合されたガス拡散層と、を有する膜電極接合体であって、
前記ガス拡散層は、拡散基材層と、前記拡散基材層上に形成されて前記触媒層に接合された接合層と、を備え、
前記ガス拡散層を所定の接合圧力で前記触媒層へ接合する場合に、
変形量＝（接合圧力／硬度）×変形寄与厚み×塑性変形率
で表される前記接合層の変形量が前記接合層の表面粗さよりも大きくなるように、前記接合層の表面粗さ、硬度、塑性変形率、および、変形寄与厚みが規定されている、膜電極接合体。
この膜電極接合体の構成では、触媒層に接合したガス拡散層の接合層の表面は、加えられた接合圧力によって表面粗さが無くなるように変形し、触媒層の表面の凹凸を埋めるように変形するので、触媒層とガス拡散層との接合面積を大きくすることが可能となり、触媒層とガス拡散層との接合強度を十分に確保することができる。
【００１０】
［適用例２］
適用例１に記載の膜電極接合体であって、
前記表面粗さは算術平均粗さで規定される、膜電極接合体。
算術平均粗さを用いれば、接合層の表面粗さ、すなわち、凹凸の度合いを容易に規定することができ、変形量が算術平均粗さよりも大きければ、接合層の表面は、表面粗さが無くなるように変形し、触媒層の表面の凹凸を埋めるように変形するので、触媒層とガス拡散層との接合面積を大きくすることが可能となり、触媒層とガス拡散層との接合強度を十分に確保することができる。
【００１１】
［適用例３］
適用例１に記載の膜電極接合体であって、
前記表面粗さは最大高さで規定される、膜電極接合体。
最大高さを用いた場合には、算術平均粗さを用いた場合よりも、触媒層とガス拡散層との接合強度を十分に確保することが可能となる。
【００１２】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一項に記載の膜電極接合体であって、
前記拡散基材層は多孔質層であり、
前記接合層は前記拡散基材層よりも微細な多孔質性を有する微細多孔質層である、膜電極接合体。
この場合、排水性を高めることが可能な微細多孔質層を接合層として備えるガス拡散層と触媒層との接合強度を十分に確保することが可能となる。
【００１３】
［適用例５］
適用例１ないし適用例３のいずれか一項に記載の膜電極接合体であって、
前記接合層は撥水性を有する撥水層である、膜電極接合体。
この場合、排水性を高めることが可能な撥水層を接合層として備えるガス拡散層と触媒層との接合強度を十分に確保することが可能となる。
【００１４】
［適用例６］
電解質膜の表面に触媒層が形成された触媒層形成電解質膜の前記触媒層にガス拡散層を接合する工程を含む膜電極接合体の作製方法であって、
前記ガス拡散層は、拡散基材層と、前記拡散基材層上に形成されて前記触媒層に接合される接合層と、を備え、
前記触媒層に前記ガス拡散層を接合する工程は、
変形量＝（接合圧力／硬度）×変形寄与厚み×塑性変形率
で表される前記接合層の変形量が前記接合層の表面粗さよりも大きくなるように規定された接合圧力で実行される、膜電極接合体の作成方法。
この場合、接合層の表面を、表面粗さが無くなるように変形させ、触媒層の表面の凹凸を埋めるように変形させて、接合面積を大きくして触媒層とガス拡散層とを接合させることが可能となり、触媒層とガス拡散層との接合強度を十分に確保することができる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、膜電極接合体や膜電極接合体の作製方法のほか、膜電極接合体を用いた燃料電池や燃料電池の作製方法等の種々の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態としての燃料電池１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】ＭＥＡ１０の作製手順を示す説明図である。
【図３】アノード側ガス拡散層１５のアノード側ＭＰＬ１５ｂの物性条件について示す説明図である。
【図４】押し込み硬さ試験によって得られる押し込み深さ−試験力特性の例を示す説明図である。
【図５】２種類の実施例のＭＥＡおよび４種類の比較例のＭＥＡの評価結果を示す一覧表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施形態：
Ｂ．実施例：
Ｃ．変形例：
【００１８】
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としての燃料電池１００の概略構成を示す説明図である。燃料電池１００は、膜電極接合体（ＭＥＡ）１０と、アノード側セパレータ２０と、カソード側セパレータ３０と、を備えている。アノード側セパレータ２０とカソード側セパレータ３０とは、ＭＥＡ１０を挟み込むように配置されている。
【００１９】
ＭＥＡ１０は、触媒層形成電解質膜（ＣＣＭ）１４と、ＣＣＭ１４のアノード側の面に形成されたアノード側ガス拡散層１５と、カソード側の面に形成されたカソード側ガス拡散層１６と、を備えている。ＣＣＭ１４は、電解質膜１１と、電解質膜１１のアノード側の面に形成されたアノード側触媒層１２と、カソード側の面に形成されたカソード側触媒層１３と、を備えている。アノード側ガス拡散層１５は、アノード側拡散基材層１５ａと、アノード側拡散基材層１５ａのアノード側触媒層１２側の面に形成されたアノード側微細多孔質層（ＭＰＬ：Micro Porous Layer）１５ｂと、を備えている。アノード側ガス拡散層１５は、アノード側ＭＰＬ１５ｂがアノード側触媒層１２に接するように形成されている。カソード側ガス拡散層１６は、カソード側拡散基材層１６ａと、カソード側拡散基材層１６ａのカソード側触媒層１３側の面に形成されたカソード側微細多孔質層（ＭＰＬ）１６ｂと、を備えている。カソード側ガス拡散層１６は、カソード側ＭＰＬ１６ｂがカソード側触媒層１３に接するように形成されている。なお、アノード側の構成とカソード側の構成とは、電解質膜１１を挟んで対称になっている。
【００２０】
電解質膜１１は、スルホン酸基を含むフッ素樹脂系イオン交換膜であり、デュポン社のナフィオン（登録商標）や、旭化成（株）のアシプレックス（登録商標）や、旭硝子（株）のフレミオン（登録商標）等を用いることができる。なお、電解質膜１１としては、スルホン酸基に限らず、リン酸基やカルボン酸基など、他のイオン交換基（電解質成分）を含む膜を用いることができる。
【００２１】
アノード側触媒層１２およびカソード側触媒層１３は、触媒として機能する白金等の白金族金属や白金族元素の合金が、導電性物質として機能するカーボンブラック等の炭素系材料に担持された触媒担持カーボンと、電解質膜１１と同様の電解質成分と、から構成される。
【００２２】
アノード側ガス拡散層１５のアノード側拡散基材層１５ａおよびカソード側ガス拡散層１６のカソード側拡散基材層１６ａは、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロスやガラス状カーボン等のカーボン多孔質体や、金属メッシュや発泡金属等の金属多孔質体を用いることができる。また、撥水性を得るために、拡散層用基材を、撥水ペーストでコーティング（撥水処理）したものを用いることができる。なお、撥水ペーストとしては、例えば、カーボン粉末と撥水性樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）との混合溶液を用いることができる。アノード側ガス拡散層１５のアノード側ＭＰＬ１５ｂおよびカソード側ガス拡散層１６のカソード側ＭＰＬ１６ｂは、アノード側拡散基材層１５ａおよびカソード側拡散基材層１６ａよりも微細な気孔を有しており、導電性部材としてのカーボンブラックと、撥水性部材としてのＰＴＦＥと、から構成される。なお、ＭＥＡ１０はガス拡散層も含むことから、ＭＥＧＡ（Membrane-Electrode＆Gas. Diffusion Layer Assembly）と呼ぶこともできる。
【００２３】
アノード側セパレータ２０およびカソード側セパレータ３０は、ガス不透過の導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、プレス成型した金属板によって構成することができる。アノード側セパレータ２０の表面は凸凹形状となっており、アノード側ガス拡散層１５のアノード側拡散基材層１５ａとの間には、燃料ガスが流れる燃料ガス流路２０ａが形成されている。同様にして、カソード側セパレータ３０とカソード側ガス拡散層１６のカソード側拡散基材層１６ａとの間には、酸化ガスが流れる酸化ガス流路３０ａが形成されている。なお、図１の例では、アノード側セパレータ２０は、互いに平行な複数の溝からなる凸凹形状を有しているが、これに限らず、アノード側セパレータ２０とアノード側拡散基材層１５ａとの間に燃料ガスの流路を形成可能な任意の形状とすることができる。また、カソード側セパレータ３０についても同様に、カソード側セパレータ３０とカソード側拡散基材層１６ａとの間に酸化ガスの流路を形成可能な任意の形状とすることができる。また、アノード側セパレータ２０やカソード側セパレータ３０を単に板状のセパレータとし、アノード側拡散基材層１５ａやカソード側拡散基材層１６ａとの間にガス流路層を別途設ける構造とすることもできる。
【００２４】
図１に示した燃料電池１００は、ＭＥＡ１０をアノード側セパレータ２０とカソード側セパレータ３０でＭＥＡ１０の両側から挟み込むことにより作製することができる。そして、ＭＥＡ１０は、以下で説明するように作製することができる。
【００２５】
図２は、ＭＥＡ１０の作製手順を示す説明図である。ＭＥＡ１０は、電解質膜１１上にアノード側触媒層１２およびカソード側触媒層１３が形成されたＣＣＭ１４の、アノード側触媒層１２上にアノード側ガス拡散層１５のアノード側ＭＰＬ１５ｂが接するように貼り合わせるとともに、カソード側触媒層１３上にカソード側ガス拡散層１６のカソード側ＭＰＬ１６ｂが接するように貼り合わせて加熱圧着することにより、作製することができる。
【００２６】
ＣＣＭ１４の形成は、例えば、上述した触媒担持カーボンおよび電解質成分を含む触媒インクを電解質膜１１上に塗工して焼成することにより実行することができる。また、アノード側ガス拡散層１５は、カーボンペーパー等のアノード側拡散基材層１５ａ上に、ＭＰＬ用ペーストを塗工して焼成することにより作製することができる。カソード側ガス拡散層１６も、同様にして作製することができる。ＭＰＬ用ペーストとしては、カーボン粉末と撥水性樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）と界面活性剤とを水に混ぜ合わせて混練したペーストを用いることができる。
【００２７】
図３は、アノード側ガス拡散層１５のアノード側ＭＰＬ１５ｂの物性条件について示す説明図である。図３（Ａ）に示すように、アノード側ガス拡散層１５のアノード側ＭＰＬ１５ｂは、下式（１）で表される変形量ε［μｍ］が表面粗さＲ［μｍ］よりも大きくなるように、その物性(表面粗さ、硬度、塑性変形率、厚み)が規定されている。なお、表面粗さＲはＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４）の算術平均粗さＲａで規定するものとする。
変形量ε＝（接合圧力［Ｎ／ｍｍ2］／硬度［Ｎ／ｍｍ2］）×厚み［μｍ］×塑性変形率  ・・・（１）
【００２８】
ここで、硬度はマルテンス硬さＨＭで規定するものとする。塑性変形率ηelastは弾性変形仕事量（弾性変形に要したエネルギー）Ｗplastと塑性変形仕事量（塑性変形に要したエネルギー）Ｗelastとの和に対する塑性変形仕事量Ｗelastの割合を示す。厚みは、アノード側ＭＰＬ１５ｂの厚みのうちの接合圧力による変形に寄与させる厚み（変形寄与厚み）の設定値であり、例えば、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４）の最大高さＲｙ×αに設定される。αは０．８〜１．４の範囲内で、ＭＰＬを構成する材料等に応じて適宜設定されることが望ましい。
【００２９】
マルテンス硬さＨＭおよび塑性変形率ηelastは、押し込み硬さ試験によって得られる押し込み深さ−試験力特性から求めることができる。なお、押し込み硬さ試験は、例えば、微小硬度計（島津製作所ＨＭＶ−１／２シリーズ）等の硬さ試験機を用いて行うことができる。図４は、押し込み硬さ試験によって得られる押し込み深さー試験力特性の例を示す説明図である。この押し込み深さー試験力特性は、圧子に負荷する試験力Ｆと押し込み深さｈとを連続的に測定し、最大試験力Ｆｍａｘで一定時間保持した後、圧子から除荷する試験力Ｆと押し込み深さｈとを連続的に測定して得られる。
【００３０】
マルテンス硬さＨＭは、負荷した試験力Ｆと圧子によるくぼみの表面積Ａｓ（ｈ）との商Ｆ／Ａｓ（ｈ）で定義され、くぼみの表面積Ａｓ（ｈ）はＫ×ｈ2で定義され、下式（２）で表される。
ＨＭ＝Ｆ／Ａｓ（ｈ）＝Ｆ／（Ｋ×ｈ2）  ・・・（２）
（２）式の試験力Ｆおよび押し込み深さｈとして、測定した押し込み深さー試験力特性から得られる最大試験力Ｆｍａｘおよび最大押し込み深さｈｍａｘ（図４参照）を代入することにより、マルテンス硬さＨＭを求めることができる。なお、Ｋは、圧子の形状で決まる定数であり、本例ではＫ＝２６．４３が用いられる。
【００３１】
弾性変形率ηelastは、上記したように、弾性変形仕事量Ｗplastと塑性変形仕事量Ｗelastとの和に対する塑性変形仕事量Ｗelastの割合であり、下式（３）で表される。
ηelast＝Ｗelast／（Ｗplast＋Ｗelast）  ・・・（３）
塑性変形仕事量Ｗelastは、図４の除荷過程における試験力Ｆと押し込み深さｈの変化領域に相当し、この領域の面積を算出することにより求めることができる。また、弾性変形仕事量Ｗplastは、図４の負荷過程および保持過程における試験力Ｆと押し込み深さｈの変化の領域から、除荷過程における試験力Ｆと押し込み深さｈの変化の領域を除外した領域に相当し、この領域の面積を算出することにより求めることができる。そして、塑性変形率ηelastは、求めた塑性変形仕事量Ｗelastおよび弾性変形仕事量Ｗplastを（３）式に代入することにより求めることができる。
【００３２】
カソード側ガス拡散層１６のカソード側ＭＰＬ１６ｂも、アノード側ガス拡散層１５のアノード側ＭＰＬ１５ｂと同様に、その物性条件が規定される。
【００３３】
以上説明したように、図３（Ａ）に示すように、その物性条件が規定されたアノード側ガス拡散層１５のアノード側ＭＰＬ１５ｂおよびカソード側ガス拡散層１６のカソード側ＭＰＬ１６ｂは、設定された所定の接合圧力でそれぞれアノード側触媒層１２およびカソード側触媒層１３に圧着して接合した場合、図３（Ｂ）に示すように、上記（１）式で規定される変形量εで変形すると考えられる。そして、この変形量εは表面粗さＲよりも大きくなるように規定されているので、アノード側ＭＰＬ１５ｂおよびカソード側ＭＰＬ１６ｂは、表面粗さＲで規定される凹凸が無くなるように変形し、アノード側触媒層１２およびカソード側触媒層１３の表面の凹凸を埋めるように変形すると考えられる。この結果、アノード側ＭＰＬ１５ｂとアノード側触媒層１２の接合面積およびカソード側ＭＰＬ１６ｂとカソード側触媒層１３の接合面積を大きくすることが可能となり、触媒層とガス拡散層との間の接合強度を十分に確保することが可能となると考えられる。
【００３４】
また、ＭＥＡを構成する電解質膜自体は、その特性向上のために、薄膜化や、電解質膜補強層の低減あるいは電解質膜補強層の削除化が進められており、これに伴って電解質膜自体の機械的強度の低下が顕著となっている。これに対して、本実施形態のＭＥＡでは、十分な接合強度でガス拡散層を電解質膜上に形成された触媒層に接合することができるので、機械的強度の低下が著しい電解質膜の補強をガス拡散層で実行することができ、電解質膜の補強を効率的に行うことができる。
【００３５】
Ｂ．実施例：
ＭＰＬ用ペーストの作成条件としての混練強度や、ＭＰＬ用ペーストの焼成条件としての焼成温度および焼成時間等を変化させて、物性の異なったＭＰＬを有するガス拡散層を作製し、ＭＰＬの物性を測定した。作製した各ガス拡散層を同一条件のＣＣＭに所定の接合圧力に接合してＭＥＡを作製した。作製した各ＭＥＡのガス拡散層について９０°剥離試験を実施して接合力（接合強度）を評価した。ＭＰＬ用ペーストは、上記実施形態で説明したように、８：２の割合のカーボンおよびＰＴＦＥと界面活性剤とを水に混ぜ合わせた混合溶液をベースとしたものである。なお、混練強度や焼成温度を高くすれば、マルテンス硬さＨＭを上昇させることができ、焼成時間を長くすれば、塑性変形率ηelastを低下させることができる。厚み(変形寄与厚み)としては最大高さＲｙを用いることとした。ＣＣＭとしては、同一条件で作製されたものであればよく、特に制限はない。
【００３６】
図５は、２種類の実施例のＭＥＡおよび４種類の比較例のＭＥＡの評価結果を示す一覧表である。接合圧力は１．２［Ｎ／ｍｍ2］とした。実施例１，２のＭＥＡは、変形量ε＞表面粗さＲ（算術平均粗さＲａ）を満たしており、接合力が１０［Ｎ／ｍ］以上の十分高い接合強度を確保することができた。これに対して、比較例１〜４のＭＥＡは、変形量ε＞表面粗さＲ（算術平均粗さＲａ）を満たしておらず、表面粗さＲに比べて変形量εが小さくなるほど接合力が小さくなって十分な接合強度を確保することができない。具体的には、比較例１では接合力が５．４［Ｎ／ｍ］と実施例１，２に比べて１／２以下となり、比較例２〜４では接合力が０［Ｎ／ｍ］となって接合できない。この結果、変形量ε＞表面粗さＲ（算術平均粗さＲａ）を満たすようにその物性として硬度、塑性変形率、厚み（変形寄与厚み）、表面粗さ（算術平均粗さ）を規定すれば、ガス拡散層のＭＰＬとＣＣＭの触媒層との接合強度を十分に確保することが可能となることを確認することができた。
【００３７】
Ｃ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３８】
（１）変形例１
上述した実施形態では、表面粗さＲとして算術平均粗さＲａを用いて説明したが、最大高さＲｙを用いてもよい。最大高さＲｙは算術平均粗さＲａ以上となるので、最大高さＲｙを用いたほうが、接合強度を十分に確保する上で、その効果は高くなる。
【００３９】
（２）変形例２
上述した実施形態では、ガス拡散層の拡散基材層上に形成されたＭＰＬをＣＣＭの触媒層と接合する接合層とした場合を例に説明しているが、拡散基材層上に形成された撥水層をＣＣＭの触媒層と接合する接合層としてもよく、ガス拡散層の拡散基材層上に形成され接合層であって、ＣＣＭの触媒層と接合する層であれば適用可能である。
【００４０】
（３）変形例３
上述した実施形態では、所定の接合圧力で接合する場合に、変形量εが表面粗さＲよりも大きくなるＭＰＬの物性を規定する場合を例に説明したが、ＭＰＬの物性に応じて変形量εが表面粗さＲよりも大きくなるように接合圧力を設定して、ガス拡散層のＭＰＬとＣＣＭの触媒層とを接合させて、ＭＥＡを作製するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０…膜電極接合体（ＭＥＡ）
１１…電解質膜
１２…アノード側触媒層
１３…カソード側触媒層
１４…触媒層形成電解質膜（ＣＣＭ）
１５…アノード側ガス拡散層
１５ａ…アノード側拡散基材層
１５ｂ…アノード側微細多孔質層（アノード側ＭＰＬ）
１６…カソード側ガス拡散層
１６ａ…カソード側拡散基材層
１６ｂ…カソード側微細多孔質層（カソード側ＭＰＬ）
２０…アノード側セパレータ
２０ａ…燃料ガス流路
３０…カソード側セパレータ
３０ａ…酸化ガス流路
１００…燃料電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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