(57)【要約】【課題】過酸化水素の副生を伴う酸素還元反応を抑制することができる燃料電池を提供すること。【解決手段】  電解質膜７、電解質膜７の一方面に形成されるアノード８、および、電解質膜７の他方面に形成されるカソード９を有する膜電極接合体２と、膜電極接合体２の一方側に配置されるアノード側セパレータ５と、膜電極接合体２の他方側に配置されるカソード側セパレータ６とを備える燃料電池１において、カソード９とカソード側セパレータ６との間に、炭素を含有しない多孔体４を、カソード９に直接的に接触するように配置する。【選択図】図１
2016225099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜、前記電解質膜の一方面に形成されるアノード、および、前記電解質膜の他方面に形成されるカソードを有する膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の一方側に配置されるアノード側セパレータと、
前記膜電極接合体の他方側に配置されるカソード側セパレータと、
前記カソードと前記カソード側セパレータとの間に配置される多孔体と
を備え、
前記多孔体は、炭素を含有せず、前記カソードに直接的に接触することを特徴とする、燃料電池。
【請求項２】
前記カソードは、鉄に配位子が配位したＦｅ錯体の焼成体を含有し、前記配位子に含まれる炭素以外の炭素を含有しないことを特徴とする、請求項１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、車両などに搭載される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両などに搭載される燃料電池として、水素ガスなどの気体燃料や、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジンなどの液体燃料を使用する燃料電池が知られている。
【０００３】
このような燃料電池は、電解質層と、電解質層の両側にそれぞれ積層されるアノードおよびカソードとを備える単位セルが複数積層されたスタック構造として構成されている。
【０００４】
より具体的には、例えば、アニオン交換膜からなる電解質層と、電解質層を挟んで対向配置される燃料側電極および酸素側電極とを備え、燃料側電極には燃料側流路を介して燃料が供給され、また、酸素側電極には酸素側流路を介して酸素が供給される燃料電池が、提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２５４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のような燃料電池では、酸素側電極での酸素還元反応において、過酸化水素が副生する酸素還元反応が生じる場合がある。過酸化水素の副生を伴う酸素還元反応が生じると、その分、燃料電池の出力が低下する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、過酸化水素の副生を伴う酸素還元反応を抑制することができる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】
本発明は、
［１］電解質膜、前記電解質膜の一方面に形成されるアノード、および、前記電解質膜の他方面に形成されるカソードを有する膜電極接合体と、前記膜電極接合体の一方側に配置されるアノード側セパレータと、前記膜電極接合体の他方側に配置されるカソード側セパレータと、前記カソードと前記カソード側セパレータとの間に配置される多孔体とを備え、前記多孔体は、炭素を含有せず、前記カソードに直接的に接触することを特徴とする、燃料電池、
［２］前記カソードは、鉄に配位子が配位したＦｅ錯体の焼成体を含有し、前記配位子に含まれる炭素以外の炭素を含有しないことを特徴とする、上記［１］に記載の燃料電池
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の燃料電池によれば、カソードとカソード側セパレータとの間に、炭素を含有しない多孔体が、カソードに直接的に接触するように配置される。
【００１０】
そのため、過酸化水素の副生を伴う酸素還元反応を抑制することができる。
【００１１】
また、カソードが、配位子に含まれる炭素以外の炭素を含有せずに、鉄に配位子が配位したＦｅ錯体の焼成体を含有すると、過酸化水素の副生を伴う酸素還元反応を、より抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の燃料電池の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図２は、図１に示す燃料電池の分解斜視図である。
【図３】図３は、実施例２〜４について、酸素還元触媒の配合割合と、過酸化水素発生量および開回路電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．燃料電池
燃料電池１は、通常、複数の燃料電池セルＳが積層されたスタック構造として構成されているが、図１においては、図解しやすいように１つの燃料電池セルＳのみを示している。
【００１４】
燃料電池１は、燃料成分と水とを含む液体燃料が直接供給される直接液体燃料形燃料電池であり、アニオン交換型燃料電池として構成されている。
【００１５】
燃料成分としては、例えば、分子中に水素原子を含有する含水素液体燃料が挙げられ、具体的には、メタノールなどのアルコール類、ジメチルエーテルなどのアルキル基を有するエーテル類、ヒドラジン類などが挙げられ、好ましくは、アルコール類およびヒドラジン類が挙げられ、さらに好ましくは、ヒドラジン類が挙げられる。
【００１６】
また、液体燃料には、例えば、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物が、適宜の割合で添加される。
【００１７】
燃料電池セルＳは、図１および図２に示すように、膜電極接合体２、燃料拡散シート３、多孔体４、アノード側セパレータ５、および、カソード側セパレータ６を有している。
【００１８】
膜電極接合体２は、電解質膜７、アノード８、および、カソード９を備えている。
【００１９】
電解質膜７は、アニオン交換型の固体高分子電解質膜から形成されている。
【００２０】
アノード８は、電解質膜７の厚み方向一方側の表面に、薄層として積層されている。アノード８は、例えば、燃料酸化触媒を担持した触媒担体を含有している。なお、アノード８は、触媒担体を用いずに、燃料酸化触媒から、直接形成することもできる。
【００２１】
燃料酸化触媒としては、特に制限されず、例えば、白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ））、鉄族元素（鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ））などの周期表第８〜１０（ＶＩＩＩ）族元素や、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの周期表第１１（ＩＢ）族元素などが挙げられる。これらのうち、好ましくは、ニッケル、コバルト、白金が挙げられ、より好ましくは、ニッケルが挙げられる。また、これらは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００２２】
アノード８に用いられる触媒担体としては、例えば、カーボン粒子などが挙げられる。
【００２３】
アノード８を形成するには、例えば、燃料酸化触媒をバインダーとともに溶媒に分散させて得られるインクを、電解質膜７の厚み方向一方面に塗布し、乾燥する。なお、このように、アノード８を電解質膜７の厚み方向一方面に直接形成する場合、バインダーとしては、電解質膜７との親和性を考慮して選択される。例えば、電解質膜７が、アニオン交換型の固体高分子電解質膜である場合、アニオン交換樹脂をバインダーとすることができる。
【００２４】
アノード８において、燃料酸化触媒の担持量は、例えば、０．０５ｍｇ／ｃｍ２以上、好ましくは、０．１ｍｇ／ｃｍ２以上であり、例えば、１０ｍｇ／ｃｍ２以下、好ましくは、５ｍｇ／ｃｍ２以下である。
【００２５】
カソード９は、電解質膜７に対してアノード８の反対側、すなわち、電解質膜７の厚み方向他方側の表面に、薄層として積層されている。カソード９は、酸素還元触媒を含有する。
【００２６】
また、酸素還元触媒としては、例えば、導電性高分子とカーボンとからなる複合体（以下、この複合体を「カーボンコンポジット」という。）に、遷移金属が担持されている材料が挙げられる。
【００２７】
遷移金属としては、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ランタン（Ｌａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などが挙げられる。これらの遷移金属は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００２８】
導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリビニルカルバゾール、ポリトリフェニルアミン、ポリピリジン、ポリピリミジン、ポリキノキサリン、ポリフェニルキノキサリン、ポリイソチアナフテン、ポリピリジンジイル、ポリチエニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルラン、ポリアセン、ポリフラン、ポリアズレン、ポリインドール、ポリジアミノアントラキノンなどが挙げられる。これらの導電性高分子は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００２９】
また、酸素還元触媒としては、例えば、上記した遷移金属に配位子が配位した遷移金属錯体の焼成体が挙げられる。
【００３０】
遷移金属としては、好ましくは、鉄が挙げられる。すなわち、酸素還元触媒としては、好ましくは、鉄に配位子が配位したＦｅ錯体の焼成体が挙げられる。なお、酸素還元触媒は、例えば、炭素を含有しない触媒担体に担持された状態で、カソード９に含有されることもできる。
【００３１】
遷移金属に配位する配位子としては、例えば、フェナントロリン（例えば、１，１０−フェナントロリン）、サルコミン、ナイカルバジン、ピロール、ポルフィリン、テトラメトキシフェニルポルフィリン、ジベンゾテトラアザアヌレン、フタロシアニン、コリン、クロリン、または、これらの誘導体が挙げられる。
【００３２】
配位子としては、好ましくは、フェナントロリン、サルコミン、ナイカルバジン、または、これらの誘導体が挙げられ、より好ましくは、フェナントロリン、ナイカルバジンが挙げられる。
【００３３】
カソード９は、好ましくは、鉄に配位子が配位したＦｅ錯体の焼成体からなる酸素還元触媒を含有し、配位子に起因する炭素以外の炭素を含有しない。
【００３４】
カソード９に含有されない、配位子に起因する炭素以外の炭素としては、具体的には、オイルファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラック、例えば、黒鉛、炭素繊維などが挙げられる。
【００３５】
カソード９は、例えば、上記したアノード８の形成と同様に形成することができる。
【００３６】
また、カソード９は、フッ素樹脂などの樹脂シートを介して、電解質膜７に形成することもできる。詳しくは、例えば、酸素還元触媒をバインダーとともに溶媒に分散させて得られるインクを、樹脂シートの厚み方向一方面に塗布し、乾燥、熱処理して、触媒層付シートを作製し、得られた触媒層付シートを電解質膜７の表面に圧着する。なお、この場合、バインダーとしては、樹脂シートとの親和性を考慮して選択される。例えば、樹脂シートが、フッ素樹脂からなる場合、ポリテトラフルオロエチレンや、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体などのフッ素樹脂をバインダーとすることができる。
【００３７】
カソード９において、酸素還元触媒の担持量は、例えば、０．０５ｍｇ／ｃｍ２以上、好ましくは、０．１ｍｇ／ｃｍ２以上であり、例えば、１０ｍｇ／ｃｍ２以下、好ましくは、５ｍｇ／ｃｍ２以下である。
【００３８】
燃料拡散シート３は、アノード８の厚み方向一方面に接触するように、膜電極接合体２の厚み方向一方側に積層されている。燃料拡散シート３は、液体燃料を通過させるための細孔を有している。
【００３９】
燃料拡散シート３の材料としては、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、炭素繊維不織布などが挙げられ、好ましくは、カーボンクロスが挙げられる。また、燃料拡散シート３は、必要によりフッ素処理されていてもよい。
【００４０】
多孔体４は、カソード９の厚み方向他方面に接触するように、膜電極接合体２の厚み方向他方側に積層されている。
【００４１】
多孔体４としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ３１０）など、剛性と耐腐食性とを有する金属（純金属および合金を含む。）からなる。多孔体の形態としては、例えば、網（メッシュ）や、パンチングメタルなどが挙げられる。多孔体４は、炭素を含有しない。
【００４２】
多孔体４の厚みは、例えば、０．５ｍｍ以上、好ましくは、０．７５ｍｍ以上であり、例えば、１．０ｍｍ以下である。
【００４３】
多孔体４の孔（多孔体４が網である場合には、網目であり、パンチングメタルである場合には、パンチ孔である。）の孔径は、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、０．３ｍｍ以上であり、例えば、１ｍｍ以下、好ましくは、０．５ｍｍ以下である。
【００４４】
また、多孔体４の単位面積（１ｃｍ２）当たりの開口面積は、例えば、０．５ｃｍ２以上、好ましくは、０．７ｃｍ２以上であり、例えば、０．９ｃｍ２以下、好ましくは、０．８ｃｍ２以下である。
【００４５】
アノード側セパレータ５は、燃料拡散シート３の厚み方向一方面に接触するように、膜電極接合体２の厚み方向一方側に対向配置されている。アノード側セパレータ５は、ガス不透過性の導電性材料から形成されている。アノード側セパレータ５は、燃料流路１０を有している。
【００４６】
燃料流路１０は、アノード側セパレータ５の厚み方向他方面に形成されている。燃料流路１０は、アノード側セパレータ５の厚み方向他方面から厚み方向一方へ凹む凹溝であり、幅方向に折り返されながら、上下方向に延びる葛折り形状に形成されている。燃料流路１０は、燃料拡散シート３に向かい合っている。すなわち、燃料流路１０とアノード８との間には、燃料拡散シート３が介在されている。
【００４７】
カソード側セパレータ６は、多孔体４の厚み方向他方面に接触するように、膜電極接合体２の厚み方向他方側に対向配置されている。カソード側セパレータ６は、ガス不透過性の導電性材料から形成されている。カソード側セパレータ６は、凹部１１を有している。
【００４８】
凹部１１は、カソード側セパレータ６の厚み方向一方面の中央部分に形成されている。凹部１１は、カソード側セパレータ６の厚み方向一方面から厚み方向他方へ凹み、厚み方向から見て略矩形状に形成されている。
【００４９】
凹部１１は、多孔体４を収容できるようなサイズ、すなわち、多孔体４とほぼ同じサイズであり、厚み方向から見て略矩形状に形成されている。凹部１１内には、多孔体４が収容されている。
【００５０】
なお、複数の燃料電池セルＳが積層されたスタック構造として構成される場合には、アノード側セパレータ５の厚み方向一方面には、隣りの膜電極接合体２のカソード９に向かい合う凹部１１が形成される。また、カソード側セパレータ６の厚み方向他方面には、隣りの膜電極接合体２のアノード８に向かい合う燃料流路１０が形成される。
２．発電
次いで、燃料電池１における発電について説明する。
【００５１】
図１に示すように、燃料電池１の燃料流路１０に液体燃料が供給されると、燃料流路１０に供給された液体燃料は、燃料拡散シート３と接触しながら燃料流路１０内を下側から上側へ流れる。このとき、燃料流路１０内を流れる液体燃料は、燃料拡散シート３の細孔を通過して、アノード８に供給される。
【００５２】
なお、アノード８に供給された液体燃料の一部は、電解質膜７を透過し、カソード９に漏出する（クロスリーク）。これにより、液体燃料に含まれる水がカソード９に供給される。
【００５３】
また、外部からの空気は、燃料電池１の凹部１１に供給される。
【００５４】
凹部１１に供給された空気は、凹部１１内を上側から下側へ流れる。このとき、凹部１１内を流れる空気は、多孔体４の孔を通過して、カソード９に供給される。
【００５５】
これにより、燃料電池１では、燃料成分がヒドラジンである場合には、下記反応式（１）〜（３）で表される電気化学反応が生じ、発電が行なわれる。
（１）Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  （アノード８での反応）
（２）Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−  （カソード９での反応）
（３）Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ  （燃料電池１全体での反応）
また、燃料成分がメタノールである場合には、下記反応式（４）〜（６）で表される電気化学反応が生じ、発電が行なわれる。
（４）ＣＨ３ＯＨ＋６ＯＨ−→ＣＯ２＋５Ｈ２Ｏ＋６ｅ−  （アノード８での反応）
（５）Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−  （カソード９での反応）
（６）ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ  （燃料電池１全体での反応）
これらの反応により、燃料成分（Ｎ２Ｈ４またはＣＨ３ＯＨ）が消費されるとともに、水（Ｈ２Ｏ）およびガス（Ｎ２またはＣＯ２）が生成され、起電力（ｅ−）が発生する。
３．作用効果
上記した発電において、カソード９では、上記（２）、（５）に示す酸素還元反応とともに、副反応として、下記（７）に示すように、過酸化水素の発生を伴う酸素還元反応が起こる場合がある。
（７）Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→ＨＯ２−＋ＯＨ−  （カソード９での副反応）
ここで、上記（７）に示す副反応は、炭素によって、選択的に促進される傾向にある。
【００５６】
また、液体燃料に水酸化カリウムなどのアルカリ性の電解質が含まれていると、液体燃料がクロスリークによってカソード９や空気拡散シートの多孔質層（カソード９とカソード側セパレータ６との間に空気拡散シートが設けられている場合）に漏出したときに、上記（７）に示す副反応が、さらに促進される傾向にある。
【００５７】
そのため、カソード９の周辺に炭素が存在していると、上記（７）に示す副反応が促進され、その分、上記（２）、（５）に示す酸素還元反応が抑制されることにより、燃料電池１の出力が低下する。
【００５８】
しかし、本発明の燃料電池１によれば、カソード９とカソード側セパレータ６との間に、炭素を含有しない多孔体４が、カソード９に直接的に接触するように配置される。
【００５９】
そのため、過酸化水素の副生を伴う酸素還元反応（上記（７）に示す。）を抑制することができる。
【００６０】
また、カソード９が、配位子に含まれる炭素以外の炭素を含有せず、鉄に配位子が配位したＦｅ錯体の焼成体を含有すると、過酸化水素の副生を伴う酸素還元反応（上記（７）に示す。）を、より抑制することができる。
【００６１】
その結果、燃料電池１の出力の低下を抑制することができる。
【００６２】
なお、上記した実施形態において、液体燃料の代わりに、水素ガスを用いることもできる。
【実施例】
【００６３】
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「％」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
１．各実施例および各比較例
実施例１
（１）膜電極接合体の作製
（１−１）アノードの形成
Ｎｉ担持カーボン触媒(Ｃａｔａｌｅｒ社製)０．１５ｇと、溶媒（テトラヒドロフランと１−プロピルアルコールとの質量比１：１での混合物）１．５ｇとを超音波処理により、２５℃で１０分間分散した。
【００６４】
次いで、得られた混合物に、２質量％アニオン交換樹脂溶液（溶媒：テトラヒドロフランと１−プロピルアルコールとの質量比１：１での混合物）１．０ｇを加えた。
【００６５】
次いで、２５℃で３分間超音波で分散することにより、アノード用インクを調製した。
【００６６】
得られたアノード用インクを、アニオン交換膜（電解質膜）の一方面を被覆するように、スプレー法により塗布した。
【００６７】
その後、２５℃で乾燥することにより、アノードを形成した。
【００６８】
アノードの触媒担持量は、２．６ｍｇ／ｃｍ２であった。
（１−２）カソードの形成
白金触媒(ＡＹ１０２０、田中貴金属社製）、水１．２ｇ、１−プロピルアルコール１．１ｇ、４０質量％ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)溶液０．１２ｇ、および、４０質量％ＦＥＰ(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)溶液０．１２ｇを、超音波処理により２５℃で５分間分散した。
【００６９】
その後、更に６０分間スターラで攪拌し、カソード用インクを調製した。
【００７０】
得られたカソード用インクをフッ素樹脂製シート上に塗布し、３５℃で３０分間乾燥した後、２６０℃で３０分間熱処理を行い、触媒層付シートを形成した。
【００７１】
触媒層付シートの触媒担持量は２．０ｍｇ/ｃｍ２であった。
【００７２】
その後、得られた触媒層付シートを切り取り、１００℃、２５ＭＰａで、アニオン交換膜の他方面（アノードが形成される表面と反対側の表面）へ圧着して、カソードを形成した。
（２）燃料電池セルの組み立て
上記（１）の方法によりアノードおよびカソードが形成された膜電極接合体のアノードにカーボンシート（燃料拡散シート）を接合するとともに、カソードに、ニッケル（Ｎｉ）からなるポーラスセパレータ（多孔体）を接合した。
【００７３】
得られた接合体にシール材を取り付け、アノード側セパレータとカソード側セパレータとで挟み込むことにより、燃料電池セルを組み立てた。
【００７４】
実施例２
（１）膜電極接合体の作製
（１−１）アノードの形成
実施例１と同様にして、アニオン交換膜の一方面にアノードを形成した。
（１−２）カソードの形成
Ｆｅナイカルバジン系触媒（ＮＰＣ−２０００、Ｐａｊａｒｉｔｏ社製）０．０５ｇと、溶媒（テトラヒドロフランと１−プロピルアルコールとの質量比１：１での混合物）１．５ｇとを超音波処理により、２５℃で１０分間分散した。
【００７５】
得られた混合物に、２質量％アニオン交換樹脂溶液（溶媒：テトラヒドロフランと１−プロピルアルコールとの質量比１：１での混合物）１．０ｇを加えた。
【００７６】
そして、２５℃で３分間超音波で分散することにより、カソード用インクを調製した。
【００７７】
得られたカソード用インクを、アニオン交換膜の他方面（アノードが形成される表面と反対側の表面）を被覆するように、スプレー法により塗布した。
【００７８】
その後、２５℃で乾燥することにより、カソードを形成した。
【００７９】
カソードの触媒担持量は、１．０ｍｇ／ｃｍ２であった。
（２）燃料電池セルの組み立て
実施例１と同様にして、燃料電池セルを組み立てた。
【００８０】
実施例３
Ｆｅナイカルバジン系触媒０．０５ｇに代えて、Ｆｅナイカルバジン系触媒０．０３ｇとケッチェンブラック０．０２ｇとを分散させたカソード用インクを用いた以外は、実施例２と同様にして、燃料電池セルを得た。
【００８１】
実施例４
Ｆｅナイカルバジン系触媒０．０５ｇに代えて、ケッチェンブラック０．０５ｇを分散させたカソード用インクを用いた以外は、実施例２と同様にして、燃料電池セルを得た。
【００８２】
比較例１
ポーラスセパレータの代わりに、アノードと同じく、カーボンシートを接合し、前述のアノード用セパレータ同様の流路形状を有するカソード用セパレータを用いた以外は、実施例１と同様にして、燃料電池セルを得た。
２．性能試験
（１）開回路電圧の測定
各実施例および各比較例で得られた燃料電池セルについて、開回路電圧を、電子負荷（Ｓｃｒｉｂｎｅｒ社製）により測定した。
【００８３】
なお、測定時には、アノードに、水加ヒドラジン１ｍｏｌ／ｄｍ３・１Ｎ水酸化カリウム水溶液を、１．２ｍＬ／ｍｉｎの速度で供給し、カソードに、２５℃の飽和加湿空気を０．１Ｌ／ｍｉｎの速度で供給した。燃料電池セルのセル運転温度は６０℃とした。
【００８４】
実施例１の開回路電圧は、０．９Ｖであった。また、比較例１の開回路電圧は、０．８Ｖであった。
【００８５】
実施例１と比較例１とを比較すると、カソード側において、カーボンシートに代えてニッケル（Ｎｉ）からなるポーラスセパレータを用いることにより、開回路電圧が０．８Ｖから０．９Ｖに向上することがわかる。
【００８６】
また、実施例２〜４の開回路電圧を、図３に示す。
（２）過酸化水素発生量の測定
開回路電圧を測定するときのカソード側の廃液を採取し、過酸化水素試験紙（菱江化学社製）により、廃液中の過酸化水素発生量を測定した。実施例２〜４の過酸化水素発生量を、図３に示す。
【００８７】
図３に示すように、実施例２と、実施例３および４とを比較すると、Ｆｅナイカルバジン系触媒とケッチェンブラックとの総量に対するＦｅナイカルバジン系触媒の配合比率が高くなる（ケッチェンブラックの配合比率が低くなる）につれて、過酸化水素発生量が低くなり、かつ、開回路電圧が高くなる傾向が読み取れる。
【００８８】
この傾向から、ケッチェンブラックの配合比率が低下することにより、過酸化水素の発生を伴う酸素還元反応が抑制され、電池性能が向上すると考察できる。
【符号の説明】
【００８９】
１      燃料電池
２      膜電極接合体
４      多孔体
５      アノード側セパレータ
６      カソード側セパレータ
７      電解質膜
８      アノード
９      カソード
【図１】
2016225099.tif 000003
【図２】
2016225099.tif 000004
【図３】
2016225099.tif 000005