(57)【要約】【課題】アイオノマーによる触媒の被覆率の測定精度を向上させること。【解決手段】電極内の相対湿度が１００％以上となるように加湿された不活性ガスをカソード触媒層１４に供給し、アノード触媒層１６に水素ガスを供給し、前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に所定の印加範囲の電位を掃引して求めたサイクリックボルタモグラムから第１の電気二重層容量を測定する工程と、電極内の相対湿度が１００％未満となるように加湿された不活性ガスを前記カソード触媒層に供給し、前記アノード触媒層に水素ガスを供給し、前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に前記所定の印加範囲の電位を掃引して求めたサイクリックボルタモグラムから第２の電気二重層容量を測定する工程と、前記第１の電気二重層容量と前記第２の電気二重層容量とに基づいて、アイオノマー７４による触媒７２の被覆率を算出する工程と、を備える触媒の被覆率の測定方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒を担持するカーボンと、アイオノマーと、を有する電極において、前記アイオノマーによる前記触媒の被覆率を測定する方法であって、
電極内の相対湿度が１００％以上となるように加湿された不活性ガスを測定電極に供給すると共に、前記測定電極と電解質膜を隔てて対向する対向電極に水素ガスを供給し、前記測定電極と前記対向電極との間に所定の印加範囲の電位を掃引して求めたサイクリックボルタモグラムから第１の電気二重層容量を測定する工程と、
電極内の相対湿度が１００％未満となるように加湿された不活性ガスを測定電極に供給すると共に、前記対向電極に水素ガスを供給し、前記測定電極と前記対向電極との間に前記所定の印加範囲の電位を掃引して求めたサイクリックボルタモグラムから第２の電気二重層容量を測定する工程と、
前記第１の電気二重層容量と前記第２の電気二重層容量とに基づいて、前記アイオノマーによる前記触媒の被覆率を算出する工程と、を備えることを特徴とする触媒の被覆率の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒の被覆率の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば固体高分子形燃料電池において、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を構成する電極は、触媒を担持するカーボンと、アイオノマーと、を含む。アイオノマーは、触媒を担持するカーボンを被覆するように設けられ、アノード側で生じたプロトンをカソード側触媒に運搬する役割を担う。したがって、プロトンが触媒に到達できるよう、触媒はアイオノマーで被覆されていることが望ましい。しかしながら、一部の触媒においてアイオノマーで被覆されない場合が起こり得る。この場合、アイオノマーで被覆されていない触媒にはプロトンが到達できず、その結果、発電に寄与する触媒量が減少して十分な出力が得られなくなる場合がある。したがって、触媒がどの程度アイオノマーに被覆されているのかを評価することが望ましい。そこで、アイオノマーによって触媒がどの程度被覆されているか（アイオノマーによる触媒の被覆率）を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７１１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、測定電極をプロトン伝導性の純水とプロトン非伝導性のフッ素溶媒とのそれぞれに浸したときの触媒へのプロトンの吸着に関する電気量を取得し、それぞれの電気量を比較することで、アイオノマーによる触媒の被覆率を測定している。しかしながら、フッ素溶媒は、アイオノマーへの浸透性が高く、またカーボンとの親和性も高いため、アイオノマーで被覆されている部分にも浸透してしまう場合がある。この場合、本来アイオノマーで被覆されているにも関わらず、浸透してきたフッ素溶媒で覆われた触媒が生じてしまい、アイオノマーによる触媒の被覆率を低く測定してしまうことが起こり得る。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アイオノマーによる触媒の被覆率の測定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、触媒を担持するカーボンと、アイオノマーと、を有する電極において、前記アイオノマーによる前記触媒の被覆率を測定する方法であって、電極内の相対湿度が１００％以上となるように加湿された不活性ガスを測定電極に供給すると共に、前記測定電極と電解質膜を隔てて対向する対向電極に水素ガスを供給し、前記測定電極と前記対向電極との間に所定の印加範囲の電位を掃引して求めたサイクリックボルタモグラムから第１の電気二重層容量を測定する工程と、電極内の相対湿度が１００％未満となるように加湿された不活性ガスを測定電極に供給すると共に、前記対向電極に水素ガスを供給し、前記測定電極と前記対向電極との間に前記所定の印加範囲の電位を掃引して求めたサイクリックボルタモグラムから第２の電気二重層容量を測定する工程と、前記第１の電気二重層容量と前記第２の電気二重層容量とに基づいて、前記アイオノマーによる前記触媒の被覆率を算出する工程と、を備えることを特徴とする触媒の被覆率の測定方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アイオノマーによる触媒の被覆率の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は、固体高分子形燃料電池に用いられる膜電極接合体の断面図、図１（ｂ）は、カソード触媒層の電解質膜近傍の一部を拡大した図である。
【図２】図２は、プロトンの移動について説明する図である。
【図３】図３は、実施例１に係る触媒の被覆率の測定方法に用いられる測定系を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る触媒の被覆率の測定方法を示すフローチャートの一例である。
【図５】図５（ａ）は、カソード触媒層で水滴が発生した場合を示す図、図５（ｂ）は、カソード触媒層で水滴が発生しない場合を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、ＣＶ測定によって得られるサイクリックボルタモグラムの一例を示す図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の破線領域を拡大した図である。
【図７】図７は、活性評価の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１（ａ）は、固体高分子形燃料電池に用いられる膜電極接合体１０の断面図である。図１（ａ）のように、膜電極接合体１０は、電解質膜１２と、電解質膜１２を挟む一対の触媒電極層であるカソード触媒層１４及びアノード触媒層１６と、を含む。電解質膜１２は、フッ素系樹脂材料又は炭化水素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。カソード触媒層１４及びアノード触媒層１６は、電気化学反応を進行する触媒金属（例えば白金）を担持したカーボン粒子（触媒担持担体）と、プロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含む。
【００１１】
図１（ｂ）は、カソード触媒層１４の電解質膜１２近傍の一部を拡大した図である。なお、アノード触媒層１６はカソード触媒層１４と同じ構造であるため、アノード触媒層１６の電解質膜１２近傍の説明は省略する。図１（ｂ）のように、カソード触媒層１４は、カーボン粒子７０を含む。カーボン粒子７０は、多孔質のカーボン粒子である。多孔質のカーボン粒子としては、カーボンブラックが一般的ではあるが、その他にも黒鉛、炭素繊維、活性炭などやこれらの粉砕物、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブなどの炭素化合物などを用いることができる。
【００１２】
カーボン粒子７０の外表面や空孔内に、触媒（例えば白金）７２が担持されている。また、カーボン粒子７０の外表面や空孔内には、触媒７２を覆うようにアイオノマー７４が設けられている。アイオノマー７４はプロトン伝導性を有することから、電解質膜１２側から移動してきたプロトンは、アイオノマー７４内を移動することができ、アイオノマー７４で覆われている触媒７２に到達することができる。このプロトンの移動について、図２を用いて説明する。
【００１３】
図２は、プロトンの移動について説明する図である。図２のように、電解質膜１２側から伝導するプロトンは、アイオノマー７４内を移動して、アイオノマー７４で覆われている触媒７２ａに到達することができる。しかしながら、プロトンは、アイオノマー７４で覆われていない触媒７２ｂには到達することができない。つまり、触媒７２ａは発電に寄与することができるが、触媒７２ｂは発電に寄与することができない。電気化学反応に関与できる触媒の表面積（電気化学的有効比表面積：ＥＣＳＡ）を評価するには、触媒がどの程度アイオノマーで覆われているかを考慮することが好ましい。そこで、アイオノマー７４による触媒７２の被覆率の測定方法を以下に説明する。
【００１４】
図３は、実施例１に係る触媒の被覆率の測定方法に用いられる測定系１００を示す図である。図３のように、測定系１００は、膜電極接合体１０、カソード側ガス供給路２０、アノード側ガス供給路３０、電子負荷装置４０、ヒータ５０、及び加湿器６０ａ、６０ｂを備える。膜電極接合体１０は、上述したように、電解質膜１２と、電解質膜１２を挟むカソード触媒層１４及びアノード触媒層１６と、を含む。カソード触媒層１４には、カソード側ガス供給路２０を介して、加湿器６０ａで加湿された不活性ガスが供給される。不活性ガスとして、例えば窒素ガスや希ガス（例えばヘリウムガスやアルゴンガス）を用いることができる。不活性ガスを用いるのは、電気化学反応による水の生成を抑制するためである。アノード触媒層１６には、アノード側ガス供給路３０を介して、加湿器６０ｂで加湿された水素ガスが供給される。電子負荷装置４０は、例えばポテンションスタット／ガルバノスタットであり、カソード触媒層１４とアノード触媒層１６との間の電圧を制御する。ヒータ５０は、膜電極接合体１０の温度を調整する。
【００１５】
図４は、実施例１に係る触媒の被覆率の測定方法を示すフローチャートの一例である。なお、ここでは、カソード触媒層１４でのアイオノマー７４による触媒７２の被覆率を測定する場合を例に説明する。図４のように、ステップＳ１０において、ヒータ５０を用いて、膜電極接合体１０の温度を第１温度（例えば４５℃）に設定する。
【００１６】
次いで、ステップＳ１２において、第１温度以上の第２温度（例えば５５℃）で露点になるように加湿器６０ａで加湿された不活性ガスを、カソード側ガス供給路２０を介してカソード触媒層１４に供給する。次いで、ステップＳ１４において、加湿器６０ｂで加湿された水素ガスを、アノード側ガス供給路３０を介してアノード触媒層１６に供給する。これにより、アノード触媒層１６でプロトンが発生する。プロトンは、電解質膜１２を介してカソード触媒層１４に伝導する。なお、ステップＳ１２とＳ１４は、逆の順序で行ってもよいし、同時に行ってもよい。
【００１７】
ここで、カソード触媒層１４の温度が、加湿された不活性ガスの露点温度（第２温度）以下の温度（第１温度）に設定されていることから、カソード触媒層１４では加湿された不活性ガスによって水滴が発生する。例えば、露点温度が５５℃に設定された加湿不活性ガスが、４５℃に設定されたカソード触媒層１４に供給された場合の相対湿度が１６５％ＲＨとなり水滴が発生する。なお、以下において、カソード触媒層１４に水滴が発生する状態を湿潤状態と称す場合がある。
【００１８】
図５（ａ）は、カソード触媒層１４で水滴７６が発生した場合を示す図である。図５（ａ）のように、カソード触媒層１４で水滴７６が発生することで、カーボン粒子７０で担持され、アイオノマー７４で覆われていない触媒７２ｂは水滴７６で覆われることになる。水はプロトン伝導性を有することから、電解質膜１２を介してカソード触媒層１４に伝導したプロトンは、アイオノマー７４内だけでなく、水滴７６内も移動して、触媒７２ａ、７２ｂに到達するようになる。
【００１９】
図４に戻り、ステップＳ１６において、電子負荷装置４０を用いて、アノード触媒層１６の電位を基準としてカソード触媒層１４に予め設定した範囲の電位を掃引することで、湿潤状態でのＣＶ（サイクリックボルタンメトリー）測定を行う。次いで、ステップＳ１８において、湿潤状態でのＣＶ測定により得られたサイクリックボルタモグラムから第１の電気二重層容量を取得する。
【００２０】
ここで、電気二重層容量の取得について、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）は、ＣＶ測定によって得られるサイクリックボルタモグラムの一例を示す図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の破線領域を拡大した図である。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、開始電位０．０５Ｖから終了電位１．２Ｖまで正方向に５０ｍＶ／ｓｅｃの速さで掃引し、その後、開始電位１．２Ｖから終了電位０．０５Ｖまで負方向に５０ｍＶ／ｓｅｃの速さで掃引した場合のサイクリックボルタモグラムの一例を示している。また、湿潤状態でのＣＶ測定によって得られるサイクリックボルタモグラムに加え、後述する乾燥状態でのＣＶ測定によって得られるサイクリックボルタモグラムも示している。
【００２１】
図６（ａ）のように、電位を正方向に掃引した場合には、２つのピークＡ、Ｂが観測される。ピークＡは、触媒に吸着していたプロトンが脱離することに伴う電流変化に由来するものである。ピークＢは、触媒に酸化被膜が形成されることに伴う電流変化に由来するものである。また、電位を負方向に掃引した場合には、２つのピークＣ、Ｄが観測される。ピークＣは、触媒に形成された酸化被膜が還元されることに伴う電流変化に由来するものである。ピークＤは、触媒にプロトンが吸着することに伴う電流変化に由来するものである。
【００２２】
正方向の掃引では、プロトンの脱離に伴うピークＡと酸化被膜の形成に伴うピークＢとの間に、電流値がブロードとなる領域（破線の円内における領域）が観測される。同様に、負方向の掃引でも、酸化被膜の還元に伴うピークＣとプロトンの吸着に伴うピークＤとの間に、電流値がブロードとなる領域（破線の円内における領域）が観測される。このブロードな領域が、電気二重層領域である。したがって、図６（ｂ）の実線矢印のように、この領域での電流値幅を求めることで、電気二重層容量を測定することができる。なお、湿潤状態では、図５（ａ）のように、アイオノマー７４で覆われていない触媒７２ｂは水滴７６で覆われていることから、電気二重層は、アイオノマー７４又は水滴７６で覆われたカーボン粒子７０の表面及び触媒７２ａ、７２ｂの表面に形成される。
【００２３】
ステップＳ１８で第１の電気二重層容量を取得した後は、例えば不活性ガス及び水素ガスの供給を一時停止する。次いで、ステップＳ２０において、ヒータ５０を用いて、膜電極接合体１０の温度を第２温度（例えば５５℃）よりも高い第３温度（例えば８０℃）に設定する。次いで、ステップＳ２２において、第２温度（例えば５５℃）で露点になるように加湿器６０ａで加湿された不活性ガスを、カソード側ガス供給路２０を介してカソード触媒層１４に供給する。次いで、ステップＳ２４において、加湿器６０ｂで加湿された水素ガスを、アノード側ガス供給路３０を介してアノード触媒層１６に供給する。なお、ステップＳ２２とＳ２４は、逆の順序で行ってもよいし、同時に行ってもよい。また、ステップＳ１８の後に、不活性ガス及び水素ガスを停止せずに供給し続けてもよい。
【００２４】
ここで、カソード触媒層１４の温度が、加湿された不活性ガスの露点温度（第２温度）よりも高い温度（第３温度）に設定されていることから、カソード触媒層１４では水滴７６は発生しない。例えば、露点温度が５５℃に設定された加湿不活性ガスが、８０℃に設定されたカソード触媒層１４に供給された場合の相対湿度が３０％ＲＨとなり水滴７６は発生しない。なお、カソード触媒層１４に水滴７６が発生しない状態を乾燥状態と称す場合がある。
【００２５】
図５（ｂ）は、カソード触媒層１４で水滴７６が発生しない場合を示す図である。図５（ｂ）のように、カソード触媒層１４に水滴７６が発生しないため、カーボン粒子７０で担持されている触媒として、アイオノマー７４で覆われている触媒７２ａと、アイオノマー７４及び水滴７６で覆われずに露出している７２ｂと、が存在する。したがって、電解質膜１２を介してカソード触媒層１４に伝導するプロトンは、アイオノマー７４内のみを移動して、アイオノマー７４で覆われた触媒７２ａにのみ到達するようになる。
【００２６】
図４に戻り、ステップＳ２６において、電子負荷装置４０を用いて、アノード触媒層１６の電位を基準としてカソード触媒層１４に予め設定した範囲の電位を掃引することで、乾燥状態でのＣＶ測定を行う。次いで、ステップＳ２８において、乾燥条件でのＣＶ測定により得られたサイクリックボルタモグラムから第２の電気二重層容量を取得する。
【００２７】
ここで、上述したように、湿潤状態では、電気二重層は、アイオノマー７４又は水滴７６で覆われたカーボン粒子７０の表面及び触媒７２ａ、７２ｂの表面に形成される。一方、乾燥状態では、図５（ｂ）のように、カーボン粒子７０上に水滴７６が形成されないことから、電気二重層は、アイオノマー７４で覆われているカーボン粒子７０の表面及び触媒７２ａの表面にのみ形成される。このため、同じ電圧（例えば０．４Ｖ）において、湿潤状態における第１の電気二重層容量と、乾燥状態における第２の電気二重層容量と、は大きさが異なる。
【００２８】
触媒７２は、カーボン粒子７０の表面に均一に分布していると考えられる。このため、アイオノマー７４による触媒７２の被覆率と、アイオノマー７４によるカーボン粒子７０の被覆率とは、同等であると考えることができる。したがって、第１の電気二重層容量と第２の電気二重層容量との比を算出することで、アイオノマー７４による触媒７２の被覆率を算出することができる。
【００２９】
そこで、ステップＳ３０において、第１の電気二重層容量と第２の電気二重層容量を比較し、すなわち第１の電気二重層容量に対する第２の電気二重層容量の百分率（（第２の電気二重層容量／第１の電気二重層容量）×１００）から、アイオノマー７４による触媒７２の被覆率を算出する。
【００３０】
次に、発明者が行った実験について説明する。初めに、実験に用いた膜電極接合体１０の作製方法について説明する。まず、触媒を担持するカーボン担体に純水を添加して攪拌した。触媒を担持するカーボン担体として、アセチレンブラック系カーボンブラック担体に５０ｗｔ％白金を担持させたものを用いた。次いで、１−プロパノールをさらに添加して攪拌した。ここで、純水：１−プロパノールの比が、６：４、７：３、８：２、９：１となるように、１−プロパノールを添加した。以下において、純水：１−プロパノールの比が６：４の液体を液体Ａ、７：３の液体を液体Ｂと、８：２の液体を液体Ｃと、９：１の液体を液体Ｄとする。
【００３１】
次いで、アイオノマーの重量Ｉとカーボンブラック担体の重量Ｃとの比（Ｉ／Ｃ）が１．０となるように、液体Ａ〜Ｄにアイオノマーを添加して攪拌した。次いで、液体Ａ〜Ｄを超音波ホモジナイザーによって分散した。次いで、分散した液体Ａ〜Ｄを、スプレー塗工によって、白金の塗布量が０．４ｍｇ／ｃｍ２となるように、電解質膜に直接塗布した。
【００３２】
以上の工程によって、電解質膜１２の一方の面にカソード触媒層１４が形成され、他方の面にアノード触媒層１６が形成された膜電極接合体１０を作製した。なお、以下において、液体Ａを用いて作製した膜電極接合体１０を試料Ａとし、液体Ｂを用いて作製した膜電極接合体１０を試料Ｂとし、液体Ｃを用いて作製した膜電極接合体１０を試料Ｃとし、液体Ｄを用いて作製した膜電極接合体１０を試料Ｄとする。
【００３３】
表１は、試料Ａ〜Ｄに対し図４のフローチャートで説明した方法を用いて、アイオノマーによる触媒の被覆率を測定した測定結果である。なお、カソード触媒層１４に供給する加湿不活性ガスを加湿窒素ガスとし、セル温度、露点温度、ＣＶ測定の掃引条件などは図４の説明で記載した条件を用い、０．４Ｖにおける電気二重層容量を測定した。
【表１】
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【００３４】
次に、発明者は、試料Ａ〜Ｄに対して、電流−電圧測定（ＩＶ測定）による活性評価を行った。なお、活性評価は、ＩＶ特性の０．０１Ａ／ｃｍ２における電圧値を活性として評価した。これは、電流密度が小さい領域における出力電圧の低下量は、活性の低下が支配的であるため、電流密度が小さい領域での出力電圧を活性の良し悪しを判断する指標とすることができるためである。ＩＶ測定は、膜電極接合体１０の温度を８０℃、露点温度を５５℃にし、カソード触媒層１４に空気（背圧：１５０ｋＰａ）を、アノード触媒層１６に水素（背圧：１５０ｋＰａ）を供給して行った。そして、ＯＣＶから０．４Ｖの範囲で５ｍＶ／ｓｅｃにて掃引して、０．４ＶからＯＣＶに電圧を上げる際の０．０１Ａ／ｃｍ２での電圧値を求めた。
【００３５】
図７は、活性評価の結果を示す図である。図７の横軸は、アイオノマーによる触媒の被覆率である。縦軸は、活性（０．０１Ａ／ｃｍ２での電圧値）である。図７のように、被覆率の低い試料Ａから被覆率の高い試料Ｄに向かって活性が高くなる結果となった。これは、被覆率が高まることにより触媒の利用率が高まり、その結果、活性が高くなったものと考えられる。すなわち、上述したアイオノマーによる触媒の被覆率の測定方法は、被覆率が正しく測定されていることが確認できた。
【００３６】
以上説明したように、実施例１によれば、電極内の相対湿度が１００％以上となるように加湿された不活性ガスをカソード触媒層１４（測定電極）に供給する湿潤状態で求めたサイクリックボルタモグラムから第１の電気二重層容量を測定する。電極内の相対湿度が１００％未満となるように加湿された不活性ガスをカソード触媒層１４に供給する乾燥状態で求めたサイクリックボルタモグラムから第２の電気二重層容量を測定する。そして、第１の電気二重層容量と第２の電気二重層容量とに基づいて、アイオノマー７４による触媒７２の被覆率を算出する。この被覆率測定方法では、フッ素溶媒を用いないことから、アイオノマー７４による触媒７２の被覆率を精度良く測定することができる。また、電気二重層の電位領域（カーボン粒子７０へのプロトン吸着の電位領域）は水素発生電位の電位領域と異なることから、水素発生の影響を受けずに電気二重層容量を測定できるため、この点においても、被覆率を精度良く測定できる。
【００３７】
なお、実施例１において、電気二重層容量の測定は、０．４Ｖ付近で行うことが好ましい。例えば０．３Ｖ以上且つ０．６Ｖ以下の範囲で行うことが好ましく、０．３５Ｖ以上且つ０．５５Ｖ以下の範囲で行うことがより好ましく、０．４Ｖ以上且つ０．５Ｖ以下の範囲で行うことがさらに好ましい。０．３Ｖ未満では水素吸脱着波が観測され、０．６Ｖよりも大きい場合では酸素吸脱着波が観測されるためである。
【００３８】
なお、実施例１では、図６（ａ）のように、正方向及び負方向の両方向に掃引したが、正方向又は負方向のいずれか一方のみの掃引としてもよい。この場合、図６（ｂ）の破線矢印のように、０．３Ｖ以上且つ０．６Ｖ以下の領域での電流の絶対値から電気二重層容量を測定すればよい。しかしながら、サイクリックボルタモグラムがリーク電流などによって電流値０に対して正方向又は負方向にシフトする場合があることから、図６（ｂ）の実線矢印のように、正方向及び負方向の両方向に掃引したサイクリックボルタモグラムから電気二重層容量を測定することが好ましい。
【００３９】
なお、実施例１では、１点の電圧（例えば０．４Ｖ）での電気二重層容量を測定し、その結果からアイオノマー７４による触媒７２の被覆率を算出する場合を例に示したが、これに限られない。例えば、複数点の電圧で電気二重層容量を測定し、それぞれの電圧における電気二重層容量から算出した複数の被覆率の平均値を求めてもよい。また、複数点の電圧での電気二重層容量の平均値を求め、この電気二重層容量の平均値を用いて被覆率を求めてもよい。また、０．３Ｖ以上且つ０．６Ｖ以下の領域での所定電圧範囲の電気二重層容量の積分値を求め、この積分値を用いて被覆率を求めてもよい。
【００４０】
なお、実施例１では、カソード触媒層１４（測定電極）に加湿不活性ガスを供給し、アノード触媒層１６（対向電極）に加湿水素ガスを供給して、カソード触媒層１４におけるアイオノマー７４による触媒７２の被覆率を測定する場合を例に示した。アノード触媒層１６におけるアイオノマー７４による触媒７２の被覆率を測定したい場合には、アノード触媒層１６（測定電極）に加湿不活性ガスを供給し、カソード触媒層１４（対向電極）に加湿水素ガスを供給すればよい。
【００４１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  膜電極接合体
１２  電解質膜
１４  カソード触媒層
１６  アノード触媒層
２０  カソード側ガス供給路
３０  アノード側ガス供給路
４０  電子負荷装置
５０  ヒータ
６０ａ、６０ｂ  加湿器
７０  カーボン粒子
７２、７２ａ、７２ｂ  触媒
７４  アイオノマー
７６  水滴
１００  測定系
【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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【図６】
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【図７】
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