【手続補正書】
【提出日】平成17年11月28日(2005.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  イオン伝導性マトリックスであって、
（ｉ）良好な電解質水溶液吸収能力を有する無機粉末を５から６０体積％、
（ｉｉ）電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤を５から５０体積％、および
（ｉｉｉ）電解質水溶液を１０から９０体積％、
含んで成っていて、前記無機粉末がサイズが本質的に１５０ｎｍ未満の粒子を含んで成り、前記マトリックスが典型的なサイズが本質的に５０ｎｍ未満の孔を含んで成るイオン伝導性マトリックス。
【請求項２】  （ｉ）良好な酸吸収能力を有する無機粉末を５から５０％、
（ｉｉ）酸に化学的適合性を示す高分子量結合剤を５から５０体積％、および
（ｉｉｉ）酸を１０から９０体積％、
含んで成っていて、前記無機粉末がサイズが本質的に１５０ｎｍ未満の粒子を含んで成り、前記マトリックスが典型的なサイズが本質的に５０ｎｍ未満の孔を含んで成るプロトン伝導性マトリックスである請求項１記載のマトリックス。
【請求項３】  前記電解質水溶液が塩、塩基またはそれらの混合物から選択される水溶性化合物で構成されている前請求項いずれか１項記載のマトリックス。
【請求項４】  前記酸がＣＦ3(ＣＦ2)nＳＯ3Ｈ、ＨＯ3Ｓ(ＣＦ2)nＳＯ3Ｈ［ここで、ｎは０から９の値を有する整数である］、硫酸、ＨＣｌ、ＨＢｒ、燐酸、ＨＮＯ3およびそれらの任意混合物から成る群から選択される一員である請求項２記載のマトリックス。
【請求項５】  請求項１から４いずれか１項記載のイオン伝導性マトリックスを含んで成る膜であって、前記無機材料が電子非伝導性材料である膜。
【請求項６】  前記膜が典型的な孔サイズが本質的に８ｎｍ未満の孔を含んで成る請求項５記載の膜。
【請求項７】  複合電極であって、請求項１から４いずれか１項記載のマトリックスを１０から７０体積％含有しそしてその残りが電極材料である複合電極。
【請求項８】  請求項５から６記載の膜を流し込み成形する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、１００℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒、および前記高沸点溶媒（類）の沸点よりも低い沸点を有する少なくとも１種の低沸点溶媒を含んで成っていて前記高分子量結合剤が流し込み成形温度で可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物からフィルムを流し込み成形し、
（ｉｉｉ）前記混合物から前記低沸点溶媒を蒸発させることで固体状フィルムを生じさせ、
（ｉｖ）前記固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記高沸点溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
【請求項９】  請求項７記載の複合電極を流し込み成形する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、１００℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒、前記高沸点溶媒（類）の沸点よりも低い沸点を有する少なくとも１種の低沸点溶媒および電極材料を含んで成るさらなる粉末を含んで成っていて前記高分子量結合剤が流し込み成形温度で可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物からフィルムを流し込み成形し、
（ｉｉｉ）前記混合物から前記低沸点溶媒を蒸発させることで固体状フィルムを生じさせ、
（ｉｖ）前記固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記高沸点溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
【請求項１０】  前記高沸点溶媒が水溶性溶媒である請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】  請求項５から６記載の膜を押出し加工で製造する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、および９０℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒を含んで成っていて前記高分子量結合剤が押出し加工温度で少なくともある程度可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物をそれの軟化温度に加熱し、
（ｉｉｉ）この軟化させた混合物を加熱押出し加工することで前記混合物からフィルムを生じさせ、
（ｉｖ）このようにして生じさせたフィルムを冷却し、
（ｖ）この固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
【請求項１２】  請求項７載の複合電極を押出し加工で製造する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、９０℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒および電極材料を含んで成るさらなる粉末を含んで成っていて前記高分子量結合剤が押出し加工温度で少なくともある程度可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物をそれの軟化温度に加熱し、
（ｉｉｉ）この軟化させた混合物を加熱押出し加工することで前記混合物からフィルムを生じさせ、
（ｉｖ）このようにして生じさせたフィルムを冷却し、
（ｖ）この固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
【請求項１３】  前記溶媒が水溶性溶媒である請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】  請求項５から６のいずれか１項記載の膜を含んで成る電気化学セル。
【請求項１５】  請求項７記載の少なくとも１種の電極を含んで成る電気化学セル。
【請求項１６】  前記電極材料が炭素、グラファイトおよびそれらの組み合わせから成る群から選択される一員である請求項１４または１５記載の電気化学セル。
【請求項１７】  燃料電池であって、請求項５から６のいずれか１項記載のイオン伝導性膜を含んで成る燃料電池。
【請求項１８】  水電解装置であって、請求項５から６のいずれか１項記載のイオン伝導性膜を含んで成る水電解装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
表４に記述したＰＣＭの厚みは０．０８から０．１ｍｍの範囲内であった。
本発明の好適な実施の態様は次のとおりである。
１．  イオン伝導性マトリックスであって、
（ｉ）良好な電解質水溶液吸収能力を有する無機粉末を５から６０体積％、
（ｉｉ）電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤を５から５０体積％、および
（ｉｉｉ）電解質水溶液を１０から９０体積％、
含んで成っていて、前記無機粉末がサイズが本質的に１５０ｎｍ未満の粒子を含んで成り、前記マトリックスが典型的なサイズが本質的に５０ｎｍ未満の孔を含んで成るイオン伝導性マトリックス。
２．  （ｉ）良好な酸吸収能力を有する無機粉末を５から５０％、
（ｉｉ）酸に化学的適合性を示す高分子量結合剤を５から５０体積％、および
（ｉｉｉ）酸を１０から９０体積％、
含んで成っていて、前記無機粉末がサイズが本質的に１５０ｎｍ未満の粒子を含んで成り、前記マトリックスが典型的なサイズが本質的に５０ｎｍ未満の孔を含んで成るプロトン伝導性マトリックスである上記１記載のマトリックス。
３．  場合により、前記マトリックス内の全成分に化学的適合性を示す非揮発性液状潤滑材を約０．１から約２５体積％の範囲で含んで成っていもよい上記１または２記載のマトリックス。
４．  前記潤滑材が脂肪族および芳香族二塩基性酸のジエステル類、燐酸のエステル類、炭化水素および合成炭化水素、シリコンオイル、フルオロカーボン類およびそれらの混合物から成る群から選択される一員である上記３記載のマトリックス。
５．  前記無機粉末が少なくとも１０ｍ2／ｇの表面積を有する粉末でありそして前記電解質水溶液を良好に吸収する能力を有する前上記いずれか１項記載のマトリックス。
６．  前記無機粉末がＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3および場合によりＴｉ、Ａｌ、ＢおよびＺｒの水酸化物およびオキシ−ヒドロキシそしてそれらの任意組み合わせから成る群から選択される一員である上記５記載のマトリックス。
７．  前記高分子量結合剤がポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンヘキサフルオロプロピレン、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（メチルメタアクリレート）、ポリスルホンアミド、ポリ（アクリルアミド）、ポリ塩化ビニル、ポリ（アクリロニトリル）、ポリフッ化ビニルおよびそれらの任意組み合わせから成る群から選択される一員である材料である前上記いずれか１項記載のマトリックス。
８．  前記電解質水溶液が塩、塩基またはそれらの混合物から選択される水溶性化合物で構成されている前上記いずれか１項記載のマトリックス。
９．  前記水溶性塩がアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、Ｒ4ＮＸ［ここで、Ｒは有機基でありそしてＸは無機酸に由来するアニオンである］、ＮＨ4Ｃｌ、ＺｎＣｌ2およびそれらの任意組み合わせから成る群から選択される一員である上記８記載のマトリックス。
１０．  前記水溶性塩基がＲ4ＮＯＨ［ここで、Ｒは水素または有機基である］、アルカリもしくはアルカリ土類塩基化合物およびそれらの任意組み合わせから成る群から選択される一員である上記８記載のマトリックス。
１１．  前記電解質水溶液が約０．１Ｍから約１０Ｍのモル濃度を有する水溶液の状態で用いられている上記１または３記載のマトリックス。
１２．  前記電解質水溶液が約１Ｍから約５Ｍのモル濃度を有する上記１１記載のマトリックス。
１３．  前記酸がＣＦ3(ＣＦ2)nＳＯ3Ｈ、ＨＯ3Ｓ(ＣＦ2)nＳＯ3Ｈ［ここで、ｎは０から９の値を有する整数である］、硫酸、ＨＣｌ、ＨＢｒ、燐酸、ＨＮＯ3およびそれらの任意混合物から成る群から選択される一員である上記２または３記載のマトリックス。
１４．  前記酸がＣＦ3(ＣＦ2)nＳＯ3ＨまたはＨＯ3Ｓ(ＣＦ2)nＳＯ3Ｈ［ここで、ｎは０、１、２、３または４に等しい］から選択される上記１３記載のマトリックス。
１５．  前記酸が１０から９９％のモル濃度を有する水溶液の状態で用いられている上記１４記載のマトリックス。
１６．  前記酸が２５から９９％のモル濃度を有する水溶液の状態で用いられている上記１５記載のマトリックス。
１７．  前上記いずれか１項記載のイオン伝導性マトリックスを含んで成る膜であって、前記無機材料が電子非伝導性材料である膜。
１８．  前記膜が典型的な孔サイズが本質的に８ｎｍ未満の孔を含んで成る上記１７記載の膜。
１９．  前記マトリックスの無機粉末が前記膜の調製に先立って酸または塩基による処理を受けている上記１７または１８記載の膜。
２０．  補強用の電子非伝導性要素を更に含んで成る上記１７から１９いずれか１項記載の膜。
２１．  複合電極であって、上記１から１６いずれか１項記載のマトリックスを１０から７０体積％含有しそしてその残りが電極材料である複合電極。
２２．  上記１７から２０記載の膜を流し込み成形する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、１００℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒、および前記高沸点溶媒（類）の沸点よりも低い沸点を有する少なくとも１種の低沸点溶媒を含んで成っていて前記高分子量結合剤が流し込み成形温度で可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物からフィルムを流し込み成形し、
（ｉｉｉ）前記混合物から前記低沸点溶媒を蒸発させることで固体状フィルムを生じさせ、
（ｉｖ）前記固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記高沸点溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
２３．  上記２１記載の複合電極を流し込み成形する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、１００℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒、前記高沸点溶媒（類）の沸点よりも低い沸点を有する少なくとも１種の低沸点溶媒および電極材料を含んで成るさらなる粉末を含んで成っていて前記高分子量結合剤が流し込み成形温度で可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物からフィルムを流し込み成形し、
（ｉｉｉ）前記混合物から前記低沸点溶媒を蒸発させることで固体状フィルムを生じさせ、
（ｉｖ）前記固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記高沸点溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
２４．  前記高沸点溶媒が水溶性溶媒である上記２２または２３記載の方法。
２５．  前記高沸点溶媒をプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチルなどまたはそれらの任意組み合わせから成る群から選択する上記２２または２３記載の方法。
２６．  前記低沸点溶媒がテトラヒドロフラン、ＤＭＥ、シクロペンタノン、アセトン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、ジメチル−ホルムアミドまたはそれらの任意組み合わせから成る群から選択される一員である上記２２または２３記載の方法。
２７．  上記１７から２０記載の膜を押出し加工で製造する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、および９０℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒を含んで成っていて前記高分子量結合剤が押出し加工温度で少なくともある程度可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物をそれの軟化温度に加熱し、
（ｉｉｉ）この軟化させた混合物を加熱押出し加工することで前記混合物からフィルムを生じさせ、
（ｉｖ）このようにして生じさせたフィルムを冷却し、
（ｖ）この固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
２８．  上記２１記載の複合電極を押出し加工で製造する方法であって、下記の段階：
（ｉ）無機粉末、電解質水溶液に化学的適合性を示す高分子量結合剤、９０℃を越える高い沸点を有することを特徴とする少なくとも１種の溶媒および電極材料を含んで成るさらなる粉末を含んで成っていて前記高分子量結合剤が押出し加工温度で少なくともある程度可溶であるか或はゲルを形成する混合物を調製し、
（ｉｉ）前記混合物をそれの軟化温度に加熱し、
（ｉｉｉ）この軟化させた混合物を加熱押出し加工することで前記混合物からフィルムを生じさせ、
（ｉｖ）このようにして生じさせたフィルムを冷却し、
（ｖ）この固体状フィルムを前記膜に含めるべき電解質水溶液で洗浄して前記溶媒を前記電解質水溶液に置き換える、
段階を含んで成る方法。
２９．  前記溶媒が水溶性溶媒である上記２７または２８記載の方法。
３０．  前記溶媒がプロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチロラクトン、メチルイソアミルケトン、シクロヘキサノン、フタル酸ジアルキル、グリセロールのトリアセテート、またはそれらの任意組み合わせから成る群から選択される一員である上記２７または２８記載の方法。
３１．  上記１７から２０のいずれか１項記載の膜を含んで成る電気化学セル。
３２．  上記２１記載の少なくとも１種の電極を含んで成る電気化学セル。
３３．  前記電極材料が炭素、グラファイトおよびそれらの組み合わせから成る群から選択される一員である上記３１または３２記載の電気化学セル。
３４．  陽極活性材料がＣｄ、Ｚｎ、Ａｌまたはそれらの合金から選択されそして陰極活性材料がＭｎＯ2、酸化銀およびＮｉＯＯＨから選択される上記３１または３２記載の電気化学セル。
３５．  電気化学セルであって、上記１７から２０のいずれか１項記載の膜、ＺｎまたはＡｌ陽極および酸素または空気電極を含んで成っていて、前記酸素または空気電極が二重層フィルムから成り、ここで、空気面が疎水性でイオン性膜に近い面が親水性である電気化学セル。
３６．  前記空気電極の触媒が前記イオン伝導性膜の水溶液に適合性を示してＰｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｗ、それらの酸化物またはそれらの塩の金属−ポルフィリン錯体から選択される上記３５記載の電気化学セル。
３７．  前記電極材料がＲｕＯ2、ＷＯxおよびＭｎＯ2の中から選択される金属酸化物である上記３１または３２記載の電気化学セル。
３８．  前記セルが上記１７から２０記載の膜の両面に前記電極を加熱プレス加工することで作られた単一構造装置である上記３１または３２記載の電気化学セル。
３９．  燃料電池であって、上記１７から２０のいずれか１項記載のイオン伝導性膜を含んで成る燃料電池。
４０．  水電解装置であって、上記１７から２０のいずれか１項記載のイオン伝導性膜を含んで成る水電解装置。