(57)【要約】【課題】  本発明にあっては、耐久性に優れ、低加湿条件下において高い発電特性を示す膜電極接合体、また固体高分子型燃料電池を提供することを課題とする。【解決手段】  一対の電極触媒層で高分子電解質膜を挟持した構造を備える膜電極接合体であって、前記電極触媒層の少なくとも一方が、高分子電解質と触媒物質と該触媒物質を担持するカーボン担体を備え、且つ、該カーボン担体がグラファイト化度の異なる少なくとも２種類以上のカーボン担体を備えることを特徴とする膜電極接合体とした。また、カーボン担体が、黒鉛質炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ナノホーン、フラーレンから選択される膜電極接合体とした。【選択図】図１
2009193910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極触媒層で高分子電解質膜を挟持した構造を備える膜電極接合体であって、
前記電極触媒層の少なくとも一方が、高分子電解質と触媒物質と該触媒物質を担持するカーボン担体を備え、且つ、該カーボン担体がグラファイト化度の異なる少なくとも２種類以上のカーボン担体を備えることを特徴とする膜電極接合体。
【請求項２】
前記カーボン担体が、黒鉛質炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ナノホーン、フラーレンから選択されることを特徴とする請求項１記載の膜電極接合体。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の膜電極接合体を一対のガス拡散層で狭持し、且つ、
前記一対のガス拡散層で狭持された膜電極接合体を一対のセパレータで狭持した構造を備える固体高分子型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池に用いる膜電極接合体、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池に関する。さらに詳しくは、耐久性に優れ、低加湿条件下において高い発電特性を示す膜電極接合体及びそれを用いた固体高分子型燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は水素、酸素を燃料として、水の電気分解の逆反応を起こさせることにより電気を生み出す発電システムである。これは、従来の発電方式と比較して高効率、低環境負荷、低騒音といった特徴を持ち、将来のクリーンなエネルギー源として注目されている。燃料電池はその電解質により分類することができ、溶融炭酸塩型燃料電池、リン酸型燃料電池、固体酸化物型燃料電池、固体高分子型燃料電池等がある。
【０００３】
燃料電池の中でも、固体高分子型燃料電池は低温領域での運転が可能であり、８０〜１００℃の運転温度で使用されるのが一般的であり、車載用電源や家庭据置用電源などへの使用が有望視されている。固体高分子型燃料電池は、膜電極接合体（ＭＥＡ）と呼ばれる高分子電解質膜の両面に一対の触媒電極層を配置させた接合体を、前記電極の一方に水素を含有する燃料ガスを供給し、前記電極の他方に酸素を含む酸化剤ガスを供給するためのガス流路を形成した一対のセパレータ板で挟持した電池である。ここで、燃料ガスを供給する電極を燃料極、酸化剤を供給する電極を空気極と呼んでいる。
【０００４】
固体高分子型燃料電池では電解質膜の導電性を確保するために、ＭＥＡを加湿する必要があるが、加湿する為には補機が必要となり、燃料電池システム全体のコスト高に繋がってしまう為、低加湿での運転が好ましく、更には無加湿運転が望ましい。
【０００５】
一方、固体高分子型燃料電池はコストとともに耐久性の向上が望まれている。燃料電池の起動停止時、燃料極に微量の空気が混入し、その結果、空気極の電位が１．２Ｖ以上の高電位となる。そのため、触媒層中に存在する水を酸化剤として二酸化炭素を生成する酸化反応（Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−）が起こり、担体カーボンの酸化が促進され劣化してしまうことがある。
【０００６】
また、燃料極においても水素供給が不十分となった場合、所定の電流密度を維持する為、水素の酸化反応の代わりに、水の電気分解反応やカーボン担体の酸化反応が起きる可能性がある。以上のように、カーボン担体の酸化反応が進行し、カーボン担体が酸化腐食してしまうと、担持されていた触媒物質が、触媒層の高分子電解質中に溶解、再析出してしまい、触媒層の発電特性が低下する。
【０００７】
前記の様な、カーボンの酸化を防ぎ、電極触媒層の耐久性を向上させる手段として、担体をあらかじめ高温熱処理をすることによりグラファイト化させることが提案されている。カーボンに高温で熱処理を施し、グラファイト化させることによって触媒層の撥水性及び耐食性が向上すること等が開示されている（特許文献１〜６参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６８８２８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５７８５７号公報
【特許文献３】特開２００２−０１５７４５号公報
【特許文献４】特開２００３−０３６８５９号公報
【特許文献５】特開２００５−２６１７４号公報
【特許文献６】特開２００６−４６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、グラファイト化したカーボンはその熱処理によって、表面が疎水性になる傾向がある。担体表面が疎水性であると、スルホン酸基を持つ高分子電解質との親和性が低下する。また、低加湿運転下や、発電による生成水の少ない低負荷領域下での電圧降下が大きく、十分な発電特性を得られないという問題がある
【００１０】
そこで、本発明にあっては、耐久性に優れ、低加湿条件下において高い発電特性を示す膜電極接合体、また固体高分子型燃料電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、上記課題を解決することができ、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、請求項１に係る発明としては、一対の電極触媒層で高分子電解質膜を挟持した構造を備える膜電極接合体であって、前記電極触媒層の少なくとも一方が、高分子電解質と触媒物質と該触媒物質を担持するカーボン担体を備え、且つ、該カーボン担体がグラファイト化度の異なる少なくとも２種類以上のカーボン担体を備えることを特徴とする膜電極接合体とした。
【００１３】
また、請求項２に係る発明としては。前記カーボン担体が、黒鉛質炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ナノホーン、フラーレンから選択されることを特徴とする請求項１記載の膜電極接合体とした。
【００１４】
また、請求項３に係る発明としては、請求項１または請求項２記載の膜電極接合体を一対のガス拡散層で狭持し、且つ、前記一対のガス拡散層で狭持された膜電極接合体を一対のセパレータで狭持した構造を備える固体高分子型燃料電池とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１記載の膜電極接合体は一対の電極触媒層で挟まれた高分子電解質膜を備える膜電極接合体であって、前記電極触媒層は高分子電解質および、触媒物質とその触媒物質を担持したカーボン担体を備え、該カーボン担体がグラファイト化度が異なる少なくとも２種類以上のカーボン担体を用いることを特徴とするものである。１種類の担体は、グラファイト化度の高い担体を用いることでカーボン担体の酸化を防ぎ、もう１種類の担体は、グラファイト化度が、前記担体より低い担体を用いることで、スルホン酸基を持つ高分子電解質との親和性が向上させることができ、耐久性に優れ、低加湿条件下において高い発電特性を示す膜電極接合体とすることができた。
【００１６】
また、請求項２記載の膜電極接合体は、電極触媒層に用いられるカーボン担体が黒鉛質炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ナノホーン、フラーレンから選択されることを特徴とするものであり、これらの耐酸化性に強い材料を用いることにより、さらに耐久性に優れた膜電極接合体とすることができた。
【００１７】
また、請求項３の燃料電池は、請求項１または請求項２記載の膜電極接合体を一対のガス拡散層で狭持し、且つ、一対のセパレータで狭持した構造を備えることを特徴とし、耐久性に優れ、低加湿条件運転時においても十分な発電特性を示す燃料電池とすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の膜電極接合体（ＭＥＡ）、燃料電池について説明する。なお、本発明は、以下に記載する各実施の形態に限定されうるものではなく、当業者の知識に基づいて設計の変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【００１９】
図１に本発明の膜電極接合体の断面模式図を示した。本発明の膜電極接合体（ＭＥＡ）１２は固体高分子電解質膜１の両面に電極触媒層２、電極触媒層３が接合され、狭持された構造を備える。
【００２０】
本発明の膜電極接合体にあっては、少なくとも一方の電極触媒層が、高分子電解質と触媒物質と該触媒物質を担持するカーボン担体を備え、且つ、該カーボン担体が、グラファイト化度の異なる少なくとも２種類以上のカーボン担体を備えることを特徴とする。このとき、一方のグラファイト化度の高いカーボン担体は酸化されにくく、形成される触媒電極層の耐久性を向上させることができる。また、もう一方のグラファイト化の低いカーボン担体は高分子電解質との親和性が高く、十分な発電性能を発現させることができる。特に、低加湿運転時において、また、低負荷領域において、形成される膜電極接合体、燃料電池に十分な発電性能を発現させることができる。
【００２１】
カーボン担体にあっては、グラファイト化が高いほど結晶化度が高く、耐酸化性に優れたカーボン担体とすることができる。しかし、グラファイト化度の高いカーボン担体にあっては、高分子電解質との親和性が低く、特に低加湿時において十分な発電性能を有する膜電極接合体もしくは燃料電池とすることができない。本発明者は、グラファイト化度の異なる２種類以上のカーボン担体を用いることにより、耐久性と低加湿時の発電性能を両立することに成功した。
【００２２】
また、本発明の膜電極接合体は、例えば、カーボン担体に親水性官能基を付与し親水化をおこなう方法と比較して、製造工程が少なく、低コストで耐久性と低加湿時の発電性能を両立した膜電極接合体、燃料電池を製造することができる。
【００２３】
本発明のカーボン担体のグラファイト化度を表す指標としては、Ｇ／Ｄ比を用いることができる。ここで、Ｇは、共鳴ラマン散乱測定法により得られるスペクトルにおいて１５９０ｃｍ−１付近に見られるグラファイト由来のバンドのピーク強度である。Ｄは、共鳴ラマン散乱測定法により得られるスペクトルにおいて１３５０ｃｍ−１付近に見られるバンドのピーク強度であり、このバンドはグラファイトの欠陥やアモルファスカーボン由来である。すなわち、共鳴ラマン散乱測定法により得られるスペクトルのそれぞれのピーク強度からＧ／Ｄを求めることにより、カーボン担体のグラファイト化度の指標とすることができる。
【００２４】
本発明にあっては、２種類以上のグラファイト化度の異なるカーボン担体のうちグラファイト化度の高い方のカーボン担体にあっては、そのＧ／Ｄは１０以上であることが好ましく、更には、２０以上であることが好ましい。また、２種類以上のグラファイト化度の異なるカーボン担体のうちグラファイト化度の低い方のカーボン担体にあっては、そのＧ／Ｄは５以下であることが好ましい。２種類以上のグラファイト化度の異なるカーボン担体のＧ／Ｄをそれぞれ上記範囲内とすることにより、本発明の効果をより顕著にすることができる。
【００２５】
さらには、本発明にあっては、Ｇ／Ｄが１０以上のグラファイト化度の高いカーボン担体とＧ／Ｄが５以下のグラファイト化度の低いカーボン担体の重量比は、（グラファイト化度の高い方）：（グラファイト化度の低い方）＝３０：７０〜９５：５であることが好ましい。グラファイト化度の異なる２種類以上のカーボン担体の重量比を上記範囲内とすることにより、本発明の効果をさらに顕著にすることができる。
【００２６】
また、本発明のカーボン担体は、耐酸化性の点で、黒鉛質炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ナノホーン、フラーレンから選択されることが好ましい。
【００２７】
図２に本発明の固体高分子型燃料電池の分解模式図を示した。本発明の固体高分子型燃料電池にあっては、膜電極接合体１２の電極触媒層２および電極触媒層の３と対向して空気極側ガス拡散層４および燃料極側ガス拡散層５が配置される。これによりそれぞれ空気極６及び燃料極７が構成される。そしてガス流通用のガス流路８を備え、相対する主面に冷却水流通用の冷却水流路９を備えた導電性でかつ不透過性の材料よりなる１組のセパレータ１０が配置される。燃料極７側のセパレータ１０のガス流路８からは燃料ガスとして、例えば水素ガスが供給される。一方、空気極６側のセパレータ１０のガス流路８からは、酸化剤ガスとして、例えば酸素を含むガスが供給される。
【００２８】
図２に示した固体高分子型燃料電池は一組のセパレータに固体高分子電解質膜１、電極触媒層２、３、ガス拡散層４、５が狭持された。いわゆる単セル構造の固体高分子型燃料電池であるが、本発明にあっては、セパレータ１０を介して複数のセルを積層して燃料電池とすることもできる。
【００２９】
以下に、本発明の膜電極接合体（ＭＥＡ）の製造方法、燃料電池の製造方法について説明する。
【００３０】
本発明に用いられる固体高分子電解質膜は、プロトン伝導性に優れ、且つ電子を流さない材料からなるものであれば特に限定されない。特にパーフルオロ型のスルホン酸膜、例えば、ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ、デュポン社の登録商標）、フレミオン（旭硝子社の登録商標）、アシプレックス（旭化成社の登録商標）等の膜が使用される。その他、プロトン伝導基を有するポリイミド等の炭化水素系樹脂など等も挙げられる。
【００３１】
本発明で用いる高分子電解質膜は、電極触媒層に用いられる高分子電解質と同一の材料からなることが好ましい。
【００３２】
次に、用意した固体高分子電解質膜の両面には電極触媒層を形成する。触媒電極層を形成するにあっては、高分子電解質と触媒物質と触媒物質を担持するカーボン担体と分散媒を含む触媒インクを調整する。
【００３３】
触媒インク中に含まれる高分子電解質には様々なものが用いられるが、用いる固体高分子電解質膜と同様材料を用いることができ、固体高分子電解質膜と同一の材料を用いることが好ましい。ナフィオンを固体高分子電解質膜として用いた場合は、触媒インクに含まれる高分子電解質としてはナフィオンを使用するのが好ましい。固体高分子電解質膜にナフィオン以外の材料を用いた場合は、触媒インク中に電解質膜と同じ成分を溶解させるなど最適化をはかることが好ましい。
【００３４】
本発明に用いられる触媒は一般的に用いられているものを使用することができ、特に限定されるものではない。具体的には、白金担持カーボンの白金は、白金単体もしくは白金合金が担持されたカーボン粒子などが使用できる。合金としては、パラジウム、ルテニウム、モリブデンなどが挙げられるが、特にルテニウムが望ましい。また、タングステン、スズ、レニウムなどが白金合金に添加物として含まれていてもよい。上記添加物が含まれているとＣＯ耐被毒性が高めるとことができる。上記添加金属は、白金合金の金蔵間化合物として存在してもよいし、合金を形成してもよい。またこれらの触媒粒径は、大きすぎる触媒の活性が低下し、小さすぎると触媒の安定性が低下するため、０．５〜２０ｎｍが好ましい。更に好ましくは１〜５ｎｍが良い。触媒の担持率は４０〜６０重量％が好ましく、触媒担持率が４０重量％未満では、電池の厚みが厚くなることで電池特性が低下してしまい、一方６０重量％を超えると、触媒の分散性が悪くなってしまう。
【００３５】
これらの触媒物質は、カーボン担体に担持される。カーボン担体の種類は、微粒子状で導電性を有し、触媒に侵されないものであればどのようなものでも構わないが、黒鉛質炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ナノホーン、フラーレンを好適に用いることができる。このとき、本発明にあっては、グラファイト化度の異なる２種類以上のカーボン担体を使用する必要がある。カーボン担体の粒径は、小さすぎると電子伝導パスが形成されにくくなり、また大きすぎると電極触媒層のガス拡散性が低下したり、触媒の利用率が低下したりするので、１０〜１０００ｎｍ程度が好ましい。更に好ましくは、１０〜１００ｎｍが好ましい。
【００３６】
触媒インクの分散媒として使用される溶媒は、触媒粒子や水素イオン伝導性樹脂を浸食することがなく、流動性の高い状態でプロトン伝導性高分子を溶解または微細ゲルとして分散できるものあれば特に制限はないが、発性の液体有機溶媒が少なくとも含まれることが望ましく、特に限定されるものではないが、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンタノール、２−ヘプタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイゾブチルケトン、メチルアミルケトン、ペンタノン、へプタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトニルアセトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メトキシトルエン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ジエチルアミン、アニリンなどのアミン類、蟻酸プロピル、蟻酸イソブチル、蟻酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチルなどのエステル類、その他酢酸、プロピオン酸、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール等の極性溶媒等が使用される。また、これらの溶媒のうち二種以上を混合させたものも使用できる。
【００３７】
これらの溶媒の中でも誘電率が異なる二種類の溶媒を用いることで、触媒インク中の高分子電解質の分散状態を制御することも可能である。これらの溶媒また、溶剤として低級アルコールを用いたものは発火の危険性が高く、このような溶媒を用いる際は水との混合溶媒にするのが好ましい。また、高分子電解質となじみがよい水が含まれていてもよい。水の添加量は、プロトン伝導性ポリマーが分離して白濁を生じたり、ゲル化したりしない程度であれば特に制限はない。
【００３８】
また、触媒インクにあっては、触媒物質を担持したカーボン担体を分散させるために、分散剤が含まれていても良い。分散剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などを用いることができる。
【００３９】
また、触媒インクに造孔剤が含まれても良い。造孔剤は、電極触媒層の形成後に除去することで、細孔を形成することが出来る。酸やアルカリ、水に溶ける物質や、ショウノウなどの昇華する物質、熱分解する物質などを挙げることが出来る。温水で溶ける物質であれば、発電時に発生する水で取り除いても良い。
【００４０】
酸やアルカリ、水に溶ける造孔剤としては、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム等の酸可溶性無機塩類、アルミナ、シリカゲル、シリカゾル等のアルカリ水溶液に可溶性の無機塩類、アルミニウム、亜鉛、スズ、ニッケル、鉄等の酸またはアルカリに可溶性の金属類、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、リン酸一ナトリウム等の水溶性無機塩類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等の水溶性有機化合物類などが挙げられ、２種以上併用することも有効である。
【００４１】
触媒インクの粘度は、塗布方法によって最適値が異なる。例えば、スクリーン印刷法やドクターブレード法による塗布の場合、インキの粘度は５０〜５００ｃＰであることが好ましい。この範囲の粘度よりも粘度が高い場合も低い場合もインキの塗布は困難になる。一方、スプレー法により基材上に噴霧する場合は、インキの粘度が０．１〜１００ｃＰであることが好ましい。この範囲よりもインキ粘度が高いと噴霧が困難になり、また少なすぎると成膜レートが非常に遅く、生産性が低下する。粘度は溶媒の種類、固形分濃度を変化させることで最適化する。またインキの分散時に分散剤を添加することで、粘度の制御をすることもできる。
【００４２】
また、高分子電解質と触媒物質と触媒物質を担持するカーボン担体と分散媒を含む触媒インクは公知の方法により適宜分散処理がおこなわれる。
【００４３】
調整された触媒インクは、ドクターブレード法、ディッピング法、スクリーン印刷法、ロールコーティング法、スプレー法などの塗布法、噴霧法を用い固体高分子電解質膜もしくはガス拡散層上に塗布され、電極触媒層は形成される。また、転写基材を用い、転写基材上に触媒インクを塗布し、転写基材上に電極触媒層を一旦形成した後、転写法により固体高分子電解質膜上に電極触媒層を形成しても良い。
【００４４】
スプレー法といった触媒インクを噴霧する方法を用いた場合、インクを微粒子化してガス拡散層や固体高分子電解質膜の表面に吹き付けるため、微粒子化されたインクがガス拡散層や固体高分子電解質膜の表面に付着する前に、分散媒の大部分が蒸発する。したがって、分散媒の蒸発速度が速いほうが塗着後の液滴の流動による粒子の凝集が少なく、均質な膜を作製できるため好ましい。
【００４５】
電極触媒層と固体高分子電解質膜は熱圧着により接合される。さらに、その電極触媒層とプロトン伝導性高分子の間には、接合性を高める為に、プロトン伝導性高分子を含む溶液を結着剤として塗布することが好ましく、固体高分子電解質膜と同一の材料を用いることが更に好ましい。
【００４６】
さらに本発明に用いられるガス拡散層およびセパレータとしては通常の燃料電池に用いられているものを用いることができる。具体的にはガス拡散層としてはカーボンクロス、カーボンペーパー、不織布などのポーラスカーボン材が用いられる。セパレータとしては、カーボンタイプのもの金属タイプのもの等を用いることができる。また、燃料電池としては、ガス供給装置、冷却装置などその他付随する装置を組み立てることにより製造される。
【実施例】
【００４７】
［実施例］
〔触媒インクの調製〕
ケッチェンブラックに熱処理を行い、グラファイト化度を高めた後、白金を担持した担体と、グラファイト化度の低いアモルファスカーボンであるケッチェンブラックに白金を担持した担体（田中貴金属工業株式会社）をカーボン重量で１：１、純水、およびＮａｆｉｏｎ（デュポン株式会社）溶液を混合、分散処理をおこない触媒インクとした。
【００４８】
［比較例］
熱処理を行い、グラファイト化度を高めた後に、白金を担持した担体のみを使用し、グラファイト化度の低い、アモルファスカーボンであるケッチェンブラックに白金を担持した担体を混合させなかったこと以外は、実施例１と同様に作製した。
〔電極触媒層の作製方法〕
この（実施例）及び（比較例）作製した触媒インクを転写基材上に塗布し、電極触媒層を作製した。このとき、単位面積あたりＰｔ質量が０．３ｍｇ／ｃｍ２以下になる様に、触媒インク塗布条件を調整した。乾燥工程後、所定の電極サイズに打ち抜いた。
【００４９】
［膜電極接合体作製］
固体高分子電解質膜としては、プロトン伝導性高分子膜、ナフィオン２１２（デュポン株式会社製）を用いた。電解質膜の両面に、先に準備をした電極触媒層で挟持し、１３０℃、６．０ＭＰａの条件でホットプレスを行った後、転写基材をのみを剥がすことにより、電極触媒層付き固体高分子電解質膜、膜電極接合体を得た。
【００５０】
得られた膜電極接合体の両面に、ガス拡散層としてカーボンペーパーを配置し、更に、一対の焼成カーボン製のセパレータで挟持し、単セルの固体高分子型燃料電池を作製した。
【００５１】
［評価］
〔発電特性〕
燃料電池測定装置（東陽テクニカ社製ＧＦＴ−ＳＧ１）にて発電特性評価をおこなった。燃料として水素ガス、酸化剤として空気を使用し、セル温度８０℃、低加湿条件下にて、電流密度０．５Ａ／ｃｍ２、１．０Ａ／ｃｍ２におけるセル電圧値の評価をおこなった。
【００５２】
図３は、実施例１、および比較例１の電極触媒層を用いて作製した、固体高分子型燃料電池の発電特性結果であり、電流密度０．５Ａ／ｃｍ２、１．０Ａ／ｃｍ２におけるセル電圧値を示すグラフである。実施例１の方が、比較例１よりもセル電圧が高く、性能が向上していることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は本発明の膜電極接合体の断面模式図である。
【図２】図２は本発明の固体高分子型燃料電池の分解模式図である。
【図３】図３は実施例１および比較例１の固体高分子型燃料電池の発電特性結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１２  膜電極接合体
１    固体高分子電解質膜
２    電極触媒層
３    電極触媒層
４    空気極側ガス拡散層
５    燃料極側ガス拡散層
６    空気極
７    燃料極
８    ガス流路
９    冷却水流路
１０  セパレータ
【図１】
2009193910.tif 000003
【図２】
2009193910.tif 000004
【図３】
2009193910.tif 000005