プロトン交換膜と、該プロトン交換膜の一つの表面に設置された陰極電極と、該プロトン交換膜の一つの表面に対向する表面に設置された陽極電極と、を含むバイオ燃料電池の膜電極において、前記陰極電極及び陰極電極は、それぞれ触媒層を含み、前記触媒層は、複数の管状キャリアと、該複数の管状キャリアの内壁に吸着された複数の触媒粒子と、該複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、を含み、前記複数の管状キャリアは、複数の反応気体チャンネルとして、反応気体を直接前記複数の触媒粒子の表面に拡散させ、前記複数の管状キャリアは、電子伝導性を有し、前記複数の管状キャリアの一端は、それぞれ前記プロトン交換膜に接続され、前記複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、前記プロトン交換膜と、を接続させることを特徴とするバイオ燃料電池の膜電極。多孔膜を提供する第一ステップと、前記多孔膜における複数の穴の中に、複数の管状キャリアを形成する第二ステップと、前記複数の管状キャリアの内壁に複数の触媒粒子を吸着させる第三ステップと、前記複数の触媒粒子が吸着された複数の管状キャリアの中にプロトン導体を充填する第四ステップと、プロトン交換膜を提供し、該プロトン交換膜を前記二つの多孔膜の間に設置して積層構造体を形成した後、該積層構造体を熱圧する第五ステップと、前記多孔膜を除去して、前記プロトン導体で充填された複数の管状キャリアの一端を、前記プロトン交換膜に接続させ、前記プロトン導体と、前記プロトン交換膜と、を接触させる第六ステップと、を含むことを特徴とするバイオ燃料電池の膜電極の製造方法。しかしながら、従来の技術において、前記触媒層は、印刷法、噴霧法またはブラッシング法などの方法で触媒ペーストを前記気体拡散層の表面またはプロトン交換膜の表面に被覆させることによって形成される。前記方法で形成された触媒層は、複数の凝集体を含む不規則な構造体であるので、複数の貴金属触媒粒子は、前記複数の凝集体内に埋められるので、前記触媒の利用率が低い。従って、前記課題を解決するために、本発明はバイオ燃料電池の膜電極及びその製造方法を提供する。該膜電極の製造方法によって形成された膜電極は、触媒の利用率が高くなる。本発明のバイオ燃料電池の膜電極は、プロトン交換膜と、該プロトン交換膜の一つの表面に設置された陰極電極と、該プロトン交換膜の一つの表面に対向する表面に設置された陽極電極と、を含む。前記陰極電極及び陰極電極は、それぞれ触媒層を含む。前記触媒層は、複数の管状キャリアと、該複数の管状キャリアの内壁に吸着された複数の触媒粒子と、該複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、を含む。前記複数の管状キャリアは、複数の反応気体チャンネルとして、反応気体を直接前記複数の触媒粒子の表面に拡散させる。前記複数の管状キャリアは、電子伝導性を有する。前記複数の管状キャリアの一端は、それぞれ前記プロトン交換膜に接続され、前記複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、前記プロトン交換膜と、を接続させる。本発明のバイオ燃料電池の膜電極の製造方法は、多孔膜を提供する第一ステップと、前記多孔膜における複数の穴の中に、複数の管状キャリアを形成する第二ステップと、前記複数の管状キャリアの内壁に複数の触媒粒子を吸着させる第三ステップと、前記複数の触媒粒子が吸着された複数の管状キャリアの中にプロトン導体を充填する第四ステップと、プロトン交換膜を提供し、該プロトン交換膜を前記二つの多孔膜の間に設置して積層構造体を形成した後、該積層構造体を熱圧する第五ステップと、前記多孔膜を除去して、前記プロトン導体で充填された複数の管状キャリアの一端を、前記プロトン交換膜に接続させ、前記プロトン導体と、前記プロトン交換膜と、を接触させる第六ステップと、を含む。従来の技術と比べて、本発明のバイオ燃料電池の膜電極の製造方法で形成された膜電極において、触媒粒子は、均一に前記複数の管状キャリアの内壁に吸着されることができる。更に、前記複数の管状キャリアは、複数の反応気体チャンネルであるので、前記バイオ燃料電池を作動する場合、前記反応気体は、前記複数の反応気体チャンネルを介して、前記複数の管状キャリアの内壁に浸透して、前記触媒粒子と充分に接触することができる。前記管状キャリアの中に充填されたプロトン導体は、直接前記プロトン交換膜及び前記複数の管状キャリアの内壁に分散された複数の触媒粒子に接触するので、前記プロトン交換膜または前記プロトン導体を前記触媒粒子に充分に接触させることができる。更に、前記プロトン導体は、前記管状キャリアの中に充填されるので、前記プロトン導体が、前記反応気体をブロックせずに、該反応気体を充分に前記触媒粒子に到達させることができる。更に、前記管状キャリアは、電子伝導性を有するので、該管状キャリアにより伝導された電子は、直接に前記触媒粒子に接触することもできる。これにより、前記膜電極における複数の触媒粒子は、前記反応気体と、前記複数のプロトンと、前記複数の電子とに充分に作用し、前記触媒の利用率が高くなる。以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図1~図3を参照すると、本発明の膜電極10は、プロトン交換膜12と、それぞれ該プロトン交換膜の対向する二つの表面に設置された陽極電極13と、陰極電極14と、を含む。それぞれ前記陽極電極13及び陰極電極14は、触媒層16を含む。前記触媒層16は、前記プロトン交換膜12の対向する二つの表面に設置される。前記触媒層16は、複数の管状キャリア162と、該複数の管状キャリア162の内壁に吸着された複数の触媒粒子164と、該複数の管状キャリア162の中に充填されたプロトン導体166と、を含む。前記複数の管状キャリア162は、複数の反応気体チャンネルとして、反応気体を直接前記複数の触媒粒子164の表面に拡散させる。前記複数の管状キャリア162は、多孔性及び電子伝導性を有する管状体である。前記複数の管状キャリア162の一端は、それぞれ前記プロトン交換膜12に接続されるので、前記複数の管状キャリア162の中に充填されたプロトン導体166と、前記プロトン交換膜12と、を接触させることができる。前記プロトン交換膜12によって、前記複数のプロトンが、前記陽極電極13及び前記陰極電極14の間を移動または輸送される。且つ、前記プロトン交換膜12により、前記陽極電極13と陰極電極14とが接触することを防ぐことができる。前記プロトン交換膜12は、スルホン酸基を含むプロトン交換樹脂からなる。前記プロトン交換樹脂は、ペルフルオロスルホン酸樹脂、プロトン交換機能または優れた熱安定性を有するスルホン化ポリマーである。前記スルホン化ポリマーは、ポリエーテルスルホン樹脂、スルホン化ポリフェニレンサルファイド樹脂、スルホン化ポリベンゾイミダゾール樹脂、スルホン化ポリイミド樹脂及びスルホン化ポリスチレン-ポリエチレン共重合樹脂の一種または多種である。前記プロトン交換膜12の厚さは、10μm~200μmであるが、18μm~50μmであることが好ましい。本実施例において、前記プロトン交換膜12は、ペルフルオロスルホン酸樹脂からなり、その厚さが25μmである。前記触媒層16における複数の管状キャリア162は、チャネルとして、導電粒子及びプロトンを前記導流板22及び前記プロトン交換膜12に到達させる。具体的には、前記複数の管状キャリア162が配向し又は配向せずに配置されることができる。ここで、前記管状キャリア162は、複数の反応気体チャンネルと定義される。前記管状キャリア162の一端は、それぞれ前記プロトン交換膜12に接続され、前記複数の管状キャリア162の中に充填されたプロトン導体と、前記プロトン交換膜12と、を接続させる。それぞれ前記複数の管状キャリア162の間に、複数の隙間が形成され、該複数の管状キャリア162の管壁は、複数の孔を有するので、前記反応気体は、前記複数の隙間及び前記複数の孔を介して、前記複数の管状キャリア162の内部及び該複数の管状キャリアの内壁に吸着された複数の触媒粒子164まで拡散する。前記複数の管状キャリア162は、相互に離隔して設置される場合、隣接する二つの管状キャリア162の間に気体チャンネルを有する。前記複数の管状キャリア162は、相互に交差して設置される場合、該複数の管状キャリア162は、複数の孔を有してネットワーク状構造体に形成される。単一の前記管状キャリア162の形状は、制限されずに、例えば、直線形、曲線形またはY字形であることができる。図1を参照すると、前記膜電極10における複数の管状キャリア162は、相互に交差してネットワーク状構造体が形成される。図2を参照すると、前記膜電極10における複数の管状キャリア162は、相互に離隔して設置され、異なる形状が形成される。図3を参照すると、本実施例において、前記複数の管状キャリア162は、直線形であり、該管状キャリア162は、前記プロトン交換膜12の表面に垂直する。前記複数の管状キャリア162は、相互に平行で間隔をあけて設置される。前記複数の管状キャリア162の直径は、10nm~10μmであるが、50nm~300nmであることが好ましい。前記複数の管状キャリア162の直径が50nm~300nmである場合、単位体積あたりの触媒層16において、前記触媒粒子164の数量が多い。且つ、前記複数の管状キャリア162の中に充填された複数のプロトン導体166の断面は大きくなり、前記複数のプロトン導体166の電気抵抗を小さくさせるので、該複数のプロトン導体166は、良好なプロトン伝導性を有する。前記複数の管状キャリア162は、カーボンナノチューブ、亜鉛酸化物ナノチューブ、コバルト酸化物ナノチューブまたは五酸化バナジウムのナノチューブであることができる。前記複数の管状キャリア162が、カーボンナノチューブである場合、前記複数のカーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである。前記複数の管状キャリア162の壁の厚さは1nm~50nmであるが、2nm~15nmであることが好ましい。これにより、前記複数の管状キャリア162は、良好な電子伝導性を有すると同時に、前記反応気体が前記複数の管状キャリア162を透過する経路が短くなる。前記触媒層16の厚さは、1μm~100μmである。前記複数の管状キャリア162の長さは、制限されない。前記複数の管状キャリア162は、直線形であり、且つ前記プロトン交換膜12に垂直する場合、前記管状キャリア162の長さは、前記触媒層16の厚さと同じである。それぞれ前記複数の管状キャリア162の間の距離は制限されない。前記複数の管状キャリア162は、相互に平行して離隔して設置される場合、前記隣接する二つの管状キャリア162の間の距離は、50μm以下0μmを含まずである。本実施例において、前記複数の管状キャリア162は、カーボンナノチューブである。前記複数のカーボンナノチューブが非晶質炭素層からなり、単一のカーボンナノチューブの長さが7μmであり、直径が100nmであり、壁厚が3nmである。前記隣接する二つのカーボンナノチューブの間の距離は、100nm以下0μmを含まずである。前記複数の触媒粒子164は、高い触媒活性を有する貴金属粒子である。例えば、前記複数の触媒粒子164は、プラチナ、パラジウム、金またはルテニウムからなるが、プラチナからなることが好ましい。前記複数の触媒粒子164の粒径は、1nm~8nmであることが好ましい。前記複数の触媒粒子164は、均一に前記複数の管状キャリア162の内壁に吸着されている。単一の前記触媒層16に対して前記複数の触媒粒子164の吸着量は、0.5mgcm-2以下である。更に、前記複数の管状キャリア162の直径が小さく、それらの管壁が、一定の吸着力を有するので、前記複数の触媒粒子164が均一、安定に前記管状キャリア162の内壁に吸着される。本実施例において、単一の前記触媒層16に対して前記複数の触媒粒子164の吸着量が、0.1mgcm-2であり、それらの粒径が、3nmである。前記プロトン導体166は、前記複数の管状キャリア162の中に充填され、プロトンの輸送に用いられる。前記プロトン導体166は、スルホン酸基を含むプロトン交換樹脂からなる。前記プロトン交換樹脂は、ペルフルオロスルホン酸樹脂、プロトン交換機能及び優れた熱安定性を有するスルホン化ポリマーである。前記スルホン化ポリマーは、ポリエーテルスルホン樹脂、スルホン化ポリフェニレンサルファイド樹脂、スルホン化ポリベンゾイミダゾール樹脂、スルホン化ポリイミド樹脂及びスルホン化ポリスチレン-ポリエチレン共重合樹脂の一種または多種である。前記プロトン導体166の材料は、前記プロトン交換膜12の材料と同じでも、異なってもよい。前記触媒層16において、前記複数の管状キャリア162の管壁は電子伝導性を有する。前記複数の管状キャリア162の中に充填された前記プロトン導体166は、プロトン伝導性を有する。前記複数のプロトン導体166及び前記複数の管状キャリア162の管壁の間には、前記複数の触媒粒子164からなる触媒活性層が設置される。それぞれ前記プロトン交換膜12及び前記複数の管状キャリア162の管壁は、直接前記複数の管状キャリア162におけるプロトン導体166に接続されている。前記複数の管状キャリア162の間に存在する隙間には、気体を輸送するためのチャンネルが形成される。前記プロトン導体166は、前記複数の管状キャリア162の中に充填されるので、該プロトン導体166は、反応気体をブロックせずに、該反応気体を前記複数の管状キャリア162の管壁に吸着された複数の触媒粒子164の表面まで到達させることができる。更に、それぞれ前記陽極電極13及び前記陰極電極14は、気体拡散層18を含む。前記気体拡散層18は、前記触媒層16の、前記プロトン交換膜12に隣接する一端とは反対の一端に設置される。前記気体拡散層18は、前記触媒層16においける前記複数の管状キャリア162の管壁に電気的に接続される。前記膜電極10は、二つの気体拡散層18を含むことができる。この場合、前記プロトン交換膜12及び前記二つの触媒層16は、前記二つの気体拡散層18の間に設置される。各々の前記触媒層16は、前記一つの気体拡散層18及び前記プロトン交換膜12の間に設置される。前記気体拡散層18は、導電性多孔質材料からなる。前記気体拡散層18は、前記触媒層16の支持、電流の収集、気体の輸送及び水の排出という機能がある。前記気体拡散層18は炭素繊維紙または複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブフィルムである。前記気体拡散層18の厚さは、100μm~500μmである。前記膜電極10を使用する場合、前記陽極電極13に、燃料気体例えば、水素を導入し、前記陰極電極14に、酸化剤ガス純酸素気体または酸素を含む気体を導入することによって、前記燃料気体を前記陽極電極13に到達させ、前記酸化剤ガスを前記陰極電極14に到達させる。具体的には、前記膜電極10における複数の管状キャリア162が、複数のカーボンナノチューブである場合、前記膜電極10の一端から水素ガスを前記陽極電極13に導入した後、前記拡散層18によって、該水素ガスが前記触媒層16と接触する。前記触媒層16において、前記水素ガスは、前記複数の反応気体チャンネルによって、前記複数のカーボンナノチューブの内壁に吸着された複数の触媒粒子164に拡散する。具体的には、前記触媒層16において、複数のカーボンナノチューブの間に複数の隙間があるので、前記水素ガスは、前記複数の隙間によって、前記複数のカーボンナノチューブに拡散することができる。前記複数のカーボンナノチューブは、多孔性の無定形炭素からなるので、前記水素ガスは、前記複数のカーボンナノチューブの内壁を速く通過して、前記触媒粒子164と接触する。前記触媒粒子164の作用によって、前記単一の水素分子は、次のように反応する。H2→2H2e-前記反応から生成された水素イオンが、直接前記複数のカーボンナノチューブにおけるプロトン導体166に接触すると同時に、該複数のプロトン導体166は、直接前記プロトン交換膜12に接触するので、前記水素イオンは、前記複数のプロトン導体166によって、前記プロトン交換膜12に輸送された後、該プロトン交換膜12に隣接する前記陰極電極14に輸送される。更に、前記複数のカーボンナノチューブは、導電性を有する多孔性の無定形炭素からなるので、前記反応生成された電子は、前記複数のカーボンナノチューブの管壁によって、外部回路に輸送される。前記膜電極10の他端から、前記気体拡散層18によって、前記酸化剤ガス酸素気体を前記陰極電極14に導入する。前記陽極13での反応によって生成された電子は、外部回路により、前記陰極電極14に達する。具体的には、前記水素ガスが、前記複数の触媒粒子164の表面に輸送される工程において、前記酸素ガスは、前記気体拡散層18によって、前記触媒層16に拡散する。前記触媒層16における前記隣接する二つのカーボンナノチューブの間の隙間によって、前記酸素ガスが前記複数のカーボンナノチューブに拡散する。前記複数のカーボンナノチューブは、多孔性の無定形炭素からなるので、前記酸素ガスを、前記複数のカーボンナノチューブの内壁を通して、前記触媒粒子164に接触させる。これにより、前記酸素ガス、前記水素イオン及び前記電子は、前記複数の触媒粒子164の作用によって、次のように反応する。1/2O22H2e-→H2O前記反応から生成された水は、前記複数のカーボンナノチューブの管壁によって、前記隣接する二つのカーボンナノチューブの間の隙間に浸透した後、前記気体拡散層18によって拡散して前記陰極電極14へ排出される。前記陰極電極14を動作させる場合、前記陰極電極14及び前記陽極電極13の触媒層16において、前記複数の触媒粒子164は、均一、安定に前記複数のカーボンナノチューブの内壁に吸着される。且つ、前記プロトン導体166は、前記複数のカーボンナノチューブの中に充填されるので、前記反応気体は、前記複数のカーボンナノチューブの管壁から、該複数のカーボンナノチューブの中に浸透する。これにより、前記反応気体は、直接前記複数の触媒粒子164に接触して、前記複数の触媒粒子164の利用率は100近くに達する。図4及び図5を参照すると、前記膜電極10の製造方法は、多孔膜20を提供する第一ステップと、前記多孔膜20における複数の穴の中に、複数の管状キャリア162を形成する第二ステップと、前記複数の管状キャリア162の内壁に複数の触媒粒子164に吸着させる第三ステップと、前記複数の触媒粒子164が吸着された複数の管状キャリア162の中にプロトン導体166を充填する第四ステップと、プロトン交換膜12を提供し、該プロトン交換膜12を前記二つの多孔膜20の間に設置して積層構造体を形成した後、該積層構造体を熱圧する第五ステップと、前記多孔膜20を除去して、前記プロトン導体166で充填された複数の管状キャリア162の一端を、前記プロトン交換膜12に接続させ、前記プロトン導体166と、前記プロトン交換膜12と、を接触させる第六ステップと、を含む。前記第一ステップにおいて、前記多孔膜20の材料は制限されない。例えば、前記多孔膜20は、酸化アルミニウムまたは二酸化ケイ素からなる。本実施例において、前記多孔膜20は酸化アルミニウムからなる。前記多孔膜20における複数の穴は、前記複数の管状キャリア162の形状、直径及び各々の前記管状キャリア162の間の位置関係に基づいて設けられる。例えば、前記複数の管状キャリア162が、均一に分散し、且つ相互に平行して離隔して設置される場合、前記複数の穴は、前記複数の管状キャリア162に対応して、均一に分散し、且つ相互に平行して離隔して設置されることもできる。前記複数の管状キャリア162が、ランダムに分散する場合、前記複数の穴は、ランダムに分散することもできる。前記多孔膜20は、対向する二つの表面を有する。且つ前記多孔膜20においける複数の穴において、少なくとも一つの開口が該多孔膜20の一つの表面に形成される。前記複数の穴は、前記多孔膜20の対向する二つの表面間を貫通することが好ましい。前記多孔膜20の直径は、10nm~10μmであるが、50nm~300nmであることが好ましい。前記複数の穴は、均一に分散し、且つ相互に平行して離隔して設置された直線型の透過孔であり、且つ隣接する二つの穴の間の距離は、10nm~50μmであることが好ましい。前記多孔膜20の厚さは、1μm~100μmであることが好ましい。本実施例において、前記複数の穴の直径は、100nmであり、隣接する二つの穴の間の距離は、100nmであり、前記多孔膜20の厚さは、7μmである。前記第二ステップにおいて、前記複数の管状キャリア162は、カーボンナノチューブ、チタニアナノチューブ、亜鉛酸化物ナノチューブ、酸化コバルトナノチューブまたは五酸化バナジウムナノチューブであることができる。蒸鍍法、化学気相蒸着法、ゾル-ゲル法または浸漬法で前記複数の管状キャリア162を製造する。前記複数の管状キャリア162が、カーボンナノチューブである場合、その製造方法は炭素化合物溶液を提供し、前記多孔膜20を該炭素化合物溶液に浸漬するステップS11と、前記炭素化合物溶液の中から前記多孔膜20を取り出した後、アニーリングさせて、前記多孔膜20の複数の穴の中に、複数のカーボンナノチューブを形成するステップS12と、を含む。前記ステップS11において、前記炭素化合物溶液は、炭素化合物を溶剤に溶かすことによって形成される。前記溶剤は、水または揮発性有機溶剤であることが好ましい。前記水は、蒸留水または脱イオン水である。前記揮発性有機溶剤は、エタノール、プロパノールまたはアセトンであることができる。前記炭素化合物は、アニーリングされた後炭素に分解するが、無定形炭素に分解することが好ましい。前記炭素化合物は、シュウ酸、ショ糖、ブドウ糖、フェノール樹脂、ポリアクリル酸、ポリアクリロニトリル、ポリエチレングリコールまたはポリビニルアルコールである。前記炭素化合物溶液の濃度は、それぞれ前記複数の管状キャリア162の間の隙間に影響を与える。前記炭素化合物溶液の濃度が小さい場合、それぞれ前記複数の管状キャリア162の間の隙間が大きくなる。これとは反対に、前記炭素化合物溶液の濃度が大きい場合、各々の前記複数の管状キャリア162の間の隙間が小さくなる。前記炭素化合物溶液の濃度は、0.05g/ml~1g/mlであることが好ましい。常圧で複数の穴を有するアルミナ板を、前記炭素化合物溶液の中に5分~5時間浸漬させることにより、前記アルミナ板の穴内を前記炭素化合物溶液で充分に浸漬させる。本実施例において、前記アルミナ板を、前記0.2g/ml炭素化合物溶液の中に1時間浸漬させる。更に、前記炭素化合物溶液を加圧することによって、アルミナ板の浸漬時間が短くなる。前記ステップS12において、前記多孔膜20は、前記炭素化合物溶液の中から取り出された後、水または揮発性有機溶剤で洗浄して乾燥処理させる。具体的には、前記洗浄された多孔膜20を真空中で60°C~100°Cで30分~6時間加熱する。本実施例において、前記洗浄された多孔膜20を真空中で80°Cで3時間加熱する。前記ステップS12において、前記多孔膜20をアニーリングする方法は、前記多孔膜20を保護ガス雰囲気で充満された加熱炉の中に、所定の温度で一定の時間焼成して、前記炭素化合物を無定形炭素に分解し、該無定形炭素をカーボンナノチューブに形成する工程を含む。本実施例において、前記炭素化合物は、シュウ酸であり、前記多孔膜20をアニーリングする工程において、まず、1°C~5°C/分の加熱速度で前記多孔膜20を100°C~150°Cまで加熱した後、1時間~3時間保温する。次に、1°C~5°C/分の加熱速度で前記多孔膜20を400°C~600°Cまで加熱して、2時間~8時間保温した後、室温まで冷却する。前記第三ステップにおいて、前記複数の触媒粒子164は、プラチナ、金、パラジウムまたはルテニウムのような高触媒活性を有する貴金属粒子であるが、プラチナであることが好ましい。前記複数の触媒粒子164の製造方法は、前記複数の管状キャリア162が形成された多孔膜20を、触媒イオンを含む溶液に浸漬するステップa1と、前記触媒イオンを還元させた後、前記複数の管状キャリア162の内壁に吸着させるステップa2と、を含む。前記触媒イオンが、プラチナからなる場合、前記ステップa2は、塩化白金酸溶液H2PtCl6を提供し、前記複数の管状キャリア162が形成された多孔膜20を、前記塩化白金酸H2PtCl6溶液に浸漬して、前記塩化白金酸溶液のpH値を調整してアルカリ性にするステップa11と、前記アルカリ性の塩化白金酸溶液に還元性物質を添加して混合物とした後、該混合物を加熱することによって、前記塩化白金酸溶液と前記還元性物質との間で酸化還元反応を生じさせて、前記多孔膜20における複数の管状キャリア162の内壁に複数のプラチナからなる触媒粒子を形成するステップa12と、を含む。前記ステップa11において、前記塩化白金酸溶液は、塩化白金酸を蒸留水または揮発性有機溶剤に溶かすことによって形成される。前記塩化白金酸溶液の濃度は、前記複数の管状キャリア162の内壁に吸着された複数の触媒粒子164の数量と関連する。塩化白金酸溶液のモル濃度は、0.01mol/L~1mol/Lであることが好ましい。本実施例において、前記塩化白金酸溶液のモル濃度は、0.01mol/Lである。前記塩化白金酸溶液のpH値を調整する方法は、前記塩化白金酸溶液の中にアルカリ性物質を添加することである。前記アルカリ性物質は、炭酸ナトリウムNa2CO3、水酸化ナトリウムNaOH、または水酸化カリウムKOHである。前記塩化白金酸溶液のpH値を8~9に調整することが好ましい。前記ステップa12において、前記還元性物質は、ホルムアルデヒドHCHO、ギ酸HCOOHまたは水素化ホウ素カリウムKBH4である。前記還元性物質の量は、前記塩化白金酸溶液におけるプラチナイオンを還元してプラチナを生じさせる量であってよい。前記アルカリ性の塩化白金酸溶液に還元性物質を添加して形成した混合物を加熱する温度は、50°C~70°Cである。更に、前記加熱する工程において、保護ガスを、前記加熱炉に導入することもできる。前記保護ガスは、窒素ガスまたはアルゴンガスである。前記形成された複数の触媒粒子164の直径は、1nm~8nmである。前記複数の触媒粒子164を形成した後、前記多孔膜20を取り出して、蒸留水または揮発性有機溶剤で該多孔膜20の表面上に生成された副産物を洗浄して、乾燥する。前記第四ステップにおいて、前記複数のプロトン導体166を前記多孔膜20の穴に注入する前に、プロトン導体166を熔融状態とし、または前記プロトン導体166を溶媒に溶かし、プロトン導体溶液を形成する。前記プロトン導体166を前記多孔膜20の穴に注入するためには、次の二つ方法がある。一つの方法は、前記多孔膜20の厚さ方向と長さ方向とを有する複数の穴を有する平面を、直接前記熔融状態のプロトン導体または前記プロトン導体溶液の液面に平行するように接触させて、前記多孔膜20における複数の管状キャリア162を前記プロトン導体166で充填させることである。もう一つの方法は、前記多孔膜20の複数の穴を有する表面で漏斗の広い開口部を覆わせて、前記熔融状態のプロトン導体または前記プロトン導体溶液を、前記多孔膜20の、前記漏斗の開口部に連接する表面とは反対の表面から注入して、前記多孔膜20の複数の穴の中に浸漬させた後、蒸留水または脱イオン水で洗浄して乾燥させることである。前記熔融状態のプロトン導体または前記プロトン導体溶液を、前記多孔膜20の、前記漏斗の開口部に連接する表面とは反対の表面から注入する工程において、真空ポンプで前記熔融状態のプロトン導体または前記プロトン導体溶液を吸引して、前記熔融状態のプロトン導体または前記プロトン導体溶液を速く前記複数の穴に注入させる。前記複数の管状キャリア162を前記プロトン導体166で充填する時に、前記プロトン導体166を固化する。前記プロトン導体166の材料によって、その固化方法を選択する。前記プロトン導体166が、熔融状態のプロトン導体である場合、前記熔融状態のプロトン導体を静置し、または低温で前記熔融状態のプロトン導体を所定の時間の間加熱することによって、前記プロトン導体166を固化する。前記プロトン導体166が、前記プロトン導体溶液である場合、前記プロトン導体溶液の溶媒を除去した後、所定の時間の間静置するまたは低温加熱することによって、前記プロトン導体16を前記多孔膜20の穴の内壁に固化させる。本実施例において、前記プロトン導体166は、ペルフルオロスルホン酸樹脂である。前記ペルフルオロスルホン酸樹脂は、前記複数の管状キャリア162に注入する前に、該ペルフルオロスルホン酸樹脂を熔融させる。前記第五ステップにおいて、前記積層構造体を熱圧することによって、前記積層構造体を一体化し、前記管状キャリア162の中に充填された前記プロトン導体166と、前記プロトン交換膜12とを接続させる。前記第六ステップにおいて、前記熱圧された積層構造体における前記多孔膜20を除去する方法は、前記多孔膜20の材料によって選択する。例えば、腐食方法で前記多孔膜20を除去する。本実施例において、前記多孔膜20は、アルミナからなる。この場合、前記多孔膜20を溶解する。具体的には、水酸化ナトリウムNaOH溶液またはリン酸H3PO4溶液に前記積層構造体を浸漬することによって、前記アルミナからなる多孔膜20を除去する。前記水酸化ナトリウムNaOH溶液の濃度は、0.5mol/L~4mol/Lで、前記リン酸H3PO4溶液の濃度は、3mol/L~15mol/Lであることが好ましい。前記多孔膜20を除去した後、前記配向して配列された複数の管状キャリア162が、前記プロトン交換膜12の対向する二つの表面に設置される。更に、前記第六ステップの前にまたは後に、前記プロトン交換膜12から離れた複数の管状キャリア162の一端に、気体拡散層を形成することもできる。