電気化学的装置用の電極を形成する方法において、a少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマー又は非電荷ポリマーを混合して溶液を形成する工程と、b針先を有する金属針内へ前記溶液を送り込む工程と、c針先と前記針先から離れて位置するコレクタ基板との間に電圧を印加する工程と、d電界紡糸繊維を生成し生成された前記繊維を前記コレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針先から前記溶液を押し出して、各繊維がその上に分散された複数の前記触媒粒子を有している多孔性繊維網を備えるマットを形成する工程と、e前記マットを膜上に押し付ける工程とを備えることを特徴とする方法。前記触媒は白金担持炭素Pt/Cを備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記アイオノマー又は非電荷ポリマーはナフィオン登録商標を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記溶液を形成する工程は、第3の分量の第2ポリマーを前記第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマー又は非電荷ポリマーと混合する工程をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記第2ポリマーはポリアクリル酸PAAを備えることを特徴とする請求項4に記載の方法。前記触媒、アイオノマー又は非電荷ポリマー、および第2ポリマーの重量比は約15:3:2であることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記コレクタ基板はカーボン紙又は炭素布ガス拡散層を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記コレクタ基板は回転ドラムコレクタ上に配されることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記コレクタ基板と前記針先との間の前記距離は約10cmであることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記針先と前記コレクタ基板との間に印加される電圧は約7.0kVであることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記流量は約1mL/時であることを特徴とする請求項1に記載の方法。前記繊維は約470nmの平均径を有するように形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。形成された前記電極は約0.025mg/cm2から約0.4mg/cm2までの範囲のPt添加を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。形成された前記繊維は約114m2/gPtの電気化学的表面積を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。前記膜はポリマー膜を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。請求項1に記載の方法により形成された電極。電気化学的装置用の膜電極一体構造MEAにおいて、a第1表面およびこれに対向する第2表面を有する膜と、b前記膜の第1表面上に配された陽極と、ca.少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマー又は非電荷ポリマーを混合して溶液を形成する工程と、b.前記針先を有する金属針内へ前記溶液を送り込む工程と、c.前記針先と前記針先から離れて位置するコレクタ基板との間に電圧を印加する工程と、d.電界紡糸繊維を生成し生成された前記繊維を前記コレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針先から前記溶液を押し出して、各繊維がその上に分散された複数の触媒粒子を有している多孔性繊維網を備えるマットを形成する工程と、e.前記マットを前記膜の前記第2表面上に押し付ける工程とにより形成される、前記膜の前記第2表面上に配された前記陰極とを備えることを特徴とする膜電極一体構造。前記触媒は白金担持炭素Pt/Cを備えることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記アイオノマー又は非電荷ポリマーはナフィオン登録商標を備えることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記溶液を形成する工程は、第3の分量の第2ポリマーを前記第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマー又は非電荷ポリマーと混合する工程をさらに備えることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記第2ポリマーはポリアクリル酸PAAを備えることを特徴とする請求項20に記載の膜電極一体構造。前記触媒、アイオノマー又は非電荷ポリマー、および第2ポリマーの前記重量比は約15:3:2であることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記コレクタ基板はカーボン紙又は炭素布ガス拡散層を備えることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記コレクタ基板は回転ドラム上に配されることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記繊維は約470nmの平均径を有するように形成されることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。形成された前記陰極は約0.025mg/cm2から約0.4mg/cm2までの範囲のPt添加を有することを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。形成された前記陰極は約114m2/gPtの電気化学的表面積を有することを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記膜はイオン伝導性であることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記膜は陽子伝導性であることを特徴とする請求項28に記載の膜電極一体構造。前記陽子伝導性膜はペルフルオロスルホン酸を備えることを特徴とする請求項29に記載の膜電極一体構造。前記ペルフルオロスルホン酸膜はナフィオン登録商標を備えることを特徴とする請求項30に記載の膜電極一体構造。前記膜はナノ繊維複合膜であることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。前記触媒はPt粒子、Pt合金粒子、炭素粒子上Pt、貴金属粒子、炭素粒子上貴金属、貴金属基合金、炭素粒子上前金属基合金、Ag粒子、Ni粒子、Ag合金粒子、Ni合金粒子、Fe粒子、Fe合金粒子、Pd粒子、Pd合金粒子、コアシェル触媒粒子、非白金族金属PGM燃料電池触媒、又はその組合せを備えることを特徴とする請求項17に記載の膜電極一体構造。電気化学的装置用の膜電極一体構造MEAにおいて、a第1表面およびこれに対向する第2表面を有する膜と、ba.少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマー又は非電荷ポリマーを混合して溶液を形成する工程と、b.針先を有する金属針内へ前記溶液を送り込む工程と、c.前記針先と前記針先から離れて位置するコレクタ基板との間に電圧を印加する工程と、d.電界紡糸繊維を生成し生成された前記繊維を前記コレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針先から前記溶液を押し出して、各繊維がその上に分散された複数の触媒粒子を有している多孔性繊維網を備えるマットを形成する工程と、e.前記マットを前記膜の前記第1表面上に押し付ける工程とにより形成される、前記膜の前記第1表面上に配された前記陽極と、c前記膜の前記第2表面上に配された前記陰極とを備えることを特徴とする膜電極一体構造。プロトン交換膜PEM燃料電池において、aa.第1表面およびこれに対向する第2表面を有する膜と、b.前記膜の第1表面上に配された陽極と、c.前記膜の第2表面上に配された陰極とを含む膜電極一体構造MEAと、b燃料を前記陽極へ移動させる機能を持つチャネルを有する第1流れ場プレートと、cオキシダントを前記陰極へ移動させる機能を持つチャネルを有する第2流れ場プレートとを備えることを特徴とする燃料電池。前記第1流れ場プレートは水素を前記陽極へ移動させる機能を持ち、前記第2流れ場プレートは酸素を前記陰極へ移動させる機能を持つことを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記触媒は白金担持炭素Pt/Cを備えることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記アイオノマーはナフィオン登録商標を備えることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記陽極および陰極のうち少なくとも1つは、少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマー又は非電荷ポリマーを混合して溶液を形成する工程と、針先を有する金属針内へ前記溶液を送り込む工程と、前記針先と前記針先から離れて位置するコレクタ基板との間に電圧を印加する工程と、電界紡糸繊維を生成し生成された前記繊維を前記コレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針先から前記溶液を押し出して、各繊維がその上に分散された複数の触媒粒子を有している多孔性繊維網を備えるマットを形成する工程と、前記マットを前記膜上に押し付ける工程とにより形成されており、前記溶液を形成する工程は、第3の分量の第2ポリマーを前記第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーと混合する工程をさらに備えることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記第2ポリマーはポリアクリル酸PAAを備えることを特徴とする請求項39に記載の燃料電池。前記触媒、アイオノマー又は非電荷ポリマー、および第2ポリマーの重量比は約15:3:2であることを特徴とする請求項39に記載の燃料電池。前記コレクタ基板はカーボン紙又は炭素布ガス拡散層を備えることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記コレクタ基板は回転ドラム上に配されることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記繊維は約470nmの平均径を有するように形成されることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。形成された前記陰極は約0.025mg/cm2から約0.4mg/cm2までの範囲のPt添加を有することを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。形成された前記陰極は約114m2/gPtの電気化学的表面積を有することを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記膜はイオン伝導性であることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記膜は陽子伝導性であることを特徴とする請求項47に記載の燃料電池。前記陽子伝導性膜はペルフルオロスルホン酸を含むことを特徴とする請求項48に記載の燃料電池。前記ペルフルオロスルホン酸膜はナフィオン登録商標を備えることを特徴とする請求項49に記載の燃料電池。前記膜はナノ繊維複合膜であることを特徴とする請求項35に記載の燃料電池。前記触媒はPt粒子、Pt合金粒子、炭素粒子上Pt、貴金属粒子、炭素粒子上貴金属、貴金属基合金、炭素粒子上前金属基合金、Ag粒子、Ni粒子、Ag合金粒子、Ni合金粒子、Fe粒子、Fe合金粒子、Pd粒子、Pd合金粒子、コアシェル触媒粒子、非白金族金属PGM燃料電池触媒、又はその組合せを備えることを特徴とする請求項39に記載の燃料電池。添付図面は、本発明の1つ又は複数の実施形態を例示しており、明細書と共に本発明の原理を解説する役目を担う。可能な限り、全ての図面において一実施形態と同一又は同様の要素に言及する際には同一の参照番号を使用する。本発明は、以下の実施例においてより詳細に説明される。その多数の修正および変更が当業者には明らかであることから、以下の実施例は、例示を目的としたものにすぎない。以下に本発明の種々の実施形態について詳述する。図面を参照して、全ての図において同様の番号は同様の部品を指す。ここでの説明およびその後の特許請求の範囲全体において使用される際、1つのa、1つのanおよび前記theの意味は、文脈からそうでないことが明らかである場合を除き、複数への言及を含む。また、ここでの説明およびその後の特許請求の範囲全体において使用される際、においてinの意味は、文脈からそうでないことが明らかである場合を除き、においてinおよびの上にonを含む。また、読者の便宜のために表題又は副題を明細書中に使用する場合があるが、本発明の範囲に何ら影響を与えるものではない。加えて、本明細書中に使用される幾つかの用語をより具体的に以下に定義する。定義本明細書中に使用される用語は概して、本発明の文脈の中で、また各用語が使用される特定の文脈において、当技術分野における一般的な意味を有する。本発明の説明に使用される一部の用語は以下に、又は本明細書の他の部分で議論されて、本発明の装置および方法並びにその作製方法および使用方法を説明する中で実施者に追加の助言を与える。便宜のため、一部の用語を例えばイタリック体および引用符、あるいはイタリック体又は引用符を用いて強調する場合がある。強調の使用は用語の範囲および意味に何ら影響を与えるものではなく、用語が強調されているかいないかに関わらず、同一の文脈において用語の範囲および意味は同一のものである。当然のことながら同じことが他のことにも言える。そのため、ここで議論される用語のうち何れか1つ又は複数に対して代わりの言葉又は同義語を使用してもよいし、またここで用語を詳述又は議論しているかどうかに関して特別な意味はない。一部の用語に対しては同義語が使用される。1つ又は複数の同義語に関する詳説は、その他の同義語の使用を排除するものではない。ここに議論される何れの用語の例も含め、本明細書中の何れの場所に使用される例も例示的なものにすぎず、本発明および何れの例示された用語の範囲および意味をも何ら制限するものではない。同様に、本発明は本明細書中で与えられる種々の実施形態に限定されるものではない。さらに、本明細書の読者が本発明書を通読するのを助けるために副題を使用することがあるが、副題の使用は本発明の範囲に何ら影響を与えるものではない。ここで使用される際、複数pluralityは2つ以上を意味する。ここで使用される際、備えるcomprising、含むincluding、保有するcarrying、有するhaving、含有するcontainingおよび伴うinvolving等の用語は非限定的である、つまり含むが限定されてはいないことを意味すると理解されるべきである。ここで使用される際、前後around、約about又はおおよそapproximatelyは概して、与えられる値又は範囲の20パーセント以内、好ましくは10パーセント以内、より好ましくは5パーセント以内を意味する。ここで与えられる数量はおおよそのものであり、明確に記載されていなくても前後around、約about又はおおよそapproximatelyの用語を暗示しうることを意味する。ここで使用される際、ナノスケールnanoscopic-scale、ナノスケールのnanoscopic、ナノメートルスケールnanometer-scale、ナノスケールnanoscale、ナノ複合材料nanocomposites、ナノ粒子nanopaticlesおよびナノnano-という接頭辞等は概して、好ましくは1μmより小さい幅又は直径を有する要素又は物品を称する。全ての実施形態において、指定された幅は最小幅即ち、物品が異次元ではより大きい幅を有する可能性のある場所で指定される幅又は最大幅即ち、物品の幅が指定されるより大きくなることはないが長さはより長くなりうる場所でありうる。発明の概説本発明の実施形態に関して図1ないし図8中の添付図面と併せて説明を行う。ここで開示される本発明の種々の例示的な実施形態は、燃料電池に照らして説明される場合があるが、当然のことながらここで開示される本発明の態様は、プロトン交換膜PEM燃料電池等の特定のタイプの燃料電池と関連付けて使用されるのに限定されるものではなく、ここで開示される本発明の範囲から逸脱することなく他のタイプの燃料電池やコンデンサおよび電池、あるいはコンデンサ又は電池等の他のタイプの電気化学的装置と関連付けて実施してもよい。次に、具体的に図1を参照して、本発明の一実施形態に係る電気化学的装置用の膜電極一体構造MEAが示されている。図1中に示されている実施形態に係るMEAは例えばプロトン交換膜PEM燃料電池等の電気化学的装置に組み込まれてもよい。典型的なPEM燃料電池においてMEAが2つの電極、即ち陽極および陰極を有することは当業者に自明であろう。各電極は、一側面を触媒薄層により被覆されており、陽極および陰極はプロトン交換膜PEMにより分離されている。MEAは2つの流れ場プレートの間に配されており、作動中は水素および空気又はその他の燃料およびオキシダントが流れ場プレート内に形成されたチャネルを介してMEAの電極に供給される。より詳細には、1つの流れ場プレートは水素を陽極へ移動させ、別の流れ場プレートは空気中の酸素を陰極へ移動させる。陽極において、触媒層は水素の陽子および電子への分離を容易にする。陽極において生じた自由電子は使用可能な電流として外部回路内に伝えられる。陰極において、PEM内を通過した水素陽子は空気中の酸素および外部回路から帰着した電子と合流して水および熱を形成する。図1に示されている実施形態において、MEA100は第1表面114aおよびこれに対向する第2表面114bを持つ膜114を含む。触媒層112により被覆されたガス拡散電極110から成る陽極113は前記膜114の第1表面114a上に配され、触媒層116により被覆されたガス拡散電極118から成る陰極119は前記膜の第2表面114b上に配される。次に、図2および図3を参照して、図2の本発明の一実施形態に係る、溶液に電界紡糸を施してナノ繊維を生成し前記ナノ繊維をコレクタ基板上に堆積させるシステム200を概略的に示し、図3の本発明の別の実施形態に係る、溶液に電界紡糸を施してナノ繊維を生成し前記ナノ繊維をコレクタ基板上に堆積させるシステム300を概略的に示す。電界紡糸処理が通常ポリマー溶液又はポリマー溶解を含有する紡糸口金針に高圧電場を印加する工程を含むことは当業者に自明であろう。溶液の表面上の相互電荷斥力は表面張力に打ち勝ち、紡糸口金針の先端から溶液の細い液体噴流を生じさせ噴出するようになる。帯電溶液の噴流が異なる電位を持つコレクタに向けて移動すると、表面電荷からの静電斥力により噴流の直径が狭められる。噴流は泡立った状態になることもあり、その結果、電界における不安定性によって引き延ばされさらに狭められる。噴流が乾燥すると固体の繊維が生じ、前記繊維はコレクタ上に堆積して不織布材料を形成する。図2に示されている本発明の一実施形態に係るシステム200の作動中、溶液212は注入器210から針先214aを有する金属針214内へ送り込まれる。一実施形態において、溶液212は図4のフローチャートを参照して後述される方法の工程に従って形成される。高電圧発生装置216により生じた電圧は、針先214aとコレクタ基板222との間に電位差が生じるように金属針214に印加される。図示のように、コレクタ基板222は、電気的に接地された回転ドラム224上に配される。コレクタ基板222は前記針先214aから所定距離d1だけ離れている。溶液の細い液体噴流218は、電界紡糸ナノ繊維220を生成し生成された前記ナノ繊維220をコレクタ基板222上に堆積させるような流量で金属針214の先端214aから生じ噴出されて、多孔質ナノ繊維網から成るマットを形成する図5参照。図3に示されている本発明の別の実施形態に係るシステム300の作動中、溶液312は注入器310から針先314aを有する金属針314内へ送り込まれる。一実施形態において、溶液312は図4のフローチャートを参照して後述される方法の工程に従って形成される。高電圧発生装置316により生じた電圧は、針先314aと接地されたコレクタ基板302との間に電位差が生じるように金属針314に印加される。コレクタ基板302は前記針先314aから所定距離d2だけ離れている。溶液の細い液体噴流318は、電界紡糸ナノ繊維320を生成し生成された前記ナノ繊維320をコレクタ基板322上に堆積させるような流量で金属針314の先端314aから生じ噴出されて、多孔質ナノ繊維網から成るマットを形成する図5参照。次に、具体的に図4を参照して、フローチャートは本発明の1つ又は複数の実施形態に係る電気化学的装置用の電極を形成する方法400の工程を示す。前記方法はステップ401から始まり、ステップ403において少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーを混合して溶液を形成する工程と、ステップ405において針先を有する金属針内へ前記溶液を送り込む工程とを含む。次に、ステップ407において針先と前記針から離れて位置するコレクタ基板との間に電圧が印加される。ステップ407に続いて、前記溶液は電界紡糸ナノ繊維を生成し生成された前記ナノ繊維をコレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針先から押し出されて、ステップ409において多孔性ナノ繊維網を含むマットを形成する。ステップ409の後に、ステップ411において前記マットは膜上に押し付けられ、ステップ413において前記方法は終了する。発明の実施例および実施本発明の範囲を制限するよう意図することなく、本発明の実施形態に係る例示的な装置およびその使用の関連結果を以下に与える。ここで一部の見解が提案され開示される場合があるが、正しいか誤っているかに関わらず、それらは発明の範囲を何ら制限すべきものではない。第1実施形態本実施例は、1つ又は複数の態様において、電界紡糸により生じる三次元ナノ繊維燃料電池電極形態を例示する。1つの例示的な実施形態において、電界紡糸ナノ繊維マットはイソプロパノール/水溶媒中のおおよそ75wtのPt/C、15wtのナフィオン登録商標、および10wtのポリアクリル酸の溶液から準備した。回転ドラムコレクタに固定されたカーボン紙GDL基板上にナノ繊維が堆積した。金属紡糸口金針とドラムコレクタとの電位差は約7.0kVであり、紡糸口金からコレクタまでの距離および前記溶液の流量はそれぞれ約10cmおよび約1mL/時に固定された。その結果生じた電界紡糸触媒マット510の図5a中の上方からのSEM画像に示されているように、ナノ繊維512の表面はPt/C触媒ナノ粒子により粗面化されている。Pt/C触媒ナノ粒子の一様分布は図5c中のナノ繊維530および図5d中のナノ繊維540の表面上に見られ、そのナノ繊維平均径は約470nmである。ナノ繊維電極にアニーリングを施してナフィオン登録商標212膜上へのホットプレスを施した後に、図5b中のナノ繊維522のSEM画像に示されているように、ナノ繊維まとめて520を付すの形態は保持され、繊維の体積密度は増加した。本発明の実施形態に係るナノ繊維触媒構造の性能を評価するために、ナフィオン登録商標212膜、デカルコマニア処理された陽極約0.4mg/cm2のPt添加を有するおよびPt陰極添加が約0.4mg/cm2以降の図中にES04と称する又は約0.2mg/cm2ES02と称する又は約0.1mg/cm2ES01と称するである電界紡糸ナノ繊維陰極を用いて膜電極一体構造MEAを加工した。対照用に、各電極に対するPt添加が約0.4mg/cm2Decal04と称するである陽極および陰極の両方にデカルコマニア処理を施すことにより第3のMEAを準備した。表1は0.4mg/cm2デカルコマニア陰極MEAおよび0.1mg/cm2電界紡糸陰極MEAに対するPt添加および陰極触媒層の電気化学的表面積ECSAを示す。表1からわかるように、充分に加湿されたH2およびN2を用いて80°Cで燃料電池試験装置においてその場サイクリックボルタンメトリーにより測定したナノ繊維電極のECSAはデカルコマニア処理された陰極より著しく大きかった。4つのMEAは全て、背圧の無い状態で80°Cおよび100RH相対湿度で水素空気燃料電池5cm2MEAにおいて評価した。図6は4つの異なる陰極触媒構成に対する水素空気燃料電池分極曲線のグラフ600を示す。電池温度は125sccmのH2および500sccmの空気ゼロpsi背圧を用いて80°Cであった。図示のように、ES04は約705mW/cm2の最大出力密度を用いて0.6Vで約1080mA/cm2を送る。これらの結果から、デカルコマニア陰極および陽極を持つMEAに比して燃料電池性能は28向上したことが表される。より薄いナノ繊維触媒マットを使用することによりナノ繊維陰極のPt添加が0.2mg/cm2に減少しても、出力性能はまだDecal04より良好であった。電界紡糸陰極のPt添加がさらに0.1mg/cm2に減少したとき、0.6V524mW/cm2での出力密度は0.4mg/cm2519mW/cm2という、はるかに高いPt添加でのデカルコマニア陰極の出力密度と本質的に同等であった。これらの結果から、ここで開示される本発明の1つ又は複数の実施形態に係る電界紡糸ナノ繊維電極形態はPEM燃料電池において従来のデカルコマニア処理された電極より大きな出力を生成しうることが示される。異なるPt添加を用いて行われた幾つかの実験に基づいて、本明細書は約0.025mg/cm2から0.4mg/cm2までの範囲のPt添加を有するナノ繊維電極を用いて実施されうることが示された。第2実施形態本実施例は、1つ又は複数の態様において、0.05mg/cm2ES005と称するのPt添加を持つ三次元電界紡糸ナノ繊維燃料電池陰極を持つMEA性能を例示する。1つの例示的な実施形態において、電界紡糸ナノ繊維マットはおおよそ75wtのPt/C、15wtのナフィオン登録商標、および10wtのポリアクリル酸の溶液から準備した。回転ドラムコレクタに固定されたカーボン紙GDL基板上にナノ繊維が堆積した。金属紡糸口金針とドラムコレクタとの電位差は約7.0kVであり、紡糸口金からコレクタまでの距離および前記溶液の流量はそれぞれ約10cmおよび約1mL/時に固定された。ES005として識別されるMEAに対して電界紡糸ナノ繊維触媒層は0.05mg/cm2のPt添加で陰極として使用された。ナノ繊維陰極は140°Cおよび16MPaでナフィオン212膜上へのホットプレスを施された。ホットプレスの前に、電界紡糸ナノ繊維マットは2時間にわたり真空下で150°Cのアニーリングを施された。ナノ繊維マットのPt添加は電界紡糸継続時間により調整され、電界紡糸マットの全重量とその準備に使用されたPt/C触媒の重量分率とから算出された。ナノ繊維電極にナフィオン登録商標212膜上へのホットプレスを施した後に、ナノ繊維の形態は保持され、繊維の体積密度は増加した。MEA0.05mg/cm2のPt添加を持つナノ繊維陰極に対する性能データは125sccmのH2および500sccmの空気ゼロpsi背圧を用いて背圧の無い状態で80°Cおよび100RH相対湿度で水素空気燃料電池5cm2MEAにおいて収集された。図7は電界紡糸0.1mg/cm2のPt添加陰極MEAを持つ電界紡糸0.05mg/cm2のPt添加陰極に対する水素空気燃料電池分極曲線のグラフ700を示す。図示のように、ES005は約401mW/cm2の最大出力密度を用いて0.6Vで約620mA/cm2を送る。これらの結果から、ここで開示される本発明の1つ又は複数の実施形態に係る電界紡糸ナノ繊維電極形態は超低Pt添加ここで超低Pt添加は0.10mg/cm2より少ないPt添加として定義されるを持つPEM燃料電池において出力を生成することができることが示される。第3実施形態本実施例は、1つ又は複数の態様において、0.025mg/cm2ES0025と称するのPt添加を持つ三次元電界紡糸ナノ繊維燃料電池陰極を持つMEA性能を例示する。一の例示的な実施形態において、電界紡糸ナノ繊維マットはおおよそ75wtのPt/C、15wtのナフィオン登録商標、および10wtのポリアクリル酸の溶液から準備した。回転ドラムコレクタに固定されたカーボン紙GDL基板上にナノ繊維が堆積した。金属紡糸口金針とドラムコレクタとの電位差は約7.0kVであり、紡糸口金からコレクタまでの距離および前記溶液の流量はそれぞれ約10cmおよび約1mL/時に固定された。ES0025として識別されるMEAに対して電界紡糸ナノ繊維触媒層は0.025mg/cm2のPt添加で陰極として使用されたナノ繊維陰極は140°Cおよび16MPaでナフィオン212へのホットプレスを施された。ホットプレスの前に、電界紡糸ナノ繊維マットは2時間にわたり真空下で150°Cのアニーリングを施された。ナノ繊維マットのPt添加は電界紡糸継続時間により調整され、その全重量とその準備に使用されたPt/C触媒の重量分率とから算出された。ナノ繊維電極にナフィオン登録商標212膜上へのホットプレスを施した後に、ナノ繊維の形態は保持され、繊維の体積密度は増加した。電界紡糸0.025mg/cm2のPt添加陰極MEAを持つ水素空気燃料電池に対する性能データは図8に示されている。MEAは125sccmのH2および500sccmの空気ゼロpsi背圧を用いて背圧の無い状態で80°Cおよび100RH相対湿度で水素空気燃料電池5cm2MEAにおいて評価された。図8は2つの異なる陰極触媒構成に対する水素空気燃料電池分極曲線のグラフ800を示す。図示のように、ES0025は約302mW/cm2の最大出力密度を用いて0.6Vで約235mA/cm2を送る。本実施例は、ここで開示される本発明の1つ又は複数の実施形態に係る電界紡糸ナノ繊維電極形態を生じ燃料電池MEAにおいて使用して超低Pt添加を持つPEM燃料電池において出力を生成することができることをさらに示す。ここで開示される実施例1ないし実施例3に対して、上述のように、Pt添加は異なる電極構成ごとに変化するが、電圧、流量、および針紡糸口金とコレクタとの間の距離等の電界紡糸状態は等しく維持された。また当然のことながら、0.4mg/cm2、0.2mg/cm2、0.1mg/cm2、0.05mg/cm2および0.025mg/cm2のPt添加を持つ電極間の違いはそれぞれのナノ繊維マットに電界紡糸を施すための時間である。0.4mg/cm2のPt添加を持つ電極に比して、0.1mg/cm2のPt添加を持つ電極は、図3の実施形態において示される単針機器を用いて準備するのに4分の1の時間を要する。同様に0.1mg/cm2のPt添加を持つ陰極に比して、0.025mg/cm2のPt添加を持つ陰極は準備するのに4分の1の時間を要する。図1ないし図5を再び参照して、一態様において、本発明は電気化学的装置用の電極を形成する方法400に関する。一実施形態において、上記の方法は、ステップ403において第1の分量の触媒、第2の分量のアイオノマー、および第3の分量の第2ポリマーを混合して溶液を形成する工程を含む。上記の方法は、ステップ405において金属針内へ形成された溶液を送り込む工程をさらに含む。ステップ407において針先とコレクタ基板との間に電圧が印加され、ステップ409において電界紡糸ナノ繊維を生成し生成されたナノ繊維をコレクタ基板上に堆積させるような流量で針先から溶液を押し出して、各ナノ繊維が分散触媒粒子を有している多孔性ナノ繊維網を持つマットを形成する。また前記方法は、ステップ411においてマットを膜上に押し付ける工程を含む。一実施形態において、触媒は白金担持炭素Pt/Cを含み、アイオノマーはナフィオン登録商標を含み、溶液を形成する工程は、第3の分量の第2ポリマーを第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーと混合する工程をさらに含む。第2ポリマーはポリアクリル酸PAAを含み、触媒、アイオノマー、および第2ポリマーの重量比は約15:3:2である。コレクタ基板は回転ドラム上に配されたカーボン紙又は炭素布ガス拡散層を含み、コレクタ基板は針先から約10cmだけ離れている。針先とコレクタ基板との間に約7.0kVの電圧が印加され、溶液は約1mL/時の流量で前記針先から押し出される。一実施形態において、ナノ繊維は約470nmの平均径を有するように形成される。形成されたナノ繊維電極は約0.025mg/cm2から約0.4mg/cm2までの範囲のPt添加、および約114m2Pt/gPtの電気化学的表面積を有する。別の実施形態において、本発明は、図2中の要素212および図3中の要素312により示される、少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーを混合して溶液を形成する工程と、図2中の要素214aおよび図3中の要素314aにより示される対応する針先を有する図2中の要素214および図3中の要素314により示される金属針内へ前記溶液を送り込む工程と、針先と前記針先からそれぞれ距離d1およびd2だけ離れて位置する図2中の要素222および図3中の要素302により示されるコレクタ基板との間に電圧を印加する工程と、図2中の要素220および図3中の要素320により示される電界紡糸ナノ繊維を生成し生成された前記ナノ繊維を前記コレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針から前記溶液を押し出して、各ナノ繊維が分散触媒粒子を有している図5中の要素512により示される多孔性ナノ繊維網を持つマット510を形成する工程と、前記マットを図1中の要素114により示される膜上に押し付ける工程とを含む方法により形成されたナノ繊維電極に関する。また別の態様において、本発明は電気化学的装置用の膜電極一体構造MEA100に関する。一実施形態において、前記MEA100は、第1表面114aおよびこれに対向する第2表面114bを有する膜114と、前記膜114の第1表面114a上に配された陽極113と、前記膜114の第2表面114b上に配された陰極119とを含む。前記陰極119は、少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーを混合して溶液を形成する工程と、針先を有する金属針内へ前記溶液を送り込む工程と、針先と前記針先から離れて位置するコレクタ基板との間に電圧を印加する工程と、電界紡糸ナノ繊維を生成し生成された前記ナノ繊維を前記コレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針先から前記溶液を押し出して、各ナノ繊維が分散触媒粒子を有している多孔性ナノ繊維網を有するマットを形成する工程と、前記マットを前記膜の第2表面上に押し付ける工程とにより形成される。一実施形態において、前記ナノ繊維は約470nmの平均径を有するように形成され、前記触媒は白金担持炭素Pt/Cを含み、前記アイオノマーはナフィオン登録商標を含む。前記溶液を形成する工程は、第3の分量の第2ポリマーを第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーと混合する工程をさらに含み、前記第2ポリマーはポリアクリル酸PAAを含み、前記触媒、アイオノマー、および第2ポリマーの重量比は約15:3:2である。一実施形態において、前記コレクタ基板は回転ドラム上に配されたカーボン紙又は炭素布ガス拡散層を含み、コレクタ基板と前記針先との距離は約10cmである。前記針先と前記コレクタ基板との間に約7.0kVの電圧が印加される。前記溶液は、約1mL/時の流量で前記針先から押し出される。一実施形態において、形成された陰極は約0.025mg/cm2から約0.4mg/cm2までの範囲のPt添加、および約114m2Pt/gPtの電気化学的表面積を有する。一実施形態において、前記膜はイオン伝導性であり、一実施形態において、伝導性膜は陽子伝導性である。一実施形態において、陽子伝導性膜はナフィオン登録商標を含むペルフルオロスルホン酸PAAを含む。一実施形態において、前記膜はナノ繊維複合膜である。一実施形態において、前記触媒はPt粒子、Pt合金粒子、炭素粒子上Pt、貴金属粒子、炭素粒子上貴金属、貴金属基合金、炭素粒子上前金属基合金、Ag粒子、Ni粒子、Ag合金粒子、Ni合金粒子、Fe粒子、Fe合金粒子、Pd粒子、Pd合金粒子、コアシェル触媒粒子、および非白金族PGM燃料電池触媒のうち少なくとも1つ又は組合せを含む。また別の態様において、本発明は電気化学的装置用の膜電極一体構造MEA100に関する。一実施形態において、前記MEA100は、第1表面114aおよびこれに対向する第2表面114bを有する膜114と、前記膜114の第1表面114a上に配された陽極113とを含む。前記陽極113は、少なくとも第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーを混合して溶液を形成する工程と、針先を有する金属針内へ前記溶液を送り込む工程と、針先と前記針先から離れて位置するコレクタ基板との間に電圧を印加する工程と、電界紡糸ナノ繊維を生成し生成された前記ナノ繊維を前記コレクタ基板上に堆積させるような流量で前記針先から前記溶液を押し出して、各ナノ繊維がその上に分散された複数の触媒粒子を有している多孔性ナノ繊維網を持つマットを形成する工程と、前記マットを前記膜114の第1表面114a上に押し付ける工程とにより形成される。またMEAは、前記膜114の第2表面114b上に配された陰極119を含む。一実施形態において、前記溶液を形成する工程は、第3の分量の第2ポリマーを第1の分量の触媒および第2の分量のアイオノマーと混合する工程をさらに含む。本発明の例示的な実施形態に関する以上の説明は、例示および説明の目的で提示されたにすぎず、包括的であるよう意図されたものではなく、また開示された精密な形状に発明を制限するよう意図されたものでもない。上述の内容を考慮して多くの修正および変更を加えることが可能である。上記の実施形態は、他の当業者による本発明および種々の実施形態の利用を可能にするよう発明の原理およびその実用的応用を説明するために、また予期される特定の使用に適合するよう種々の修正と共に選択され説明された。本発明が関連する分野の当業者には、その精神および範囲を逸脱することなく代替の実施形態が明らかとなるであろう。このため、本発明の範囲は上述の説明およびここで説明される例示的な実施形態により定義されるのではなく、添付の請求の範囲により定義されるものである。