燃料電池に用いられる触媒電極層であって、触媒が担持された導電性粒子と、プロトン伝導性の高分子電解質と、を含み、前記導電性粒子は、単位重量当たりの酸量である触媒酸基密度mmol/gが、次式y=0.03xz[式中、xは、前記触媒電極層の厚さμm、yは、前記触媒酸基密度mmol/g、0.25≦z≦0.35]を満たす、触媒電極層。燃料電池に用いられる膜電極接合体であって、電解質膜と、請求項1に記載された触媒電極層と、を備える膜電極接合体。燃料電池セルであって、請求項2に記載された膜電極接合体を備える燃料電池セル。しかし、触媒電極層におけるプロトン伝導性の向上とガス拡散性の向上は両立が難しく、これらを向上させることによって、燃料電池の発電効率の向上を図る技術についてはなお改善の余地があった。本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池に用いられる触媒電極層において、プロトン伝導性とガス拡散性の向上を図ることを目的とする。上記課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明は、以下の態様または適用例として実現することが可能である。[適用例1]燃料電池に用いられる触媒電極層であって、触媒が担持された導電性粒子と、プロトン伝導性の高分子電解質と、を含み、前記導電性粒子は、単位重量当たりの酸量である触媒酸基密度mmol/gが、次式y=0.03xz[式中、xは、前記触媒電極層の厚さμm、yは、前記触媒酸基密度mmol/g、0.25≦z≦0.35]を満たす、触媒電極層。となる触媒電極層。この構成によれば、導電性粒子の触媒酸基密度mmol/gは、y=0.03xzxは、触媒電極層の厚さμm、yは、触媒酸基密度mmol/g、0.25≦z≦0.35を満たすため、触媒電極層におけるプロトン伝導性とガス拡散性の向上を図ることができる。なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、上述した触媒電極層を含む膜電極接合体や燃料電池などによっても実現することができるほか、上述した触媒電極層の製造方法や燃料電池の製造方法などの形態でも実現することができる。次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。A.第1実施例:A-1.燃料電池の構成:図1は、第1実施例における燃料電池の概略構成を説明するための説明図である。燃料電池10は、固体高分子型燃料電池であり、本発明の特徴部である触媒電極層を含んで構成されている。触媒電極層の詳細については、後に詳述する。燃料電池10は、複数の単セル14が積層されたスタック構造を有している。単セル14は、燃料電池10における発電を行う単位モジュールであり、水素ガスと空気に含まれる酸素との電気化学反応により発電を行う。各単セル14は、電解質膜210の各面に触媒電極層220アノード220aおよびカソード220cが形成された膜電極接合体MEAとも呼ばれる230の両側に一対のガス拡散層240アノード側拡散層240aおよびカソード側拡散層240cを配置した発電体200と、発電体200を挟持する一対のセパレータ300アノード側セパレータ300aおよびカソード側セパレータ300cによって構成されている。電解質膜210は、フッ素系樹脂材料あるい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導電性を有する。触媒電極層220アノード220aおよびカソード220cは、燃料電池10において電気化学反応が生じる層であり、構成等については、図2、図3を用いて後述する。ガス拡散層240アノード側拡散層240aおよびカソード側拡散層240cは、ガス透過性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボンクロスやカーボンペーパなどの多孔質カーボン製部材により形成することができる。ガス拡散層240は、MEA230と接触する面に撥水層を備えていても良い。セパレータ300アノード側セパレータ300aおよびカソード側セパレータ300cは、ガス遮断性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼などの金属部材によって形成されている。セパレータ300は、表面にガスや液体が流通する流路を形成するための凹凸形状を有している。アノード側セパレータ300aは、アノード側拡散層240aとの間に、ガスや液体が流通可能なアノードガス流路AGCを形成している。カソード側セパレータ300cは、カソード側拡散層240cとの間に、ガスや液体が流通可能なカソードガス流路CGCを形成している。A-2.触媒電極層の構成:図2および図3は、触媒電極層の概略構成を説明するための説明図である。図2は、触媒電極層の厚さが比較的厚い燃料電池の触媒電極層付近を例示した説明図であり、図3は、触媒電極層の厚さが比較的薄い燃料電池の触媒電極層付近を例示した説明図である。図2および図3に示すように、触媒電極層220アノード220aおよびカソード220cは、触媒担持カーボン粒子221と、プロトン伝導性高分子電解質以後、単に電解質とも呼ぶ222とを含んで構成されている。触媒担持カーボン粒子221は、例えば、親水処理により表面にカルボキシル基cohなどの親水基が付与されたカーボン粒子cpaに、電気化学反応を進行する触媒金属例えば白金catを担持させた構成を備えている。また、プロトン伝導性高分子電解質222は、主鎖のポリマー骨格polにフッ素原子を含み、側鎖にスルホン酸基sohなどの親水基を含むフッ素系樹脂等により構成されている。触媒電極層220の作製方法については後述する。触媒電極層220は、その厚さμmによってプロトン伝導性や、ガス拡散性耐フラッディング性が異なる。具体的には、図2に示すように、触媒電極層220は、厚さが厚くなるほど、内部において生成水の密度が低くなり、ガス拡散性耐フラッディング性が向上するが、発電時に電解質222を移動するプロトンの移動距離プロトン移動距離が長くなり、プロトン伝導性が低下する。一方、図3に示すように、触媒電極層220は、厚さが薄くなるほど、発電時に電解質222を移動するプロトンの移動距離プロトン移動距離が短くなり、プロトン伝導性が向上するが、内部において生成水の密度が高くなり、ガス拡散性耐フラッディング性が低下する。これらのことから、本実施例の触媒電極層220は、厚さによって触媒担持カーボン粒子221の単位重量当たりの親水基の量酸量である触媒酸基密度mmol/gを変えることで保水性を変化させている。具体的には、本実施例の触媒電極層220は、厚さが厚くなるほど、触媒担持カーボン粒子221の触媒酸基密度を高くして保水性を向上させることでプロトン伝導性の低下を抑制している。一方、触媒電極層220は、厚さが薄くなるほど、触媒担持カーボン粒子221の触媒酸基密度を低くして保水性を低下させることでガス拡散性耐フラッディング性の低下を抑制している。本実施例の触媒電極層220は、さらに、触媒担持カーボン粒子221の触媒酸基密度mmol/gと、触媒電極層220の厚さμm、が以下の式1の関係が成り立つように調整されている。y=0.03xz1上記の式1において、xは、触媒電極層220の厚さμm、yは、触媒担持カーボン粒子221の触媒酸基密度mmol/g、zは、0.25≦z≦0.35を満たす値を表している。触媒電極層の厚さと触媒酸基密度が式1を満たすことにより、触媒電極層220のプロトン伝導性と、ガス拡散性耐フラッディング性がともにバランスの良い状態となり、燃料電池の発電性能の向上を図ることができる。触媒電極層220の触媒電極層の厚さと触媒酸基密度が式1を満たすことにより燃料電池の発電性能の向上を図ることができる根拠については後述する。なお、式1において、切片zが0.25≦z≦0.35と値に幅があるのは、触媒担持カーボン粒子221の単位重量当たりの表面積である比表面積m2/gの違いによるものである。すなわち、比表面積の大きい触媒担持カーボン粒子を使用する場合には、同じ触媒酸基密度mmol/gであっても、表面積当たりの酸量が減少するため、zの値を大きい値0.35付近の値に設定することがより望ましい。一方、比表面積が小さい触媒担持カーボン粒子を使用する場合には、同じ触媒酸基密度mmol/gであっても、表面積当たりの酸量が大きくなるため、zの値を小さい値0.25付近の値に設定することがより望ましい。A-3.触媒電極層の評価:ここでは、触媒電極層の厚さと触媒酸基密度が式1を満たす触媒電極層を使用することにより、燃料電池の発電性能の向上を図ることができる根拠について説明するため、触媒電極層の厚さ、および、触媒電極層に含まれる触媒担持カーボン粒子の触媒酸基密度の異なる複数の触媒電極層を用いて、燃料電池の発電性能の比較をおこなった。具体的には、触媒電極層の厚さについて、2μm、6μm、10μm、20μm、30μmの5通り、触媒担持カーボン粒子の触媒酸基密度について、0.3mmol/g、0.45mmol/g、0.6mmol/g、0.9mmol/g、1.2mmol/g、1.5mmol/gの6通りとし、これらを組み合わせた30通りの触媒電極層を用いて、燃料電池の発電性能の比較をおこなった。発電性能の比較をおこなうために、上記の各触媒電極層を含むMEAの外側に、カーボン基材と撥水層カーボンPTFEからなるガス拡散層GDLを配置して発電体燃料電池を構成し、アノード側に水素、カソード側に空気を流すことで発電をおこなった。燃料電池の性能評価は、各負荷電流に対する電圧値を検出することによりおこなった。加湿条件は、セル温度80°Cに対して両極とも40RHとし、負荷電流は1.0A/cm2とした。図4は、触媒酸基密度と電圧値との関係を例示した説明図である。図4の縦軸は、燃料電池の電圧値Vを示し、横軸は、触媒担持カーボン粒子の触媒酸基密度mmol/gを示している。図4には、厚さの等しい触媒電極層ごとのプロットの回帰曲線が示されている。図4に示すように、各回帰曲線は、それぞれ山なり形状となっている。これは、触媒電極層は、各厚さにおいて、触媒担持カーボン粒子の触媒酸基密度が、回帰曲線のピーク、すなわち、最も電圧値が高くなるときの触媒酸基密度以後、ピーク時触媒酸基密度とも呼ぶより高い場合には、触媒担持カーボン粒子が必要以上に保水性を備えるために、ガス拡散性耐フラッディング性が低下することが示されている。また、触媒担持カーボン粒子の触媒酸基密度がピーク時触媒酸基密度より低い場合には、触媒担持カーボン粒子が必要な保水性を備えていないために、プロトン伝導性が低下することが示されている。よって、触媒電極層は、各厚さにおいて、触媒担持カーボン粒子の触媒酸基密度がピーク時触媒酸基密度に近いほど、ガス拡散性耐フラッディング性の低下やプロトン伝導性の低下が抑制されて発電性能が向上する。図4に示されている、ピーク時触媒酸基密度と、各ピーク時触媒酸基密度に対応する触媒電極層の厚さとの関係をプロットしたものが図5に相当する。図5は、触媒電極層の厚さと触媒酸基密度との関係を例示した説明図である。図5の縦軸はピーク時触媒酸基密度mmol/gを示し、横軸は、ピーク時触媒酸基密度に対応する触媒電極層の厚さμmを示している。図5に示すように、触媒電極層の厚さごとのピーク時触媒酸基密度のプロットに対して直線回帰をおこなうと、回帰式は以下の式2となる。y=0.03x0.32上記の式2において、xは、触媒電極層の厚さμmを示し、yは、触媒酸基密度mmol/gを示している。この直線回帰式2と、各プロットとの誤差を考慮すると、上記の式2において、切片は、0.3±0.05の範囲であっても、触媒電極層において、ガス拡散性耐フラッディング性の低下やプロトン伝導性の低下が十分に抑制されて発電性能の向上を図ることができる。すなわち、触媒電極層において、厚さμmx、触媒担持カーボン粒子の触媒酸基密度mmol/gyが上記の式1を満たすことによって、触媒電極層において、ガス拡散性耐フラッディング性の低下やプロトン伝導性の低下が十分に抑制されて発電性能が向上する。以上が触媒電極層の評価に関する説明である。A-4.触媒電極層の作製方法:以下では、触媒電極層の作製方法について簡単に説明する。以下で説明する作製方法は、本実施例の触媒電極層を作製するための方法の一例であり、本実施例の触媒電極層は、以下の方法以外の方法によっても作製することができる。<触媒担持カーボン粒子の作製>触媒Ptを担持させるカーボン粒子としてketjenEC商品名;ケッチェンブラックインターナショナル社製やVulcan商品名;Cabot社製などを用いることができる。ここでは、カーボンブラックVulcanXC72Rを用いた。このカーボンブラック7gを蒸留水に懸濁攪拌し、塩化白金酸等のPt化合物をPt重量3g分滴下した。その後、エタノール等の還元剤を滴下することによりPtをカーボン粒子上に析出させた。この混合物をろ過し、固形物を乾燥させることによってPt担持カーボン粒子を得た。このPt担持カーボン粒子に対して逆滴定法により触媒酸基密度を測定したところ、触媒酸基密度は、0.3mmol/gであった。また、得られたPt触媒を0.5Nの硝酸水溶液に浸し、温度制御しながら攪拌して親水処理をおこなった。硝酸水溶液の温度と、攪拌時間酸処理時間を変化させることにより、上述の触媒電極層の評価で使用した触媒酸基密度の異なる複数のPt担持カーボン粒子を得た。なお、親水処理によりPt担持カーボン粒子には主にカルボン酸基が付与される。具体的には、硝酸水溶液の温度を50°C、攪拌時間酸処理時間を0.5時間として酸基密度0.45mmol/gのPt担持カーボン粒子を得た。また、硝酸水溶液の温度を80°C、攪拌時間酸処理時間を0.5時間として酸基密度0.6mmol/gのPt担持カーボン粒子を得た。また、硝酸水溶液の温度を80°C、攪拌時間酸処理時間を24時間として酸基密度0.9mmol/gのPt担持カーボン粒子を得た。また、硝酸水溶液の温度を90°C、攪拌時間酸処理時間を24時間として酸基密度1.2mmol/gのPt担持カーボン粒子を得た。また、硝酸水溶液の温度を90°C、攪拌時間酸処理時間を48時間として酸基密度1.5mmol/gのPt担持カーボン粒子を得た。<触媒インク作製>親水処理をおこなったPt担持カーボン粒子に蒸留水を加えた後、エタノールもしくは1-プロパノール等の溶媒を加えた。プロトン伝導性高分子電解質として、市販のナフィオン溶液デュポン社製EW1000等をさらに加えた。このときの投入量は、スルホン酸密度がPt担持カーボン粒子に対して重量比0.8になるように調製した。これらの混合物を十分に攪拌し、粒子の微粒化や均一分散のため、超音波照射やビーズミルなどによる分散処理をおこない触媒インクを作製した。<MEAの作製>上記で作製した触媒インクをスプレー方式により電解質膜ナフィオン112上に両極塗布することでMEAを形成した。触媒電極層の厚さはスプレーの塗り重ね層数により制御し、2~30μmの触媒電極層を得た。以上が触媒電極層の作製方法の説明である。以上説明したように、本実施例の触媒電極層220によれば、触媒電極層の厚さμmをx、導電性粒子の触媒酸基密度mmol/gをyとしたときに、触媒電極層の厚さと触媒酸基密度は、y=0.03xz0.25≦z≦0.35となるように調整されているため、触媒電極層におけるプロトン伝導性とガス拡散性の向上を図ることができる。具体的には、図4に示すように、燃料電池の電圧値Vと触媒酸基密度との関係を示す回帰曲線は、厚さの等しい触媒電極層ごとにそれぞれ山なり形状となっている。すなわち、触媒電極層は、触媒酸基密度を回帰曲線のピークの触媒酸基密度ピーク時触媒酸基密度に近づけることによって、燃料電池の電圧値をより高くすることができる。これは、触媒電極層の触媒酸基密度を、ピーク時触媒酸基密度に近づけることによって触媒電極層220のプロトン伝導性とガス拡散性耐フラッディング性ともにバランスの良い状態となるためである。よって、触媒電極層は、触媒電極層の厚さと触媒酸基密度が、図5に示すように、触媒電極層の各厚さにおけるピーク時触媒酸基密度と、対応する触媒電極層の厚さとの関係から算出された直線回帰式である式2や触媒担持カーボン粒子の比表面積の違いを考慮した式1を満たすことにより、燃料電池の発電性能の向上を図ることができる。従来から、燃料電池の高性能化のためには、触媒電極層におけるプロトン伝導性およびガス拡散性耐フラッディング性を向上させる必要があることが知られている。通常、触媒電極層は、通常2~30μmの厚さで構成される。本発明は、触媒電極層の厚さの違いによりプロトン伝導性や耐フラディング性が異なることに着目し、触媒電極層の厚さに応じて触媒酸基密度を最適化することにより、プロトン伝導性やガス拡散性の向上を図るところに特徴がある。B.変形例:なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。B1.変形例1:本実施例では、燃料電池10は、図2および図3で説明した本発明に係る触媒電極層220をアノード220aおよびカソード220cの両方に備えているものとして説明したが、燃料電池10は、図2および図3で説明した本発明に係る触媒電極層220をアノード220aおよびカソード220cのいずれか一方にのみ備え、他方には、本発明の触媒電極層220と異なる構成の触媒電極層を備えていてもよい。この構成であっても、燃料電池の発電性能の向上を図ることができる。なお、燃料電池10のアノード220aおよびカソード220cのいずれか一方にのみ本発明に係る触媒電極層220を使用する場合には、カソード220cに使用することがより望ましい。B2.変形例2:本実施例では、触媒電極層220に含まれる触媒金属catとして、白金が使用されるものとして説明したが、触媒金属catは、白金に限定されず、例えば、コバルト、パラジウム、ルテニウム、金、ロジウム、オスミウム、イリジウムなどの金属や、上記金属の2種以上からなる合金であってもよいし、金属と有機化合物や無機化合物との錯体や、金属酸化物などであってもよい。B3.変形例3:本実施例では、触媒を担持させる担体として、カーボンブラックが使用されるもとして説明したが、触媒を担持させる担体はカーボンブラックの他に、黒鉛、炭素繊維、活性炭、カーボンナノチューブやアセチレンブラック等であってもよい。