JPH1116586A

JPH1116586A - 高分子電解質膜−ガス拡散電極体の製造方法

Info

Publication number: JPH1116586A
Application number: JP9180392A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Totsuka; 戸塚　　和秀
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】反応ガスの供給性に優れ、反応活性及び触媒
活性が高く、しかも高分子電解質のプロトン伝導性が高
い、発電能力の優れた高分子電解質膜−ガス拡散電極体
並びにこの電極体を用いて、優れた発電能力を有する固
体高分子電解質型燃料電池を提供する。【解決手段】本発明になる高分子電解質膜−ガス拡散
電極体の製造方法は、触媒と高分子電解質樹脂と分散媒
とを有する触媒分散物が、高分子電解質樹脂の分解温度
よりも低い温度で加熱され、粘度調整される工程と、前
記触媒分散物が反応部成形手段に塗布され、反応部が形
成される工程と、前記反応部が高分子電解質膜と対向す
るよう、反応部成形手段と高分子電解質膜とが圧接さ
れ、反応部成形手段を除去して高分子電解質膜−反応部
接合体が形成される工程と、前記高分子電解質膜−反応
部接合体の反応部にガス拡散手段が接合される工程と
を、備えてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子電解質
型燃料電池に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は、イオン
交換膜（固体高分子電解質）の両面にガス拡散電極が配
された構造をしており、反応ガスである酸素と水素とを
電気化学的に反応させて、電力を得る装置である。ガス
拡散電極は、ガス拡散部と反応部とからなり、アノード
およびカソードのそれぞれの反応部には白金系の金属粒
子あるいはこれらの粒子を担持したカーボン粒子などが
触媒として付与されている。

【０００３】アノードでは、２Ｈ₂ → ４Ｈ⁺ ＋４ｅ^- カソードでは、Ｏ₂ ＋４Ｈ⁺ ＋４ｅ^- → ２Ｈ₂Ｏの電気化学反応が進行する。ガス拡散部は反応部への反
応ガス供給と集電との機能を有している。カソード側で
の反応によって生成する水は、ガス拡散部を介して排出
される。このため、ガス拡散部はガス透過性、導電性お
よび撥水性が要求される。ガス拡散部として、撥水性を
付与したカーボンペーパーなどが用いられる。

【０００４】高分子電解質膜に反応部を形成する方法と
して、白金粉末や白金を担持したカーボン粉末などの触
媒粉末とポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）などの
結着剤との混合物を電解質膜に加熱圧着する方法（例え
ば、アメリカ特許3134697、特公昭58-15544号）や触媒
金属を電解質膜に無電解メッキする方法（例えば特公昭
55-38934号）などがある。

【０００５】電気化学反応は、反応部中の触媒と電解質
との界面で起こり、そのガス拡散電極を用いたセルの電
流−電圧特性は触媒と電解質との接触面積に大きく影響
される。電解質が液体である場合には、電解質が反応部
に浸透し、触媒と電解質との接触部分が三次元的に広が
ってその接触面積が大きいのに対し、電解質が高分子電
解質膜のような固体の場合には、触媒と電解質との接触
部分は二次元的な界面に限定されて接触面積が相対的に
小さい。つまり、上記の方法では、電極と電解質との接
触部分が二次元的な接触界面に限定され接触面積が小さ
い。

【０００６】一方、電極と電解質との接触面積を大きく
しセルの電流−電圧特性を向上するために、反応部に高
分子電解質樹脂の溶液を添加して、反応部での触媒と電
解質との接触部分を三次元的に形成して接触面積を増大
する方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、触媒粉末と
ＰＴＦＥと高分子電解質樹脂の溶液の混合物から反応部
を形成する方法（特公平2-7398）が提案された。しか
し、この方法ではＰＴＦＥなどのバインダーは、プロト
ン伝導性がなく、また高分子電解質樹脂より反応ガスの
透過性が小さいため、反応部にＰＴＦＥなどのバインダ
ーが存在すると反応部中の触媒へのプロトンおよび反応
ガスの供給が妨げられてしまうといった問題や、反応部
におけるＰＴＦＥの占める割合が多くなるにしたがい触
媒−電解質との接触面積が低減するという問題があっ
た。

【０００８】また、反応部にＰＴＦＥを含有せず触媒粉
末と高分子電解質樹脂からなる反応部を形成する方法
（特公表5-507583号）が提案された。この製造において
は、触媒粉末と高分子電解質樹脂との分散媒の粘度を適
度なものにするため、グリセロールなどの比較的粘度の
高い分散媒を用いて触媒分散物を調製する。ところが、
この方法では、この分散物を塗布して反応部を形成し、
135℃まで加熱してこれらの分散媒を除去する工程が必
要不可欠であり、高分子電解質であるパーフルオロカー
ボンスルホン酸のスルホン基は125℃で分解がはじまる
ため、この加熱工程により電解質が劣化しプロトン伝導
性が低下するといった問題があった。また、電解質膜の
劣化を回避するために高分子電解質のイオン交換基を比
較的熱に安定なナトリウムイオン型に置換する処理がお
こなわれているが、煩雑な工程を用いるにもかかわら
ず、根本的に電解質の劣化は避けられないなどの問題が
あった。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解決するもの
であり、その目的とするところは、反応ガスの供給性に
優れ、反応活性及び触媒活性が高く、しかも高分子電解
質のプロトン伝導性が高い、発電能力の優れた高分子電
解質膜−ガス拡散電極体並びにこの電極体を用いて、優
れた発電能力を有する固体高分子電解質型燃料電池を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、反応部とガス
拡散部とを有するガス拡散電極を高分子電解質膜の少な
くとも一方に備えた高分子電解質膜−ガス拡散電極体の
製造方法において、触媒と高分子電解質樹脂と分散媒と
を有する触媒分散物が、高分子電解質樹脂の分解温度よ
りも低い温度で加熱され、粘度調整される工程と、前記
触媒分散物が反応部成形手段に塗布され、反応部が形成
される工程と、前記反応部が高分子電解質膜と対向する
よう、反応部成形手段と電解質膜とが圧接され、反応部
成形手段を除去して高分子電解質膜−反応部接合体が形
成される工程と、前記高分子電解質膜−反応部接合体の
反応部にガス拡散手段が接合される工程とを、備えてな
ることを特徴とする。

【００１１】第１の発明にかかる第２の発明は、反応部
成形手段が剥離シートであることを特徴とする。

【００１２】第１又は２の発明にかかる第３の発明は、
触媒分散物を反応部成形手段に塗布したのち、高分子電
解質樹脂の分解温度よりも低い温度で乾燥されることを
特徴とする。

【００１３】第１、２又は３の発明にかかる第４の発明
は、粘度調整された触媒分散物の粘度が、１００００〜
１５０００ｃＰであることを特徴とする。

【００１４】また、本発明は上記発明をそれぞれ組み合
わせることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、ＰＴＦＥなどのバインダーを
含有しない触媒粉末と高分子電解質樹脂との分散物を高
分子電解質樹脂の分解温度よりも低い温度で加熱し粘度
をあらかじめ調整し、その分散物から反応部を構成する
ことで、単位体積あたりの触媒量を多くして反応部の活
性を高め、特にスクリーン印刷により厚みが薄くてかつ
均一な反応部を形成することで反応ガスの供給性を向上
し、さらに反応部の作製工程における熱による高分子電
解質樹脂の劣化がないため、プロトン伝導性をさらに向
上させた優れた電流−電圧特性の反応部を提供すること
ができる。加えて、反応部を形成する分散物の粘度を特
定のものとすることにより、より優れた高分子電解質膜
−ガス拡散電極体および燃料電池を提供することができ
る。

【００１６】一般に、高分子電解質樹脂の溶液は、その
溶媒が蒸発するとその溶質である高分子電解質樹脂の被
膜が生じるという性質を有している。この性質を用い
て、高分子電解質樹脂の溶液からこの高分子電解質樹脂
のキャスト膜を作製することができる。本発明は、この
特性を利用したものであり、高分子電解質樹脂のキャス
ト膜に触媒粉末を分散させたものである。言い換える
と、高分子電解質樹脂の溶液由来の高分子電解質樹脂が
触媒粉末のバインダーとなり、本発明の反応部は高分子
電解質樹脂と触媒粉末とから構成される。したがって、
ＰＴＦＥなどのバインダーが不要となり、単位体積あた
りの触媒付与量が増大して活性の高い反応部を形成する
ことができる。

【００１７】また、触媒粉末と高分子電解質樹脂と分散
媒とを有する触媒分散物から反応部を作製するとき、こ
の触媒分散物の分散媒（通常、水とアルコールの混合
物）に対する触媒粉末と高分子電解質樹脂との割合が重
要である。例えば、分散媒の割合が過剰になると、キャ
スト膜を形成するときに混合物の体積変化が大きくなり
キャスト膜にひび割れが生じ、均一な反応部の形成が困
難となる。しかし、本発明においては、触媒粉末と高分
子電解質樹脂とに対する分散媒の割合を調整することに
より、ひび割れが生じず、反応ガスの供給性に優れた均
一な反応部が形成できる。

【００１８】さらに、反応部を形成するための塗布方法
によっては混合物の粘度の調製が必要となるが、一般的
には粘度調製のために増粘剤、たとえばグリセロールな
どを用いるであろうが、本発明においては触媒粉末と高
分子電解質樹脂と分散媒とを有する触媒分散物にグリセ
ロールなどの増粘剤を添加せずに触媒分散物を高分子電
解質樹脂の分解温度より低い温度で加熱して粘度調製す
るので、高分子電解質樹脂の劣化をまねくことなく、し
かもプロトン伝導性に優れた反応部が形成でき、また水
の沸点以下の温度で反応部を形成するため、分散媒の急
激な気化による体積変化が回避でき、もって均一な反応
部を形成することができる。

【００１９】加えて、一般的に反応部の形成では、触媒
分散物を電解質膜やガス拡散部であるカーボンペーパー
などに塗布して反応部を形成する。塗布方法としては、
ハケ塗り法、スプレー法、沈殿法、ドクターブレード
法、あるいはスクリーン印刷法などが知られている。し
かしながら、ハケ塗り法では塗りムラが生じること避け
られず、数ミクロンオーダでの塗布厚みの制御は困難で
あり、スプレー法や沈殿法では電極ごとに塗布量や厚み
を均一にすることが困難であり、そしてドクターブレー
ド法では十分に厚みの薄い反応部を形成することが困難
である。

【００２０】これに対して、スクリーン印刷法では、触
媒分散物の粘度やスクリーンのメッシュサイズを適宜選
択することにより、厚みが１０μｍ程度と薄くかつ均一
な反応部を形成することができる。ところが、スクリー
ン印刷を用いた場合でも、乾燥状態の高分子電解質膜に
触媒分散物を塗布すると、分散媒による膜の湿潤と変形
が起こり、またプロトン型の湿潤状態の高分子電解質膜
と触媒分散物との相性が非常に悪く、高分子電解質と触
媒粉末と分散媒とを有する触媒分散物を高分子電解質膜
に直接かつ均一に塗布することは困難である。

【００２１】そこで、触媒分散物と親和性の低い、反応
部成形手段、たとえば剥離性に優れたシート上に、あら
かじめ厚みが薄くかつ均一な反応部を形成し、これを高
分子電解質膜にたとえば当接し、ロールプレス等で転写
することにより、高分子電解質膜上に非常に薄くかつ均
一な反応部を形成できる。このとき、触媒分散物の分散
媒は、室温で揮発性であるから加熱の工程を要しない。

【００２２】さらに、分散物の粘度調整を特定のものに
することにより、各工程での歩留まりをなくし、電極体
並びに燃料電池の特性が向上できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる製造方法の
一実施の形態を好適な図面を用いて説明する。

【００２４】図１は、本発明である高分子電解質膜−ガ
ス拡散電極体の製造方法の一実施の形態であるフロー図
である。

【００２５】まず、触媒粉末と、高分子電解質樹脂と分
散媒との溶液とをそれぞれ適宜規定量秤量し、触媒粉末
を高分子電解質樹脂の溶液に加え、十分に撹拌混合して
触媒分散物を調製する。また、触媒粉末と、高分子電解
質樹脂と、分散媒とをそれぞれ適宜、規定量秤量し、触
媒粉末を高分子電解質樹脂の溶液に加え、十分に撹拌混
合して触媒分散物を調製してもよい。

【００２６】このとき、撹拌を続けながら温度を上昇
（例えば、７０℃）させ、高分子電解質樹脂の溶液由来
の水とアルコール類の混合物からなる分散媒の一部を除
去する部分乾燥を行う。この部分乾燥を行うと触媒分散
物の粘度の上昇がみられ、塗布に適した粘度（好適には
10000〜15000ｃＰ）の触媒分散物を容易に調製すること
ができる。

【００２７】この分散物を分散物と親和性の低い反応部
成形手段、たとえば剥離性に優れたシートに塗布する。
剥離性に優れたシートとしては、テトラフロロエチレン
−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン又は／及
びクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体のシ
ート（ここでは、商品名、ダイキン工業〓ネオフロンを
用いた）を用いることができ、スクリーン印刷によりこ
のシートに粘度を調製した触媒分散物を塗布する。塗布
後、室温で数分間放置して乾燥し、剥離シート上に約１
０μｍ厚の反応部を形成する。このとき、使用するスク
リーンのメッシュサイズあるいは触媒分散物の粘度を適
宜選択することで、この反応部の厚みを選択的に変更す
ることができ、数μｍ〜数十μｍの反応部を形成するこ
とができる。

【００２８】次に、この剥離シート上に形成した反応部
が高分子電解質膜と接触するように、高分子電解質膜の
両面もしくは片側に積層して、プレス又はホットプレス
する。すると反応部が高分子電解質膜に転写され、高分
子電解質膜−反応部の接合体が形成される。

【００２９】次に、この高分子電解質膜−反応部接合体
とガス拡散部（例えば、撥水性カーボンペーパー等）を
積層して、ホットプレスによりこれらを接合し高分子電
解質膜−ガス拡散電極体を形成する。

【００３０】図２は、本発明にかかる一実施の形態であ
る高分子電解質膜−ガス拡散電極体断面の概略図であ
る。

【００３１】図によれば、高分子電解質膜の両側に厚さ
約１０μｍの反応部とガス拡散部とが配されている。反
応部は、触媒粉末と高分子電解質樹脂とを有しており、
ガス拡散部はPTFEにより撥水性を付与したカーボンペー
パーで構成されている。触媒粉末としてカーボン粉末
（たとえば、VULCAN CX72等）の担体に白金の微細粉末
（平均粒径、約数十Å）を付与した白金担持カーボン触
媒を使用しており、この触媒粉末に対して高分子電解質
樹脂が乾燥重量で15〜50wt％含有されている。

【００３２】この反応部において、白金を担持している
カーボン粉末が電子の移動経路を形成し、高分子電解質
樹脂がプロトンの移動経路を形成する。また、反応部の
厚みが薄いので、反応ガスは高分子電解質樹脂中を透過
して触媒まで速やかに供給される。

【００３３】

【実施例】

［実施例１］カーボン粉末（VULCAN CX72）の担体に白
金の微細粉末（平均粒径、約24Å）を30wt％付与した白
金担持カーボン触媒と高分子電解質樹脂の溶液として市
販のNafion溶液（5wt％、アルドリッチケミカル社）を
用いて反応部を作製した。すなわち、１５ｇのNafion溶
液に２ｇ触媒粉末を加えて十分に撹拌混合した。この触
媒分散物に含有される高分子電解質樹脂（Nafion）は27
wt％である。この状態では、触媒分散物は粘度の低い液
状である。容器を70℃に昇温して撹拌しながらNafion溶
液に由来する水とアルコール類との混合物からなる分散
媒の一部を蒸発させて部分乾燥し、触媒分散物の粘度が
約12000ｃＰに達するまで行った。

【００３４】この粘度を調整した触媒分散物をスクリー
ン印刷により、ネオフロンシート（ネオフロンは、ダイ
キン工業〓の商品名）に塗布、乾燥し、このシート上に
約１０μｍ厚の膜状の反応部を形成した。白金量は、約
0.1mg/cm2であった。この反応部を5cm×5cmの電極サイ
ズに裁断し、高分子電解質膜の両側に反応部面が対向す
るよう配し、80℃、150kg/cm2、２分間の条件でプレス
して高分子電解質膜に反応部を転写した。ついで、剥離
シートを取り除き高分子電解質膜−反応部の接合体を得
た。

【００３５】このとき、高分子電解質膜としてNafion11
5膜（デュポン社）を用いた。さらに、この高分子電解
質膜−反応部の接合体の両側にＰＴＦＥで撥水性を付与
したカーボンペーパーを積層し、120℃、150kg/cm2、２
分間の条件でプレスして高分子電解質膜−ガス拡散電極
体を作製した。以下、これを本発明にかかる高分子電解
質膜−ガス拡散電極体Ａとする。

【００３６】［比較例１］スクリーン印刷により、実施
例１で調製した触媒分散物を、プロトン型に処理した湿
潤状態の高分子電解質膜：Nafion115に直接塗布した。
このとき触媒分散物と高分子電解質との相性が悪く、一
度の塗布では白金の付与量を0.1mg/cm2とすることがで
きないので、数回に分けて塗布した。

【００３７】しかしながら、塗布された反応部は均一と
はならなかった。このようにして作製された高分子電解
質−反応部接合体（塗布）に、実施例と同様の撥水性カ
ーボンペーパーを120℃、150kg/cm2、２分間の条件でプ
レスして接合し、高分子電解質膜−ガス拡散電極体Ｂを
作製した。

【００３８】［比較例２］スクリーン印刷により、実施
例で調製した触媒分散物を実施例と同様の撥水性カーボ
ンペーパに直接塗布した。白金の付与量は0.1mg/cm2と
した。

【００３９】しかしながら、カーボンペーパの表面が平
滑でないため、均一な反応部を形成することができなか
った。この反応部とガス拡散部とからなるガス拡散電極
を高分子電解質膜：Nafion115に120℃、150kg/cm2、２
分間の条件でプレスして接合し、高分子電解質膜−ガス
拡散電極体Ｃを作製した。

【００４０】［比較例３］ハケ塗り法により、実施例で
調製した触媒分散物を実施例と同様の撥水性カーボンペ
ーパーに直接塗布して、反応部とガス拡散部とからなる
ガス拡散電極を作製した。白金の付与量を約0.1mg/cm2
とした。このガス拡散電極と高分子電解質膜：Nafion11
5とを120℃、150kg/cm2、２分間の条件でプレスして接
合し、高分子電解質膜−ガス拡散電極体Ｄを作製した。

【００４１】［比較例４］従来公知の方法、すなわち、
高分子電解質樹脂の溶液と触媒粉末との重量比が１：３
の混合物に、炭素：水：グリセロールとの重量比が１：
５：２０になるよう水とグリセロールを添加して分散液
の粘度を調製し、この分散液を白金量が0.1mg/cm2とな
るよう剥離シートにスプレーし、135℃で乾燥して反応
部を作製した。白金の付与量は0.1mg/cm2とした。この
ようにして作製した反応部を実施例と同じ条件で高分子
電解質膜（Nafion115）に転写し、撥水性カーボンペー
パーを接合して、高分子電解質膜−ガス拡散電極体Ｅを
作製した。

【００４２】［実験及び結果］上記作製した本発明にか
かる高分子電解質膜−ガス拡散電極体Ａを用いて燃料電
池を構成した。この電池を本発明にかかる固体高分子型
電解質燃料電池Ａとする。また、上記比較例１〜４で作
製した高分子電解質膜−ガス拡散電極体Ｂ、Ｃ、Ｄおよ
びＥを用いてそれぞれ固体高分子型燃料電池を構成し
た。これらの電池をそれぞれ比較燃料電池Ｂ、Ｃ、Ｄお
よびＥとする。

【００４３】そして、燃料ガスとして水素ガス、酸化剤
ガスとして酸素ガスを大気圧で供給し、本発明燃料電池
Ａと比較燃料電池Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥとの電池電圧と電
流密度の関係を調べた。

【００４４】下記に作動条件を示す。

【００４５】作動温度65℃ 酸素加湿温度60℃、水素加湿温度60℃ 酸素利用率５０％、水素利用率７０％その結果を３図に示す。図３から明らかなように、本発
明燃料電池Ａはいずれの比較電池よりも優れた電池電圧
−電流密度特性を有している。比較電池Ｂ、ＣおよびＤ
は白金の付与量は同一であるが反応部が均一でないた
め、有効に作用している触媒が少ないことが特性低下の
原因であると考えられる。また、比較電池Ｅの反応部は
比較的均一であるから、他の比較電池Ｂ、ＣおよびＤよ
りは優れた電池電圧−電流密度特性を有しているが、本
発明の燃料電池Ａはさらに優れた特性を有している。こ
れは、比較例高分子電解質膜−ガス拡散電極体Ｅの反応
部を作製するとき、グリセロールを乾燥するために135
℃の加熱工程において、熱により反応部に含有される高
分子電解質が劣化し、反応部でのプロトン伝導性が低下
したことが電池特性の低下の原因であると考えられる。
したがって、高分子電解質樹脂の劣化温度以下での高分
子電解質膜−ガス拡散電極体の作製方法が有効であるこ
とが確認できる。

【００４６】［実施例２］実施例１と同様の製法により
白金担持カーボン触媒と高分子電解質樹脂の溶液からな
る粘度の低い液状の触媒分散物を調製した。ついで、こ
の分散媒の一部を部分乾燥の度合いを調製することで、
粘度が異なる種々の触媒分散物を調製した。調製した触
媒分散物の粘度は、それぞれ５０００ｃＰ、１００００
ｃＰ、１２０００ｃＰ、１３５００ｃＰ、１５０００ｃ
Ｐ、１７０００ｃＰおよび２００００ｃＰである。

【００４７】これらの粘度の異なる触媒分散物を用い
て、実施例１と同様の製法でそれぞれ高分子電解質膜−
ガス拡散電極体を作製し、これから燃料電池をそれぞれ
構成した。

【００４８】［実験及び結果］実施例１の実験及び結果
に記載された条件で、実施例２で構成したそれぞれの燃
料電池の電池電圧−電流密度との関係を調べ、反応部を
形成するときの触媒分散物の粘度が及ぼす電池特性への
影響を調べた。

【００４９】その結果を図４に示す。図４は横軸に反応
部を形成するときに用いた触媒分散物の粘度を示し、そ
の縦軸は800mA/cm2における電池電圧を示す。

【００５０】図から明らかなように、触媒分散物の粘度
と電池特性との相関がみられ、粘度が１２０００ｃＰの
場合と比較して、粘度が低い場合：５０００ｃＰあるい
は粘度が高い場合：２００００ｃＰには電池特性が低下
することがわかる。これは、比較的粘度が低い触媒分散
物を用いた場合、反応部形成手段にスクリーン印刷して
乾燥するとき、この分散物は相対的に分散媒が多いため
に体積変化が大きく、ひび割れが生じて反応部の均一が
損なわれたことが考えられ、また比較的粘度が高い触媒
分散物を用いた場合、反応部形成手段にスクリーン印刷
するとき、触媒分散物がスクリーンに残留するために均
一な反応部が形成されなかったことに起因するものと考
えられる。

【００５１】よって、反応部を形成する触媒触媒分散物
の粘度と電池特性との関係を調べた結果、触媒分散物の
粘度が１００００ｃＰ〜１５０００ｃＰで良好な電池電
圧−電流特性が得られることがわかった。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、高分子電解質膜−
ガス拡散電極体の反応部は、薄くて均一あるので反応ガ
スの供給性に優れ、単位体積あたりの触媒量が多いので
反応活性が高く、触媒活性が高く、高分子電解質樹脂の
劣化がおこる温度以下で作製されるのでプロトン伝導性
が高くなる。したがって、発電能力の優れた高分子電解
質膜−ガス拡散電極体をなすことが可能となり、この接
合体を用いて、優れた発電能力を有する固体高分子電解
質型燃料電池を提供することができる。

【００５３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明高分子電解質膜−ガス拡散電極体の作製
のフローシートを表す図である。

【００５４】

【図２】本発明高分子電解質膜−ガス拡散電極体の模式
図である。

【００５５】

【図３】本発明の燃料電池Ａと比較電池Ｂ、Ｃ、Ｄおよ
びＥの電池電圧−電流密度特性の比較

【図４】触媒分散物の粘度と各燃料電池の800mAcm2にお
ける電池電圧との関係を示す図である。

【００５６】

【符号の説明】

１高分子電解質膜２反応部３ガス拡散部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応部とガス拡散部とを有するガス拡散
電極を高分子電解質膜の少なくとも一方に備えた高分子
電解質膜−ガス拡散電極体の製造方法において、触媒と
高分子電解質樹脂と分散媒とを有する触媒分散物が、高
分子電解質樹脂の分解温度よりも低い温度で加熱され、
粘度調整される工程と、前記触媒分散物が反応部成形手
段に塗布され、反応部が形成される工程と、前記反応部
が高分子電解質膜と対向するよう、反応部成形手段と高
分子電解質膜とが圧接され、反応部成形手段を除去して
高分子電解質膜−反応部接合体が形成される工程と、前記高分子電解質膜−反応部接合体の反応部にガス拡散
手段が接合される工程とを、備えてなることを特徴とす
る高分子電解質膜−ガス拡散電極体の製造方法。
【請求項２】反応部成形手段が剥離シートであること
を特徴とする請求項１記載の高分子電解質膜−ガス拡散
電極体の製造方法。
【請求項３】触媒分散物を反応部成形手段に塗布した
のち、高分子電解質樹脂の分解温度よりも低い温度で乾
燥されることを特徴とする請求項１又は２記載の高分子
電解質膜−ガス拡散電極体の製造方法。
【請求項４】粘度調整された触媒分散物の粘度が、１
００００〜１５０００ｃＰであることを特徴とする請求
項１、２又は３記載の高分子電解質膜−ガス拡散電極体
の製造方法。