Es
ist daher ein Ziel der Erfindung, eine neue Maßnahme zur Verfügung zu
stellen, um ein Polyelektrolytmaterial vor der Zersetzung durch
Wasserstoffperoxid zu bewahren.
Als
Ergebnis wiederholter Durchführung
engagierter Studien zur Verhinderung der Zersetzung eines Polyelektrolytmaterials
durch Wasserstoffperoxid hat der Erfinder herausgefunden, „daß Radikale ausschließlich auf
der Seite einer Gasdiffusionsschicht (d.h. in einem von einer Elektrolytmembran abgetrennten
Bereich) in einer Katalysatorschicht erzeugt werden" und die Erfindung
erreicht.
Das
heißt,
der Erfinder hat eine Elektrode, die für eine Brennstoffzelle verwendet
wird, in Übereinstimmung
mit einem Gesichtspunkt der Erfindung entwickelt. Die Brennstoffzelle
ist auf der Seite ihrer Luftelektrode durch Aufschichten einer Katalysatorschicht
und einer Gasdiffusionsschicht auf einer Elektrolytmembran aufgebaut.
In dieser Elektrode ist die Katalysatorschicht mit einer ersten
Katalysatorschicht auf der Seite der Elektrolytmembran und einer
zweiten Katalysatorschicht auf der Seite der Gasdiffusionsschicht
versehen, und die erste Katalysatorschicht weist einen höheren Gasflußwiderstand auf
als die zweite Katalysatorschicht.
Gemäß der Elektrode
für die
Brennstoffzelle, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, verhindert
die erste Katalysatorschicht Bewegung von Wasserstoff, der die Elektrolytmembran
durchdrungen hat, und der Wasserstoff wird in der ersten Katalysatorschicht
oxidiert, so daß die
Menge des Wasserstoffs, der die zweite Katalysatorschicht auf der Seite
der Gasdiffusionsschicht erreicht, abnimmt. Da erwiesen wurde, daß Radikale
leichter auf der Seite der Gasdiffusionsschicht in der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht
erzeugt werden, kann die vorstehend genannte Struktur Erzeugung
von Radikalen in der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht als Ganzes
unterdrücken.
1 ist ein schematische Ansicht
des Aufbaus einer Brennstoffzelle in Übereinstimmung mit einem Vergleichsbeispiel
der Erfindung.
2 ist eine graphische Darstellung,
die Erzeugung von D2O2 und
DF in der Brennstoffzelle des Vergleichsbeispiels zeigt.
3 ist eine graphische Darstellung,
die eine Beziehung zwischen Gasflußwiderstand und Erzeugung von
HF (d.h. Erzeugung von Radikalen) in einer luftelektrodenseitigen
Katalysatorschicht zeigt.
4 ist eine graphische Darstellung,
die eine Beziehung unter einem Pt tragenden Kohlenstoffkatalysator,
einem Pt-Schwarz-Katalysator und Erzeugung von HF (d.h. Erzeugung
von Radikalen) in der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht
zeigt.
5 ist ein schematische Ansicht
des Aufbaus einer Brennstoffzelle in Übereinstimmung mit einem Experimentalbeispiel.
6 ist eine graphische Darstellung,
die eine Beziehung bezüglich
Erzeugung von HF (d.h. Erzeugung von Radikalen) in der in 5 gezeigten Brennstoffzelle
zeigt.
7 ist ein schematische Ansicht
des Aufbaus einer Brennstoffzelle in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
8 ist eine graphische Darstellung,
die eine Beziehung bezüglich
Erzeugung von HF (d.h. Erzeugung von Radikalen) in den Brennstoffzellen der
Ausführungsform
und des Vergleichsbeispiels zeigt.
9 ist eine graphische Darstellung,
die Betriebskennzeichen (Strom-Spannungs-Kennzeichen) der Brennstoffzellen
der Ausführungsform
und des Vergleichsbeispiels zeigt.
Diese
Erfindung beruht auf dem folgenden Kennzeichen in einer luftelektrodenseitigen
Katalysatorschicht, welches durch den Erfinder wie gerade beschrieben
gefunden wurde.
Das
Kennzeichen ist, daß Radikale
ausschließlich
auf der Seite einer Gasdiffusionsschicht (d.h. in einem von einer
Elektrolytmembran abgetrennten Bereich) in einer Katalysatorschicht
erzeugt werden.
Dieses
Wissen wurde durch ein Experiment erhalten, das nachstehend beschrieben
wird.
Zunächst wurde
eine Brennstoffzelle 1 eines in 1 gezeigten Vergleichsbeispiels angefertigt.
In dieser Brennstoffzelle 1 wird eine Feststoffpolyelektrolytmembran 2 aus
Nafion (Nafion 112® (Markenname), hergestellt
von Du Pont Kabushiki Kaisha) zwischen eine luftelektrodenseitige
Katalysatorschicht 3 und eine brennstoffelektrodenseitige
Katalysatorschicht 4 zwischengelegt, und Gasdiffusionsschichten 5 werden
jeweils außerhalb
der Katalysatorschichten 3 und 4 gebildet. Diese
Brennstoffzelle 1 wird durch ein Gehäuse (nicht gezeigt) umgeben, welches
versehen ist mit einem Loch, durch welches Luft einer Luftelektrode 7 zugeliefert
und abgegeben wird, und mit einem Loch, welches Wasserstoffgas einer
Brennstoffelektrode 8 zugeliefert und abgegeben wird.
Die
luftelektrodenseitige Katalysatorschicht 3 und die Gasdiffusionsschichten 5 wurden
wie folgt gebildet. Zunächst
wurden die Gasdiffusionsschichten 5 gebildet. Ein Schlicker,
der durch Mischen eines Wasser abweisenden Rußes (z.B. Denka Black® (Handelsname),
hergestellt von Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha) und einer PTFE-Dispersion
(z.B. Polyflon D-1® (Handelsname), hergestellt
von Daikin Industries, Ltd.) erhalten wurde, wird auf beide Flächen eines
Kohlenstoffgewebes (z.B. GF-20-P7® (Handelsname),
hergestellt von Nippon Carbon Co., Ltd.) aufgebracht. Das Kohlenstoffgewebe
wird dann in einem Stickstoffstrom bei einer Temperatur von 360 °C gebacken.
Zu diesem Zeitpunkt ist es angemessen, daß der Gehalt an PTFE in einer
durch Aufbringen des Schlickers erhaltenen Schicht bei 20 bis 50
% liegt, und daß die
Menge des auf jede der Flächen
aufgebrachten Schlickers 2 bis 10 mg/cm2 beträgt.
Ein
Pt tragender Kohlenstoffpulverkatalysator, der 40 bis 60 Gew.-%
Pt enthält,
wird dann mit einer Elektrolytlösung
gemischt (eine 5 %ige Nafion® (Markenname) Lösung, hergestellt
von Aldrich Co.). Die Mischung wird durch ein Sprühverfahren,
ein Siebdruckverfahren oder dergleichen auf eine entsprechende der
Gasdiffusionsschichten aufgebracht und dann getrocknet, wodurch
die luftelektrodenseitige Katalysatorschicht 3 erhalten
wird. Es ist bevorzugt, daß die
Menge des getragenen Katalysators pro Einheitsfläche der Katalysatorschicht
bei 0,2 bis 0,6 mg/cm2 liegt.
Die
luftelektrodenseitige Katalysatorschicht 3 und eine entsprechende
der Gasdiffusionsschichten 5 bilden die Luftelektrode 7.
Andererseits
wurde die brennstoffelektrodenseitige Katalysatorschicht 4 wie
folgt gebildet. Ein Pt tragender Kohlenstoffpulverkatalysator, der
40 bis 60 Gew.-% Pt enthält,
wird mit der Elektrolytlösung gemischt
(die 5 %ige Nafion® (Markenname) Lösung, hergestellt
von Aldrich Co.). Die Mischung wird durch das Sprühverfahren,
das Siebdruckverfahren oder dergleichen auf die andere Gasdiffusionsschicht
aufgebracht und dann getrocknet, wodurch die brennstoffelektrodenseitige
Katalysatorschicht 4 erhalten wird. Es ist bevorzugt, daß die Menge
des getragenen Katalysators pro Einheitsfläche der Katalysatorschicht
bei 0,1 bis 0,3 mg/cm2 liegt.
Die
brennstoffelektrodenseitige Katalysatorschicht 4 und die
andere Gasdiffusionsschicht 5 bilden die Brennstoffelektrode 8.
Die
Feststoffelektrolytmembran 2 wird zwischen die Elektroden
zwischengelegt, die wie vorstehend beschrieben erhalten wurden,
nämlich
zwischen die Luftelektrode 7 und die Brennstoffelektrode 8.
Die Feststoffelektrolytmembran 2 wird dann unter Verwendung
eines Heißpreßverfahrens
mit den Elektroden verbunden. Es ist bevorzugt, daß eine Temperatur
von 120 bis 160 °C,
ein Druck von 30 bis 100 kg/cm2 und eine
Preßdauer
von 1 bis 5 Minuten eine Bedingung für Heißpressen bilden.
Die
in 1 gezeigte Brennstoffzelle 1,
welche auf diese Weise erhalten wurde, wird im Voraus durch ausreichende
Stromversorgung aktiviert. Die Temperatur einer Zelle wird dann
auf 80 °C
festgesetzt, und eine überschüssige Menge
trockenen N2-Gases wird zu beiden Elektroden 7 und 8 geliefert. Die
Elektroden 7 und 8 werden ausreichend getrocknet,
so daß die
Brennstoffzelle 1 im Zustand initialisiert wird. Dies geschieht
zu dem Zweck, daß die Menge
des Wasserstoffs, der die Elektrolytmembran durchdringt, daran gehindert
wird, aufgrund eines anfänglichen
Unterschieds im feuchten Zustand der Elektrolytmembran 2 zu
schwanken. Danach wird schwerer Wasserstoff (80 °C, befeuchtet in einem gesättigten
Zustand) der Seite der Brennstoffelektrode 8 mit einer
Rate von 0,03 L/min zugeführt
(ein stöchiometrisches
Verhältnis
4 bei 0,05 A/cm2), und Luft (bei Rautemperatur
und nicht befeuchtet) wird mit einer Rate von 0,32 L/min geliefert
(ein stöchiometrisches
Verhältnis
17 bei 0,05 A/cm2), so daß die Brennstoffzelle 1 in
einem offenen Kreislaufzustand betrieben wird. Ein Ende einer Kapillare
aus Glas wird in Kontakt mit der Luftelektrode 7 gebracht,
und das andere Ende der Kapillare wird mit einem Hochvakuum-Absauganlage
und einem Massenspektrometer verbunden. Eine Gaskomponente in der
Umgebung der Luftelektrode 7, welche über die Kapillare als Probe
genommen wurde, wird durch das Massenspektrometer in situ bestimmt.
2 zeigt ein Ergebnis der
Bestimmung. Bezugnehmend auf 2 dauert
ein Initialisierungsstadium die ersten zehn Minuten. Schweres Wasserstoffgas
(D2) wurde der Seite der Brennstoffelektrode 8 zehn
Minuten nach dem Beginn einer Messung zugeführt. Als Ergebnis sind schweres
Wasserstoffperoxid (D2O2)
und schwerer Fluorwasserstoff (DF) in der Konzentration erhöht. Dies
wird als ein Phänomen
angesehen, wobei schwerer Wasserstoff, der die Elektrolytmembran 2 durchlaufen
hat, in der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht 3 oxidiert
wird und sich zu schwerem Wasserstoffperoxid umwandelt, wobei das
schwere Wasserstoffperoxid unter einer sauren Atmosphäre ein Radikal
(•DH) erzeugt, und
wobei das Radikal Polyelektrolytmaterial in der Katalysatorschicht 3 zersetzt,
um schweren Fluorwasserstoff zu erzeugen.
Als
nächstes
wurde bezüglich
der in 1 gezeigten Brennstoffzelle 1 die
Erzeugungsmenge von Fluorwasserstoff (HF) zum Zeitpunkt einer Änderung
in der Porenstruktur der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht 3 überwacht.
Das Ergebnis wird in 3 gezeigt.
Linien auf der niedrigeren Seite von 3 zeigen
Konzentrationen von Fluorwasserstoff an. Aus 3 wird deutlich, daß die Konzentration von HF
mit Ansteigen des Leerstellenverhältnisses ansteigt. Das heißt, die
Erzeugungsmenge eines Hydroxylradikals steigt, wenn die Dichte der
Katalysatorschicht 3 abnimmt und wenn ihr Gasflußwiderstand
erniedrigt.
Es
wird angenommen, daß sich
dies aus der Tatsache ergibt, daß Wasserstoff, der die Elektrolytmembran
durchlaufen hat, sich leicht überall
in einer Katalysatorschicht mit einem niedrigen Gasflußwiderstand
ausbreitet und es daher einfach macht, Wasserstoffperoxid als Erzeugungsquelle
für Radikale
zu erzeugen.
Es
kann aus dem in 3 gezeigten
Ergebnis bestätigt
werden, „daß die Erzeugungsmenge von
Wasserstoffperoxid steigt, wenn die Dichte der Katalysatorschicht
abnimmt (d.h. wenn der Gasflußwiderstand
abnimmt)" und „daß die Erzeugungsmenge
von Wasserstoffperoxid abnimmt, wenn die Dichte der Katalysatorschicht
steigt (d.h. wenn der Gasflußwiderstand
steigt)".
Eine
Bedingung für
eine Messung in 3 wird
aus den Beschreibungen in der Zeichnung deutlich. Die Ausgangsleistungsspannung
jeder der Proben ist etwas weniger als 1 V.
Obwohl
der Pt tragende Kohlenstoffkatalysator als luftelektrodenseitige
Katalysatorschicht 4 in der in 1 gezeigten Brennstoffzelle 1 verwendet wird,
zeigt 4, wie Fluorwasserstoff
in einem offenen Kreislaufzustand mit einem Pt-Schwarz-Katalysator
erzeugt wird, der als luftelektrodenseitige Katalysatorschicht 4 verwendet
wird (mit allen anderen Herstellungsbedingungen, die unverändert bleiben). Die
Katalysatorschicht 4, die den Pt tragenden Kohlenstoffkatalysator
aufweist, und die Katalysatorschicht 4, die den Pt-Schwarz-Katalysator
aufweist, werden im Rauhigkeitsfaktor miteinander abgeglichen.
Aus
dem in 4 gezeigten Ergebnis
wird deutlich, daß die
Erzeugungsmenge von Fluorwasserstoff in dem Fall bedeutsam abnimmt,
in dem der Pt-Schwarz-Katalysator angewendet wird. Es wird angenommen,
daß sich
dies aus der Tatsache ergibt, daß auf Platin adsorbierte Sauerstoffmoleküle leicht losgelöst werden,
daß die
Sauerstoffmoleküle
mit Wasserstoff, der die Elektrolytmembran 2 durchlaufen
hat, reagiert und nichts als Wasser herstellt und daß Wasserstoffperoxid
als Erzeugungsquelle für Radikale
wahrscheinlich nicht erzeugt wird.
Unter
der Prämisse,
daß die
Erzeugungsmenge von Fluorwasserstoff in dem Pt-Schwarz-Katalysator
kleiner ist als in dem Pt tragenden Kohlenstoffkatalysator wie bereits
beschrieben, wie in 5 gezeigt,
weist der luftelektrodenseitigen Katalysator eine Doppelschichtstruktur
auf (eine erste Katalysatorschicht 13a und eine zweite
Katalysatorschicht 13b) mit einer Schicht aus dem Pt tragenden
Kohlenstoffkatalysator und der anderen aus dem Pt-Schwarz-Katalysator.
Bezugnehmend auf 5 werden
Elemente, welche mit denen in 1 gezeigten
identisch sind, durch die gleichen Referenzsymbole bezeichnet und
hiernach nicht beschrieben. 6 zeigt
ein Ergebnis, daß durch Überwachung
einer Erzeugungsmenge von Fluorwasserstoff erhalten wurde, wenn
eine Brennstoffzelle 10, die eine luftelektrodenseitigen
Katalysatorschicht wie vorstehend beschrieben aufweist, in einem
offenen Kreislaufzustand betrieben wird.
Aus
dem in 6 gezeigten Ergebnis
wird deutlich, daß die
Erzeugungsmenge von Fluorwasserstoff bedeutsam abnimmt, wenn die Pt-Schwarz-Katalysatorschicht
auf der Seite der Gasdiffusionsschichten 5 angeordnet wird.
In Anbetracht der Tatsache, daß die
Erzeugungsmenge von HF in der Pt-Schwarz-Katalysatorschicht klein
ist, wird für
den Erzeugungsort der Radikale abgeschätzt, auf der Seite der Gasdiffusionsschicht
in einer Katalysatorschicht zu liegen.
Ein
Wissen, das neuerdings durch den Erfinder erreicht wurde, nämlich „daß Radikale
ausschließlich
auf der Seite einer Gasdiffusionsschicht (d.h. in einem von einer
Elektrolytmembran abgetrennten Bereich) in einer Katalysatorschicht
erzeugt werden",
kann aus den in 4 und 6 gezeigten Ergebnissen bestätigt werden.
Eine
Bedingung für
eine Messung in 6 wird
aus der Beschreibung in der Zeichnung deutlich. Die Ausgangsleistungsspannung
jeder der Proben ist etwas weniger als 1 V.
7 zeigt eine Brennstoffzelle 20 einer Ausführungsform
der Erfindung. Bezugnehmend auf 7 werden
Elemente, welche mit denen in 1 gezeigten
identisch sind, durch die gleichen Referenzsymbole bezeichnet und
hiernach nicht beschrieben.
In
der Brennstoffzelle 20 der Ausführungsform wird die luftelektrodenseitige
Katalysatorschicht (zweite Katalysatorschicht) 3 auf einer
der Gasdiffusionsschichten 5 in der gleichen Art und Weise
wie in 1 (mit einer
Membrandicke von etwa 10 μm)
gebildet. Danach wird eine Porenverteilung eines Pulvermaterials,
das durch Mischen eines Pt tragenden Kohlenstoffpulverkatalysators
mit einem Elektrolyt und deren Trocknung erhalten wurde, gemessen. Dadurch
wird ein Katalysator, der ein kleineres Leerstellenverhältnis und/oder
Porendurchmesser und einen größeren Gasflußwiderstand
als die zweite Katalysatorschicht 3 aufweist, im Voraus
ausgewählt.
Dieser Katalysator wird mit einer Elektrolytlösung gemischt. Die Mischung
wird durch ein Sprühverfahren, ein
Siebdruckverfahren oder dergleichen auf die zweite Katalysatorschicht 3 aufgebracht
und dann getrocknet, wodurch eine erste Katalysatorschicht 23 gebildet
wird (mit einer Membrandicke von etwa 2 bis 5 μm). Die erste Katalysatorschicht 23 wird
als eine Luftelektrode 27 verwendet. Die erste Katalysatorschicht 23 weist
strukturell eine höhere
Dichte und einen höheren
Gasflußwiderstand
auf als die zweite Katalysatorschicht 3. In der Ausführungsform
beträgt die
Menge des Katalysators, der in der ersten Katalysatorschicht 23 pro
seiner Einheitsfläche
getragen wird, 0,01 bis 0,2 mg/cm2.
8 zeigt ein Ergebnis, daß durch Überwachung
einer Erzeugungsmenge von Fluorwasserstoff erhalten wurde, wenn
eine Brennstoffzelle 20 der Ausführungsform wie vorstehend beschrieben
in einem offenen Kreislaufzustand betrieben wird. Als Vergleichsbeispiel
wird die Erzeugungsmenge von Fluor in der Brennstoffzelle 1 aus 1 dargestellt. Eine Bedingung
für eine
Messung in 8 wird aus den
Beschreibungen in der Zeichnung deutlich. Die Ausgangsleistungsspannung
jeder der Proben ist etwas weniger als 1 V.
Aus
dem in 6 gezeigten Ergebnis
wird deutlich, daß die
Erzeugungsmenge von Fluorwasserstoff in der Brennstoffzelle 20 der
Ausführungsform
auf etwa die Hälfte
dessen des Vergleichsbeispiels abgenommen hat, selbst zu dem Zeitpunkt
des Gleichgewichts, welcher zehn Stunden (600 Minuten) nach dem
Beginn einer Prüfung
liegt. Es wird angenommen, daß sich
dies aus der Tatsache ergibt, daß Wasserstoff, der die Elektrolytmembran 2 durchlaufen
hat, an der Bewegung in der ersten Katalysatorschicht, die eine
dichte Struktur aufweist, gehindert wird, daß die Gesamtmenge von Wasserstoff, der
die zweite Katalysatorschicht erreicht, die ein Potential zur Erzeugung
von Radikalen besitzt, klein ist, und daß die Erzeugungsmenge von Wasserstoffperoxid
als eine Erzeugungsquelle für
Radikale in der Katalysatorschicht als Ganzes klein ist.
Wenn
eine erste Schicht, die einen hohen Gasflußwiderstand aufweist, in der
luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht zur Verfügung gestellt
wird, ist zu verstehen, daß die
Ausgangsleistungskennzeichen der Brennstoffzelle aufgrund einer
Abnahme des Diffusionsvermögens
von Luft beeinträchtig
werden. Wie in 9 gezeigt,
stellte die Brennstoffzelle der Ausführungsform (7) jedoch im Wesentlichen die gleichen
Spannungs-Strom-Kennzeichen wie die Brennstoffzelle des Vergleichsbeispiels (1) dar.
Das
heißt,
die Brennstoffzelle 20 der Ausführungsform kann Erzeugung von
Radikalen unterdrücken,
während
ihre Betriebskennzeichen aufrecht erhalten werden. Demgemäß wird das
Polyelektrolytmaterial davor bewahrt, zersetzt zu werden, und eine stabiles
Leistungsverhalten der Leistungserzeugung wird aufrecht erhalten.
In
dem in 7 gezeigten Beispiel
weist die luftelektrodenseitige Katalysatorschicht eine Doppelschichtstruktur
auf. Diese luftelektrodenseitige Katalysatorschicht kann jedoch
eine Dreifachschichtstruktur oder eine Vielfachschichtstruktur,
die aus vier oder mehr Schichten zusammengesetzt ist, aufweisen.
In diesem Fall ist es bevorzugt, daß der Gasflußwiderstand
der Schichten der Reihe nach von der Seite der Elektrolytmembran
zu der Gasdiffusionsschicht verringert wird. Fernerhin ist es ebenso
möglich,
daß der
Gasflußwiderstand
in der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht schrittweise von
der Seite der Elektrolytmembran zu der Gasdiffusionsschicht hin
verringert wird.
Der
Erfinder hat bestätigt,
daß mehr
Radikale in einem diffusionsschichtseitigen Bereich in der luftelektrodenseitigen
Katalysatorschicht erzeugt werden. Demgemäß kann durch konzentrierte
Bereitstellung eines Mittels zur Radikalerzeugungsverhinderung in
dem Bereich das Kennzeichen der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht
in wirksamer Weise an der Beeinträchtigung gehindert werden.
Als Mittel zur Radikalerzeugungsverhinderung ist es möglich, den
Chelatbildner und Antioxidationsmittel, die in den zuvor genannten
Patentdokumenten des Standes der Technik vorgeschlagen wurden, wie auch
die dichte Schicht (siehe 3)
und den Pt-Schwarz-Katalysator (siehe 4)
zu verwenden.
Wie
bisher beschrieben werden gemäß des Gesichtspunkts
der Erfindung die erste Katalysatorschicht auf der Seite der Elektrolytmembran
und die zweite Katalysatorschicht auf der Seite der Gasdiffusionsschicht
als luftelektrodenseitige Katalysatorschicht zur Verfügung gestellt,
und die erste Katalysatorschicht weist einen höheren Gasflußwiderstand als
die zweite Katalysatorschicht auf. Dadurch verhindert die erste
Katalysatorschicht Bewegung von Wasserstoff, der die Elektrolytmembran
durchdrungen hat, und die Menge des Wasserstoffs, der in der ersten
Katalysatorschicht oxidiert wird und der die zweite Katalysatorschicht
auf der Seite der Gasdiffusionsschicht erreicht, nimmt ab. Da belegt
wurde, daß Radikale
leichter auf der Seite der Gasdiffusionsschicht in der luftelektrodenseitigen
Katalysatorschicht erzeugt werden, kann die vorstehend genannte
Struktur Erzeugung von Radikalen in der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht
als Ganzes unterdrücken.
Demgemäß wird das
Polyelektrolytmaterial davor bewahrt, zersetzt zu werden, und sein
Leistungsverhalten wird stabil gehalten.
Gemäß eines
anderen Gesichtspunkts der Erfindung, mit einem Blick, den Gasflußwiderstand
in dem zuvor genannten Gesichtspunkt der Erfindung zu steigern,
weist die erste Katalysatorschicht einen kleineren Porendurchmesser
als die zweite Katalysatorschicht auf. Diese Struktur kann Erzeugung
von Radikalen in der luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht als
Ganzes unterdrücken.
Fernerhin
kann gemäß eines
noch anderen Gesichtspunkts der Erfindung, in welchem diese Brennstoffzellenelektroden
in einer Brennstoffzelle angewendet werden, die Lebensdauer der
Brennstoffzelle verlängert
werden.
Die
Erfindung ist keinesfalls auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform
und Beispiel begrenzt. Verschiedene Modifikationen sind ebenso in
der Erfindung eingeschlossen, solange wie diese für einen
Fachmann leicht erkennbar sind, ohne von dem durch die Ansprüche definierten
Bereich abzuweichen.
In
einer luftelektrodenseitigen Katalysatorschicht einer Brennstoffzelle
schlägt
die Erfindung ein neues Verfahren vor, das ein Polyelektrolytmaterial
davor bewahrt, durch Radikale zersetzt zu werden, die sich aus Wasserstoff
ergeben, der eine Elektrolytmembran durchdrungen hat. Gemäß der Erfindung
ist die luftelektrodenseitige Katalysatorschicht aus einer ersten
Katalysatorschicht auf der Seite der Elektrolytmembran und einer
zweiten Katalysatorschicht auf der Seite der Gasdiffusionsschicht
zusammengesetzt, und die erste Katalysatorschicht weist einen höheren Gasflußwiderstand
als die zweite Katalysatorschicht auf.