JP2008052933A

JP2008052933A - 固体高分子型燃料電池用の触媒層及びその製造方法

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Publication number: JP2008052933A
Application number: JP2006225460A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kishimoto; 比呂志岸本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: JP5219350B2

Abstract

【課題】固体高分子型燃料電池において、触媒成分及び高分子電解質以外の添加物が極力少なく、かつクラックを有していない触媒層を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、固体高分子型燃料電池用触媒層であって、（１）触媒担持炭素粒子、水素イオン伝導性高分子電解質及びカーボンナノチューブを含有し、（２）当該カーボンナノチューブのアスペクト比が１００以上である、ことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、新規な固体高分子型燃料電池用の触媒層及びその製造方法に関する。

燃料電池は、電解質膜の両面に触媒層を配置し、水素と酸素の電気化学反応により発電する発電するシステムであり、発電時に発生するのは水のみである。燃料電池は、従来の内燃機関と異なり、二酸化炭素等の環境負荷ガスを発生しないため、次世代のクリーンエネルギーシステムとして注目されている。

固体高分子型燃料電池は、電解質膜として水素イオン伝導性高分子電解質膜を用い、その両面に触媒層及び電極基材を順次積層し、これにさらにセパレータで挟まれた構造をしている。このうち、電解質膜の両面に触媒層及び電極基材を順次積層させたもの（即ち、電極基材／触媒層／電解質膜／触媒層／電極基材の層構成のもの）は、電極−電解質膜接合体と称されている。

この接合体を構成する触媒層は、カーボン粉末に触媒を担持した触媒材料及び高分子電解質を主成分として含むものである。この触媒層は、形成時に乾燥工程を必要とするが、この乾燥工程により、カーボン粉末が凝集し、触媒層にピンホール及びクラック（亀裂）が発生したり、触媒層の収縮により触媒層にクラックが発生したりする問題がある。

クラックが発生すると、触媒層が電極基材から剥がれ落ちやすくなるため、歩留まりが低下する。また、クラック部で電気伝導度が低下したり、触媒層−電極基材界面で接触抵抗が上昇したりするため、電池の内部抵抗上昇につながり、電池寿命が低下する原因にもなる。

そこで、触媒層のクラックの発生を抑制するために、例えば、乾燥工程時に加圧乾燥する方法（特許文献１）、液化ガス中に分散した触媒材料を、電極基材上に塗布した後に焼成圧着する方法（特許文献２）、触媒層インクの調製時に、混合攪拌装置内の雰囲気を調整しながら、当該触媒インキを攪拌する方法（特許文献３）、触媒インキを塗布することにより膨潤する性質を有する基材にインキを塗布し、触媒インキと基材面を異なる湿度雰囲気にさらし、収縮速度を一致させる方法（特許文献４）等が提案されている。

しかしながら、これらの方法は、いずれも複雑な工程及び煩雑な装置を必要とし、工業的に不利である。

一方、乾燥速度を制御し、触媒層の体積抵抗率を低下させることにより、クラックの発生を制御する方法も提案されている（特許文献５）。

しかしながら、この方法は、乾燥速度を極めて厳格に制御しなければならず、操作に熟練を有する。また、体積抵抗率を低下させることにより、電池自身の内部抵抗が上昇し、電池性能が低下するのが避けられない。

これらに対して、触媒層に添加物を混合することにより、クラックを抑制する方法も提案されている（特許文献６及び７）。例えば、特許文献６には、結合材樹脂としてポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を用いる方法が開示されている。しかし、フッ素樹脂は非導電性であるため、触媒層のバルク抵抗が上昇し、電極の触媒層としての使用に耐えられなくなる。

一方、特許文献７には、導電性のある炭素ウィスカーを添加することによりクラック発生を低減できる方法を開示している。

しかしながら、この文献では、該文献の図２から明らかなように、炭素ウィスカーを触媒層重量の１２重量％以上添加しなければ、触媒層のクラックの発生を抑制することができない。

また、炭素ウィスカーを多量に含むことにより、触媒層の厚みが増す。例えば、１２重量％の炭素ウィスカーを添加した場合、触媒層の厚みは１０％程度増加し、触媒層自体のバルク抵抗値（体積抵抗率）も増加し、ひいては、電池性能が低下する。さらには、炭素ウィスカーの多量添加により触媒層自体が疎となる（空隙が多くなる）。そのため、燃料をガスの代わりにメタノールを使用するダイレクトメタノール型では、メタノールが触媒層中に浸透し、電解質膜、逆側の触媒層まで達してしまう問題（メタノールクロスオーバーの発生）がある。

また、触媒活性に寄与しない炭素ウィスカーなどの第三成分を多量に添加することは、コストアップ等につながるため、工業的に不利である。
特開2003-17071号公報特開平7-57738号公報特開2004-199915号公報特開2004-259509号公報国際公開 2003/077336号公報特開2001-38268号公報特開2003-123769号公報

したがって、固体高分子型燃料電池において、触媒成分及び高分子電解質以外の添加物を少なくして、クラックの発生がない触媒層を製造する方法の提供が望まれている。

本発明者らは上記問題点に鑑み、鋭意研究をした結果、特定のアスペクト比を有する、特定の炭素質繊維を使用することにより、ごく少量の添加物（特定の炭素質繊維）でクラックが実質的に無くなることを見出した。これにより、第三成分による悪影響（体積抵抗の向上、コストアップ等）を大幅に軽減することができる触媒層等を開発するに至った。

すなわち、本発明は、下記の触媒層及びその製造方法にかかる。

項１．固体高分子型燃料電池用触媒層であって、
（１）触媒担持炭素粒子、水素イオン伝導性高分子電解質及びカーボンナノチューブを含有し、
（２）当該カーボンナノチューブのアスペクト比が１００以上である、
ことを特徴とする触媒層。

項２．前記カーボンナノチューブの平均繊維径が１００ｎｍ以下である、項１に記載の触媒層。

項３．前記カーボンナノチューブの含量が、触媒層中１０重量％以下である、項１又は２に記載の触媒層。

項４．前記カーボンナノチューブの含量が、触媒層中５重量％未満である、項１又は２に記載の触媒層。

項５．前記触媒層が実質的にクラックを有しない、項１〜４のいずれかに記載の触媒層。

項６．項１〜５のいずれかに記載の触媒層がガス拡散基材上に積層されてなる、固体高分子型燃料電池用電極。

項７．項６に記載の電極が、高分子電解質膜の片面又は両面に積層されてなる、固体高分子型燃料電池用電極−電解質膜接合体。

項８．固体高分子型燃料電池用電極の触媒層を製造する方法であって、
（１）触媒担持炭素粒子の水分散液、（２）水素イオン伝導性高分子電解質、（３）アスペクト比が１００以上であるカーボンナノチューブ及び（４）粘度調整用の溶剤を含む触媒層形成用ペースト組成物を基材に塗布及び乾燥する工程を備えた、触媒層の製造方法。

項９．上記基材が転写基材である、項８に記載の製造方法。

１．触媒層
本発明の固体高分子型燃料電池用触媒層は、
（１）触媒担持炭素粒子、水素イオン伝導性高分子電解質及びカーボンナノチューブを含有し、
（２）当該カーボンナノチューブのアスペクト比が１００以上であることを特徴とする。

本発明で使用する触媒担持炭素粒子（触媒成分）は、炭素粒子に触媒材が担持したものであればよく、公知又は市販のものが使用できる。

触媒担持炭素粒子を構成する炭素粒子は、特に制限されず、例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ランプブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、活性炭、カーボン繊維、カーボンナノチューブ等が１種単独又は２種以上で用いることができる。

炭素粒子の平均粒径は、一次粒子として、通常１ｎｍ〜２００ｎｍ程度、好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。

炭素粒子の比表面積は、通常１０ｍ²／ｇ〜２０００ｍ²／ｇ程度、好ましくは２００ｍ²／ｇ〜１５００ｍ²／ｇ程度である。この範囲とすることにより、触媒活性を向上させ、より一層高い出力密度の電池が得ることができる。

炭素粒子に担持する触媒材は、燃料電池の燃料極又は空気極における燃料電池反応を起こさせるものであれば特に限定されない。例えば、白金、白金化合物等が挙げられる。白金化合物としては、例えば、白金と、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、モリブデン、イリジウム、鉄、コバルト等からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属との合金等が挙げられる。

触媒材の平均粒径は、通常１ｎｍ〜２０ｎｍ程度であり、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍ程度、更に好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍ程度である。

触媒材の比表面積は、通常５０ｍ²／ｇ〜１０００ｍ²／ｇ程度、好ましくは１００ｍ²／ｇ〜５００ｍ²／ｇ程度である。

一般的に、カソード触媒層として用いられる場合の触媒粒子は白金、アノード触媒層として用いられる場合の触媒粒子は上述した合金である。

水素イオン伝導性高分子電解質は限定的でなく、例えば、パーフルオロスルホン酸系のフッ素イオン交換樹脂等が挙げられる。また、電気陰性度の高いフッ素原子を導入することにより、化学的に非常に安定し、スルホン酸基の乖離度が高く、高い水素イオン伝導性が実現できる。このような水素イオン伝導性高分子電解質の具体例としては、例えば、デュポン社製の「Nafion」、旭硝子（株）製の「Flemion」、旭化成（株）製の「Aciplex」、ゴア（Gore）社製の「Gore Select」等が挙げられる。

本発明は、カーボンナノチューブを触媒層中に含有することを特徴とする。これにより、触媒層製造時にクラックの発生を抑制することが可能となる。

カーボンナノチューブは、グラフィン（graphene）と呼ばれる炭素六角網目がナノメートルオーダーの直径に丸まった中空の管（チューブ）であり、この管を構成するグラフィンが１枚の単層ナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、及び円筒が入れ子状に２以上の層が重なった多層ナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）が挙げられる。また、これらのＣＮＴの円筒内に、金属、炭素構造体（例えば、フラーレン等）の他の成分を内包したものであってもよい。

本発明で使用するカーボンナノチューブは、アスペクト比が１００以上であることを特徴とする。本発明において、アスペクト比が１００以上であるとは、カーボンナノチューブの全個数の少なくとも７０％（好ましくは８０％、より好ましくは９０％、最も好ましくは９５％）が、アスペクト比（繊維長／繊維径）１００以上であることをいう。

カーボンナノチューブの平均繊維長は、アスペクト比が上記範囲となるものであれば特に制限されないが、通常、０．１〜１０００μｍ程度、好ましくは２〜３０μｍ程度とすればよい。

平均繊維径も、アスペクト比が上記範囲となるものであれば特に制限されないが、通常、１〜５００ｎｍ程度、好ましくは１０〜２００ｎｍ程度とすればよい。

触媒層中に含まれるカーボンナノチューブの含量は、触媒層中（乾燥重量比）で、通常１０重量％程度以下、好ましくは７重量％程度以下、より好ましくは５重量％程度未満である。下限は通常０．１重量％程度、好ましくは１重量％程度である。カーボンナノチューブの含量を１０重量％程度以下、より好ましくは５重量％程度未満とすることにより、触媒層の厚みを実質的に増加させずに、クラックの発生を抑制できる。すなわち、触媒層の体積抵抗率を下げることなく、クラック発生抑制が可能である。また、０．１重量％程度以上とすることにより、カーボンナノチューブによるクラックの発生抑制を効果的に発揮することができる。

触媒担持炭素粒子の含量は、触媒層中、通常３０〜９０重量％程度、好ましくは３０〜８０重量％程度、より好ましくは４０〜７０重量％程度である。

水素イオン伝導性高分子電解質の含量は、カーボンナノチューブ及び触媒担持炭素粒子の残りの含量であり、例えば、触媒層中、通常１０〜７０重量％程度、好ましくは１０〜６０重量％程度、より好ましくは２０〜５５重量％程度の範囲内から適宜選択される。

本発明の触媒層は、実質的にクラックを有していない。本発明において、クラックとは、触媒層表面に存在する幅２〜２０μｍ程度かつ長さ５０μｍ程度以上の空隙（間隙）又は亀裂をいう。

触媒層の厚さは限定的でないが、通常１μｍ〜８０μｍ程度、好ましくは５μｍ〜２０μｍ程度である。

触媒層の白金の含有量は限定的でないが、通常０．１ｍｇ／ｃｍ^２〜１．３ｍｇ／ｃｍ^２程度とすればよい。これにより、より一層高い出力密度を達成することができる。

２．電極
本発明の電極は、上記触媒層がガス拡散基材（電極基材）上に積層されたものである。

ガス拡散基材は限定的でなく、例えば通気性のあるカーボン基材が挙げられ、具体的には、カーボンクロス、カーボンペーパー、カーボンフェルト等の公知のものを使用すればよい。

また、これらのカーボン基材は撥水処理されたものを用いてよい。撥水処理は、例えば、カーボン基材をポリテトラフルオロエチレンエマルジョン液に含浸させた後、乾燥及び焼成することにより、行うことができる。

さらに、カーボン基材の面を平滑にするための処理（平滑処理）を施したものを使用してもよい。例えば、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレン及び水等を主成分とするインキをカーボン基材に塗布及び乾燥することにより、平滑にすることができる。

塗布方法は、例えば、ナイフコーター、バーコーター、スプレー、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷等が得られる。

ガス拡散基材の厚みは、通常２０μｍ〜１０００μｍ程度、好ましくは１００μｍ〜４００μｍ程度とすればよい。

３．電極−電解質膜接合体
本発明の電極−電解質膜接合体は、触媒層と電解質膜とが接するように、本発明電極が電解質膜の片面又は両面に積層されたものである。

電解質膜は、水素イオン伝導性のものであれば限定的でなく、公知又は市販のものを使用できる。電解質膜の具体例としては、デュポン社製の「Nafion」膜、旭硝子（株）製の「Flemion」膜、旭化成（株）製の「Aciplex」膜、ゴア（Gore）社製の「Gore Select」膜等が挙げられる。

電解質膜の膜厚は、通常１μｍ〜２５０μｍ程度、好ましくは５μｍ〜８０μｍ程度とすればよい。

４．製造方法
本発明の触媒層は、例えば、（１）触媒担持炭素粒子の水分散液、（２）水素イオン伝導性高分子電解質、（３）アスペクト比が１００以上のカーボンナノチューブ及び（４）粘度調整用の溶剤を含む触媒層形成用ペースト組成物（触媒インキ）を所望の基材等に塗布及び乾燥することにより、製造することができる。

触媒担持炭素粒子、水素イオン伝導性高分子電解質及びアスペクト比が１００以上のカーボンナノチューブは上述したものである。

粘度調整用の溶剤は、例えば、各種アルコール、各種エーテル、各種ジアルキルスルホキシド、水又はこれらの混合物が挙げられる。これらの溶剤の中でも、アルコールが好ましい。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノール等の炭素数１〜４の一価アルコール、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール等が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

本発明の触媒層形成用ペースト組成物中に含まれる上記（１）〜（４）成分の割合は、限定されるものではなく、広い範囲内で適宜選択され得る。

例えば、（１）の触媒担持炭素粒子を１重量部に対して、（２）成分が０．３〜３重量部（好ましくは０．４〜２重量部）、（３）成分が０．００１〜０．１重量部（好ましくは０．００５〜０．０４重量部、（４）成分が５〜５０重量部程度（好ましくは１０〜２５重量部）含まれているのがよく、残りが水等である。水の割合は、通常、触媒担持炭素粒子に対して、等重量〜１０倍重量である。

触媒層形成用ペースト組成物は、上記（１）〜（４）成分を混合することにより、製造される。（１）〜（４）成分の混合順序は、特に制限されない。例えば、（１）成分、（２）成分、（３）成分及び（４）成分を順次又は同時に混合し、分散させることにより、触媒層形成用ペースト組成物を調製できる。混合には、公知の混合手段を広く適用できる。

塗布される基材は、通常、転写基材を採用すればよい。転写基材上に上記触媒層形成用ペースト組成物を塗布及び乾燥させることにより触媒層を形成（転写シートを作製）すればよい。また、塗布される基材として、上述の電解質膜、ガス拡散基材等を使用して、触媒層形成用ペースト組成物を塗布及び乾燥させることにより、触媒層を形成してもよい。そのようなガス拡散基材は、上記撥水処理、平滑処理等を施したものを用いてもよい。

転写基材としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリパルバン酸アラミド、ポリアミド（ナイロン）、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン、リエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン等の高分子フィルムを挙げることができる。また、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ETFE）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（FEP）、テトラフルオロパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等の耐熱性フッ素樹脂を用いることもできる。更に、基材は、高分子フィルム以外に、アート紙、コート紙、軽量コート紙等の塗工紙、ノート用紙、コピー用紙等の非塗工紙等の紙であってもよい。

転写基材の厚さは、取り扱い性及び経済性の観点から、通常６μｍ〜１００μｍ程度、好ましくは１０μｍ〜３５μｍ程度、より好ましくは１０μｍ〜２５μｍ程度とするのがよい。従って、転写基材としては、安価で入手が容易な高分子フィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレート等がより好ましい。

また、転写基材には、離型層が積層されたものであってもよい。離型層としては、例えば、公知のワックスから構成されたもの、公知のフッ素系樹脂でコーティングされたプラスチックフィルムが挙げられる。

ペースト組成物を、転写基材、ガス拡散基材、電解質膜等の基材に塗布する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ナイフコーター、バーコーター、スプレー、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷等の一般的な塗布方法を適用できる。

斯かるペースト組成物を基材に塗布及び乾燥することにより、本発明の触媒層が形成される。

乾燥温度は、通常４０〜１００℃ 程度、好ましくは６０〜８０℃ 程度である。乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、通常５分〜２時間程度、好ましくは３０分〜１時間程度である。

本発明の電極は、例えば、上記触媒層が転写基材に積層された転写シートを、ガス拡散層上に転写したり、上記触媒層形成用ペースト組成物を直接、ガス拡散基材に塗布及び乾燥することにより、製造される。

電極−電解質膜接合体は、例えば、ガス拡散基材上に触媒層を形成した後、当該触媒層を電解質膜に熱プレス及び積層すること等により、製造される。

本発明の触媒層は、特定のアスペクト比を有するカーボンナノチューブを含有しており、触媒製造時のクラックの発生を抑制できるため、クラックを実質的に有していない。

また、ごく少量のカーボンナノチューブの添加量で、クラックの発生を抑制できるため、第三成分（炭素材料）による悪影響（体積抵抗率の向上、コストアップ等）を大幅に軽減できる。

本発明の製造方法によれば、触媒製造においてクラックの発生を抑制することができる。また、クラックの発生が抑制されているため、歩留まりに優れている。

以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施例１）
白金触媒担持炭素粒子（Ｐｔ含有量45重量％、田中貴金属工業製、TEC10E50E）10g、水素イオン伝導性高分子電解質を5重量％含有するNafion溶液（デュポン社製、DE-520）105g、カーボンナノチューブ（平均繊維径100nm、平均繊維長10μm、アスペクト比100以上の個数が全個数の80％程度）0.5g、蒸留水30g、n-ブタノール40g及びt-ブタノール40gを配合し、分散機にて攪拌混合することにより、実施例１の触媒層形成用ペースト組成物を得た。

（実施例２）
カーボンナノチューブの含量を0.5gの代わりに1.0gとし、かつ、Nafion溶液の含量を105gの代わりに110gとした以外は、実施例１と同様にして、実施例２のペースト組成物を得た。

（比較例１）
カーボンナノチューブを含有せず、かつ、Nafion溶液の含量を105gの代わりに100gとした以外は、実施例１と同様にして、比較例１のペースト組成物を得た。

（比較例２）
カーボンナノチューブ（平均繊維径100ｎｍ、平均繊維長10μｍ、アスペクト比100以上の個数が全個数の80％程度）0.5gの代わりに、カーボン繊維（VGCF：昭和電工社製：平均繊維径約150ｎｍ、平均繊維長約9μｍ、アスペクト比60）0.5gとした以外は、実施例１と同様にして、比較例２のペースト組成物を得た。

（比較例３）
カーボンナノチューブ（平均繊維径100ｎｍ、平均繊維長10μｍ、アスペクト比100以上の個数が全個数の80％程度）0.5gの代わりに、カーボンナノチューブ(繊維径100ｎｍ、繊維長1μｍ、アスペクト比10程度の個数が全個数の80％程度) 0.5gとした以外は、実施例１と同様にして、比較例３のペースト組成物を得た。

（触媒層の形成）
実施例１〜２及び比較例１〜３の各ペースト組成物をアプリケーターでポリエチレンテレフタレートフィルムからなる転写基材（会社名「東レ社」、製品名「ルミナー X44」）上に塗布し、次いで、70℃で30分間乾燥させることにより、転写基材上に実施例１〜２及び比較例１〜３の触媒層を製造（転写シートの作製）した。なお、触媒層の塗布量は、Pt担持量が0.5mg/cm²となるようにした。

クラック評価
得られた触媒層を、マイクロスコープ（オリンパス社）にて、50倍で観察すると、実施例１及び２から形成させた触媒層にはいずれもクラックが見られなかった。一方、比較例１〜３から形成された触媒層にはいずれもクラックが見られた。特に比較例１の触媒層が最も多くクラックが発生し、次いで、比較例３の触媒層が多くクラックを発生した。

厚み評価
実施例１〜２と比較例１〜３との触媒層の厚みを計測したところ、実施例１及び２の触媒層はともに、比較例１〜３の触媒層と同程度又はそれ以下の厚みであった。

実施例１及び２の触媒層はクラックが発生せず、かつ、厚みも比較例１〜３の触媒層と同等又はそれ以下の厚みであるため、実施例１及び２の触媒層は比較例１〜３の触媒層よりも体積抵抗率が優れることが分かる。

歩留まり評価
実施例１〜２及び比較例１〜３で製造した転写基材上に形成された触媒層について、触媒層が転写基材から剥離していないか否かを目視により観察した。

実施例１及び２については、触媒層は転写基材から全く剥離していなかった。一方、比較例１〜３については、触媒層が転写基材から剥離している箇所が見られた。このことから、実施例１及び２の転写シートは、比較例１〜３の転写シートよりも、歩留まりが優れていることが分かる。

Claims

固体高分子型燃料電池用触媒層であって、
（１）触媒担持炭素粒子、水素イオン伝導性高分子電解質及びカーボンナノチューブを含有し、
（２）当該カーボンナノチューブのアスペクト比が１００以上である、
ことを特徴とする触媒層。
前記カーボンナノチューブの平均繊維径が１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の触媒層。
前記カーボンナノチューブの含量が、触媒層中１０重量％以下である、請求項１又は２に記載の触媒層。
前記カーボンナノチューブの含量が、触媒層中５重量％未満である、請求項１又は２に記載の触媒層。
前記触媒層が実質的にクラックを有しない、請求項１〜４のいずれかに記載の触媒層。
請求項１〜５のいずれかに記載の触媒層がガス拡散基材上に積層されてなる、固体高分子型燃料電池用電極。
請求項６に記載の電極が、高分子電解質膜の片面又は両面に積層されてなる、固体高分子型燃料電池用電極−電解質膜接合体。
固体高分子型燃料電池用電極の触媒層を製造する方法であって、
（１）触媒担持炭素粒子の水分散液、（２）水素イオン伝導性高分子電解質、（３）アスペクト比が１００以上であるカーボンナノチューブ及び（４）粘度調整用の溶剤を含む触媒層形成用ペースト組成物を基材に塗布及び乾燥する工程を備えた、触媒層の製造方法。
前記基材が転写基材である、請求項８に記載の製造方法。