JP3411897B2 - 固体高分子型燃料電池の活性固体高分子電解質膜 - Google Patents
固体高分子型燃料電池の活性固体高分子電解質膜Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，固体高分子型燃料
電池の活性固体高分子電解質膜に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来，この種の活性固体高分子電解質膜
としては，固体高分子電解質膜の表面にスパッタ法によ
って貴金属触媒を担持させたものが知られている。 【０００３】しかしながら従来の貴金属触媒は層状に形
成されているため，生成された水素イオンの固体高分子
電解質膜への伝導性およびその電解質膜から空気極側へ
の伝導性がそれぞれ比較的低く，また貴金属触媒−固体
高分子電解質膜−燃料ガス（水素および空気）の三者が
接触する界面，つまり三相界面が少ない，ということも
あって，その電解質膜における貴金属担持量が多いにも
拘らず燃料電池の発電性能が低い，という問題があっ
た。 【０００４】そこで，本発明者等は，少ない貴金属担持
量にて燃料電池の発電性能を向上させることが可能な活
性固体高分子電解質膜として，固体高分子電解質膜と，
それの表面の内側に在る表層部内にイオン交換により担
持され，且つその表層部内全体に亘り均一に分散する複
数の貴金属触媒粒子とより構成され，表層部の厚さｔ 2
がｔ2 ≦１０μｍであり，また貴金属触媒粒子の担持量
ＣＡが０．１４mg／cm 2 ≦ＣＡ≦０．３５mg／cm2 であ
るものを開発した（特願平１１−１７４６４０号明細書
・図面参照）。 【０００５】前記のように構成すると，貴金属触媒粒子
は固体高分子電解質膜の表層部内に点在することになる
ので，生成された水素イオンの固体高分子電解質膜への
伝導性およびその電解質膜から空気極側への伝導性がそ
れぞれ高く，また水素イオンと酸素との会合性も良好と
なる。その上，貴金属触媒粒子−固体高分子電解質膜−
燃料ガスの三者が接触する三相界面も多く存在する。こ
れにより固体高分子電解質膜における貴金属担持量を少
なくし，しかも燃料電池の発電性能を向上させることが
可能となる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】貴金属触媒は燃料電池
だけでなく，例えば，エンジンの排気浄化の技術分野に
おいて比較的多く使用されており，貴金属の涸渇防止
上，その使用量は少なければ少ない程よい，とされてい
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は，貴金属担持量
を前記先行技術よりもさらに減少させ，それにも拘らず
燃料電池の発電性能を向上させ得るようにした前記活性
固体高分子電解質膜を提供することを目的とする。 【０００８】前記目的を達成するため本発明によれば，
固体高分子電解質膜と，それの表面の内側に在る表層部
内にイオン交換により担持され，且つその表層部内全体
に亘り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子とより構成
され，前記表層部の厚さｔ2がｔ2 ≦１０μｍである固
体高分子型燃料電池の活性固体高分子電解質膜におい
て，前記貴金属触媒粒子の担持量ＣＡが０．０２mg／cm
2 ≦ＣＡ＜０．１４mg／cm2 である活性固体高分子電解
質膜が提供される。 【０００９】前記のように，貴金属触媒粒子の担持量Ｃ
ＡをＣＡ＜０．１４mg／cm2 といったように少に設定す
ると，電解質膜の表層部内における貴金属触媒粒子の分
散性が，前記担持量ＣＡ≧０．１４mg／cm2 である先行
技術の場合に比べて良好となる。これにより，先行技術
の場合よりも，生成された水素イオンの固体高分子電解
質膜への伝導性およびその電解質膜から空気極側への伝
導性がそれぞれ高くなり，また水素イオンと酸素との会
合性も良好となり，さらに貴金属触媒粒子−固体高分子
電解質膜−燃料ガスの三者が接触する三相界面もより多
く存在するので，燃料電池の発電性能を一層向上させる
ことが可能である。ただし，前記担持量ＣＡがＣＡ＜
０．０２mg／cm2 では貴金属触媒粒子を用いることの意
義が失われる。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１，２において，固体高分子型
燃料電池（セル）１は，活性固体高分子電解質膜（以
下，本欄において活性電解質膜と言う）２と，その両側
の表面にそれぞれ密着する空気極３および燃料極４と，
それら両極３，４にそれぞれ密着する一対のセパレータ
５，６とよりなる。 【００１１】活性電解質膜２は，厚さｔ1 が５μｍ≦ｔ
1 ≦２００μｍの固体高分子電解質膜（以下，本欄にお
いて電解質膜と言う）７と，それの表面の内側に在る表
層部８内にイオン交換により担持され，且つその表層部
８内全体に亘り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子９
とより構成される。貴金属触媒粒子の担持量ＣＡは，
０．０２mg／cm2 ≦ＣＡ＜０．１４mg／cm2 である。表
層部８の厚さｔ2 はｔ2≦１０μｍである。各貴金属触
媒粒子９は，Ｘ線回折による結晶子径ｄ1 がｄ1≦５nm
である１次粒子が結合凝集した２次粒子であり，その粒
径ｄ2 は５nm≦ｄ 2 ≦２００nmである。 電解質膜７と
してはフッ素樹脂系イオン交換膜，例えば旭硝子社製，
商標名フレミオン（Flemion)；デュポン社製，商標名ナ
フイオン（Nafion) 等が用いられる。また貴金属触媒粒
子９には例えばＰｔ粒子が該当する。 【００１２】空気極３および燃料極４は，それぞれ多孔
質炭素板１０と，それの一面に塗布形成された補助触媒
層１１とよりなり，その補助触媒層１１が電解質膜７の
両側の表面にそれぞれ密着する。各補助触媒層１１は，
カーボンブラック粒子の表面にＰｔ粒子を担持させたも
のと，高分子電解質であるフッ素樹脂系イオン交換体
（商標名フレミオン）とよりなる。両極３，４の多孔質
炭素板１０は負荷１２，例えば車両用直流電動装置に接
続される。 【００１３】各セパレータ５，６は，同一の形態を有す
るように黒鉛化炭素より構成され，空気極３側のセパレ
ータ５に存する複数の溝１３に空気が，また燃料極４側
のセパレータ６に在って前記溝１３と交差する関係の複
数の溝１４に水素がそれぞれ供給される。 【００１４】前記活性電解質膜２の製造に当っては，貴
金属錯体溶液と，水溶性有機溶剤，非イオン界面活性剤
および非金属性塩基から選択される少なくとも一種の添
加剤との混合液中に電解質膜７を浸漬してイオン交換を
行わせる工程と，その電解質膜７を純水により洗浄する
工程と，電解質膜７に還元処理を施す工程と，電解質膜
７を純水により洗浄する工程と，電解質膜７を乾燥する
工程と，を順次行う。 【００１５】貴金属錯体溶液としては，例えばＰｔ錯イ
オンである［Ｐｔ（ＮＨ3 ）4 ］2+を含むカチオン性Ｐ
ｔ錯体溶液が用いられる。添加剤において，水溶性有機
溶剤としては，メタノール，エタノール，エチレングリ
コール等が用いられ，また非イオン界面活性剤として
は，ポリオキシエチレンドデシルエーテル（例えば，商
品名 Briji ３５），ポリオキシエチレンオクチルフェ
ニルエーテル等が用いられ，さらに非金属性塩基として
はアンモニア等が用いられる。 【００１６】前記のような添加剤の作用下でイオン交換
を行うと，電解質膜７の表層部８内に在って，その全体
に亘り均一に分散する複数のイオン交換点にＰｔ錯イオ
ンが吸着する。１回目の洗浄工程では，電解質膜７内に
存在するフリーのＰｔ錯イオンおよび添加剤が除去され
る。還元工程では，Ｐｔ錯イオンのＰｔ原子に結合して
いた原子団が除去される。２回目の洗浄工程では電解質
膜７より還元性成分が除去され，次の乾燥工程を経て活
性電解質膜２が得られる。 【００１７】なお，１回目の洗浄を行わずに還元処理を
行うと，電解質膜７内にＰｔ原子がフリー状態で残存す
ることになるが，そのＰｔ原子は，概して水素イオンの
発生には寄与しないので，高価なＰｔを無駄にすること
になる。また２回目の洗浄を行わないと，還元性成分の
残存によって水素のイオン化が妨げられるので発電性能
が低下する。 【００１８】以下，具体例について説明する。 【００１９】次の（ａ）〜（ｆ）工程を経て活性電解質
膜２の実施例１を得た。 【００２０】（ａ） 狙いとするＰｔ担持量（０．０２
mg／cm2 ）に対して当量のＰｔを含むカチオン性Ｐｔ錯
体溶液に，添加剤として２５０ccのアンモニア水を加え
て混合液を調製した。 【００２１】（ｂ） イオン交換を行うべく，混合液中
に縦，横７０mmの電解質膜（商標名フレミオン）７を浸
漬し，次いで混合液を６０℃に加熱して，その温度下で
１２時間攪拌した。 【００２２】（ｃ） 洗浄を行うべく，電解質膜７を純
水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加熱して，その温
度下で２時間攪拌した。 【００２３】（ｄ） 還元処理を行うべく，電解質膜７
を入れた容器から前記洗浄後の水を捨て，その容器に新
たな純水を加えてその純水に電解質膜７を浸漬した。ま
た狙いとするＰｔ担持量の１０倍モルの還元性混合液，
即ち，水素化ホウ素ナトリウムと炭酸ナトリウムとを含
む混合液を調製した。次いで，電解質膜７を浸漬した純
水を５０℃に加熱して，その温度下にある純水に，前記
還元性混合液の全量を３０分間に亘って滴下した。その
後，約１．５時間放置し，溶液中からガス（主として水
素）が発生しなくなったときを反応終了と見做した。 【００２４】（ｅ） Ｎａ成分除去の洗浄を行うべく，
電解質膜７を純水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加
熱して，その温度下で２時間攪拌した。 【００２５】（ｆ） 電解質膜７を，６０℃の乾燥器内
に４時間保持して乾燥した。 【００２６】狙いとするＰｔ担持量を０．０３mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の実施例２を得た。 【００２７】狙いとするＰｔ担持量を０．０６mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の実施例３を得た。 【００２８】狙いとするＰｔ担持量を０．１３mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の実施例４を得た。 【００２９】狙いとするＰｔ担持量を０．１４mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の比較例を得た。 【００３０】表１は，活性電解質膜２の実施例１〜４お
よび比較例の構成を示す。 【００３１】 【表１】 【００３２】またカーボンブラック粒子表面にＰｔ粒子
を担持させたものと，高分子電解質であるフッ素樹脂系
イオン交換体（商標名フレミオン）との混合物を多孔質
炭素板１０の一面に塗布して補助触媒層１１を形成す
る，といった方法で空気極３と燃料極４とを製作した。
この場合，カーボンブラック粒子とＰｔ粒子との重量比
は１対１である。 【００３３】表２は補助触媒層１１の構成を示す。表
中，Ｃはカーボンブラック粒子，ＰＥは高分子電解質を
意味する。 【００３４】 【表２】 【００３５】各活性電解質膜２，空気極３，燃料極４等
を用いて燃料電池１を組立て，次いで各燃料電池１を運
転して，その電流密度と端子電圧との関係を調べたとこ
ろ，表３の結果を得た。表３において，実施例１〜４お
よび比較例とは，表１の活性電解質膜２等の実施例１〜
４および比較例をそれぞれ用いた燃料電池を意味する。 【００３６】 【表３】 【００３７】図３は，表３における実施例１〜４および
比較例を用いた各燃料電池について電流密度と端子電圧
との関係をグラフ化したものである。図３から，Ｐｔ粒
子９の担持量を前記のように設定した実施例１〜４を用
いた場合，それらよりもＰｔ粒子の担持量が大である比
較例を用いた場合に比べて発電性能が向上していること
が判る。 【００３８】 【発明の効果】本発明によれば，前記のように構成する
ことによって固体高分子型燃料電池の発電性能を向上さ
せることが可能な活性固体高分子電解質膜を提供するこ
とができる。
電池の活性固体高分子電解質膜に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来，この種の活性固体高分子電解質膜
としては，固体高分子電解質膜の表面にスパッタ法によ
って貴金属触媒を担持させたものが知られている。 【０００３】しかしながら従来の貴金属触媒は層状に形
成されているため，生成された水素イオンの固体高分子
電解質膜への伝導性およびその電解質膜から空気極側へ
の伝導性がそれぞれ比較的低く，また貴金属触媒−固体
高分子電解質膜−燃料ガス（水素および空気）の三者が
接触する界面，つまり三相界面が少ない，ということも
あって，その電解質膜における貴金属担持量が多いにも
拘らず燃料電池の発電性能が低い，という問題があっ
た。 【０００４】そこで，本発明者等は，少ない貴金属担持
量にて燃料電池の発電性能を向上させることが可能な活
性固体高分子電解質膜として，固体高分子電解質膜と，
それの表面の内側に在る表層部内にイオン交換により担
持され，且つその表層部内全体に亘り均一に分散する複
数の貴金属触媒粒子とより構成され，表層部の厚さｔ 2
がｔ2 ≦１０μｍであり，また貴金属触媒粒子の担持量
ＣＡが０．１４mg／cm 2 ≦ＣＡ≦０．３５mg／cm2 であ
るものを開発した（特願平１１−１７４６４０号明細書
・図面参照）。 【０００５】前記のように構成すると，貴金属触媒粒子
は固体高分子電解質膜の表層部内に点在することになる
ので，生成された水素イオンの固体高分子電解質膜への
伝導性およびその電解質膜から空気極側への伝導性がそ
れぞれ高く，また水素イオンと酸素との会合性も良好と
なる。その上，貴金属触媒粒子−固体高分子電解質膜−
燃料ガスの三者が接触する三相界面も多く存在する。こ
れにより固体高分子電解質膜における貴金属担持量を少
なくし，しかも燃料電池の発電性能を向上させることが
可能となる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】貴金属触媒は燃料電池
だけでなく，例えば，エンジンの排気浄化の技術分野に
おいて比較的多く使用されており，貴金属の涸渇防止
上，その使用量は少なければ少ない程よい，とされてい
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は，貴金属担持量
を前記先行技術よりもさらに減少させ，それにも拘らず
燃料電池の発電性能を向上させ得るようにした前記活性
固体高分子電解質膜を提供することを目的とする。 【０００８】前記目的を達成するため本発明によれば，
固体高分子電解質膜と，それの表面の内側に在る表層部
内にイオン交換により担持され，且つその表層部内全体
に亘り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子とより構成
され，前記表層部の厚さｔ2がｔ2 ≦１０μｍである固
体高分子型燃料電池の活性固体高分子電解質膜におい
て，前記貴金属触媒粒子の担持量ＣＡが０．０２mg／cm
2 ≦ＣＡ＜０．１４mg／cm2 である活性固体高分子電解
質膜が提供される。 【０００９】前記のように，貴金属触媒粒子の担持量Ｃ
ＡをＣＡ＜０．１４mg／cm2 といったように少に設定す
ると，電解質膜の表層部内における貴金属触媒粒子の分
散性が，前記担持量ＣＡ≧０．１４mg／cm2 である先行
技術の場合に比べて良好となる。これにより，先行技術
の場合よりも，生成された水素イオンの固体高分子電解
質膜への伝導性およびその電解質膜から空気極側への伝
導性がそれぞれ高くなり，また水素イオンと酸素との会
合性も良好となり，さらに貴金属触媒粒子−固体高分子
電解質膜−燃料ガスの三者が接触する三相界面もより多
く存在するので，燃料電池の発電性能を一層向上させる
ことが可能である。ただし，前記担持量ＣＡがＣＡ＜
０．０２mg／cm2 では貴金属触媒粒子を用いることの意
義が失われる。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１，２において，固体高分子型
燃料電池（セル）１は，活性固体高分子電解質膜（以
下，本欄において活性電解質膜と言う）２と，その両側
の表面にそれぞれ密着する空気極３および燃料極４と，
それら両極３，４にそれぞれ密着する一対のセパレータ
５，６とよりなる。 【００１１】活性電解質膜２は，厚さｔ1 が５μｍ≦ｔ
1 ≦２００μｍの固体高分子電解質膜（以下，本欄にお
いて電解質膜と言う）７と，それの表面の内側に在る表
層部８内にイオン交換により担持され，且つその表層部
８内全体に亘り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子９
とより構成される。貴金属触媒粒子の担持量ＣＡは，
０．０２mg／cm2 ≦ＣＡ＜０．１４mg／cm2 である。表
層部８の厚さｔ2 はｔ2≦１０μｍである。各貴金属触
媒粒子９は，Ｘ線回折による結晶子径ｄ1 がｄ1≦５nm
である１次粒子が結合凝集した２次粒子であり，その粒
径ｄ2 は５nm≦ｄ 2 ≦２００nmである。 電解質膜７と
してはフッ素樹脂系イオン交換膜，例えば旭硝子社製，
商標名フレミオン（Flemion)；デュポン社製，商標名ナ
フイオン（Nafion) 等が用いられる。また貴金属触媒粒
子９には例えばＰｔ粒子が該当する。 【００１２】空気極３および燃料極４は，それぞれ多孔
質炭素板１０と，それの一面に塗布形成された補助触媒
層１１とよりなり，その補助触媒層１１が電解質膜７の
両側の表面にそれぞれ密着する。各補助触媒層１１は，
カーボンブラック粒子の表面にＰｔ粒子を担持させたも
のと，高分子電解質であるフッ素樹脂系イオン交換体
（商標名フレミオン）とよりなる。両極３，４の多孔質
炭素板１０は負荷１２，例えば車両用直流電動装置に接
続される。 【００１３】各セパレータ５，６は，同一の形態を有す
るように黒鉛化炭素より構成され，空気極３側のセパレ
ータ５に存する複数の溝１３に空気が，また燃料極４側
のセパレータ６に在って前記溝１３と交差する関係の複
数の溝１４に水素がそれぞれ供給される。 【００１４】前記活性電解質膜２の製造に当っては，貴
金属錯体溶液と，水溶性有機溶剤，非イオン界面活性剤
および非金属性塩基から選択される少なくとも一種の添
加剤との混合液中に電解質膜７を浸漬してイオン交換を
行わせる工程と，その電解質膜７を純水により洗浄する
工程と，電解質膜７に還元処理を施す工程と，電解質膜
７を純水により洗浄する工程と，電解質膜７を乾燥する
工程と，を順次行う。 【００１５】貴金属錯体溶液としては，例えばＰｔ錯イ
オンである［Ｐｔ（ＮＨ3 ）4 ］2+を含むカチオン性Ｐ
ｔ錯体溶液が用いられる。添加剤において，水溶性有機
溶剤としては，メタノール，エタノール，エチレングリ
コール等が用いられ，また非イオン界面活性剤として
は，ポリオキシエチレンドデシルエーテル（例えば，商
品名 Briji ３５），ポリオキシエチレンオクチルフェ
ニルエーテル等が用いられ，さらに非金属性塩基として
はアンモニア等が用いられる。 【００１６】前記のような添加剤の作用下でイオン交換
を行うと，電解質膜７の表層部８内に在って，その全体
に亘り均一に分散する複数のイオン交換点にＰｔ錯イオ
ンが吸着する。１回目の洗浄工程では，電解質膜７内に
存在するフリーのＰｔ錯イオンおよび添加剤が除去され
る。還元工程では，Ｐｔ錯イオンのＰｔ原子に結合して
いた原子団が除去される。２回目の洗浄工程では電解質
膜７より還元性成分が除去され，次の乾燥工程を経て活
性電解質膜２が得られる。 【００１７】なお，１回目の洗浄を行わずに還元処理を
行うと，電解質膜７内にＰｔ原子がフリー状態で残存す
ることになるが，そのＰｔ原子は，概して水素イオンの
発生には寄与しないので，高価なＰｔを無駄にすること
になる。また２回目の洗浄を行わないと，還元性成分の
残存によって水素のイオン化が妨げられるので発電性能
が低下する。 【００１８】以下，具体例について説明する。 【００１９】次の（ａ）〜（ｆ）工程を経て活性電解質
膜２の実施例１を得た。 【００２０】（ａ） 狙いとするＰｔ担持量（０．０２
mg／cm2 ）に対して当量のＰｔを含むカチオン性Ｐｔ錯
体溶液に，添加剤として２５０ccのアンモニア水を加え
て混合液を調製した。 【００２１】（ｂ） イオン交換を行うべく，混合液中
に縦，横７０mmの電解質膜（商標名フレミオン）７を浸
漬し，次いで混合液を６０℃に加熱して，その温度下で
１２時間攪拌した。 【００２２】（ｃ） 洗浄を行うべく，電解質膜７を純
水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加熱して，その温
度下で２時間攪拌した。 【００２３】（ｄ） 還元処理を行うべく，電解質膜７
を入れた容器から前記洗浄後の水を捨て，その容器に新
たな純水を加えてその純水に電解質膜７を浸漬した。ま
た狙いとするＰｔ担持量の１０倍モルの還元性混合液，
即ち，水素化ホウ素ナトリウムと炭酸ナトリウムとを含
む混合液を調製した。次いで，電解質膜７を浸漬した純
水を５０℃に加熱して，その温度下にある純水に，前記
還元性混合液の全量を３０分間に亘って滴下した。その
後，約１．５時間放置し，溶液中からガス（主として水
素）が発生しなくなったときを反応終了と見做した。 【００２４】（ｅ） Ｎａ成分除去の洗浄を行うべく，
電解質膜７を純水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加
熱して，その温度下で２時間攪拌した。 【００２５】（ｆ） 電解質膜７を，６０℃の乾燥器内
に４時間保持して乾燥した。 【００２６】狙いとするＰｔ担持量を０．０３mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の実施例２を得た。 【００２７】狙いとするＰｔ担持量を０．０６mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の実施例３を得た。 【００２８】狙いとするＰｔ担持量を０．１３mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の実施例４を得た。 【００２９】狙いとするＰｔ担持量を０．１４mg／cm2
に設定した，ということ以外は実施例１の場合と同一条
件で活性電解質膜２の比較例を得た。 【００３０】表１は，活性電解質膜２の実施例１〜４お
よび比較例の構成を示す。 【００３１】 【表１】 【００３２】またカーボンブラック粒子表面にＰｔ粒子
を担持させたものと，高分子電解質であるフッ素樹脂系
イオン交換体（商標名フレミオン）との混合物を多孔質
炭素板１０の一面に塗布して補助触媒層１１を形成す
る，といった方法で空気極３と燃料極４とを製作した。
この場合，カーボンブラック粒子とＰｔ粒子との重量比
は１対１である。 【００３３】表２は補助触媒層１１の構成を示す。表
中，Ｃはカーボンブラック粒子，ＰＥは高分子電解質を
意味する。 【００３４】 【表２】 【００３５】各活性電解質膜２，空気極３，燃料極４等
を用いて燃料電池１を組立て，次いで各燃料電池１を運
転して，その電流密度と端子電圧との関係を調べたとこ
ろ，表３の結果を得た。表３において，実施例１〜４お
よび比較例とは，表１の活性電解質膜２等の実施例１〜
４および比較例をそれぞれ用いた燃料電池を意味する。 【００３６】 【表３】 【００３７】図３は，表３における実施例１〜４および
比較例を用いた各燃料電池について電流密度と端子電圧
との関係をグラフ化したものである。図３から，Ｐｔ粒
子９の担持量を前記のように設定した実施例１〜４を用
いた場合，それらよりもＰｔ粒子の担持量が大である比
較例を用いた場合に比べて発電性能が向上していること
が判る。 【００３８】 【発明の効果】本発明によれば，前記のように構成する
ことによって固体高分子型燃料電池の発電性能を向上さ
せることが可能な活性固体高分子電解質膜を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体高分子型燃料電池の概略側面図である。
【図２】活性固体高分子電解質膜の概略断面図で，図１
の２−２線断面図に相当する。 【図３】各種固体高分子型燃料電池における電流密度と
端子電圧との関係を示すグラフである。 【符号の説明】 １………固体高分子型燃料電池 ２………活性固体高分子電解質膜 ７………固体高分子電解質膜 ８………表層部 ９………貴金属触媒粒子
の２−２線断面図に相当する。 【図３】各種固体高分子型燃料電池における電流密度と
端子電圧との関係を示すグラフである。 【符号の説明】 １………固体高分子型燃料電池 ２………活性固体高分子電解質膜 ７………固体高分子電解質膜 ８………表層部 ９………貴金属触媒粒子
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(56)参考文献 特開2001−6701（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−16587（ＪＰ，Ａ)
特開2000−106200（ＪＰ，Ａ)
特開2002−75382（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−87882（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−8285（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−330979（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/00 - 8/24
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 固体高分子電解質膜（７）と，それの表
面の内側に在る表層部（８）内にイオン交換により担持
され，且つその表層部（８）内全体に亘り均一に分散す
る複数の貴金属触媒粒子（９）とより構成され，前記表
層部（８）の厚さｔ2 がｔ2 ≦１０μｍである固体高分
子型燃料電池の活性固体高分子電解質膜において，前記
貴金属触媒粒子の担持量ＣＡが０．０２mg／cm2 ≦ＣＡ
＜０．１４mg／cm2 であることを特徴とする活性固体高
分子電解質膜。
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