JP7359077B2 - Laminate for fuel cells - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池用のカソード側ガス拡散層に関する。 The present invention relates to a cathode gas diffusion layer for a fuel cell.

水素等のアノードガスと、酸素等のカソードガスとを、化学反応させることによって発電を行う、燃料電池が知られている。 Fuel cells are known that generate electricity by chemically reacting an anode gas such as hydrogen and a cathode gas such as oxygen.

燃料電池は、電気的に接続された2つの電極に、それぞれ、水素等のアノードガス(燃料ガス)と酸素等のカソードガス(酸化剤ガス)を供給し、電気化学的に燃料の酸化を起こさせることで、化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換する。 In a fuel cell, an anode gas (fuel gas) such as hydrogen and a cathode gas (oxidant gas) such as oxygen are supplied to two electrically connected electrodes, and the fuel is electrochemically oxidized. This directly converts chemical energy into electrical energy.

アノードガスとして水素が供給されたアノード(燃料極)では、下記式(1)の反応が進行する。
→ 2H + 2e ・・・(1)
At the anode (fuel electrode) to which hydrogen is supplied as anode gas, the reaction of formula (1) below proceeds.
H 2 → 2H + + 2e - (1)

上記式(1)で生じる電子(e)は、外部回路を経由し、外部の負荷で仕事をした後に、カソード(酸化剤極)に到達する。他方で、上記式(1)で生じたプロトン(H)は、水と水和した状態で、電気浸透により、アノードとカソードとに挟まれた電解質膜内を、アノード側からカソード側に移動する。 The electrons (e ) generated in the above formula (1) pass through an external circuit, do work with an external load, and then reach the cathode (oxidizer electrode). On the other hand, the protons (H + ) generated in the above formula (1), while hydrated with water, move from the anode side to the cathode side within the electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode by electroosmosis. do.

一方、カソードでは、電解質膜を通過した上記式(1)で生じたプロトン(H)と、カソードガスとして供給された酸素と、外部回路を経由した上記式(1)で生じた電子(e)とが、下記式(2)の反応を進行させる。
2H + 1/2O + 2e → HO ・・・(2)
On the other hand, at the cathode, protons (H + ) generated by the above formula (1) that have passed through the electrolyte membrane, oxygen supplied as cathode gas, and electrons (e) generated by the above formula (1) via an external circuit. - ) causes the reaction of the following formula (2) to proceed.
2H + + 1/2O 2 + 2e - → H 2 O ... (2)

したがって、電池全体では下記式(3)に示す化学反応が進行し、起電力が生じて、外部負荷に対して電気的仕事がなされる。
+ 1/2O → HO ・・・(3)
Therefore, the chemical reaction shown in formula (3) below proceeds in the entire battery, generating an electromotive force and performing electrical work on the external load.
H 2 + 1/2O 2 → H 2 O...(3)

このような燃料電池は、通常、電解質膜を一対の電極で挟持した膜電極接合体を基本構造とする単セルを、複数積層して構成されている。中でも、電解質膜として固体高分子電解質膜を用いた固体高分子電解質型燃料電池は、小型化が容易であること、低い温度で作動すること、等の利点を有することから、特にモバイル機器等の携帯用、あるいは電気自動車等の移動体用の電源として期待されている。 Such fuel cells are usually constructed by stacking a plurality of single cells each having a basic structure of a membrane electrode assembly in which an electrolyte membrane is sandwiched between a pair of electrodes. Among these, solid polymer electrolyte fuel cells that use solid polymer electrolyte membranes as electrolyte membranes have advantages such as being easy to downsize and operating at low temperatures, so they are particularly popular in mobile devices and other devices. It is expected to be used as a power source for mobile devices such as portable devices and electric vehicles.

ここで、固体高分子電解質型燃料電池の単セルの構成としては、例えば、アノード側セパレーター、アノード側ガス拡散層、アノード側触媒層、電解質膜、カソード側触媒層、カソード側ガス拡散層、及びカソード側セパレーターが、この順に積層された積層体が知られている。 Here, the configuration of a single cell of a solid polymer electrolyte fuel cell includes, for example, an anode-side separator, an anode-side gas diffusion layer, an anode-side catalyst layer, an electrolyte membrane, a cathode-side catalyst layer, a cathode-side gas diffusion layer, and A laminate in which cathode-side separators are stacked in this order is known.

そして、ガス拡散層は、カーボンペーパーやカーボンクロス等の導電性多孔質の拡散層基材層の表面に、マイクロポーラス層(MPL)が積層された積層体となっている。マイクロポーラス層(MPL)は、拡散層基材層の表面に、材料となるペーストを塗工することで形成される。MPLが形成されたガス拡散層は、優れたガス拡散性を有する。 The gas diffusion layer is a laminate in which a microporous layer (MPL) is laminated on the surface of a conductive porous diffusion layer base material layer such as carbon paper or carbon cloth. The microporous layer (MPL) is formed by applying a material paste to the surface of the diffusion layer base layer. The gas diffusion layer in which MPL is formed has excellent gas diffusion properties.

このような燃料電池においては、反応の過程で過酸化水素が生成する場合がある。そして、生成した過酸化水素は、電解質成分であるアイオノマーを分解する。その結果、アイオノマーが主成分である電解質膜や、アイオノマーを成分として含む触媒層を劣化させ、電池の耐久性に問題を生じさせていた。 In such fuel cells, hydrogen peroxide may be generated during the reaction process. The generated hydrogen peroxide then decomposes the ionomer, which is an electrolyte component. As a result, the electrolyte membrane containing the ionomer as a main component and the catalyst layer containing the ionomer as a component deteriorate, causing problems in battery durability.

これに対して、燃料電池セルを構成する積層体の材料に、セリウム含有酸化物を添加することが知られている。セリウム含有酸化物は、過酸化水素を分解する触媒としての機能を有するセリウムイオンを発生させる。 On the other hand, it is known to add a cerium-containing oxide to the material of the laminate that constitutes the fuel cell. The cerium-containing oxide generates cerium ions that function as a catalyst for decomposing hydrogen peroxide.

しかしながら、セリウム含有酸化物は、電極内の酸性雰囲気でイオン化し、その含有層からわずかに溶出する。溶出したセリウムイオンは、電解質膜や触媒層に含まれるアイオノマー中のスルホン酸基(-SO )に吸着し、プロトンの伝導を少しずつ阻害する。このため、燃料電池を長期間使用した際に、発電性能が低下するおそれがあった。 However, the cerium-containing oxide is ionized in the acidic atmosphere within the electrode and slightly eluted from the containing layer. The eluted cerium ions are adsorbed to the sulfonic acid groups (-SO 3 - ) in the ionomer contained in the electrolyte membrane and catalyst layer, and gradually inhibit proton conduction. For this reason, when the fuel cell is used for a long period of time, there is a risk that the power generation performance will deteriorate.

そこで、特許文献1においては、ガス拡散層に配置される撥水層を、撥水部材であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、過酸化水素分解触媒となるセリウムイオンを発生させるセリウム含有酸化物(CeO)と、を含むものとし、撥水部材に対するセリウム含有酸化物の質量比を5~20質量%とすることが提案されている。 Therefore, in Patent Document 1, the water-repellent layer disposed in the gas diffusion layer is made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which is a water-repellent member, and a cerium-containing oxide that generates cerium ions, which serve as a hydrogen peroxide decomposition catalyst. (CeO 2 ), and it has been proposed that the mass ratio of the cerium-containing oxide to the water-repellent member be 5 to 20 mass%.

特許文献1に記載の技術は、撥水層を構成する材料において撥水部材(PTFE)の比率を大きくすることで、セリウム含有酸化物(CeO)の水との接触を抑制し、イオン化して溶出することを抑制する。その結果、セリウムイオンに起因するプロトンの伝導阻害を抑制することができるとしている。 The technology described in Patent Document 1 suppresses contact of cerium-containing oxide (CeO 2 ) with water and ionizes it by increasing the ratio of water-repellent material (PTFE) in the material constituting the water-repellent layer. Prevents elution. As a result, it is possible to suppress proton conduction inhibition caused by cerium ions.

特開2016-081630号公報JP2016-081630A

しかしながら、本発明者は、特許文献1に記載の技術では、カソードにおいて、生成水に溶解したセリウムイオンによってガス拡散層が親水化して、フラッディングにより出力性能が低下する場合があるとの知見を得た。 However, the present inventor has found that in the technique described in Patent Document 1, the gas diffusion layer at the cathode becomes hydrophilic due to cerium ions dissolved in the generated water, and the output performance may deteriorate due to flooding. Ta.

本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、セリウム含有酸化物(CeO)によって、燃料電池の反応の過程で生成する過酸化水素を少なくとも部分的に分解しつつ、生成水に溶解したセリウムイオンによる親水化、及びそれによるフラッディングに起因する出力性能の低下を抑制し、結果として、全体としての性能が改良された燃料電池を実現するための、カソード側ガス拡散層を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background, and uses cerium-containing oxide (CeO 2 ) to at least partially decompose hydrogen peroxide produced during the reaction process of a fuel cell while converting it into produced water. Provided is a cathode-side gas diffusion layer for suppressing hydrophilization due to dissolved cerium ions and a decrease in output performance due to flooding caused by the hydrophilization, and as a result realizing a fuel cell with improved overall performance. The purpose is to

燃料電池の出力性能は、抵抗過電圧、濃度過電圧、及び活性過電圧によって決まるところ、本発明者は、セリウム含有酸化物(CeO)の含有割合を相対的に減少させれば、僅かな抵抗過電圧の増加があった場合でも、濃度過電圧を大きく低減でき、結果として、燃料電池全体としての性能を改良できることに注目し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、以下のとおりである。 The output performance of a fuel cell is determined by resistance overvoltage, concentration overvoltage, and activation overvoltage, and the present inventors believe that by relatively reducing the content of cerium-containing oxide (CeO 2 ), a slight resistance overvoltage can be achieved. Even when there is an increase, the concentration overvoltage can be significantly reduced, and as a result, the performance of the fuel cell as a whole can be improved, and the present invention has been completed. That is, the present invention is as follows.

燃料電池用のカソード側ガス拡散層であって、
前記カソード側ガス拡散層は、拡散層基材層にマイクロポーラス層が積層された積層体であり、
前記マイクロポーラス層は、炭素粒子と、ポリテトラフルオロエチレンと、酸化セリウムと、を含み、
前記酸化セリウムに対する前記ポリテトラフルオロエチレンの質量比が、20より大きい、
燃料電池用のカソード側ガス拡散層。
A cathode side gas diffusion layer for a fuel cell,
The cathode side gas diffusion layer is a laminate in which a microporous layer is laminated on a diffusion layer base material layer,
The microporous layer includes carbon particles, polytetrafluoroethylene, and cerium oxide,
the mass ratio of the polytetrafluoroethylene to the cerium oxide is greater than 20;
Cathode side gas diffusion layer for fuel cells.

本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層によれば、比較的少量のセリウム含有酸化物(CeO)を用いることによって、燃料電池の反応の過程で生成する過酸化水素を少なくとも部分的に分解しつつ、生成水に溶解したセリウムイオンによる親水化、及びそれによるフラッディングに起因する出力性能の低下を抑制することができる。 According to the cathode side gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention, by using a relatively small amount of cerium-containing oxide (CeO 2 ), hydrogen peroxide generated during the reaction process of the fuel cell is at least partially absorbed. While being decomposed, it is possible to suppress hydrophilization due to cerium ions dissolved in the produced water and a decrease in output performance due to flooding caused by this.

したがって、本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層によれば、全体として劣化が抑制された、燃料電池を実現することができる。 Therefore, according to the cathode-side gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention, it is possible to realize a fuel cell in which deterioration is suppressed as a whole.

一実施形態に係る燃料電池用の積層体の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a stack for a fuel cell according to one embodiment. 酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比について、本発明と従来技術の範囲を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the range of the present invention and the prior art regarding the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide. カソード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比と出力性能との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the cathode side microporous layer and output performance. アノード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比と出力性能との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode-side microporous layer and output performance.

以下、本発明の実施の形態について詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、種々変形して実施することができる。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, but can be implemented with various modifications.

《燃料電池用の積層体》
本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層を説明するにあたり、燃料電池を構成する積層体について説明する。
《Laminated body for fuel cells》
In explaining the cathode side gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention, a stacked body constituting the fuel cell will be explained.

一般的な燃料電池セルに格納される積層体の構成としては、例えば、アノード側セパレーター、アノード側ガス拡散層、アノード側触媒層、電解質膜、カソード側触媒層、カソード側ガス拡散層、及びカソード側セパレーターが、この順に積層された積層体が挙げられる。 The structure of the laminate stored in a typical fuel cell includes, for example, an anode separator, an anode gas diffusion layer, an anode catalyst layer, an electrolyte membrane, a cathode catalyst layer, a cathode gas diffusion layer, and a cathode gas diffusion layer. A laminate in which side separators are laminated in this order can be mentioned.

本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層は、燃料電池セルを構成する積層体のカソード側のセパレータと触媒層との間に配置されるものである。 The cathode-side gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention is arranged between a separator and a catalyst layer on the cathode side of a stack that constitutes a fuel cell.

図1は、一実施形態に係る燃料電池用の積層体の断面図である。一実施形態に係る積層体100は、アノード側拡散層基材層11及びアノード側マイクロポーラス層12が積層されたアノード側ガス拡散層10、アノード側触媒層15、電解質膜30、カソード側触媒層25、並びに、カソード側拡散層基材層21及びカソード側マイクロポーラス層22が積層されたカソード側ガス拡散層20が、この順に積層された積層体である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminate for a fuel cell according to one embodiment. The laminate 100 according to one embodiment includes an anode gas diffusion layer 10 in which an anode diffusion layer base material layer 11 and an anode microporous layer 12 are laminated, an anode catalyst layer 15, an electrolyte membrane 30, and a cathode catalyst layer. 25, and the cathode gas diffusion layer 20 in which the cathode diffusion layer base material layer 21 and the cathode microporous layer 22 are laminated in this order.

図1に示される積層体100においては、アノード側及びカソード側それぞれにおいて、ガス拡散層と電解質膜の間に触媒層が存在している。そして、アノード側及びカソード側それぞれにおいて、ガス拡散層におけるマイクロポーラス層が、触媒層に面している。 In the stacked body 100 shown in FIG. 1, a catalyst layer is present between the gas diffusion layer and the electrolyte membrane on each of the anode side and the cathode side. The microporous layer in the gas diffusion layer faces the catalyst layer on each of the anode side and the cathode side.

図1に示される積層体100においては、本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層は、カソード側拡散層基材層21及びカソード側マイクロポーラス層22が積層されたカソード側ガス拡散層20となる。 In the laminate 100 shown in FIG. 1, the cathode gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention is a cathode gas diffusion layer 20 in which a cathode diffusion layer base material layer 21 and a cathode microporous layer 22 are laminated. becomes.

本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層は、マイクロポーラス層(MPL)における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比を、特定の範囲とすることにより、燃料電池の反応の過程で生成する過酸化水素を少なくとも部分的に分解しつつ、生成水に溶解したセリウムイオンによる親水化、及びそれによるフラッディングに起因する出力性能の低下を抑制し、結果として、全体としての性能が改良された燃料電池を実現することができる。 The cathode-side gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention is produced during the reaction process of the fuel cell by setting the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in a specific range in the microporous layer (MPL). A fuel that at least partially decomposes hydrogen peroxide while suppressing deterioration in output performance caused by hydrophilization due to cerium ions dissolved in produced water and flooding resulting from this, and as a result, improved overall performance. A battery can be realized.

<ガス拡散層>
本発明は、カソード側のガス拡散層に関する。ガス拡散層は、供給される反応ガスを拡散させて均一にし、燃料電池の単セルとした場合に、隣接する触媒層にガスを行き渡らせる機能を有する。
<Gas diffusion layer>
The present invention relates to a gas diffusion layer on the cathode side. The gas diffusion layer has the function of diffusing and making the supplied reaction gas uniform, and spreading the gas to adjacent catalyst layers when used as a single cell of a fuel cell.

本発明においてガス拡散層は、拡散層基材層にマイクロポーラス層が積層された積層体となっている。そして、燃料電池に組み込まれる際には、マイクロポーラス層が、隣接する触媒層に面するように配置される。 In the present invention, the gas diffusion layer is a laminate in which a microporous layer is laminated on a diffusion layer base material layer. Then, when incorporated into a fuel cell, the microporous layer is arranged so as to face the adjacent catalyst layer.

(拡散層基材層)
ガス拡散層における拡散層基材層は、燃料電池の単セルとした場合に、隣接する触媒層に、反応ガスを供給する多孔質の層である。拡散層基材層は、ガス透過性を有するとともに、導電性を有する材料で構成されることが好ましい。
(Diffusion layer base material layer)
The diffusion layer base material layer in the gas diffusion layer is a porous layer that supplies a reactive gas to an adjacent catalyst layer when used as a single cell of a fuel cell. The diffusion layer base material layer is preferably made of a material that is gas permeable and electrically conductive.

本発明においては、拡散層基材層として一般的に用いられる材料であれば、特に限定されることなく用いることができ、例えば、カーボンペーパー若しくはカーボンクロス等のカーボン多孔質体、又は金属メッシュ若しくは発泡金属等の金属多孔質体等を挙げることができる。なお、カーボンペーパー若しくはカーボンクロス等のカーボン多孔質体は、例えば、炭素繊維と、焼成により炭化する樹脂等のバインダー等から形成されていてもよい。 In the present invention, any material that is commonly used for the diffusion layer base material layer can be used without particular limitation. For example, carbon porous bodies such as carbon paper or carbon cloth, or metal mesh or Examples include porous metal bodies such as foamed metal. Note that the carbon porous body such as carbon paper or carbon cloth may be made of, for example, carbon fibers and a binder such as a resin that is carbonized by firing.

なお、本発明において、ガス拡散層を構成する拡散層基材層の細孔径、密度、厚み等は、特に限定されるものではなく、形成される燃料電池の要求性能に応じて、適宜設定することができる。 In the present invention, the pore diameter, density, thickness, etc. of the diffusion layer base material layer constituting the gas diffusion layer are not particularly limited, and are appropriately set according to the required performance of the fuel cell to be formed. be able to.

(マイクロポーラス層(MPL))
ガス拡散層におけるマイクロポーラス層は、拡散層基材層の上に存在し、燃料電池の単セルとした場合に、触媒層と隣接する層である。燃料電池用の積層体を構成するガス拡散層にMPLが形成されることにより、燃料電池セルにおけるガス拡散性が向上する。
(Microporous layer (MPL))
The microporous layer in the gas diffusion layer is a layer that exists on the diffusion layer base material layer and is adjacent to the catalyst layer in the case of a single cell of a fuel cell. By forming MPL in the gas diffusion layer constituting the stacked body for fuel cells, gas diffusivity in the fuel cell is improved.

マイクロポーラス層(MPL)の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、拡散層基材層の表面に、MPL形成用スラリーをダイコータ等によって塗工し、あるいは、MPL形成用ペーストを塗工ヘッドから吐出して塗工し、その後、乾燥及び焼成する方法が挙げられる。 The method for manufacturing the microporous layer (MPL) is not particularly limited, but for example, a slurry for forming the MPL is coated on the surface of the diffusion layer base layer using a die coater, or a paste for forming the MPL is applied. Examples include a method of applying by discharging from a coating head, followed by drying and baking.

本発明のガス拡散層におけるマイクロポーラス層は、炭素粒子と、撥水性樹脂であるポリテトラフルオロエチレンと、過酸化水素分解触媒となるセリウムイオンを発生させる酸化セリウム(CeO)と、を含む。したがって、MPL形成用スラリー、又はMPL形成用ペーストは、これらを必須の成分として含む組成物となる。 The microporous layer in the gas diffusion layer of the present invention includes carbon particles, polytetrafluoroethylene which is a water-repellent resin, and cerium oxide (CeO 2 ) which generates cerium ions that serve as a hydrogen peroxide decomposition catalyst. Therefore, the slurry for forming MPL or the paste for forming MPL is a composition containing these as essential components.

炭素粒子としては、例えば、カーボンブラック、グラフェン、又は黒鉛等の粒子等を挙げることができる。 Examples of the carbon particles include particles of carbon black, graphene, graphite, and the like.

炭素粒子の平均一次粒子径は、25nm~70nmであってよい。炭素粒子の平均一次粒子径は、25nm以上、45nm以上、又は65nm以上であってよく、70nm以下、60nm以下、又は50nm以下であってよい。 The average primary particle size of the carbon particles may be 25 nm to 70 nm. The average primary particle diameter of the carbon particles may be 25 nm or more, 45 nm or more, or 65 nm or more, and may be 70 nm or less, 60 nm or less, or 50 nm or less.

なお、炭素粒子の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型電子顕微鏡(SEM)等の電子顕微鏡を用いて、無作為に選択した100個以上の粒子について定方向径(Feret径)を測定し、得られた測定値を算術平均した値である。 Note that the average primary particle diameter of carbon particles is calculated using an electron microscope such as a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM). This value is the arithmetic average of the measured values obtained.

本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層は、そのマイクロポーラス層(MPL)に、構成材料として、酸化セリウム及びポリテトラフルオロエチレンが含まれる。そして、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比は、20より大きい。 The cathode side gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention includes cerium oxide and polytetrafluoroethylene as constituent materials in its microporous layer (MPL). The mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide is greater than 20.

カソード側のマイクロポーラス層(MPL)における、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比は、25以上、又は30以上であってもよく、40以下、又は35以下であってもよい。 The mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layer (MPL) on the cathode side may be 25 or more, or 30 or more, or 40 or less, or 35 or less.

カソード側のマイクロポーラス層(MPL)における、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が、20より大きければ、燃料電池の反応の過程で生成する過酸化水素を少なくとも部分的に分解しつつ、生成水に溶解したセリウムイオンによる親水化、及びそれによるフラッディングに起因する出力性能の低下を抑制することができる。 If the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layer (MPL) on the cathode side is greater than 20, hydrogen peroxide produced during the reaction process of the fuel cell can be at least partially decomposed while being produced. It is possible to suppress deterioration in output performance due to hydrophilization due to cerium ions dissolved in water and flooding caused by the hydrophilization.

図2は、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比について、本発明と、従来技術である特許文献1に記載された範囲とを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the range of the present invention and the range described in Patent Document 1, which is a prior art, regarding the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide.

図2における範囲Aは、特許文献1に記載された、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比である。特許文献1に記載された撥水層においては、撥水部材に対するセリウム含有酸化物の質量比が、5~20質量%である。したがって、セリウム含有酸化物(本願では酸化セリウム)に対する撥水部材(本願ではポリテトラフルオロエチレン)の質量比に換算すると、範囲Aで示される5~20となる。 Range A in FIG. 2 is the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide described in Patent Document 1. In the water-repellent layer described in Patent Document 1, the mass ratio of the cerium-containing oxide to the water-repellent member is 5 to 20% by mass. Therefore, the mass ratio of the water repellent member (polytetrafluoroethylene in the present application) to the cerium-containing oxide (cerium oxide in the present application) is 5 to 20 as shown in range A.

一方で、本発明である燃料電池用のカソード側ガス拡散層は、マイクロポーラス層における、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が、20より大きいことから、特許文献1に記載された範囲との重複は存在していない。 On the other hand, the cathode-side gas diffusion layer for a fuel cell according to the present invention has a mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide of more than 20 in the microporous layer, and therefore falls within the range described in Patent Document 1. There are no duplicates.

更に、本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層とともに用いられる、アノード側ガス拡散層のマイクロポーラス層については、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が、5.5以上であることが好ましい。 Furthermore, for the microporous layer of the anode side gas diffusion layer used together with the cathode side gas diffusion layer for the fuel cell of the present invention, the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide is preferably 5.5 or more. preferable.

アノード側のガス拡散層のマイクロポーラス層において、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が、5.5未満の範囲のときは、撥水性が不足し、それによって生成水に溶解したセリウムイオンによる親水化で、燃料電池のセル抵抗が増加することを抑制することが困難となる場合がある。 In the microporous layer of the gas diffusion layer on the anode side, when the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide is less than 5.5, water repellency is insufficient, and as a result, cerium ions dissolved in the generated water It may be difficult to suppress an increase in cell resistance of a fuel cell due to hydrophilization.

アノード側のガス拡散層のマイクロポーラス層において、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比は、6.0以上、又は6.5以上であってもよい。 In the microporous layer of the gas diffusion layer on the anode side, the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide may be 6.0 or more, or 6.5 or more.

また、アノード側ガス拡散層のマイクロポーラス層においては、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が、20未満であることが好ましい。 Further, in the microporous layer of the anode side gas diffusion layer, the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide is preferably less than 20.

本発明である燃料電池用のカソード側ガス拡散層は、マイクロポーラス層における、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が、20より大きいが、同時に、アノード側のガス拡散層のマイクロポーラス層についても20以上となるときは、過酸化水素の分解性能が不足し、それにより抵抗過電圧の増加が大きくなる場合がある。 In the cathode-side gas diffusion layer for a fuel cell according to the present invention, the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layer is greater than 20, but at the same time, the microporous layer of the anode-side gas diffusion layer When the ratio is 20 or more, hydrogen peroxide decomposition performance is insufficient, which may result in a large increase in resistance overvoltage.

アノード側のガス拡散層のマイクロポーラス層において、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比は、18以下、又は16以下であってもよい。 In the microporous layer of the gas diffusion layer on the anode side, the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide may be 18 or less, or 16 or less.

なお、本発明において、ガス拡散層を構成するマイクロポーラス層(MPL)の厚みは、特に限定されるものではなく、形成される燃料電池の要求性能に応じて、適宜設定することができる。例えば、20μm以上であってもよい。 In the present invention, the thickness of the microporous layer (MPL) constituting the gas diffusion layer is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the required performance of the fuel cell to be formed. For example, it may be 20 μm or more.

<その他の層>
本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層は、固体高分子電解質型燃料電池の単セルを構成する層の一層となる。一般に、固体高分子電解質型燃料電池の単セルとなる積層体は、アノード側セパレーター、アノード側ガス拡散層、アノード側触媒層、電解質膜、カソード側触媒層、カソード側ガス拡散層、及びカソード側セパレーターが、この順に積層された構成となっている。
<Other layers>
The cathode gas diffusion layer for a fuel cell of the present invention is one of the layers constituting a single cell of a solid polymer electrolyte fuel cell. In general, a laminate that becomes a single cell of a polymer electrolyte fuel cell consists of an anode separator, an anode gas diffusion layer, an anode catalyst layer, an electrolyte membrane, a cathode catalyst layer, a cathode gas diffusion layer, and a cathode gas diffusion layer. The separators are stacked in this order.

(触媒層)
本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層とともに燃料電池を構成する触媒層としては、特に限定されるものではなく、公知の触媒層を適用することができる。
(catalyst layer)
The catalyst layer that constitutes the fuel cell together with the cathode-side gas diffusion layer for the fuel cell of the present invention is not particularly limited, and any known catalyst layer may be used.

アノード側触媒層は、反応ガスである水素(H)を、プロトン(H)と電子(e)に分解する機能を有する。一方で、カソード側触媒層は、プロトン(H)と電子(e)と酸素(O)から、水(HO)を生成する機能を有する。 The anode side catalyst layer has a function of decomposing hydrogen (H 2 ), which is a reactive gas, into protons (H + ) and electrons (e ). On the other hand, the cathode side catalyst layer has a function of generating water (H 2 O) from protons (H + ), electrons (e ), and oxygen (O 2 ).

アノード側及びカソード側の触媒層は、同様の材料で形成することができる。例えば、白金や白金合金等の触媒を担持した導電性の担体が用いられ、更に具体的には、例えば、導電性物質として機能するカーボンブラック等の炭素粒子に触媒が担持された、触媒担持炭素粒子と、上記した電解質膜の構成成分である、イオン交換基によりプロトン伝導性を発現する電解質成分と、から構成される層が挙げられる。触媒担持炭素粒子が、プロトン伝導性を有するアイオノマー等の電解質成分により被覆されて形成された層であってもよい。 The catalyst layers on the anode side and the cathode side can be formed of similar materials. For example, a conductive carrier supporting a catalyst such as platinum or a platinum alloy is used, and more specifically, a catalyst-supported carbon carrier in which a catalyst is supported on carbon particles such as carbon black that functions as a conductive substance is used. Examples include a layer composed of particles and an electrolyte component that exhibits proton conductivity through ion exchange groups, which is a component of the electrolyte membrane described above. The layer may be formed by coating catalyst-supported carbon particles with an electrolyte component such as an ionomer having proton conductivity.

燃料電池を構成する触媒層の厚みは、特に限定されるものではなく、形成される燃料電池の要求性能に応じて、適宜設定することができる。 The thickness of the catalyst layer constituting the fuel cell is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the required performance of the fuel cell to be formed.

(電解質膜)
本発明の燃料電池用のカソード側ガス拡散層とともに燃料電池を構成する電解質膜は、電子及びガスの流通を阻止するとともに、アノードで発生したプロトン(H)を、アノード側触媒層からカソード側触媒層に移動させる機能を有する。
(electrolyte membrane)
The electrolyte membrane that constitutes the fuel cell together with the cathode gas diffusion layer for fuel cells of the present invention prevents the flow of electrons and gas, and also transfers protons (H + ) generated at the anode from the anode catalyst layer to the cathode side. It has the function of moving to the catalyst layer.

電解質膜としては、特に限定されるものではなく、燃料電池に用いられる電解質膜として公知の膜を用いることができる。電解質膜として固体高分子電解質膜を用いる固体高分子電解質型燃料電池の場合には、例えば、パーフルオロスルホン酸(PFSA)アイオノマー等のスルホン酸基を含む高分子電解質樹脂で形成された、イオン伝導性を有するイオン交換膜が挙げらる。なお、スルホン酸基に限定されるものではなく、例えば、リン酸基やカルボン酸基等、他のイオン交換基(電解質成分)を含む膜であってもよい。 The electrolyte membrane is not particularly limited, and any membrane known as an electrolyte membrane used in fuel cells can be used. In the case of a solid polymer electrolyte fuel cell that uses a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte membrane, for example, an ion-conducting membrane made of a polymer electrolyte resin containing sulfonic acid groups such as perfluorosulfonic acid (PFSA) ionomer is used. Examples include ion-exchange membranes that have properties. Note that the membrane is not limited to sulfonic acid groups, and may be a membrane containing other ion exchange groups (electrolyte components), such as phosphoric acid groups or carboxylic acid groups.

市販されているイオン交換膜を適用してもよく、パーフルオロスルホン酸(PFSA)アイオノマーなどの固体高分子材料である高分子電解質樹脂で形成されており、イオン伝導性を有する高分子膜を電解質とするイオン交換膜からなる。スルホン酸基を含むフッ素樹脂系イオン交換膜の市販品としては、例えば、デュポン社のナフィオン(登録商標)、旭化成(株)のアシプレックス(登録商標)、旭硝子(株)のフレミオン(登録商標)等が挙げられる。 A commercially available ion exchange membrane may be applied, and is made of a polymer electrolyte resin, which is a solid polymer material such as perfluorosulfonic acid (PFSA) ionomer, and has ion conductivity. It consists of an ion exchange membrane. Commercial products of fluororesin ion exchange membranes containing sulfonic acid groups include, for example, DuPont's Nafion (registered trademark), Asahi Kasei Corporation's Aciplex (registered trademark), and Asahi Glass Co., Ltd.'s Flemion (registered trademark). etc.

燃料電池を構成する電解質膜の厚みは、特に限定されるものではなく、形成される燃料電池の要求性能に応じて、適宜設定することができる。電解質膜の厚みは、例えば、10μm以下であってもよい。 The thickness of the electrolyte membrane constituting the fuel cell is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the required performance of the fuel cell to be formed. The thickness of the electrolyte membrane may be, for example, 10 μm or less.

以下、実験結果を示して、本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail by showing experimental results.

《実験例1》カソード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比と出力性能との関係
実験例1においては、カソード側ガス拡散層のマイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比を変化させて、6つの燃料電池を作製した。得られた6つの燃料電池について、出力性能を評価した。
<Experimental Example 1> Relationship between the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layer on the cathode side and output performance In Experimental Example 1, the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layer on the cathode side was Six fuel cells were fabricated by changing the mass ratio of . The output performance of the six obtained fuel cells was evaluated.

<燃料電池の作製>
(カソード側ガス拡散層の作製)
炭素粒子と、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、酸化セリウム(CeO)と、を含むカソード側マイクロポーラス層(MPL)形成用スラリーを準備した。このとき、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が互いに異なるように、組成の異なる6種類のスラリーとした。
<Production of fuel cell>
(Preparation of cathode side gas diffusion layer)
A cathode side microporous layer (MPL) forming slurry containing carbon particles, polytetrafluoroethylene (PTFE), and cerium oxide (CeO 2 ) was prepared. At this time, six types of slurries having different compositions were prepared so that the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide was different from each other.

多孔質基材として、6枚のカーボンペーパーを準備した。それぞれのカーボンペーパーの表面に、上記で作製したカソード側マイクロポーラス層(MPL)形成用スラリーを、ダイコータによって塗工し、乾燥の後に焼成することで、多孔質基材層にマイクロポーラス層(MPL)が積層された、マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が互いに異なるカソード側ガス拡散層を作製した。 Six sheets of carbon paper were prepared as porous substrates. The cathode side microporous layer (MPL) forming slurry prepared above is applied onto the surface of each carbon paper using a die coater, dried and then fired to form a microporous layer (MPL) on the porous base material layer. ) were laminated, and cathode side gas diffusion layers were prepared in which the mass ratios of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layers were different from each other.

(アノード側ガス拡散層の作製)
多孔質基材として、6枚のカーボンペーパーを準備した。炭素粒子と、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、酸化セリウム(CeO)と、を含むマイクロポーラス層(MPL)形成用スラリーを準備し、ダイコータによってカーボンペーパーに塗工し、乾燥の後に焼成することで、多孔質基材層にマイクロポーラス層(MPL)が積層されたアノード側ガス拡散層を6枚作製した。
(Preparation of anode side gas diffusion layer)
Six sheets of carbon paper were prepared as porous substrates. A slurry for forming a microporous layer (MPL) containing carbon particles, polytetrafluoroethylene (PTFE), and cerium oxide (CeO 2 ) is prepared, coated on carbon paper using a die coater, dried, and then fired. In this way, six anode-side gas diffusion layers in which a microporous layer (MPL) was laminated on a porous base material layer were manufactured.

(積層体の作製)
上記で得られたカソード側ガス拡散層及びアノード側ガス拡散層を用いて、アノード側ガス拡散層/アノード側触媒層/電解質膜/カソード側触媒層/カソード側ガス拡散層が、この順に積層された積層体を構成し、一対のセパレータで挟み込むことで、カソード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が互いに異なる、6種類の燃料電池を作製した。
(Preparation of laminate)
Using the cathode gas diffusion layer and anode gas diffusion layer obtained above, an anode gas diffusion layer/anode catalyst layer/electrolyte membrane/cathode catalyst layer/cathode gas diffusion layer are laminated in this order. Six types of fuel cells were fabricated, each having a different mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layer on the cathode side by constructing a stacked body and sandwiching it between a pair of separators.

なお、アノード側触媒層及びカソード側触媒層には、それぞれに隣接するガス拡散層のマイクロポーラス層(MPL)が面するように配置した。 Note that the anode-side catalyst layer and the cathode-side catalyst layer were arranged so that the microporous layer (MPL) of the adjacent gas diffusion layer faced each other.

<出力性能の評価>
作製した6種類の燃料電池について、耐久試験後の出力性能を評価した。耐久試験としては、一定の低電流密度で電流を掃引しながら、使用年数を想定した回数、温度の上げ下げを繰り返す操作を実施した。耐久試験後、燃料電池に反応ガスを流して電流を掃引したときの、最大出力点における出力を評価した。
<Evaluation of output performance>
The six types of fuel cells produced were evaluated for their output performance after a durability test. As part of the durability test, the temperature was repeatedly raised and lowered a number of times based on the number of years of use while sweeping the current at a constant low current density. After the durability test, the output at the maximum output point was evaluated when a reactive gas was flowed through the fuel cell and the current was swept.

カソード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が20の場合を基準とし、得られた結果を、相対値として図3に示す。 The results obtained are shown in FIG. 3 as relative values based on the case where the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the cathode side microporous layer was 20.

図3は、カソード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比と、出力性能との関係を示す図である。グラフの横軸は、カソード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比であり、グラフの縦軸は、得られた燃料電池の出力性能(%)を示す。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the cathode-side microporous layer and output performance. The horizontal axis of the graph is the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the cathode side microporous layer, and the vertical axis of the graph is the output performance (%) of the obtained fuel cell.

図3より、カソード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が20を超える範囲であれば、出力性能の高い燃料電池が得られることが判る。 From FIG. 3, it can be seen that if the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the cathode side microporous layer is in a range exceeding 20, a fuel cell with high output performance can be obtained.

《実験例2》アノード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比と出力性能との関係
実験例2においては、アノード側ガス拡散層のマイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比を変化させて、6つの燃料電池を作製した。得られた6つの燃料電池について、出力性能を評価した。
<<Experimental Example 2>> Relationship between the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode side microporous layer and output performance In Experimental Example 2, the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode side microporous layer was Six fuel cells were fabricated by changing the mass ratio of . The output performance of the six obtained fuel cells was evaluated.

<燃料電池の作製>
(アノード側ガス拡散層の作製)
炭素粒子と、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、酸化セリウム(CeO)と、を含むアノード側マイクロポーラス層(MPL)形成用スラリーを準備した。このとき、酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が互いに異なるように、組成の異なる6種類のスラリーとした。
<Production of fuel cell>
(Preparation of anode side gas diffusion layer)
A slurry for forming an anode side microporous layer (MPL) containing carbon particles, polytetrafluoroethylene (PTFE), and cerium oxide (CeO 2 ) was prepared. At this time, six types of slurries having different compositions were prepared so that the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide was different from each other.

多孔質基材として、6枚のカーボンペーパーを準備した。それぞれのカーボンペーパーの表面に、上記で作製したアノード側マイクロポーラス層(MPL)形成用スラリーを、ダイコータによって塗工し、乾燥の後に焼成することで、多孔質基材層にマイクロポーラス層(MPL)が積層された、マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が互いに異なるアノード側ガス拡散層を作製した。 Six sheets of carbon paper were prepared as porous substrates. The anode-side microporous layer (MPL) forming slurry prepared above is applied to the surface of each carbon paper using a die coater, dried and then fired to form a microporous layer (MPL) on the porous base layer. ) was laminated, and the anode-side gas diffusion layer was prepared in which the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the microporous layer was different from each other.

(カソード側ガス拡散層の作製)
多孔質基材として、6枚のカーボンペーパーを準備した。炭素粒子と、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、酸化セリウム(CeO)と、を含むマイクロポーラス層(MPL)形成用スラリーを準備し、ダイコータによってカーボンペーパーに塗工し、乾燥の後に焼成することで、多孔質基材層にマイクロポーラス層(MPL)が積層されたカソード側ガス拡散層を6枚作製した。
(Preparation of cathode side gas diffusion layer)
Six sheets of carbon paper were prepared as porous substrates. A slurry for forming a microporous layer (MPL) containing carbon particles, polytetrafluoroethylene (PTFE), and cerium oxide (CeO 2 ) is prepared, coated on carbon paper using a die coater, dried, and then fired. In this way, six cathode-side gas diffusion layers in which a microporous layer (MPL) was laminated on a porous base material layer were manufactured.

(積層体の作製)
上記で得られたアノード側ガス拡散層及びカソード側ガス拡散層を用いて、アノード側ガス拡散層/アノード側触媒層/電解質膜/カソード側触媒層/カソード側ガス拡散層が、この順に積層された積層体を構成し、一対のセパレータで挟み込むことで、アノード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が互いに異なる、6種類の燃料電池を作製した。
(Preparation of laminate)
Using the anode gas diffusion layer and cathode gas diffusion layer obtained above, an anode gas diffusion layer/anode catalyst layer/electrolyte membrane/cathode catalyst layer/cathode gas diffusion layer are laminated in this order. By constructing a laminate and sandwiching it between a pair of separators, six types of fuel cells were fabricated, each having a different mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode side microporous layer.

なお、アノード側触媒層及びカソード側触媒層には、それぞれに隣接するガス拡散層のマイクロポーラス層(MPL)が面するように配置した。 Note that the anode-side catalyst layer and the cathode-side catalyst layer were arranged so that the microporous layer (MPL) of the adjacent gas diffusion layer faced each other.

<出力性能の評価>
作製した6種類の燃料電池について、上記の実験例1と同様にして、耐久試験後の出力性能を評価した。
<Evaluation of output performance>
The six types of fuel cells produced were evaluated for output performance after a durability test in the same manner as in Experimental Example 1 above.

アノード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が5.5の場合を基準とし、得られた結果を、相対値として図4に示す。 The results obtained are shown in FIG. 4 as relative values based on the case where the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode side microporous layer was 5.5.

図4は、アノード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比と、出力性能との関係を示す図である。グラフの横軸は、アノード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比であり、グラフの縦軸は、得られた燃料電池の出力性能(%)を示す。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode-side microporous layer and output performance. The horizontal axis of the graph is the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode side microporous layer, and the vertical axis of the graph is the output performance (%) of the obtained fuel cell.

図3より、アノード側マイクロポーラス層における酸化セリウムに対するポリテトラフルオロエチレンの質量比が5.5以上の範囲であれば、出力性能の高い燃料電池が得られることが判る。 From FIG. 3, it can be seen that a fuel cell with high output performance can be obtained if the mass ratio of polytetrafluoroethylene to cerium oxide in the anode side microporous layer is in a range of 5.5 or more.

100 積層体
10 アノード側ガス拡散層
11 アノード側拡散層基材層
12 アノード側マイクロポーラス層
15 アノード側触媒層
20 カソード側ガス拡散層
21 カソード側拡散層基材層
22 カソード側マイクロポーラス層
25 カソード側触媒層
30 電解質膜
100 Laminated body 10 Anode side gas diffusion layer 11 Anode side diffusion layer base material layer 12 Anode side microporous layer 15 Anode side catalyst layer 20 Cathode side gas diffusion layer 21 Cathode side diffusion layer base material layer 22 Cathode side microporous layer 25 Cathode Side catalyst layer 30 Electrolyte membrane

Claims (1)

アノード側ガス拡散層、アノード側触媒層、電解質層、カソード側触媒層、及びカソード側ガス拡散層がこの順に積層された、燃料電池用の積層体であって、
前記アノード側ガス拡散層及びカソード側ガス拡散層は、拡散層基材層にマイクロポーラス層が積層された積層体であり、
前記マイクロポーラス層は、炭素粒子と、ポリテトラフルオロエチレンと、酸化セリウムと、を含み、
前記アノード側ガス拡散層における前記酸化セリウムに対する前記ポリテトラフルオロエチレンの質量比が、5.5以上、20未満であり、
前記カソード側ガス拡散層における前記酸化セリウムに対する前記ポリテトラフルオロエチレンの質量比が、20より大きく35以下である
燃料電池用の積層体。
A laminate for a fuel cell in which an anode side gas diffusion layer, an anode side catalyst layer, an electrolyte layer, a cathode side catalyst layer, and a cathode side gas diffusion layer are stacked in this order,
The anode side gas diffusion layer and the cathode side gas diffusion layer are laminates in which a microporous layer is laminated on a diffusion layer base material layer,
The microporous layer includes carbon particles, polytetrafluoroethylene, and cerium oxide,
The mass ratio of the polytetrafluoroethylene to the cerium oxide in the anode side gas diffusion layer is 5.5 or more and less than 20,
The mass ratio of the polytetrafluoroethylene to the cerium oxide in the cathode side gas diffusion layer is greater than 20 and less than or equal to 35 ;
Laminate for fuel cells.
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