WO2023277067A1 - 燃料電池、ギ酸塩の製造方法、及び発電方法 - Google Patents

燃料電池、ギ酸塩の製造方法、及び発電方法 Download PDF

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広和 松田
真悠子 荻野
誠人 平野
有義 金田
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    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • PEFCs Polymer electrolyte fuel cells
  • a PEFC has a diaphragm between an anode and a cathode, and a polymer electrolyte membrane having ionic conductivity is used as the diaphragm.
  • fuel cells using liquid fuels such as methanol, ethanol, and formic acid, which are easy to handle, are being studied.
  • Patent Document 1 describes a fuel cell that uses formic acid as a fuel and has a cation exchange membrane that allows cation components to migrate and that is coated with a cationic binder. Techniques for suppressing them are being studied.
  • FIG. 10 is a diagram showing plotted results of the relationship between voltage and current density and the relationship between current density and output density in the current-voltage characteristic test of the fuel cell according to Example 7.
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing plotted results of the relationship between voltage and current density and the relationship between current density and output density in the current-voltage characteristic test of the fuel cell according to Example 8.
  • FIG. 12 is a diagram showing plotted results of the relationship between voltage and current density and the relationship between current density and output density in the current-voltage characteristic test of the fuel cell according to Example 9.
  • FIG. FIG. 13 is a diagram showing plotted results of the relationship between voltage and current density and the relationship between current density and output density in the current-voltage characteristic test of the fuel cell according to Example 10.
  • the oxidant supplied in a gaseous state is preferably humidified, but it does not have to be humidified.
  • the humidity during the supply of the oxidant is preferably controlled so that the electrolyte membrane is sufficiently moist and the diffusion of the oxidant at the cathode electrode is not impeded.
  • hydrophilic substance coating There are two methods for hydrophilic substance coating: one that uses low molecules as the hydrophilic substance, and the other that uses polymers.
  • polyhydric alcohols such as sucrose fatty acid esters, sorbitol and glycerin, surfactants such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfate and sodium laurylsulfate, and sodium lactate may also be used.
  • surfactants such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfate and sodium laurylsulfate, and sodium lactate may also be used.
  • glycerin or the like to dissolve in a solvent, apply or impregnate the solution onto the diffusion layer, and then dry it.
  • the content of the anode catalyst in the anode electrode is preferably 0.01 to 15 mg/cm 2 , for example. From the viewpoint of improving the anode reaction rate, it is more preferably 0.5 mg/cm 2 or more, and even more preferably 1 mg/cm 2 or more. From the viewpoint of promoting mass transfer, it is more preferably 10 mg/cm 2 or less, and even more preferably 8 mg/cm 2 or less.
  • Sustainion (registered trademark) XB-7 manufactured by Dioxide Materials
  • Sustainion (registered trademark) XA-9 manufactured by Dioxide Materials
  • a method for producing a formate according to an embodiment of the present invention includes a step of producing a formate by reacting the hydrogen carbonate produced by the power generation by the fuel cell with hydrogen.
  • hydrogencarbonate is produced as shown in the above reaction formulas (1) to (3).
  • the produced hydrogencarbonate reacts with hydrogen to produce formate.
  • a hydrogen carbonate and hydrogen are combined in the presence of a solvent using a catalyst.
  • a formate can be produced in the reaction liquid by reacting.
  • carbon dioxide may be further supplied to compensate for the carbon source lost during power generation of the fuel cell and to increase the reactivity with hydrogen.
  • Catalyst (Pd/C (30 mass% Pd/C, Ishifuku Metal Industry Co., Ltd.)) 0.09 g of ion-exchanged distilled water 0.7 g, 2-propanol 5.1 g, 5% Nafion as a cation exchange resin ( 1.8 g of a dispersion of 5% Nafion TM dispersion (DE521 CS type, manufactured by Chemours) was mixed and subjected to ultrasonic treatment for 18 minutes to prepare an electrode ink. Next, the prepared electrode ink is applied to the diffusion layer 34 made of carbon cloth (Cloth A, manufactured by E-Tek) with an ultrasonic spray device and dried at 80° C. for 1 hour to form the cathode electrode 33. was made.
  • the diffusion layer 34 made of carbon cloth (Cloth A, manufactured by E-Tek) with an ultrasonic spray device and dried at 80° C. for 1 hour to form the cathode electrode 33. was made.
  • NR212 manufactured by DuPont was prepared as the electrolyte membrane 32, and this solid polymer electrolyte membrane was sandwiched between the anode electrode 31 and the cathode electrode 33 and hot pressed at 140° C. and 5 MPa for 5 minutes. In this way, MEA3 with an electrode area of 4.84 cm 2 was produced.
  • the fuel cells of Examples 20 to 22 and Examples 40 to 43 were produced by incorporating the fabricated MEA3 into a cell having a product number FC-05-02-H2R manufactured by ElectroChem, which has a current collector, a fuel supply function, etc. Assembled.
  • Catalyst (Pd/C (30 mass% Pd/C, Ishifuku Metal Industry Co., Ltd.)) 0.09 g of ion-exchanged distilled water 0.7 g, 2-propanol 5.1 g, 5% Nafion as a cation exchange resin ( 1.8 g of a dispersion of 5% Nafion TM dispersion (DE521 CS type, manufactured by Chemours) was mixed and subjected to ultrasonic treatment for 18 minutes to prepare an electrode ink. Next, the prepared electrode ink is applied to the diffusion layer 34 made of carbon cloth (Cloth A, manufactured by E-Tek) with an ultrasonic spray device and dried at 80° C. for 1 hour to form the cathode electrode 33. was made.
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Abstract

本発明は、燃料としてギ酸塩を使用する燃料電池であって、拡散層と触媒層とから成るアノード電極と、拡散層と触媒層とから成るカソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置された電解質膜と、アノード側の集電体と、カソード側の集電体とを備え、前記電解質膜はカチオン交換膜であり、前記アノード電極の前記触媒層が触媒と、バインダーとしてカチオン交換樹脂とを含む、燃料電池に関する。

Description

燃料電池、ギ酸塩の製造方法、及び発電方法
　本発明は、燃料電池、ギ酸塩の製造方法、及び発電方法に関する。
　高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）は、燃料電池としては低い温度での動作が可能であるとともに、出力密度が高い等の利点を有し、将来の普及に期待が寄せられている。ＰＥＦＣは、アノードとカソードとの間に隔膜を備えており、隔膜としてはイオン伝導性を有する高分子電解質膜が用いられる。
　また、取り扱いが容易なメタノール、エタノール、ギ酸等の液体燃料を用いた燃料電池が検討されている。例えば、特許文献１には、燃料としてギ酸を使用し、カチオン成分が移動可能なカチオン交換膜にカチオン性のバインダーを塗布した交換膜を備えた燃料電池により、時間の経過に伴う出力の低下を抑制する技術が検討されている。非特許文献１～３においては、ギ酸塩を燃料として用いた燃料電池が検討されており、非特許文献１には、固体高分子電解質膜として、アニオン成分が移動可能なアニオン交換膜を備えた燃料電池が記載されている。非特許文献２には、カチオン交換膜にアニオン性のバインダーを塗布した交換膜を備えた燃料電池が記載されている。また、非特許文献３にはカチオン交換膜にノニオン性のバインダーを塗布した交換膜を備えた燃料電池が記載されている。
日本国特開２０１２－１９５１３１号公報
Ｈ．Ｋｕｒｏｋｉ　ｅｔ　ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｏｕｒｃｅｓ，４３８（２０１９）２２６９９７ Ｙ．Ｌｉ　ｅｔ　ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２０１７，５６，５７３４－５７３７ Ｐｒａｋａｓｈ　ｅｔ　ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１８，１４０，４９，１６８７３－１６８７６
　特許文献１に記載の技術においては、燃料としてギ酸を使用しており、ギ酸塩を燃料とすることについては検討がされていない。そして、ギ酸を燃料とすると、アノード反応により二酸化炭素が発生し、カーボンリサイクルの観点において改善の余地がある。
　非特許文献１に記載の技術においては、下記の反応式によるアノード反応及びカソード反応が進行する。
　アノード反応：
　ＨＣＯＯＫ　＋　ＫＯＨ　＋　２ＯＨ－　→　Ｋ２ＣＯ３　＋　２Ｈ２Ｏ　＋　２ｅ－
　カソード反応：
　１／２Ｏ２　＋　２Ｈ２Ｏ　＋　２ｅ－　→　２ＯＨ－
　非特許文献２に記載の技術においては、下記の反応式によるアノード反応及びカソード反応が進行する。
　アノード反応：
　４ＨＣＯＯＮａ　＋　Ｈ２Ｏ　→　Ｎａ２ＣＯ３　＋　３ＨＣＯＯＨ　＋　２Ｎａ＋　＋　２ｅ－
　カソード反応：
　１／２Ｏ２　＋　２Ｈ２Ｏ　＋　２Ｎａ＋　＋　２ｅ－　→　２ＮａＯＨ
　また、非特許文献３に記載の技術においては、下記の反応式によるアノード反応及びカソード反応が進行する。
　アノード反応：
　３ＨＣＯＯＮａ　＋　Ｈ２Ｏ→　ＮａＨＣＯ３　＋　２ＨＣＯＯＨ　＋　２Ｎａ＋　＋
　２ｅ－
　カソード反応：
　１／２Ｏ２　＋　Ｈ２Ｏ　＋　２Ｎａ＋　＋　２ｅ－→　２ＮａＯＨ
　このように、従来の技術においては、反応に関わるギ酸塩のうち発電に寄与するギ酸塩が少なく、ギ酸塩１ｍｏｌにより発生する電子の量が少ないため発電効率が十分でなく、更に高い効率で発電し得る燃料電池の開発が求められている。
　更に、生成する化合物を有効的に再利用し得るカーボンリサイクル技術が求められている。
　そこで、本発明は、高い効率で発電し得る燃料電池、該燃料電池の発電により生成する化合物を有効的に再利用し得るギ酸塩の製造方法、及び発電方法を提供するものである。
　前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
〔１〕
　燃料としてギ酸塩を使用する燃料電池であって、
拡散層と触媒層とから成るアノード電極と、
拡散層と触媒層とから成るカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置された電解質膜と、
アノード側の集電体と、
カソード側の集電体とを備え、
前記電解質膜はカチオン交換膜であり、
前記アノード電極の前記触媒層が触媒と、バインダーとしてカチオン交換樹脂とを含む、燃料電池。
〔２〕
　前記ギ酸塩が、ギ酸ナトリウム、又はギ酸カリウムである、〔１〕に記載の燃料電池。〔３〕
　前記ギ酸塩はギ酸塩水溶液の状態で前記燃料電池に供給され、該ギ酸塩水溶液中の前記ギ酸塩の濃度は０．１～１０ｍｏｌ／Ｌである、〔１〕又は〔２〕に記載の燃料電池。
〔４〕
　前記アノード電極の前記触媒層における、前記触媒の含有量と前記バインダーの含有量の質量比である、前記バインダーの含有量／前記触媒の含有量が、３．０以下である、〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の燃料電池。
〔５〕
　〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載の燃料電池による発電で生成した炭酸水素塩と、水素との反応によりギ酸塩を生成する工程を含む、ギ酸塩の製造方法。
〔６〕
　〔５〕に記載の製造方法により得られた前記ギ酸塩を用いて〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載の燃料電池により再度発電を行う、発電方法。
　本発明によれば、高い効率で発電し得る燃料電池、該燃料電池の発電により生成する化合物を有効的に再利用し得るギ酸塩の製造方法、及び発電方法を提供することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る燃料電池が備えるＭＥＡを模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る燃料電池を模式的に示す分解斜視図である。 図４は、実施例１に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図５は、実施例２に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図６は、実施例３に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図７は、実施例４に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図８は、実施例５に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図９は、実施例６に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１０は、実施例７に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１１は、実施例８に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１２は、実施例９に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１３は、実施例１０に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１４は、実施例１１に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１５は、実施例１２に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１６は、実施例１３に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１７は、実施例１４に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１８は、比較例１に係る燃料電池の電流－電圧特性試験における電圧と電流密度との関係、および電流密度と出力密度との関係をプロットした結果を示す図である。 図１９は、実施例４６に係る燃料電池の試験における時間経過と電圧との関係を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
〔燃料電池〕
　本発明の実施形態に係る燃料電池は、燃料としてギ酸塩を使用する燃料電池であって、拡散層と触媒層とから成るアノード電極と、拡散層と触媒層とから成るカソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置された電解質膜と、アノード側の集電体と、カソード側の集電体とを備え、前記電解質膜はカチオン交換膜であり、前記アノード電極の前記触媒層に触媒と、バインダーとしてカチオン交換樹脂とを含む。
　上述の本発明の実施形態に係る燃料電池は、燃料としてギ酸塩を使用し、従来の技術とは異なり電解質膜がカチオン交換膜であり、アノード電極の触媒層に触媒と、バインダーとしてカチオン交換樹脂とを含む。それにより、発明者らは下記の反応式によるアノード反応及びカソード反応が進行すると推測している。下記の反応式においては、ギ酸塩としてギ酸ナトリウムを用いた場合を記載する。
　アノード反応：
　ＨＣＯＯＮａ　＋　Ｈ２Ｏ→　ＮａＨＣＯ３　＋　２Ｈ＋　＋　２ｅ－
　カソード反応：
　１／２Ｏ２　＋　２Ｈ＋　＋　２ｅ－→　Ｈ２Ｏ
　上記アノード反応においては、１つのギ酸ナトリウムが水と反応することにより２つの電子が発生するため、発電効率に優れる。また、副生する炭酸水素ナトリウムはギ酸ナトリウムの製造に再利用することが可能であるため、カーボンリサイクル技術として二酸化炭素の排出削減に寄与し得る。
　本発明の実施形態に係る燃料電池は、拡散層と触媒層とから成るアノード電極と、拡散層と触媒層とから成るカソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置された電解質膜と、アノード側の集電体と、カソード側の集電体とを備える。
　図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池を模式的に示す断面図である。
　例えば、図１に示す燃料電池は、拡散層３４と触媒層３５とから成るアノード電極３１と、拡散層３７と触媒層３６とから成るカソード電極３３と、前記アノード電極３１と前記カソード電極３３との間に配置された電解質膜３２と、アノード側の集電体２と、カソード側の集電体２とを備える。
　本発明の実施形態に係る燃料電池においては、図２に示すように、アノード電極３１と電解質膜３２とカソード電極３３とが接合されて一体化した膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ）３が構成されていてもよい。
　図２は、本発明の一実施形態に係る燃料電池が備えるＭＥＡ３を模式的に示す断面図である。
（燃料）
　アノード電極には、燃料であるギ酸塩が供給される。ギ酸塩は、ギ酸塩水溶液の状態でアノード電極に供給することが好ましい。
　ギ酸塩としては、例えば、ギ酸カルシウム、ギ酸セシウム、ギ酸ナトリウム、又はギ酸カリウムが挙げられ、ギ酸ナトリウム、又はギ酸カリウムが好ましい。
　また、燃料は、上述したギ酸塩を、例えば、水および／またはアルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの低級アルコール）などの溶液として供給してもよい。燃料であるギ酸塩は、ギ酸塩水溶液として供給することが好ましい。
　ギ酸塩水溶液中のギ酸塩の濃度はギ酸塩の種類によっても異なるが、燃料電池の出力向上の観点から０．１ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上であることがより好ましく、１ｍｏｌ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。また、ギ酸塩の溶解度の観点から１０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、９ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましく、８ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。
　すなわち、前記ギ酸塩はギ酸塩水溶液の状態で前記燃料電池に供給され、該ギ酸塩水溶液中のギ酸塩の濃度は０．１～１０ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
　また、燃料であるギ酸塩には、添加剤として、例えば、硫酸、塩酸等の酸の水溶液である酸性水溶液や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基の水溶液であるアルカリ性水溶液等を添加することができる。添加剤の添加量は、特に制限されず、燃料電池の用途に応じて、適宜設定される。
（酸化剤）
　カソード電極には、酸化剤が供給される。酸化剤は、気体又は液体のいずれの状態で供給されてもよく、気体状態で供給されることが好ましいが、液体状態で供給されても良い。酸化剤としては、例えば、空気、酸素が挙げられ、酸素が好ましい。
　気体状態で供給される酸化剤は、加湿されていることが好ましいが、加湿されていなくても良い。酸化剤供給時の湿度は、電解質膜が十分湿っていて、なおかつカソード電極での酸化剤の拡散を妨げない状態で制御されるのが好ましい。
　酸化剤の湿度は、例えば酸化剤供給流路中に設置された加湿チューブを浸漬したウォーターバスの温度により制御できる。ウォーターバスの温度を高温にするほど、供給する酸化剤の湿度が高くなる。ウォーターバスの温度は、室温（２５℃）から１００℃の範囲で制御でき、好ましくは４５℃～８５℃の範囲である。
（アノード電極、カソード電極）
　アノード電極及びカソード電極はそれぞれ拡散層と触媒層とから成り、アノード電極の触媒層は、バインダーとして、カチオン交換樹脂を含む。カソード電極の触媒層は、バインダーとして、カチオン型ポリマーを含んでもよく、含まなくてもよい。
（拡散層）
　拡散層としては、公知のものを使用することができ、例えば、カーボンクロス、カーボンペーパー等のカーボン支持体が挙げられる。カーボン支持体は多孔質であることが好ましい。
　カーボンクロス、カーボンペーパー等は親水化処理を施してもよい。
　親水化処理としては、例えば、大気雰囲気中での焼成、親水性物質のコーティング、親水性基の導入による表面処理、プラズマ処理、エキシマレーザー照射、コロナ放電処理等による表面処等が挙げられる。
　親水性物質のコーティングには、親水性物質として低分子を用いる方法と、高分子を用いる方法があるが、低分子を用いて重合反応を行ない高分子化することも可能である。
　高分子を用いる方法としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ヒドロキシプロピルセルロース等のポリマーを用いて、溶媒に溶解し、その溶液を分離膜に塗布又は含浸させた後、乾燥させる方法が挙げられる。その際、架橋剤等を用いて、ポリマー同士又は拡散層との間で架橋反応させることも可能である。
　また、親水性物質として低分子を用いる方法でも、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビトール、グリセリンなどの多価アルコールや、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、及びラウリル硫酸ナトリウム等の界面活性剤、乳酸ナトリウム、グリセリン等を用いて、溶媒に溶解し、その溶液を拡散層に塗布又は含浸させた後、乾燥させる方法が挙げられる。
　また、拡散層との反応性を有する官能基を有する親水性物質を使用し、親水性物質と拡散層との間で反応させることも可能である。
（アノード電極触媒層）
　本発明の実施形態において、アノード電極の触媒層は触媒と、バインダーとしてカチオン交換樹脂を含む。
　アノード電極における触媒層は、例えば、拡散層又は電解質膜上に触媒及びバインダーを含むアノード触媒組成物を塗布することにより形成することができる。
　アノード電極の触媒層（アノード触媒層）が含むバインダーは、カチオン交換樹脂である。カチオン交換樹脂はスルホン酸やカルボン酸などの酸性基を有するポリマーである。カチオン交換樹脂は水素イオンなどの陽イオンを交換できるものであれば特に制限はないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸基を有するもの、アクリル酸の共重合体、メタクリル酸の共重合体等が挙げられる。具体的には、ナフィオン（デュポン社登録商標）、フレミオン（旭硝子社登録商標）、Ａｃｉｐｌｅｘ（旭化成社登録商標）等のパーフルオロアルキルスルホン酸樹脂が挙げられ、使用する電解質膜と同様の樹脂を用いることがプロトン伝導経路の連続性確保の点で好ましく、ナフィオン（例えば、５％～１０％のアルコール（好ましくは１－プロパノール）分散液等）がより好ましい。
　アノード電極に用いる触媒（アノード触媒）としては、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属若しくはこれらの合金、又はこれらの金属の酸化物若しくは複酸化物等が挙げられ、好ましくは、パラジウム、ニッケル、白金であり、より好ましくはパラジウムである。これらは、単独使用または２種以上併用することができる。
　アノード触媒は粒子に担持してもよく、触媒を担持する粒子としては、カーボン粒子が一般的に用いられる。カーボン粒子としては、微粒子状で導電性を有し、アノード触媒におかされないものであれば特に限定されるものではないが、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛、活性炭、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、フラーレン等を使用できる。
　アノード電極３１の形成においては、例えば、アノード触媒組成物（アノード触媒およびバインダーを含む組成物）を、有機溶媒に分散させたアノード触媒インクを調製する。そのアノード触媒インクを、拡散層の一方の面、又は電解質膜に、公知の方法（例えば、スプレー法、ダイコーター法など）により塗布し、乾燥させることにより、薄膜状のアノード触媒層（触媒層３５）を形成させてもよい。また、プラスチックフィルムにアノード触媒インクをコーターなどで塗布して乾燥したのち、電解質膜に転写して、アノード触媒層を形成させてもよい。
　アノード電極インクは、例えば、アノード触媒およびカチオン交換樹脂を有機溶媒に混合し、超音波処理などの公知の撹拌方法によって撹拌混合することにより調製される。具体的には、アノード触媒および有機溶媒を超音波処理にて撹拌混合して、触媒液を調製する。一方、カチオン交換樹脂を有機溶媒に溶解して、カチオン交換樹脂溶液を調製する。次いで、触媒液とカチオン交換樹脂溶液とを混合し、超音波処理にて撹拌混合する。これにより、アノード電極インクが調製される。
　有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数１～４の低級モノアルコール、テトラヒドロフランなどの環状エーテル、これらの混合溶媒などが挙げられる。
　アノード電極におけるアノード触媒の含有量は、例えば、０．０１～１５ｍｇ／ｃｍ２であることが好ましい。アノード反応速度向上の観点から０．５ｍｇ／ｃｍ２以上であることがより好ましく、１ｍｇ／ｃｍ２以上であることがさらに好ましい。また、物質移動促進の観点から１０ｍｇ／ｃｍ２以下であることがより好ましく、８ｍｇ／ｃｍ２以下であることがさらに好ましい。
　また、本発明者らの検討により、アノード電極の触媒層における、触媒の含有量とバインダーの含有量の質量比は電極表面における反応場や燃料のクロスオーバーに影響を与えることが見出された。
　例えば、バインダーが疎水性で、かつプロトン伝導性のあるものである場合、バインダーの含有量の比率が高いと、アノード電極での燃料のクロスオーバーが抑制でき、プロトン伝導性が向上するメリットの一方で、物質拡散性が低下する、触媒の表面積が減少し活性が低下するといったデメリットもある。
　従って、触媒の含有量とバインダーの含有量の質量比には、最適な範囲が存在する。
　アノード電極の触媒層における、触媒の含有量とバインダーの含有量の質量比であるバインダーの含有量／触媒の含有量は、３．０以下であることが好ましい。
　アノード電極の触媒層における、触媒の含有量とバインダーの含有量の質量比はクロスオーバー抑制およびプロトン伝導性経路の確保の観点から０．２以上であることがより好ましく、０．２５以上であることがさらに好ましく、０．５以上であることが特に好ましい。また、物質拡散性および触媒表面積の観点から、２．０以下であることがより好ましく、１．０以下であることがさらに好ましい。
　アノード電極の触媒層における、触媒の含有量とバインダーの含有量の質量比であるバインダーの含有量／触媒の含有量は、０．２５～１．０であることがより好ましく、０．５～１．０であることがさらに好ましい。
　カソード電極の触媒層（カソード触媒層）は、公知の触媒層を用いることができる。
　カソード電極の触媒層（カソード触媒層）が含むバインダーは、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、ノニオン交換樹脂、又はこれらの混合物であってもよい。
　カチオン交換樹脂は、アノード電極で例示したものを挙げることができる。
　アニオン交換樹脂は、アニオン伝導性の官能基（アニオン伝導性基）を有するポリマー（アイオノマー）である。
　アニオン伝導性基としては、例えば、４級アンモニウム基、４級ピリジウム基、４級イミダゾール塩などが挙げられ、好ましくは、４級アンモニウム基が挙げられる。
　４級アンモニウム基としては、例えば、トリエチルアミン単位を有する４級アンモニウム塩基（－Ｎ＋（Ｃ２Ｈ５）３）、ｎ－ブチルジメチルアミン単位を有する４級アンモニウム塩基（－Ｎ＋（ＣＨ３）２Ｃ４Ｈ９）が挙げられる。好ましくは、トリエチルアミン単位を有する４級アンモニウム塩基（－Ｎ＋（Ｃ２Ｈ５）３）が挙げられる。
　アニオン交換樹脂として、具体的には、Ｓｕｓｔａｉｎｉｏｎ（登録商標）ＸＢ－７（Ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）やＳｕｓｔａｉｎｉｏｎ（登録商標）ＸＡ－９（Ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）が好ましい。
　ノニオン交換樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂が挙げられる。アイオノマーとしては、フッ素系樹脂が１－プロパノールなどに分散された分散液を使用するのが好ましい。
　カソード触媒層におけるバインダー以外の構成成分については、アノード電極における触媒層と同様のものが例示できるがカソード触媒は、高出力達成の観点から、酸化還元反応を選択的に促進する触媒を選択することが好ましく、好ましくは、白金、パラジウムであり、より好ましくはパラジウムである。
　カソード電極の形成方法は、アノード電極の形成方法と同様とすることができる。
（電解質膜）
　本発明の実施形態に係る燃料電池において、電解質膜はカチオン交換膜である。電解質膜はアノード電極と前記カソード電極との間に配置される。
　電解質膜は、プロトンを伝導するための電解質として機能するとともに、燃料と酸素とを直接混合させないための隔膜としても機能する。
　カチオン交換膜は、イオン伝導性を有し、カチオン成分（例えば、水素イオン（Ｈ＋）やナトリウムイオン（Ｎａ＋）など）を輸送可能であり、且つ電子伝導性を示さない材料で構成された膜であれば特に制限はなく、公知のものを使用することができる。カチオン交換膜としては、高分子で構成された膜であることが好ましい。
　カチオン交換膜は、公知のものを使用することができる。カチオン交換膜は、高分子で構成された膜であることが好ましく、例えば、カチオン交換樹脂から形成されていてもよい。カチオン交換樹脂は、高分子基材にカチオン伝導性の官能基（カチオン性基）を有する重合体が導入された、カチオン性基を有する固体高分子電解質（アイオノマー）であってもよい。
　電解質膜は、膜厚が５μｍ～１３０μｍの範囲にあることが好ましく、１０μｍ～７０μｍの範囲にあることがより好ましい。膜厚が薄くなりすぎると、膜強度が低下することがあり、膜の破損やピンホール等の欠陥が生じることがある。また、カソード側への燃料の透過量及び透水量が多くなることがある。膜厚が厚くなりすぎると、隔膜内での膜としての抵抗（膜抵抗）が高くなることがあり、透水量が少なくなりすぎることがある。透水量が少なくなりすぎると、カソード触媒における反応に必要な水が不足し、発電効率が低下することがある。
　本発明の実施形態に係る燃料電池において、電解質膜は発電後に廃棄される物質のカーボンリサイクルを容易にする観点からカチオン交換樹脂からなるカチオン交換膜を用いることが好ましい。
　本発明の実施形態に係る燃料電池に用いるカチオン交換樹脂としては、カチオン交換性を有するものであれば特に制限はなく、具体的には、ナフィオン（デュポン社登録商標）、フレミオン（旭硝子社登録商標）、Ａｃｉｐｌｅｘ（旭化成社登録商標）等のパーフルオロアルキルスルホン酸樹脂が挙げられ、拡散層に使用する樹脂と同様の樹脂を用いることがプロトン伝導経路の連続性確保の点で好ましく、ナフィオン（ＮＲ－２１１、ＮＲ－２１２）が挙げられる。
（ＭＥＡ）
　本発明の実施形態に係る燃料電池においては、上述したように、アノード電極と電解質膜とカソード電極とが接合されて一体化した膜電極接合体（ＭＥＡ）が構成されていてもよい。
　ＭＥＡの形成方法は特に限定されないが、触媒層を形成した電解質膜と拡散層とを接合させるＣＣＭ（Ｃａｔａｌｙｓｔ　Ｃｏａｔｅｄ　ｏｎ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ）法又は拡散層に直接塗布した触媒層と電解質膜とを接合させるＣＣＳ（Ｃａｔａｌｙｓｔ　Ｃｏａｔｅｄ　ｏｎ　Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）法を用いることが好ましく、触媒層形成の容易さの観点からＣＣＳ法を用いることがより好ましい。
　触媒層を形成した電解質膜と拡散層、又は拡散層に直接塗布した触媒層と電解質膜は、例えば、ホットプレス等の公知の方法により接合することができる。
　本発明の実施形態に係るＭＥＡは、本実施形態の効果を阻害しない限り、電解質膜、拡散層及び触媒層以外の任意の部材を有することができる。
（集電体）
　本発明の実施形態に係る燃料電池は、アノード側の集電体と、カソード側の集電体とを備える。燃料電池で発生した起電力は、集電体に備えられた端子から外部に取り出される。
　集電体としては、燃料電池用に一般的に採用される従来公知のものを使用することができ、導電性材料により形成されていればよく、金メッキを施したステンレスプレート等の金属が例示される。
　本発明の実施形態に係る燃料電池は、燃料電池を構成する部材として公知の部材をさらに備えることができる。当該部材は、例えば、燃料電池をセル単体としてみるとガスケット、燃料供給板、酸素流路、燃料流路、外部回路等が挙げられる。また、燃料電池をシステムとしてみると燃料供給装置、酸化剤供給装置、加湿装置、発電状況を検知する温度センサー、酸素センサー、フローメーター、湿度センサー等である。
　本発明の実施形態に係る燃料電池のより具体的な構成を図３に示す。図３は本発明の実施形態に係る燃料電池を模式的に示す分解斜視図である。
　図３に示す燃料電池においては、上から、集電体２、燃料供給板５、ガスケット６、ＭＥＡ（膜電極接合体）３、ガスケット６、燃料供給板５、集電体２が積層されている。ＭＥＡ（膜電極接合体）３は、図２にも示したように、アノード電極３１と電解質膜３２とカソード電極３３とが積層されて一体化されて成る。
　次に、本発明の実施形態に係る燃料電池の発電について説明する。
　本発明の実施形態に係る燃料電池における発電を、より具体的に説明すると、燃料としてギ酸塩を供給すると、アノード電極においては、ギ酸塩と水とが反応して炭酸水素塩、水素イオン、及び電子（ｅ－）が生成する。
　生成した炭酸水素塩は、ギ酸塩の製造に再利用することが可能である。
　生成した水素イオンは、アノード電極とカソード電極との間に配置された電解質膜を介してカソード電極側へ供給される。
　アノード電極で発生し、外部回路を介して移動する電子（ｅ－）と、電解質膜を介して供給された水素イオン（２Ｈ＋）と、カソード電極に供給された酸素（Ｏ２）とが反応して、水（Ｈ２Ｏ）を生成する。生成した水（Ｈ２Ｏ）はアノード電極において再利用が可能である。
　このようなアノード電極およびカソード電極における電気化学的反応によって、起電力が生じ、発電が行われる。
　例えば、燃料としギ酸ナトリウムを用いた場合には、上記反応は、アノード電極におけるアノード反応、カソード電極におけるカソード反応、および全体として、次の反応式（１）～（３）で表すことができる。
　（１）アノード反応：
　ＨＣＯＯＮａ　＋　Ｈ２Ｏ→　ＮａＨＣＯ３　＋　２Ｈ＋　＋　２ｅ－
　（２）カソード反応：
　１／２Ｏ２　＋　２Ｈ＋　＋　２ｅ－→　Ｈ２Ｏ
　（３）全体の反応
　ＨＣＯＯＮａ　＋　１／２Ｏ２→　ＮａＨＣＯ３
　なお、この燃料電池の運転条件は、特に限定されないが、燃料電池の温度が、例えば、３０℃以上、好ましくは６０℃以上、より好ましくは６５℃以上であり、また、例えば、１００℃以下、好ましくは９０℃以下として設定される。
　従来の、燃料としてギ酸塩を使用した固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）においては、固体高分子電解質膜アノード触媒層に含まれるバインダーポリマーとしてアニオン交換型のものやノニオン型のものを用いたＰＥＦＣが検討されていた。このアニオン交換型又はノニオン型ＰＥＦＣは、反応に必要なギ酸塩に対し、発生する電子の量が少なく、発電効率に劣る。また、炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウムが発生する等、炭素資源やナトリウム資源等の再利用が煩雑である。
　これに対し、本発明の実施形態に係る燃料電池は、燃料としてギ酸塩を使用し、アノード電極の前記触媒層がバインダーとして、カチオン交換樹脂を含むため、上記（１）のアノード反応に示されるように、反応に必要なギ酸塩に対し、発生する電子の量が多く、発電効率に優れる。また、生成する炭酸水素塩はギ酸塩の生成に再利用することができ、カーボンリサイクルが可能である。更に、発電原理上ＣＯ２の発生を防止することでき、環境への負荷が少ない。
　そして、このような燃料電池の用途としては、例えば、自動車、船舶、航空機などにおける駆動用モータの電源、工場やオフィス、家庭などにおける定置電源、携帯電話機などの通信端末や電子機器における電源などが挙げられる。
〔ギ酸塩の製造方法〕
　本発明の実施形態に係るギ酸塩の製造方法は、上記燃料電池による発電で生成した炭酸水素塩と、水素との反応によりギ酸塩を生成する工程を含む。
　本発明の実施形態に係る燃料電池の発電により上記反応式（１）～（３）に示すように、炭酸水素塩が生成する。そして、生成した炭酸水素塩と、水素との反応によりギ酸塩を生成する。
　ギ酸塩を生成する工程においては、例えば、Ｎａｔｕｒｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｖｏｌｕｍｅ　４，ｐａｇｅ３８３－３８８（２０１２）に記載のような方法を使えば、溶媒の存在下、触媒を用いて、炭酸水素塩と、水素とを反応させ反応液中にギ酸塩を生成させることができる。
　ギ酸塩を生成する工程においては、更に二酸化炭素を供給し、燃料電池の発電時にロスした炭素源を補い、水素との反応性を上げてもよい。
（二酸化炭素及び水素）
　本発明の実施形態に用いられる水素としては、水素ガスボンベおよび液体水素のいずれをも利用できる。水素供給源としては、例えば、製鉄の製錬過程で発生する水素や、曹達製造過程で発生する水素等を用いることができる。また、水の電気分解から発生する水素を活用することもできる。
　本発明の実施形態に二酸化炭素を用いる場合、用いられる二酸化炭素としては、純粋な二酸化炭素ガスでもであってもよく、二酸化炭素以外の成分を含む混合ガスであってもよい。二酸化炭素ガスと他のガスをそれぞれ導入してもよく、導入の前に混合ガスとしてもよい。
　二酸化炭素以外の成分としては、窒素、アルゴン等の不活性ガス、水蒸気、排ガス等に含まれるその他の任意の成分が挙げられる。
　二酸化炭素としては、二酸化炭素ガスボンベ、液体二酸化炭素、超臨界二酸化炭素およびドライアイス等を用いることができる。
　水素ガスと二酸化炭素ガスは、反応系に、それぞれ単独で導入しても、混合ガスとして導入してもよい。
　反応に用いる二酸化炭素及び水素や触媒、溶媒などの反応容器内への導入方法については、特に制限されないが、すべての原料などを一括で導入してもよく、一部またはすべての原料などを段階的に導入してもよく、一部またはすべての原料などを連続的に導入してもよい。また、これらの方法を組み合わせた導入方法でもよい。
（炭酸水素塩）
　本発明の実施形態に用いる炭酸水素塩は、第一の工程で生成した炭酸水素塩である。
　本発明の実施形態に用いる炭酸水素塩としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。
　本発明の実施形態に係る発電方法は、上述のギ酸塩の製造方法により得られた前記ギ酸塩を用いて上述の燃料電池により再度発電を行う発電方法である。
　上記のとおり、本発明の実施形態に係る燃料電池の発電により生成する炭酸水素塩は、ギ酸塩の製造に再利用することができ、カーボンリサイクルが可能である。
　以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
〔実施例１～１４〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を３０分間、２ｍｏｌ／ｌのＮａＣｌ溶液に浸漬し、Ｎａイオンで置換された固体高分子電解質膜を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例１～１４の燃料電池を組み上げた。
〔実施例１５～１６、実施例３８～３９〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液０．４５ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例１５～１６及び実施例３８～３９の燃料電池を組み上げた。
〔実施例１７～１９〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液０．４５ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を３０分間、２ｍｏｌ／ｌのＮａＣｌ溶液に浸漬し、Ｎａイオンで置換された固体高分子電解質膜を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例１７～１９の燃料電池を組み上げた。
〔実施例２０～２２、実施例４０～４３〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液０．９０ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例２０～２２及び実施例４０～４３の燃料電池を組み上げた。
〔実施例２３～２５〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液０．９０ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を３０分間、２ｍｏｌ／ｌのＮａＣｌ溶液に浸漬し、Ｎａイオンで置換された固体高分子電解質膜を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例２３～２５の燃料電池を組み上げた。
　また、出力密度は各プロットでの電圧と電流密度との積により算出し、各プロットにおける出力密度のうち最大値を最大出力（ｍＷ／ｃｍ２）とした。
　結果を、表１に示す。
〔実施例２６～２８、実施例４４～４５〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液３．６ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例２６～２８及び実施例４４～４５の燃料電池を組み上げた。
〔実施例２９～３１〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液３．６ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を３０分間、２ｍｏｌ／ｌのＮａＣｌ溶液に浸漬し、Ｎａイオンで置換された固体高分子電解質膜を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例２９～３１の燃料電池を組み上げた。
〔実施例３２～３４〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液０．９０ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、アニオン交換樹脂として５％ＳｕｓｔａｉｎｉｏｎＸＢ－７エタノール分散液（Ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例３２～３４の燃料電池を組み上げた。
〔実施例３５～３７〕
　以下に説明するようにして、図３の断面図に示した構成の燃料電池を作製した。
　まず、燃料電池を構成するＭＥＡ３を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、カチオン交換樹脂として５％Ｎａｆｉｏｎ（５％ナフィオンＴＭ　分散溶液ＤＥ５２１　ＣＳタイプ，　Ｃｈｅｍｏｕｒｓ社製）の分散液０．９０ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、アノード電極３１を作製した。
　触媒（Ｐｄ／Ｃ（３０質量％Ｐｄ／Ｃ，石福金属興業株式会社））０．０９ｇとイオン交換した蒸留水０．７ｇ、２－プロパノールを５．１ｇ、アニオン交換樹脂として５％ＳｕｓｔａｉｎｉｏｎＸＡ－９エタノール分散液（Ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）１．８ｇを混合して、超音波処理を１８分行い電極用のインクを作製した。
　次に、作製した電極用のインクを、カーボンクロス（Ｃｌｏｔｈ　Ａ，　Ｅ－Ｔｅｋ社製）から成る拡散層３４に、超音波スプレー装置で塗布し、８０℃で１時間乾燥させて、カソード電極３３を作製した。
　次に、電解質膜３２としてＮＲ２１２（デュポン社製）を用意して、この固体高分子電解質膜を、アノード電極３１及びカソード電極３３によって挟み、１４０℃、５ＭＰａで５分ホットプレスを行った。
　このようにして、電極面積が４．８４ｃｍ２である、ＭＥＡ３を作製した。
　作製したＭＥＡ３を、集電体、燃料供給機能などを有する、ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ社製の品番ＦＣ－０５－０２－Ｈ２Ｒのセルに組み込むことで、実施例３５～３７の燃料電池を組み上げた。
〔比較例１〕
　図３に示した構造の燃料電池を、アノード触媒層およびカソード触媒層に含まれるバインダーに、５％Ｎａｆｉｏｎ分散液ではなく、アニオン交換樹脂として５％ＳｕｓｔａｉｎｉｏｎＸＢ－７エタノール分散液（Ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）を使用した以外は、実施例１と同様に作製して、比較例１の燃料電池とした。
〔電流－電圧特性及び最大出力の測定〕
　実施例及び比較例の燃料電池を使用し、表１及び表２に記載のとおり実施例１～４５及び比較例１の条件でギ酸塩水溶液と酸素を供給して、燃料電池を指定の温度に保った。酸素については、酸素ボンベから供給された酸素を、表１及び表２に記載された条件で水中に浸漬した加湿チューブ（ＡＧＣエンジニアリング，ＳＷＴ－１．３－０１５）に導入して加湿し加湿酸素を得た。酸素の湿度は、加湿チューブを浸漬した水温（加湿温度℃）を変更することにより制御した。加湿酸素を燃料電池へと供給して発電試験を行った。
　各燃料電池を北斗電工株式会社製の電気化学測定システム：Ｈｚ－７０００に接続し、表１及び表２の運転条件でそれぞれ発電を行い、電位を開回路電位から５ｍＶ／ｓの速度で０Ｖまで走査したときの電流の測定を行い、電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を測定した。得られた結果を図４～図１８に示す。
　図４～図１８は、それぞれ、実施例及び比較例の燃料電池について、実施例１～１４及び比較例１の条件の電流－電圧特性試験における電圧（Ｖ）と電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）との関係、および電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）と出力密度（ｍＷ／ｃｍ２）との関係をプロットした結果を示す図である。
　上記実施例及び比較例について、結果を表１及び２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１～１４の燃料電池は、実施例１～５、７～１４の条件においては、比較例１に比べ大きな最大出力が得られ、１ｍｏｌ／Ｌのギ酸ナトリウム原料から得られる出力としては十分大きく、発電効率に優れることが示された。また、駆動温度を６０℃とした実施例６の条件においても、１ｍｏｌ／Ｌのギ酸ナトリウムを原料として９ｍＷ／ｃｍ２の最大出力が得られ、高温の方が高出力が得やすいと言える。また、実施例１～１４の燃料電池においては、電解質膜はカチオン交換膜であり、かつ、触媒層がバインダーとしてカチオン交換樹脂を含むため、発電により炭酸水素ナトリウムが生成し、燃料電池の燃料であるギ酸ナトリウムの製造に再利用が可能である。一方、比較例１の燃料電池においては、８０℃の駆動温度であっても十分な出力が得られないことが明らかとなった。
　実施例１５～３１の結果から、カソード電極、電解質膜の置換カチオン種を変更した場合においても、比較例１に比べ大きな最大出力が得られ、１ｍｏｌ／Ｌのギ酸ナトリウム原料から得られる出力としては十分大きく、発電効率に優れることが示された。
　また、アノード電極の触媒層におけるバインダーの含有量／触媒の含有量の質量比（Ｉ／Ｃ）が０．２５～１．０の範囲内である実施例８および１５～２５は、実施例２６～３１と比べ大きな最大出力が得られ、発電効率により優れることが示された。
　そして、実施例２０～２２の燃料電池の、カソード電極の触媒層におけるバインダーをアニオン交換樹脂に変更した実施例３２～３７においても、比較例１よりも大きな最大出力が得られた。
　実施例１５、実施例２２、実施例２７、および実施例３８～４５の結果から、ＭＥＡの組成やアノード電極側の燃料の供給量によって適切な酸素ガスの湿度が異なることがわかる。
　供給する酸素ガスの湿度を適切に制御することで、実施例４３および実施例３８においてはそれぞれ最大出力が７８ｍＷ／ｃｍ２および６６ｍＷ／ｃｍ２であり、酸素ガスの湿度が低い実施例４０、実施例２２、および実施例１５と比較すると高い最大出力を示しており、性能が向上していることがわかる。
　実施例２７と実施例４４～４５の比較や、実施例１５と実施例３８～３９の比較により、供給する酸素ガスの湿度が高くなるほど性能が落ちる場合があることがわかる。水の供給が過剰となることでカソード電極側でフラッディング現象が生じ、酸素ガスの拡散性が阻害されたことが要因と考えられる。
〔実施例４６～５１（定電流試験）〕
　上記実施例１～１４、１５～１６、１７～１９、２６～２８、２９～３１と同様に製造した燃料電池を使用し、実施例４６～５１の試験を行った。
〔定電流試験と発電後生成物の定量〕
　一定電流（設定電流：７５０ｍＡ）で、表３の運転条件で発電を行った。
　そして、発電を行いながら実施例１と同様の操作により電圧の時間変化を測定した。
　実施例４６について、測定結果として得られた、時間経過（ｓ）と電圧（Ｖ）との関係を、図１９に示す。
　実施例４６について、発電前後のアノード電極側の水溶液中の成分を分析することで、発電による生成物を明らかにした。まず、発電前後のギ酸ナトリウムの定量をＨＰＬＣ（ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）にて行った。水溶液を測り取り、２０質量％の塩酸によって１００倍希釈し、ＨＰＬＣのサンプルとした。
　ＨＰＬＣは以下の条件により行った。定量用標準物質にはギ酸（和光純薬製）濃度が０．００１～０．１質量％となるよう調整したギ酸水溶液を用いた。
　装置：ＬＣ－ＭＳ２０２０（島津製作所製）
　カラム：ＹＭＣ－Ｔｒｉａｒｔ　Ｃ１８（３．０ｍｍΦ×１５ｃｍ，平均粒径５μｍ，平均細孔径１２ｎｍ）
　カラム温度：４０℃
　移動相：Ａ液　２ｍｍｏｌ／Ｌ　ＫＨ２ＰＯ４，
　　　　　Ｂ液　アセトニトリル
　グラジエント条件：０～８分，Ｂ液０％（ホールド）→８～１６分，Ｂ液０～８０％（グラジエント）→１６～２６分，Ｂ液８０％（ホールド）→２６～２６．１分，Ｂ液８０～０％（グラジエント）→２６．１～３６分，Ｂ液０％（ホールド）
　流速：０．５ｍＬ／ｍｉｎ
　検出：ＵＶ２１０ｎｍ
　上記分析により、発電前のギ酸ナトリウム濃度は０．９２ｍｏｌ／Ｌ、発電後のギ酸ナトリウム濃度は０．５１ｍｏｌ／Ｌであることが分かった。
　次に、発電後の炭酸水素ナトリウムの定量を行った。発電後のアノード電極側の水溶液を５ｍＬ採取し、塩化カルシウムを０．５５ｇ加えた。発生したガスを水上置換法によって採取したところ、２３ｍＬのガスが得られた。炭酸水素ナトリウムと塩化カルシウムは以下の反応を起こすことが分かっているため、得られたガスは二酸化炭素である。計算により、発電後の炭酸水素ナトリウム濃度は０．４１ｍｏｌ／Ｌであることが分かった。
　　２ＮａＨＣＯ３　＋　ＣａＣｌ２　→　２ＮａＣｌ　＋　ＣａＣＯ３　＋　Ｈ２Ｏ　＋　ＣＯ２↑
　したがって、発電によって消費されたギ酸ナトリウムが、定量的に炭酸水素ナトリウムとして排出されることが分かった。得られた炭酸水素ナトリウムは、従来報告されている水素化反応によってギ酸ナトリウムに戻すことが可能なため、炭素源のリサイクルの可能性を示すことができた。
　実施例４７～５１の燃料電池について、実施例４６と同様に発電前後のアノード電極側の水溶液中の成分を分析することで、発電による生成物を明らかにした。また、該分析により得られた発電前のギ酸ナトリウム濃度、発電後のギ酸ナトリウム濃度、発電後の炭酸水素ナトリウム濃度について表３に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例４７～５１の燃料電池についても、実施例４６と同様に発電によって消費されたギ酸ナトリウムが、定量的に炭酸水素ナトリウムとして排出されることが分かった。得られた炭酸水素ナトリウムは、従来報告されている水素化反応によってギ酸ナトリウムに戻すことが可能なため、炭素源のリサイクルの可能性を示すことができた。
　上記実施例及び比較例について、結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　実施例４６においては、実施例３と同程度の最大出力が得られ、表４の条件における発電時間は４５９０秒であり、１ｍｏｌ／Ｌのギ酸ナトリウムから十分な出力が得られた。
　また、実施例４７～５１においては、それぞれ実施例１５、１８、２７、３０と同程度の最大出力が得られ、表４の条件における発電時間は２６４０秒～４８００秒であり、１ｍｏｌ／Ｌのギ酸ナトリウムから十分な出力が得られた。
　本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明の実施形態に係る燃料電池は、高い効率で発電でき、該燃料電池の発電により生成する化合物を有効的に再利用し得るギ酸塩の製造方法、及び発電方法の提供が可能である。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０２１年７月１日出願の日本特許出願（特願２０２１－１１０２６８）及び２０２２年３月２３日出願の日本特許出願（特願２０２２－０４７３８３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
２　集電体
３　ＭＥＡ（膜電極接合体）
５　燃料供給板
６　ガスケット
３１　アノード電極
３２　電解質膜
３３　カソード電極
３４　拡散層
３５　触媒層（燃料極）
３６　触媒層（空気極）
３７　拡散層

Claims (6)

  1. 　燃料としてギ酸塩を使用する燃料電池であって、
    拡散層と触媒層とから成るアノード電極と、
    拡散層と触媒層とから成るカソード電極と、
    前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置された電解質膜と、
    アノード側の集電体と、
    カソード側の集電体とを備え、
    前記電解質膜はカチオン交換膜であり、
    前記アノード電極の前記触媒層が触媒と、バインダーとしてカチオン交換樹脂とを含む、燃料電池。
  2. 　前記ギ酸塩が、ギ酸ナトリウム、又はギ酸カリウムである、請求項１に記載の燃料電池。
  3. 　前記ギ酸塩はギ酸塩水溶液の状態で前記燃料電池に供給され、該ギ酸塩水溶液中の前記ギ酸塩の濃度は０．１～１０ｍｏｌ／Ｌである、請求項１又は２に記載の燃料電池。
  4. 　前記アノード電極の前記触媒層における、前記触媒の含有量と前記バインダーの含有量の質量比である前記バインダーの含有量／前記触媒の含有量が、３．０以下である、請求項１又は２に記載の燃料電池。
  5. 　請求項１又は２に記載の燃料電池による発電で生成した炭酸水素塩と、水素との反応によりギ酸塩を生成する工程を含む、ギ酸塩の製造方法。
  6. 　請求項５に記載の製造方法により得られた前記ギ酸塩を用いて請求項１又は２に記載の燃料電池により再度発電を行う、発電方法。
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