專利名稱：固體高分子電解質(zhì)膜、膜電極接合體及采用它的燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體高分子電解質(zhì)膜、膜-電極接合體(下面簡稱MEA)及采用它的固體高分子型燃料電池(下面簡稱PEFC)，直接甲醇型燃料電池(下面簡稱DMFC)。
背景技術(shù)：
燃料電池，由于其低公害性及高能量效率，作為未來的新能源而受到期待。所謂燃料電池，意指氫氣、甲醇等燃料，用氧進(jìn)行電化學(xué)氧化，把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能后取出。
PEFC，用氫作燃料，在低溫下工作，輸出功率密度高，可小型化，故適于作為家庭用分散電源、業(yè)務(wù)用分散電源、汽車用移動電源等，其開發(fā)在不斷發(fā)展。DMFC，用甲醇作燃料，輸出功率密度高，攜帶方便，故作為個人電腦、手提電話等移動儀器的電源進(jìn)行開發(fā)。作為燃料電池的固體高分子電解質(zhì)膜，可以使用Nafion(注冊商標(biāo)，Dupont社制造)、Aciplex(注冊商標(biāo)，旭化成工業(yè)株式會社制造)、Flemion(注冊商標(biāo)，旭硝子株式會社制造)等具有高質(zhì)子傳導(dǎo)性的氟類電解質(zhì)膜或具有離子交換器的烴類電解質(zhì)膜。
為了謀求燃料電池的高效率化、高輸出功率密度化等的性能提高，要求減少固體高分子電解質(zhì)膜的離子傳導(dǎo)電阻，提高離子傳導(dǎo)率。作為降低固體高分子電解質(zhì)膜的離子傳導(dǎo)電阻的方法，有減少膜厚的方法。膜厚的減少，會引起膜的機械強度下降，加工性、操作性的下降等問題發(fā)生。
為了解決上述問題，可以采用用增強材料增強電解質(zhì)膜的方法。專利文獻(xiàn)1中公開了往重均分子量5×105以上聚烯烴構(gòu)成的多孔性薄膜的空孔中填充離子交換樹脂的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜。
因此，在這些燃料電池中，通過電極反應(yīng)，在固體高分于電解質(zhì)膜與電極的界面形成的電極催化劑層中，生成過氧化物，該過氧化物邊擴散邊自由基化而形成過氧化物自由基，浸蝕電解質(zhì)，發(fā)生使其老化的現(xiàn)象。該過氧化物自由基的生成，特別是為了保持供給燃料(氣體或液體)或電解質(zhì)在濕潤狀態(tài)，向供給燃料混合霧滴，被從該霧滴的供給配管洗提的金屬離子(Fe2+、Cu2+等)促進(jìn)。在這里，為了避免該問題，開發(fā)出耐氧化性優(yōu)良的各種電解質(zhì)材料，其中，特別是Dupont社制造的名為Nafion的全氟磺酸類高分子，是全氟類電解質(zhì)材料，由于具有C-F鍵，化學(xué)穩(wěn)定性高，幾乎不被過氧化物氧化，是極優(yōu)良的材料。
然而，氟類電解質(zhì)膜存在制造工序多、材料成本高的缺點，難以在日常生活中應(yīng)用。另一方面，烴類電解質(zhì)膜，可以舉出專利文獻(xiàn)2中公開的導(dǎo)入了磺酸基的聚醚磺酸樹脂膜等。
但是，烴類電解質(zhì)膜與Nafion為代表的全氟類電解質(zhì)膜相比，具有制造容易、成本低的優(yōu)點，另一方面，存在通過電極反應(yīng)生成的過氧化物而侵蝕容易，耐氧化性低的問題。其理由認(rèn)為是，烴的骨架部分易受過氧化物的氧化反應(yīng)，但過氧化氫究竟如何使固體高分子電解質(zhì)膜老化尚不明確。
專利文獻(xiàn)3、4是在電極催化劑層與電解質(zhì)層的中間，形成含過氧化氫分解催化劑的金屬氧化物的層，抑制電解質(zhì)膜老化。然而，這些膜電極接合體，長壽命的影響小，由于加入了添加劑，電解質(zhì)膜的離子傳導(dǎo)電阻加大，膜的制作工藝復(fù)雜，結(jié)果導(dǎo)致成本高的問題發(fā)生。
特開昭64-22932號公報[專利文獻(xiàn)2]特開平10-45913號公報[專利文獻(xiàn)3]特開2005-216701號公報[專利文獻(xiàn)4]特開2005-353408號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的課題是提供一種低成本、長壽命的電解質(zhì)膜及膜電極接合體。
本發(fā)明人為了達(dá)到上述目的，采用在一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)至少1層的多孔體中浸漬電解質(zhì)的具有多孔層的烴類固體高分子復(fù)合膜，進(jìn)行DMFC的連續(xù)發(fā)電試驗，通過對發(fā)電前后的固體高分子電解質(zhì)膜的斷面觀察，可以確認(rèn)在發(fā)電試驗后，與空氣極相鄰的電解質(zhì)層厚度，比發(fā)電試驗前減少，電解質(zhì)膜老化的主要原因是膜的厚度變薄。關(guān)于與空氣極相鄰的電解質(zhì)層厚度的減少，可以認(rèn)為是通過空氣極電極催化劑層生成的過氧化氫，生成過氧化氫自由基，分解烴電解質(zhì)的主鏈，使分子量變小而溶解，厚度減少。因此，發(fā)現(xiàn)了空氣極電極催化劑層與多孔層之間的電解質(zhì)層厚度，對電解質(zhì)膜的壽命有很大影響。
然而，當(dāng)固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜的整個厚度改變時，則發(fā)生固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜的離子傳導(dǎo)電阻加大的問題。
鑒于上述狀況，本發(fā)明人在一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)至少1層的多孔體中浸漬電解質(zhì)的具有多孔層的電解質(zhì)膜中，使1個電解質(zhì)層的厚度、離子交換基當(dāng)量重量及平均分子量的任何1個比另1個大，或在厚度、離子交換基當(dāng)量重量及平均分子量的任何1個大的電解質(zhì)層形成空氣極催化劑層，另1個形成燃料極催化劑層，由此可得到長壽命的膜電極接合體，完成本發(fā)明。
另外，由于DMFC與PEFC中空氣極側(cè)的反應(yīng)一樣，故認(rèn)為通過PEFC中同樣的現(xiàn)象使電池性能惡化，本發(fā)明認(rèn)為在PEFC用固體高分子電解質(zhì)膜中也有用。
在本發(fā)明中，用作電解質(zhì)膜的電解質(zhì)膜，只要具有離子傳導(dǎo)性，具有燃料電池使用溫度以上耐熱性的電解質(zhì)膜即可，未作特別限定。
所謂用作電解質(zhì)層的烴類高分子電解質(zhì)，優(yōu)選使用聚醚砜類高分子化合物、聚醚醚酮類高分子化合物、聚苯硫醚高分子化合物、聚苯醚類高分子化合物、聚砜類高分子化合物及聚醚酮類高分子化合物的任何一種。
在本發(fā)明中，一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)至少1層的多孔體具有浸漬電解質(zhì)的多孔層的電解質(zhì)膜的一個電解質(zhì)層的厚度，只要比另1個電解質(zhì)層的厚度大即可。在本發(fā)明使用的電解質(zhì)膜中，1個電解質(zhì)層的厚度為90μm以下。優(yōu)選70μm以下，更優(yōu)選10～40μm。另1個電解質(zhì)層的厚度為50μm以下。優(yōu)選30μm以下，更優(yōu)選5～20μm。對電解質(zhì)復(fù)合膜的總厚度未作特別限定，優(yōu)選10～200μm。特別優(yōu)選30～100μm。為了得到耐實際應(yīng)用的膜強度，優(yōu)選厚度大于10μm者，為了降低膜電阻，即為了提高發(fā)電性能，優(yōu)選厚度低于200μm者。
在本發(fā)明中，一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)至少1層的多孔體具有浸漬電解質(zhì)的多孔層的電解質(zhì)膜的一個電解質(zhì)層的離子交換基當(dāng)量重量，只要比另1個電解質(zhì)層的離子交換基當(dāng)量大即可，對離子交換基當(dāng)量重量的值與具有不同的離子交換基當(dāng)量重量的電解質(zhì)層的數(shù)目未作特別限定。這里的所謂離子交換基，只要是傳導(dǎo)離子的即可而未作特別限定，具體的可以舉出磺酸基、膦酸基、羧酸基、磺酰胺基、磺酰亞胺基、烷基磺酸基、烷基膦酸基、烷基羧酸基。另外，這些質(zhì)子傳導(dǎo)性取代基的抗衡離子未必是質(zhì)子，含少量銨離子或金屬離子也可。
在本發(fā)明中，一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)至少1層的多孔體具有浸漬電解質(zhì)的多孔層的電解質(zhì)膜的一個電解質(zhì)層的離子交換基當(dāng)量重量，只要比另1個離子交換基當(dāng)量重量大即可，也可以采用不同的電解質(zhì)，對電解質(zhì)的種類數(shù)未作特別限定。本發(fā)明中使用的固體高分子電解質(zhì)的離子交換基當(dāng)量重量為250～2500g/當(dāng)量。優(yōu)選的離子交換基當(dāng)量重量為300～1500g/當(dāng)量，更優(yōu)選530～970g/當(dāng)量。當(dāng)離子交換基當(dāng)量重量超過2500g/當(dāng)量時，輸出功率性能降低，當(dāng)?shù)陀?50g/當(dāng)量時，該聚合體的耐水性降低，均不優(yōu)選。
還有，所謂本發(fā)明的離子交換基當(dāng)量，表示導(dǎo)入每單位離子交換基當(dāng)量的聚合物的分子量，該值愈小表示離子交換基的導(dǎo)入度愈大。離子交換基當(dāng)量重量，可通過1H-NMR光譜、元素分析、特公平1-52866號說明書中記載的酸堿滴定、非水酸堿滴定(標(biāo)準(zhǔn)液為甲醇鉀的苯·甲醇溶液)等進(jìn)行測定。
在本發(fā)明中，一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)至少1層的多孔體具有浸漬電解質(zhì)的多孔層的電解質(zhì)膜的一個電解質(zhì)層的數(shù)均分子量，只要比另1個數(shù)均分子量大即可。本發(fā)明中使用的固體高分子電解質(zhì)的數(shù)均分子量，該分子量用GPC法測定，換算成聚苯乙烯的數(shù)均分子量表示，達(dá)到10000～200000。優(yōu)選20000～170000，更優(yōu)選25000～150000。當(dāng)小于10000時，電解質(zhì)膜的強度降低，當(dāng)大于150000時，輸出功率性能降低，均不優(yōu)選。
發(fā)明的效果按照本發(fā)明，可以提供長壽命的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜。


圖1為本發(fā)明的高分子電解質(zhì)復(fù)合膜的斷面圖。
圖2為本發(fā)明的直接甲醇型燃料電池發(fā)電裝置圖。
圖3為本發(fā)明的固體高分子型氫-氧型燃料電池發(fā)電裝置圖。
1...電解質(zhì)復(fù)合膜、2...多孔層、3...電解質(zhì)層、4...比電解質(zhì)層3厚度大的電解質(zhì)層、5...陽極，6...陰極，7...陽極擴散層，8...陰極擴散層，9...陽極集電體，10...陰極集電體，11...燃料，12...空氣，13...陽極端子，14...陰極端子，15...陽極端板，16...陰極端板，17...墊圈，18...O型環(huán)，19...螺栓/螺母，20...隔膜的燃料流路、21...隔膜的空氣流路、22...氫+水，23...氫，24...水，25...空氣+水。
具體實施例方式
下面通過實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明又不受其限定。
(電解質(zhì)復(fù)合膜的制造)把數(shù)均分子量4×104、離子交換當(dāng)量重量8×102g/當(dāng)量的磺化聚醚砜(S-PES)溶于N，N-二甲基乙酰胺中，制成30重量％的電解質(zhì)溶液。把該電解質(zhì)溶液在玻璃基板上流延涂布，使在其上設(shè)置聚烯烴多孔膜而浸漬，再在其上流延涂布電解質(zhì)溶液。此時，通過控制電解質(zhì)的流延量，改變高分子層的兩面的電解質(zhì)層的厚度。然后，于80℃20分鐘、再于120℃20分鐘加熱干燥，除去溶液中的溶劑，制成一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)具有多孔層的電解質(zhì)膜，一個電解質(zhì)層的厚度比另一個電解質(zhì)層厚度大的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜。圖1示出該固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜的斷面結(jié)構(gòu)圖。1為電解質(zhì)復(fù)合膜，2為多孔層，3為電解質(zhì)層，4為比電解質(zhì)層3厚度大的電解質(zhì)層。通過對所得到的電解質(zhì)復(fù)合膜的斷面觀察，電解質(zhì)復(fù)合膜整個厚度為40μm，電解質(zhì)層4的厚度為20μm，電解質(zhì)層3的厚度為5μm。
(膜電極接合體的制作)在燃料極及炭黑上采用分別負(fù)載25重量％的Pt與25重量％的Ru的電極催化劑，作為空氣極，采用負(fù)載50重量％的Pt的電極催化劑。在該電極催化劑中稱量、混合Nafion溶液，使電極催化劑與Nafion的重量比達(dá)到1∶9，制成電極催化劑膏。把該電極催化劑膏噴涂在電解質(zhì)膜上，形成電極催化劑層。此時，在厚度大的電解質(zhì)層上形成空氣極催化劑層，在另一個上形成燃料極催化劑層。
(電解質(zhì)復(fù)合膜的制造)把數(shù)均分子量4×104、離子交換當(dāng)量重量11×102g/當(dāng)量的磺化聚醚砜(S-PES)溶于N，N-二甲基乙酰胺中，制成30重量％的電解質(zhì)溶液。把該電解質(zhì)溶液在玻璃基板上流延涂布，在其上設(shè)置聚烯烴多孔膜使浸漬，再在其上流延涂布實施例1制造的電解質(zhì)溶液。然后，于80℃20分鐘、再于120℃20分鐘加熱干燥，除去溶液中的溶劑，制成一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)具有多孔層的電解質(zhì)膜，一個電解質(zhì)層的離子交換當(dāng)量重量比另一個電解質(zhì)層的離子交換當(dāng)量重量大的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜。通過對所得到的電解質(zhì)復(fù)合膜的斷面觀察，電解質(zhì)復(fù)合膜整個厚度為40μm，電解質(zhì)層的厚度分別為12μm。
(膜電極接合體的制造)采用與實施例1同樣的方法制造。此時，離子交換當(dāng)量重量大的電解質(zhì)層上形成空氣極催化劑層，在另一個上形成燃料極催化劑層。
(電解質(zhì)復(fù)合膜的制造)把數(shù)均分子量7×104、離子交換當(dāng)量重量8×102g/當(dāng)量的磺化聚醚砜溶于N，N-二甲基乙酰胺中，制成30重量％的電解質(zhì)溶液。把該電解質(zhì)溶液在玻璃基板上流延涂布，在其上設(shè)置聚烯烴多孔膜使浸漬，再在其上流延涂布實施例1制造的電解質(zhì)溶液。然后，于80℃20分鐘、再于120℃20分鐘加熱干燥，除去溶液中的溶劑，制成一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)具有多孔層的電解質(zhì)膜，一個電解質(zhì)層的平均分子量比另一個電解質(zhì)層的平均分子量大的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜。通過對所得到的電解質(zhì)復(fù)合膜的斷面觀察，電解質(zhì)復(fù)合膜整個厚度為40μm，電解質(zhì)層的厚度分別為12μm。
(膜電極接合體的制造)采用與實施例1同樣的方法制造。此時，在平均分子量大的電解質(zhì)層上形成空氣極催化劑層，在另一個上形成燃料極催化劑層。
(電解質(zhì)復(fù)合膜的制造)把數(shù)均分子量9×104、離子交換當(dāng)量重量7×102g/當(dāng)量的硫代甲基化聚醚砜(SM-PES)溶于N，N-二甲基乙酰胺中，制成23重量％的電解質(zhì)溶液。把該電解質(zhì)溶液在玻璃基板上流延涂布，在其上設(shè)置聚烯烴多孔膜使浸漬，再在其上流延涂布實施例1制造的電解質(zhì)溶液。然后，于80℃20分鐘、再于120℃20分鐘加熱干燥，除去溶液中的溶劑，制成一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)具有多孔層的電解質(zhì)膜，一個電解質(zhì)層的平均分子量比另一個電解質(zhì)層的平均分子量大的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜。通過對所得到的電解質(zhì)復(fù)合膜的斷面觀察，電解質(zhì)復(fù)合膜整個厚度為40μm，電解質(zhì)層的厚度分別為12μm。
(膜電極接合體的制造)
采用與實施例1同樣的方法制造。此時，在SM-PES電解質(zhì)層上形成空氣極催化劑層，在另一個上形成燃料極催化劑層。
把實施例1中制造的電解質(zhì)溶液在玻璃基板上流延涂布，在其上設(shè)置聚烯烴多孔膜使浸漬，再在其上流延涂布電解質(zhì)溶液。然后，于80℃20分鐘、再于120℃20分鐘加熱干燥，除去溶液中的溶劑，制成一對電解質(zhì)層的內(nèi)側(cè)具有多孔層的電解質(zhì)膜，一個電解質(zhì)層的厚度與另一個電解質(zhì)層的厚度同樣的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜。通過對所得到的電解質(zhì)復(fù)合膜的斷面觀察，電解質(zhì)復(fù)合膜整個厚度為40μm，電解質(zhì)層的厚度分別為12μm。
(DMFC電池性能評價)采用圖2所示的DMFC發(fā)電裝置單元，裝入上述實施例1～3、比較例1中制造的電極接合體，測定電池性能。在圖1中，1為高分子電解質(zhì)膜，5為陽極，6為陰極，7為陽極擴散層，8為陰極擴散層，9為陽極集電體，10為陰極集電體，11為燃料，12為空氣，13為陽極端子，14為陰極端子，15為陽極端板，16為陰極端板，17為墊圈，18為O型環(huán)，19為螺栓/螺母。作為燃料，使10重量％甲醇水溶液在燃料極側(cè)循環(huán)，以自然呼氣方式向空氣極側(cè)供給空氣。邊施加50mA/cm2的負(fù)荷邊于35℃連續(xù)運行。
表1示出采用實施例1～3及比較例1制造的膜電極接合體進(jìn)行DMFC連續(xù)發(fā)電試驗的結(jié)果。從表1可知，與比較例的電解質(zhì)膜相比，采用本發(fā)明的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜的DMFC壽命長。即使進(jìn)行PEFC連續(xù)試驗也可見同樣的結(jié)果。
表1

(PEFC電池性能評價)采用圖3所示的以氫氣作燃料的小型單電池單元，裝入上述實施例1與比較例1中制造的膜電極接合體，測定電池性能。在圖3中，1為高分子電解質(zhì)膜，5為陽極，6為陰極，7為陽極擴散層，8為陰極擴散層，20為導(dǎo)電性隔膜(雙向極板)的燃料流路，其兼有極室分離與向電極供給氣體通路的作用，21為導(dǎo)電性隔膜(雙向極板)的空氣用流路，其兼有極室分離與向電極供給氣體通路的作用，22為燃料的氫與水，23為氫，24為水，25為空氣，26為空氣與水。小型單電池單元設(shè)置在恒溫槽中，通過插入隔膜內(nèi)的熱電偶(未圖示)，控制恒溫槽的溫度使溫度達(dá)到70℃。陽極與陰極的加濕，采用外部加濕器，控制加濕器的溫度在70～73℃之間，使加濕器出口附近的露點達(dá)到70℃。露點除采用露點計測定外，對加濕水的消費量進(jìn)行常時計測，確認(rèn)從反應(yīng)氣體流量、溫度、壓力求出的露點達(dá)到規(guī)定的值。負(fù)荷電流密度為250mA/cm2、氫利用率為70％、空氣利用率為40％時進(jìn)行發(fā)電約8小時/日，其余進(jìn)行熱保存運行。
表2示出采用實施例1及比較例1制造的膜電極接合體進(jìn)行PEFC連續(xù)發(fā)電試驗的結(jié)果。從表2可知，與比較例的電解質(zhì)膜相比，采用本發(fā)明的固體高分子電解質(zhì)復(fù)合膜的PEFC壽命長。
表2

產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的高分子電解質(zhì)復(fù)合膜，除氫-氧型燃料電池外，采用乙醇作燃料，在作為直接供給燃料電池型的DMFC中也可以使用。
權(quán)利要求
1.甲醇燃料電池用電解質(zhì)膜，其中包括具有離子導(dǎo)電性的第1電解質(zhì)層；具有離子導(dǎo)電性，比上述第1電解質(zhì)層厚的第2電解質(zhì)層；在該第1電解質(zhì)層與該第2電解質(zhì)層之間形成的浸漬了離子導(dǎo)電性電解質(zhì)的多孔層。
2.甲醇燃料電池用電解質(zhì)膜，其中包括具有離子導(dǎo)電性的第1電解質(zhì)層；具有離子導(dǎo)電性，離子交換當(dāng)量比上述第1電解質(zhì)層大的第2電解質(zhì)層；在該第1電解質(zhì)層與該第2電解質(zhì)層之間形成的浸漬了離子導(dǎo)電性電解質(zhì)的多孔層。
3.甲醇燃料電池用電解質(zhì)膜，其中包括具有離子導(dǎo)電性的第1電解質(zhì)層；具有離子導(dǎo)電性，數(shù)均分子量比上述第1電解質(zhì)層大的第2電解質(zhì)層；在該第1電解質(zhì)層與該第2電解質(zhì)層之間形成的浸漬了離子導(dǎo)電性電解質(zhì)的多孔層。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的固體高分子電解質(zhì)膜，其特征在于，上述第1電解質(zhì)層為烴類電解質(zhì)層，上述第2電解質(zhì)層為化學(xué)式不同的烴類電解質(zhì)層。
5.按照權(quán)利要求1～3中任何一項所述的固體高分子電解質(zhì)膜，其特征在于，該固體高分子電解質(zhì)膜為具有離子交換基的芳香烴類高分子電解質(zhì)。
6.按照權(quán)利要求1所述的固體高分子電解質(zhì)膜，其特征在于，該固體高分子電解質(zhì)膜為具有離子交換基的聚醚砜。
7.按照權(quán)利要求6所述的固體高分子電解質(zhì)膜，其特征在于，上述離子交換基為磺酸基。
8.按照權(quán)利要求1所述的固體高分子電解質(zhì)膜，其特征在于，在該固體高分子電解質(zhì)膜中，上述第1電解質(zhì)層的厚度與上述第2電解質(zhì)層的厚度之比為1∶10～4∶5。
9.按照權(quán)利要求1所述的固體高分子電解質(zhì)膜，其特征在于，在該固體高分子電解質(zhì)膜中，上述第1電解質(zhì)層的厚度為5～40μm，上述第2電解質(zhì)層的厚度為10～50μm。
10.使用權(quán)利要求1所述的甲醇燃料電池用電解質(zhì)膜的膜電極接合體，其特征在于，在上述固體高分子電解質(zhì)膜中，與上述第2電解質(zhì)層相鄰，形成空氣極催化劑層，與上述第1電解質(zhì)層相鄰，形成燃料極催化劑層。
11.使用權(quán)利要求2所述的甲醇燃料電池用電解質(zhì)膜的膜電極接合體，其特征在于，在上述固體高分子電解質(zhì)膜中，與上述第2電解質(zhì)層相鄰，形成空氣極催化劑層，與上述第1電解質(zhì)層相鄰，形成燃料極催化劑層。
12.使用權(quán)利要求3所述的甲醇燃料電池用電解質(zhì)膜的膜電極接合體，其特征在于，在上述固體高分子電解質(zhì)膜中，與上述第2電解質(zhì)層相鄰，形成空氣極催化劑層，與上述第1電解質(zhì)層相鄰，形成燃料極催化劑層。
13.燃料電池，其中具有權(quán)利要求10～12所述的膜電極接合體的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減緩空氣極電極催化劑層產(chǎn)生的過氧化物所引起的老化，低成本、長壽命的電解質(zhì)膜及膜電極接合體。本發(fā)明的電解質(zhì)膜，其中包括具有離子傳導(dǎo)性的第1電解質(zhì)層；具有離子導(dǎo)電性，在表面接觸甲醇時，比上述第1電解質(zhì)層厚的或離子交換當(dāng)量大的或數(shù)均分子量大的第2電解質(zhì)層；在該第1電解質(zhì)層與該第2電解質(zhì)層之間形成的浸漬了離子導(dǎo)電性電解質(zhì)的多孔層。
文檔編號C08J5/22GK101087029SQ20071007890
公開日2007年12月12日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者大沼篤彥, 本棒英利, 小林稔幸 申請人:株式會社日立制作所