固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置
【課題】セパレータおよびガス拡散材を有さない、構造が簡素で、低コストな固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置を提供すること。
【解決手段】固体高分子型燃料電池の構造を、絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有する構造とすること。
【解決手段】固体高分子型燃料電池の構造を、絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有する構造とすること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス拡散材およびセパレータを有さない固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子型燃料電池のセルデザインとして、固体高分子電解質膜（プロトン伝導性高分子層）の一方の面にアノード、他方の面にカソードを設けた膜電極接合体（ＭＥＡ）の両側に、セパレータを配した単電池セルを複数個積層したセルデザインが用いられている。（特許文献１参照）
【０００３】
アノードに対向するセパレータ表面には、燃料ガスを流通させるための凹溝状の燃料ガス流路が設けられている。
また、カソードに対向するガスセパレータ表面には、酸化剤ガスを流通させるための凹溝状の酸化剤ガス流路が設けられている。
【０００４】
固体高分子型燃料電池の発電方法としては、燃料ガス流路に水素を主体とした燃料ガスを供給すると共に、酸化剤ガス流路に酸化剤ガス（通常は空気）を供給することにより、固体高分子電解質膜（プロトン伝導性高分子層）を介して、（燃料ガスに含まれる）水素と（酸化剤ガスに含まれる）酸素に下記の電気化学反応を生じさせる方法を用いている。
【０００５】
アノード；Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ− （１）
カソード；４Ｈ＋＋４ｅ−＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ （２）
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のセルデザインは、セパレータや、燃料ガスおよび酸化剤ガスを（アノードおよびカソードに付属する）触媒層の面内に均一に拡散させるためのガス拡散材を必要とするため、複雑な構造で、コストが高くなってしまっている。
【０００８】
本発明の課題は、セパレータおよびガス拡散材を有さない、構造が簡素で、低コストな固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、絶縁性の基板に複数のスルーホールを形成する工程と、該スルーホール表面に燃料極および酸化剤極を形成する工程と、該燃料極および該酸化剤極に接するように前記絶縁性の基板上に水素イオン伝導性高分子層を形成する工程を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記アノード、前記カソード、および、該アノードと該カソードに接している前記プロトン伝導性高分子層からなる複数の単電池セルが、前記絶縁性基板の表裏面に配置され、該複数の単電池セルが、配線によって直列または並列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記絶縁性基板が、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記フェノール樹脂基板が、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記エポキシ樹脂基板が、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記アノードおよび前記カソードが、触媒を担持した電子伝導性物質、および、プロトン伝導性物質からなることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記電子伝導性物質が、二酸化珪素、または、カーボンであることを特徴とする請求項７に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記プロトン伝導性物質が、ポリフルオロスルホン酸、ポリエーテルスルフォン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、または、スルホン化ポリイミドであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、前記触媒が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属からなることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、前記触媒の平均粒径（体積平均粒径（Ｄｖ））が１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、前記触媒と前記電子伝導性物質の配合比率が、重量比で１：２〜２：１であることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、前記プロトン伝導性高分子層がポリフルオロスルホン酸からなることを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、請求項２乃至請求項１３のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池、燃料改質器、該燃料改質器から前記固体高分子型燃料電池のアノードへ燃料ガスを供給するための燃料ガス供給路、前記固体高分子型燃料電池のカソードへ酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給路、および、前記燃料ガス供給路に一酸化炭素除去装置を設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池装置である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項２の発明は、固体高分子型燃料電池の構造を、絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有する構造とすることにより、セパレータおよびガス拡散材が不要となり、固体高分子型燃料電池の構造を簡素化でき、また、固体高分子型燃料電池のコストを下げることができるものである。
【００２４】
請求項３の発明は、前記アノード、前記カソード、および、該アノードと該カソードに接している前記プロトン伝導性高分子層からなる複数の単電池セルを、前記絶縁性基板の表裏面に配置し、該複数の単電池セルを、配線によって直列または並列に接続することにより、用途に応じた燃料電池を構成することができるものである。
固体高分子型燃料電池の単電池セルの理論起電圧は１．２３Ｖしかないが、前記単電池セルどうしを、配線を用いて電気的直列に接続することにより、高電圧を得ることが可能となる。
【００２５】
請求項４の発明は、前記絶縁性基板を、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板とすることにより、固体高分子型燃料電池の動作温度（８０〜１２０℃）に耐久可能な固体高分子型燃料電池を得ることができるものである。
【００２６】
請求項５の発明は、前記フェノール樹脂基板として、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板を用いることにより、高強度かつ寸法安定性の良い固体高分子型燃料電池を得ることができるものである。
【００２７】
請求項６の発明は、前記エポキシ樹脂基板として、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板を用いることにより、高強度かつ寸法安定性の良い固体高分子型燃料電池を得ることができるものである。
【００２８】
請求項１０の発明は、触媒が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属からなるが、これら１Ｂ族または８族の金属は酸素還元能力、水素酸化能力が高いので、触媒効率の良い固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００２９】
請求項１１の発明は、触媒の平均粒径（体積平均粒径（Ｄｖ））を１ｎｍ以上５ｎｍ以下とすることにより、触媒の単位重量当たりの表面積を非常に大きくすることができ、触媒効率の良い出力特性に優れた固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００３０】
請求項１２の発明は、前記触媒と前記電子伝導性物質の配合比率を、重量比で１：２〜２：１にすることにより、触媒効率および出力特性に優れた固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００３１】
請求項１３の発明は、プロトン伝導性高分子層をポリフルオロスルホン酸とすることにより、化学的に非常に安定した高出力の固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００３２】
ポリフルオロスルホン酸は、炭化水素系イオン交換膜のＣ−Ｈ結合をフッ素で置換した物である。
電気陰性度の高いフッ素原子が導入されているので、化学的に非常に安定しており、また、スルホン酸基の乖離度が高く、高いプロトン伝導性を保持している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の固体高分子型燃料電池の構造を、図１を基に説明する。
【００３４】
本発明の固体高分子型燃料電池は、貫通孔２０（燃料ガス流路）および貫通孔４０（酸化剤ガス流路）が形成された絶縁性基板１０´と、貫通孔２０（燃料ガス流路）表面に形成されたアノード２と、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）表面に形成されたカソード４と、該アノー２ドと該カソード４に接するように前記絶縁性基板１０´上に形成されたプロトン伝導性高分子層３と、配線１を有した構造となっている。
【００３５】
アノード２、カソード４には触媒を担持した電子伝導性物質およびプロトン伝導性物質が含まれる。
【００３６】
本発明の固体高分子型燃料電池の動作を、図２を基に説明する。
【００３７】
燃料ガス中のＨ２は、貫通孔２０（燃料ガス流路）からアノード２に含まれる触媒表面に供給され、触媒の働きによって下記の式（３）の反応によってＨ＋とｅ−とに分れる。（図２（ａ）（ｂ）参照）
【００３８】
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ− （３）
【００３９】
アノード２に含まれる触媒表面にて発生したＨ＋は、アノード２に含まれるプロトン伝導性物質を通り、その後、プロトン伝導性高分子層３を通り、その後、カソード４に含まれるプロトン伝導性物質を通り、その後、カソード４に含まれる触媒表面に達する。（図２（ｂ）参照）
【００４０】
アノード２に含まれる触媒表面にて発生したｅ−は外部回路１００を通ってカソード４に含まれる触媒表面に達する。（図２（ｂ）参照）
【００４１】
カソード４に含まれる触媒表面に達したＨ＋およびｅ−は、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）からカソード４に含まれる触媒表面に達した酸素と、カソード４に含まれる触媒の働きにより、下記の式（４）の反応によってＨ２Ｏとなる。（図２（ｃ）（ｄ）参照）
【００４２】
４Ｈ＋＋４ｅ−＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ （４）
【００４３】
本発明の固体高分子型燃料電池の作製方法を、図３を基に説明する。
【００４４】
まず、絶縁性基板１０に貫通孔２０（燃料ガス流路）、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）を形成する。（図３（ｂ）参照）
【００４５】
絶縁性基板１０としては、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板を用いることができ、フェノール樹脂基板としては、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板が好ましく、エポキシ樹脂基板としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板が好ましい。
【００４６】
貫通孔２０（燃料ガス流路）、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）の形成方法としては、打ち抜き加工法、ドリル加工法または、レーザ加工法を用いることができる。
【００４７】
次に、貫通孔２０（燃料ガス流路）表面にアノード２、および、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）表面にカソード４を形成する。（図３（ｃ）参照）
【００４８】
アノード２およびカソード４の材料としては、プロトン伝導性物質であるポリフルオロスルホン酸、スルホン基含有パーフルオロカーボン、ポリエーテルスルフォン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリイミド等、および、電子伝導性物質である二酸化珪素、カーボン（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、フラーレンなど）等、および、触媒であるＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属を用いることができる。
【００４９】
アノード２およびカソード４の形成方法としては、触媒を担持した電子伝導性物質とプロトン伝導性物質を、アルコール（メタノール、エタノール、１−プロパノ―ル、２−プロパノ―ル、１−ブタノ−ル、２−ブタノ−ル、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンタノ−ル、ノルマルプロピルアルコール等）、および、水に溶解して触媒インクを生成した後、触媒インクを（貫通孔を形成した）絶縁性基板１０´上にスクリーン印刷する方法を用いることができる。
【００５０】
触媒と電子伝導性物質は、重量比で１：２〜２：１の範囲にすることが好ましい。
【００５１】
次に、アノード２およびカソード４に接するように（貫通孔を形成した）絶縁性基板１０´上にプロトン伝導性高分子層３を形成する。（図３（ｄ）参照）
【００５２】
プロトン伝導性高分子層３の材料としては、ポリフルオロスルホン酸、スルホン基含有パーフルオロカーボン、または、カルボキシル基含有パーフルオロカーボンを用いることができる。
【００５３】
プロトン伝導性高分子層３の形成方法としては、ポリフルオロスルホン酸、スルホン基含有パーフルオロカーボン、または、カルボキシル基含有パーフルオロカーボンを、アルコール（メタノール、エタノール、１−プロパノ―ル、２−プロパノ―ル、１−ブタノ−ル、２−ブタノ−ル、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンタノ−ル、ノルマルプロピルアルコール等）、および、水に溶解した溶解液を生成した後、溶解液をアノード２およびカソード４に接するように（貫通孔を形成した）絶縁性基板１０´上にスクリーン印刷する方法を用いることができる。
【００５４】
次に、配線１を絶縁性基板１０´上に形成する。（図３（ｅ）参照）
【００５５】
配線１の材料としては、銀の微粉末を有機溶媒と樹脂中に分散させた銀ペーストや、銅の微粉末を有機溶媒と樹脂中に分散させた銅ペーストを用いることができる。
【００５６】
有機溶媒としては、ブチルカルビトールを用いることができる。
【００５７】
樹脂としては、ビニル基を有するフェノール樹脂を用いることができる。
【００５８】
配線１の形成方法としては、銀ペーストまたは銅ペーストを粘度３０〜４０Ｐａ・ｓに調整し、その後、スクリーン印刷する方法を用いることができる。
【実施例】
【００５９】
まず、厚さ８０μｍのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板（ＦＲ−４）（日立化成工業社製、ＭＣＬ−Ｅ−６７）に付着したゴミを、エアーガンを用いて除去した後、鉄板にベークライトを重ねて構成した打抜台上にセットした。
【００６０】
次に、打抜台上にセットしたガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板をプレス機に組み込んだ打抜刃で打ち抜き、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板に直径３ｍｍの貫通孔を複数個形成した。
【００６１】
次に、以下の組成になるように、平均粒径が３ｎｍのＰｔを担持したカーボンブラック（Ｐｔ：カーボンブラック＝１：１（重量比））、ポリフルオロスルホン酸（プロトン伝導性物質）を溶媒に溶解し、その後、周波数４０ｋＨｚで１５分間超音波撹拌することにより、触媒インクを調整した。
・Ｐｔを担持したカーボンブラック（電子伝導性物質） ７．５重量％
・ポリフルオロスルホン酸（プロトン伝導性物質） ２．５重量％
・水 ３０．０重量％
・ＩＰＡ（イソプロピルアルコール） ３０．０重量％
・ＮＰＡ（ノルマルプロピルアルコール） ３０．０重量％
【００６２】
触媒インクを、回転粘度計（リオン社製、ビスコテスターＶＴ−０４）を用いて測定したところ、触媒インクの粘度は、２５℃下において３００ｍＰａ・Ｓであった。
【００６３】
次に、調整した触媒インクを＃２５０ＳＵＳメッシュ×乳剤厚２０μｍ×線径０．０５ｍｍのスクリーン上に載せた。
【００６４】
次に、スキージ圧５ｋｇｆ／ｃｍ２、スキージ速度１００ｍｍ／秒、スクリーンと貫通孔形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板のクリアランスが２．５ｍｍの条件にて触媒インクを貫通孔形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板上に押し出し（スクリーン印刷し）、その後、窒素雰囲気中において１２０℃下で１時間の熱処理を施し、その後、３０分間放冷し、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板に形成された貫通孔表面にアノードおよびカソードを形成した。
【００６５】
次に、以下の組成になるように、ポリフルオロスルホン酸を溶媒に溶解し、その後、周波数４０ｋＨｚで１５分間超音波撹拌することにより、溶解液を調整した。
・ポリフルオロスルホン酸 １０．０重量％
・水 ３０．０重量％
・ＩＰＡ（イソプロピルアルコール） ３０．０重量％
・ＮＰＡ（ノルマルプロピルアルコール） ３０．０重量％
【００６６】
溶解液を、回転粘度計（リオン社製、ビスコテスターＶＴ−０４）を用いて測定したところ、溶解液の粘度は、２５℃下において２９０ｍＰａ・Ｓであった。
【００６７】
次に、調整した溶解液を＃２５０ＳＵＳメッシュ×乳剤厚２０μｍ×線径０．０５ｍｍのスクリーン上に載せた。
【００６８】
次に、スキージ圧５ｋｇｆ／ｃｍ２、スキージ速度１００ｍｍ／秒、スクリーンと貫通孔形成済みのガラスエポキシ基板のクリアランスが２．５ｍｍの条件にて、溶解液がアノードおよびカソードに接するように、溶解液を（アノードおよびカソードが形成された）ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板上に押し出し（スクリーン印刷し）、その後、窒素雰囲気中において１２０℃下で１時間の熱処理を施し、その後、３０分間放冷し、プロトン伝導性高分子層を形成した。
【００６９】
次に、導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所製、ＬＳ−５０４Ｊ）を、ブチルカルビトールを用いて希釈することにより、粘度３５Ｐａ・Ｓ（２５℃下における回転粘度計（リオン社製、ビスコテスターＶＴ−０４）測定値）に調整した。
【００７０】
次に、調整した導電性銀ペーストを＃２００ＳＵＳメッシュ×乳剤厚２０μｍ×線径０．０５ｍｍのスクリーン上に載せた。
【００７１】
次に、スキージ圧５ｋｇｆ／ｃｍ２、スキージ速度１００ｍｍ／秒、スクリーンとプロトン伝導性高分子層形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板のクリアランスが２．５ｍｍの条件にて、導電性銀ペーストをプロトン伝導性高分子層形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板上に押し出し（スクリーン印刷し）、その後、窒素雰囲気中において１５０℃下で３０分間の熱処理を施し、その後、３０分間放冷することにより、配線を作製し、固体高分子型燃料電池を得た。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の、固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置は、パソコン、ビデオカメラ、家庭用給湯器、ロボット、衛星、電気自動車、携帯端末装置（携帯電話、ＰＤＡ等）などの電源に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の固体高分子型燃料電池の構造を説明するための正面図である。
【図２】本発明の固体高分子型燃料電池の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の固体高分子型燃料電池の作製方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・・・配線
２・・・・・アノード（燃料極）
３・・・・・プロトン伝導性高分子層（水素イオン伝導性高分子層）
４・・・・・カソード（酸化剤極）
１０・・・・絶縁性基板（絶縁性の基板）
１０´・・・（貫通孔（スルーホール）を形成した）絶縁性基板（絶縁性の基板）
２０・・・・貫通孔（スルーホール）（燃料ガス流路）
４０・・・・貫通孔（スルーホール）（酸化剤ガス流路）
１００・・・外部回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス拡散材およびセパレータを有さない固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子型燃料電池のセルデザインとして、固体高分子電解質膜（プロトン伝導性高分子層）の一方の面にアノード、他方の面にカソードを設けた膜電極接合体（ＭＥＡ）の両側に、セパレータを配した単電池セルを複数個積層したセルデザインが用いられている。（特許文献１参照）
【０００３】
アノードに対向するセパレータ表面には、燃料ガスを流通させるための凹溝状の燃料ガス流路が設けられている。
また、カソードに対向するガスセパレータ表面には、酸化剤ガスを流通させるための凹溝状の酸化剤ガス流路が設けられている。
【０００４】
固体高分子型燃料電池の発電方法としては、燃料ガス流路に水素を主体とした燃料ガスを供給すると共に、酸化剤ガス流路に酸化剤ガス（通常は空気）を供給することにより、固体高分子電解質膜（プロトン伝導性高分子層）を介して、（燃料ガスに含まれる）水素と（酸化剤ガスに含まれる）酸素に下記の電気化学反応を生じさせる方法を用いている。
【０００５】
アノード；Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ− （１）
カソード；４Ｈ＋＋４ｅ−＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ （２）
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のセルデザインは、セパレータや、燃料ガスおよび酸化剤ガスを（アノードおよびカソードに付属する）触媒層の面内に均一に拡散させるためのガス拡散材を必要とするため、複雑な構造で、コストが高くなってしまっている。
【０００８】
本発明の課題は、セパレータおよびガス拡散材を有さない、構造が簡素で、低コストな固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、絶縁性の基板に複数のスルーホールを形成する工程と、該スルーホール表面に燃料極および酸化剤極を形成する工程と、該燃料極および該酸化剤極に接するように前記絶縁性の基板上に水素イオン伝導性高分子層を形成する工程を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記アノード、前記カソード、および、該アノードと該カソードに接している前記プロトン伝導性高分子層からなる複数の単電池セルが、前記絶縁性基板の表裏面に配置され、該複数の単電池セルが、配線によって直列または並列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記絶縁性基板が、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記フェノール樹脂基板が、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記エポキシ樹脂基板が、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記アノードおよび前記カソードが、触媒を担持した電子伝導性物質、および、プロトン伝導性物質からなることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記電子伝導性物質が、二酸化珪素、または、カーボンであることを特徴とする請求項７に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記プロトン伝導性物質が、ポリフルオロスルホン酸、ポリエーテルスルフォン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、または、スルホン化ポリイミドであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、前記触媒が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属からなることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、前記触媒の平均粒径（体積平均粒径（Ｄｖ））が１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、前記触媒と前記電子伝導性物質の配合比率が、重量比で１：２〜２：１であることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、前記プロトン伝導性高分子層がポリフルオロスルホン酸からなることを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池である。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、請求項２乃至請求項１３のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池、燃料改質器、該燃料改質器から前記固体高分子型燃料電池のアノードへ燃料ガスを供給するための燃料ガス供給路、前記固体高分子型燃料電池のカソードへ酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給路、および、前記燃料ガス供給路に一酸化炭素除去装置を設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池装置である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項２の発明は、固体高分子型燃料電池の構造を、絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有する構造とすることにより、セパレータおよびガス拡散材が不要となり、固体高分子型燃料電池の構造を簡素化でき、また、固体高分子型燃料電池のコストを下げることができるものである。
【００２４】
請求項３の発明は、前記アノード、前記カソード、および、該アノードと該カソードに接している前記プロトン伝導性高分子層からなる複数の単電池セルを、前記絶縁性基板の表裏面に配置し、該複数の単電池セルを、配線によって直列または並列に接続することにより、用途に応じた燃料電池を構成することができるものである。
固体高分子型燃料電池の単電池セルの理論起電圧は１．２３Ｖしかないが、前記単電池セルどうしを、配線を用いて電気的直列に接続することにより、高電圧を得ることが可能となる。
【００２５】
請求項４の発明は、前記絶縁性基板を、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板とすることにより、固体高分子型燃料電池の動作温度（８０〜１２０℃）に耐久可能な固体高分子型燃料電池を得ることができるものである。
【００２６】
請求項５の発明は、前記フェノール樹脂基板として、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板を用いることにより、高強度かつ寸法安定性の良い固体高分子型燃料電池を得ることができるものである。
【００２７】
請求項６の発明は、前記エポキシ樹脂基板として、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板を用いることにより、高強度かつ寸法安定性の良い固体高分子型燃料電池を得ることができるものである。
【００２８】
請求項１０の発明は、触媒が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属からなるが、これら１Ｂ族または８族の金属は酸素還元能力、水素酸化能力が高いので、触媒効率の良い固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００２９】
請求項１１の発明は、触媒の平均粒径（体積平均粒径（Ｄｖ））を１ｎｍ以上５ｎｍ以下とすることにより、触媒の単位重量当たりの表面積を非常に大きくすることができ、触媒効率の良い出力特性に優れた固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００３０】
請求項１２の発明は、前記触媒と前記電子伝導性物質の配合比率を、重量比で１：２〜２：１にすることにより、触媒効率および出力特性に優れた固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００３１】
請求項１３の発明は、プロトン伝導性高分子層をポリフルオロスルホン酸とすることにより、化学的に非常に安定した高出力の固体高分子型燃料電池を作製することができるものである。
【００３２】
ポリフルオロスルホン酸は、炭化水素系イオン交換膜のＣ−Ｈ結合をフッ素で置換した物である。
電気陰性度の高いフッ素原子が導入されているので、化学的に非常に安定しており、また、スルホン酸基の乖離度が高く、高いプロトン伝導性を保持している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の固体高分子型燃料電池の構造を、図１を基に説明する。
【００３４】
本発明の固体高分子型燃料電池は、貫通孔２０（燃料ガス流路）および貫通孔４０（酸化剤ガス流路）が形成された絶縁性基板１０´と、貫通孔２０（燃料ガス流路）表面に形成されたアノード２と、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）表面に形成されたカソード４と、該アノー２ドと該カソード４に接するように前記絶縁性基板１０´上に形成されたプロトン伝導性高分子層３と、配線１を有した構造となっている。
【００３５】
アノード２、カソード４には触媒を担持した電子伝導性物質およびプロトン伝導性物質が含まれる。
【００３６】
本発明の固体高分子型燃料電池の動作を、図２を基に説明する。
【００３７】
燃料ガス中のＨ２は、貫通孔２０（燃料ガス流路）からアノード２に含まれる触媒表面に供給され、触媒の働きによって下記の式（３）の反応によってＨ＋とｅ−とに分れる。（図２（ａ）（ｂ）参照）
【００３８】
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ− （３）
【００３９】
アノード２に含まれる触媒表面にて発生したＨ＋は、アノード２に含まれるプロトン伝導性物質を通り、その後、プロトン伝導性高分子層３を通り、その後、カソード４に含まれるプロトン伝導性物質を通り、その後、カソード４に含まれる触媒表面に達する。（図２（ｂ）参照）
【００４０】
アノード２に含まれる触媒表面にて発生したｅ−は外部回路１００を通ってカソード４に含まれる触媒表面に達する。（図２（ｂ）参照）
【００４１】
カソード４に含まれる触媒表面に達したＨ＋およびｅ−は、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）からカソード４に含まれる触媒表面に達した酸素と、カソード４に含まれる触媒の働きにより、下記の式（４）の反応によってＨ２Ｏとなる。（図２（ｃ）（ｄ）参照）
【００４２】
４Ｈ＋＋４ｅ−＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ （４）
【００４３】
本発明の固体高分子型燃料電池の作製方法を、図３を基に説明する。
【００４４】
まず、絶縁性基板１０に貫通孔２０（燃料ガス流路）、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）を形成する。（図３（ｂ）参照）
【００４５】
絶縁性基板１０としては、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板を用いることができ、フェノール樹脂基板としては、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板が好ましく、エポキシ樹脂基板としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板が好ましい。
【００４６】
貫通孔２０（燃料ガス流路）、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）の形成方法としては、打ち抜き加工法、ドリル加工法または、レーザ加工法を用いることができる。
【００４７】
次に、貫通孔２０（燃料ガス流路）表面にアノード２、および、貫通孔４０（酸化剤ガス流路）表面にカソード４を形成する。（図３（ｃ）参照）
【００４８】
アノード２およびカソード４の材料としては、プロトン伝導性物質であるポリフルオロスルホン酸、スルホン基含有パーフルオロカーボン、ポリエーテルスルフォン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリイミド等、および、電子伝導性物質である二酸化珪素、カーボン（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、フラーレンなど）等、および、触媒であるＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属を用いることができる。
【００４９】
アノード２およびカソード４の形成方法としては、触媒を担持した電子伝導性物質とプロトン伝導性物質を、アルコール（メタノール、エタノール、１−プロパノ―ル、２−プロパノ―ル、１−ブタノ−ル、２−ブタノ−ル、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンタノ−ル、ノルマルプロピルアルコール等）、および、水に溶解して触媒インクを生成した後、触媒インクを（貫通孔を形成した）絶縁性基板１０´上にスクリーン印刷する方法を用いることができる。
【００５０】
触媒と電子伝導性物質は、重量比で１：２〜２：１の範囲にすることが好ましい。
【００５１】
次に、アノード２およびカソード４に接するように（貫通孔を形成した）絶縁性基板１０´上にプロトン伝導性高分子層３を形成する。（図３（ｄ）参照）
【００５２】
プロトン伝導性高分子層３の材料としては、ポリフルオロスルホン酸、スルホン基含有パーフルオロカーボン、または、カルボキシル基含有パーフルオロカーボンを用いることができる。
【００５３】
プロトン伝導性高分子層３の形成方法としては、ポリフルオロスルホン酸、スルホン基含有パーフルオロカーボン、または、カルボキシル基含有パーフルオロカーボンを、アルコール（メタノール、エタノール、１−プロパノ―ル、２−プロパノ―ル、１−ブタノ−ル、２−ブタノ−ル、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンタノ−ル、ノルマルプロピルアルコール等）、および、水に溶解した溶解液を生成した後、溶解液をアノード２およびカソード４に接するように（貫通孔を形成した）絶縁性基板１０´上にスクリーン印刷する方法を用いることができる。
【００５４】
次に、配線１を絶縁性基板１０´上に形成する。（図３（ｅ）参照）
【００５５】
配線１の材料としては、銀の微粉末を有機溶媒と樹脂中に分散させた銀ペーストや、銅の微粉末を有機溶媒と樹脂中に分散させた銅ペーストを用いることができる。
【００５６】
有機溶媒としては、ブチルカルビトールを用いることができる。
【００５７】
樹脂としては、ビニル基を有するフェノール樹脂を用いることができる。
【００５８】
配線１の形成方法としては、銀ペーストまたは銅ペーストを粘度３０〜４０Ｐａ・ｓに調整し、その後、スクリーン印刷する方法を用いることができる。
【実施例】
【００５９】
まず、厚さ８０μｍのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板（ＦＲ−４）（日立化成工業社製、ＭＣＬ−Ｅ−６７）に付着したゴミを、エアーガンを用いて除去した後、鉄板にベークライトを重ねて構成した打抜台上にセットした。
【００６０】
次に、打抜台上にセットしたガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板をプレス機に組み込んだ打抜刃で打ち抜き、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板に直径３ｍｍの貫通孔を複数個形成した。
【００６１】
次に、以下の組成になるように、平均粒径が３ｎｍのＰｔを担持したカーボンブラック（Ｐｔ：カーボンブラック＝１：１（重量比））、ポリフルオロスルホン酸（プロトン伝導性物質）を溶媒に溶解し、その後、周波数４０ｋＨｚで１５分間超音波撹拌することにより、触媒インクを調整した。
・Ｐｔを担持したカーボンブラック（電子伝導性物質） ７．５重量％
・ポリフルオロスルホン酸（プロトン伝導性物質） ２．５重量％
・水 ３０．０重量％
・ＩＰＡ（イソプロピルアルコール） ３０．０重量％
・ＮＰＡ（ノルマルプロピルアルコール） ３０．０重量％
【００６２】
触媒インクを、回転粘度計（リオン社製、ビスコテスターＶＴ−０４）を用いて測定したところ、触媒インクの粘度は、２５℃下において３００ｍＰａ・Ｓであった。
【００６３】
次に、調整した触媒インクを＃２５０ＳＵＳメッシュ×乳剤厚２０μｍ×線径０．０５ｍｍのスクリーン上に載せた。
【００６４】
次に、スキージ圧５ｋｇｆ／ｃｍ２、スキージ速度１００ｍｍ／秒、スクリーンと貫通孔形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板のクリアランスが２．５ｍｍの条件にて触媒インクを貫通孔形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板上に押し出し（スクリーン印刷し）、その後、窒素雰囲気中において１２０℃下で１時間の熱処理を施し、その後、３０分間放冷し、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板に形成された貫通孔表面にアノードおよびカソードを形成した。
【００６５】
次に、以下の組成になるように、ポリフルオロスルホン酸を溶媒に溶解し、その後、周波数４０ｋＨｚで１５分間超音波撹拌することにより、溶解液を調整した。
・ポリフルオロスルホン酸 １０．０重量％
・水 ３０．０重量％
・ＩＰＡ（イソプロピルアルコール） ３０．０重量％
・ＮＰＡ（ノルマルプロピルアルコール） ３０．０重量％
【００６６】
溶解液を、回転粘度計（リオン社製、ビスコテスターＶＴ−０４）を用いて測定したところ、溶解液の粘度は、２５℃下において２９０ｍＰａ・Ｓであった。
【００６７】
次に、調整した溶解液を＃２５０ＳＵＳメッシュ×乳剤厚２０μｍ×線径０．０５ｍｍのスクリーン上に載せた。
【００６８】
次に、スキージ圧５ｋｇｆ／ｃｍ２、スキージ速度１００ｍｍ／秒、スクリーンと貫通孔形成済みのガラスエポキシ基板のクリアランスが２．５ｍｍの条件にて、溶解液がアノードおよびカソードに接するように、溶解液を（アノードおよびカソードが形成された）ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板上に押し出し（スクリーン印刷し）、その後、窒素雰囲気中において１２０℃下で１時間の熱処理を施し、その後、３０分間放冷し、プロトン伝導性高分子層を形成した。
【００６９】
次に、導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所製、ＬＳ−５０４Ｊ）を、ブチルカルビトールを用いて希釈することにより、粘度３５Ｐａ・Ｓ（２５℃下における回転粘度計（リオン社製、ビスコテスターＶＴ−０４）測定値）に調整した。
【００７０】
次に、調整した導電性銀ペーストを＃２００ＳＵＳメッシュ×乳剤厚２０μｍ×線径０．０５ｍｍのスクリーン上に載せた。
【００７１】
次に、スキージ圧５ｋｇｆ／ｃｍ２、スキージ速度１００ｍｍ／秒、スクリーンとプロトン伝導性高分子層形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板のクリアランスが２．５ｍｍの条件にて、導電性銀ペーストをプロトン伝導性高分子層形成済みのガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板上に押し出し（スクリーン印刷し）、その後、窒素雰囲気中において１５０℃下で３０分間の熱処理を施し、その後、３０分間放冷することにより、配線を作製し、固体高分子型燃料電池を得た。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の、固体高分子型燃料電池およびその製造方法、並びに、それを用いた固体高分子型燃料電池装置は、パソコン、ビデオカメラ、家庭用給湯器、ロボット、衛星、電気自動車、携帯端末装置（携帯電話、ＰＤＡ等）などの電源に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の固体高分子型燃料電池の構造を説明するための正面図である。
【図２】本発明の固体高分子型燃料電池の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の固体高分子型燃料電池の作製方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・・・配線
２・・・・・アノード（燃料極）
３・・・・・プロトン伝導性高分子層（水素イオン伝導性高分子層）
４・・・・・カソード（酸化剤極）
１０・・・・絶縁性基板（絶縁性の基板）
１０´・・・（貫通孔（スルーホール）を形成した）絶縁性基板（絶縁性の基板）
２０・・・・貫通孔（スルーホール）（燃料ガス流路）
４０・・・・貫通孔（スルーホール）（酸化剤ガス流路）
１００・・・外部回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板に複数のスルーホールを形成する工程と、該スルーホール表面に燃料極および酸化剤極を形成する工程と、該燃料極および該酸化剤極に接するように前記絶縁性の基板上に水素イオン伝導性高分子層を形成する工程を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項２】
絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
前記アノード、前記カソード、および、該アノードと該カソードに接している前記プロトン伝導性高分子層からなる複数の単電池セルが、前記絶縁性基板の表裏面に配置され、該複数の単電池セルが、配線によって直列または並列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項４】
前記絶縁性基板が、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項５】
前記フェノール樹脂基板が、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項６】
前記エポキシ樹脂基板が、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項７】
前記アノードおよび前記カソードが、触媒を担持した電子伝導性物質、および、プロトン伝導性物質からなることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項８】
前記電子伝導性物質が、二酸化珪素、または、カーボンであることを特徴とする請求項７に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項９】
前記プロトン伝導性物質が、ポリフルオロスルホン酸、ポリエーテルスルフォン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、または、スルホン化ポリイミドであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１０】
前記触媒が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属からなることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１１】
前記触媒の平均粒径（体積平均粒径（Ｄｖ））が１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１２】
前記触媒と前記電子伝導性物質の配合比率が、重量比で１：２〜２：１であることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１３】
前記プロトン伝導性高分子層がポリフルオロスルホン酸からなることを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１４】
請求項２乃至請求項１３のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池、燃料改質器、該燃料改質器から前記固体高分子型燃料電池のアノードへ燃料ガスを供給するための燃料ガス供給路、前記固体高分子型燃料電池のカソードへ酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給路、および、前記燃料ガス供給路に一酸化炭素除去装置を設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池装置。
【請求項１】
絶縁性の基板に複数のスルーホールを形成する工程と、該スルーホール表面に燃料極および酸化剤極を形成する工程と、該燃料極および該酸化剤極に接するように前記絶縁性の基板上に水素イオン伝導性高分子層を形成する工程を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
【請求項２】
絶縁性基板と、該絶縁性基板に形成されたガス流路となる複数の貫通孔と、該貫通孔表面に形成されたアノードおよびカソードと、該アノードと該カソードに接するように前記絶縁性基板上に形成されたプロトン伝導性高分子層を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
前記アノード、前記カソード、および、該アノードと該カソードに接している前記プロトン伝導性高分子層からなる複数の単電池セルが、前記絶縁性基板の表裏面に配置され、該複数の単電池セルが、配線によって直列または並列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項４】
前記絶縁性基板が、フェノール樹脂基板、または、エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項５】
前記フェノール樹脂基板が、ガラス繊維補強型フェノール樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項６】
前記エポキシ樹脂基板が、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂基板であることを特徴とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項７】
前記アノードおよび前記カソードが、触媒を担持した電子伝導性物質、および、プロトン伝導性物質からなることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項８】
前記電子伝導性物質が、二酸化珪素、または、カーボンであることを特徴とする請求項７に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項９】
前記プロトン伝導性物質が、ポリフルオロスルホン酸、ポリエーテルスルフォン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、または、スルホン化ポリイミドであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１０】
前記触媒が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、ＯｓおよびＩｒから選ばれた１種または２種以上の金属からなることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１１】
前記触媒の平均粒径（体積平均粒径（Ｄｖ））が１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１２】
前記触媒と前記電子伝導性物質の配合比率が、重量比で１：２〜２：１であることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１３】
前記プロトン伝導性高分子層がポリフルオロスルホン酸からなることを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１４】
請求項２乃至請求項１３のいずれか１項に記載の固体高分子型燃料電池、燃料改質器、該燃料改質器から前記固体高分子型燃料電池のアノードへ燃料ガスを供給するための燃料ガス供給路、前記固体高分子型燃料電池のカソードへ酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給路、および、前記燃料ガス供給路に一酸化炭素除去装置を設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２９９６９３（Ｐ２００７−２９９６９３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２８２５０（Ｐ２００６−１２８２５０）
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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