燃料電池の製造方法
【課題】燃料拡散性の向上を図ることができ、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池の安定化を図り、低コストで燃料電池を製造することができる燃料電池の製造方法を提供すること。
【解決手段】
電解質層５および電解質層５に積層されるアノード電極６を備える膜・電極接合体２と、膜・電極接合体２に積層されるアノード側拡散層８とを備える単位セル１６を有する燃料電池１の製造において、まずアノード側拡散層８を水に浸漬し、その後膜・電極接合体２に接触するようにアノード側拡散層８を積層する。この燃料電池１の製造方法ではアノード側拡散層８を水に浸漬するため、最初の運転時からアノード側拡散層８の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。そのため、このような燃料電池１の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても燃料電池１の安定化を図ることができる燃料電池１を低コストで製造することができる。
【解決手段】
電解質層５および電解質層５に積層されるアノード電極６を備える膜・電極接合体２と、膜・電極接合体２に積層されるアノード側拡散層８とを備える単位セル１６を有する燃料電池１の製造において、まずアノード側拡散層８を水に浸漬し、その後膜・電極接合体２に接触するようにアノード側拡散層８を積層する。この燃料電池１の製造方法ではアノード側拡散層８を水に浸漬するため、最初の運転時からアノード側拡散層８の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。そのため、このような燃料電池１の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても燃料電池１の安定化を図ることができる燃料電池１を低コストで製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の製造方法、詳しくは、液体燃料が用いられる燃料電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体燃料を使用する燃料電池として、例えば、直接メタノール形燃料電池、直接ジメチルエーテル形燃料電池、ヒドラジン形燃料電池などが知られている。
【０００３】
液体燃料を使用する燃料電池は、具体的には、電解質層と、その電解質層を挟んで対向配置される燃料側電極および酸素側電極とを備える膜・電極接合体と、燃料側電極に対向配置される燃料側セパレータと、酸素側電極に対向配置される酸素側セパレータとを備える単位セルを有している。
【０００４】
そして、このような燃料電池においては、燃料や空気を円滑に拡散させ、また、生成する水を円滑に排出させるために、ガス拡散層基材を、膜・電極接合体と燃料側セパレータとの間、および、膜・電極接合体と酸素側セパレータとの間のそれぞれに介在させることが、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５７９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、上記したガス拡散層基材は、燃料拡散性を向上させ、燃料電池の性能の安定化を図るべく、最初の運転時に、液体燃料との親和性を確保する必要があり、長期間の慣らし運転を要するという不具合がある。
【０００７】
一方、例えば、ガス拡散層基材の燃料拡散性を向上させるために、ガス拡散層基材に対して、親水化処理することなども検討されるが、このような親水化処理には、手間やコストがかかるという不具合がある。
【０００８】
本発明の目的は、燃料拡散性の向上を図ることができ、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池の安定化を図り、低コストで燃料電池を製造することができる燃料電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池の製造方法は、電解質層、および、前記電解質層に積層される燃料側電極を備える膜・電極接合体と、前記膜・電極接合体に積層されるガス拡散層とを備える単位セルを有する燃料電池の製造方法であって、前記ガス拡散層を、水に浸漬する浸漬工程、および、前記膜・電極接合体に接触するように、前記ガス拡散層を積層する積層工程を備えることを特徴としている。
【００１０】
このような燃料電池の製造方法によれば、ガス拡散層を水に浸漬するため、最初の運転時から、ガス拡散層の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。
【００１１】
そのため、このような燃料電池の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池の安定化を図ることができる燃料電池を製造することができる。
【００１２】
また、本発明の燃料電池の製造方法は、さらに、前記浸漬工程の後、前記積層工程の前に、水に浸漬された前記ガス拡散層を凍結させる凍結工程を備えることが好適である。
【００１３】
このような燃料電池の製造方法では、積層工程において、ガス拡散層が水に浸漬および凍結されているため、ガス拡散層の剛性を確保することができ、積層工程における作業性（組み付け性）の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃料電池の製造方法では、ガス拡散層を水に浸漬するため、最初の運転時から、ガス拡散層の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。
【００１５】
そのため、このような燃料電池の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池の安定化を図ることができる燃料電池を、低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す燃料電池の製造方法を示す工程図であって、（ａ）は、ガス拡散層を水に浸漬する浸漬工程、（ｂ）は、ガス拡散層を凍結させる凍結工程、（ｃ）は、膜・電極接合体にガス拡散層を積層する積層工程、（ｄ）は、ガス拡散層に燃料供給部材および空気供給部材を積層する工程、（ｅ）は、これにより得られる単位セルを示す。
【図３】参考実施例に用いられたガス拡散層を示す。
【図４】参考比較例に用いられたガス拡散層を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．燃料電池
（１−１）燃料電池の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池を示す概略構成図、図２は、詳しくは後述するが、図１に示す燃料電池の製造方法を示す工程図である。
【００１８】
図１および図２において、燃料電池１は、液体の燃料成分が直接供給されるアニオン交換型燃料電池である。
【００１９】
燃料電池１に供給される燃料成分としては、例えば、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジン（水加ヒドラジン、無水ヒドラジンなどを含む）などが挙げられる。
【００２０】
燃料電池１は、膜・電極接合体２、膜・電極接合体２の一方側（アノード側）に積層されたガス拡散層としてのアノード側拡散層８、アノード側拡散層８における膜・電極接合体２の他方側に積層された燃料供給部材３、膜・電極接合体２の他方側（カソード側）に積層されたガス拡散層としてのカソード側拡散層９、および、カソード側拡散層９における膜・電極接合体２の他方側に積層された空気供給部材４を有する単位セル１６（燃料電池セル）が、複数積層されたスタック構造に形成されている。
【００２１】
なお、図１では、複数の単位セル１６のうち１つだけを取り出して分解して表し、その他の単位セル１６については積層状態を示している。また、図２では、複数の単位セル１６のうち１つだけを取り出してその製造方法を示し、その他の単位セル１６については省略している。
【００２２】
膜・電極接合体２は、図２（ｃ）〜（ｅ）に示されるように、電解質膜５、電解質膜５の厚み方向一方側の面（以下、単に一方面と記載する。）に形成される燃料側電極としてのアノード電極６、および、電解質膜５の厚み方向他方側の面（以下、単に他方面と記載する。）に形成されるカソード電極７を備えている。
【００２３】
電解質膜５は、アニオン成分が移動可能な層であり、例えば、アニオン交換膜を用いて形成されている。
【００２４】
アニオン交換膜としては、アニオン成分（例えば、水酸化物イオン（ＯＨ−）など）が移動可能な媒体であれば、特に限定されず、例えば、４級アンモニウム基、ピリジニウム基などのアニオン交換基を有する固体高分子膜（アニオン交換樹脂）が挙げられる。
【００２５】
アニオン交換膜を形成する固体高分子としては、例えば、ポリスチレンおよびその変性体などの炭化水素系の固体高分子膜などが挙げられる。
【００２６】
また、アニオン交換膜を形成する固体高分子は、その分子構造において、架橋構造を有していてもよい。
【００２７】
また、アニオン交換膜は、市販品として入手可能であり、例えば、セレミオン（旭硝子社製）、ネオセプタ（アストム社製）などが挙げられる。
【００２８】
また、電解質膜５の膜厚は、例えば、１０〜１００μｍである。
【００２９】
アノード電極６は、例えば、触媒を担持した触媒担体により形成されている。また、触媒担体を用いずに、触媒を、直接、アノード電極６として形成してもよい。
【００３０】
触媒としては、特に制限されず、例えば、白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ））、鉄族元素（鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ））などの周期表第８〜１０（ＶIII）族元素や、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの周期表第１１（ＩＢ）族元素などが挙げられる。これらのうち、好ましくは、ニッケルが挙げられる。また、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。
【００３１】
触媒担体としては、例えば、カーボンなどの多孔質物質が挙げられる。
【００３２】
アノード電極６の厚みは、例えば、１０〜２００μｍ、好ましくは、２０〜１００μｍである。
【００３３】
カソード電極７は、例えば、アノード電極６と同様に、触媒を担持した触媒担体により形成されている。
【００３４】
また、カソード電極７は、例えば、錯体形成有機化合物および／または導電性高分子とカーボンとからなる複合体（以下、この複合体を「カーボンコンポジット」という。）に、遷移金属が担持されている材料により形成されてもよい。
【００３５】
遷移金属としては、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ランタン（Ｌａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などが挙げられる。これらのうち、好ましくは、銀、コバルトが挙げられる。また、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。
【００３６】
錯体形成有機化合物は、金属原子に配位することによって、当該金属原子と錯体を形成する有機化合物であって、例えば、ピロール、ポルフィリン、テトラメトキシフェニルポルフィリン、ジベンゾテトラアザアヌレン、フタロシアニン、コリン、クロリンなどの錯体形成有機化合物またはこれらの重合体が挙げられる。これらのうち、好ましくは、ピロールの重合体であるポリピロールが挙げられる。また、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。
【００３７】
導電性高分子としては、上記錯体形成有機化合物と重複する化合物もあるが、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリビニルカルバゾール、ポリトリフェニルアミン、ポリピリジン、ポリピリミジン、ポリキノキサリン、ポリフェニルキノキサリン、ポリイソチアナフテン、ポリピリジンジイル、ポリチエニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルラン、ポリアセン、ポリフラン、ポリアズレン、ポリインドール、ポリジアミノアントラキノンなどが挙げられる。これらのうち、好ましくは、ポリピロールが挙げられる。また、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。
【００３８】
カソード電極７の厚みは、例えば、１０〜３００μｍ、好ましくは、２０〜１５０μｍである。
【００３９】
アノード側拡散層８としては、例えば、カーボンペーパーあるいはカーボンクロスなどが、必要によりフッ素処理されているガス透過性材料が挙げられる。また、アノード側拡散層８は、集電体としても作用する。
【００４０】
アノード側拡散層８は、市販品として入手可能であり、例えば、Ｂ−１ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｌｏｔｈ Ｔｙｐｅ Ａ Ｎｏ ｗｅｔ ｐｒｏｏｆｉｎｇ（ＢＡＳＦ社製）、ＥＬＡＴ（登録商標）、ＬＴ １４００−Ｗ（ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。
【００４１】
燃料供給部材３は、ガス不透過性の導電性部材からなり、アノード側拡散層８を介して、アノード電極６に液体燃料を供給する。また、燃料供給部材３は、セパレータとしても兼用される。燃料供給部材３には、その表面から凹む、例えば、葛折状などの溝が形成されている。そして、燃料供給部材３は、溝の形成された表面がアノード電極６に対向接触されている。これにより、アノード電極６の一方面と燃料供給部材３の他方面（溝の形成された表面）との間には、アノード電極６全体に燃料成分を接触させるための燃料供給路１０が形成される。
【００４２】
燃料供給路１０には、燃料成分を燃料供給部材３内に流入させるための燃料供給口１１が一端側（図２（ｅ）における紙面上側）に形成され、燃料成分を燃料供給部材３から排出するための燃料排出口１２が他端側（図２（ｅ）における紙面下側）に形成されている。
【００４３】
カソード側拡散層９としては、例えば、アノード側拡散層８として例示した、ガス透過性材料などが挙げられる。また、アノード側拡散層８と同様に、カソード側拡散層９も、集電体としても作用する。
【００４４】
空気供給部材４は、ガス不透過性の導電性部材からなり、カソード側拡散層９を介して、カソード電極７に空気を供給する。また、空気供給部材４は、セパレータとしても兼用される。空気供給部材４には、その表面から凹む、例えば、葛折状などの溝が形成されている。そして、空気供給部材４は、溝の形成された表面がカソード電極７に対向接触されている。これにより、カソード電極７の他方面と空気供給部材４の一方面（溝の形成された表面）との間には、カソード電極７全体に空気を接触させるための空気供給路１３が形成される。
【００４５】
空気供給路１３には、空気を空気供給部材４内に流入させるための空気供給口１４が一端側（図２（ｅ）における紙面上側）に形成され、空気を空気供給部材４から排出するための空気排出口１５が他端側（図２（ｅ）における紙面下側）に形成されている。
（１−２）燃料電池による発電
上記した燃料電池１では、燃料成分が燃料供給口１１からアノード電極６に供給される。一方、空気が空気供給口１４からカソード電極７に供給される。
【００４６】
アノード側では、液体燃料が、アノード電極６と接触しながら燃料供給路１０を通過する。一方、カソード側では、空気が、カソード電極７と接触しながら空気供給路１３を通過する。
【００４７】
そして、各電極（アノード電極６およびカソード電極７）において電気化学反応が生じ、起電力が発生する。例えば、液体燃料がメタノールである場合には、下記式（１）〜（３）の通りとなる。
（１） ＣＨ３ＯＨ＋６ＯＨ−→ＣＯ２＋５Ｈ２Ｏ＋６ｅ−（アノード電極６での反応）
（２） Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ− （カソード電極７での反応）
（３） ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ （燃料電池１全体での反応）
すなわち、メタノールが供給されたアノード電極６では、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）とカソード電極７での反応で生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）とが反応して、二酸化炭素（ＣＯ２）および水（Ｈ２Ｏ）が生成するとともに、電子（ｅ−）が発生する（上記式（１）参照）。
【００４８】
アノード電極６で発生した電子（ｅ−）は、図示しない外部回路を経由してカソード電極７に到達する。つまり、この外部回路を通過する電子（ｅ−）が、電流となる。
【００４９】
一方、カソード電極７では、電子（ｅ−）と、外部からの供給もしくは燃料電池１での反応で生成した水（Ｈ２Ｏ）と、空気供給路１３を流れる空気中の酸素（Ｏ２）とが反応して、水酸化物イオン（ＯＨ−）が生成する（上記式（２）参照）。
【００５０】
そして、生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）が、電解質膜５を通過してアノード電極６に到達し、上記と同様の反応（上記式（１）参照）が生じる。
【００５１】
このようなアノード電極６およびカソード電極７での電気化学的反応が連続的に生じることによって、燃料電池１全体として上記式（３）で表わされる反応が生じて、燃料電池１に起電力が発生する。すなわち、燃料電池１は、燃料成分を消費して発電する。
【００５２】
また、例えば、燃料成分がヒドラジンである場合には、電気化学反応は、下記式（４）〜（６）の通りとなる。
（４） Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ− （アノード電極６での反応）
（５） Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ− （カソード電極７での反応）
（６） Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ （燃料電池１全体での反応）
２．膜電極接合体の製造方法
図２は、図１に示す燃料電池の製造方法を示す工程図であって、（ａ）は、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を水に浸漬する浸漬工程、（ｂ）は、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を凍結させる凍結工程、（ｃ）は、膜・電極接合体２にアノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を積層する積層工程、（ｄ）は、アノード側拡散層８に燃料供給部材３を積層するとともに、カソード側拡散層９に空気供給部材４を積層する工程、（ｅ）は、これにより得られる単位セルを示す。
【００５３】
次に、本実施形態の燃料電池の製造方法について、図２を参照して説明する。
【００５４】
まず、この方法では、図２（ａ）に示すように、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を水に浸漬する（浸漬工程）。
【００５５】
浸漬条件としては、特に制限されないが、水温が、例えば、１０〜８０℃、好ましくは、２５〜３０℃であり、浸漬時間が、例えば、１分〜４８時間、好ましくは、２４〜４８時間である。
【００５６】
なお、例えば、真空密閉状態において、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を水に浸漬することにより、浸漬時間の短縮を図ることもできる。
【００５７】
次いで、この方法では、図２（ｂ）に示すように、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を凍結させる（凍結工程）。
【００５８】
凍結条件としては、特に制限されないが、上記の水に浸漬されたアノード側拡散層８を、例えば、−８０〜−５℃、好ましくは、−６０〜−５０℃において、例えば、１０分〜８時間、好ましくは、１〜２時間放置する。
【００５９】
このような燃料電池の製造方法では、後述する積層工程において、アノード側拡散層８が水に浸漬および凍結されているため、アノード側拡散層８の剛性を確保することができ、積層工程における作業性（組み付け性）の向上を図ることができる。
【００６０】
次いで、この方法では、図２（ｃ）に示すように、膜・電極接合体２に、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を積層する（積層工程）。
【００６１】
膜・電極接合体２は、例えば、電解質膜５にアノード電極６およびカソード電極７を形成することにより得ることができる。
【００６２】
アノード電極６およびカソード電極７を形成するには、まず、アノード電極６用の触媒インク、および、カソード電極７用の触媒インクを調製する。
【００６３】
アノード電極６用の触媒インクの調製には、まず、上記した触媒１００質量部に対して、電解質樹脂（アイオノマ）５〜５０質量部、および、溶媒１００〜１００００質量部を加え、攪拌することによって、アノード電極６用の触媒インクを調製する。
【００６４】
電解質樹脂（アイオノマ）としては、例えば、電解質膜５と同じアニオン導電性の樹脂が挙げられる。電解質樹脂（アイオノマ）は、予め、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなどの低級アルコール、水など、公知の溶媒に溶解されたものを用いてもよい。
【００６５】
カソード電極７用の触媒インクは、例えば、アノード電極６用の触媒インクと同様にして、調製する。
【００６６】
また、アノード電極６用の触媒インクおよびカソード電極７用の触媒インクは、例えば、公知の方法により、カーボンコンポジットを形成した後、このカーボンコンポジットに遷移金属を担持させて、調製してもよい。
【００６７】
次いで、例えば、スプレー法、ダイコーター法、インクジェット法など公知の塗布方法により、電解質膜５の一方面にアノード電極６用の触媒インクを塗布し、電解質膜５の他方面にカソード電極７用の触媒インクを塗布し、例えば、１０〜４０℃で乾燥させ、必要により、加圧する。これにより、アノード電極６およびカソード電極７が電解質膜５に積層される膜・電極接合体２が形成される。
【００６８】
そして、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を膜・電極接合体２に積層させるには、膜・電極接合体２の両側に、アノード側拡散層８がアノード電極６を被覆し、カソード側拡散層９がカソード電極７を被覆するように、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を配置して、必要により、ガスケット（図示せず）などで固定する。
【００６９】
また、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を膜・電極接合体２に積層させるには、電解質膜５の両側に、アノード側拡散層８がアノード電極６を被覆し、カソード側拡散層９がカソード電極７を被覆するように、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を配置して、膜・電極接合体２の厚み方向両側から、例えば、０．５〜３０ＭＰａ、好ましくは、１〜２０ＭＰａの圧力で加圧してもよい。
【００７０】
次いで、この方法では、図２（ｄ）に示すように、アノード側拡散層８に燃料供給部材３を積層するとともに、カソード側拡散層９に空気供給部材４を積層する。
【００７１】
燃料供給部材３および空気供給部材４の積層では、特に制限されないが、例えば、膜・電極接合体２の両側に、燃料供給部材３がアノード側拡散層８を被覆し、空気供給部材４がカソード側拡散層９を被覆するように、燃料供給部材３および空気供給部材４を配置して、固定する。
【００７２】
これにより、図２（ｅ）に示すように、単位セル１６を得ることができ、また、得られた単位セル１６を複数積層することにより、燃料電池１を得ることができる（図１参照）。
３．作用効果
この燃料電池１の製造方法では、アノード側拡散層８を水に浸漬するため、最初の運転時から、アノード側拡散層８の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。
【００７３】
また、アノード側拡散層８は、水に浸漬された状態で組み付けられ、密閉されるため、水により膨潤された状態が保たれる。
【００７４】
そのため、このような燃料電池１の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池１の安定化を図ることができる燃料電池１を、低コストで製造することができる。
【００７５】
なお、上記した実施形態では、アノード側拡散層８のみを水に浸漬および凍結させたが、必要により、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９の両方を、水に浸漬および凍結させることもできる。
【００７６】
また、上記した実施形態では、アノード側拡散層８を水に浸漬させた後、凍結させたが、必要により、アノード側拡散層８（および必要によりカソード側拡散層９）を、水に浸漬させる一方、凍結させることなく用いることもできる。
【００７７】
さらには、例えば、アノード側拡散層８（および必要によりカソード側拡散層９）を、水に浸漬させる前に、アノード側拡散層８（および必要によりカソード側拡散層９）を、公知の方法により親水化処理することもできる。
【実施例】
【００７８】
次に、本発明を参考実施例および参考比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の参考実施例によって限定されるものではない。
（参考実施例）
アノード側拡散層（Ｂ−１ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｌｏｔｈ Ｔｙｐｅ Ａ Ｎｏ ｗｅｔ ｐｒｏｏｆｉｎｇ：ＢＡＳＦ社製）を用意し、２５℃の水に、４８時間浸漬した（図２（ａ）参照）。
【００７９】
次いで、アノード側拡散層を、水中から取り出し、−５℃において８時間放置することにより、凍結させた（図２（ｂ）参照）。
【００８０】
これを、参考実施例におけるサンプルとした。
（参考比較例）
アノード側拡散層（Ｂ−１ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｌｏｔｈ Ｔｙｐｅ Ａ Ｎｏ ｗｅｔ ｐｒｏｏｆｉｎｇ：ＢＡＳＦ社製）を用意し、水に浸漬および凍結させることなく、参考比較例におけるサンプルとした。
（評価）
参考実施例および参考比較例のサンプル表面に、水滴を流した。そして、顕微鏡（倍率：１０倍）により、サンプルの親水状態および撥水状態を確認した。その結果を、参考実施例のサンプルを図３に、参考比較例のサンプルを図４に示す。
（考察）
図３および図４に示されるように、水に浸漬および凍結されていない参考比較例のサンプル（図４、浸水未）は、水を弾き、燃料拡散性を十分に確保できない一方、水に浸漬および凍結された参考実施例のサンプル（図３、浸水済）は、水を吸収し、燃料拡散性に優れることが確認された。
【符号の説明】
【００８１】
２ 膜電極接合体
５ 電解質膜
６ アノード電極
７ カソード電極
８ アノード側拡散層
９ カソード側拡散層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の製造方法、詳しくは、液体燃料が用いられる燃料電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体燃料を使用する燃料電池として、例えば、直接メタノール形燃料電池、直接ジメチルエーテル形燃料電池、ヒドラジン形燃料電池などが知られている。
【０００３】
液体燃料を使用する燃料電池は、具体的には、電解質層と、その電解質層を挟んで対向配置される燃料側電極および酸素側電極とを備える膜・電極接合体と、燃料側電極に対向配置される燃料側セパレータと、酸素側電極に対向配置される酸素側セパレータとを備える単位セルを有している。
【０００４】
そして、このような燃料電池においては、燃料や空気を円滑に拡散させ、また、生成する水を円滑に排出させるために、ガス拡散層基材を、膜・電極接合体と燃料側セパレータとの間、および、膜・電極接合体と酸素側セパレータとの間のそれぞれに介在させることが、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５７９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、上記したガス拡散層基材は、燃料拡散性を向上させ、燃料電池の性能の安定化を図るべく、最初の運転時に、液体燃料との親和性を確保する必要があり、長期間の慣らし運転を要するという不具合がある。
【０００７】
一方、例えば、ガス拡散層基材の燃料拡散性を向上させるために、ガス拡散層基材に対して、親水化処理することなども検討されるが、このような親水化処理には、手間やコストがかかるという不具合がある。
【０００８】
本発明の目的は、燃料拡散性の向上を図ることができ、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池の安定化を図り、低コストで燃料電池を製造することができる燃料電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池の製造方法は、電解質層、および、前記電解質層に積層される燃料側電極を備える膜・電極接合体と、前記膜・電極接合体に積層されるガス拡散層とを備える単位セルを有する燃料電池の製造方法であって、前記ガス拡散層を、水に浸漬する浸漬工程、および、前記膜・電極接合体に接触するように、前記ガス拡散層を積層する積層工程を備えることを特徴としている。
【００１０】
このような燃料電池の製造方法によれば、ガス拡散層を水に浸漬するため、最初の運転時から、ガス拡散層の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。
【００１１】
そのため、このような燃料電池の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池の安定化を図ることができる燃料電池を製造することができる。
【００１２】
また、本発明の燃料電池の製造方法は、さらに、前記浸漬工程の後、前記積層工程の前に、水に浸漬された前記ガス拡散層を凍結させる凍結工程を備えることが好適である。
【００１３】
このような燃料電池の製造方法では、積層工程において、ガス拡散層が水に浸漬および凍結されているため、ガス拡散層の剛性を確保することができ、積層工程における作業性（組み付け性）の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃料電池の製造方法では、ガス拡散層を水に浸漬するため、最初の運転時から、ガス拡散層の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。
【００１５】
そのため、このような燃料電池の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池の安定化を図ることができる燃料電池を、低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す燃料電池の製造方法を示す工程図であって、（ａ）は、ガス拡散層を水に浸漬する浸漬工程、（ｂ）は、ガス拡散層を凍結させる凍結工程、（ｃ）は、膜・電極接合体にガス拡散層を積層する積層工程、（ｄ）は、ガス拡散層に燃料供給部材および空気供給部材を積層する工程、（ｅ）は、これにより得られる単位セルを示す。
【図３】参考実施例に用いられたガス拡散層を示す。
【図４】参考比較例に用いられたガス拡散層を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．燃料電池
（１−１）燃料電池の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池を示す概略構成図、図２は、詳しくは後述するが、図１に示す燃料電池の製造方法を示す工程図である。
【００１８】
図１および図２において、燃料電池１は、液体の燃料成分が直接供給されるアニオン交換型燃料電池である。
【００１９】
燃料電池１に供給される燃料成分としては、例えば、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジン（水加ヒドラジン、無水ヒドラジンなどを含む）などが挙げられる。
【００２０】
燃料電池１は、膜・電極接合体２、膜・電極接合体２の一方側（アノード側）に積層されたガス拡散層としてのアノード側拡散層８、アノード側拡散層８における膜・電極接合体２の他方側に積層された燃料供給部材３、膜・電極接合体２の他方側（カソード側）に積層されたガス拡散層としてのカソード側拡散層９、および、カソード側拡散層９における膜・電極接合体２の他方側に積層された空気供給部材４を有する単位セル１６（燃料電池セル）が、複数積層されたスタック構造に形成されている。
【００２１】
なお、図１では、複数の単位セル１６のうち１つだけを取り出して分解して表し、その他の単位セル１６については積層状態を示している。また、図２では、複数の単位セル１６のうち１つだけを取り出してその製造方法を示し、その他の単位セル１６については省略している。
【００２２】
膜・電極接合体２は、図２（ｃ）〜（ｅ）に示されるように、電解質膜５、電解質膜５の厚み方向一方側の面（以下、単に一方面と記載する。）に形成される燃料側電極としてのアノード電極６、および、電解質膜５の厚み方向他方側の面（以下、単に他方面と記載する。）に形成されるカソード電極７を備えている。
【００２３】
電解質膜５は、アニオン成分が移動可能な層であり、例えば、アニオン交換膜を用いて形成されている。
【００２４】
アニオン交換膜としては、アニオン成分（例えば、水酸化物イオン（ＯＨ−）など）が移動可能な媒体であれば、特に限定されず、例えば、４級アンモニウム基、ピリジニウム基などのアニオン交換基を有する固体高分子膜（アニオン交換樹脂）が挙げられる。
【００２５】
アニオン交換膜を形成する固体高分子としては、例えば、ポリスチレンおよびその変性体などの炭化水素系の固体高分子膜などが挙げられる。
【００２６】
また、アニオン交換膜を形成する固体高分子は、その分子構造において、架橋構造を有していてもよい。
【００２７】
また、アニオン交換膜は、市販品として入手可能であり、例えば、セレミオン（旭硝子社製）、ネオセプタ（アストム社製）などが挙げられる。
【００２８】
また、電解質膜５の膜厚は、例えば、１０〜１００μｍである。
【００２９】
アノード電極６は、例えば、触媒を担持した触媒担体により形成されている。また、触媒担体を用いずに、触媒を、直接、アノード電極６として形成してもよい。
【００３０】
触媒としては、特に制限されず、例えば、白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ））、鉄族元素（鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ））などの周期表第８〜１０（ＶIII）族元素や、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの周期表第１１（ＩＢ）族元素などが挙げられる。これらのうち、好ましくは、ニッケルが挙げられる。また、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。
【００３１】
触媒担体としては、例えば、カーボンなどの多孔質物質が挙げられる。
【００３２】
アノード電極６の厚みは、例えば、１０〜２００μｍ、好ましくは、２０〜１００μｍである。
【００３３】
カソード電極７は、例えば、アノード電極６と同様に、触媒を担持した触媒担体により形成されている。
【００３４】
また、カソード電極７は、例えば、錯体形成有機化合物および／または導電性高分子とカーボンとからなる複合体（以下、この複合体を「カーボンコンポジット」という。）に、遷移金属が担持されている材料により形成されてもよい。
【００３５】
遷移金属としては、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ランタン（Ｌａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などが挙げられる。これらのうち、好ましくは、銀、コバルトが挙げられる。また、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。
【００３６】
錯体形成有機化合物は、金属原子に配位することによって、当該金属原子と錯体を形成する有機化合物であって、例えば、ピロール、ポルフィリン、テトラメトキシフェニルポルフィリン、ジベンゾテトラアザアヌレン、フタロシアニン、コリン、クロリンなどの錯体形成有機化合物またはこれらの重合体が挙げられる。これらのうち、好ましくは、ピロールの重合体であるポリピロールが挙げられる。また、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。
【００３７】
導電性高分子としては、上記錯体形成有機化合物と重複する化合物もあるが、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリビニルカルバゾール、ポリトリフェニルアミン、ポリピリジン、ポリピリミジン、ポリキノキサリン、ポリフェニルキノキサリン、ポリイソチアナフテン、ポリピリジンジイル、ポリチエニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルラン、ポリアセン、ポリフラン、ポリアズレン、ポリインドール、ポリジアミノアントラキノンなどが挙げられる。これらのうち、好ましくは、ポリピロールが挙げられる。また、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。
【００３８】
カソード電極７の厚みは、例えば、１０〜３００μｍ、好ましくは、２０〜１５０μｍである。
【００３９】
アノード側拡散層８としては、例えば、カーボンペーパーあるいはカーボンクロスなどが、必要によりフッ素処理されているガス透過性材料が挙げられる。また、アノード側拡散層８は、集電体としても作用する。
【００４０】
アノード側拡散層８は、市販品として入手可能であり、例えば、Ｂ−１ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｌｏｔｈ Ｔｙｐｅ Ａ Ｎｏ ｗｅｔ ｐｒｏｏｆｉｎｇ（ＢＡＳＦ社製）、ＥＬＡＴ（登録商標）、ＬＴ １４００−Ｗ（ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。
【００４１】
燃料供給部材３は、ガス不透過性の導電性部材からなり、アノード側拡散層８を介して、アノード電極６に液体燃料を供給する。また、燃料供給部材３は、セパレータとしても兼用される。燃料供給部材３には、その表面から凹む、例えば、葛折状などの溝が形成されている。そして、燃料供給部材３は、溝の形成された表面がアノード電極６に対向接触されている。これにより、アノード電極６の一方面と燃料供給部材３の他方面（溝の形成された表面）との間には、アノード電極６全体に燃料成分を接触させるための燃料供給路１０が形成される。
【００４２】
燃料供給路１０には、燃料成分を燃料供給部材３内に流入させるための燃料供給口１１が一端側（図２（ｅ）における紙面上側）に形成され、燃料成分を燃料供給部材３から排出するための燃料排出口１２が他端側（図２（ｅ）における紙面下側）に形成されている。
【００４３】
カソード側拡散層９としては、例えば、アノード側拡散層８として例示した、ガス透過性材料などが挙げられる。また、アノード側拡散層８と同様に、カソード側拡散層９も、集電体としても作用する。
【００４４】
空気供給部材４は、ガス不透過性の導電性部材からなり、カソード側拡散層９を介して、カソード電極７に空気を供給する。また、空気供給部材４は、セパレータとしても兼用される。空気供給部材４には、その表面から凹む、例えば、葛折状などの溝が形成されている。そして、空気供給部材４は、溝の形成された表面がカソード電極７に対向接触されている。これにより、カソード電極７の他方面と空気供給部材４の一方面（溝の形成された表面）との間には、カソード電極７全体に空気を接触させるための空気供給路１３が形成される。
【００４５】
空気供給路１３には、空気を空気供給部材４内に流入させるための空気供給口１４が一端側（図２（ｅ）における紙面上側）に形成され、空気を空気供給部材４から排出するための空気排出口１５が他端側（図２（ｅ）における紙面下側）に形成されている。
（１−２）燃料電池による発電
上記した燃料電池１では、燃料成分が燃料供給口１１からアノード電極６に供給される。一方、空気が空気供給口１４からカソード電極７に供給される。
【００４６】
アノード側では、液体燃料が、アノード電極６と接触しながら燃料供給路１０を通過する。一方、カソード側では、空気が、カソード電極７と接触しながら空気供給路１３を通過する。
【００４７】
そして、各電極（アノード電極６およびカソード電極７）において電気化学反応が生じ、起電力が発生する。例えば、液体燃料がメタノールである場合には、下記式（１）〜（３）の通りとなる。
（１） ＣＨ３ＯＨ＋６ＯＨ−→ＣＯ２＋５Ｈ２Ｏ＋６ｅ−（アノード電極６での反応）
（２） Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ− （カソード電極７での反応）
（３） ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ （燃料電池１全体での反応）
すなわち、メタノールが供給されたアノード電極６では、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）とカソード電極７での反応で生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）とが反応して、二酸化炭素（ＣＯ２）および水（Ｈ２Ｏ）が生成するとともに、電子（ｅ−）が発生する（上記式（１）参照）。
【００４８】
アノード電極６で発生した電子（ｅ−）は、図示しない外部回路を経由してカソード電極７に到達する。つまり、この外部回路を通過する電子（ｅ−）が、電流となる。
【００４９】
一方、カソード電極７では、電子（ｅ−）と、外部からの供給もしくは燃料電池１での反応で生成した水（Ｈ２Ｏ）と、空気供給路１３を流れる空気中の酸素（Ｏ２）とが反応して、水酸化物イオン（ＯＨ−）が生成する（上記式（２）参照）。
【００５０】
そして、生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）が、電解質膜５を通過してアノード電極６に到達し、上記と同様の反応（上記式（１）参照）が生じる。
【００５１】
このようなアノード電極６およびカソード電極７での電気化学的反応が連続的に生じることによって、燃料電池１全体として上記式（３）で表わされる反応が生じて、燃料電池１に起電力が発生する。すなわち、燃料電池１は、燃料成分を消費して発電する。
【００５２】
また、例えば、燃料成分がヒドラジンである場合には、電気化学反応は、下記式（４）〜（６）の通りとなる。
（４） Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ− （アノード電極６での反応）
（５） Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ− （カソード電極７での反応）
（６） Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ （燃料電池１全体での反応）
２．膜電極接合体の製造方法
図２は、図１に示す燃料電池の製造方法を示す工程図であって、（ａ）は、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を水に浸漬する浸漬工程、（ｂ）は、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を凍結させる凍結工程、（ｃ）は、膜・電極接合体２にアノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を積層する積層工程、（ｄ）は、アノード側拡散層８に燃料供給部材３を積層するとともに、カソード側拡散層９に空気供給部材４を積層する工程、（ｅ）は、これにより得られる単位セルを示す。
【００５３】
次に、本実施形態の燃料電池の製造方法について、図２を参照して説明する。
【００５４】
まず、この方法では、図２（ａ）に示すように、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を水に浸漬する（浸漬工程）。
【００５５】
浸漬条件としては、特に制限されないが、水温が、例えば、１０〜８０℃、好ましくは、２５〜３０℃であり、浸漬時間が、例えば、１分〜４８時間、好ましくは、２４〜４８時間である。
【００５６】
なお、例えば、真空密閉状態において、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を水に浸漬することにより、浸漬時間の短縮を図ることもできる。
【００５７】
次いで、この方法では、図２（ｂ）に示すように、アノード側拡散層８（ガス拡散層）を凍結させる（凍結工程）。
【００５８】
凍結条件としては、特に制限されないが、上記の水に浸漬されたアノード側拡散層８を、例えば、−８０〜−５℃、好ましくは、−６０〜−５０℃において、例えば、１０分〜８時間、好ましくは、１〜２時間放置する。
【００５９】
このような燃料電池の製造方法では、後述する積層工程において、アノード側拡散層８が水に浸漬および凍結されているため、アノード側拡散層８の剛性を確保することができ、積層工程における作業性（組み付け性）の向上を図ることができる。
【００６０】
次いで、この方法では、図２（ｃ）に示すように、膜・電極接合体２に、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を積層する（積層工程）。
【００６１】
膜・電極接合体２は、例えば、電解質膜５にアノード電極６およびカソード電極７を形成することにより得ることができる。
【００６２】
アノード電極６およびカソード電極７を形成するには、まず、アノード電極６用の触媒インク、および、カソード電極７用の触媒インクを調製する。
【００６３】
アノード電極６用の触媒インクの調製には、まず、上記した触媒１００質量部に対して、電解質樹脂（アイオノマ）５〜５０質量部、および、溶媒１００〜１００００質量部を加え、攪拌することによって、アノード電極６用の触媒インクを調製する。
【００６４】
電解質樹脂（アイオノマ）としては、例えば、電解質膜５と同じアニオン導電性の樹脂が挙げられる。電解質樹脂（アイオノマ）は、予め、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなどの低級アルコール、水など、公知の溶媒に溶解されたものを用いてもよい。
【００６５】
カソード電極７用の触媒インクは、例えば、アノード電極６用の触媒インクと同様にして、調製する。
【００６６】
また、アノード電極６用の触媒インクおよびカソード電極７用の触媒インクは、例えば、公知の方法により、カーボンコンポジットを形成した後、このカーボンコンポジットに遷移金属を担持させて、調製してもよい。
【００６７】
次いで、例えば、スプレー法、ダイコーター法、インクジェット法など公知の塗布方法により、電解質膜５の一方面にアノード電極６用の触媒インクを塗布し、電解質膜５の他方面にカソード電極７用の触媒インクを塗布し、例えば、１０〜４０℃で乾燥させ、必要により、加圧する。これにより、アノード電極６およびカソード電極７が電解質膜５に積層される膜・電極接合体２が形成される。
【００６８】
そして、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を膜・電極接合体２に積層させるには、膜・電極接合体２の両側に、アノード側拡散層８がアノード電極６を被覆し、カソード側拡散層９がカソード電極７を被覆するように、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を配置して、必要により、ガスケット（図示せず）などで固定する。
【００６９】
また、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を膜・電極接合体２に積層させるには、電解質膜５の両側に、アノード側拡散層８がアノード電極６を被覆し、カソード側拡散層９がカソード電極７を被覆するように、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９を配置して、膜・電極接合体２の厚み方向両側から、例えば、０．５〜３０ＭＰａ、好ましくは、１〜２０ＭＰａの圧力で加圧してもよい。
【００７０】
次いで、この方法では、図２（ｄ）に示すように、アノード側拡散層８に燃料供給部材３を積層するとともに、カソード側拡散層９に空気供給部材４を積層する。
【００７１】
燃料供給部材３および空気供給部材４の積層では、特に制限されないが、例えば、膜・電極接合体２の両側に、燃料供給部材３がアノード側拡散層８を被覆し、空気供給部材４がカソード側拡散層９を被覆するように、燃料供給部材３および空気供給部材４を配置して、固定する。
【００７２】
これにより、図２（ｅ）に示すように、単位セル１６を得ることができ、また、得られた単位セル１６を複数積層することにより、燃料電池１を得ることができる（図１参照）。
３．作用効果
この燃料電池１の製造方法では、アノード側拡散層８を水に浸漬するため、最初の運転時から、アノード側拡散層８の液体燃料に対する親和性を確保し、優れた燃料拡散性を確保することができる。
【００７３】
また、アノード側拡散層８は、水に浸漬された状態で組み付けられ、密閉されるため、水により膨潤された状態が保たれる。
【００７４】
そのため、このような燃料電池１の製造方法によれば、慣らし運転の期間を短縮しても、燃料電池１の安定化を図ることができる燃料電池１を、低コストで製造することができる。
【００７５】
なお、上記した実施形態では、アノード側拡散層８のみを水に浸漬および凍結させたが、必要により、アノード側拡散層８およびカソード側拡散層９の両方を、水に浸漬および凍結させることもできる。
【００７６】
また、上記した実施形態では、アノード側拡散層８を水に浸漬させた後、凍結させたが、必要により、アノード側拡散層８（および必要によりカソード側拡散層９）を、水に浸漬させる一方、凍結させることなく用いることもできる。
【００７７】
さらには、例えば、アノード側拡散層８（および必要によりカソード側拡散層９）を、水に浸漬させる前に、アノード側拡散層８（および必要によりカソード側拡散層９）を、公知の方法により親水化処理することもできる。
【実施例】
【００７８】
次に、本発明を参考実施例および参考比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の参考実施例によって限定されるものではない。
（参考実施例）
アノード側拡散層（Ｂ−１ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｌｏｔｈ Ｔｙｐｅ Ａ Ｎｏ ｗｅｔ ｐｒｏｏｆｉｎｇ：ＢＡＳＦ社製）を用意し、２５℃の水に、４８時間浸漬した（図２（ａ）参照）。
【００７９】
次いで、アノード側拡散層を、水中から取り出し、−５℃において８時間放置することにより、凍結させた（図２（ｂ）参照）。
【００８０】
これを、参考実施例におけるサンプルとした。
（参考比較例）
アノード側拡散層（Ｂ−１ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｌｏｔｈ Ｔｙｐｅ Ａ Ｎｏ ｗｅｔ ｐｒｏｏｆｉｎｇ：ＢＡＳＦ社製）を用意し、水に浸漬および凍結させることなく、参考比較例におけるサンプルとした。
（評価）
参考実施例および参考比較例のサンプル表面に、水滴を流した。そして、顕微鏡（倍率：１０倍）により、サンプルの親水状態および撥水状態を確認した。その結果を、参考実施例のサンプルを図３に、参考比較例のサンプルを図４に示す。
（考察）
図３および図４に示されるように、水に浸漬および凍結されていない参考比較例のサンプル（図４、浸水未）は、水を弾き、燃料拡散性を十分に確保できない一方、水に浸漬および凍結された参考実施例のサンプル（図３、浸水済）は、水を吸収し、燃料拡散性に優れることが確認された。
【符号の説明】
【００８１】
２ 膜電極接合体
５ 電解質膜
６ アノード電極
７ カソード電極
８ アノード側拡散層
９ カソード側拡散層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質層、および、前記電解質層に積層される燃料側電極を備える膜・電極接合体と、
前記膜・電極接合体に積層されるガス拡散層と
を備える単位セルを有する燃料電池の製造方法であって、
前記ガス拡散層を、水に浸漬する浸漬工程、および、
前記膜・電極接合体に接触するように、前記ガス拡散層を積層する積層工程
を備えることを特徴とする、燃料電池の製造方法。
【請求項２】
さらに、前記浸漬工程の後、前記積層工程の前に、
水に浸漬された前記ガス拡散層を凍結させる凍結工程
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１】
電解質層、および、前記電解質層に積層される燃料側電極を備える膜・電極接合体と、
前記膜・電極接合体に積層されるガス拡散層と
を備える単位セルを有する燃料電池の製造方法であって、
前記ガス拡散層を、水に浸漬する浸漬工程、および、
前記膜・電極接合体に接触するように、前記ガス拡散層を積層する積層工程
を備えることを特徴とする、燃料電池の製造方法。
【請求項２】
さらに、前記浸漬工程の後、前記積層工程の前に、
水に浸漬された前記ガス拡散層を凍結させる凍結工程
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３８２７６（Ｐ２０１２−１３８２７６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９０２８９（Ｐ２０１０−２９０２８９）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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