[发明专利]膜电极接合体的制造方法、膜电极接合体、膜电极接合体的制造装置和燃料电池

权利要求书

1.一种膜电极接合体的制造方法，包括：

在电解质膜上涂布或装载含有电解质树脂和担载有催化剂的导电体 的催化剂混合物从而制作膜电极接合体前体的工序；和

在无氧状态或低氧状态下使该膜电极接合体前体暴露于来自外部的 过热介质的气氛下的同时，在不进行加压或者在1MPa以下的低加压下利 用该过热介质的冷凝热将该膜电极接合体前体中的该电解质膜与该催化 剂混合物的界面加热而使其固定的工序。

2.根据权利要求1所述的膜电极接合体的制造方法，其特征在于，所 述过热介质是100～280℃的过热水蒸气。

3.根据权利要求1或2所述的膜电极接合体的制造方法，其特征在于， 在将所述膜电极接合体前体中的电解质膜与催化剂混合物的界面加热而 使其固定的工序中不进行加压。

4.根据权利要求1或2所述的膜电极接合体的制造方法，其特征在于， 在将所述膜电极接合体前体中的电解质膜与催化剂混合物的界面加热而 使其固定的工序中，使用多孔状加热板，并且不进行加压或者进行该加热 板的自重程度的1MPa以下的低加压。

5.根据权利要求1或2所述的膜电极接合体的制造方法，其特征在于， 所述电解质膜具有用于涂布或装载所述催化剂混合物的凹部。

6.根据权利要求1或2所述的膜电极接合体的制造方法，其特征在于， 所述电解质树脂是F型全氟系高分子电解质和/或F型烃系高分子电解质， 所述过热介质是200～280℃的过热水蒸气。

7.根据权利要求6所述的膜电极接合体的制造方法，其中，所述电解 质树脂是F型全氟系高分子电解质和/或F型烃系高分子电解质，并且该制 造方法还包括将F型官能团水解的工序。

8.根据权利要求1或2所述的膜电极接合体的制造方法，其特征在于， 所述电解质树脂是H型全氟系高分子电解质和/或H型烃系高分子电解质， 所述过热介质是100～150℃的过热水蒸气。

9.根据权利要求1或2所述的膜电极接合体的制造方法，其特征在于， 所述电解质膜具有由多孔性基材形成的增强层。

10.一种膜电极接合体，是采用权利要求1～9的任一项所述的方法制 造的，膜电极接合体中的电解质膜与电极层的接合部分实质上无界面，且 该接合部分附近的电极层是多孔的。

11.一种膜电极接合体的制造装置，是在电解质膜上涂布或装载含有 电解质树脂和担载有催化剂的导电体的催化剂混合物，并将该电解质膜与 该催化剂混合物接合的膜电极接合体制造装置，其中，包括：

内部处于无氧状态或低氧状态的整体容器；

保持涂布或装载了电解质树脂与担载有催化剂的导电体的催化剂混 合物的电解质膜的保持机构；

用于使该整体容器中的膜电极接合体前体暴露于来自外部的过热介 质中的送风口；和

用于将初期就存在于该整体容器内的空气以及从外部送入的该过热 介质排出的排出口。

12.根据权利要求11所述的膜电极接合体的制造装置，其特征在于， 所述保持涂布或装载了含有电解质树脂和担载有催化剂的导电体的催化 剂混合物的电解质膜的保持机构是辊对辊。

13.根据权利要求12所述的膜电极接合体的制造装置，其特征在于， 所述辊对辊的保持机构的出入所述整体容器的出入口兼作所述排出口。

14.根据权利要求11～13的任一项所述的膜电极接合体的制造装置， 其特征在于，具有用于将膜电极接合体前体中的电解质膜与催化剂混合物 的界面加热而使其固定的多孔状加热板。

15.一种固体高分子电解质型燃料电池，其具有权利要求10所述的膜 电极接合体。