[发明专利]膜电极接合体、及具有其的膜-电极-气体扩散层接合体以及固体高分子型燃料电池

权利要求书

1.膜电极接合体，为具有相向配置的阳极催化剂层及阴极催化剂层、和设置在所述阳极催化剂层与所述阴极催化剂层之间的高分子电解质膜的膜电极接合体，其中，

所述阳极催化剂层包含多个聚合物层，所述聚合物层是含有具有离子交换基团的重复单元(a)和不具有离子交换基团的重复单元(b)以无规状或嵌段状配置得到的聚合物的聚合物层，

与所述高分子电解质膜最接近的所述聚合物层中含有的聚合物为重复单元(a)和(b)的嵌段性最低的聚合物。

2.如权利要求1所述的膜电极接合体，其中，

越接近所述高分子电解质膜，配置含有所述重复单元(a)和(b)的嵌段性越低的聚合物的聚合物层。

3.膜电极接合体，为具有相向配置的阳极催化剂层及阴极催化剂层、和设置在所述阳极催化剂层与所述阴极催化剂层之间的高分子电解质膜的膜电极接合体，其中，

所述阳极催化剂层包含多个聚合物层，所述聚合物层是含有具有离子交换基团的重复单元(a)和不具有离子交换基团的重复单元(b)以无规状配置得到的无规共聚物、和/或所述重复单元(a)和(b)以嵌段状配置得到的嵌段共聚物的聚合物层，

与所述高分子电解质膜最接近的所述聚合物层为含有所述无规共聚物最多的聚合物层。

4.如权利要求3所述的膜电极接合体，其中，越接近所述高分子电解质膜，配置含有越多所述无规共聚物的聚合物层。

5.如权利要求1～3中任意一项所述的膜电极接合体，其特征在于，所述聚合物层的层数为2。

6.如权利要求1～4中任意一项所述的膜电极接合体，其特征在于，所述重复单元(a)用下述通式(1)表示，

[化学式1]

[式(1)中，

k表示0或1，Z¹和Z²各自独立地表示直接键合或二价基团，Ar¹和Ar²各自独立地表示二价芳基，

其中，该二价芳基的氢可以被可以具有取代基的碳原子数为1～20的烷基、可以具有取代基的碳原子数为1～20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数为6～20的芳基、可以具有取代基的碳原子数为6～20的芳氧基或可以具有取代基的碳原子数为2～20的酰基取代，

w¹和w²各自独立地表示氢原子或离子交换基团，其中，w¹和w²中的至少一个为离子交换基团]。

7.如权利要求1～4中任意一项所述的膜电极接合体，其特征在于，所述重复单元(b)用下述通式(2)表示，

[化学式2]

[式(2)中，

g和h各自独立地表示0或1，X¹、Y¹和Y²各自独立地表示直接键合或二价基团，Ar³、Ar⁴和Ar⁵各自独立地表示二价芳基，

其中，该二价芳基的氢可以被可以具有取代基的碳原子数为1～20的烷基、可以具有取代基的碳原子数为1～20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数为6～20的芳基、可以具有取代基的碳原子数为6～20的芳氧基或可以具有取代基的碳原子数为2～20的酰基取代]。

8.如权利要求1～4中任意一项所述的膜电极接合体，其特征在于，所述高分子电解质膜为包含烃系高分子电解质的高分子电解质膜。

9.膜-电极-气体扩散层接合体，其特征在于，具有权利要求1～4中任意一项所述的膜电极接合体、设置在所述阳极催化剂层的与所述高分子电解质膜侧相反的一面侧的阳极侧气体扩散层、和设置在所述阴极催化剂层的与所述高分子电解质膜侧相反的一面侧的阴极侧气体扩散层。

10.固体高分子型燃料电池，其特征在于，具有权利要求9所述的膜-电极-气体扩散层接合体、设置在所述阳极侧气体扩散层的与所述阳极催化剂层侧相反的一面侧的阳极侧隔板、和设置在所述阴极侧气体扩散层的与所述阴极催化剂层侧相反的一面侧的阴极侧隔板。