[发明专利]固体高分子型燃料电池用膜电极接合体及固体高分子型燃料电池

权利要求书

1.固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，包括具备催化剂层的阴极、具备催化剂层的阳极和配置于所述阴极的催化剂层与所述阳极的催化剂层之间的固体高分子电解质膜，所述阴极及所述阳极的至少一方还具备包含由聚合物形成的多孔质片状补强材料和导电性纤维的补强层。

2.如权利要求1所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述阴极和所述阳极还具备气体扩散层，所述补强层存在于所述催化剂层和所述气体扩散层之间。

3.如权利要求1或2所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述补强层含有粘合剂，该粘合剂为含氟离子交换树脂。

4.如权利要求3所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述导电性纤维和所述粘合剂的质量比为导电性纤维/粘合剂＝1/0.05～1/1。

5.如权利要求1～4中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述导电性纤维为碳纤维，该碳纤维的平均纤维径为50～300nm，平均纤维长为5～30μm。

6.如权利要求1～5中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述片状补强材料具备多个细孔且平均细孔径为0.4～7μm。

7.如权利要求1～6中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述片状补强材料由多条纤维形成，且该纤维的平均纤维径为0.2～7μm。

8.如权利要求1～7中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述片状补强材料为无纺布，该无纺布是通过熔喷法制得的由聚丙烯或含氟聚合物形成的无纺布。

9.如权利要求1～6中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述片状补强材料为由聚四氟乙烯形成的多孔质膜。

10.如权利要求1～9中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，还具备与所述补强层相接的中间层。

11.如权利要求1～10中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述固体高分子电解质膜的厚度为10～30μm。

12.如权利要求1～11中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述固体高分子电解质膜的当量重量为900克/当量以下。

13.如权利要求1～12中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，所述固体高分子电解质膜为由具备下式(U1)表示的重复单元和下式(U2)表示的重复单元、当量重量400～900克/当量的聚合物(Q)形成的固体高分子电解质膜，

式中，Q¹为可具有醚性氧原子的全氟亚烷基，Q²为单键或可具有醚性氧原子的全氟亚烷基，R^f1为可具有醚性氧原子的全氟烷基，X¹为氧原子、氮原子或碳原子，a在X¹为氧原子时为0，在X¹为氮原子时为1，在X¹为碳原子时为2，Y¹为氟原子或1价全氟有机基团，s为0或1，Q³为单键或可具有醚性氧原子的全氟亚烷基，R^f2为可具有醚性氧原子的全氟烷基，X²为氧原子、氮原子或碳原子，b在X²为氧原子时为0，在X²为氮原子时为1，在X²为碳原子时为2，Y²为氟原子或1价全氟有机基团，t为0或1。

14.如权利要求1～13中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，存在于所述固体高分子电解质膜和所述补强层之间的全部的界面的90°剥离强度为0.5N/cm以上。

15.如权利要求1～14中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，还具备配置于固体高分子型燃料电池用膜电极接合体的周缘部的框状辅助衬垫。

16.固体高分子型燃料电池，具备权利要求1～15中任一项所述的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体，其特征在于，供给相对湿度在25％以下的反应气体来进行发电。