[发明专利]燃料电池用膜电极接合体以及燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池用膜电极接合体，是具有催化剂层、气体扩散层、和电解质膜的膜电极接合体，

所述催化剂层具备第1主面和第2主面，

所述气体扩散层配置于所述第1主面侧，

所述电解质膜配置于所述第2主面侧，

所述气体扩散层包含导电性材料和高分子树脂，

所述导电性材料包含纤维状碳材料，

所述纤维状碳材料的平均纤维径D为所述催化剂层的厚度T的25％以下，

在所述催化剂层的厚度方向上的截面中，所述第1主面的算术平均粗糙度Ra1与所述第2主面的算术平均粗糙度Ra2满足Ra1＞Ra2的关系。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

所述平均纤维径D为5nm以上且250nm以下。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

所述第1主面的算术平均粗糙度Ra1与所述第2主面的算术平均粗糙度Ra2之比：Ra1/Ra2满足2≤Ra1/Ra2。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

所述催化剂层的厚度T为1μm以上且20μm以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池用电极膜电极接合体，其中，

所述第1主面的算术平均粗糙度Ra1为所述催化剂层的厚度T的30％以下。

6.根据权利要求5所述的燃料电池用电极膜电极接合体，其中，

所述第1主面的算术平均粗糙度Ra1为所述催化剂层的厚度T的10％以上。

7.根据权利要求6所述的燃料电池用电极膜电极接合体，其中，

所述第2主面的算术平均粗糙度Ra2为所述催化剂层的厚度T的5％以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

所述催化剂层的厚度T为5μm以上且10μm以下。

9.根据权利要求8所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

所述第1主面的算术平均粗糙度Ra1为2μm以下。

10.根据权利要求9所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

所述第1主面的算术平均粗糙度Ra1为0.6μm以上。

11.根据权利要求10所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

所述第2主面的算术平均粗糙度Ra2为0.3μm以下。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的燃料电池用膜电极接合体，其中，

在所述催化剂层与所述气体扩散层的界面区域具有空隙，

所述空隙沿着所述界面的方向上的尺寸Wk为所述催化剂层的厚度T以下，

所述空隙在所述催化剂层的厚度方向上的尺寸Ws为Wk以下。

13.一种燃料电池用膜电极接合体，其具备：

电解质膜、

按照夹持所述电解质膜的方式配置的一对催化剂层、和

按照分别隔着所述一对催化剂层而夹持所述电解质膜的方式配置的一对气体扩散层，

所述一对催化剂层分别具备第1主面和第2主面，

在所述第1主面侧配置所述气体扩散层，

在所述第2主面侧配置所述电解质膜，

所述一对气体扩散层中的至少一个包含导电性材料和高分子树脂，

所述导电性材料包含纤维状碳材料，

所述纤维状碳材料的平均纤维径D为所述催化剂层的厚度T的25％以下，

在所述催化剂层的厚度方向上的截面中，所述第1主面的算术平均粗糙度Ra1与所述第2主面的算术平均粗糙度Ra2满足Ra1＞Ra2的关系。

14.一种燃料电池，其具备权利要求13所述的燃料电池用膜电极接合体、和按照分别隔着所述燃料电池用膜电极接合体所具备的所述一对气体扩散层而夹持所述燃料电池用膜电极接合体的方式配置的一对间隔件。