[发明专利]膜电极接合体及固体高分子型燃料电池

权利要求书

1.一种膜电极接合体，其用于固体高分子型燃料电池，具备：

包含第1面、和与所述第1面相反一侧的面即第2面的固体高分子电解质膜；

包含第1催化剂物质、负载所述第1催化剂物质的第1导电性载体、以及第1高分子电解质，且与所述第1面接合的燃料电极侧电极催化剂层；

包含第2催化剂物质、负载所述第2催化剂物质的第2导电性载体、第2高分子电解质、以及纤维状物质，且与所述第2面接合的氧电极侧电极催化剂层，

所述燃料电极侧电极催化剂层和所述氧电极侧电极催化剂层各自包含空隙，所述空隙包括直径在3nm以上5.5μm以下范围内的细孔，

所述细孔的直径即细孔直径是由通过压汞法测定的细孔容积计算出的值，

将对所述燃料电极侧电极催化剂层和所述氧电极侧电极催化剂层中的全部的所述细孔的所述细孔容积进行积分而得的值设为第1积分容积时，

所述第1积分容积除以所述两个电极催化剂层中所含的所述催化剂物质的质量即催化剂物质质量而得的值在2.8以上4.5以下的范围内。

2.根据权利要求1所述的膜电极接合体，其中，

在所述燃料电极侧电极催化剂层和所述氧电极侧电极催化剂层的至少一者中，

将对所述细孔直径为50nm以下的所述细孔的所述细孔容积进行积分而得的值设为第2积分容积时，

所述第2积分容积相对于所述第1积分容积的百分比的值在25％以上45％以下的范围内。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的膜电极结合体，其中，

在所述燃料电极侧电极催化剂层和所述氧电极侧电极催化剂层的至少一者中，

将对所述细孔直径为90nm以上的所述细孔的所述细孔容积进行积分而得的值设为第3积分容积时，

所述第3积分容积相对于所述第1积分容积的百分比的值在15％以上35％以下的范围内。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的膜电极接合体，其中，

在所述燃料电极侧电极催化剂层和所述氧电极侧电极催化剂层的至少一者中，

表示所述细孔容积相对于所述细孔直径的分布的分布曲线的峰包含在所述细孔直径为0.06μm以上0.11μm以下的范围内。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的膜电极接合体，其中，

所述纤维状物质包含选自电子传导性纤维和质子传导性纤维中的一种或两种以上，

所述电子传导性纤维包含选自由碳纳米纤维、碳纳米管、以及含过渡金属的纤维构成的组中的至少一种。

6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的膜电极接合体，其中，

所述燃料电极侧电极催化剂层进一步包含纤维状物质，

将所述燃料电极侧电极催化剂层中所含的所述纤维状物质设为第1纤维状物质、并且将所述氧电极侧电极催化剂层中所含的所述纤维状物质设为第2纤维状物质时，

所述燃料电极侧电极催化剂层的每单位体积的所述第1纤维状物质的质量大于所述氧电极侧电极催化剂层的每单位体积的所述第2纤维状物质的质量。

7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的膜电极接合体，其中，所述氧电极侧电极催化剂层具有5μm以上30μm以下的范围内的厚度。

8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的膜电极接合体，其中，所述燃料电极侧电极催化剂层具有5μm以上20μm以下的范围内的厚度。

9.根据权利要求1所述的膜电极接合体，其中，

在所述燃料电极侧电极催化剂层和所述氧电极侧电极催化剂层的至少一者中，

将对所述细孔直径为50nm以下的所述细孔的所述细孔容积进行积分而得的值设为第2积分容积时，

所述第2积分容积相对于所述第1积分容积的百分比的值在25％以上55％以下的范围内。