[发明专利]燃料电池用电极催化剂层、燃料电池用电极、燃料电池用膜电极接合体及燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池用电极催化剂层，其具有催化剂体，该催化剂体形成在高分子电解质膜的表面上，并作为负极电极催化剂层或正极电极催化剂层使用，其特征在于，该催化剂体含有：

催化剂；

载体，其承载所述催化剂；以及

大于或等于2种的质子传导材料，它们与所述催化剂及所述载体的至少一部分接触，质子供给性基为1摩尔时的干燥质量值不同，

所述质子传导材料中质子供给性基为1摩尔时的干燥质量值最高的质子传导材料，与所述催化剂的至少一部分接触，且与所述催化剂表面的接触率最大。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

所述质子供给性基是磺酸基，

所述质子传导材料中磺酸基为1摩尔时的干燥质量值最高的质子传导材料，其磺酸基为1摩尔时的干燥质量值大于或等于1200g/eq。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

所述质子供给性基是磺酸基，

所述质子传导材料包括磺酸基为1摩尔时的干燥质量值大于或等于1200g/eq的质子传导材料，

所述磺酸基为1摩尔时的干燥质量值大于或等于1200g/eq的质子传导材料相对于所述载体的质量比小于或等于0.5。

4.根据权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

所述质子供给性基是磺酸基，

所述质子传导材料由磺酸基为1摩尔时的干燥质量值大于或等于1200g/eq的质子传导材料、和磺酸基为1摩尔时的干燥质量值小于或等于700g/eq的质子传导材料构成。

5.根据权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

由下述式(1)表示的、所述质子传导材料与所述载体的接触率(θ)大于或等于0.4，

θ＝(C_dl＿30％)/(C_dl＿100％)(1)

在式(1)中，“C_dl＿30％”表示相对湿度30％时的双电层电容，“C_dl＿100％”表示相对湿度100％时的双电层电容。

6.根据权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

所述催化剂的承载量小于或等于0.35mg/cm²。

7.根据权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

所述催化剂的承载量小于或等于0.12mg/cm²。

8.根据权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

所述载体是碳载体，该碳载体的比表面积大于或等于150m²/g。

9.根据权利要求8所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

由下述式(1)表示的、所述质子传导材料与所述碳载体的接触率(θ)小于或等于0.4，

θ＝(C_dl＿30％)/(C_dl＿100％)(1)

在式(1)中，“C_dl＿30％”表示相对湿度30％时的双电层电容，“C_dl＿100％”表示相对湿度100％时的双电层电容。

10.根据权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

所述载体是碳载体，该碳载体的比表面积大于或等于700m²/g。

11.根据权利要求10所述的燃料电池用电极催化剂层，其特征在于，

由下述式(1)表示的、所述质子传导材料与所述碳载体的接触率(θ)小于或等于0.35，

θ＝(C_dl＿30％)/(C_dl＿100％)(1)

在式(1)中，“C_dl＿30％”表示相对湿度30％时的双电层电容，“C_dl＿100％”表示相对湿度100％时的双电层电容。

12.一种燃料电池用电极，其特征在于，

具有权利要求1或2所述的燃料电池用电极催化剂层。