导电膜，燃料电池用气体扩散层、催化剂层、电极、膜电极接合体，以及燃料电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供作为燃料电池的电极的气体扩散层、催化剂层的形成材料等有用的、导电性、气体扩散性优异的导电膜。本发明专利技术的导电膜含有平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足关系式:0.60＞(3σ/Av)＞0.20碳纳米管、和与该碳纳米管不同的导电性碳，它们的含有比例以质量比计(碳纳米管/导电性碳)为1/99～99/1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及导电膜、燃料电池用气体扩散层、燃料电池用催化剂层、燃料电池用电极、燃料电池用膜电极接合体、及燃料电池。需要说明的是，本申请基于日本专利申请2013-273222(2013年12月27日提出申请)要求优先权，将该申请的全部公开内容作为参照援引于此。
技术介绍
近年来，作为触摸面板及太阳能电池中使用的导电层、用于燃料电池的电极的气体扩散层或催化剂层的构成材料等，已广泛使用了包含碳类材料的导电膜。这里，对于这样的导电膜、特别是也可以作为气体扩散层使用的导电膜而言，除导电性以外还要求有气体扩散性。作为这样的导电膜，例如，现有技术中已提出了在形成用于燃料电池的催化剂电极层时，使用包含负载有催化剂的炭黑和负载有催化剂的碳纳米管的催化剂电极层形成用涂布液而形成的导电膜(例如，参考专利文献1)。通过利用专利文献1中记载的催化剂电极层形成用涂布液形成催化剂电极层，可以在不破坏催化剂电极层内的气体扩散性的情况下提高催化剂电极层的导电性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-322449号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，包含使用上述专利文献1中记载的催化剂电极层形成用涂布液所形成的导电膜的催化剂电极层，在导电性及气体扩散性方面存在改善的余地。本专利技术是鉴于上述实际情况而完成的，目的在于提供作为燃料电池的电极的气体扩散层、催化剂层的形成材料等而有用的、导电性、气体扩散性优异的导电膜、燃料电池用气体扩散层、燃料电池用催化剂层、燃料电池用电极、燃料电池用膜电极接合体。进一步，本专利技术的目的在于提供导电性、气体扩散性优异、电气特性良好的燃料电池。解决问题的方法本专利技术人等为了解决上述课题而重复进行了深入研究。结果发现，下述导电膜的导电性、气体扩散性优异，作为构成燃料电池的电极的气体扩散层、催化剂层的形成材料等而有用，所述导电膜以特定的比例含有碳纳米管和与该碳纳米管不同的导电性碳，所述碳纳米管的平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)成特定的关系，进而完成了本专利技术。即，本专利技术的目的在于有效地解决上述课题，本专利技术的导电膜含有平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足关系式:0.60＞(3σ/Av)＞0.20碳纳米管、和与该碳纳米管不同的导电性碳，它们的含有比例以质量比计(碳纳米管/导电性碳)为1/99～99/1。这样的导电膜作为燃料电池的电极的气体扩散层、催化剂层的形成材料等而有用，并且导电性、气体扩散性优异。这里，本专利技术的导电膜中，优选所述碳纳米管是负载有金属纳米粒子的碳纳米管。这是由于，通过使用负载有金属纳米粒子的碳纳米管，可以得到导电性、催化活性更优异的导电膜。另外，本专利技术的导电膜中，优选所述金属纳米粒子为铂纳米粒子。这是由于，在将本专利技术的导电膜用作燃料电池用催化剂层的情况下，可以提高催化剂层的催化活性。另外，本专利技术的导电膜中，优选所述碳纳米管是经过了表面处理的碳纳米管。这是由于，通过使用这样的碳纳米管，可以得到导电性、催化活性更优异的导电膜。另外，本专利技术的导电膜优选构成燃料电池用气体扩散层。这是由于，这样的燃料电池用气体扩散层作为燃料电池的电极的形成材料等而有用，并且导电性、气体扩散性优异。另外，本专利技术的导电膜优选构成燃料电池用催化剂层。这是由于，这样的燃料电池用催化剂层作为燃料电池的电极的形成材料等而有用，并且除了导电性、气体扩散性以外，催化活性也优异。另外，该专利技术的目的在于有效地解决上述课题，本专利技术的燃料电池用电极优选具备上述的燃料电池用气体扩散层及燃料电池用催化剂层中的至少一者。这是由于，这样的燃料电池用电极的导电性、气体扩散性优异，作为燃料电池的电极而有用。另外，该专利技术的目的在于有效地解决上述课题，本专利技术的燃料电池用膜电极接合体优选具备上述的燃料电池用电极和电解质膜。这是由于，这样的燃料电池用膜电极接合体的导电性、气体扩散性优异，可以有效地适用于燃料电池。另外，该专利技术的目的在于有效地解决上述课题，本专利技术的燃料电池优选具备上述的燃料电池用膜电极接合体。这是由于，这样的燃料电池的导电性、气体扩散性优异，电气特性良好。专利技术的效果根据本专利技术，可提供导电性、气体扩散性优异，作为燃料电池的电极的气体扩散层、催化剂层的形成材料等有用的导电膜、燃料电池用气体扩散层、燃料电池用催化剂层、燃料电池用电极、燃料电池用膜电极接合体。另外，根据本专利技术，可提供导电性、气体扩散性优异、电气特性良好的燃料电池。附图说明[图1]示出本专利技术的燃料电池的一例的主要部分构成的模式图。符号说明1燃料电池2膜电极接合体3隔板4电解质膜5空气电极6燃料电极7阴极催化剂层8阴极侧气体扩散层9阳极催化剂层10阳极侧气体扩散层具体实施方式以下，将本专利技术分项为1)导电膜、2)燃料电池用气体扩散层及燃料电池用催化剂层、3)燃料电池用电极、燃料电池用膜电极接合体及燃料电池，进行详细地说明。需要说明的是，本专利技术并不限定于下述实施方式。1)导电膜本专利技术的导电膜含有碳纳米管和与该碳纳米管不同的导电性碳，它们的含有比例以质量比计(碳纳米管/导电性碳)为1/99～99/1，所述碳纳米管的平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足关系式：0.60＞(3σ/Av)＞0.20。以下，将本专利技术使用的满足上述关系式的碳纳米管称为“碳纳米管(A)”。[碳纳米管(A)]用于本专利技术的碳纳米管，其平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足关系式：0.60＞(3σ/Av)＞0.20。需要说明的是，在本专利技术中，“碳纳米管(A)”是指构成其的给定的碳纳米管的集合的总称，“直径”是指该给定的碳纳米管的外径。在本专利技术中，碳纳米管(A)的平均直径(Av)及直径的标准偏差(σ)为各个样本平均值及样本标准偏差。它们可以在利用透射电子显微镜的观察中，作为对随机选择的100根碳纳米管的直径进行测定时的平均值及标准偏差而求得。上述关系式中的3σ为得到的标准偏差(σ)乘以3而得到的值。通过使用平均直径(Av)和标准偏差(σ)满足关系式：0.60＞(3σ/Av)＞0.20的碳纳米管(A)，可以得到作为电极的气体扩散层、催化剂层而有用的导电膜。这里，(3σ/Av)表示碳纳米管(A)的直径分布的宽窄，该值越大则代表直径分布越宽。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电膜，其含有：平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足关系式:0.60＞(3σ/Av)＞0.20的碳纳米管、和与该碳纳米管不同的导电性碳，所述碳纳米管和所述导电性碳的含有比例以质量比计(碳纳米管/导电性碳)为1/99～99/1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 JP 2013-2732221.一种导电膜，其含有：
平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足关系式:0.60＞(3σ/Av)＞0.20的
碳纳米管、和
与该碳纳米管不同的导电性碳，
所述碳纳米管和所述导电性碳的含有比例以质量比计(碳纳米管/导电性
碳)为1/99～99/1。
2.根据权利要求1所述的导电膜，其中，所述碳纳米管负载有金属纳
米粒子。
3.根据权利要求2所述的导电膜，其中，所述金属纳米粒子为铂纳米
粒子。
4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉原明彦，儿岛清茂，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP