膜电极接合体的制造方法、膜电极接合体以及固体高分子式燃料电池

摘要

膜电极接合体的制造方法包含：第1工序，在该第1工序中，将包含密封层在内的转印用部件配置于支撑基材的上表面；第2工序，在该第2工序中，在支撑基材的上表面之中、从转印用部件露出的部分，通过墨水的涂装而对电极催化剂层进行成膜，形成具有支撑基材、转印用部件以及电极催化剂层的层状体；以及第3工序，在该第3工序中，将层状体按压于具有接触面的高分子电解质膜，将密封层以及电极催化剂层压接于接触面。

权利要求

1.一种膜电极接合体的制造方法，其包含：第1工序，在该第1工序中，将包含密封层在内的转印用部件配置于支撑基材的上表面；

第2工序，在该第2工序中，在所述支撑基材的上表面之中、从所述转印用部件露出的部分，通过墨水的涂装而对电极催化剂层进行成膜，形成具有所述支撑基材、所述转印用部件以及所述电极催化剂层的层状体；以及第3工序，在该第3工序中，将所述层状体按压于具有接触面的高分子电解质膜，将所述密封层以及所述电极催化剂层压接于所述接触面。

2.根据权利要求1所述的膜电极接合体的制造方法，其中，所述转印用部件包含所述密封层和转印用接合层，在所述第1工序中，将所述转印用部件配置为使得所述转印用接合层位于所述支撑基材的上表面与所述密封层之间，还包含第4工序，在该第4工序中，将所述支撑基材以及所述转印用接合层从压接于所述接触面的所述密封层以及所述电极催化剂层剥离。

3.根据权利要求2所述的膜电极接合体的制造方法，其中，所述密封层包含密封基材和密封接合层，所述密封基材被所述转印用接合层和所述密封接合层夹持。

4.根据权利要求3所述的膜电极接合体的制造方法，其中，所述转印用接合层具有与所述密封基材相比相对于所述支撑基材更强的粘接力。

5.根据权利要求1所述的膜电极接合体的制造方法，其中，所述转印用部件是所述密封层，

所述密封层是沿着所述支撑基材的上表面配置的多层体，所述多层体包含：第1接合层，其用于将所述接触面与所述密封层接合；第2接合层，其用于将所述支撑基材的上表面与所述密封层接合；以及密封基材，其被所述第1接合层和所述第2接合层夹持并与它们接合。

6.根据权利要求5所述的膜电极接合体的制造方法，其中，还包含第4工序，在该第4工序中，将所述支撑基材从压接于所述接触面的所述密封层以及所述电极催化剂层剥离，所述第2接合层具有与所述支撑基材相比相对于所述密封基材更强的粘接力。

7.根据权利要求6所述的膜电极接合体的制造方法，其中，还包含第5工序，在该第5工序中，在将所述支撑基材剥离之后对多孔质扩散层进行配置，在所述第5工序中，将所述多孔质扩散层压接于所述电极催化剂层且粘接于所述密封层的所述第2接合层。

8.根据权利要求1所述的膜电极接合体的制造方法，其中，所述转印用部件是所述密封层，

所述密封层包含接合层，该接合层在所述层状体被按压于所述高分子电解质膜时与所述支撑基材的上表面以及所述接触面接合。

9.根据权利要求8所述的膜电极接合体的制造方法，其中，还包含第4工序，在该第4工序中，将所述支撑基材从压接于所述接触面的所述密封层以及所述电极催化剂层剥离，作为所述密封层的所述接合层具有与所述支撑基材相比相对于所述高分子电解质膜更强的粘接力。

10.根据权利要求9所述的膜电极接合体的制造方法，其中，还包含第5工序，在该第5工序中，在将所述支撑基材剥离之后对多孔质扩散层进行配置，在对所述多孔质扩散层进行配置的工序中，将所述多孔质扩散层压接于所述电极催化剂层且粘接于作为所述密封层的所述接合层。

11.根据权利要求1、5、8中任一项所述的膜电极接合体的制造方法，其中，所述支撑基材包含多孔质体，在所述第3工序中，将所述层状体按压于所述高分子电解质膜，由此从所述多孔质体形成多孔质扩散层。

12.一种膜电极接合体，其具备：

高分子电解质膜，其具有接触面；

电极催化剂层，其位于所述接触面；以及密封层，其位于所述接触面的所述电极催化剂层的周围，所述密封层包含接合层，

所述接合层的内周缘嵌入于所述电极催化剂层的外周缘。

13.根据权利要求12所述的膜电极接合体，其中，所述密封层具有密封基材、以及作为所述接合层的密封接合层，所述密封接合层被所述密封基材和所述高分子电解质膜夹持。

14.根据权利要求13所述的膜电极接合体，其中，还具备多孔质扩散层，

所述电极催化剂层位于所述高分子电解质膜与所述多孔质扩散层之间，所述密封层位于所述接触面的所述电极催化剂层的周围和所述多孔质扩散层的周围。

15.根据权利要求12所述的膜电极接合体，其中，所述密封层是第1密封层，

所述膜电极接合体还具备：

多孔质扩散层，其具有小宽度部以及大宽度部，该小宽度部与所述电极催化剂层进行面接触，该大宽度部在沿着所述接触面的方向上具有比所述小宽度部大的宽度，所述小宽度部位于所述电极催化剂层与所述大宽度部之间；以及所述第2密封层，其是从与所述接触面相对的方向观察时位于所述多孔质扩散层的所述大宽度部的周围的第2密封层，所述第1密封层位于所述第2密封层与所述高分子电解质膜之间，从与所述接触面相对的方向观察，所述第1密封层位于所述电极催化剂层以及所述多孔质扩散层的所述小宽度部的周围，所述第1密封层由作为所述接合层的第1接合层、第2接合层、以及由所述第1接合层和所述第2接合层夹持的密封基材构成，所述第1接合层与所述接触面接合，

所述多孔质扩散层的所述大宽度部中的比所述小宽度部向沿着所述接触面的方向凸出的部分与所述第2接合层接合。

16.一种固体高分子式燃料电池，其具备：权利要求12～15中任一项所述的膜电极接合体；以及一对隔膜，它们隔着所述膜电极接合体。

说明书

膜电极接合体的制造方法、膜电极接合体以及固体高分子式

燃料电池

技术领域

[0001] 本发明涉及膜电极接合体的制造方法、膜电极接合体、以及具备膜电极接合体的固体高分子式燃料电池。

背景技术

[0002] 例如专利文献1所记载，固体高分子式燃料电池是将具有质子传导性的高分子膜用作电解质的燃料电池。图22是表示固体高分子式燃料电池的构造的一个例子的剖面图。

[0003] 如图22所示，高分子电解质膜110具有作为1个侧面的阴极接触面110a、以及作为阴极接触面110a的相反侧的侧面的阳极接触面110b。电极催化剂层120C与阴极接触面110a接触，电极催化剂层120C和多孔质扩散层130C按照该顺序层叠。电极催化剂层120A与阳极接触面110b接触，电极催化剂层120A和多孔质扩散层130A按照该顺序层叠。电极催化剂层120C构成作为阴极的空气电极，电极催化剂层120A构成作为阳极的燃料电极。

[0004] 在阴极接触面110a，比电极催化剂层120C的外周缘和多孔质扩散层130C的外周缘靠外侧的位置配置有密封层140C。在阳极接触面110b，在比电极催化剂层120A的外周缘和多孔质扩散层130A的外周缘靠外侧的位置配置有密封层140A。膜电极接合体100由高分子电解质膜110、电极催化剂层120C、120A、多孔质扩散层130C、130A、以及密封层140C、140A形成。一对隔膜150C、150A对膜电极接合体100进行夹持。

[0005] 从形成于隔膜150C的气体流路160C将含有氧的氧化剂气体供给至阴极侧的电极催化剂层120C。从形成于隔膜150A的气体流路160A将含有氢的燃料气体供给至阳极侧的电极催化剂层120A。在存在催化剂的条件下氧化剂气体与燃料气体进行电极反应，由此在阴极与阳极之间产生电动势。在该期间，密封层140C、140A抑制供给至电极催化剂层120C、120A的气体从固体高分子式燃料电池泄漏。

[0006] 专利文献1：日本特开2012-74331号公报。

发明内容

[0007] 但是，在膜电极接合体100的制造工序中，首先将各电极催化剂层120C、120A层叠于与其相对应的接触面110a、110b。然后，使各密封层140C、140A贴合于与其相对应的接触面110a、110b的周缘部。接着，将各多孔质扩散层130C、130A层叠于与其相对应的电极催化剂层120C、120A上。

[0008] 这里，难以预先精密地使密封层140C、140A的尺寸与电极催化剂层120C、120A的尺寸匹配，因此在使密封层140C、140A贴合于高分子电解质膜110时，有时在电极催化剂层120C与密封层140C之间、另外在电极催化剂层120A与密封层140A之间形成间隙。在高分子电解质膜110中，与电极催化剂层120C和密封层140C之间的间隙相对的部位是相对于隔膜
150C露出的露出部分，直接暴露于氧化剂气体中。另外，在高分子电解质膜110中，与电极催化剂层120A和密封层140A之间的间隙相对的部位也是相对于隔膜150A露出的露出部分，直接暴露于燃料气体中。另外，露出部分未被电极催化剂层120C、120A以及密封层140C、140A的任一者按压，因此与发电时的高分子电解质膜110的膨润、收缩相伴的应力集中于露出部分。这样，高分子电解质膜110的露出部分成为促进高分子电解质膜110的劣化的主要原因之一。

[0009] 本发明的目的在于提供能够抑制高分子电解质膜从电极催化剂层与密封层之间露出的膜电极接合体的制造方法、膜电极接合体、以及固体高分子式燃料电池。

[0010] 解决上述课题的膜电极接合体的制造方法包含：第1工序，在该第1工序中，将包含密封层在内的转印用部件配置于支撑基材的上表面；第2工序，在该第2工序中，在所述支撑基材的上表面之中、从所述转印用部件露出的部分，通过墨水的涂装而对电极催化剂层进行成膜，形成具有所述支撑基材、所述转印用部件以及所述电极催化剂层的层状体；以及第3工序，在该第3工序中，将所述层状体按压于具有接触面的高分子电解质膜，将所述密封层以及所述电极催化剂层压接于所述接触面。

[0011] 根据上述制造方法，在电极催化剂层的成膜时，使得密封层与电极催化剂层的尺寸匹配，将电极催化剂层和密封层同时转印于高分子电解质膜的接触面。因此，抑制了在电极催化剂层与密封层之间形成间隙而导致高分子电解质膜露出的情况。

[0012] 在上述制造方法中，可以以下述方式形成，即，所述转印用部件包含所述密封层和转印用接合层，在所述第1工序中，将所述转印用部件配置为使得所述转印用接合层位于所述支撑基材的上表面与所述密封层之间，还包含第4工序，在该第4工序中，将所述支撑基材以及所述转印用接合层从压接于所述接触面的所述密封层以及所述电极催化剂层剥离。

[0013] 根据上述制造方法，利用转印用接合层将密封层和支撑基材贴合在一起，因此密封层向支撑基材的固定容易。

[0014] 在上述制造方法中，可以以下述方式形成，即，所述密封层包含密封基材和密封接合层，所述密封基材被所述转印用接合层和所述密封接合层夹持。

[0015] 根据上述制造方法，利用密封接合层将密封基材和高分子电解质膜接合，因此密封层与高分子电解质膜的贴合性得到提高。

[0016] 在上述制造方法中，所述转印用接合层可以具有与所述密封基材相比相对于所述支撑基材更强的粘接力。

[0017] 根据上述制造方法，能够容易地将转印用接合层与支撑基材一起从密封层剥离。

[0018] 在上述制造方法中，可以为，所述转印用部件是所述密封层，所述密封层是沿着所述支撑基材的上表面配置的多层体，所述多层体包含：第1接合层，其用于将所述接触面与所述密封层接合；第2接合层，其用于将所述支撑基材的上表面与所述密封层接合；以及密封基材，其被所述第1接合层和所述第2接合层夹持并与它们接合。

[0019] 根据上述制造方法，利用接合层将密封层与隔着密封层的部件接合，因此密封层与隔着密封层的部件的贴合性得到提高。

[0020] 上述制造方法可以还包含第4工序，在该第4工序中，将所述支撑基材从压接于所述接触面的所述密封层以及所述电极催化剂层剥离，所述第2接合层具有与所述支撑基材相比相对于所述密封基材更强的粘接力。

[0021] 根据上述制造方法，能够容易地将支撑基材从密封层剥离。

[0022] 上述制造方法可以还包含第5工序，在该第5工序中，在将所述支撑基材剥离之后对多孔质扩散层进行配置，在所述第5工序中，将所述多孔质扩散层压接于所述电极催化剂层、且粘接于所述密封层的所述第2接合层。

[0023] 根据上述制造方法，为了多孔质扩散层的固定，与电极催化剂层一起而使用配置于高分子电解质膜的接触面的第2接合层作为密封层。因此，即使不另外形成接合层，也能够使包含高分子电解质膜、电极催化剂层以及密封层在内的多层体对多孔质扩散层进行保持。

[0024] 在上述制造方法中，可以为，所述转印用部件是所述密封层，所述密封层包含接合层，该接合层在所述层状体被按压于所述高分子电解质膜时与所述接触面以及所述支撑基材的上表面接合。

[0025] 根据上述制造方法，与密封层具有接合层和密封基材的情况相比，能够削减构成密封层的部件的数量。

[0026] 上述制造方法可以还包含第4工序，在该第4工序中，将所述支撑基材从压接于所述接触面的所述密封层以及所述电极催化剂层剥离，作为所述密封层的所述接合层具有与所述支撑基材相比相对于所述高分子电解质膜更强的粘接力。

[0027] 根据上述制造方法，能够容易地将支撑基材从密封层剥离。

[0028] 上述制造方法可以还包含第5工序，在该第5工序中，在将所述支撑基材剥离之后对多孔质扩散层进行配置，在对所述多孔质扩散层进行配置的工序中，将所述多孔质扩散层压接于所述电极催化剂层且粘接于作为所述密封层的所述接合层。

[0029] 根据上述制造方法，为了多孔质扩散层的固定，与电极催化剂层一起而使用配置于高分子电解质膜的接触面的接合层作为密封层。因此，即使不另外形成接合层，也能够使包含高分子电解质膜、电极催化剂层、以及密封层在内的多层体对多孔质扩散层进行保持。

[0030] 在上述制造方法中，可以为，所述支撑基材包含多孔质体，在所述第3工序中，将所述层状体按压于所述高分子电解质膜，由此从所述多孔质体形成多孔质扩散层。

[0031] 根据上述制造方法，将支撑基材用作多孔质扩散层。因此，与在从支撑基材将密封层以及电极催化剂层转印于高分子电解质膜之后将支撑基材剥离、且另外对多孔质扩散层进行配置的制造方法相比，能够削减膜电极接合体的制造所需的部件，并且能够削减膜电极接合体的制造工序的工序数量。

[0032] 解决上述课题的膜电极接合体具备：高分子电解质膜，其具有接触面；电极催化剂层，其位于所述接触面；以及密封层，其位于所述接触面的所述电极催化剂层的周围，所述密封层包含接合层，所述接合层的内周缘嵌入于所述电极催化剂层的外周缘。

[0033] 利用上述的制造方法而制造上述结构的膜电极接合体。因此，在膜电极接合体中，抑制了高分子电解质膜从电极催化剂层与密封层之间露出的情况。

[0034] 在上述结构中，所述密封层可以具有密封基材、以及作为所述接合层的密封接合层，所述密封接合层被所述密封基材和所述高分子电解质膜夹持。

[0035] 根据上述结构，利用密封接合层将密封基材和高分子电解质膜接合，因此密封层与高分子电解质膜的贴合性得到提高。

[0036] 在上述结构中，可以为，还具备多孔质扩散层，所述电极催化剂层位于所述高分子电解质膜与所述多孔质扩散层之间，所述密封层位于所述接触面的所述电极催化剂层的周围和所述多孔质扩散层的周围。

[0037] 根据上述结构，在具备多孔质扩散层的膜电极接合体中，抑制了高分子电解质膜从电极催化剂层与密封层之间露出。

[0038] 在上述结构中，可以为，所述密封层是第1密封层，所述膜电极接合体还具备：多孔质扩散层，其具有小宽度部以及大宽度部，该小宽度部与所述电极催化剂层进行面接触，该大宽度部在沿着所述接触面的方向上具有比所述小宽度部大的宽度，所述小宽度部位于所述电极催化剂层与所述大宽度部之间；以及所述第2密封层，其是从与所述接触面相对的方向观察时位于所述多孔质扩散层的所述大宽度部的周围的第2密封层，所述第1密封层位于所述第2密封层与所述高分子电解质膜之间，从与所述接触面相对的方向观察，所述第1密封层位于所述电极催化剂层以及所述多孔质扩散层的所述小宽度部的周围，所述第1密封层由作为所述接合层的第1接合层、第2接合层、以及由所述第1接合层和所述第2接合层夹持的密封基材构成，所述第1接合层与所述接触面接合，所述多孔质扩散层的所述大宽度部中的比所述小宽度部向沿着所述接触面的方向凸出的部分与所述第2接合层接合。

[0039] 根据上述结构，在具备多孔质扩散层的膜电极接合体中，抑制了高分子电解质膜从电极催化剂层与密封层之间露出。

[0040] 解决上述课题的固体高分子式燃料电池具备：上述膜电极接合体；以及一对隔膜，它们隔着所述膜电极接合体。

[0041] 根据上述结构，在膜电极接合体中，抑制了高分子电解质膜从电极催化剂层与密封层之间露出。

[0042] 发明效果

[0043] 根据本发明，能够抑制高分子电解质膜从电极催化剂层与密封层之间露出。

附图说明

[0044] 图1是表示第1实施方式的膜电极接合体的剖面构造的剖面图。

[0045] 图2是表示第1实施方式的膜电极接合体的剖面构造的一部分的剖面图，且是将图1中由点划线包围的部分A放大示出的图。

[0046] 图3是表示第1实施方式的膜电极接合体的俯视构造的俯视图。

[0047] 图4是在第1实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示转印用接合层和密封层的配置工序的图。

[0048] 图5是在第1实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层的成膜工序的图。

[0049] 图6是在第1实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层以及密封层的转印工序的图。

[0050] 图7是在第1实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层以及密封层的转印工序的图。

[0051] 图8是在第1实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示多孔质扩散层的贴合工序的图。

[0052] 图9是表示第2及第3实施方式的膜电极接合体的剖面构造的剖面图。

[0053] 图10是表示第2及第3实施方式的膜电极接合体的剖面构造的一部分的剖面图，且是将图9中由点划线包围的部分B放大示出的图。

[0054] 图11是表示第2及第3实施方式的膜电极接合体的俯视构造的俯视图。

[0055] 图12是在第2实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示第1密封层的配置工序的图。

[0056] 图13是在第2实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层的成膜工序的图。

[0057] 图14是在第2实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层以及第1密封层的转印工序的图。

[0058] 图15是在第2实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层以及第1密封层的转印工序的图。

[0059] 图16是在第2实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示多孔质扩散层以及第2密封层的配置工序的图。

[0060] 图17是在第3实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示第1密封层的配置工序的图。

[0061] 图18是在第3实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层的成膜工序的图。

[0062] 图19是在第3实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层、第1密封层、多孔质扩散层以及第2密封层的配置工序的图。

[0063] 图20是在第3实施方式的膜电极接合体的制造方法中表示电极催化剂层、第1密封层、多孔质扩散层以及第2密封层的配置工序的图。

[0064] 图21是表示第4实施方式的固体高分子式燃料电池的斜视构造的斜视图。

[0065] 图22是表示现有例的固体高分子式燃料电池的剖面构造的剖面图。

具体实施方式

[0066] (第1实施方式)

[0067] 参照图1～图8对第1实施方式进行说明。第1实施方式是膜电极接合体、以及膜电极接合体的制造方法的实施方式。

[0068] [膜电极接合体的结构]

[0069] 首先，参照图1～图3对膜电极接合体的结构进行说明。

[0070] 如图1所示，膜电极接合体10具备高分子电解质膜11、一对电极催化剂层12C、12A、一对多孔质扩散层13C、13A、以及一对密封层14C、14A。密封层14C具有环形形状，由密封接合层15C和密封基材16C构成。密封层14A具有环形形状，由密封接合层15A和密封基材16A构成。

[0071] 高分子电解质膜11具有阴极接触面11a以及阳极接触面11b。阴极接触面11a在高分子电解质膜11中位于阳极接触面11b的相反侧，阴极接触面11a和阳极接触面11b位于大致平行的位置。

[0072] 在与高分子电解质膜11的阴极接触面11a面对的一侧配置有电极催化剂层12C、多孔质扩散层13C以及密封层14C。电极催化剂层12C相当于固体高分子式燃料电池的阴极。在与高分子电解质膜11的阳极接触面11b面对的一侧配置有电极催化剂层12A、多孔质扩散层13A以及密封层14A。电极催化剂层12A相当于固体高分子式燃料电池的阳极。关于电极催化剂层12C和电极催化剂层12A、多孔质扩散层13C和多孔质扩散层13A、以及密封层14C和密封层14A的各组，优选各组的2个部件隔着高分子电解质膜11而位于面对称的位置。

[0073] 电极催化剂层12C与阴极接触面11a面接触，位于高分子电解质膜11与多孔质扩散层13C之间。

[0074] 密封层14C在阴极接触面11a的面上配置于电极催化剂层12C的外周缘的外侧以及多孔质扩散层13C的外周缘的外侧，与电极催化剂层12C以及多孔质扩散层13C接触。在密封层14C中，密封接合层15C与阴极接触面11a面接触，被高分子电解质膜11和密封基材16C夹持。优选电极催化剂层12C的厚度比密封接合层15C的厚度大。

[0075] 如图2所示，在电极催化剂层12C与密封接合层15C接触的部分，密封接合层15C嵌入于电极催化剂层12C。即，从作为与阴极接触面11a相对的方向的相对方向观察，密封接合层15C向比密封基材16C的内周缘靠内侧的电极催化剂层12C侧伸出。

[0076] 如图3所示，从上述相对方向观察，高分子电解质膜11的外形、电极催化剂层12C的外形以及多孔质扩散层13C的外形均具有矩形形状。从上述相对方向观察，密封层14C的外形具有矩形框体形状。电极催化剂层12C的外形尺寸比高分子电解质膜11的外形尺寸小，电极催化剂层12C配置于高分子电解质膜11的大致中央。另外，多孔质扩散层13C的外形尺寸与电极催化剂层12C的外形尺寸大致相等。

[0077] 密封层14C在高分子电解质膜11的阴极接触面11a的面上配置于由电极催化剂层12C以及多孔质扩散层13C构成的层叠体的周围，遍及周向上的整个区域而将由电极催化剂层12C以及多孔质扩散层13C构成的层叠体的外周缘的外侧的区域填满。换言之，从上述相对方向观察，由电极催化剂层12C以及多孔质扩散层13C构成的层叠体的外形尺寸与由密封层14C的内周缘划分出的开口17C的外形尺寸大致一致，由电极催化剂层12C以及多孔质扩散层13C构成的层叠体将开口17C填满。

[0078] 此外，电极催化剂层12A和多孔质扩散层13A之间的位置关系、以及它们所具有的形状，与电极催化剂层12C和多孔质扩散层13C之间的位置关系、以及它们所具有的形状相同。另外，电极催化剂层12A以及多孔质扩散层13A分别和密封层14A之间的位置关系、以及它们所具有的形状，与电极催化剂层12C以及多孔质扩散层13C分别和密封层14C之间的位置关系、以及它们所具有的形状相同。

[0079] [膜电极接合体的制造方法]

[0080] 参照图4～图8对膜电极接合体10的制造方法进行说明。

[0081] 如图4所示，作为第1工序，在支撑基材20C的上表面配置由转印用接合层21C以及密封层14C构成的层叠体。层叠体的上表面由保护片材22C覆盖。转印用接合层21C与支撑基材20C接触。在密封层14C中，密封基材16C与转印用接合层21C接触，密封接合层15C与保护片材22C接触。因此，密封基材16C被转印用接合层21C和密封接合层15C这2个接合层夹持。

[0082] 在转印用接合层21C和密封层14C配置于支撑基材20C的上表面时，首先，在密封基材16C的一个面形成转印用接合层21C，在密封基材16C的另一个面形成密封接合层15C。然后，由转印用接合层21C、密封基材16C以及密封接合层15C构成的层叠体以与转印用接合层21C以及支撑基材20C接触的方式、即以使得转印用接合层21C位于支撑基材20C的上表面与密封层14C之间的方式，配置于支撑基材20C的上表面。

[0083] 在作为沿着支撑基材20C的上表面的方向的面方向上，利用由转印用接合层21C、密封层14C以及保护片材22C构成的层叠体的内周缘划分出具有与电极催化剂层12C的外形相当的形状的开口23C。

[0084] 支撑基材20C是由能够使电极催化剂层12C剥离的材料形成的片材。作为支撑基材20C的材料，例如使用乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟乙烯共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟类树脂。

[0085] 根据材料适当地选择支撑基材20C的厚度以适当地确保强度、耐热性。优选支撑基材20C的厚度为1μm～100μm左右。

[0086] 作为转印用接合层21C以及密封接合层15C，可以使用在对象的接合时无需固化的粘着层，也可以使用在对象的接合时需要固化的粘接层。转印用接合层21C以及密封接合层15C只要具有期望的剥离强度即可，材料并不特别限定，但作为转印用接合层21C以及密封接合层15C的材料，例如使用环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、橡胶等。转印用接合层21C和密封接合层15C可以由相同的材料形成，也可以由互不相同的材料形成。

[0087] 优选转印用接合层21C具有与密封基材16C相比相对于支撑基材20C更强的粘接力。转印用接合层21C的与支撑基材20C的粘接力，利用拉伸试验器以300mm/min的剥离速度测定所得的180°剥离强度(JIS-K-6854-2：1999)优选大于或等于0.1N/25mm。如果剥离强度大于或等于0.1N/25mm，则转印用接合层21C与支撑基材20C的贴合性提高，因此抑制了在密封层14C与支撑基材20C之间产生间隙。其结果，在电极催化剂层12C的形成时，抑制了催化剂墨水进入密封层14C与支撑基材20C之间的间隙，因此电极催化剂层12C的外周缘的直线性得到提高。

[0088] 转印用接合层21C以及密封接合层15C各自的厚度不特别限定，但优选大于或等于0.1μm且小于或等于30μm。如果转印用接合层21C以及密封接合层15C各自的厚度大于或等于0.1μm，则在层的形成时产生涂装不均的情况得到抑制。

[0089] 密封基材16C由热可塑性树脂中的通常在固体高分子式燃料电池中所使用的树脂形成。例如，作为密封基材16C的材料，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、间规聚苯乙烯(SPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)等。

[0090] 根据材料适当地选择密封基材16C的厚度以适当地确保强度、耐热性。优选密封基材16C的厚度为1μm～200μm左右。

[0091] 如图5所示，作为第2工序，将催化剂墨水涂装于开口23C的内部，使涂装后的催化剂墨水干燥，由此在支撑基材20C的上表面之中、从转印用接合层21C以及密封层14C露出的部分，对电极催化剂层12C进行成膜。在电极催化剂层12C成膜之后，将保护片材22C剥离。

[0092] 由支撑基材20C、转印用接合层21C、密封层14C以及电极催化剂层12C构成层状体24C。

[0093] 催化剂墨水含有高分子电解质、催化剂物质以及墨水溶剂。

[0094] 作为催化剂墨水中所含有的高分子电解质，例如使用氟类高分子电解质以及烃类高分子电解质等具有质子传导性的高分子材料。作为氟类高分子电解质，例如举出“デュポン社”制的NAFION(注册商标)、“旭硝子(株)”制的FLEMION(注册商标)、“旭化成(株)”制的ACIPLEX(注册商标)、“ゴア社”制的GORE-SELECT(注册商标)等。在这些材料中，为了提高固体高分子式燃料电池的输出电压，也优选使用“デュポン社”制的NAFION(注册商标)。作为烃类高分子电解质，例如举出磺化聚醚酮、磺化聚醚砜、磺化聚醚醚砜(sulfonated polyether ether sulfone)、磺化聚硫(sulfonated polysulfide)、磺化聚亚苯(sulfonated polyphenylene)等电解质。

[0095] 作为催化剂物质，例如使用铂(Pt)、钌(Ru)、锗(Rh)、钼(Mo)、铬(Cr)、钴(Co)、铁(Fe)等。特别优选将铂用作催化剂物质。优选催化剂物质担载于作为导电性担载体的碳粒子，但也可以使用单体的催化剂物质。作为碳粒子，例如使用炭黑等。

[0096] 作为墨水溶剂，优选使用下述溶剂，即，不会侵蚀作为对催化剂物质进行担载的碳粒子的催化剂物质担载碳素体和高分子电解质的溶剂，在具有流动性的状态下使高分子电解质溶解、或者使高分子电解质作为微细凝胶而分散的溶剂。优选这种墨水溶剂含有挥发性的有机溶剂，作为该有机溶剂，例如举出甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇(tert-butyl alcohol)、戊醇等醇类、丙酮、甲乙酮、戊酮、甲基异丁基酮、庚酮、环己酮、甲基环己酮、乙酰甲基丙酮、二异丁基甲酮等酮类溶剂、四氢呋喃、二恶烷、缩二乙二醇二甲醚(diethylene glycol dimethylether)、苯甲醚、甲基苯甲醚、二丁醚等醚类溶剂、以及二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基毗咯烷酮、乙二醇(ethylene glycol)、二乙二醇(diethylene glycol)、双丙酮醇(diacetone alcohol)、1-甲氧基-2-丙醇(1-methoxy-2-propanol)等极性溶剂。另外，可以将这些有机溶剂中的大于或等于两种的溶剂混合而用作墨水溶剂。

[0097] 在作为有机溶剂而使用低级醇的情况下，为了提高墨水溶剂的着火温度，优选墨水溶剂为有机溶剂与水的混合溶剂。另外，为了提高高分子电解质与墨水溶剂之间的亲和性，也优选墨水溶剂以下述程度含有水，即，不使高分子电解质从墨水溶剂分离而产生白浊、且不使高分子电解质凝胶化。

[0098] 优选催化剂墨水中的高分子电解质、催化剂物质担载碳素体等固态成分的含有量大于或等于1质量％且小于或等于50质量％。如果催化剂墨水中的固态成分的含有量小于或等于50质量％，则催化剂墨水的粘度不会变得过高，因此在成膜的电极催化剂层12C的表面不易产生裂纹。另一方面，如果固态成分的含有量大于或等于1质量％，则催化剂墨水的粘度不会变得过低，因此适度地确保了电极催化剂层12C的成膜速度，抑制了电极催化剂层12C的生产率降低。

[0099] 此外，即使是高分子电解质和催化剂物质担载碳素体的含有量彼此相等的催化剂墨水，固态成分中的碳粒子的比例越大，催化剂墨水的粘度也越高，相反，碳粒子的比例越小，催化剂墨水的粘度也越低。因此，优选催化剂墨水中所含有的固态成分中的碳粒子的浓度大于或等于10质量％且小于或等于80质量％。

[0100] 另外，除了催化剂墨水中的固态成分的含有量的调整、固态成分中的碳粒子的浓度的调整以外，通过在固态成分向墨水溶剂的分散处理时将分散剂添加至催化剂墨水，还能够将催化剂墨水的粘度调整为规定值。另外，优选高分子电解质相对于催化剂物质担载碳素体的质量比率大于或等于0.04质量％且小于或等于3.00质量％。

[0101] 作为催化剂墨水向支撑基材20C的涂装方法，使用刮片法、浸渍法、网版印刷法、滚涂法、喷雾法等涂敷法。在这些涂装法中，优选使用加压喷雾法、超声波喷雾法、静电喷雾法等喷雾法。根据这些方法，在涂装后的催化剂墨水干燥时不易引起催化剂墨水的聚集，因此能够获得空孔率高的均质的电极催化剂层12C。

[0102] 在催化剂墨水的涂装工序中，如果催化剂墨水的墨水温度大于或等于10℃，则催化剂墨水的粘度不会变得过高，因此成膜的电极催化剂层12C的均匀性得到提高。另外，如果墨水温度小于或等于50℃，则抑制了墨水溶剂在催化剂墨水的涂装中挥发。电极催化剂层12C的厚度不特别限定，但优选1μm～30μm左右。

[0103] 如图6所示，对于电极催化剂层12A，也与电极催化剂层12C相同地，将上述催化剂墨水涂装于层叠有转印用接合层21A和密封层14A的支撑基材20A的上表面，使涂装后的催化剂墨水干燥，由此进行成膜。由支撑基材20A、转印用接合层21A、密封层14A以及电极催化剂层12A构成层状体24A。

[0104] 层状体24C和层状体24A隔着高分子电解质膜11而配置。此时，电极催化剂层12C以及密封接合层15C与高分子电解质膜11的阴极接触面11a相对，电极催化剂层12A以及密封接合层15A与高分子电解质膜11的阳极接触面11b相对。

[0105] 然后，作为第3工序，在由2个层状体24C、24A对高分子电解质膜11进行夹持的状态下，层状体24C、24A和高分子电解质膜11被加热且被加压。由此，电极催化剂层12C和密封层14C被压接于高分子电解质膜11的阴极接触面11a。另外，电极催化剂层12A和密封层14A被压接于高分子电解质膜11的阳极接触面11b。

[0106] 这里，正常情况下，电极催化剂层12C、12A、密封接合层15C、15A的刚性比密封基材16C、16A的刚性低。另外，电极催化剂层12C、12A的刚性比密封接合层15C、15A的刚性低。因此，密封接合层15C、15A的内周缘因压接时的加压而被密封基材16C、16A压扁，并嵌入于与各密封接合层15C、15A的内周缘接触的电极催化剂层12C、12A的外周缘。即，在电极催化剂层12C和密封层14C的转印时，电极催化剂层12C和密封层14C均被按压于高分子电解质膜
11，结果形成为密封接合层15C嵌入于电极催化剂层12C的构造。另外，在电极催化剂层12A和密封层14A的转印时，电极催化剂层12A和密封层14A均被按压于高分子电解质膜11，结果形成为密封接合层15A嵌入于电极催化剂层12A的构造。此外，密封接合层15C、15A被密封基材16C、16A、和高分子电解质膜11这双方按压，因此在密封接合层15C、15A的内周缘，其厚度方向上的中间位置比厚度方向上的两端部更容易嵌入于电极催化剂层12C、12A。

[0107] 高分子电解质膜11是具有质子传导性的高分子膜。作为高分子电解质膜11的材料，例如使用氟类高分子电解质、烃类高分子电解质。作为氟类高分子电解质，例如使用“デュポン社”制的NAFION(注册商标)、“旭硝子(株)”制的FLEMION(注册商标)、“旭化成(株)”制的ACIPLEX(注册商标)、“ゴア社”制的GORE-SELECT(注册商标)。特别是为了提高固体高分子式燃料电池的输出电压，优选使用“デュポン社”制的NAFION(注册商标)。

[0108] 作为烃类高分子电解质膜，使用磺化聚醚酮、磺化聚醚砜、磺化聚醚醚砜、磺化聚硫、磺化聚亚苯等电解质膜。此外，为了提高电极催化剂层12C、12A与高分子电解质膜11的贴合性，优选电极催化剂层12C、12A中所含有的高分子电解质与构成高分子电解质膜11的高分子电解质是相同的材料。

[0109] 如图7所示，在电极催化剂层12C、12A和密封层14C、14A被压接于高分子电解质膜11之后，作为第4工序，将支撑基材20C、20A剥离。此时，转印用接合层21C粘贴于支撑基材
20C，并将其与支撑基材20C一起从密封层14C剥离。另外，转印用接合层21A粘贴于支撑基材
20A，并将其与支撑基材20A一起从密封层14A剥离。如果转印用接合层21C、21A具有与密封基材16C、16A相比相对于支撑基材20C、20A更强的粘接力，则能够容易地使转印用接合层
21C、21A从密封基材16C、16A剥离。

[0110] 此外，在电极催化剂层12C、12A和密封层14C、14A被转印于高分子电解质膜11的状态下，各电极催化剂层12C、12A的厚度可以与各密封层14C、14A的厚度相同的程度，也可以比各密封层14C、14A的厚度小。

[0111] 如图8所示，作为第5工序，将多孔质扩散层13C、13A配置为对设置有电极催化剂层12C、12A和密封层14C、14A的高分子电解质膜11进行夹持，对这些部件进行加热且加压。由此，多孔质扩散层13C被压接于电极催化剂层12C，多孔质扩散层13A被压接于电极催化剂层
12A，由此形成膜电极接合体10。

[0112] 多孔质扩散层13C、13A含有由具有气体扩散性和导电性的材料形成的基材。作为基材的材料，例如使用碳布、复写纸、无纺布等多孔碳材料。除了上述基材以外，优选多孔质扩散层13C、13A还具备形成于上述基材上的微细多孔质层。作为微细多孔质层，例如使用以大于或等于氟类树脂的熔点的温度对分散有碳粒子的氟类树脂溶液进行烧结而成的层。作为氟类树脂，使用聚四氟乙烯(PTFE)等。

[0113] 此外，在上述工序中，从层状体24C向高分子电解质膜11的阴极接触面11a的电极催化剂层12C以及密封层14C的转印、和从层状体24A向高分子电解质膜11的阳极接触面11b的电极催化剂层12A以及密封层14A的转印同时进行。也可以取而代之，分别进行向阴极接触面11a的电极催化剂层12C以及密封层14C的转印、和向阳极接触面11b的电极催化剂层12A以及密封层14A的转印。例如，在使阴极接触面11a与层状体24C相对、且对高分子电解质膜11和层状体24C进行加热及加压之后，使阳极接触面11b与层状体24A相对，并对高分子电解质膜11和层状体24A进行加热及加压。

[0114] [作用]

[0115] 对上述的膜电极接合体10的制造方法的作用进行说明。

[0116] 在上述制造方法中，在支撑基材20C、20A的上表面，在配置有密封层14C、14A的状态下，将密封层14C、14A作为掩模而对电极催化剂层12C、12A进行成膜。而且，将具备电极催化剂层12C以及密封层14C的层状体24C、和具备电极催化剂层12A以及密封层14A的层状体24A按压于高分子电解质膜11，由此将电极催化剂层12C、12A以及密封层14C、14A转印于高分子电解质膜11。

[0117] 根据这种制造方法，在配置有密封层14C、14A的支撑基材20C、20A的上表面对电极催化剂层12C、12A进行成膜，因此在电极催化剂层12C、12A的成膜时，密封层14C、14A的内周缘与电极催化剂层12C、12A的外周缘的尺寸匹配。而且，电极催化剂层12C和密封层14C被同时转印于高分子电解质膜11的阴极接触面11a，电极催化剂层12A和密封层14A被同时转印于高分子电解质膜11的阳极接触面11b。因此，抑制了在电极催化剂层12C与密封层14C之间、电极催化剂层12A与密封层14A之间形成间隙。其结果，抑制了高分子电解质膜11从电极催化剂层12C、12A与密封层14C、14A之间露出。

[0118] 另外，密封层14C、14A被用作电极催化剂层12C、12A的成膜时的掩模，因此能够削减电极催化剂层12C、12A的成膜所需的部件。并且，使得转印用接合层21C、21A与支撑基材20C、20A一起剥离，因此在电极催化剂层12C、12A和密封层14C、14A的转印时，膜电极接合体
10所不需要的部件不会被配置于高分子电解质膜11。

[0119] 另外，当前提出有下述构造，即，将密封层配置于电极催化剂层的面上，由此要抑制高分子电解质膜从电极催化剂层与密封层之间的露出。与这种构造相比，在本实施方式的膜电极接合体10中，从相对方向观察，电极催化剂层12C、12A和密封层14C、14A不重叠，因此抑制了因气体的扩散受到妨碍而在电极催化剂层12C、12A产生不利于发电的部分。其结果，在电极催化剂层12C、12A中使用昂贵的铂族的贵金属的情况下，膜电极接合体10的制造所需的成本的增大也得到抑制。另外，从相对方向观察，由于存在电极催化剂层和密封层重叠的部分以及不重叠的部分，因此膜电极接合体的厚度不会产生波动。

[0120] 此外，在第1实施方式中，由转印用接合层21C和密封层14C构成的层叠体、以及由转印用接合层21A和密封层14A构成的层叠体分别是转印用部件的一个例子。

[0121] 如以上说明，根据本实施方式的膜电极接合体的制造方法以及膜电极接合体，能够获得下面列举的效果。

[0122] (1)在电极催化剂层12C、12A的成膜时，使得密封层14C、14A的内周缘与电极催化剂层12C、12A的外周缘的尺寸匹配，将电极催化剂层12C、12A和密封层14C、14A同时转印于高分子电解质膜11的接触面11a、11b。因此，抑制了在电极催化剂层12C、12A与密封层14C、14A之间形成间隙而高分子电解质膜11露出的情况。另外，利用转印用接合层21C、21A而将密封层14C、14A和支撑基材20C、20A贴合在一起，因此向支撑基材20C、20A的密封层14C、14A的固定容易。

[0123] (2)密封层14C、14A由密封接合层15C、15A和密封基材16C、16A构成，在层状体24C、24A中，密封基材16C、16A被转印用接合层21C、21A和密封接合层15C、15A夹持。据此，利用密封接合层15C、15A而将密封基材16C、16A和高分子电解质膜11接合，因此密封层14C、14A与高分子电解质膜11的贴合性得到提高。

[0124] (3)转印用接合层21C、21A具有与密封基材16C、16A相比相对于支撑基材20C、20A更强的粘接力，因此在支撑基材20C、20A的剥离时，能够容易地使转印用接合层21C、21A与支撑基材20C、20A一起从密封层14C、14A剥离。

[0125] (4)密封接合层15C、15A的内周缘因电极催化剂层12C、12A和密封层14C、14A的转印时的加压而嵌入于电极催化剂层12C、12A的外周缘，因此适当地抑制了在电极催化剂层12C、12A与密封层14C、14A之间形成间隙。

[0126] (变形例)

[0127] 第1的实施方式能够以下面的方式变更而实施。

[0128] ·密封层14C可以不具有密封接合层15C而仅由密封基材16C构成。同样地，密封层14A可以不具有密封接合层15A而仅由密封基材16A构成。

[0129] ·可以省略多孔质扩散层13C、13A。

[0130] ·从相对方向观察的电极催化剂层12C、12A的形状、多孔质扩散层13C、13A的形状、密封层14C、14A的形状可以是三角形形状，可以是具有大于或等于五个角的多边形形状，可以是圆形形状，还可以是椭圆形形状。另外，密封层14C、14A的内周缘可以相对于相对方向倾斜。例如，密封层14C的内周缘可以具有从支撑基材20C侧观察的倒锥形形状，以使得越是靠近支撑基材20C的部位则层状体24C所具有的开口23C的剖面积越小。即，划分出开口23C的层状体24C的内侧面具有锥台筒形状，电极催化剂层12C将具有这种形状的开口23C的底部填满。在该情况下，在膜电极接合体10中，从高分子电解质膜11侧观察，密封层14C的内周缘具有正锥形形状。根据这种制造方法，还能够使电极催化剂层12C、12A以及密封层14C、
14A形成为通过下述方法难以形成的形状，即，如以往将电极催化剂层12C、12A和密封层
14C、14A分别配置于高分子电解质膜11的面上。

[0131] (第2实施方式)

[0132] 参照图9～图16对第2实施方式进行说明。第2实施方式是膜电极接合体、以及膜电极接合体的制造方法的实施方式。

[0133] [膜电极接合体的结构]

[0134] 首先，参照图9～图11对膜电极接合体的结构进行说明。

[0135] 如图9所示，膜电极接合体50具备高分子电解质膜51、一对电极催化剂层52C、52A、一对多孔质扩散层53C、53A、具有环形形状的一对第1密封层54C、54A、以及具有环形形状的一对第2密封层55C、55A。第1密封层54C由第1接合层56C、第2接合层58C、以及被第1接合层56C和第2接合层58C夹持且与它们接合的密封基材57C构成。第1密封层54A由第1接合层
56A、第2接合层58A、以及被第1接合层56A和第2接合层58A夹持且与它们接合的密封基材
57A构成。

[0136] 高分子电解质膜51具有阴极接触面51a和阳极接触面51b。阴极接触面51a在高分子电解质膜51中位于阳极接触面51b的相反侧，阴极接触面51a和阳极接触面51b位于大致平行的位置。

[0137] 在与高分子电解质膜51的阴极接触面51a面对的一侧配置有电极催化剂层52C、多孔质扩散层53C、第1密封层54C以及第2密封层55C。电极催化剂层52C相当于固体高分子式燃料电池的阴极。在与高分子电解质膜51的阳极接触面51b面对的一侧配置有电极催化剂层52A、多孔质扩散层53A、第1密封层54A以及第2密封层55A。电极催化剂层52A相当于固体高分子式燃料电池的阳极。关于电极催化剂层52C和电极催化剂层52A、多孔质扩散层53C和多孔质扩散层53A、第1密封层54C和第1密封层54A、以及第2密封层55C和第2密封层55A的各组，优选各组的2个部件的位置位于隔着高分子电解质膜51而面对称的位置。

[0138] 电极催化剂层52C与阴极接触面51a面接触，位于高分子电解质膜51与多孔质扩散层53C之间。

[0139] 多孔质扩散层53C在多孔质扩散层53C的厚度方向上虚拟地划分为小宽度部53Ca和大宽度部53Cb。小宽度部53Ca是在多孔质扩散层53C中与电极催化剂层52C进行面接触的部分，位于大宽度部53Cb与高分子电解质膜51之间。大宽度部53Cb是与小宽度部53Ca相比而沿着阴极接触面51a的方向即面方向上的宽度更大的部分，将小宽度部53Ca的整体覆盖，且比小宽度部53Ca更向外侧扩展。

[0140] 第1密封层54C位于第2密封层55C与高分子电解质膜51之间。第1密封层54C在阴极接触面51a上配置于电极催化剂层52C的外周缘的外侧、以及多孔质扩散层53C的小宽度部53Ca的外周缘的外侧，与电极催化剂层52C以及小宽度部53Ca接触。在第1密封层54C中，第1接合层56C与阴极接触面51a接合，第2接合层58C与第2密封层55C、以及在大宽度部53Cb中比小宽度部53Ca更向面方向凸出的部分接合。优选电极催化剂层52C的厚度比第1接合层
56C的厚度大。

[0141] 第2密封层55C在第2接合层58C的上表面上配置于多孔质扩散层53C的大宽度部53Cb的外周缘的外侧，与大宽度部53Cb接触。

[0142] 如图10所示，在电极催化剂层52C和第1接合层56C接触的部分，第1接合层56C嵌入于电极催化剂层52C。即，从与阴极接触面51a相对的方向即相对方向观察，第1接合层56C向比密封基材57C的内周缘靠内侧的电极催化剂层52C侧伸出。

[0143] 如图11所示，从上述相对方向观察，高分子电解质膜51的外形、电极催化剂层52C的外形、多孔质扩散层53C的小宽度部53Ca的外形、以及多孔质扩散层53C的大宽度部53Cb的外形均具有矩形形状。从上述相对方向观察，第1密封层54C的外形、以及第2密封层55C的外形均具有矩形框体形状。

[0144] 电极催化剂层52C的外形尺寸比高分子电解质膜51的外形尺寸小，电极催化剂层52C配置于高分子电解质膜51的大致中央。多孔质扩散层53C的小宽度部53Ca的外形尺寸与电极催化剂层52C的外形尺寸大致相等。多孔质扩散层53C的大宽度部53Cb的外形尺寸比小宽度部53Ca的外形尺寸大、且比高分子电解质膜51的外形尺寸小。

[0145] 第1密封层54C在高分子电解质膜51的阴极接触面51a上配置于由电极催化剂层52C以及多孔质扩散层53C的小宽度部53Ca构成的层叠体的周围，遍及周向的整个区域而将由电极催化剂层52C以及小宽度部53Ca构成的层叠体的外周缘的外侧的区域填满。换言之，从上述相对方向观察，由电极催化剂层52C以及小宽度部53Ca构成的层叠体的外形尺寸与由第1密封层54C的内周缘划分出的开口54Ca的外形尺寸大致一致，由电极催化剂层52C以及小宽度部53Ca构成的层叠体将开口54Ca填满。

[0146] 第2密封层55C在第1密封层54C的上表面上配置于多孔质扩散层53C的大宽度部53Cb的周围，遍及周向的整个区域而将大宽度部53Cb的外周缘的外侧的区域填满。换言之，从上述相对方向观察，大宽度部53Cb的外形尺寸与由第2密封层55C的内周缘划分出的开口
55Ca的外形尺寸大致一致，大宽度部53Cb将开口55Ca填满。

[0147] 此外，电极催化剂层52A和多孔质扩散层53A之间的位置关系、以及它们所具有的形状，与电极催化剂层52C和多孔质扩散层53C之间的位置关系、以及它们所具有的形状相同。另外，电极催化剂层52A以及多孔质扩散层53A分别和第1密封层54A之间的位置关系、以及它们所具有的形状，与电极催化剂层52C以及多孔质扩散层53C分别和第1密封层54C之间的位置关系、以及它们所具有的形状相同。另外，电极催化剂层52A以及多孔质扩散层53A分别和第2密封层55A之间的位置关系、以及它们所具有的形状，与电极催化剂层52C以及多孔质扩散层53C分别和第2密封层55C之间的位置关系、以及它们所具有的形状相同。

[0148] [膜电极接合体的制造方法]

[0149] 参照图12～图16对膜电极接合体50的制造方法进行说明。

[0150] 如图12所示，作为第1工序，将第1密封层54C配置于支撑基材60C的上表面。第1密封层54C的上表面被保护片材61C覆盖。第1密封层54C配置为由沿着支撑基材60C的上表面的层构成的多层体，在第1密封层54C中，第2接合层58C与支撑基材60C接触，第1接合层56C与保护片材61C接触。

[0151] 在将第1密封层54C配置于支撑基材60C的上表面时，首先在密封基材57C的一个面形成第1接合层56C、且在密封基材57C的另一个面形成第2接合层58C。然后，以使得第2接合层58C和支撑基材60C接触的方式将第1密封层54C配置于支撑基材60C的上表面。

[0152] 在沿着支撑基材60C的上表面的方向即面方向上，利用由第1密封层54C和保护片材61C构成的层叠体的内周缘划分出具有与电极催化剂层52C的外形相当的形状的开口62C。

[0153] 支撑基材60C是由能够使电极催化剂层52C剥离的材料形成的片材。作为支撑基材60C的材料，使用作为第1实施方式的支撑基材20C的材料而例示的材料。优选支撑基材60C的厚度设定于在第1实施方式中作为支撑基材20C的厚度而例示的范围内。

[0154] 作为第1接合层56C以及第2接合层58C，可以使用在对象的接合时无需固化的粘着层，也可以使用在对象的接合时需要固化的粘接层。第1接合层56C以及第2接合层58C只要具有期望的剥离强度即可，作为接合层56C、58C的材料，可以使用作为第1实施方式的接合层15C、21C的材料而例示的材料。第1接合层56C和第2接合层58C可以由相同的材料形成，也可以由互不相同的材料形成。

[0155] 被支撑基材60C和密封基材57C夹持的第2接合层58C，优选具有与支撑基材60C相比相对于密封基材57C更强的粘接力。第2接合层58C的与支撑基材60C的粘接力，利用拉伸试验器以300mm/min的剥离速度测定所得的180°剥离强度(JIS-K-6854-2：1999)优选大于或等于0.1N/25mm。如果剥离强度大于或等于0.1N/25mm，则第2接合层58C与支撑基材60C的贴合性变高，因此抑制了在第1密封层54C与支撑基材60C之间产生间隙。其结果，在电极催化剂层52C的形成时，抑制了催化剂墨水进入第1密封层54C与支撑基材60C之间的间隙，因此电极催化剂层52C的外周缘的直线性得到提高。

[0156] 第1接合层56C以及第2接合层58C各自的厚度不特别限定，但优选设定于在第1实施方式中作为接合层15C、21C的厚度而例示的范围内。

[0157] 作为密封基材57C的材料，只要使用作为第1实施方式的密封基材16C的材料而例示的材料即可。根据材料而适当地选择密封基材57C的厚度以适当地确保强度、耐热性。优选密封基材57C的厚度为1μm～100μm左右。

[0158] 如图13所示，作为第2工序，将催化剂墨水涂装于开口62C的内部、且使涂装后的催化剂墨水干燥，由此在支撑基材60C的上表面之中、从第1密封层54C露出的部分，对电极催化剂层52C进行成膜。在电极催化剂层52C成膜之后，将保护片材61C剥离。由支撑基材60C、第1密封层54C以及电极催化剂层52C构成层状体63C。

[0159] 催化剂墨水的组成以及涂装方法使用在第1实施方式中例示的组成及涂装方法。

[0160] 如图14所示，电极催化剂层52A也与电极催化剂层52C相同地，将上述催化剂墨水涂装于配置有第1密封层54A的支撑基材60A的上表面、且使涂装后的催化剂墨水干燥，由此进行成膜。由支撑基材60A、第1密封层54A以及电极催化剂层52A构成层状体63A。

[0161] 层状体63C和层状体63A隔着高分子电解质膜51而配置。此时，电极催化剂层52C以及第1接合层56C与高分子电解质膜51的阴极接触面51a相对，电极催化剂层52A以及第1接合层56A与高分子电解质膜51的阳极接触面51b相对。

[0162] 然后，作为第3工序，在由2个层状体63C、63A对高分子电解质膜51进行夹持的状态下，层状体63C、63A和高分子电解质膜51被加热且被加压。由此，电极催化剂层52C和第1密封层54C被压接于高分子电解质膜51的阴极接触面51a。另外，电极催化剂层52A和第1密封层54A被压接于高分子电解质膜51的阳极接触面51b。

[0163] 这里，正常情况下，电极催化剂层52C、52A、第1接合层56C、56A的刚性比密封基材57C、57A的刚性低。另外，电极催化剂层52C、52A的刚性比第1接合层56C、56A的刚性低。因此，第1接合层56C、56A的内周缘因压接时的加压而被密封基材57C、57A压扁，并嵌入于与各第1接合层56C、56A的内周缘接触的电极催化剂层52C、52A的外周缘。即，在电极催化剂层
52C和第1密封层54C的转印时，电极催化剂层52C和第1密封层54C均被按压于高分子电解质膜51，结果形成为第1接合层56C嵌入于电极催化剂层52C的构造。另外，在电极催化剂层52A和第1密封层54A的转印时，电极催化剂层52A和第1密封层54A均被按压于高分子电解质膜
51，结果形成为第1接合层56A嵌入于电极催化剂层52A的构造。此外，第1接合层56C、56A被从密封基材57C、57A、以及高分子电解质膜51这双方按压，因此在第1接合层56C、56A的内周缘，其厚度方向上的中间位置比厚度方向上的两端部更容易嵌入于电极催化剂层52C、52A。

[0164] 作为高分子电解质膜51，只要使用由作为第1实施方式的高分子电解质膜11的材料而例示的材料形成的膜即可。

[0165] 如图15所示，在电极催化剂层52C、52A和第1密封层54C、54A被压接于高分子电解质膜51之后，作为第4工序，将支撑基材60C从电极催化剂层52C以及第1密封层54C剥离，将支撑基材60A从电极催化剂层52A以及第1密封层54A剥离。如果第2接合层58C、58A具有与支撑基材60C、60A相比相对于密封基材57C、57A更强的粘接力，则能够容易地进行支撑基材60C、60A的剥离。

[0166] 此外，在电极催化剂层52C、52A和第1密封层54C、54A被转印于高分子电解质膜51的状态下，各电极催化剂层52C、52A的厚度可以是与各第1密封层54C、54A的厚度相同的程度，也可以比各第1密封层54C、54A的厚度小。

[0167] 如图16所示，作为第5工序，在由高分子电解质膜51、电极催化剂层52C、52A以及第1密封层54C、54A构成的多层体配置多孔质扩散层53C、53A和第2密封层55C、55A。

[0168] 在对多孔质扩散层53C、53A和第2密封层55C、55A进行配置时，首先，以隔着上述多层体的方式对成为多孔质扩散层53C、53A的2个多孔质片材进行配置，在这些多孔质片材的外周缘的外侧配置第2密封层55C、55A。此外，可以在对第2密封层55C、55A进行配置之后配置多孔质片材。

[0169] 接着，上述多层体、和隔着多层体而配置的2个多孔质片材以及第2密封层55C、55A被加热且被加压。加热及加压的结果，一个多孔质片材的一部分被压入于由第1密封层54C的内周缘划分出的开口54Ca。被压入于开口54Ca的部分成为小宽度部53Ca，并被压接于电极催化剂层52C。另外，大宽度部53Cb粘接于第1密封层54C的第2接合层58C。由此，形成多孔质扩散层53C。同样地，另一个多孔质片材的一部分被压入于由第1密封层54A的内周缘划分出的开口54Aa，形成具有小宽度部53Aa和大宽度部53Ab的多孔质扩散层53A。在多孔质扩散层53A中，小宽度部53Aa压接于电极催化剂层52A，大宽度部53Ab粘接于第1密封层54A的第2接合层58A。

[0170] 另外，第2密封层55C粘接于第2接合层58C，第2密封层55A粘接于第2接合层58A。由此，形成膜电极接合体50。

[0171] 优选多孔质扩散层53C、53A含有由具有气体扩散性和导电性的材料形成的基材，并且具备在上述基材上形成的微细多孔质层。作为基材的材料，只要使用作为第1实施方式的多孔质扩散层13C、13A的基材的材料而例示的材料即可。作为微细多孔质层，只要使用作为第1实施方式的微细多孔质层的材料而例示的材料即可。

[0172] 作为第2密封层55C、55A的材料，只要使用作为第1实施方式的密封基材16C的材料而例示的材料即可。根据材料而适当地选择第2密封层55C、55A各自的厚度以适当地确保强度、耐热性。优选第2密封层55C、55A各自的厚度为1μm～200μm左右。

[0173] 此外，在上述工序中，从层状体63C向高分子电解质膜51的阴极接触面51a的电极催化剂层52C以及第1密封层54C的转印、和从层状体63A向高分子电解质膜51的阳极接触面51b的电极催化剂层52A以及第1密封层54A的转印同时进行。也可以取而代之，分别进行向阴极接触面51a的电极催化剂层52C以及第1密封层54C的转印、和向阳极接触面51b的电极催化剂层52A以及第1密封层54A的转印。例如，在使得阴极接触面51a与层状体63C相对、且对高分子电解质膜51和层状体63C进行加热及加压之后，使阳极接触面51b与层状体63A相对，对高分子电解质膜51和层状体63A进行加热及加压。

[0174] 同样地，多孔质扩散层53C以及第2密封层55C的配置、和多孔质扩散层53A以及第2密封层55A的配置可以分别进行。

[0175] [作用]

[0176] 对上述的膜电极接合体50的制造方法的作用进行说明。

[0177] 在上述制造方法中，在将第1密封层54C、54A配置于支撑基材60C、60A的上表面的状态下，将第1密封层54C、54A作为掩模而对电极催化剂层52C、52A进行成膜。而且，将具备电极催化剂层52C以及第1密封层54C的层状体63C、和具备电极催化剂层52A以及第1密封层54A的层状体63A按压于高分子电解质膜51，由此将电极催化剂层52C、52A以及第1密封层
54C、54A转印于高分子电解质膜51。

[0178] 根据这种制造方法，在配置有第1密封层54C、54A的支撑基材60C、60A的上表面对电极催化剂层52C、52A进行成膜，因此在电极催化剂层52C、52A的成膜时，使得第1密封层54C、54A的内周缘与电极催化剂层52C、52A的外周缘的尺寸匹配。而且，电极催化剂层52C和第1密封层54C被同时转印于高分子电解质膜51的阴极接触面51a，电极催化剂层52A和第1密封层54A被同时转印于高分子电解质膜51的阳极接触面51b。因此，抑制了在电极催化剂层52C与第1密封层54C之间、电极催化剂层52A与第1密封层54A之间形成间隙。其结果，抑制了高分子电解质膜51从电极催化剂层52C、52A与第1密封层54C、54A之间露出。

[0179] 另外，第1密封层54C、54A被用作电极催化剂层52C、52A的成膜时的掩模，因此能够削减电极催化剂层52C、52A的成膜所需的部件。

[0180] 并且，在电极催化剂层52C、52A和第1密封层54C、54A的转印之后，第2接合层58C、58A在由高分子电解质膜51、电极催化剂层52C、52A以及第1密封层54C、54A构成的多层体上露出。因此，多孔质扩散层53C、53A、第2密封层55C、55A的组装变得容易，组装后的多孔质扩散层53C、53A、第2密封层55C、55A被牢固地固定于上述多层体。

[0181] 另外，从相对方向观察，电极催化剂层52C、52A与第1密封层54C、54A、第2密封层55C、55A不重叠，因此抑制了因气体的扩散受到妨碍而在电极催化剂层52C、52A产生不利于发电的部分。另外，从相对方向观察，由于存在电极催化剂层和密封层重叠的部分以及不重叠的部分，因此膜电极接合体的厚度不会产生波动。

[0182] 此外，在第2实施方式中，第1密封层54C、54A分别是转印用部件的一个例子。

[0183] 如以上说明，根据第2实施方式的膜电极接合体的制造方法以及膜电极接合体，能够获得下面列举的效果。

[0184] (5)在电极催化剂层52C、52A的成膜时，使得第1密封层54C、54A的内周缘与电极催化剂层52C、52A的外周缘的尺寸匹配，将电极催化剂层52C、52A和第1密封层54C、54A同时转印于高分子电解质膜51的接触面51a、51b。因此，抑制了在电极催化剂层52C、52A与第1密封层54C、54A之间产生间隙而高分子电解质膜51露出的情况。

[0185] (6)第1密封层54C、54A由第1接合层56C、56A、第2接合层58C、58A、以及被第1接合层56C、56A和第2接合层58C、58A夹持的密封基材57C、57A构成。据此，利用接合层将第1密封层54C、54A与对第1密封层54C、54A进行夹持的部件接合，因此第1密封层54C、54A与这些部件的贴合性得到提高。

[0186] (7)第2接合层58C、58A具有与支撑基材60C、60A相比相对于密封基材57C、57A更强的粘接力，因此能够容易地使支撑基材60C、60A从第1密封层54C、54A剥离。

[0187] (8)多孔质扩散层53C、53A压接于电极催化剂层52C、52A，且粘接于第1密封层54C、54A的第2接合层58C、58A。这样，为了多孔质扩散层53C、53A的固定，作为第1密封层54C、54A而与电极催化剂层52C、52A一起使用在高分子电解质膜51的接触面51a、51b配置的第2接合层58C、58A。因此，即使不另外形成接合层，也能够使包含高分子电解质膜51、电极催化剂层
52C、52A、以及第1密封层54C、54A的多层体对多孔质扩散层53C、53A进行保持。

[0188] (9)在多孔质扩散层53C、53A中，大宽度部53Cb、53Ab中的比小宽度部53Ca、53Aa向沿着接触面51a、51b的方向凸出的部分与构成第1密封层54C、54A的第2接合层58C、58A接合，通过上述制造方法而制造具有这种多孔质扩散层53C、53A的膜电极接合体50。因此，在这种膜电极接合体50中，抑制了在电极催化剂层52C、52A与第1密封层54C、54A之间形成间隙而高分子电解质膜51露出的情况。

[0189] (10)第1接合层56C、56A的内周缘因电极催化剂层52C、52A和第1密封层54C、54A的转印时的加压而嵌入于电极催化剂层52C、52A的外周缘，因此适当地抑制了在电极催化剂层52C、52A与第1密封层54C、54A之间形成间隙。

[0190] (第3实施方式)

[0191] 参照图17～图20对第3实施方式进行说明。第3实施方式是膜电极接合体、以及膜电极接合体的制造方法的实施方式。第3实施方式的膜电极接合体具有与第2实施方式的膜电极接合体相同的结构，另一方面，其制造方法不同。下面，以相对于第2实施方式的不同点为中心对膜电极接合体的制造方法进行说明，对于与第2实施方式相同的结构标注相同的标号并省略其说明。

[0192] [膜电极接合体的制造方法]

[0193] 如图17所示，在由用作多孔质扩散层53C的材料构成的多孔质片材64C的外周缘的外侧，组装作为支撑基材的一部分而起作用的第2密封层55C，形成支撑基材65C。多孔质片材64C是多孔质体的一个例子。并且，作为第1工序，将第1密封层54C配置于支撑基材65C的上表面。第1密封层54C的上表面由保护片材61C覆盖。在第1密封层54C中，第2接合层58C与支撑基材65C接触，第1接合层56C与保护片材61C接触。

[0194] 在作为沿着支撑基材65C的上表面的方向的面方向上，利用由第1密封层54C和保护片材61C构成的层叠体的内周缘划分出具有与电极催化剂层52C的外形相当的形状的开口62C。

[0195] 作为多孔质片材64C，使用与第2实施方式的多孔质扩散层53C相同的材料。第2密封层55C以及第1密封层54C具有与第2实施方式相同的结构。但是，第2接合层58C相对于支撑基材65C的粘接力可以比第2接合层58C相对于密封基材57C的粘接力大，也可以比第2接合层58C相对于密封基材57C的粘接力小，还可以是与第2接合层58C相对于密封基材57C的粘接力相同的程度。

[0196] 如图18所示，作为第2工序，将催化剂墨水涂装于开口62C的内部、且使涂装后的催化剂墨水干燥，由此在支撑基材65C的上表面之中、从第1密封层54C露出的部分，对电极催化剂层52C进行成膜。在电极催化剂层52C成膜之后，将保护片材61C剥离。由支撑基材65C、第1密封层54C以及电极催化剂层52C构成层状体66C。

[0197] 催化剂墨水的组成以及涂装方法使用第1实施方式中例示的组成以及涂装方法。

[0198] 如图19所示，电极催化剂层52A也与电极催化剂层52C相同地，在将第1密封层54A配置于支撑基材65A之后，对催化剂墨水进行涂装并使其干燥，由此进行成膜。支撑基材65A构成为包含由作为多孔质扩散层53A而使用的材料构成的多孔质片材64A、以及组装于多孔质片材64A的第2密封层55A。由支撑基材65A、第1密封层54A以及电极催化剂层52A构成层状体66A。

[0199] 层状体66C与层状体66A隔着高分子电解质膜51而配置。此时，电极催化剂层52C以及第1接合层56C与高分子电解质膜51的阴极接触面51a相对，电极催化剂层52A以及第1接合层56A与高分子电解质膜51的阳极接触面51b相对。然后，作为第3工序，在由2个层状体66C、66A对高分子电解质膜51进行夹持的状态下，对层状体66C、66A和高分子电解质膜51进行加热且加压。此外，作为高分子电解质膜51的材料，使用在第1实施方式中例示的材料。

[0200] 如图20所示，加热及加压的结果，电极催化剂层52C和第1密封层54C被压接于高分子电解质膜51的阴极接触面51a。另外，电极催化剂层52A和第1密封层54A被压接于高分子电解质膜51的阳极接触面51b。

[0201] 并且，通过加压而将多孔质片材64C的一部分压入于由第1密封层54C的内周缘划分出的开口54Ca，将多孔质片材64A的一部分也压入于由第1密封层54A的内周缘划分出的开口54Aa。由此，形成多孔质扩散层53C、53A。被压入于由第1密封层54C、54A的内周缘划分出的开口54Ca、54Aa的部分成为小宽度部53Ca、53Aa。另外，通过加压而使第1接合层56C、56A的内周缘嵌入于与各第1接合层56C、56A接触的电极催化剂层52C、52A的外周缘。由此，形成膜电极接合体50。此外，在图19及图20中，夸张地示出了形成多孔质扩散层53C、53A所具有的小宽度部53Ca、53Aa的过程。

[0202] 此外，在上述工序中，向高分子电解质膜51的阴极接触面51a的电极催化剂层52C、第1密封层54C、多孔质扩散层53C以及第2密封层55C的配置、和向高分子电解质膜51的阳极接触面51b的电极催化剂层52A、第1密封层54A、多孔质扩散层53A以及第2密封层55A的配置同时进行。也可以取而代之，分别进行向阴极接触面51a的各部件的配置、以及向阳极接触面51b的各部件的配置。

[0203] [作用]

[0204] 对上述的膜电极接合体50的制造方法的作用进行说明。

[0205] 在上述制造方法中也与第2实施方式相同地，在配置有第1密封层54C、54A的支撑基材65C、65A的上表面对电极催化剂层52C、52A进行成膜，因此在电极催化剂层52C、52A的成膜时，使得第1密封层54C、54A的内周缘与电极催化剂层52C、52A的外周缘的尺寸匹配。而且，电极催化剂层52C和第1密封层54C同时配置于高分子电解质膜51的阴极接触面51a，电极催化剂层52A和第1密封层54A同时配置于高分子电解质膜51的阳极接触面51b。因此，抑制了在电极催化剂层52C与第1密封层54C之间、电极催化剂层52A与第1密封层54A之间形成间隙，结果抑制了高分子电解质膜51从电极催化剂层52C、52A与第1密封层54C、54A之间露出。

[0206] 并且，在第3实施方式中，支撑基材65C、65A被用作多孔质扩散层53C、53A以及第2密封层55C、55A。而且，在高分子电解质膜51的阴极接触面51a同时配置电极催化剂层52C、第1密封层54C、多孔质扩散层53C以及第2密封层55C，在高分子电解质膜51的阳极接触面51b同时配置电极催化剂层52A、第1密封层54A、多孔质扩散层53A以及第2密封层55A。因此，与如第2实施方式在从支撑基材将密封层电极催化剂层转印于高分子电解质膜之后使支撑基材剥离、并另外配置多孔质扩散层的制造方法相比，能够削减膜电极接合体50的制造所需的部件，并且能够削减膜电极接合体50的制造工序的工序数量。

[0207] 此外，在第3实施方式中，第1密封层54C、54A分别是转印用部件的一个例子。

[0208] 如以上说明，根据第3实施方式的膜电极接合体的制造方法以及膜电极接合体，除了第2实施方式的(5)、(6)、(9)、(10)的效果以外，还能够获得下面的效果。

[0209] (11)支撑基材65C、65A被用作多孔质扩散层53C、53A以及第2密封层55C、55A，因此能够削减膜电极接合体50的制造所需的部件，并且能够削减膜电极接合体50的制造工序的工序数量。

[0210] (变形例)

[0211] 第2及第3实施方式能够以下面的方式变更而实施。

[0212] ·第1密封层54C、54A可以分别将密封基材57C、57A省略并仅由大于或等于1层的接合层构成。据此，削减了膜电极接合体50所需的部件的数量。在第1密封层54C、54A分别仅由接合层构成的情况下，在第2实施方式的制造方法中，在层状体63C、63A被按压于高分子电解质膜51时，接合层被夹持于高分子电解质膜51与支撑基材60C、60A之间并与它们接合。此时，优选接合层具有与支撑基材60C、60A相比相对于高分子电解质膜51更强的粘接力。根据这种结构，能够容易地进行支撑基材60C、60A的剥离。另外，在对多孔质扩散层53C、53A进行配置时，多孔质扩散层53C、53A的小宽度部53Ca、53Aa被压接于电极催化剂层52C、52A，多孔质扩散层53C、53A的大宽度部53Cb、53Ab被压接于作为第1密封层54C、54A的上述接合层。

[0213] ·在电极催化剂层52C、52A的厚度比第1接合层56C、56A和密封基材57C、57A的厚度大、且电极催化剂层52C、52A和第2接合层58C、58A接触的情况下，第2接合层58C、58A的内周缘可以嵌入于与各第2接合层58C、58A接触的电极催化剂层52C的外周缘。这种构造也通过将电极催化剂层52C、52A和第1密封层54C、54A同时按压于高分子电解质膜51而形成。

[0214] ·从相对方向观察的电极催化剂层52C、52A的形状、第1密封层54C、54A的形状、多孔质扩散层53C、53A的形状、第2密封层55C、55A的形状可以是三角形形状，可以是具有大于或等于五个角的多边形形状，可以是圆形形状，还可以是椭圆形形状。另外，第1密封层54C、54A的内周缘可以相对于相对方向倾斜。例如第1密封层54C的内周缘可以具有从支撑基材
60C侧观察的倒锥形形状，以便越是靠近支撑基材60C的部位则层状体63C所具有的开口62C的剖面积越小。即，划分出开口62C的层状体63C的内侧面具有锥台筒形状，电极催化剂层
52C将具有这种形状的开口62C的底部填满。在该情况下，在膜电极接合体50中，从高分子电解质膜51侧观察，第1密封层54C的内周缘具有正锥形形状。根据这种制造方法，还能够使电极催化剂层52C、52A以及第1密封层54C、54A形成为通过下述方法难以形成的形状，即，如以往将电极催化剂层52C、52A和密封层54C、54A分别配置于高分子电解质膜51的面上。

[0215] ·如果使用第2及第3实施方式的制造方法，则即使制造出的膜电极接合体具有与第2实施方式中说明的膜电极接合体50不同的结构，也能够获得上述(5)的效果。例如，多孔质扩散层53C、53A可以以使得小宽度部53Ca、53Aa和大宽度部53Cb、53Ab无区别的方式在面方向上具有大致恒定的宽度。在该情况下，从相对方向观察，由第1密封层54C、54A的内周缘划分出的开口的外形尺寸、与由第2密封层55C、55A的内周缘划分出的开口的外形尺寸大致一致，电极催化剂层52C、52A的外形尺寸与多孔质扩散层53C、53A的外形尺寸大致一致。

[0216] (第4实施方式)

[0217] 参照图21对第4实施方式进行说明。第4实施方式是固体高分子式燃料电池的实施方式。

[0218] [固体高分子式燃料电池的结构]

[0219] 如图21所示，固体高分子式燃料电池30具有第1～第3实施方式的任意实施方式的膜电极接合体、以及一对隔膜31C、31A。在图21中，作为例子，示出了固体高分子式燃料电池30具备第1实施方式的膜电极接合体10的结构。

[0220] 膜电极接合体10被夹持于隔膜31C与隔膜31A之间。在隔膜31C中，在与膜电极接合体10彼此相对的面凹陷设置有气体流路32C，另外，在膜电极接合体10的相反侧的面凹陷设置有冷却水流路33C。在隔膜31A中，在与膜电极接合体10彼此相对的面凹陷设置有气体流路32A，另外，在膜电极接合体10的相反侧的面凹陷设置有冷却水流路33A。

[0221] 在膜电极接合体10组装隔膜31C、31A，并且设置氧化剂气体和燃料气体的供给机构等，由此制造单个单元的固体高分子式燃料电池30。固体高分子式燃料电池30以单个单元的状态、或者组合有多个固体高分子式燃料电池30的状态而使用。

[0222] 在固体高分子式燃料电池30的使用时，氧化剂气体在阴极侧的隔膜31C的气体流路32C流动，燃料气体在阳极侧的隔膜31A的气体流路32A流动。另外，冷却水在各隔膜31C、31A的冷却水流路的33C、33A流动。从气体流路32C将气体供给至阴极，另外，从气体流路32A将气体供给至阳极，由此进行伴随有高分子电解质膜11中的质子传导的电极反应，从而在阴极与阳极之间产生电动势。

[0223] (实施例)

[0224] 利用具体的实施例对上述的膜电极接合体进行说明。

[0225] <实施例1>

[0226] 实施例1是第1实施方式的膜电极接合体的实施例。

[0227] [催化剂墨水的调整]

[0228] 使担载有铂催化剂的碳、全氟化碳磺酸(perfluoro carbon sulfonic acid)(使用“デュポン社”制的NAFION(注册商标)溶液)、以及导入有磺基的非晶碳(amorphous carbon)在溶剂(水、1-丙醇、2-丙醇以1：1：1(体积比)的比率混合的混合溶剂)中混合，利用行星式球磨机(使用“FRITSCH社”制的Pulverisette7。另外，球磨机的罐以及球体使用“ジルコニア”制的产品)进行分散处理，由此制成了催化剂墨水。催化剂墨水中的固态成分含有量为10质量％。

[0229] [成膜工序]

[0230] 将附加有保护片材的密封层和转印用接合层的层叠体贴合于支撑基材。保护片材、密封层以及转印用接合层的层叠体具有5cm2的正方形状的开口。接着，利用刮片法通过上述开口将催化剂墨水涂敷于支撑基材，使涂敷后的催化剂墨水在温度为80℃的大气气氛中干燥5分钟，由此对电极催化剂层进行成膜。由此获得层状体。此时，对电极催化剂层的厚度进行调节以使得催化剂物质的担载量变为0.4mg/cm2。

[0231] [接合工序]

[0232] 作为高分子电解质膜而使用NAFION(注册商标)212(“デュポン社”制)，以下述方式对2个层状体和高分子电解质膜进行配置，即，使2个层状体的一者与高分子电解质膜的2个接触面的一者彼此相对，使2个层状体的另一者与高分子电解质膜的2个接触面的另一者彼此相对。然后，将由这2个层状体夹持的高分子电解质膜加热至130℃，并且进行在加压下保持10分钟的热压，将电极催化剂层以及密封层转印于高分子电解质膜。

[0233] 并且，作为多孔质扩散层而使用形成有填料层的碳布，将2个多孔质扩散层配置为隔着转印有电极催化剂层以及密封层的高分子电解质膜，由此获得实施例1的膜电极构造体。

[0234] <实施例2>

[0235] 实施例2是第2实施方式的膜电极接合体的实施例。

[0236] [催化剂墨水的调整]

[0237] 使担载有铂催化剂的碳、全氟化碳磺酸(使用“デュポン社”制的NAFION(注册商标)溶液)、以及导入有磺基的非晶碳在溶剂(水、1-丙醇、2-丙醇以1：1：1(体积比)的比率混合的混合溶剂)中混合，利用行星式球磨机(使用“FRITSCH社”制的Pulverisette7。另外，球磨机的罐以及球体使用“ジルコニア”制的产品)进行分散处理，由此制成了催化剂墨水。催化剂墨水中的固态成分含有量为10质量％。

[0238] [成膜工序]

[0239] 将附加有保护片材的第1密封层贴合于由氟类树脂构成的支撑基材。保护片材和第1密封层的层叠体具有5cm2的正方形状的开口。接着，利用刮片法通过上述开口将催化剂墨水涂敷于支撑基材，使涂敷后的催化剂墨水在温度为80℃的大气气氛中干燥5分钟，由此对电极催化剂层进行成膜。由此获得层状体。此时，对电极催化剂层的厚度进行调节以使得催化剂物质的担载量变为0.4mg/cm2。

[0240] [接合工序]

[0241] 作为高分子电解质膜而使用NAFION(注册商标)212(“デュポン社”制)，以下述方式对2个层状体和高分子电解质膜进行配置，即，使2个层状体的一者与高分子电解质膜的2个接触面的一者彼此相对，使2个层状体的另一者与高分子电解质膜的2个接触面的另一者彼此相对。然后，将由这2个层状体夹持的高分子电解质膜加热至130℃，并且进行在加压下保持10分钟的热压，将电极催化剂层以及密封层转印于高分子电解质膜。

[0242] 并且，作为多孔质扩散层而使用形成有填料层的碳布，将2个多孔质扩散层和2个第2密封层配置为隔着转印有电极催化剂层以及第1密封层的高分子电解质膜，由此获得实施例2的膜电极构造体。

[0243] 标号的说明

[0244] 10…膜电极接合体、11…高分子电解质膜、11a…阴极接触面、11b…阳极接触面、12C、12A…电极催化剂层、13C、13A…多孔质扩散层、14C、14A…密封层、15C、15A…密封接合层、16C、16A…密封基材、20C、20A…支撑基材、21C、21A…转印用接合层、24C、24A…层状体、
30…固体高分子式燃料电池、31C、31A…隔膜、50…膜电极接合体、51…高分子电解质膜、
51a…阴极接触面、51b…阳极接触面、52C、52A…电极催化剂层、53C、53A…多孔质扩散层、
53Ca、53Aa…小宽度部、53Cb、53Ab…大宽度部、54C、54A…第1密封层、55C、55A…第2密封层、56C、56A…第1接合层、57C、57A…密封基材、58C、58A…第2接合层、60C、60A、65C、65A…支撑基材、63C、63A、66C、66A…层状体、64C、64A…多孔质片材。