支撑电解质膜、催化剂层。另一方面，如果电极基材的目付为50g/m 2以下，则电极基材的与 面垂直的方向的气体透扩散性进一步提高，所得的气体扩散电极基材的与面垂直的方向的 气体扩散性变得更大，在高温、低温的任一情况下发电性能都进一步提高。
[0041] 具有这样的目付的电极基材，在后述的制法中，通过控制预浸体中的碳纤维目付、 树脂成分相对于碳纤维的配合量来获得。另外，在本发明中，将在包含碳纤维的抄纸体中含 浸有树脂组合物的物质记载为"预浸体"。这里，通过使预浸体的碳纤维目付变小，可以获得 低目付的基材，通过使碳纤维目付变大，可以获得高目付的基材。此外，通过使树脂成分相 对于碳纤维的配合量变小，可以获得低目付的基材，通过使树脂成分的配合量变大，可以获 得高目付的基材。另外，在本发明中，目付是指每单位面积的质量。
[0042] 这里，电极基材的目付是将使用电子天平称量得到的电极基材的质量除以电极基 材的XY面的面积而得的。
[0043] 在本发明中，需要气体扩散电极基材的目付在30?60g/m2的范围内这样的低目 付。优选为55g/m 2以下，更优选为50g/m2以下。此外，优选为35g/m2以上，更优选为40g/ m2以上。如果气体扩散电极基材的目付小于30g/m2,则构成气体扩散电极基材的碳纤维、碳 系填料的单位面积的量少，成为导电性低的气体扩散电极基材，存在在高温、低温的任一情 况下发电性能都降低的情况。另一方面，如果气体扩散电极基材的目付超过60g/m 2,则气体 扩散电极基材的面内方向的气体扩散性和与面垂直的方向的气体扩散性都降低，因此存在 在高温、低温的任一情况下发电性能都降低的情况。具有这样的目付的气体扩散电极基材 通过控制电极基材的目付和微孔层的目付来获得。
[0044] 这里，气体扩散电极基材的目付是将使用电子天平称量得到的气体扩散电极基材 的质量除以气体扩散电极基材的XY面的面积而得的。
[0045] 在本发明中，电极基材的细孔径优选在30?80 μπι的范围内，更优选在40? 75 μ m的范围内，进一步优选在50?70 μ m的范围内。如果细孔径为30 μ m以上，则排水性 进一步提高，可以进一步抑制溢流。如果细孔径为80 μ m以下，则导电性更高，在高温、低温 的任一情况下发电性能都进一步提高。为了设计成这样的细孔径的范围，包含单纤维的平 均直径为3 μ m以上8 μ m以下的碳纤维、和单纤维的平均直径超过8 μ m的碳纤维两者是有 效的。
[0046] 这里，电极基材的细孔径是，通过水银压入法，在测定压力6kPa?414MPa (细孔径 30nm?400 μπι)的范围内测定，求出所得的细孔径分布的峰直径而得的。另外，在出现多 个峰的情况下，采用最高峰的峰直径。作为测定装置，可以使用岛津制作所社制才一卜步7 9520、或其同等品。
[0047] 在本发明中，电极基材的厚度优选在50?160 ym的范围内，更优选为140 ym以 下，进一步优选为120 μm以下。此夕卜，更优选为60 μm以上，进一步优选为70 μm以上。如 果电极基材的厚度为50 μπι以上，则面内方向的气体扩散变得更理想，气体向位于隔板的 肋（rib)下的催化剂的供给可以更容易，因此在低温、高温的任一情况下发电性能都进一 步提高。此外，电极基材的机械强度进一步提高，可以更理想地支撑电解质膜、催化剂层。另 一方面，如果电极基材的厚度为150μπι以下，则排水的通路变短，因此排水性进一步提高， 可以进一步抑制溢流，并且导电的通路变短，导电性进一步提高，在高温、低温的任一情况 下发电性能都进一步提高。具有这样的厚度的电极基材，在后述的制法中，通过控制热处理 时的厚度来获得。
[0048] 这里，电极基材的厚度可以在以面压0. 15MPa进行了加压的状态下，使用测微计 来求出。
[0049] 在本发明中，气体扩散电极基材的厚度优选为70?190 μπι，更优选为170 μπι以 下，进一步优选为150 μπι以下。此外，优选为70 μm以上，更优选为80 μm以上，进一步优 选为90 μπι以上。如果气体扩散电极基材的厚度为70 μπι以上，则面内方向的气体扩散变 得更理想，气体向位于隔板的肋下的催化剂的供给可以更容易，因此在低温、高温的任一情 况下发电性能都进一步提高。另一方面，如果气体扩散电极基材的厚度为190 μ m以下，则 排水性进一步提高，可以进一步抑制溢流，并且用于导电的通路变得更短，导电性进一步提 高，在高温、低温的任一情况下发电性能都进一步提高。具有这样的厚度的气体扩散电极基 材通过控制电极基材的厚度和微孔层的厚度来获得。
[0050] 这里，气体扩散电极基材的厚度可以在以面压0. 15MPa进行了加压的状态下，使 用测微计而求出。
[0051] 在本发明中，需要在电极基材的一面配置有微孔层。微孔层需要：用于将由隔板供 给的气体向催化剂扩散的高的与面垂直的方向的气体扩散性、用于将伴随电化学反应而生 成的液体水向隔板排出的高排水性、用于将产生的电流导出的高导电性。进一步，还有促进 水分向电解质膜的逆扩散，湿润电解质膜的功能。
[0052] 在本发明中，微孔层的目付优选在10?35g/m2的范围内，更优选为30g/m 2以下， 进一步优选为25g/m2以下。此外，更优选为14g/m2以上，进一步优选为16g/m 2以上。如果 微孔层的目付为IOgAi2以上，则可以进一步覆盖电极基材表面，可以进一步促进生成水的 逆扩散，可以进一步抑制干涸。此外，如果微孔层的目付为35g/m 2以下，则排水性进一步提 尚，可以进一步抑制溢流。
[0053] 从提高导电性和排水性这样的观点出发，微孔层优选使用包含线型碳和防水材的 多孔体。
[0054] 在本发明中，微孔层中，作为线型碳，需要使用纵横比为30?5000的线型碳。通 过使用这样的线型碳，可以适度地抑制作为微孔层的前体的碳涂液向电极基材的渗入，改 善面内方向的气体扩散性、排水性，因此可以抑制溢流，此外，在电极基材表层形成具有充 分厚度的微孔层，促进生成水的逆扩散，因此可以抑制干涸。如果线型碳的纵横比小于30， 则碳涂液中的线型碳的缠绕变少，碳涂液的粘度降低，不能抑制碳涂液的背透。另一方面， 如果线型碳的纵横比大于5000,则有碳涂液中的线型碳的缠绕变得过剩，碳涂液中发生固 体成分的凝集、沉降这样的问题。在本发明中，线型碳的纵横比更优选为3000以下，进一步 优选为1000以下。此外，线型碳的纵横比更优选为35以上，进一步优选为40以上。
[0055] 这里，线型碳的纵横比是指平均长度（ym)/平均直径（μπι)。平均长度为利用扫 描型电子显微镜、透射型电子显微镜等显微镜，放大至1000倍以上进行照片拍摄，任选地 选择不同的10个线型碳，计测其长度，求出平均值而得的，平均直径为利用扫描型电子显 微镜、透射型电子显微镜等显微镜，放大至10000倍以上进行照片拍摄，任选地选择不同的 10个线型碳，计测其直径，求出平均值而得的。作为扫描型电子显微镜，可以使用（株）日 立制作所制S-4800、或其同等品。
[0056] 在本发明中，作为特定纵横比的线型碳，优选使用特定纵横比的线型碳。作为 线型碳，可举出气相生长碳纤维、单层碳纳米管、双层碳纳米管、多层碳纳米管、碳纳米角 (carbon nanohorn)、碳纳米卷（carbon nanocoil)、叠杯型碳纳米管、竹节状碳纳米管、石 墨纳米纤维。其中，从可以增大纵横比，导电性、机械特性优异的方面考虑，可举出气相生长 碳纤维、单层碳纳米管、双层碳纳米管、多层碳纳米管作为在本发明中适合使用的线型碳。 所谓气相生长碳纤维，是指通过催化剂使气相中的碳生长而得的碳纤维，优选平均直径为 5?200nm、平均纤维长度为1?20 μm的范围的碳纤维。
[0057] 在本发明中，在使用特定纵横比的线型碳的情况下，其平均长度优选在0. 1? 30 μ m的范围内，更优选在1?20 μ m的范围内，进一步优选在2?15 μ m的范围内。在这 样的线型碳中，如果其平均长度为〇. 1 μm以上，则碳涂液的粘度进一步提高，进一步抑制 背透，电极基材的面内方向的气体扩散性、排水性进一步提高，可以进一步抑制溢流。
[0058] 在本发明中，微孔层需要包含特定纵横比的线型碳，但也可以进一步包含这样的 线型碳以外的各种碳系填料。作为不具有特定纵横比的碳系填料，可举出炉法炭黑、乙炔 黑、灯黑、热裂炭黑等炭黑、鳞片状石墨、鳞状石墨、土状石墨、人造石墨、膨胀石墨、薄片石 墨等石墨且纵横比不在30?5000的范围内的碳系填料、CNT等线型碳且纵横比不在30? 5000的范围内的碳系填料，其中更优选使用炭黑，最优选使用乙炔黑。
[0059] 在使用炭黑作为不具有特定纵横比的碳系填料的情况下，炭黑相对于特定纵横比 的线型碳的混合质量比优选在〇. 5?20的范围内，更优选在1?19的范围内，进一步优选 在2?10的范围内。如果这样的混合质量比为0. 5以上，则使包含特定纵横比的线型碳 和炭黑的微孔层的空隙率为更适度的大小，因此水蒸气扩散性更小，可以进一步抑制干涸。 如果这样的混合质量比为20以下，则由于特定纵横比的线型碳的配合的效果，可以适度地 抑制作为微孔层的前体的碳涂液向电极基材的渗入，改善面内方向的气体扩散性、排水性， 因此可以抑制溢流，此外，在电极基材表层形成具有充分厚度的微孔层，促进生成水的逆扩 散，因此可以抑制干涸。
[0060] 在本发明中，从促进液体水的排水的观点出发，微孔层中优选与线型碳组合包含 防水材。其中，从耐腐蚀性优异方面出发，优选使用氟系的聚合物作为防水材。作为氟系的 聚合物，可举出聚四氟乙烯（PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP)、四氟乙烯-全氟烷 基乙烯基醚共聚物（PFA)等。
[0061] 在本发明中，从促进液体水的排出、抑制水蒸气扩散的观点出发，微孔层中可以与 线型碳组合使用各种材料。例如，以增大微孔层的细孔径，促进液体水的排水为目的，可以 使用消失材。这里，所谓消失材，是指在300?380°C加热5?20分钟，将防水材熔融，成 为线型碳彼此的粘合剂而形成微孔层时，发生燃烧飞散等而消失，形成空隙的材料。具体而 言，可举出聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等的粒子、纤维等。
[0062] 在本发明中，微孔层的空隙率优选在60?85%的范围内，更优选在65?80%的 范围内，进一步优选在70?75%的范围内。如果空隙率为60%以上，则排水性进一步提 高，可以进一步抑制溢流。如果空隙率为85%以下，则水蒸气扩散性更小，可以进一步抑制 干涸。除此以外，导电性高，在高温、低温的任一情况下发电性能都提高。
[0063] 具有这样的空隙率的微孔层，在后述的制法中，通过控制微孔层的目付、防水材、 碳系填料相对于其它材料的配合量、碳系填料的种类、和微孔层的厚度来获得。其中，控制 防水材、碳系填料相对于其它材料的配合量、碳系填料的种类是有效的。这里，通过增大防 水材、碳系填料相对于其它材料的配合量，可获得高空隙率的微孔层，通过减小防水材、碳 系填料相对于其它材料的配合量，可获得低空隙率的微孔层。
[0064] 这里，微孔层的空隙率为利用使用了离子束截面加工装置的截面观察用样品，采 用扫描型电子显微镜等显微镜，将截面放大至1000倍以上进行照片拍摄，计测空隙部分的 面积，求出空隙部分相对于观察面积的面积之比。作为扫描型电子显微镜，可以使用（株） 日立制作所制S-4800、或其同等品。
[0065] 在本发明中，需