专利名称：电极催化剂层的制造方法、膜电极组件的制造方法及燃料电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及电极催化剂层的制造方法、膜电极组件的制造方法以及燃料电池的制
造方法。
背景技术：
一些燃料电池使用其中电极催化剂层被分别接合到电解质膜的两个表面的膜电极组件(MEA)。每个电极催化剂层包括载体以及电解质树脂，在载体上承载有催化剂。通过催化剂，在所谓的三相界面处发生电极反应。在三相界面处，气体通路、电解质树脂以及其上承载有催化剂的载体彼此接触。因此，希望催化剂位于三相界面处。此外，希望电解质树脂被均勻地形成在载体上。例如，当垂直取向的(vertically-aligned)碳纳米管(下文中，也称为“垂直取向CNT”)被用作载体时，已经提出了以下技术在其中电解质树脂被溶解在醇中的电解溶液被滴到碳纳米管(下文中，也称为“CNT”)上，然后干燥以便用电解质树脂涂覆CNT的表面(参见例如日本专利申请公开2005-203332 (JP-A-2005-203332))。然而，当CNT长时或当邻近的CNT之间的距离短时，电解溶液难以渗透到邻近的 CNT之间的间隙里面，因此存在电解质树脂不能均勻地形成在CNT的表面上的可能性。注意，不仅当CNT被用作载体时出现这样的问题，例如当碳黑或类似物的颗粒被用作载体时也会出现这样的问题。
发明内容
本发明提供了一种用于改善在燃料电池中使用的电极催化剂层中的其上承载有催化剂的载体周围所形成的电解质树脂的均勻性的技术。本发明的第一方面涉及一种电极催化剂层的制造方法。所述制造方法包括在密闭容器内装入在其上承载有催化剂的导电载体、基板、电解质树脂和超临界流体；以及冷却所述基板以在所述基板上形成电极催化剂层，所述电极催化剂层具有所述电解质树脂和在其上承载有所述催化剂的所述导电载体。通过在密闭容器内装入电解质树脂和超临界流体，在超临界流体中溶解(分散) 电解质树脂。然后，冷却基板以冷却其周围的超临界流体，从而从超临界状态改变。由此， 电解质树脂沉淀。例如，当在基板上形成其上承载有催化剂的导电载体时，可以改善围绕其上承载有催化剂的导电载体而形成的电解质树脂的均勻性。此外，例如，当诸如碳黑的颗粒被分散在超临界流体中同样作为导电载体时，随着基板冷却，基板周围的温度降低，诸如碳黑的颗粒的温度也降低。由此，电解质树脂沉淀在导电载体上。因此，可以改善围绕其上承载有催化剂的导电载体而形成的电解质树脂的均勻性。所述导电载体可以为基本上垂直地形成在基板上的垂直取向材料，且所述基板可被冷却以将所述垂直取向材料冷却到低于或等于所述超临界流体的临界点的温度。
此外，所述垂直取向材料可以为垂直取向碳纳米管。通过以上方面，电解质树脂围绕垂直取向材料而沉淀，因此可以改善围绕其上承载有催化剂的载体而形成的电解质树脂的均勻性。此外，当使用垂直取向材料时，反应气体流过由多个垂直取向材料形成的空气间隙，因此反应气体被平稳供给到在三相界面附近设置的催化剂。结果，可以改善催化剂的有效利用率。所述超临界流体可以为三氟甲烷的超临界流体。当三氟甲烷的压力增加时，三氟甲烷具有增加的介电常数和较高的极性，因此三氟甲烷更容易地溶解电解质树脂。由此，与使用二氧化碳作为超临界流体的情况相比，可以容易地溶解(分散)电解质树脂。注意，本发明的方面可以以各种形式实施，并例如可以在膜电极组件的制造方法、 燃料电池的制造方法、电极催化剂层、膜电极组件、燃料电池、具有燃料电池的燃料电池系统、配备有燃料电池系统的车辆等等中实施。
通过参考附图对示例性实施例进行的以下描述，本发明的上述和其他目的、特征以及优点将变得显而易见，在附图中相同的标号用于表示相同的要素，且其中图1为示意性示出了根据本发明的第一实施例的燃料电池的截面配置的截面图；图2为示出了图1中的Xl部分的放大截面图；图3为示意性示出了用于电极催化剂层的制造设备的示意图；图4为示例了三氟甲烷的状态改变的图；图5为示出了电极催化剂层的制造方法的流程的流程图；图6A到6C为概念性地示出了电极催化剂层的制造方法的各部分的图；图7为示出了三氟甲烷和二氧化碳中的每一个的介电常数的图；图8为示意性地示出了根据第二实施例的电极催化剂层的制造设备的示意图；以及图9为示出了根据第二实施例的电极催化剂层的制造方法的流程的流程图。
具体实施例方式A.第一实施例Al.燃料电池的配置图1为示意性示出了根据本发明的第一实施例的燃料电池100的截面配置的截面图。燃料电池100为聚合物电解质燃料电池。燃料电池100使用氢和空气来产生电力。如图1所示，燃料电池100具有在密封一体型膜电极组件(MEA) 300的阳极侧依次层叠的阳极侧气体扩散层410和阳极侧分隔体500，并具有在密封一体型MEA 300的阴极侧依次层叠的阴极侧气体扩散层430和阴极侧分隔体600。图1示出了这样的部分的局部，在该部分中层叠有多个密封一体型MEA 300、阳极侧气体扩散层410、阳极侧分隔体500、阴极侧气体扩散层430以及阴极侧分隔体600。从附图中略去了其他部分。下文中，阳极侧分隔体500和阴极侧分隔体600被合称为分隔体500和600。注意，在阳极侧分隔体500与阴极侧分隔体600之间以预定间隔设置在其中形成有用于流动冷却剂的冷却剂通路的冷却剂分隔体(未示出)。冷却剂流过冷却剂分隔体的内部以去除由燃料电池100的电极反应产生的热，由此将燃料电池100的内部温度保持在预定范围内。在下列方法制造燃料电池100。首先，将根据电极催化剂层的制造方法(将在稍后描述)制造的电极催化剂层10转移到电解质膜20的每个表面上，由此制造MEA 30。密封构件32被形成在MEA 30的外周边处以制造密封一体型膜电极组件(MEA)300。阳极侧气体扩散层410和阳极侧分隔体500以所述顺序层叠在密封一体型MEA 300的阳极侧上，并且阴极侧气体扩散层430和阴极侧分隔体600以所述顺序层叠在密封一体型MEA 300的阴极侧上。由此，形成燃料电池模块。然后，多个(例如，400个)燃料电池模块被层叠在彼此的顶上。之后，集电板(未示出)、绝缘板(未示出)以及端板(未示出)以所述顺序层叠在所述多个层叠的燃料电池的每个端部上。以该方式，设置部件。然后，在沿层叠燃料电池模块的层叠方向施加预定按压力的状态下，通过拉伸板、拉伸棒等等将构成燃料电池100 的部件紧固到一起。由此，维持燃料电池100的层叠状态，从而完成燃料电池100。每个阳极侧分隔体500在面向阳极侧气体扩散层410的表面上具有多个凸出的肋部(rib)510。相似地，每个阴极侧分隔体600在面向阴极侧气体扩散层430的表面上具有多个凸出的肋部610。分隔体500和600的对从两侧夹着MEA 300以形成作为阳极气体的氢流动的通路和作为阴极气体的空气流动的通路。被供给到燃料电池100的空气通过由阴极侧分隔体600的肋部610形成的通路流到阴极侧气体扩散层430中，并在被供给到MEA 30的同时流过阴极侧气体扩散层430以用于电极反应。相似地，被供给到燃料电池100的氢通过由阳极侧分隔体500的肋部510形成的通路流到阳极侧气体扩散层410中，并在流过燃料电池100的内部的同时流过阳极侧气体扩散层410以用于电极反应。注意，在本实施例中，使用不锈钢平板形成分隔体500和600的对；替代地，它们可以使用诸如钛和铝的另一金属平板形成，或者可以使用碳平板形成。另外，分隔体500和 600的对的每一者的形状不限于具有上述肋部的形状。另外，在本实施例中，将施以防水处理的碳毡用于阳极侧气体扩散层410和阴极侧气体扩散层430。注意，在本实施例中，阳极侧气体扩散层410和阴极侧气体扩散层430 被分别设置在MEA 30与分隔体500之间以及MEA30与分隔体600之间；替代地，其可以被配置为不设置阳极侧气体扩散层410或阴极侧气体扩散层430，也就是，MEA 30与分割体 500和600彼此接触。图2为示出了图1中的Xl部分的放大截面图。如图2所示，MEA 30具有分别层叠在电解质膜20的两个表面上的电极催化剂层10。在本实施例中，使用由氟磺酸酯 (fluorosulfonate)聚合物形成的聚合物电解质膜(Nafion(商标)膜NRE212)作为质子传导性固体聚合物材料而形成电解质膜20。注意，聚合物电解质膜不限于Nafion(商标)； 替代地，例如，可以为另一氟磺酸酯膜，例如，Aciplex (商标)和Flemion (商标)。备选地， 聚合物电解质膜可以为例如氟膦酸酯(fluorophosphonate)膜、氟磺酸酯膜、氟代烃接枝膜、烃接枝膜、芳族膜(aromatic membrane)或类似物。此外，聚合物电解质膜可以为包含强化材料(例如，PTEE以及聚酰亚胺)并具有强化的机械特性的复合聚合物膜。每个电极催化剂层10包括作为催化剂的钼颗粒16 (下文中，也称为“Pt颗粒
516”)、作为承载催化剂的导电载体的碳纳米管14(下文中，也称为“CNT 14”)以及电解质树脂18。通过用电解质树脂18涂覆其上承载由Pt颗粒16的CNT 14 (下文中，也称为“Pt 载体CNT 14c")而形成每个电极催化剂层10。在本实施例中，Nafion(商标)被用作电解质树脂18。在本实施例中，线状CNT 14被用作导电载体，因此确保了承载表面的宽广面积， 从而使得可以高密度地承载催化剂(Pt颗粒16)。此外，Pt承载的CNT Hc被电解质树脂 18涂覆，因此CNT 14相对于电解质膜20基本上垂直取向(图幻。反应气体通过由所述多个CNT 14形成的空气间隙而流动，因此反应气体被平稳地供给到设置在三相界面附近的催化剂(Pt颗粒16)。结果，可以改善催化剂的有效利用率。此外，用作根据本实施的导电载体的CNT 14相对于电解质膜20基本上垂直取向， 如上所述。由此，不仅反应气体的供给变得平稳，而且由电化学反应产生的水的排出也变得平稳。在本实施例中，基板(将在随后描述)上的基本上垂直取向的垂直取向CNT被用于制造其中用作导电载体的CNT 14相对于电解质膜20基本上垂直取向的MEA 30。通过化学气相沉积(CVD)在基板上形成垂直取向CNT (参见，图3和图6A到图6C)。 在本实施例中，基板12由硅构成；然而，基板12的材料不限于硅。替代地，可以使用这样的另一种材料，例如不锈钢和铝，在该材料上CNT被适宜地基本上垂直沉积地在基板12上。 注意，可以以通过电弧放电、激光气相沉积或气相流化(fluidization)制造的简单CNT在基板上垂直取向的方式来制造垂直取向CNT。此外，在本实施例中，通过湿法方法在CNT 14的表面上承载Pt颗粒16。替代地， 可通过诸如干法方法的其他公知方法在CNT 14的表面上承载Pt颗粒16。在湿法方法的情况下，希望将其中在醇(例如乙醇)中溶解有适量的Pt化学制品(例如，氯化钼和硝酸钼溶液)的溶液(下文中，也称为“溶剂稀释的钼化学制品”)施加到CNT 14的表面，然后在氢气氛中在150°C或更高的温度下对其进行热处理。将溶剂稀释的钼化学制品施加到CNT 14的表面可以采用各种方法，例如，将CNT 14浸没在溶剂稀释的钼化学制品中和将溶剂稀释的钼化学制品滴落或喷射到CNT 14的表面。此外，在干法方法的情况下，将溶剂稀释的钼化学制品施加到CNT 14的表面可以采用电子束蒸发、溅射、静电喷涂或类似的方法。注意，在本实施例中，钼(钼颗粒16)被用作催化剂；除了钼之外，可以将选自诸如铑、钯、铱、锇、钌、铼、金、银、镍、钴、锂、镧、锶和钇的各种金属中的一种或两种或更多种金属用作催化剂。此外，两种或更多种上述金属的组合的合金也可被用作催化剂。此外，聚合物树脂(Nafion(商标))被用作电解质树脂18，这与电解质膜20的情况一样。替代地，可以使用与电解质膜20的聚合物树脂不同的聚合物树脂。A2.电极催化剂层的制造方法图3为示意性示出了电极催化剂层的制造设备的示意图。电极催化剂层制造设备 200包括作为密闭容器的反应器112、三氟甲烷(CHF3)供给系统、三氟甲烷排放系统、压力计140、冷却装置116、温度传感器118以及温度控制单元120。通过盖114密封反应器112。 在本实施例中，由OM Lab-tech.，Ltd制造的SCW-95被用作反应器112。替代地，可以使用其他反应器。三氟甲烷供给系统主要包括三氟甲烷罐(tank) 122、三氟甲烷气体供给通路IM 和设置在三氟甲烷气体供给通路124中的压力调节阀128。三氟甲烷罐122包括截流阀126。通过打开或关闭截流阀126，从三氟甲烷罐122供给三氟甲烷，或停止三氟甲烷气体的供给。在三氟甲烷罐122中存储的三氟甲烷气体被排放到连接到三氟甲烷罐122的三氟甲烷气体供给通路124。之后，三氟甲烷气体通过压力调节阀1 而被调节到预定压力，并供给到反应器112。三氟甲烷排放系统主要包括三氟甲烷气体排放通路130和设置在三氟甲烷气体排放通路130中的排放阀132。如稍后将描述的，在基板12上形成了电极催化剂层10之后，当打开排放阀132时，在反应器112内部的三氟甲烷作为三氟甲烷气体而被排放到反应器112的外部。在本实施例中，当用三氟甲烷气体填充反应器112时，首先，将三氟甲烷气体引入到反应器112，同时打开排放阀132以用三氟甲烷取代反应器112内部的空气。此外，在本实施例中，制造电极催化剂层10的工人目视查看压力计140，同时将反应器112内部的压力调节到预定压力。注意，可以自动控制反应器112内部的压力。温度传感器118具有热电偶。温度传感器118测量CNT 14的温度，并将温度测量信号输出到温度控制单元120。冷却装置116具有珀耳帖(Peltier)装置。将基板12设置在冷却装置116上。通过温度控制单元120控制冷却装置116以使得可以冷却基板112。 温度控制单元120基于从温度传感器118输入的温度测量信号来控制冷却装置116。温度控制单元120控制冷却装置116，以使碳纳米管14的温度变为预定温度。图4为示例了三氟甲烷的状态改变的图。超临界状态为被置于等于或高于临界点的温度和压力下的物质的状态。超临界流体既具有气体的特性(扩散性)也具有液体的特性(溶解性)。在根据本实施例的催化剂电极层的制造方法中，电解质树脂被溶解在处于超临界状态的三氟甲烷(下文中，也称为“超临界三氟甲烷”)中。如图中的箭头所指示的，随着超临界三氟甲烷的温度降低，超临界三氟甲烷从超临界状态改变而成为液体三氟甲烷。 电解质树脂不溶解于液体三氟甲烷中，因此电解质树脂沉淀。图5为示出了电极催化剂层的制造方法的流程的流程图。图6A到6C为概念性地示出了电极催化剂层的制造方法的各部分的图。在步骤S102(图6A)中，Nafion溶液18q 被装入反应器112中。此外，Pt承载的垂直取向CNT 14vp (其中Pt承载的CNT Hc在基板 12上基本上垂直取向)被设置在反应器112内部的冷却装置116上。然后，通过盖114密封反应器112。在本实施例中，用乙醇稀释Nafion溶液DE2020CS，以便Nafion具有3wt% 的浓度，且稀释的Nafion溶液被用作Nafion溶液18q。在步骤S104中，打开截流阀126，并调节压力调节阀128，从而以预定压力将三氟甲烷气体引入到反应器112中，并且打开排放阀132以用三氟甲烷取代反应器112内部的空气。注意，在经过了预定时长并且反应器112被三氟甲烷填充时，关闭排放阀132。在步骤S106中，将反应器112内部的压力升高到30MPa，然后，将三氟甲烷的温度升高到60°C。三氟甲烷具有在25. 9°C和4. 8MPa处的临界点，因此，在步骤S106中，三氟甲烷进入超临界状态(成为超临界三氟甲烷)。超临界三氟甲烷具有增加的介电常数，因此具有高极性。由此，超临界三氟甲烷能够在其中溶解电解质树脂18。因此，在超临界三氟甲烷中溶解的电解质树脂18c被分散在反应器112的内部(图6B)。在步骤S108中，直到CNT 14的温度变为20°C为止，通过冷却装置116冷却基板12。由于CNT 14具有高热导率，因此在冷却基板12时，CNT 14也被冷却。当CNT 14被冷却到低于或等于三氟甲烷的临界点的温度时，在CNT 14周围的三氟甲烷从超临界状态改变为液态(图4)。电解质树脂18不溶解于液体三氟甲烷中，因而电解质树脂18沉淀在CNT 14上。之后，将CNT 14的温度在20°C下维持30分钟。以该方式，通过将CNT 14的温度维持在低于或等于三氟甲烷的临界点的温度以预定的时长，电解质树脂18逐渐沉淀在CNT 14上，由此可以在CNT 14上形成具有希望的厚度的电解质树脂层(图6C)。在步骤SllO中，打开排放阀132以排放三氟甲烷。在步骤Sl 12中，从反应器112 中取出其中电极催化剂层10形成在基板12上的电极催化剂基材(base material) 10b。注意，为了易于取出电极催化剂基材10b，在取出电极催化剂基材IOb之前，反应器112可以被空气冷却到室温。A3.实施例的有益效果在根据本实施例的电极催化剂层的制造方法中，电解质树脂18被溶解在作为超临界流体的超临界三氟甲烷中，并通过基板12来冷却CNT 14，从而在CNT 14上逐渐沉淀电解质树脂18。由此，当CNT长时，或当邻近的CNT之间的距离短时，电解质树脂18容易地形成在邻近的CNT之间的间隙的里面。因而，电解质树脂基本上均勻地形成在CNT 14的表面上。此外，通过调整将CNT 14保持在低于或等于超临界三氟甲烷的临界点的状态下的时长，可以容易地调整涂覆CNT 14的电解质树脂18的厚度(宽度)。此外，在根据本实施例的电极电解质层制造方法中，超临界三氟甲烷被冷却以从超临界状态改变。因此，与重复加压和减压以在CNT 14的表面上沉淀电解质树脂18直到电解质树脂18具有希望的厚度的情况相比，可以缩短处理时长。图7为示出了三氟甲烷和二氧化碳中每一者的介电常数。电解质树脂更容易溶解在具有高介电常数的溶剂中。如图7所示，当三氟甲烷的压力增加时，三氟甲烷具有增加的介电常数和较高的极性，因此三氟甲烷更容易地溶解电解质树脂。由此，与使用二氧环碳作为超临界流体的情况相比，可以容易地溶解(分散)电解质树脂。B.第二实施例图8为示意性地示出了在根据第二实施例的电极催化剂层的制造方法中使用的电极催化剂层的制造设备的示意图。根据本实施例的电极催化剂层制造设备200A与根据第一实施例的电极催化剂层制造设备200的主要区别在于，提供两个密闭的容器。相同的参考标号表示与电极催化剂层制造设备200的部件相似的部件，因此略去了对其的描述。第一密闭容器11 为其中作为电解质树脂的Nafion(商标)溶解在超临界三氟甲烷中以制造Nafion溶解的超临界三氟甲烷的容器。第一密闭容器11 具有搅拌叶片 144，以搅拌第一密闭容器11 内的流体。然后，与第一实施例的情况相同，第一密闭容器 11 包括三氟甲烷(CHF3)供给系统、三氟甲烷排放系统以及压力计140。第一密闭容器 11 还包括Nafion溶液引入通路142以引入Nafion溶液18q。第二密闭容器112b为其中Pt承载的垂直取向CNT 14vp浸没在Nafion溶解的超临界三氟甲烷中的容器。通过盖114密封第二密闭容器11沘。第二密闭容器11 包括冷却装置116、温度传感器118、温度控制单元120和三氟甲烷排放系统。三氟甲烷排放系统包括三氟甲烷气体排放通路130b和设置在三氟甲烷气体排放通路130b中的排放阀132b，与第一密闭容器11 的情况相同。可以使第二密闭容器112b的内部为真空。第一密闭容器11 和第二密闭容器11 通过截流阀150而彼此连接。通过打开截流阀150，在第一密闭容器11 中产生的Nafion溶解的超临界流体流到第二密闭容器 112b 中。图9为示出了根据第二实施例的电极催化剂层的制造方法的流程的流程图。在步骤T102中，打开截流阀126，并调节压力调节阀128，从而以预定压力将三氟甲烷气体引入到第一密闭容器11 中，并打开排放阀132以用三氟甲烷取代第一密闭容器11 内部的空气。此时，关闭截流阀150。注意，在经过了预定时长并且第一密闭容器11 被三氟甲烷填充时，关闭排放阀132。在步骤T103中，通过Nafion溶液引入通路142将Naf ion溶液引入到第一密闭容器11 中。在步骤T104中，将第一密闭容器11 内部的压力升高到30MPa，然后，将三氟甲烷的温度升高到60°C。通过这样做，第一密闭容器11 内部的三氟甲烷进入超临界状态 (成为超临界三氟甲烷)。然后，起动搅拌叶片144以使Nafion溶液与超临界三氟甲烷混合，由此制造Nafion溶解的超临界三氟甲烷。在步骤T105中，将Pt承载的垂直取向CNT 14vp (其中Pt承载的CNT Hc在基板 12上基本上垂直取向)设置在第二密闭容器11 内部的冷却装置116上。然后，通过盖 114密封第二密闭容器112b，随后使第二密闭容器112b的内部为真空。在步骤T106中，打开截流阀150。通过这样做，Nafion溶解的超临界三氟甲烷流到第二密闭容器112b中，从而Pt承载的垂直取向CNT 14vp浸没在Nafion溶解的超临界三氟甲烷中。之后，与第一实施例的情况相同，直到CNT 14的温度变为20°C为止，通过冷却装置116来冷却基板12，并保持30分钟(步骤T108)。通过这样做，电解质树脂(Nafion) 18 逐渐沉淀在CNT 14上，从而可以在CNT 14上形成具有希望的厚度的电解质树脂层。之后， 打开排放阀132b以排放三氟甲烷(步骤T110)，然后从第二密闭容器112b取出其中电极催化剂层10形成在基板12上的电极催化剂基材10b。同样地在根据本实施例的电解质树脂的制造方法中，与上述实施例的情况相同， 可以在CNT 14上基本上均勻地涂覆电解质树脂18。C.备选实施例本发明的方面不限于上述实施例；在不背离本发明的范围的情况下可以修改为各种形式。例如，下列备选实施例是可能的。(1)在上述实施例中，垂直取向CNT被示例为导电载体。替代地，可以使用各种导电载体。例如，可以使用垂直取向碳纳米壁。备选地，可以使用除碳之外的垂直纳米材料， 例如，金属氧化物(氮化钛(TiN)、硼化钛(TiB)、三氧化铌(Nb2O3)、氧化锌(ZnO))。此夕卜， 可以使用不是垂直取向载体的碳材料，例如，碳黑、CNT、天然石墨粉末、人工石墨粉末和中间相碳微球(mesocarbon microbead，MCMB)。当使用这样的导电载体时，同样地，与上述情况相同，在超临界流体中溶解电解质树脂，然后冷却基板。由此，电解质树脂沉淀，从而可以将电解质树脂基本上均勻地涂覆在载体上。(2)在上述实施例中，三氟甲烷被用作超临界流体。替代地，可以使用各种流体，例如，二氧化碳、水、氨、烃(例如，甲烷、丙烷)和醇(例如，乙醇、丙醇)。
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(3)在上述实施例中，提供珀尔帖装置作为冷却装置116。替代地，例如，可以使用利用诸如水的制冷剂的冷却装置。
权利要求
1.一种电极催化剂层的制造方法，包括在密闭容器内装入在其上承载有催化剂的导电载体、基板、电解质树脂和超临界流体;以及冷却所述基板以在所述基板上形成所述电极催化剂层，所述电极催化剂层具有在其上承载有所述催化剂的所述导电载体和所述电解质树脂。
2.根据权利要求1的制造方法，其中所述导电载体为基本上垂直地形成在所述基板上的垂直取向材料，以及冷却所述基板以将所述垂直取向材料冷却到低于或等于所述超临界流体的临界点的温度。
3.根据权利要求2的制造方法，其中所述垂直取向材料为垂直取向碳纳米管。
4.根据权利要求1到3中任一项的制造方法，其中所述超临界流体为三氟甲烷的超临界流体。
5.一种膜电极组件的制造方法，包括将根据权利要求1到4中任一项的电极催化剂层转移到电解质膜上。
6.一种燃料电池的制造方法，包括在根据权利要求5的膜电极组件的每个表面上设置反应气体通路形成构件，所述反应气体通路形成构件形成用于经受在所述电极催化剂层中的电化学反应的反应气体的通路。
全文摘要
一种电极催化剂层的制造方法包括在密闭容器内装入在其上承载有催化剂的导电载体、基板、电解质树脂和超临界流体(S102到S106)；以及冷却所述基板以在所述基板上形成电极催化剂层，所述电极催化剂层具有在其上承载有所述催化剂的所述导电载体和所述电解质树脂(S108)。
文档编号C01B31/02GK102439772SQ201080021962
公开日2012年5月2日 申请日期2010年4月8日 优先权日2009年5月21日
发明者土井孝吉, 滨雄一郎 申请人:丰田自动车株式会社