、叔丁醇、二甲醚、二乙醚、乙二醇、二乙二醇等。其中，在可 实现高输出化这方面，优选使用氢或甲醇。
[0052] 另外，燃料电池的应用用途没有特别限定，但优选应用于车辆。本发明的电解质 膜一电极接合体在发电性能及耐久性上优异，可实现小型化。因此，从车载性这一点来看， 本发明的燃料电池在车辆上应用了该燃料电池的情况下，特别有利。
[0053] 下面，对构成本方式的燃料电池的部件进行简单说明，但本发明的技术范围不局 限于下述的方式。
[0054][催化剂（电极催化剂）]
[0055]图2是表示本发明一实施方式的催化剂的形状、构造的概略剖面说明图。如图2 所示，本发明的催化剂20由金属催化剂22及催化剂载体23构成。另外，催化剂20具有半 径lnm以上且不足5nm的空穴（细小孔）24。这里，金属催化剂22主要担载于细小孔24的 内部。另外，金属催化剂22只要至少一部分担载于细小孔24的内部即可，一部分也可以担 载于催化剂载体23表面。但是，从防止催化剂层的电解质（电解质聚合物、离聚物）和金 属催化剂的接触，提高催化活性这种观点来看，优选实质上所有的金属催化剂22都担载于 细小孔24的内部。当金属催化剂与电解质（电解质聚合物）接触时，催化剂表面的反应活 性面积就减小。与此相对，通过上述结构，电解质不能进入催化剂载体23的细小孔24内， 金属催化剂22与电解质被物理分离。而且，通过水能形成三相界面的结果，从而能够提高 催化活性。这里，"实质上所有的金属催化剂"只要是能够提高充分的催化活性的量，就没有 特别限制。"实质上所有的金属催化剂"在总金属催化剂中，优选以50重量％以上（上限： 100重量％ )的量而存在，更优选以80重量％以上（上限：100重量％ )的量而存在。
[0056]在本说明书中，"金属催化剂担载于细小孔的内部"可通过向载体的金属催化剂的 担载前后的细小孔的容积的减小来确认。详细而言，载体（以下，也简称为"载体"）具有细 小孔，该细小孔分别具有一定的容积，但当金属催化剂担载于该空穴时，空穴的容积就会减 小。因此，在金属催化剂担载前的催化剂（载体）的细小孔的容积和金属催化剂担载后的 催化剂（载体）的细小孔的容积之差[=(担载前的容积）一（担载后的容积）]超过〇 的情况下，成为"金属催化剂担载于细小孔的内部"的情形。
[0057](催化剂载体）
[0058] 以下对催化剂所包含的载体进行说明。（金属催化剂担载后的催化剂的）半径为 lnm以上且不足5nm的空穴（细小孔）的空穴容积为0? 8cc/g载体以上。细小孔的空穴容 积为优选为〇. 8~3cc/g载体，特别优选为0. 8~2cc/g载体。如果空穴容积在如上所述 的范围内，由于能确保较多的有助于反应气体输送的空穴，能降低反应气体的输送阻力。因 此，反应气体能很快地输送到储存在细小孔内的金属催化剂的表面，所以能有效地利用催 化活性。进而，如果细小孔的容积在如上所述的范围内，则能够在细小孔内储存（担载）金 属催化剂，使催化剂层的电解质和金属催化剂物理性地分开（能够更有效地抑制、防止金 属催化剂和电解质的接触）。这样，只要是能抑制细小孔内的金属催化剂和电解质的接触的 上述方式，与担载于载体表面的金属催化剂的量较多时相比较，能够更有效地利用金属催 化剂的活性。此外，在本说明书中，将半径为lnm以上且不足5nm的空穴的空穴容积也简称 为"细小孔的空穴容积"。
[0059](金属催化剂担载后的催化剂的）BET比表面积[每lg载体的催化剂的BET比表 面积（m2/g载体）]没有特别限制，但优选为1000m2/g载体以上，更优选为1500m2/g载体以 上。BET比表面积的上限并没有特别限制，但优选为3000m2/g载体以下，更优选为1800m2/ g载体以下。如果是如上所述的比表面积，则能够确保充分的细小孔，能分散性良好地担载 金属催化剂。在此所说的"金属催化剂的粒子的分散性良好"是指金属催化剂的粒子彼此 之间不会相互凝集，各个粒子以相互分离的状态被担载的状态。当金属催化剂的粒子凝集 成块状时，在块状的金属催化剂的附近，气体局部的流束变大，气体的输送阻力变大。另一 方面，当各个金属催化剂的粒子以分散的状态被担载时，与上述方式相比，各个粒子附近的 局部的流束变小。因此，反应气体的输送阻力下降。能有效地利用金属催化剂。
[0060] 此外，在本说明书中，催化剂的"BET比表面积（m2/g载体）"通过氮吸附法来测 量。详细而言，准确称量催化剂粉末约0.04~0.07g，封入试管内。用真空干燥器将该试管 预干燥90°CX数小时，作为测量用样品。作为称量，使用岛津制作所株式会社制电子天平 (AW220)。此外，在涂布片的情况下，使用该涂布片的总重量减去同面积的特氟隆（Teflon) (注册商标）（基材）重量所得的涂布层的净重量约〇. 03~0. 04g作为试样重量。接着，在 下述测量条件下，测量BET比表面积。通过在吸附、脱附等温线的吸附侧，根据相对压力（P/ P0)约0. 00~0. 45的范围，制作BET曲线，并根据其斜度和切片，计算出BET比表面积。
[0061][化1]
[0062] <测量条件>
[0063] 测量装置：日本株式会社制高精度全自动气体吸附装置BELS0RP36
[0064] 吸附气体：N2
[0065] 死容积测量气体：He
[0066] 吸附温度：77K(液氮温度）
[0067] 测量前处理：90°C真空干燥数小时（在清除了He以后，放置在测量工作台上）
[0068] 测量模式：等温的吸附过程及脱附过程
[0069] 测量相对压力（P/P。）：约0~0? 99
[0070] 平衡设定时间：每1相对压力为180sec
[0071]"细小孔的空穴的半径（nm) "是指通过氮吸附法（DH法）而测量的空穴的半径。这 里，细小孔的空穴半径的上限没有特别限制，但为l〇〇nm以下。
[0072]"细小孔的空穴容积"是指存在于催化剂的半径为lnm以上且不足5nm的细小孔的 总容积，用每lg载体的容积（cc/g载体）来表示。"细小孔的空穴容积（cc/g载体）"作为 通过氮吸附法（DH法）而求出的微分细孔分布曲线的下部的面积（积分值）被计算出。
[0073]"微分细孔分布"是以细孔径为横轴，且以催化剂中的相当于其细孔径的细孔容积 为纵轴而画成的分布曲线。即，求出设通过氮吸附法（DH法）而得到的催化剂的空穴容积 为V、设空穴直径为D时的、差分空穴容积dV除以空穴直径的对数差分d(logD)所得的值 (dV/d(logD))。然后，通过将该dV/d(logD)相对于各类的平均空穴直径画曲线，得到微分 细孔分布曲线。差分空穴容积dV是指测量点间的空穴容积的增加量。
[0074] 在本说明书中，氮吸附法（DH法）进行的细小孔的半径及空穴容积的测量方法也 没有特别限制，例如可采用"吸附的科学"（第2版，近藤精一、石川达雄、安部郁夫共著， 丸善株式会社）或"燃料电池的分析方法"（高须芳雄、吉武优、石原达己编，化学同人）、 D.Dollion,G.R.Heal: J.Appl.Chem.，14, 109 (1964)等公知的文献所述的方法。在本说明 书中，氮吸附法（DH法）的细小孔测量的半径及空穴容积为通过D.Dollion，G.R.Heal:J. Appl.Chem.，14, 109(1964)所述的方法而测量出的值。
[0075] 如上所述的具有特定的空穴容积的催化剂的制造方法没有特别限制，但通常重要 的是将载体的细小孔的空穴容积设为如上所述的空穴分布。具体而言，作为具有细小孔，且 细小孔的空穴容积为〇.8cc/g载体以上的载体的制造方法，优选使用（日本）特开2010 - 208887号公报（美国专利申请公开第2011/318254号说明书，以下同样，）或国际公开第 2009/75264号（美国专利申请公开第2011/058308号说明书，以下同样，）等公报所述的方 法。
[0076] 载体的材质如果是能够使具有上述的空穴容积的空穴（一次空穴）形成于载体的 内部，且为使催化剂成分以分散状态担载于细小孔内部而具有充分的比表面积和充分的电 子传导性的材质，就没有特别限制。优选主要成分为碳。具体而言，可举出由炭黑（科琴黑、 油炉法炭黑、槽法炭黑、灯烟法炭黑、热裂法炭黑、乙炔黑等）、活性炭等构成的碳粒子。"主 要成分为碳"是指含有碳原子作为主要成分，是包含仅由碳原子构成、实质上由碳原子构成 这双方的概念，也可以含有碳原子以外的元素。"实质上由碳原子构成"是指可容许混入2~ 3重量％程度以下的杂质的意思。
[0077]因为在载体内部易形成所期望的空穴区域，所以更优选使用炭黑，特别优选使用 通过（日本）特开2010 - 208887号公报或国际公开第2009/75264号等公报所述的方法 而制造的载体。
[0078] 除上述碳材料以外，也可使用Sn(锡）或Ti(钛）等多孔质金属、进而导电性金属 氧化物等作为载体。
[0079] 载体的BET比表面积只要是足够使催化剂成分进行高分散担载的比表面积即可。 载体的BET比表面积实质上与催化剂的BET比表面积同等。载体的BET比表面积优选为 1000m2/g以上，更优选为1500m2/g以上。BET比表面积的上限并没有特别限制，但优选为 3000m2/g载体以下，更优选为1800m2/g载体以下。如果是如上所述的比表面积，则能够确 保充分的细小孔，并确保有助于气体输送的细小孔，使气体输送阻力降低，而且，能分散性 良好地将金属催化剂粒子担载于细小孔内。因此，金属催化剂粒子的附近的局部的流束变 小，所以能很快地输送反应气体，能有效地利用金属催化剂。
[0080] 载体的平均粒径优选为20~2000nm。如果是这种范围，则即使是在载体上设有上 述空穴构造的情况下，也能够维持机械强度，且能够将催化剂层的厚度控制在适当的范围。 作为"载体的平均粒径"的值，只要没有特别提到，就采用作为使用扫描式电子显微镜（SEM) 或透射式电子显微镜（TEM)等观察装置，且在几~几十视野中观察的粒子的粒径的平均值 而计算出的值。另外，"粒径"是指粒子的轮廓线上的任意两点间的距离中的、最大的距离。
[0081] 此外，在本发明中，只要是在催化剂内具有如上所述的细小孔的空穴分布的载体， 就不必使用如上所述的粒状的多孔质载体。
[0082]S卩，作为载体，也举出构成非多孔质的导电性载体或气体扩散层的由碳纤维构成 的无纺布或复写纸、碳布等。这时，也可使催化剂担载于这些非多孔质的导电性载体，或者