送路径。
[0104] 在使用离子性液体等水以外液体作为液体质子传导材料的情况下，在制作催化剂 墨时，最好使离子性液体、高分子电解质和催化剂分散在溶液中，但在将催化剂涂布于催化 剂层基材时，也可以添加离子性液体。
[0105] 在本发明的催化剂中，催化剂的与高分子电解质接触的总面积比该催化剂在液体 传导材料保持部露出的总面积小。
[0106] 这两个面积的比较可通过例如在上述液体传导材料保持部充满液体质子传导材 料的状态下，求出形成于催化剂一高分子电解质界面和催化剂一液体质子传导材料界面的 双电层的容量的大小关系来进行。即，双电层容量与在电化学上有效的界面的面积成正比， 所以如果形成于催化剂一电解质界面的双电层容量比形成于催化剂一液体质子传导材料 界面的双电层容量小，则催化剂的与电解质的接触面积比向液体传导材料保持部的露出面 积小。
[0107] 这里，对分别形成于催化剂一电解质界面、催化剂一液体质子传导材料界面的双 电层容量的测量方法进行说明，换句话说，对催化剂一电解质间及催化剂一液体质子传导 材料间的接触面积的大小关系（催化剂的与电解质的接触面积和向液体传导材料保持部 的露出面积的大小关系的判定方法）进行说明。
[0108] 即，在本方式的催化剂层中，
[0109] (1)催化剂一高分子电解质（C一S)
[0110] ⑵催化剂一液体质子传导材料（C一L)
[0111] ⑶多孔质载体一尚分子电解质（Cr-S)
[0112] (4)多孔质载体一液体质子传导材料（Cr-L)
[0113] 以上这四种界面可有助于作为双电层容量（Cdl)。
[0114] 如上所述，因为双电层容量与在电化学上有效的界面的面积成正比，所以只要求 出Cdle_s(催化剂一高分子电解质界面的双电层容量）及Cdle_J催化剂一液体质子传导 材料界面的双电层容量）即可。而且，关于上述四种界面对双电层容量（Cdl)的贡献，可如 下那样分离。
[0115] 首先，例如，在如100%RH那样的高加湿条件、及如10%RH以下那样的低加湿条 件下，分别测量双电层容量。此外，作为双电层容量的测量方法，可举出循环伏安法或电化 学阻抗光谱法等。从两者的比较中，能够将液体质子传导材料（在这种情况下，为"水"）的 贡献分离，即，将上述（2)及（4)分离。
[0116] 通过进一步使催化剂失活，例如，在使用Pt作为催化剂的情况下，向测量对象电 极供给C0气体，使C0吸附在Pt表面上造成的催化剂的失活，能够将对其双电层容量的贡 献分离。在这种状态下，如上所述，用同样的方法测量高加湿及低加湿条件下的双电层容 量，从两者的比较中，能够将催化剂的贡献分离，即，将上述（1)及（2)分离。
[0117] 通过以上，能够将上述（1)~（4)全部的贡献分离，能够求出形成于催化剂和高分 子电解质及液体质子传导材料两界面的双电层容量。
[0118]S卩，高加湿状态下的测量值（A)为形成于上述（1)~（4)的整个界面的双电层容 量，低加湿状态下的测量值（B)为形成于上述（1)及（3)的界面的双电层容量。另外，催化 剂失活、高加湿状态下的测量值（C)为形成于上述（3)及（4)的界面的双电层容量，催化剂 失活?低加湿状态下的测量值（D)为形成于上述（3)的界面的双电层容量。
[0119] 因此，A和C之差为形成于（1)及⑵的界面的双电层容量，B和D之差为形成于 (1)的界面的双电层容量。而且，如果计算出这些值的差、（A-C) -(B-D)，就能够求出 形成于（2)的界面的双电层容量。此外，关于催化剂的与高分子电解质的接触面积、或向传 导材料保持部的露出面积，除上述方法以外，例如，也可通过TEM(透射式电子显微镜）层析 X射线照相术等来求出。
[0120] 根据需要，在催化剂层中含有：聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、四氟乙烯一六氟丙烯共 聚物等防水剂、界面活性剂等分散剂、甘油、乙二醇（EG)、聚乙烯醇（PVA)、丙二醇（PG)等增 粘齐U、造孔剂等添加剂也无妨。
[0121] 催化剂层的厚度（干燥膜厚）优选为〇? 05~30ym，更优选为1~20ym，进一步 优选为2~15ym。此外，上述厚度适用于阴极催化剂层及阳极催化剂层双方。但是，阴极 催化剂层及阳极催化剂层的厚度可以相同，或者也可以不同。
[0122] (催化剂层的制造方法）
[0123] 下面，记载的是用于制造催化剂层的优选的实施方式，但本发明的技术范围不局 限于下述的方式。另外，关于催化剂层的各构成元件的材质等诸条件，均如上所述，所以这 里省略说明。
[0124] 首先，准备载体（在本说明书中，也称为"多孔质载体"或"导电性多孔质载体"）， 对其进行热处理来控制空穴构造。具体而言，只要如上述载体的制造方法所述地进行制作 即可。由此，具有特定的空穴分布（具有细小孔，该细小孔的空穴容积为0.8cc/g载体以 上）的空穴能够形成于载体内，另外，通过热处理，载体的石墨化也同时被促进，能提高耐 腐蚀性。
[0125]该热处理的条件根据材料不同而不同，以得到所希望的空穴构造的方式适当决 定。通常情况下具有当加热温度为高温时空穴分布的模型直径向空穴直径大的方向移动的 趋势。这样的热处理条件在确认空穴构造的同时根据材料决定即可，只要是本领域技术人 员，就能容易地决定。另外，以往已知有通过在高温对载体进行热处理来石墨化的技术。但 是，在以往的热处理中，载体内的空穴几乎都被堵塞，不能进行催化剂附近的微小孔的空穴 构造（扩展为浅的一次空穴）的控制。
[0126] 接下来，使金属催化剂担载于多孔质载体，制成催化剂粉末。向多孔质载体的金属 催化剂的担载可通过公知的方法进行。例如可使用：含浸法、液相还原担载法、蒸发干燥法、 胶体吸附法、喷雾热分解法、反胶束（微乳液法）等公知的方法。此外，为了将金属催化剂 的平均粒径制成所期望的范围，也可以在使金属催化剂担载于载体以后，在还原环境下进 行加热处理。这时，加热处理温度优选为300~1200°C的范围，更优选为500~1150°C的 范围，特别优选为700~KKKTC的范围。另外，还原环境只要有助于金属催化剂的粒成长， 就没有特别限制，但优选在还原性气体和惰性气体的混合环境下进行。还原性气体没有特 别限制，但优选为氢（H2)气。另外，惰性气体没有特别限制，但可使用氦（He)、氖（Ne)、氩 (Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、及氮（N2)等。上述惰性气体可以单独使用，或者也可以以两种以上 的混合气体的形态进行使用。另外，加热处理时间优选为0. 1~2小时，更优选为0. 5~1. 5 小时。进而，在通过上述的方法得到催化剂粉末后，也可以对该粉末进行酸处理。这时，酸 处理的方法并没有特别限定。例如将催化剂粉末浸渍在硝酸等的酸性水溶液中，之后，对催 化剂粉末进行过滤、干燥，由此，进行酸处理。这时，催化剂粉末的浸渍条件没有特别限制， 但优选在50~90°C下浸渍于酸性水溶液1~5小时程度。
[0127] 接下来，制作含有催化剂粉末、高分子电解质、及溶剂的催化剂墨。作为溶剂，没有 特别限制，同样可使用形成催化剂层所使用的通常的溶剂。具体而言，可举出自来水、纯净 水、离子交换水、蒸馏水等水、环己醇、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、 及叔丁醇等碳数1~4的低级醇、丙二醇、苯、甲苯、二甲苯等。除这些以外，也可使用醋酸 丁醇、二甲醚、乙二醇等作为溶剂。这些溶剂可以单独使用一种，或者也可以在两种以上的 混合液的状态进行使用。
[0128] 构成催化剂墨的溶剂的量只要是能够使电解质完全溶解的量，就没有特别限制。 具体而言，将催化剂粉末及高分子电解质等加在一起的固体成分的浓度在电极催化剂墨中 优选设为1~50重量％，更优选设为5~30重量％程度。
[0129] 此外，在使用防水剂、分散剂、增粘剂、造孔剂等添加剂的情况下，只要在催化剂墨 中添加这些添加剂即可。此时，添加剂的添加量只要是不妨碍本发明的上述效果的程度的 量，就没有特别限制。例如，添加剂的添加量分别相对于电极催化剂墨的总重量优选为5~ 20重量％。
[0130] 接着，在基材的表面涂布催化剂墨。向基材的涂布方法没有特别限制，可使用公知 的方法。具体而言，可使用喷雾（喷雾涂布）法、油印法、模具涂布法、丝网印刷法、刮涂法 等公知的方法进行。
[0131] 此时，作为涂布催化剂墨的基材，可使用固体高分子电解质膜（电解质层）或气体 扩散基材（气体扩散层）。在这种情况下，可在固体高分子电解质膜（电解质层）或气体扩 散基材（气体扩散层）的表面上形成有催化剂层以后，将所得到的层叠体直接用于膜电极 接合体的制造。或者，也可以使用聚四氟乙烯（PTFE)[特氟隆（Teflon)(注册商标）]片等 可剥离的基材作为基材，通过在基材上形成有催化剂层以后，将催化剂层部分从基材剥离， 来得到催化剂层。
[0132] 最后，将催化剂墨的涂布层（膜）在空气环境下或惰性气体环境下且在室温~ 150 °C下干燥1~60分钟。由此，形成催化剂层。
[0133](膜电极接合体）
[0134] 根据本发明的进一步的实施方式，提供一种含有上述燃料电池用电极催化剂层的 燃料电池用膜电极接合体。即，提供的是具有固体高分子电解质膜2、配置于上述电解质膜 的一侧的阴极催化剂层、配置于上述电解质膜的另一侧的阳极催化剂层、夹持上述电解质 膜2以及上述阳极催化剂层3a及上述阴极催化剂层3c的一对气体扩散层（4a、4c)的燃料 电池用膜电极接合体。而且，在该膜电极接合体中，上述阴极催化剂层及阳极催化剂层中的 至少一方为上述的实施方式的催化剂层。因此，在本实施方式的燃料电池用膜电极接合体 中，反应气体输送到金属催化剂的表面时的输送阻力降低。
[0135] 其中，当考虑质子传导性的提高及反应气体（特别是02)的输送特性（气体扩散 性）的提高的必要性时，至少阴极催化剂层优选为上述的实施方式的催化剂层。其中，上述 形态的催化剂层既可以用作阳极催化剂层，也可以用作阴极催化剂层及阳极催化剂层双方 等，没有特别限制。
[0136][燃料电池]
[0137] 根据本发明的进一步的实施方式，提供一种具有上述形态的膜电极接合体的燃料 电池。即，本发明的一实施方式是具有夹持上述形态的膜电极接合体的一对阳极隔板及阴 极隔板的燃料电池。在该燃料电池中，反应气体相对于金属催化剂的反应气体的输送阻力 降低。
[0138] 下面，参照图1对使用上述实施方式的催化剂层的PEFC1的构成元件进行说明。其 中，本发明在催化剂层上具有特征。因而