本發(fā)明涉及氣體擴(kuò)散電極、具有該氣體擴(kuò)散電極的電化學(xué)裝置以及燃料電池。

背景技術(shù)：

作為電化學(xué)裝置和燃料電池的電極使用的氣體擴(kuò)散電極的基材，可以利用碳紙和碳布等導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材。但是，這樣的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材本身一般不具有憎水性。于是，需要賦予導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材以憎水性。

以前的賦予氣體擴(kuò)散電極以憎水性的方法通常為在氣體擴(kuò)散層上涂布或者浸漬PTFE(PolyTetraFluoroEthylene：聚四氟乙烯)分散液，然后通過(guò)燒結(jié)而形成PTFE的多孔體的方法(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

另外，作為其它的方法，公開了一種將由PTFE等含氟樹脂以及碳黑構(gòu)成的憎水層形成于導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材上的方法(例如參照專利文獻(xiàn)2)。特別地，對(duì)于像微生物燃料電池那樣浸漬于水中而使用的氣體擴(kuò)散電極，公開了一種通過(guò)多次進(jìn)行PTFE的浸漬、燒成工藝而賦予較強(qiáng)的憎水性能的方法(例如參照非專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-93167號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2002-313359號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：S.Cheng et al./Electrochemistry Communications 8(2006)pp.489-494

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，在導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材上形成含有憎水性樹脂的憎水層的方法容易在憎水層中產(chǎn)生裂紋或針孔，特別是作為大面積的氣體擴(kuò)散電極，在浸漬于電解液中的情況下，容易產(chǎn)生漏水。

另外，為了不產(chǎn)生這樣的漏水，在均勻地形成憎水層時(shí)，需要高度的均勻性、和對(duì)干燥以及燒成過(guò)程的條件控制，從而在制造上是困難的。

另外，由于憎水層的柔軟性較小，所以在因水壓而使電極產(chǎn)生彎曲時(shí)發(fā)生龜裂，從而成為漏水的原因，因此，使用環(huán)境上的制約較多。

另外，PTFE等氟樹脂為了提高均勻性，需要在高溫下進(jìn)行燒成，存在的課題是能源成本升高。

本發(fā)明是鑒于上述事由而完成的，其目的在于提供氣體擴(kuò)散電極、電化學(xué)裝置以及燃料電池，該氣體擴(kuò)散電極具有氣體透過(guò)性，而且能夠均勻且容易地發(fā)揮難以發(fā)生可能導(dǎo)致漏水的龜裂的高耐水性。

用于解決課題的手段

為了解決上述的課題，本發(fā)明的一方式涉及一種氣體擴(kuò)散電極，其具有：憎水層，其由織布或者無(wú)紡布形成，且具有憎水性；氣體擴(kuò)散層，其層疊于所述憎水層上；以及催化劑層，其夾著所述氣體擴(kuò)散層而設(shè)置在與所述憎水層相反的一側(cè)上。

另外，本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)氣體擴(kuò)散電極，而且可以實(shí)現(xiàn)具有上述氣體擴(kuò)散電極的電化學(xué)裝置以及燃料電池。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可以得到具有氣體透過(guò)性、且能夠均勻地發(fā)揮高耐水性的氣體擴(kuò)散電極等。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式的燃料電池的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖，圖1(a)是燃料電池的頂視圖，圖1(b)是圖1(a)的A-A’剖面的剖視圖。

圖2是表示實(shí)施方式的實(shí)施例和比較例的陰極的伏安圖的曲線圖。

圖3是表示實(shí)施方式的變形例1的陰極的構(gòu)成的一個(gè)例子的剖視圖。

圖4是表示實(shí)施方式的變形例2的燃料電池的構(gòu)成的一個(gè)例子的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖，就本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體擴(kuò)散電極等進(jìn)行說(shuō)明。此外，以下說(shuō)明的實(shí)施方式均示出了本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)具體例子。以下的實(shí)施方式所示的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置以及連接形態(tài)等為一個(gè)例子，并不是限定本發(fā)明的主旨。另外，在以下的實(shí)施方式的構(gòu)成要素中，對(duì)于在表示本發(fā)明的最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求中沒有記載的構(gòu)成要素，作為構(gòu)成更優(yōu)選的方式的任意的構(gòu)成要素進(jìn)行說(shuō)明。

(實(shí)施方式)

[1.燃料電池的構(gòu)成]

一般地說(shuō)，燃料電池是能夠放電的一次電池，例如包括固體高分子型燃料電池(PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell)和磷酸型燃料電池(PAFC：Phosphoric Acid Fuel Cell)之類的氫燃料電池、以及微生物燃料電池(MFC：Microbial Fuel Cell)。

以下使用圖1，就本實(shí)施方式的燃料電池進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式的燃料電池1的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖，圖1(a)是燃料電池1的頂視圖，圖1(b)是圖1(a)的A-A’剖面的剖視圖。此外，在該圖中，也圖示出了與燃料電池1連接時(shí)要供給電流的負(fù)載2。

如該圖所示，實(shí)施方式的燃料電池1例如為MFC，其具有作為電解質(zhì)材料的電解液11、通過(guò)氧生成反應(yīng)而使電子向負(fù)載2流出的電極即陽(yáng)極(anode)12、以及通過(guò)氧還原反應(yīng)而使電子從負(fù)載2流入的電極即陰極(cathode)13。此外，本實(shí)施方式的燃料電池1具有2組由相互對(duì)置的陽(yáng)極12和陰極13構(gòu)成的組，但該組的個(gè)數(shù)并不局限于此，只要為1組以上即可。另外，陽(yáng)極12也稱為陰極、負(fù)極或者“－”極，陰極13也稱為陽(yáng)極、正極或者“+”極。

下面就本實(shí)施方式中，陰極13被構(gòu)成為用于快速地進(jìn)行空氣中的氧等反應(yīng)氣體的供給的氣體擴(kuò)散電極的情況進(jìn)行說(shuō)明。

[2.氣體擴(kuò)散電極(陰極)的構(gòu)成]

接著，就氣體擴(kuò)散電極(陰極13)的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

陰極13被浸漬在例如含有有機(jī)物的水等電解液11中。該陰極13如圖1所示，具有憎水層31、粘結(jié)層32、氣體擴(kuò)散層33以及催化劑層34。

[2-1.憎水層]

憎水層31由織布或者無(wú)紡布形成，且具有憎水性。在此，所謂織布或者無(wú)紡布，是指由纖維狀物質(zhì)形成的片材即纖維布。具體地說(shuō)，所謂織布，是指將纖維狀物質(zhì)捻成紗線，并由該紗線織或者編而成為布的構(gòu)成，所謂無(wú)紡布，是指在熱、機(jī)械或者化學(xué)的作用下，由纖維狀物質(zhì)粘結(jié)或者互相纏繞而成為布的構(gòu)成。

作為該憎水層31的材質(zhì)的優(yōu)選的例子，可以列舉出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚六氟丙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等氟系高分子材料以及聚丙烯、聚乙烯等。

也就是說(shuō)，憎水層31是通過(guò)由具有疎水性的材質(zhì)構(gòu)成纖維狀物質(zhì)、并由該纖維狀物質(zhì)形成織布或者無(wú)紡布、然后由該織布或者無(wú)紡布而形成的，從而賦予其憎水性。所謂憎水性，是指與水不相溶的性質(zhì)。此外，該“水”不僅包括水或者水溶性的液體，而且也包括短鏈醇等極性有機(jī)液體等例如油。

另外，在本實(shí)施方式中，憎水層31形成為袋狀。具體地說(shuō)，形成為在浸漬于電解液11中的位置不設(shè)置開口、而在沒有被浸漬的位置設(shè)置有開口的袋狀。由此，可以抑制電解液11向形成為袋狀的憎水層31的內(nèi)部空間即空氣層14的漏水。

對(duì)于將憎水層31形成為袋狀的方法，并沒有特別的限定，例如，既可以將織布或者無(wú)紡布本身形成為袋狀，也可以通過(guò)粘結(jié)形成為平面狀的織布或者無(wú)紡布的一部分來(lái)形成。

但是，由織布或者無(wú)紡布縫合而形成的袋狀的憎水層31有可能通過(guò)貫通憎水層31的接縫而使電解液11漏水。于是，作為憎水層31，為了抑制電解液11向空氣層14的漏水，優(yōu)選不縫合織布或者無(wú)紡布而形成為袋狀。此外，即便是由織布或者無(wú)紡布縫合而形成的袋狀的憎水層31，通過(guò)采用樹脂等將接縫密封，也可以抑制漏水。

在此，作為將形成為平面狀的織布或者無(wú)紡布的一部分進(jìn)行粘結(jié)的方法，可以列舉出熔合和使用樹脂等的粘結(jié)。在此情況下，從耐久性的角度考慮，優(yōu)選通過(guò)熔合粘結(jié)在一起。

另外，在憎水層31中，也可以對(duì)上述織布或者無(wú)紡布用憎水助劑進(jìn)行涂布和浸漬等。由此，可以更加提高憎水層31的憎水性。因此，可以進(jìn)一步抑制電解液11向空氣層14的漏水。

作為該憎水助劑的優(yōu)選的例子，可以列舉出氟系高分子材料、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等聚硅氧烷系高分子材料等。

[2-2.粘結(jié)層]

粘結(jié)層32具有氧透過(guò)性，將憎水層31和氣體擴(kuò)散層33粘結(jié)在一起。為了使粘結(jié)層32具有氧透過(guò)性，只要滿足粘結(jié)層32具有空隙、以及粘結(jié)層32為具有氧透過(guò)性的材料之中的至少一個(gè)即可。

作為具有氧透過(guò)性的材料的優(yōu)選的例子，可以列舉出氧透過(guò)性高的材料即聚硅氧烷樹脂、天然橡膠、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯等。

在粘結(jié)層32具有空隙的情況下，粘結(jié)層32所使用的材料只要能將憎水層31和氣體擴(kuò)散層33固定即可，并沒有特別的限定。

[2-3.氣體擴(kuò)散層]

氣體擴(kuò)散層33由導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材構(gòu)成，經(jīng)由粘結(jié)層32而層疊在憎水層31上。

作為氣體擴(kuò)散層33的材質(zhì)的優(yōu)選的例子，可以列舉出碳紙和碳布等碳纖維的無(wú)紡布、SUS304(18Cr-8Ni)和SUS316(18Cr-12Ni-2.5Mo)等金屬的多孔質(zhì)材料等。

氣體擴(kuò)散層33的形狀只要是在其表面能夠擔(dān)載催化劑層34中含有的電極催化劑的形狀，就沒有特別的限定。從更加提高陰極13的每單位質(zhì)量的催化活性(質(zhì)量活性)的角度考慮，氣體擴(kuò)散層33的形狀優(yōu)選為每單位質(zhì)量的比表面積較大的纖維形狀。這是因?yàn)橐话愕卣f(shuō)，氣體擴(kuò)散層33的比表面積越大，越可以確保大的擔(dān)載面積，越可以提高催化劑成分在氣體擴(kuò)散層33表面上的分散性，越可以將更多的電極催化劑擔(dān)載在其表面上。因此，碳紙和碳布等碳纖維的無(wú)紡布作為氣體擴(kuò)散層33的形狀是優(yōu)選的。

另外，作為氣體擴(kuò)散層33的一部分，也可以具有將燃料電池1的電極和負(fù)載2等外部電路連接的與導(dǎo)線的連接端子。

[2-4.催化劑層]

催化劑層34由具有所希望的反應(yīng)活性的電極催化劑、和用于將該電極催化劑粘結(jié)在氣體擴(kuò)散層33上的粘結(jié)劑構(gòu)成。該催化劑層34夾著氣體擴(kuò)散層33而設(shè)置在與憎水層31相反的一側(cè)上。也就是說(shuō)，憎水層31、氣體擴(kuò)散層33以及催化劑層34依次設(shè)置為層狀。也就是說(shuō)，憎水層31、氣體擴(kuò)散層33以及催化劑層34依次層疊在一起。

在本實(shí)施方式中，催化劑層34設(shè)置在形成為袋狀的憎水層31的外側(cè)。也就是說(shuō)，催化劑層34設(shè)置在被憎水層31包圍的空間的外側(cè)的空間上。換句話說(shuō)，催化劑層34配置在憎水層31的外表面?zhèn)取Ｒ虼耍诒緦?shí)施方式中，在憎水層31的外側(cè)設(shè)置氣體擴(kuò)散層33，進(jìn)而在外側(cè)設(shè)置催化劑層34。

作為催化劑層34中含有的電極催化劑，特別在用于燃料電池1時(shí)，可以使用氧還原催化劑。作為氧還原催化劑的例子，為人所熟知的是擔(dān)載于活性炭上的鉑、鈀、銠、釕、銥等鉑族催化劑。

另外，催化劑層34中含有的粘結(jié)劑例如可以使用離子傳導(dǎo)性樹脂。該離子傳導(dǎo)性樹脂并沒有特別的限定，可以適當(dāng)參照以往公知的見解。離子傳導(dǎo)性樹脂根據(jù)在該離子傳導(dǎo)性樹脂中使用的離子交換樹脂的種類的不同，大致可分為氟系高分子電解質(zhì)和烴系高分子電解質(zhì)。

作為構(gòu)成氟系高分子電解質(zhì)的離子交換樹脂，例如可以列舉出(Du Pont公司生產(chǎn))、(旭化成株式會(huì)社生產(chǎn))、(旭硝子株式會(huì)社生產(chǎn))等全氟碳磺酸系聚合物、全氟碳膦酸系聚合物、三氟苯乙烯磺酸系聚合物、乙烯-四氟乙烯-g-苯乙烯磺酸系聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯-全氟碳磺酸系聚合物等。

另外，作為構(gòu)成烴系高分子電解質(zhì)的離子交換樹脂，例如可以列舉出聚苯磺酸等芳香族系高分子、聚酯磺酸、聚酰亞胺磺酸、聚苯乙烯磺酸等。

[2-5.空氣層]

圖1中的空氣層14的厚度需要根據(jù)所希望的電流密度以及浸漬于電解液中的深度而進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在電流密度較大的情況下，或者浸漬于電解液中的深度較深的情況下，需要加厚空氣層14，從而使(氧擴(kuò)散速度)≥(基于氧還原反應(yīng)的氧消耗速度)。也就是說(shuō)，需要增大圖1中的X方向以及Y方向的大小。

此外，在附帶有向空氣層14進(jìn)行送氣的系統(tǒng)的情況下，則不在此限。也就是說(shuō)，在此情況下，空氣層14即使薄，也能夠供給在陰極13的氧還原反應(yīng)所必需的氧。

正如以上所說(shuō)明的那樣，本實(shí)施方式的陰極13具有：憎水層31，其由織布或者無(wú)紡布形成，且具有憎水性；氣體擴(kuò)散層33，其層疊于憎水層31上；以及催化劑層34，其夾著氣體擴(kuò)散層33而設(shè)置在與憎水層31相反的一側(cè)上。

由此，陰極13具有氧透過(guò)性，而且能夠均勻地發(fā)揮高耐水性。

[3.氣體擴(kuò)散電極(陰極)的性能]

接著，就為了評(píng)價(jià)本實(shí)施方式的陰極13的性能而進(jìn)行的評(píng)價(jià)試驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。

(實(shí)施例)

首先，就本實(shí)施方式的陰極13的具體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

作為憎水層31，使用聚乙烯制無(wú)紡布(Du Pont公司生產(chǎn)的1073B)。作為粘結(jié)層32，使用聚硅氧烷粘結(jié)劑(信越シリコーン公司生產(chǎn)、KE-3475)。作為氣體擴(kuò)散層33，使用碳紙(TGP-H-120、Teflon(注冊(cè)商標(biāo))不處理、東レ公司生產(chǎn))。作為催化劑層34，是以鉑擔(dān)載催化劑(TEC10E70TPM、田中貴金屬公司生產(chǎn))和的固體成分比為1：0.8的方式調(diào)配催化劑油墨，然后形成鉑載量為0.5mg/cm²的層。

<比較例>

接著，就為了與實(shí)施例進(jìn)行比較而制作的比較例進(jìn)行說(shuō)明。

使用根據(jù)非專利文獻(xiàn)1、在碳紙(TGP-H-120)上形成PTFE憎水層的構(gòu)成，以代替實(shí)施例的憎水層31、粘結(jié)層32以及氣體擴(kuò)散層33。作為催化劑層，形成與實(shí)施例同樣的層。

(氧還原活性評(píng)價(jià))

接著，就使用上述實(shí)施例和比較例的陰極而進(jìn)行的評(píng)價(jià)試驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。

具體地說(shuō)，作為這樣的評(píng)價(jià)試驗(yàn)，使用實(shí)施例和比較例的陰極進(jìn)行了Linear Sweep Voltammetry(線性掃描伏安法)。電解液使用pH8.0的1.0M Tris-HCl緩沖液，對(duì)電極使用鉑網(wǎng)。掃描速度以10mV/sec進(jìn)行。

該評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示。圖2是表示實(shí)施方式的實(shí)施例和比較例的陰極的伏安圖的曲線圖。

如該圖所示，實(shí)施例可以確保與比較例大致同樣的起始電位以及電流密度。

因此，根據(jù)該評(píng)價(jià)結(jié)果，已經(jīng)確認(rèn)即便是具備由織布或者無(wú)紡布形成且具有憎水性的憎水層31、層疊于憎水層31上的氣體擴(kuò)散層33、以及夾著氣體擴(kuò)散層33而設(shè)置在與憎水層31相反的一側(cè)上的催化劑層34的陰極13，也可以實(shí)現(xiàn)與使用PTFE等含氟樹脂的陰極同等程度的性能。

[4.結(jié)論]

如上所述，氣體擴(kuò)散電極的一方式即本實(shí)施方式的陰極13具有：憎水層31，其由織布或者無(wú)紡布形成，且具有憎水性；氣體擴(kuò)散層33，其層疊于憎水層31上；以及催化劑層34，其夾著氣體擴(kuò)散層33而設(shè)置在與憎水層31相反的一側(cè)上。

在此，在將形成了含有憎水性樹脂的憎水層的碳紙和碳布等導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材用作陰極的情況下，如果因水壓等而使陰極產(chǎn)生彎曲，則該導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材有可能產(chǎn)生龜裂(包括針孔、裂紋等)。這樣的龜裂可能導(dǎo)致向空氣層的漏水。與此相對(duì)照，織布或者無(wú)紡布與導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材相比較，具有較高的柔軟性。因此，本實(shí)施方式的憎水層31即使在因水壓等而使陰極13產(chǎn)生彎曲的情況下，也難以產(chǎn)生龜裂。因此，本實(shí)施方式的陰極13可以確保難以產(chǎn)生可能導(dǎo)致漏水的龜裂的高耐水性。

再者，織布或者無(wú)紡布由于容易使厚度均勻化，因而本實(shí)施方式的憎水層31可以確保均勻的憎水性。也就是說(shuō)，本實(shí)施方式的陰極13可以容易地具有高耐水性。

再者，根據(jù)本實(shí)施方式，陰極13由于不進(jìn)行熱處理而可以實(shí)現(xiàn)憎水性，可以抑制制造時(shí)的能源成本，而且具有高耐水性。

再者，根據(jù)本實(shí)施方式，憎水層31由織布或者無(wú)紡布形成，因而陰極13能夠具有氧透過(guò)性，而且具有高耐水性。也就是說(shuō)，陰極13可以具有反應(yīng)氣體的透過(guò)性，而且具有高耐水性。

另外，在本實(shí)施方式中，憎水層31為袋狀結(jié)構(gòu)。

另外，憎水層31也可以是聚乙烯制無(wú)紡布。

另外，在本實(shí)施方式中，催化劑層34設(shè)置在形成為袋狀的憎水層31的外側(cè)。

由此，無(wú)論電解液11的量如何，通過(guò)將陰極13浸漬于電解液11中，就可以實(shí)現(xiàn)燃料電池1。

此外，催化劑層34也可以設(shè)置在形成為袋狀的憎水層31的內(nèi)側(cè)。也就是說(shuō)，催化劑層34也可以設(shè)置在被憎水層31包圍的空間，換句話說(shuō)，也可以配置在憎水層31的內(nèi)表面?zhèn)?。例如在?shí)施方式中，具有形成為袋狀的憎水層31的陰極13通過(guò)浸漬于電解液11中，空氣層14便位于憎水層31的內(nèi)側(cè)，電解液11便位于憎水層31的外側(cè)。因此，在實(shí)施方式中，使催化劑層34設(shè)置在憎水層31的外側(cè)。與此相對(duì)照，也可以設(shè)計(jì)為通過(guò)形成為袋狀的憎水層31而收納電解液11的構(gòu)成，即設(shè)計(jì)為電解液11位于憎水層31的內(nèi)側(cè)的構(gòu)成，在這樣的構(gòu)成中，催化劑層34也必須位于憎水層31的內(nèi)側(cè)。也就是說(shuō)，燃料電池1也可以是空氣層14配置于憎水層31的外側(cè)、電解液11配置于憎水層31的內(nèi)側(cè)的構(gòu)成。

另外，在這樣將催化劑層34設(shè)置于憎水層31的內(nèi)側(cè)的構(gòu)成中，關(guān)于粘結(jié)層32和氣體擴(kuò)散層33，也與催化劑層34同樣，設(shè)置于憎水層31的內(nèi)側(cè)。具體地說(shuō)，粘結(jié)層32、氣體擴(kuò)散層33以及催化劑層34從憎水層31側(cè)開始依次設(shè)置于憎水層31的內(nèi)側(cè)。

(變形例1)

另外，在上述實(shí)施方式中，陰極13具有粘結(jié)層32，但本發(fā)明并不局限于此，也可以像圖3所示的陰極113那樣不具有粘結(jié)層32。圖3是表示實(shí)施方式的變形例1的陰極113(氣體擴(kuò)散電極)的構(gòu)成的一個(gè)例子的剖視圖。

如該圖所示，憎水層31也可以設(shè)置為與氣體擴(kuò)散層33接觸。在此情況下，憎水層31和氣體擴(kuò)散層33例如也可以通過(guò)熱壓等粘結(jié)在一起。

即使為這樣的構(gòu)成的陰極113，也可以產(chǎn)生與上述實(shí)施方式同樣的效果。也就是說(shuō)，具有氣體透過(guò)性，而且能夠均勻且容易地發(fā)揮高耐水性。

(變形例2)

另外，在上述實(shí)施方式中，憎水層31被設(shè)計(jì)為袋狀的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不局限于此，例如也可以如圖4所示的陰極213那樣地進(jìn)行配置。圖4是表示實(shí)施方式的變形例2的燃料電池1A的構(gòu)成的一個(gè)例子的剖視圖。

如該圖所示，憎水層231被設(shè)置為大致平面狀，憎水層231的端部也可以與收納電解液11的(圍住)壁部粘結(jié)在一起。即使為這樣的構(gòu)成的陰極213，也可以產(chǎn)生與上述實(shí)施方式同樣的效果。也就是說(shuō)，具有氣體透過(guò)性，而且能夠均勻且容易地發(fā)揮高耐水性。

(其它變形例)

以上就本發(fā)明的實(shí)施方式及其變形例的陰極進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施方式以及變形例。例如，也可以設(shè)計(jì)為將上述各實(shí)施方式以及變形例分別組合在一起。

另外，在上述的說(shuō)明中，作為氣體擴(kuò)散電極的一方式，以作為氧還原電極的陰極為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。例如，氣體擴(kuò)散電極也可以是作為氧生成電極的陽(yáng)極、作為燃料極的陽(yáng)極、或作為氫生成電極的陰極。作為氣體擴(kuò)散電極用作陽(yáng)極的構(gòu)成，例如可以列舉出水的電解裝置中的氧生成陽(yáng)極以及氫生成陰極、直接甲醇燃料電池(DMFC)中的陽(yáng)極等。

另外，在上述的說(shuō)明中，作為具有氣體擴(kuò)散電極的燃料電池，以MFC為例進(jìn)行了說(shuō)明，但這樣的燃料電池并不限定于MFC。例如，這樣的燃料電池即便是以水的電解的逆過(guò)程為基礎(chǔ)而由氫和氧獲得電能的燃料電池即氫燃料電池也沒關(guān)系。作為氫燃料電池，可以列舉出PEFC、PAFC、堿性燃料電池(AFC：Alcaline Fuel Cell)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC：Molten Cabonate Fuel Cell)、固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)等。在此，PEFC是將質(zhì)子傳導(dǎo)性離子交換膜作為電解質(zhì)材料的氫燃料電池，PAFC是將浸漬于基體層中的磷酸(H₃PO₄)作為電解質(zhì)材料的氫燃料電池。

另外，氣體擴(kuò)散電極并不局限于燃料電池的陽(yáng)極或者陰極等電極，也可以用作各種電化學(xué)裝置的電極。作為這樣的電化學(xué)裝置，可以列舉出水的電解裝置、二氧化碳透過(guò)裝置、食鹽電解裝置、金屬鋰空氣電池等金屬空氣電池等。

另外，在氣體擴(kuò)散電極因水壓而彎曲的情況下，例如優(yōu)選在空氣層14中插入用于保持空氣層14的形狀的間隔物。這樣的間隔物的形狀并沒有特別的限定，但需要通過(guò)使用多孔質(zhì)材料或具有許多狹縫的材料等，向憎水層供給充分的氧。

符號(hào)說(shuō)明：

1、1A 燃料電池

13、113、213 陰極(氣體擴(kuò)散電極)

31、231 憎水層

33 氣體擴(kuò)散層

34 催化劑層