面活性劑和水，其中將表面活性劑的重量表示為高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y的總重量。因此表面活性劑(在本實(shí)施方式中高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y的總重量)相對(duì)于碳粒子的重量比與常規(guī)MPL糊料的重量比相同。
[0043]使用涂布模具等將由此獲得的MPL糊料施涂在已經(jīng)在步驟S122中制備的擴(kuò)散層基材上(步驟S130)。然后將其上已經(jīng)施涂了 MPL糊料的擴(kuò)散層基材轉(zhuǎn)移至加熱爐進(jìn)行熱處理(步驟S140)。熱處理分解并清除高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y，但一些高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y殘留在擴(kuò)散層基材上。然后獲得了⑶L即負(fù)極側(cè)⑶L 23和正極側(cè)⑶L 24并且由于碳粒子而具有導(dǎo)電性。在圖2中示出的步驟S200中，將獲得的GDL用于MEGA的制備。在本實(shí)施方式中，在比高溫分解的表面活性劑X的分解溫度高40°C且比低溫分解的表面活性劑Y的分解溫度高70°C的328°C下對(duì)其上已經(jīng)施涂了 MPL糊料的擴(kuò)散層基材進(jìn)行加熱。
[0044]現(xiàn)在對(duì)在MPL糊料中的高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y的分解和清除進(jìn)行說明。圖4為示出當(dāng)將以一定重量比含有高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y的MPL糊料在用于GDL形成的加熱溫度(328°C )下進(jìn)行加熱時(shí)殘余表面活性劑的狀態(tài)的說明圖。圖4中的圖表示意性地顯示在MPL糊料中的殘余表面活性劑的行為，所述MPL糊料含有分散在PTFE中的碳粒子和所示重量比(例如B:A = 6:1)的高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y。
[0045]圖4的上段顯示以上述重量比含有的低溫分解的表面活性劑Y的殘存行為。由于低溫分解的表面活性劑Y顯示低的分解溫度，所以與加熱溫度的溫差A(yù) T變得高達(dá)70°C。因此如在圖4的上段中所示，低溫分解的表面活性劑Y在短時(shí)間內(nèi)快速分解并清除，且因此將可以導(dǎo)致如下的殘余量(適當(dāng)殘余量)的焙烤時(shí)間tb限制為短的時(shí)間，所述殘余量產(chǎn)生具有GDL所需要的斥水性和粘結(jié)能力兩者的GDL。因此對(duì)于僅含有低溫分解的表面活性劑Y的MPL糊料而言，可以導(dǎo)致適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣堄嗔康倪m用條件范圍為作為有限的短時(shí)間的焙烤時(shí)間tb，因?yàn)榧訜釡囟扰c低溫分解的表面活性劑Y的分解溫度之間的溫差是高的。圖4的中間段顯示以上述重量比含有的高溫分解的表面活性劑X的殘存行為。高溫分解的表面活性劑X具有高的分解溫度，導(dǎo)致與加熱溫度的40°C的低溫差△ T。因此如在圖4的中間段中所示，在MPL中高溫分解的表面活性劑X的量低，從加熱開始就在適當(dāng)?shù)臍堄嗔績(jī)?nèi)，且如下烘烤時(shí)間ta比低溫分解的表面活性劑Y的烘烤時(shí)間tb長(zhǎng)，在所述烘烤時(shí)間ta期間高溫分解的表面活性劑X的量在適當(dāng)?shù)臍堄嗔績(jī)?nèi)。圖4的下段顯示以上述重量比含有的低溫分解的表面活性劑Y和高溫分解的表面活性劑X的殘存行為。含有兩種表面活性劑的MPL糊料可以實(shí)現(xiàn)能夠提供適當(dāng)殘余量的約0.75分鐘(45秒)的烘烤時(shí)間tab。烘烤時(shí)間tab比低溫分解的表面活性劑Y的烘烤時(shí)間tb長(zhǎng)3?4倍。這一現(xiàn)象可以由以下事實(shí)解釋:在圖4的中間段中由陰影區(qū)指示的高溫分解的表面活性劑X的殘余量被追加至在上段中示出的低溫分解的表面活性劑Y的量。即本實(shí)施方式的MPL糊料含有高溫分解的表面活性劑X，在與僅含有低溫分解的表面活性劑Y的糊料的適用條件范圍相對(duì)應(yīng)的加熱條件下加熱溫度與高溫分解的表面活性劑X的分解溫度之間的溫差降低，且因此如在圖4的下段中所示，可以將僅含有低溫分解的表面活性劑Y的糊料的烘烤時(shí)間tb延長(zhǎng)。
[0046]圖5為示出當(dāng)將以一定重量比含有高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y的MPL糊料在用于GDL形成的加熱溫度下加熱時(shí)GDL的性狀轉(zhuǎn)變的說明圖。圖6為示出當(dāng)將僅含有作為低溫分解表面活性劑Y的表面活性劑的MPL糊料在用于GDL形成的加熱溫度下加熱時(shí)GDL的性狀轉(zhuǎn)變的說明圖。在圖5和6中，加熱溫度為328°C，高溫分解的表面活性劑X的分解溫度為282°C (溫差△ T = 40°C )且低溫分解的表面活性劑Y的分解溫度為252°C (溫差Δ T = 70°C )。在圖5和6中，當(dāng)水滴在⑶L上的接觸角為140°以上時(shí)，將GDL的斥水性判斷為α (適當(dāng)?shù)?，當(dāng)所述接觸角在130°?140°的范圍內(nèi)時(shí)為β (良好的)，當(dāng)所述接觸角在125°?130°的范圍內(nèi)時(shí)為X (可接受的)以及當(dāng)所述接觸角小于125°時(shí)為δ (不可接受的)。當(dāng)在特定的剝離試驗(yàn)(90°:9N/m以上)中獲得的剝離強(qiáng)度為15N以上時(shí)將粘結(jié)能力判斷為α (適當(dāng)?shù)?，當(dāng)所述剝離強(qiáng)度在12Ν?15Ν的范圍內(nèi)時(shí)為β (良好的)，當(dāng)所述剝離強(qiáng)度在9Ν?12Ν的范圍內(nèi)時(shí)為X (可接受的)以及當(dāng)所述剝離強(qiáng)度小于9Ν時(shí)為δ (不可接受的)。將對(duì)于斥水性和粘結(jié)能力兩者均導(dǎo)致X、β或α的糊料指定為良好產(chǎn)品且將產(chǎn)生良好產(chǎn)品的烘烤時(shí)間指定為良好產(chǎn)品的條件。
[0047]當(dāng)本實(shí)施方式的MPL糊料在用于⑶L形成的加熱溫度下加熱時(shí)，因?yàn)榧訜釡囟葹楹愣?328°C)的，所以良好產(chǎn)品的條件限定適用條件范圍(烘烤時(shí)間的范圍)。如在圖6中所示，僅含有低溫分解的表面活性劑Υ的MPL糊料具有落在良好產(chǎn)品的條件內(nèi)的60秒有限烘烤時(shí)間范圍。另一方面，如在圖5中所示，以6:1?8:1的重量比含有高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Υ的實(shí)施方式的MPL糊料可以具有在45?90秒的寬范圍內(nèi)的烘烤時(shí)間范圍。圖5還顯示在45秒的盡可能短時(shí)間的熱處理的情況下，本實(shí)施方式的任何MPL糊料都可以提供具有斥水性和粘結(jié)能力兩者的GDL。從圖5中不出的結(jié)果可以預(yù)期，以低于6:1的重量比含有高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Υ的糊料可具有更短范圍的落在良好產(chǎn)品條件內(nèi)的烘烤時(shí)間，因?yàn)楦邷胤纸獾谋砻婊钚詣的重量增加，因此高溫分解的表面活性劑X的殘余量增加，導(dǎo)致斥水性的劣化。預(yù)期以高于8:1的重量比含有高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Υ的糊料可具有更短范圍的落在良好產(chǎn)品條件內(nèi)的烘烤時(shí)間，因?yàn)楦邷胤纸獾谋砻婊钚詣的重量降低，且高溫分解的表面活性劑X的殘余量像低溫分解的表面活性劑Υ的量那樣降低，導(dǎo)致粘結(jié)能力的劣化。
[0048]為了擴(kuò)大圖6中所示的適用條件的范圍(烘烤時(shí)間的范圍)，需要減少加熱時(shí)間。另一方面，即使當(dāng)加熱溫度升高時(shí)，也可以擴(kuò)大圖5中示出的實(shí)施方式的MPL糊料的適用條件的范圍(烘烤時(shí)間的范圍)。
[0049]圖7為示出高溫分解的表面活性劑X與低溫分解的表面活性劑Υ之間的重量比與分解溫度的差值之間的相關(guān)性的說明圖。圖7顯示當(dāng)高溫分解的表面活性劑X與低溫分解的表面活性劑Υ之間分解溫度的差值變化時(shí)，具有設(shè)想的重量比的GDL的性狀評(píng)價(jià)。將產(chǎn)生具有斥水性和粘結(jié)能力兩者的GDL的45秒以上的適用條件(烘烤時(shí)間)的范圍判斷為β (良好的)，這是條件的充足范圍；將30?45秒的范圍判斷為X (不可接受的)，這是相對(duì)窄的；且將0?30秒的范圍判斷為δ (差)，這是太窄的。從圖7中得出結(jié)論，以其中高溫分解的表面活性劑X的重量較少的重量比含有高溫分解的表面活性劑X與低溫分解的表面活性劑Υ的糊料可以在各分解溫度差值下確保令人滿意的適用條件的范圍。還得出結(jié)論，即使在其中高溫分解的表面活性劑X的重量降低的重量比下，含有具有增大的分解溫度差值的表面活性劑的糊料也可以確保令人滿意的適用條件的范圍。
[0050]現(xiàn)在對(duì)關(guān)于在圖7中示出的各分解溫度差值下的高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Υ的種類之間的重量比的適用范圍與GDL的性狀轉(zhuǎn)變之間的關(guān)系進(jìn)行說明。圖8為示出當(dāng)使用具有20°C的分解溫度差值的高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y時(shí)在所述種類之間的重量比的適用范圍和GDL的性狀轉(zhuǎn)變的說明圖。圖9為示出當(dāng)使用具有40°C的分解溫度差值的高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y時(shí)在所述種類之間的重量比的適用范圍和GDL的性狀轉(zhuǎn)變的說明圖。圖10為示出當(dāng)使用具有50°C的分解溫度差值的高溫分解的表面活性劑X和低溫分解的表面活性劑Y時(shí)在所述種類之間的重量比的適