エネルギーと環境 108

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時代の井伊
軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）と兜（かぶ
と）を合体させて生まれたキャラクタ。

【季語と短歌：１月１６日】

　　　　　　　冴ゆる朝それもそうだよアルテック　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇　（赤鬼）

【海水有価物回収水素製造並びに炭素化合物製造事業論 ９】

３.特開2025-2926　水電解装置及び水電解装置の組み立て
構造　株式会社ノーリツ
【要約】下図5のごとく、入水部と吐水部とを有するケース内に第１電極(
11)と第２電極(12)とがイオン交換膜(13)を挟んで絶縁された状態に積層配
置され、第１電極と第２電極の間に電圧を印加してケース内を流動する水
を電気分解する水電解装置において、第１電極とイオン交換膜と第２電極
は、各々が中央に開口部を有する平板形状であって、これら開口部が連通
するように積層されてケースに固定され、第１電極は、第１電極の開口部
(11a)とイオン交換膜の開口部(13a)とを一致させ、且つ第１電極の外縁部
がイオン交換膜の外縁部よりも内側となるように形成され、第２電極は、
第２電極の外縁部とイオン交換膜の外縁部とを一致させ、且つ第２電極の
開口部(12a)がイオン交換膜の開口部よりも大きく形成された。　　
　　　　

図５　左図４の電解部の分解図　　　　　　　　図４.図１水電解装置の外観斜視図
【符号の説明】【００４２】
１    ：水電解装置　２    ：入水部　３    ：吐水部　４    ：ケース　５    ：
第１ケース　６    ：第２ケース　７    ：抑え板　８    ：パッキン
９ａ，９ｂ：電力線　１０  ：電解部　１１  ：第１電極　１１ａ：開口部
１２  ：第２電極　１２ａ：開口部　１３  ：イオン交換膜　１３ａ：開口
部　１５  ：陽極板　１５ａ：貫通孔　　１５ｂ：端子部　１６  ：陽極側
メッシュ電極　１６ａ：貫通孔　１７  ：触媒電極　１７ａ：貫通孔　１８  
：陰極版　１８ａ：貫通孔　１８ｂ：端子部　１９  ：陰極側メッシュ電
極　１９ａ：貫通孔　２０  ：治具　２０ａ：棒状部（棒状部材）
【発明を実施するための形態】
【実施例】
図１、図２、図３に示すように、水電解装置１は、入水部２と吐水部３を
有するケース４内に電解部１０が収容され、外部から電解部１０に電力を
供給するための電力線９ａ，９ｂが接続される。ケース４は、入水部２を
有する第１ケース５と、吐水部３を有する第２ケース６によって構成され
ている。入水部２と吐水部３には不図示の水管又はホースが夫々接続され
る。

図１.実施例に係る水電解装置の外観斜視図
【0017】ケース４内では、入水部２から導入された水は、例えば矢印Ａ１
のように電解部１０の外周側に向かって広がるように流動した後、矢印Ａ
２のように向きを変えて外周側から電解部１０の中央に向かって集まるよ
うに流動し、矢印Ａ３のように吐水部３からケース４の外に流出する。こ
のとき、ケース４内を流動する水の一部が電解部１０で電気分解されるこ
とにより電解水が生成される。電解水は、例えばオゾン水、次亜塩素酸水
等であり、殺菌作用を有する。入水部２には水の流量を一定にするための
水ガバナー２ａが装備され、一定の質（濃度）の電解水が生成される。

図２.図１の水電解装置を入水部側から見た平面図

図３.　図２のIII－III線断面図である。

【0018】図３、図４に示すように、電解部１０は、複数のビス７ａで固定
される抑え板７によって、吐水部３を有する第２ケース６に固定される。
抑え板７は、第１ケース５の入水部２から導入された水を電解部１０の外
周側に向かうように誘導する。電解部１０が固定された第２ケース６には、
パッキン８を挟んで第１ケース５が複数のビス４ａによって固定される。

【0019】次に電解部１０について説明する。電解部１０は、第１電極１１
と第２電極１２とがイオン交換膜１３を挟んで絶縁された状態に積層配置
されて形成されている。以下では第１電極１１が陽極且つ第２電極１２が
陰極の場合について説明するが、極性を入れ替えて構成することもできる。

【0020】図４、図５に示すように、第１電極１１は、各々が矩形の平板状
に形成された陽極板１５と陽極側メッシュ電極１６と触媒電極１７とを積
層して平板形状に形成されている。陽極板１５は中央に矩形の貫通孔１５
ａを有する。陽極側メッシュ電極１６は中央に矩形の貫通孔１６ａを有す
る。触媒電極１７は中央に矩形の貫通孔１７ａを有する。第１電極１１は、
これら貫通孔１５ａ，１６ａ，１７ａが連通して積層方向に貫通する開口
部１１ａを有する。

【0021】第２電極１２は、各々が矩形の平板状に形成された陰極板１８と
陰極側メッシュ電極１９とを積層して平板形状に形成されている。陰極板
１８は中央に矩形の貫通孔１８ａを有する。陰極側メッシュ電極１９は中
央に矩形の貫通孔１９ａを有する。第２電極１２は、これら貫通孔１８ａ，
１９ａが連通して積層方向に貫通する開口部１２ａを有する。尚、陽極側
メッシュ電極１６と陰極側メッシュ電極１９は、メッシュ状に形成された
電極を複数重ねて形成されてもよい。

【0022】触媒電極１７は、水の電気分解を促進させるための触媒を有する
第１電極１１は触媒電極１７をイオン交換膜１３に接触させ、第２電極１
２は陰極側メッシュ電極１９をイオン交換膜１３に接触させるように積層
されている。イオン交換膜１３は、例えば厚さが１ｍｍ未満の矩形の平板
形状に形成され、中央にイオン交換膜１３をその厚さ方向に貫通する矩形
の開口部１３ａを備えている。陽極板１５は電力線９ａと接続するための
端子部１５ｂを有する。陰極板１８は電力線９ｂと接続するための端子部
１８ｂを有する。

【0023】第２ケース６は、ケース４の内方に突出する複数の突起によって
形成された電解部１０の位置決め用の位置決め部６ａを有する。この第２
ケース６に第１電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２とを積層配置
する際には、第２ケース６の吐水部３が、例えば作業台に設置された治具
２０の上方に延びる棒状部２０ａ（棒状部材）に嵌められる。

【0024】吐水部３の通路３ａの開口形状は、第１電極１１の開口部１１ａ
及びイオン交換膜１３の開口部１３ａと大きさ及び形状が一致するように
形成されている。棒状部２０ａの軸方向と直交する断面の形状は吐水部３
の開口形状に合わせた矩形状であるが、吐水部３を嵌めたときに棒状部
２０ａを中心に第２ケース６が回転せず安定する例えば八角形、十字形等
にすることもできる。

図６.図３の電解部の断面模式図

【0025】図４～図６に示すように、吐水部３が嵌められた治具２０の棒状
部２０ａの先端側は、第２ケース６の内側に突出する。第１電極１１とイ
オン交換膜１３と第２電極１２は、この突出した棒状部２０ａに、各々の
開口部１１ａ，１３ａ，１２ａを嵌めて積層される。

【0026】このとき治具２０の棒状部２０ａと第２ケース６の位置決め部６ａ
によって、第１電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２は、その積層
方向と直交する方向に拘束されて位置が決まる。尚、第１電極１１を構成
する陽極板１５と陽極側メッシュ電極１６と触媒電極１７と、イオン交換
膜１３と、第２電極１２を構成する陰極側メッシュ電極１９と陰極板１８
とが、治具２０の棒状部２０ａに順に嵌められて積層されてもよい。

【0027】積層された第１電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２を積
層方向に拘束する抑え板７が第２ケース６に固定されることによって、電
解部１０が第２ケース６に固定される。抑え板７は、その外縁部が位置決
め部６ａに当接することにより位置決めされるが、治具２０の棒状部２０ａ
の先端部分との当接により位置決めされてもよい。電解部１０が固定され
た第２ケース６は治具２０から取り外され、端子部１５ｂ，１８ｂに電力
線９ａ，９ｂが締結固定され、第１ケース５が第２ケース６に固定される。

【0028】第２ケース６を治具２０から取り外したので、電解部１０の第１
電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２の各々の開口部１１ａ，１３
ａ，１２ａと吐水部３から棒状部２０ａが除去されて連通する。また、第
２ケース６の位置決め部６ａはケース４の内方に突出する複数の突起によ
って形成されているので、電解部１０の外周側は位置決め部６ａによって
閉塞されない。

【0029】陽極側メッシュ電極１６と陰極側メッシュ電極１９は、例えばチ
タンやステンレス鋼を素材とする金属線によって、外部と連通する細かい
空隙を有するメッシュ状に形成されている。それ故、図３の矢印Ａ１のよ
うに入水部２から導入されて外周側に向かった水は、矢印Ａ２のように向
きを変えて電解部１０の外周側から開口部１１ａ，１３ａ，１２ａが連通
した電解部１０の中央の開口部に向かって陽極側メッシュ電極１６の内部
及び陰極側メッシュ電極１９の内部を流動する。

【0030】流動する水に浸漬した電解部１０の第１電極１１と第２電極１２
の間に電圧を印加することにより、流動する水の一部が電気分解されて電
解水が生成される。そして、矢印Ａ３のように電解部１０の開口部に集め
られた電解水が吐水部３を介してケース４の外に向かって流れ出る。

【0031】図５、図６に示すように、第１電極１１は、陽極板１５と陽極側
メッシュ電極１６と触媒電極１７の各々の貫通孔１５ａ，１６ａ，１７ａ
が同じ大きさ及び同じ形状に形成され、積層したときにこれら貫通孔１５
ａ，１６ａ，１７ａが一致して第１電極１１の開口部１１ａになる。また、
第１電極１１は、陽極板１５と陽極側メッシュ電極１６と触媒電極１７と
が、端子部１５ｂを除いて同じ大きさ及び同じ形状に形成され、これらを
積層したときにこれらの外縁部が一致する。

【0032】イオン交換膜１３は、その開口部１３ａが第１電極１１の開口部
１１ａと同じ大きさ及び同じ形状に形成され、第１電極１１とイオン交換
膜１３を積層したときに開口部１３ａと開口部１１ａが一致する。また、
イオン交換膜１３は第１電極１１よりも大きく形成され、第１電極１１と
イオン交換膜１３を積層したときに第１電極１１の外縁部がイオン交換膜
１３の外縁部よりも内側となる。

【0033】第２電極１２は、陰極板１８と陰極側メッシュ電極１９とが、端
子部１８ｂを除いて同じ大きさ及び同じ形状に形成され、これらを積層し
たときに外縁部が一致する。また、陰極板１８と陰極側メッシュ電極１９
の各々の貫通孔１８ａ，１９ａが同じ大きさ及び同じ形状に形成され、積
層したときにこれら貫通孔１８ａ，１９ａが一致して第２電極１２の開口
部１２ａになる。そして、イオン交換膜１３と第２電極１２を積層したと
きに、第２電極１２は、イオン交換膜１３の外縁部と第２電極１２の外縁
部が一致し、第２電極１２の開口部１２ａがイオン交換膜１３の開口部１
３ａよりも大きく形成され、開口部１２ａの内縁部は開口部１３ａの内縁
部よりも外側になる。

【0034】第１電極１１とイオン交換膜１３を積層する際には、治具２０の
棒状部２０ａの外周に第１電極１１とイオン交換膜１３の各々の開口部１１
ａ，１３ａを囲む内縁部を当接させてこれら開口部１１ａと開口部１３ａ
とを一致させる。そして、イオン交換膜１３と第２電極１２を積層する際
には、第２ケース６の位置決め部６ａにイオン交換膜１３と第２電極１２
の各々の外縁部を当接させてこれら外縁部を一致させる。これにより第１
電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２の位置ずれの発生が防止され、
位置ずれによる第１電極１１と第２電極１２の短絡が防止される。

【0035】また、第１電極１１の内縁部と第２電極１２の内縁部との距離
、及び第１電極１１の外縁部と第２電極１２の外縁部との距離を、イオン
交換膜１３の厚さよりも大きくして、析出物や異物による第１電極１１と
第２電極１２の短絡を発生し難くしている。尚、第１電極１１とイオン交
換膜１３と第２電極１２の外縁部が一致し、且つ開口部１１ａ～１３ａが
一致する電解部１０の場合でも、位置ずれによる第１電極１１と第２電極
１２の短絡が防止される。

【0036】上記の水電解装置１及び水電解装置１の組み立て構造の作用、効
果について説明する。水電解装置１は、各々が中央に開口部を有する平板
形状の第１電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２とが、これらの開
口部１１ａ，１３ａ，１２ａが連通するように積層され、イオン交換膜１３
によって第１電極１１と第２電極１２が絶縁された状態でケース４（第２
ケース６）に固定されている。第１電極１１は、その開口部１１ａをイオ
ン交換膜１３の開口部１３ａと一致させ、且つ外縁部がイオン交換膜１３
の外縁部よりも内側となるように形成されている。一方、第２電極１２は、
その開口部１２ａがイオン交換膜１３の開口部１３ａよりも大きく、且つ
外縁部がイオン交換膜１３の外縁部と一致するように形成されている。

【0037】それ故、イオン交換膜１３の開口部１３ａを介する第１電極１１
と第２電極１２との距離、及びイオン交換膜１３の外縁部を介する第１電
極１１と第２電極１２との距離を、イオン交換膜１３の厚さよりも夫々大
きくすることができる。電極間の距離が大きいほど電極間の短絡が発生し
難くなるので、イオン交換膜１３に対する第１電極１１と第２電極１２の
位置ずれによる第１電極１１と第２電極１２の短絡を防止し、析出物、異
物等による短絡を発生し難くすることができる。

【0038】水電解装置１は、各々が中央に開口部を有する平板形状の第１電
極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２とが、これらの開口部１１ａ，
１３ａ，１２ａを吐水部３に挿入した棒状部２０ａ（棒状部材）に嵌めて
積層され、ケース４（第２ケース６）に固定されて形成される。この水電
解装置１の組み立て構造では、開口部１１ａ，１３ａを囲む内縁部に当接
する棒状部２０ａによって、第１電極１１とイオン交換膜１３の積層方向
と直交する方向の位置が決まる。一方、第２電極１２とイオン交換膜１３
とは、これらの外縁部が当接するケース４（第２ケース６）に形成された
位置決め部６ａによって、積層方向と直交する方向の位置が決まる。従っ
て、積層時にイオン交換膜１３に対して第１電極１１と第２電極１２の位
置ずれを防ぐことができるので、位置ずれによる第１電極１１と第２電極
１２の短絡を防止することができる。

【0039】第１電極１１は、その開口部１１ａがイオン交換膜１３の開口部
１３ａと一致し、且つ外縁部がイオン交換膜１３の外縁部よりも内側とな
るように形成されている。また、第２電極１２は、その開口部１２ａがイ
オン交換膜１３の開口部１３ａよりも大きく、且つ外縁部がイオン交換膜
１３の外縁部と一致するように形成されている。これにより、イオン交換
膜１３の開口部１３ａを介する第１電極１１と第２電極１２と距離、及び
イオン交換膜１３の外縁部を介する第１電極１１と第２電極１２との距離
を、イオン交換膜１３の厚さよりも夫々大きくすることができる。従って、
第１電極１１と第２電極１２の位置ずれによる短絡を防止し、析出物、異
物等による短絡を発生し難くすることができる。

【0040】積層した第１電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２を固定
したケース４（第２ケース６）を棒状部２０ａから取り外すので、第１電
極１１の位置ずれを防止することができる。また、棒状部２０ａから取り
外されたことによって、第１電極１１とイオン交換膜１３と第２電極１２
の各々の開口部１１ａ，１３ａ，１２ａと吐水部３が連通するので、水又
は電解水の流通路にすることができる。

【0041】入水部２と吐水部３を入れ替えて、水の流動方向が上記と反対の
水電解装置１とすることもできる。断面が矩形の開口部を有する矩形の平
板形状の電解部１０は、円形又は正多角形の平板形状に形成されてもよく、
断面が円形又は正多角形の開口部を有していてもよい。その他、当業者で
あれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変更を
付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含する
ものである。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項了

□. 特開2024-173640 電気化学デバイス用電極、電気化学デバイス、アル
カリ水電解装置、および電極の製造方法  日本特殊陶業株式会社
【要約】下図1のごとく、電気化学デバイス用電極は、金属系導電基材と、
導電基材上に設けられ、導電基材を構成する金属の酸化物を主成分とする
第１層と、第１層上に設けられ、導電性酸化物粒子の集合体として形成さ
れる第２層と、を備え、電気化学デバイス用電極の耐久性を高め、貴金属
の使用量を低減あるいは削減可能にする。

４.　特開2024-135262　電極構造体および水電解装置　株式会社ＳＣＲＥ
ＥＮホールディングス　
【要約】下図3のごとく、電極構造体は、電解質膜５１と、電解質膜５１
のアノード側に位置する複数のアノード触媒粒子６１１と、電解質膜のカ
ソード側に位置する複数のカソード触媒粒子と、電解質膜５１とアノード
触媒粒子６１１との間に位置する再結合層８０とを備える。アノード触媒
粒子は、水を、水素イオン、酸素、および電子に電気分解させる。カソー
ド触媒粒子は、水素イオンおよび電子を結合させて、水素を生成する。電
解質膜５１のカソード側において生成された水素が、電解質膜５１を透過
してアノード側へ流れた場合、再結合層８０は、透過した水素を酸素と結
合させて水に戻す。これにより、アノード側から排出される酸素に水素が
混入することを抑制できる。

図3　.第１実施形態のセルにおいて、水素のクロスオーバーが発生したと
きの様子を示した図
【符号の説明】【００５７】
  １   水電解装置　  １０    セル　  ２０    セパレータ　  ２１    アノード面　 
２２    カソード面　  ２３    アノード溝　  ２４    カソード溝　３０    セル
スタック　  ４０    電源　  ５１    電解質膜　  ６１    アノード触媒層　
６２   アノード多孔質層　 ７１  カソード触媒層　７２  カソード多孔質層
  ８０    再結合層　６１１  アノード触媒粒子
【詳細説明】
  従来、水（Ｈ_２Ｏ）を電気分解することにより水素（Ｈ_２）を製造する、
固体高分子形水電解装置が知られている。固体高分子形水電解装置は、温
室効果ガスを排出しない燃料である水素を製造するものであるため、脱炭
素化に貢献できる技術として、近年特に注目されている。

固体高分子形水電解装置は、セルとセパレータとが交互に積層されたセル
スタックを有する。各セルは、電解質膜と、電解質膜の両面に形成された
触媒層とを有する。固体高分子形水電解装置の使用時には、アノード側の
触媒層とカソード側の触媒層との間に、電圧を印加するとともに、アノー
ド側の触媒層に水を供給する。これにより、アノード側の触媒層と、カソ
ード側の触媒層とにおいて、次の電気化学反応が生じる。その結果、カソ
ード側の触媒層から、水素が排出される。
  （アノード側）  ２Ｈ_２Ｏ  →  ４Ｈ^＋  ＋  Ｏ_２  ＋  ４ｅ^－
  （カソード側）  ２Ｈ^＋  ＋  ２ｅ^－  →  Ｈ_２
🎈【特許文献１】 特開２０２２－０２３９９６号公報　　
 固体高分子形水電解装置では、アノード側の触媒層において生成された水
素イオン（Ｈ^＋）が、電解質膜を通って、カソード側の触媒層へ移動する。
このため、水素の製造効率を高めるためには、電解質膜の厚みを薄くして、
電解質膜のイオン抵抗を小さくすることが望ましいが、電解質膜の厚みを
薄くすると、カソード側の触媒層で生成された水素の一部が、電解質膜を
透過して、アノード側へ流れる場合がある。その場合、アノード側から排
出される酸素に水素が混入する。  上記課題を解決するため、本願の第１
発明は、電解質膜と、前記電解質膜のアノード側に位置し、水を水素イオ
ン、酸素、および電子に電気分解させるための複数のアノード触媒粒子と、
前記電解質膜のカソード側に位置し、水素イオンおよび電子を結合させて
水素を生成するための複数のカソード触媒粒子と、前記電解質膜のアノー
ド側の面と前記アノード触媒粒子との間に形成された再結合層と、を備え、
前記アノード触媒粒子は、酸化イリジウム、イリジウムとルテニウムの合
金、またはイリジウムと二酸化チタンの合金を含み、前記再結合層は、白
金、イリジウム、コバルト、またはルテニウムを含む。
【００１０】  本願の第２発明は、第１発明の電極構造体であって、前記再
結合層の外側に積層されたアノード多孔質層をさらに有し、前記アノード
多孔質層が、前記アノード触媒粒子を担持している。
【００１１】本願の第３発明は、第１発明の電極構造体であって、前記再
結合層の外側に積層されたアノード触媒層と、前記アノード触媒層の外側
に積層されたアノード多孔質層と、をさらに有し、前記アノード触媒層は、
複数の前記アノード触媒粒子を含む。
【００１２】本願の第４発明は、第３発明の電極構造体であって、前記ア
ノード多孔質層が、前記アノード触媒粒子を担持している。　　
【００１３】本願の第５発明は、水電解装置であって、第１発明から第４
発明までのいずれか１発明の電極構造体を備える。　　
【発明の効果】【００１４】
  本願の第１発明～第５発明によれば、電解質膜のカソード側において生成
された水素が、電解質膜を透過してアノード側へ流れた場合でも、再結合
層において、透過した水素を酸素と結合させて水に戻すことができる。
これにより、アノード側から排出される酸素に水素が混入することを抑制
できる。
【００１５】  特に、本願の第２発明によれば、アノード触媒粒子の層を形
成しない。このため、電解質膜のアノード側の面における塗布処理の回数
を減らすことができる。
【００１６】特に、本願の第４発明によれば、アノード多孔質層に触媒粒
子を担持させることで、アノード触媒層の厚みを薄くすることができる。

５.　特開2024-142829　ポリマー、電解質材料、電解質膜、触媒層付き電
解質膜、膜電極接合体、固体高分子形燃料電池及び固体高分子形水電解装
置　東ソー株式会社
【要約】下記式（１）で表される構造を有する、ポリマーで、電解質とし
て十分なプロトン伝導性を有するとともに、化学耐久性に優れるポリマー
を提供すること。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
  下記式（１）で表される構造を有する、ポリマー。
【化１】
［式（１）中、
  Ａ^１は、下記式（ａ１）で表される構成単位を示し、
  Ａ^２は、下記式（ａ２）で表される構成単位を示し、
  Ｌ^１及びＬ^２は、それぞれ独立して、単結合又は－ＳＯ_２－を示し、
  ｎは、１０～１００の数を示し、
  ＊は、結合手を示す。
  複数のＡ^１は、互いに同一であり、
  複数のＡ^２は、互いに同一であり、
  複数のＬ^１は、互いに同一でも異なっていてもよく、
  複数のＬ^２は、互いに同一でも異なっていてもよい。］
【化２】
　
　　　［式（ａ１）中、
  ＩＥｘＧは、イオン交換基を示し、
  Ｌ^３は、単結合又は－ＳＯ_２－を示し、
  ｘは、１～１０の整数を示し、
  ＊は、結合手を示す。
  複数のＩＥｘＧは、互いに同一でも異なっていてもよく、
  複数のＬ^３は、互いに同一でも異なっていてもよい。］
【化３】

式（ａ２）中、
  Ａｒは、イオン交換基を有しないアリーレン基を示し、
  Ｌ^４は、単結合又は－ＳＯ_２－を示し、
  ｙは、２～２０の整数を示し、
  ＊は、結合手を示す。
  複数のＡｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、
  複数のＬ^４は、互いに同一でも異なっていてもよい。］
【請求項２】
  前記式（ａ１）で表される構成単位が、前記イオン交換基として、スルホ
ン基、アルキルスルホン基及びスルホンイミド基からなる群より選択され
る少なくとも一種を含む、請求項１に記載のポリマー。
【請求項３】
  前記式（ａ２）で表される構成単位が、前記アリーレン基として、フェニ
レン基、ナフチレン基及びフルオレン基からなる群より選択される少なく
とも一種を含む、請求項１に記載のポリマー。
【請求項４】
  数平均分子量が、２００００～３０００００である、請求項１に記載の
ポリマー。
【請求項５】
  スルフィド基を有する重合体の酸化物であって、
  前記重合体が、下記式（ｂ１）で表される化合物と下記式（ｂ２）で表
される化合物との重合体である、ポリマー。
【化４】

［式（ｂ１）中、
  ＩＥｘＧは、イオン交換基を示し、
  Ｌ^５は、単結合、－Ｓ－又は－ＳＯ_２－を示し、
  Ｘ^１ｂ及びＸ^２ｂは、それぞれ独立して、ハロゲン原子を示し、
  ｘは、１～１０の整数を示す。
  複数のＩＥｘＧは、互いに同一でも異なっていてもよく、
  複数のＬ^５は、互いに同一でも異なっていてもよい。］
【化５】

［式（ｂ２）中、
  Ａｒは、イオン交換基を有しないアリーレン基を示し、
  Ｌ^６は、単結合、－Ｓ－又は－ＳＯ_２－を示し、
  Ｚ^１ｂ及びＺ^２ｂは、それぞれ独立して、チオール基、ハロゲン原子、ボ
ロン酸基、アルキルボラン基又はボロン酸エステル基を示し、
  ｙは、２～２０の整数を示す。
  複数のＡｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、
  複数のＬ^６は、互いに同一でも異なっていてもよい。］
【請求項６】
  請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマーを含有する、電解質材料。
【請求項７】
  請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマーを含有する、電解質膜。
【請求項８】
  請求項７に記載の電解質膜と、該電解質膜の一方面上又は両面上に配置
された触媒層と、を備える、触媒層付き電解質膜。
【請求項９】
  請求項７に記載の電解質膜と、該電解質膜の一方面上又は両面上に配置
された電極層と、を備える、膜電極接合体。
【請求項１０】
  請求項９に記載の膜電極接合体を備える、固体高分子形燃料電池。
【請求項１１】
  請求項９に記載の膜電極接合体を備える、固体高分子形水電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】本発明は、ポリマー、電解質材料、電解質膜、触媒層付き電
解質膜、膜電極接合体、固体高分子形燃料電池及び固体高分子形水電解装
置に関する。
【背景技術】【０００２】
近年、環境問題を背景にエネルギー効率の高い新エネルギー技術として燃
料電池が脚光を浴びている。なかでも電解質にポリマー（高分子）材料を
用いた固体高分子形燃料電池は、最大電流密度が高く、しかも低温で作動
することから、自動車等の移動用動力源や携帯電子機器等の小容量電源に
適しており、特に注目されている。
【０００３】固体高分子形燃料電池の電解質に使用されるポリマー（電解
質ポリマー）としては、フッ素系ポリマーが知られている（例えば、特許
文献１参照。）。フッ素系ポリマーは、高いプロトン伝導度及び優れた化
学耐久性を有することから電解質用途で広く使用されているものの、コス
トが高く、環境負荷も大きいという問題がある。
【０００４】このような理由から、フッ素を用いない電解質ポリマーの開
発も進められている。例えば、特許文献２には、イオン性基を含有するセ
グメント（Ａ１）とイオン性基を含有しないセグメント（Ａ２）をそれぞ
れ１個以上含有するブロック共重合体からなる高分子電解質膜に関する発
明が開示されている。
【発明の効果】（電解質膜の作製）
  得られたポリマー（Ｐ３）をＤＭＳＯに溶解し、ポリマー（Ｐ３）を１０
質量％含む溶液を得た。得られた溶液をガラス基板上に流延塗布し、６０
℃で１２時間乾燥して膜（膜厚４９μｍ）を得た。得られた膜を１Ｍの塩
酸に２４時間浸漬して金属イオン（Ｎａ^＋又はＫ^＋）をプロトン（Ｈ^＋）
に置換した後に、純水中に浸漬して十分に洗浄し、減圧乾燥することで、
比較例１のポリマー電解質膜（プロトン置換されたポリマー（Ｐ３）から
なる電解質膜）を得た。
【０１５７】（評価）
  本比較例のポリマー電解質膜について実施例１と同様の手法で各種評価
（プロトン伝導度評価、化学耐久性評価、水素ガス透過性試験、及び、Ｓ
ＡＸＳ測定）を行った。プロトン伝導度は、２３１ｍＳ／ｃｍ（８０℃相
対湿度１００％）であった。フェントン試験では、試験中にポリマー電解
質膜が完全に溶解し、膜形状を保持できなかったため、質量維持率及びプ
ロトン伝導度維持率はともに０％となった。水素ガス透過率は、０．１５×
１０^－７ｃｍ^３・ｍｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｋＰａ）（８０℃相対湿度６０％）
であった。ＳＡＸＳ測定によるｄｒｙ状態及びｗｅｔ状態での面間隔ｄは
それぞれ３．６ｎｍ及び５．５ｎｍであった。
【０１５８】＜比較例２＞
（電解質膜の作製）
  ポリマー（Ｐ３）に代えて実施例１で得られたポリマー（Ｐ１）を用いた
こと以外は、比較例１と同様の手法により、比較例２のポリマー電解質膜
（プロトン置換されたポリマー（Ｐ１）からなる電解質膜）を得た。電解
質膜の膜厚は３７μｍとした。
【０１５９】（評価）
  本比較例のポリマー電解質膜について実施例１と同様の手法で各種評価（
プロトン伝導度評価、化学耐久性評価、水素ガス透過性試験、及び、ＳＡ
ＸＳ測定）を行った。プロトン伝導度は、１８５ｍＳ／ｃｍ（８０℃相対
湿度１００％）であった。フェントン試験では、試験中にポリマー電解質
膜が完全に溶解し、膜形状を保持できなかったため、質量維持率及びプロ
トン伝導度維持率はともに０％となった。水素ガス透過率は、０．１４×
１０^－７ｃｍ^３・ｍｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｋＰａ）（８０℃相対湿度６０％）
であった。ＳＡＸＳ測定によるｄｒｙ状態及びｗｅｔ状態での面間隔ｄは
それぞれ３．９ｎｍ及び５．４ｎｍであった。
【０１６０】＜比較例３＞
  比較例３では、評価サンプルとして市販のＮａｆｉｏｎ^ＴＭ  ＮＲ２１１
を用い、実施例１と同様の手法で各種評価（プロトン伝導度評価、化学耐
久性評価、水素ガス透過性試験、及び、ＳＡＸＳ測定）を行った。プロト
ン伝導度は、１３０ｍＳ／ｃｍ（８０℃相対湿度１００％）であった。フ
ェントン試験での質量維持率及びプロトン伝導度維持率は１００％であっ
た。水素ガス透過率は、１．０３×１０^－７ｃｍ^３・ｍｍ／（ｃｍ^２・ｓ・
ｋＰａ）（８０℃相対湿度６０％）であった。ＳＡＸＳ測定によるｄｒｙ
状態及びｗｅｔ状態での面間隔ｄはそれぞれ３．３ｎｍ及び５．３ｎｍで
あった。
表1.

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　以上
🪄全固体有機樹脂型電解膜及び電池（AOD/AOB）に関しては再度特集掲
　 載する。水電解だけでなく海水電解も掲載したい。
● 今日の言葉：
　　 春が来ても、鳥たちは姿を消し、鳴き声も聞こえない。
　　　　　　 　     　　　       　　　 春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　        　        　　　レイチェル・カーソン 『沈黙の春』   
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    (因果報応の季節風)より