JP2007080742A

JP2007080742A - 固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シート及びその製造方法

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Publication number: JP2007080742A
Application number: JP2005269135A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Kurokawa; 一真黒川; Yusuke Takami; 祐介高見
Original assignee: Toho Tenax Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】固体高分子電解質型燃料電池のガス拡散層用として適している炭素繊維シート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】厚さが１００〜３５０μｍ、目付が５０〜１００ｇ／ｍ²、比抵抗値が０．２〜１０ｍΩ・ｃｍ、炭素含有率が９４質量％以上、平均細孔径が７〜１５μｍ、ガス透過性が３０００〜２８５００ｍｌ／ｃｍ²・ｍｉｎである炭素繊維シートとする。この炭素繊維シートにおいて、炭素のＸ線結晶サイズは２．１〜４．８ｎｍであることが好ましい。この炭素繊維シートは、ポリアクリロニトリル系酸化繊維と、残炭率０．５〜２５質量％のバインダー繊維と、残炭率０．５〜２５質量％の樹脂とを含み、前記バインダー繊維と樹脂との合計含有量が５〜２５質量％である酸化繊維シートを、不活性雰囲気下１４００〜２３００℃で炭素化することにより製造できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、固体高分子電解質型燃料電池のガス拡散層用電極に適した炭素繊維シート及びその製造方法に関する。

固体高分子電解質型燃料電池のガス拡散層用電極として、炭素繊維を使用したシート(炭素繊維シート)が開発・応用されている。

炭素繊維シートは一般には、炭素繊維の短繊維とバインダー樹脂及び／又はバインダー繊維とを混抄して炭素繊維抄紙シートを得、この抄紙シートに、炭素化時に残炭率の高い熱硬化性樹脂を３０〜８０％含有させ、熱硬化・成型して中間基材を得、この中間基材を、不活性ガス雰囲気下１０００℃以上の高温にて焼成することにより製造される(例えば、特許文献１、２参照)。

特許文献１には、炭素繊維抄紙シートに含発泡剤熱硬化性樹脂を４０〜８０質量％含有せしめて熱硬化させた中間基材を炭素化することにより、燃料電池等の電極材に使用する多孔質炭素材を製造する技術が開示されている。

特許文献２には、炭素繊維抄紙シートに、熱硬化性樹脂と炭素粉末とを混合したものを含浸して中間基材を得(中間基材中の炭素繊維１００質量部に対する熱硬化性樹脂の含有量３０〜２５０質量部、炭素粉末の含有量１０〜１６０質量部)、この中間基材を炭素化することにより、固体高分子電解質型燃料電池のガス拡散体(細孔径２５〜５５μｍ)用の多孔質炭素板を製造する技術が開示されている。

燃料電池においては、反応ガスである水素と酸素(又は空気)とを反応させる。この反応により水が生成される。燃料電池は、この反応エネルギーを電気エネルギーとして取り出すものである。燃料電池の電極は、前記電気エネルギーを取り出すために導電性を有すると共に、反応ガスを電極を透過させて触媒のある反応部に供給するためにガス拡散層を有することが要求される。ガス拡散層としては、できるだけガスの透過性の良い素材が必要となり、その改良が進められている。

ガス透過性改良のための一方法として、電極に形成してあるガスが通過する細孔径を拡大する方法がある。しかしながら細孔径が、大きすぎたり、分布が不均一の場合、ガス拡散層内を透過して反応部に拡散する反応ガスの拡散量が不均一になり、結果として触媒と反応ガスの接触効率が低下し、最終的に電池性能が低下する問題がある。

以上のように、従来の製造方法では何れも、より小さい細孔を有し且つガス透過性に優れるガス拡散層用炭素材は得られていない。
特開平１０−１６７８５５号公報（段落番号［０００１］、［００１０］〜［００２０］）特開２００４−３１１４３１号公報（段落番号［０００１］、［００４１］〜［００５１］）

本発明者は、上記問題を解決するために種々検討しているうちに、以下のことを知得し、本発明を完成するに到った。
１．ポリアクリロニトリル(ＰＡＮ)系酸化繊維を原料として用いることにより、
(１)酸化繊維は繊維表面にも酸素含有表面官能基を多く有し親水性が高く、水分散性良好のため、繊維分散性の良いペーパーが得られる。
(２)焼成後の繊維直径がより細くなり、繊維間の均一な空隙(細孔)形成に寄与する。
２．バインダー効果があり且つ残炭率の低い繊維を用いて酸化繊維を抄紙後に、バインダー効果があり且つ残炭率の低い樹脂を、繊維と樹脂との合計量で５〜２５質量％含有させて樹脂含浸シートを得、この樹脂含浸シートを熱圧縮処理して酸化繊維シートを得た後、この酸化繊維シートを炭素化することにより、該樹脂と繊維は、その大部分が消失して繊維間の交差部のみに残留し、その結果、均一な空隙(細孔)を発生させることができ、得られる炭素繊維シートは、固体高分子電解質型燃料電池のガス拡散層用電極として適している。

従って、本発明の目的とするところは、上記問題を解決した固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シート及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。

〔１〕厚さが１００〜３５０μｍ、目付が５０〜１００ｇ／ｍ²、比抵抗値が０．２〜１０ｍΩ・ｃｍ、炭素含有率が９４質量％以上、平均細孔径が７〜１５μｍ、ガス透過性が３０００〜２８５００ｍｌ／ｃｍ²・ｍｉｎである固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シート。

〔２〕炭素のＸ線結晶サイズが２．１〜４．８ｎｍである〔１〕に記載の固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シート。

〔３〕ポリアクリロニトリル系酸化繊維と、残炭率０．５〜２５質量％のバインダー繊維とを混抄して酸化繊維抄紙シートを得、次いで得られた酸化繊維抄紙シートに残炭率０．５〜２５質量％の樹脂を、前記バインダー繊維と樹脂との合計量で５〜２５質量％含浸させて樹脂含浸シートを得た後、前記樹脂含浸シートを熱圧縮処理して酸化繊維シートを得、その後、不活性雰囲気下１４００〜２３００℃で前記酸化繊維シートを炭素化することを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートの製造方法。

本発明の固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートは、平均細孔径が小さく且つガス透過性が良好であるので、固体高分子電解質型燃料電池のガス拡散層用として適している。

本発明の固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートの製造方法によれば、ＰＡＮ系酸化繊維を原料として用い、抄紙時又は抄紙後に、バインダー効果があり且つ残炭率の低い繊維又は樹脂を所定量含有させて酸化繊維シートを得、このシートを炭素化しているので、上記物性の炭素繊維シートを容易に得ることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートは、厚さが１００〜３５０μｍ、目付が５０〜１００ｇ／ｍ²、比抵抗値が０．２〜１０ｍΩ・ｃｍ、炭素含有率が９４質量％以上、平均細孔径が７〜１５μｍ、ガス透過性が３０００〜２８５００ｍｌ／ｃｍ²・ｍｉｎである。

炭素繊維シートの平均細孔径は、一般に大きい方がガス透過性は向上する。しかし、平均細孔径(Ａ)が大きすぎると、反応ガスの基材(繊維表面)への接触効率は低下し、電池性能は低下する。そのため、平均細孔径(Ａ)は１５μｍ以下が良い。平均細孔径(Ａ)が７μｍ未満の場合、生成される水分の凝縮により、細孔が閉塞しガス透過性が低下し、電池性能の低下を来す。

ガス透過性(Ｂ)は、上式で示される範囲以外では、電池性能が低下する。

炭素繊維シートの厚さが０．１０ｍｍ未満の場合は、シート強度が低下する。炭素繊維シートの厚さが０．３５ｍｍを超える場合は、厚さ方向の通電性が低下する。表面の毛羽が増大する。

炭素繊維シートの目付が３０ｇ／ｍ²未満の場合は、シート強度が低下する。炭素繊維シートの目付が１００ｇ／ｍ²を超える場合は、上記厚さの薄層シートが作製が困難になる。

炭素繊維シートの嵩密度は０．２５〜０．４５ｇ／ｍ³が好ましい。炭素繊維シートの嵩密度が０．２５ｇ／ｍ³未満の場合は、シート強度が低下する。通電性が低下する。炭素繊維シートの嵩密度が０．４５ｇ／ｍ³を超える場合は、シート強度が低下する。表面の毛羽が増大する。

炭素繊維シートの比抵抗値は低い方がよいが、０．２ｍΩ・ｃｍ未満のものは作製が困難である。炭素繊維シートの比抵抗値１０ｍΩ・ｃｍを超える場合は、電池性能が低下する。

炭素繊維シートの炭素含有率が９４質量％未満の場合は、通電性が低下する。長期の電池作動時に繊維劣化を生じ易い。

炭素繊維シートの強度は６〜４０Ｎ／ｃｍが好ましい。炭素繊維シートの強度が６Ｎ／ｃｍ未満の場合は、シートの取扱性が低下する。炭素繊維シートの強度が４０Ｎ／ｃｍを超えるものは作製が困難である。

炭素繊維シートの炭素のＸ線結晶サイズは２．１ｎｍ〜４．８ｎｍが好ましい。炭素繊維シートの炭素のＸ線結晶サイズが２．１ｎｍ未満の場合は、通電性が低下する。炭素繊維シートの炭素のＸ線結晶サイズが４．８ｎｍを超える場合は、微粉末が発生しやすい。

本発明の固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートは、その物性が上記範囲内であれば、その製造方法は特に限定されるものではないが、例えばＰＡＮ系酸化繊維と、炭素化時に残炭率が低いバインダー用繊維と混抄して酸化繊維抄紙シートを得、この酸化繊維抄紙シートを、炭素化時に低残炭率の樹脂溶液に含浸して樹脂含浸シートを得、この樹脂含浸シートを圧縮成型して酸化繊維シートを得、この酸化繊維シートを炭素化することにより製造することができる。

以下、本発明固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートの製造方法の一例について詳細に説明する。

〔原料の酸化繊維〕
炭素繊維シート製造用原料の酸化繊維の種類としては、ＰＡＮ系の酸化繊維を用いる。このＰＡＮ系酸化繊維を用いることにより高強度の素材が得られる。

原料繊維のＰＡＮ系酸化繊維は、例えば市販のＰＡＮ系繊維を空気中、２００〜３００℃の温度で処理することにより環化反応を生じさせ、酸素結合量を増加させて不融化、難燃化させる耐炎化処理によって得られるものを用いることができる。

上記ＰＡＮ系繊維は、例えばアクリロニトリルの単独重合体又はアクリロニトリルを９５質量％以上含有する単量体を重合した共重合体を含む紡糸溶液を、湿式又は乾湿式紡糸法において紡糸・水洗・乾燥・延伸等の処理を行うことによっても得ることができる。共重合する単量体としては、アクリル酸メチル、イタコン酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸等が好ましい。

ＰＡＮ系酸化繊維の平均綿長(カット長)は３〜１５ｍｍが好ましい。平均綿長が３ｍｍ未満の場合は、酸化繊維同士が絡み難いため、得られる炭素繊維シート強度が低下する。平均綿長が１５ｍｍを超える場合は、繊維の均一分散性が低下し、それに伴い得られる酸化繊維シート及び炭素繊維シートの強度が低下する。

ＰＡＮ系酸化繊維の繊度は０．５〜１．５ｄｔｅｘが好ましく、０．９〜１．３ｄｔｅｘがより好ましい。繊度が０．５ｄｔｅｘ未満の場合は、酸化繊維同士の開繊性が悪く、混抄時、酸化繊維の均質な分散が難しい。繊度が１．５ｄｔｅｘを超える場合は、強度の高い炭素繊維シートが得られない。

ＰＡＮ系酸化繊維の乾強度は５ｍＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましい。乾強度は高いほど得られる酸化繊維シート及び炭素繊維シートの強度が向上する。乾強度が５ｍＮ／ｄｔｅｘ未満の場合は、シートを製造するに際し繊維切れが多発し、抄紙加工が難しい。

〔バインダー繊維〕
酸化繊維抄紙シートを作製するに際しては、ＰＡＮ系酸化繊維と、バインダー繊維とを混抄する。酸化繊維抄紙シート中の好ましいバインダー繊維の含有量は３〜２０質量％である。このバインダー繊維としては、後工程の炭素化処理時における残炭率が０．５〜２５質量％のものが用いられる。具体的には、ポリエステル(ＰＥＴ)、ナイロン、レーヨン、ビニロン、オレフィン系繊維等が用いられる。

〔酸化繊維抄紙シート〕
上記混抄により得られる酸化繊維抄紙シートは、その厚さが０．１０〜０．３５ｍｍである。酸化繊維抄紙シートの厚さが０．１０ｍｍ未満の場合は、シート強度が低下する。この酸化繊維抄紙シートから得られる炭素繊維シートの強度も低下する。酸化繊維抄紙シートの厚さが０．３５ｍｍを超える場合は、得られる炭素繊維シートの厚さ方向の通電性が低下する。

酸化繊維抄紙シートの目付は５０〜２５０ｇ／ｍ²である。酸化繊維抄紙シートの目付が５０ｇ／ｍ²未満の場合は、シート強度が低下する。酸化繊維抄紙シートの目付が２５０ｇ／ｍ²を超える場合は、上記厚さの薄層の酸化繊維抄紙シート及び炭素繊維シートが作製困難である。

〔含浸用樹脂〕
上記酸化繊維抄紙シートへの含浸用樹脂としては、バインダー繊維と同様に残炭率が０．５〜２５質量％の樹脂が用いられる。この含浸用樹脂の使用に際しては、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)、カルボキシメチルセルローズ、メタクリル酸メチル樹脂等を水溶液又は水分散液として、酸化繊維抄紙シートを連続的に浸漬させることができる。

酸化繊維抄紙シート中のバインダー繊維と、酸化繊維抄紙シートへの含浸用樹脂との合計の含有量は、５〜２５質量％である。バインダー繊維と含浸用樹脂との合計含有量が５質量％未満の場合は、シート強度が低下し、このシートを用いての後工程の圧縮処理、炭素化処理において不具合が起こり、炭素繊維シートの製造は難しい。バインダー繊維と含浸用樹脂との合計含有量が２５質量％を超える場合は、炭素化処理時にシート強度が低下する。得られる炭素繊維シートの平均細孔径(Ａ)が前述の１５μｍより大きくなる。細孔径のばらつきが大きくなり、平均細孔径(Ａ)及びガス透過性(Ｂ)が前述の式の範囲から逸脱する。

〔圧縮熱処理〕
上記樹脂処理された酸化繊維抄紙シート(樹脂含浸シート)を圧縮熱処理することにより、炭素化処理用中間原料の酸化繊維シートにする。酸化繊維抄紙時に混合されるバインダー繊維及び酸化繊維抄紙シートへの含浸用樹脂の熱的特性により、圧縮熱処理の最適条件は多少異なるが、以下の条件で処理することが好ましい。

圧縮熱処理時における処理温度は１００〜３５０℃、好ましくは１１０〜２５０℃である。処理温度が１００℃未満の場合は、得られる酸化繊維シートについての賦形性向上、強度向上、薄層化等の効果が得られない。処理温度が３５０℃を超える場合は、得られる酸化繊維シートについて賦形性、強度等の繊維性能が劣化する。処理温度が３５０℃を超える場合は、圧縮熱処理時において蓄熱又は発火等のトラブルを生ずる危険性がある。

圧縮熱処理時における処理圧力は０．５〜５０ＭＰａ、好ましくは２〜３０ＭＰａである。処理圧力が０．５ＭＰａ未満の場合は、得られる酸化繊維シートについての賦形性向上、強度向上、薄層化等の効果が得られない。処理圧力が５０ＭＰａを超える場合は、得られる酸化繊維シートについて賦形性、強度等の繊維性能が劣化する。圧縮熱処理雰囲気は特に限定されないが、酸素２０体積％以下の雰囲気が好ましい。

〔炭素化処理〕
上記圧縮熱処理された酸化繊維シートを、不活性雰囲気中で焼成して炭素化処理することにより本発明の固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートは得られる。

炭素化処理は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性雰囲気下、最高温度１４００〜２３００℃で行う。なお、昇温下で炭素化する場合の昇温速度は２００℃／ｍｉｎ以下が好ましい。炭素化処理時の最高温度が１４００℃未満の場合は、炭素繊維固有の特性向上、すなわち耐熱性向上、強度向上、電気伝導性向上等の効果が発現されない。炭素化処理時の最高温度が２３００℃を超える場合は、繊維強度の劣化が起こり、その劣化に伴い、微粉末が多発する。最高温度での炭素化処理時間は０．５〜２０分が好ましい。

炭素化処理時には、酸化繊維シート中の酸化繊維は質量換算で５０〜６０％が繊維の形態を保ち残留する。一方バインダー繊維は、溶融しながら炭素化し、質量換算で０．５〜２５％が残留する。溶融したバインダー繊維は、炭素化により生成する炭素繊維間を繋ぎとめる効果(バインダー効果)が発現する。このバインダー効果により、炭素繊維シートの賦形性及び強度が向上するとともに、より薄層化された炭素繊維シートが得られる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、各物性の測定は次の方法によった。

［バインダー繊維と樹脂との合計含有量］
抄紙時の混合工程における酸化繊維、バインダー繊維の各投入質量(配合量)、樹脂処理時における樹脂含浸量(配合量)から、次式
[(バインダー繊維の配合量)＋(樹脂の配合量)]×１００／[(酸化繊維の配合量)＋(バインダー繊維の配合量)＋(樹脂の配合量)]
を用いてバインダー繊維と樹脂との合計含有量(質量％)を算出した。

［繊維特性：繊度、平均繊維長(カット長)］
ＪＩＳＬ１０１５に基づいて測定した。

［酸化繊維シート、炭素繊維シートの強力］
つかみ間隔１００ｍｍとし、引っ張り速度３０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの破断強力を強力(Ｎ／ｃｍ)とした。

［シート厚さ］
直径５ｍｍの円形圧板で厚さ方向に１．２Ｎの荷重(６１．９ｋＰａ)を負荷したときの厚さを測定した。

［シート目付］
２００ｍｍ×２５０ｍｍのフェルトを１２０℃で１時間乾燥した後の質量値より算出した。

［シート嵩密度］
上記フェルト目付とフェルト厚さとから算出した。

［残炭率］
熱質量分析(ＴＧＡ)にて、窒素流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、室温から９００℃まで昇温した時の質量変化から残炭率(質量％)を算出した。

［平均細孔径］
水銀ポロジメーター(Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製ＰｏｒｅＭａｓｔｅｒ−６０)を用いて水銀圧入法により、容積基準メジアン細孔直径を求め、これを平均細孔径(μｍ)とした。

［ガス透過性］
ＪＩＳＰ８１１７に準拠し、ガーレー法にて１００ｍｍＨ₂Ｏの圧力下での１ｃｍ²、１分当たりの通気流量(ｍｌ／ｃｍ²・ｍｉｎ)を測定した。

［Ｘ線結晶サイズ］
２Θ＝２６°付近のピークにおける広角Ｘ線測定結果から以下に示すシェラーの式
Ｌｃ(ｎｍ)＝ｋλ／β・ＣＯＳΘ
ｋ：装置定数(本測定では０．９)
λ：Ｘ線波長(０．１５４ｎｍ)
β：２Θ＝２６°付近のピークの半値幅
Θ：ピークの位置(°)
を用いて算出した。

［炭素含有率］
ＣＨＮコーダー(カルボエルバ社製、ＥＡ１１０８、ＣＨＮＳ−０)により炭素繊維シートの炭素含有率(質量％)を測定した。

［比抵抗値］
２枚の５０ｍｍ角(厚さ１０ｍｍ)の金メッキした電極で、炭素繊維シートを電極が全面接触するように挟み、荷重１ＭＰａを厚さ方向にかけたときの厚さ方向の電気抵抗値Ｒ(Ω)を測定し、下式
比抵抗値(Ωｃｍ)＝Ｒ×(Ｓ／Ｌ)
Ｓ：接触面積５×５＝２５ｃｍ²
Ｌ：測定時のシートの厚さ(荷重１ＭＰａ)
により求めた。

［電池特性］
炭素繊維シートを５０ｃｍ角にカットし、これに触媒(Ｐｔ−Ｒｔ)を０．２ｍｇ／ｃｍ²担持させた。高分子電解質膜(ナフィオン１１７)の両面に、上記触媒を担持させた炭素繊維シートを接合してセルを構成した。セルに水素及び空気を供給し、温度８０℃、電流密度１．６Ａ／ｃｍ²でのセル電圧(Ｖ)を測定し、この測定値を初期性能(電池特性)として表示した。

［実施例１〜４、比較例１〜６］
表１〜２に示す条件で、ＰＡＮ系酸化繊維とバインダー繊維とを混抄し、表１〜２に示す目付、厚さの酸化繊維抄紙シートを得た。バインダー繊維の残炭率は、ＰＥＴが１．２質量％、セルローズが８．５質量％であった。

得られた酸化繊維抄紙シートを表１〜２に示す条件で、樹脂水溶液(樹脂濃度５質量％)に浸漬させ、１２０℃で乾燥させ、酸化繊維１００質量部に対して表１〜２に示す配合量を添着せしめ、表１〜２に示す温度、圧力にて加圧処理を行い、表１〜２に示す目付、厚さの酸化繊維シートを得た。含浸用樹脂の残炭率は、ＰＶＡが１２．５質量％、フェノール樹脂が２１．４質量％であった。

得られた酸化繊維シートを昇温速度１００℃／ｍｉｎ、窒素気流中にて昇温後、表１〜２に示す昇温後温度(最高温度)、同温度の保持時間で炭素化し、表１〜２に示す物性の炭素繊維シートを得た。

表１〜２に示すように、実施例１〜４においては良好な物性の炭素繊維シートが得られた。

しかし、比較例１においては酸化繊維の繊度が小さいため、ガス透過性は平均細孔径から求まる下限値よりも低く、電池特性も低く、良好な物性の炭素繊維シートは得られなかった。比較例２においては酸化繊維の繊度が大きいため、ガス透過性は平均細孔径から求まる上限値よりも高く、電池特性も低く、良好な物性の炭素繊維シートは得られなかった。

比較例３においては炭素化処理時の最高温度が低いため、炭素含有率が少なく、Ｘ線結晶サイズが小さく、比抵抗値が高く、電池特性が低く、良好な物性の炭素繊維シートは得られなかった。比較例４においては酸化繊維抄紙シートへの樹脂含浸量が多く、惹いては酸化繊維シートにおけるバインダー繊維と樹脂との合計含有量が４１質量％と多いため、平均細孔径が小さく、ガス透過性は平均細孔径から求まる下限値よりも低く、電池特性も低く、良好な物性の炭素繊維シートは得られなかった。

比較例５においてはバインダー繊維の配合量も樹脂の配合量も少ないため、酸化繊維シートの強度が低下し、炭素化処理時においてシートが切断し、炭素繊維シートは得られなかった。比較例６においては酸化繊維抄紙シートへの樹脂含浸量が多く、惹いては酸化繊維シートにおけるバインダー繊維と樹脂との合計含有量が３１質量％と多いため、平均細孔径が大きく、ガス透過性は平均細孔径から求まる上限値よりも高く、電池特性も低く、良好な物性の炭素繊維シートは得られなかった。

表１〜２中、×で示す箇所が本発明の構成から逸脱している。

Claims

厚さが１００〜３５０μｍ、目付が５０〜１００ｇ／ｍ²、比抵抗値が０．２〜１０ｍΩ・ｃｍ、炭素含有率が９４質量％以上、平均細孔径が７〜１５μｍ、ガス透過性が３０００〜２８５００ｍｌ／ｃｍ²・ｍｉｎである固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シート。
炭素のＸ線結晶サイズが２．１〜４．８ｎｍである請求項１に記載の固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シート。
ポリアクリロニトリル系酸化繊維と、残炭率０．５〜２５質量％のバインダー繊維とを混抄して酸化繊維抄紙シートを得、次いで得られた酸化繊維抄紙シートに残炭率０．５〜２５質量％の樹脂を、前記バインダー繊維と樹脂との合計量で５〜２５質量％含浸させて樹脂含浸シートを得た後、前記樹脂含浸シートを熱圧縮処理して酸化繊維シートを得、その後、不活性雰囲気下１４００〜２３００℃で前記酸化繊維シートを炭素化することを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池用炭素繊維シートの製造方法。