CN102286757A - 耗氧电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有面向含氧气体一侧和面向碱性电解质一侧的多层耗氧电极，其中，所述电极包含至少一种载体，和含有催化剂和疏水材料的至少两层，其中，面向气体侧的最外层具有比面向电解质侧的最外层更低的催化剂比例，并且其中疏水材料的比例不大于8重量%，基于催化剂和疏水材料的总量计。

Description

耗氧电极及其制备方法
本申请要求2010年6月16日提交的德国专利申请号10 2010 024 053.2的权益，出于所有有用的目的，通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
本发明从本身已知的耗氧电极出发，其被设计成片状气体扩散电极，并通常包含导电载体和具有催化活性成分的气体扩散层。
背景技术
对于工业规模上电解池中耗氧电极运行情况的多种建议是现有技术基本已知的。基本思路是用耗氧电极(阴极)代替电解(例如在氯碱电解中)的析氢阴极。可行的电池设计和方案的综述可以在Moussallem等人的出版物“Chlor-Alkali Electrolysis with Oxygen Depolarized Cathodes: History, Present Status and Future Prospects”, J. Appl. Electrochem. 38 (2008) 1177-1194中找到。
耗氧电极，以下也简称为OCE，为了能够用于工业电解装置中必须满足一系列要求。因此，所用的催化剂和所有其它材料对于浓度约32重量%的氢氧化钠溶液和温度通常80-90℃的纯氧应当是化学稳定的。同样要求高度的力学稳定性，因为所述电极安装并运行在电极面积通常大于2 m2 (工业尺寸)的电解装置中。其它性质是：高电导率、低层厚、高内表面积和电催化剂的高电化学活性，还有高不渗透性，使得气体和液体空间仍彼此分开。长期稳定性和低生产成本是可工业使用的耗氧电极必须满足的其它特定要求。 
本发明尤其涉及一种耗氧电极，该电极以多层方式构建，并且在气体侧和电解质侧之间的催化剂或PTFE浓度方面存在差别，而且可以由湿法制得。
现有技术的耗氧阴极以不同安排方式用于电化学工艺中，例如用于在燃料电池中产生电力或者用于从氯化钠水溶液中电解法制备氯。利用耗氧阴极进行氯碱电解的详细描述可以在Journal of Applied Electrochemistry，Vol 38 (9)，1177-1194页 (2008)中找到。具有耗氧阴极的电解池实例可以在文献EP 1033419B1，DE 19622744C1和WO 2008006909A2中找到。
耗氧阴极通常由载体元件，例如多孔金属构成的板或金属线构成的编织网，和电化学活性涂层组成(DE 3710168)。所述电化学活性涂层是多孔的，并由亲水和疏水成分组成。所述疏水成分使电解质难以渗透，因此保持合适的孔隙，使氧自由输送到催化活性位。所述亲水成分允许电解质渗透到催化活性位以及氢氧根离子向外输送。作为疏水成分，使用例如聚四氟乙烯(PTFE)。疏水表面在用纯水润湿时通常具有大于140°的接触角。
在制造耗氧阴极时，区别主要在于干法制造和湿法制造上。
在干法中，制得催化剂和聚合物成分(例如PTFE)的粉末混合物(例如在DE 2941774中所述)，并研磨成颗粒，该颗粒随后分布在导电载体元件上并在室温下施压。这种方法例如在EP 1728896A2中有述。提到银氧化物/银是优选的催化剂，提到聚四氟乙烯(PTFE)是粘合剂，并提到镍线制的网是载体。
在湿法制造情况下，使用由催化剂和聚合物成分在分散介质，优选水中形成的浆状物或悬浮体。为了制备悬浮体，可以添加额外的表面活性物质，目的是提高悬浮体或浆状物的稳定性。为了提高可处理性，可以向悬浮体中添加增稠剂。随后通过丝网印刷或压延将所述浆状物涂布到电流分配器上，而不太粘的悬浮体则通常喷涂。
所述浆状物或悬浮体在除去过量的分散介质后逐渐干燥，并在聚合物熔点区域的温度下施压(Journal of Applied Electrochemistry，Vol 38 (9) 1177-1194页 (2008))。所述耗氧阴极可以由涂布到载体上的单层组成。在此情况下，载体可以承担数项任务，首要的是为最终的OCC提供力学稳定性和/或使电流分布在催化活性层内。
不过，已知的单层电极的缺点在于，它们易于遭受液体或气体的穿透（breakthrough）。这点尤其是在工业电解装置中十分重要。在此，气体一定不能从气体空间进入电解质空间，并且电解质一定不能从电解质空间进入气体空间。在工业电解装置中，耗氧阴极必须承受在工业电解池底部占主导的流体静压，例如170 mbar。由于气体扩散电极具有孔体系，因此少量液体总是进入气体空间并且气体进入液体空间。所述量取决于电解装置的池设计。所述OCC在气体空间和液体空间之间10-60 mbar的压力差情况下应该不透气/不透液体。在此，不透气是指，用肉眼观察不到气泡进入电解质空间。不透液体是指，不大于10 g /(h×cm2)的液体量通过所述OCC (其中，g是液体质量，h是一小时，cm2是几何学的电极表面积)。
不过，如果太多液体进入OCC，这会只在面向气体侧的那一侧面上向下流动。这会导致形成液膜，液膜阻碍气体进入OCC，因而对OCC的性能产生特别不利的影响(氧供应不足)。如果太多气体进入电解质空间，则气泡要能够从电解质空间排放掉。在任一情况下，气泡覆盖电极面积和膜面积的一部分，导致功率密度偏移，因而电池的静电运行发生变化，使得电流密度局部升高，以及电池的电池电压出现不希望的增加。
满足该要求条件的单层耗氧阴极到目前为止还是未知的。为了在工业电解装置中运行可用的耗氧阴极，电池设计目前是适应于耗氧阴极的缺陷来调整。例如，如DE 19622744C1中所述，开发了具有压力补偿的电解装置，这是通过气袋分隔气体空间来补偿电极上游液体的流体静力高度，气体压力适应于每个气袋中设定的流体静压。然而，其缺点在于，除了高成本和构造电池时使用材料外，也损失了电极面积，而且需要大量电解元件或者更大的电极面积，才能达到电解池同样的功率。
已经发现，通过湿法制得的单层OCC尤其不能用于工业电解装置，因为气体不渗透性和电解质不渗透性不令人满意。
多层耗氧阴极基本可以通过干糊法(pasting process)或湿糊法(pasting process)制得。根据EP 1728896，通过干法制造多层耗氧阴极。在此，形成粉末层，其中PTFE含量为3至15重量%。没有给出关于具有不同PTFE含量的层的安排方面的信息。所述方法的缺点在于，所述层不能造得任意薄。这带来的后果是，具有这种结构的多层耗氧阴极变得比较厚，导致电解过程中电池电压升高，由于材料量增加的原因，造成生产成本高。
US 46024261同样公开了通过干法制得的多层耗氧阴极。所公开的最好的两层电极的厚度至少为0.89 mm。所公开的PTFE含量范围为至少10重量%到50重量%。这种高PTFE含量会导致活性催化剂颗粒没有在电极中形成导电网络，因此所有量的催化剂材料不再可用于电化学反应。这降低了电解池效率，因此提高了电池电压。
US 5584976公开了一种多层耗氧阴极，其通过向银基底的两侧涂布层而制得。在此，面向气体侧的最外层完全由疏水材料制成；该文公开了纯的多孔PTFE层。所公开的用于这些多层耗氧阴极的电池电压范围为2.3至2.4 V (电流密度为3 kA/m2)，因此非常高。
所有这些多层耗氧阴极的共同点在于，疏水层中的PTFE含量比较高，因此导致高电池电压，或者生产方法造成电极厚，因此电池电压同样比较高。
尤其是当面向气体侧的那侧具有高PTFE含量时，所述电极不能用于特别的电池构造中。因此，例如，通过弹性垫或类似结构实现OCC在降膜电池技术(DE 3401636A1或WO 0157290A1)中从气体侧接触。不过，在高PTFE含量情况下，所述层的电导率显著升高，因此存在较高的欧姆电阻，导致更高的电池电压，或者根本不可能接触，导致在电解池中安装OCC非常复杂。
Bidault等人(2010，Int. J. of Hydrogen Energy，"An improved Cathode for alkaline fuel cells"，35，1783-1788页)研究已能够表明，耗氧阴极的厚度会对电极的整体性能产生非常大的影响。使用在镍泡沫体上的两层电极进行测量时，面向阳极的层由镀板(plated)上的银构成。面向气体空间的层由多孔的炭/PTFE混合物构成。这些电极表明，厚度从0.7 mm降低到0.5 mm有可能使半电池电势升高100 mV。该文中使用的两层结构中低于0.5 mm的层厚度导致电极不充分地不透过电解质，并且其中发生电解质穿透到气体空间。
发明简述
本发明涉及一种具有新的多层催化剂涂层的耗氧电极，用来减少碱性介质中的氧，还涉及一种电解设备。本发明还涉及该耗氧电极的制造方法及其在氯碱电解或燃料电池中的应用。
本发明目的是制造一种多层耗氧阴极，该阴极具有低厚度，并实现所需要的疏水性，带来的结果是，可以实现针对液体和气体穿透的高不渗透性，并且使得与气体侧的电接触成为可能。
克服现有技术已知的缺点的可行方式是根据权利要求1创造性的特征部分的耗氧阴极的多层结构。
本发明一种实施方式提供一种用于减少碱性含水介质中氧的多层片状耗氧电极，其包含至少一种载体，该载体尤其是导电的，含有催化剂的层和疏水层，其中，所述电极具有面向含氧气体的一侧和面向碱性电解质的一侧，其特征在于，所述电极具有含有催化剂的至少两个不同层，其具有不同的催化剂含量，并且其中，面向气体侧的最外层具有比面向电解质侧的最外层较低的催化剂比例，并且疏水层中疏水材料的比例不大于8重量%。
另一实施方式是具有面向含氧气体的一侧和面向碱性电解质的一侧的多层耗氧电极，其中，所述电极包含至少一种载体，和含有催化剂的至少两层，和疏水材料，其中，面向气体侧的最外层具有比面向电解质侧的最外层较低的催化剂比例，并且其中疏水材料的比例不大于8重量%，基于催化剂和疏水材料的总量计。
本发明又一实施方式是一种制造耗氧电极的方法，包括
a)     通过分散或混合包括催化活性物质的颗粒、分散介质和疏水聚合物颗粒的成分而制备至少两种悬浮体，其中，所述至少两种悬浮体具有不同比例的疏水聚合物，
b)    以一步或多步将所述至少两种悬浮体喷雾到载体上，以产生含有不同比例催化剂的至少两层，其中，所述载体加热到范围为100℃至160℃的温度，从而至少部分除去分散介质，
c)    在压力为0.04至0.4 t/cm2和温度为60至200℃下热压步骤b)后获得的电极，
d)    随后在至少200℃的温度下烧结所述电极。
本发明又一实施方式是一种包含根据本文所述任一实施方式的耗氧电极作为耗氧阴极的氯碱电解设备。
本发明又一实施方式是包含根据本文所述任一实施方式的耗氧电极的燃料电池。
本发明又一实施方式是包含根据本文所述任一实施方式的耗氧电极的金属/空气电池组。
所述新的多层耗氧电极与已知的OCE相比，对于气体或电解质穿透而言更是不可透过性的。实现本技术方案的方法是使一层或涂层是疏水性的，使得电解质不渗透入那的孔隙中。使另一层是亲水性的，使得电解质以及从而使反应物水可以渗透入催化剂，并且能发生电化学反应。这保证了尽管液体可以在一侧进入电极，但其不能穿透电极到达气体侧。同时，保证气体同样可以渗透入，但不能穿透到电解质侧。
发明详述
优选的耗氧电极的特征在于所述催化剂包含银作为催化活性成分。
多层耗氧电极的优选实施方式的特征在于，存在至少两层含催化剂的层，并且面向气体侧那侧上的层的催化剂含量为92至98重量%，和面向电解质侧的层的催化剂含量为95至99.9重量%，在此，催化剂层与100%的余量基于疏水聚合物。
耗氧电极特别优选的实施方式的特征在于，存在至少三层含催化剂的层，并且面向气体侧的最外层的催化剂含量为92至98重量%，和面向电解质侧的最外层的催化剂含量为95至99.9%，并且特征在于，存在中间层，其催化剂含量大于面向气体侧的最外层的催化剂含量并小于面向电解质侧的最外层的催化剂含量。
在本发明优选的实施方式中，所述疏水层含有疏水聚合物，尤其是氟取代的聚合物，优选PTFE。
所述耗氧电极一种特别方案的特征在于，所述电极的催化活性成分总载荷量为100 mg/cm2 至300 mg/cm2，优选140 mg/cm2 至250 mg/cm2。
所述耗氧电极的载体有利地基于镍、银或镍和银的组合。
特别地，所述耗氧电极的载体形式为网、织造织物、成圈针织物、拉圈针织物、非织造布或泡沫体，优选织造织物。
该新的耗氧电极的厚度优选为0.2至0.8 mm，并且含催化剂的层厚度不大于0.4 mm。
本发明的OCC可以通过湿糊法或喷雾法制得，这使得具有不同性质，即不同的且非常低的PTFE含量的所述层可以以目标方式涂布，同时得到可以在电解池中以非常低的电池电压运行的电极。
可以通过湿法获得的电极通常通过以下步骤制得：
1.     制备催化剂和PTFE，任选增稠剂、稳定剂和表面活性剂的悬浮体/糊状物
2.     将所述悬浮体/糊状物涂布到载体上
3.     干燥，任选烧结
4.     任选重复步骤2 和3
5.     任选压实来自步骤4的OCC，任选在升高的温度下
6.     烧结。
本发明还提供制备新的耗氧电极的方法，包括
a)     通过分散或混合由至少催化活性物质的颗粒，优选银颗粒，和分散介质，优选有机溶剂或水，特别优选水，和疏水聚合物的颗粒组成的成分，来制备至少两种悬浮体，所述至少两种悬浮体具有不同比例的疏水聚合物，
b)    以一步或多步将所述悬浮体喷雾到载体上，以产生可变的层，优选镍载体，其中，所述载体加热到范围为100℃至160℃，优选100℃至145℃的温度，至少部分除去分散介质，
c)    尤其是在压力为0.1至3 t/cm2，优选0.1 – 0.25 t/cm2，和温度为110至140℃，特别优选在130℃下热压步骤b)后获得的电极，
d)    随后在至少200℃，优选至少250℃，特别优选至少300℃的温度下烧结所述电极。
因此还优选上述新的耗氧电极，其特征在于，含有催化剂的层如下制得：将含有银颗粒的悬浮体涂布到载体上，干燥该悬浮体，热压所述层，随后烧结所形成的电极。
在该方法特别优选的方案中，以粉末形式用于悬浮体的银的银颗粒粒径分布为D90 <8 μm 和D10 <1 μm。(如Stiess，“Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie 1”，2009，第3版，Springer-Verlag，32页起所描述那样来测定)。
用于悬浮体的银颗粒的夯实(tapped)密度尤其优选为2至6 g/cm3，优选3至5 g/cm3，DIN ISO 3953。
在该新方法中使用的银粉末平均表面积，按照BET法测定，非常特别优选为0.3至2.5 m2/g，优选0.50至1.5 m2/g。
例如，可以使用Ferro (Hanau)的等级SF9ED，331，311的银粉末，或者在EP 115845 A2中所述的催化剂，其中，银沉积在PTFE上。不同的银粉末可以用于不同层中。在此，所述层可以具有不同的PTFE 含量。
所述催化剂例如与含有疏水聚合物的悬浮体，例如市售的PTFE悬浮体进行混合。为了使所述悬浮体稳定并增稠，例如添加甲基纤维素。悬浮体的甲基纤维素含量例如为0.5%。作为选择，发现聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸酯(PA)可用作优选的增稠剂。
悬浮体还可以包含洗涤剂。洗涤剂例如是离子或非离子表面活性剂，例如以商品名吐温(Tween) 系列而广为人知的材料或者以商品名Triton系列所已知的材料。优选使用洗涤剂，特别优选Triton-X 100。
所述电极例如通过将所述悬浮体涂布到载体，例如镍网，镀银的镍网或银网上来制造。这可以通过喷雾法或者通过刮刀（doctor blade）法或Kisscoater法或其它常规方法如丝网印刷来实现。本发明电极的不同层随着首先涂布到载体上的一层来构建。该中间层的PTFE含量例如为2至8重量%。
该中间层具有这样的厚度，使得所述载体不再有任何间隙（gap）。电极的20至80%的催化剂载荷通常并入该层。
如果使用只有小网孔的镍网形成的载体，则需要很少的喷雾和干燥循环来制造不透过性的电极。
随后，优选将悬浮体以如此的量涂布到电极面向电解质的一侧，使得溶剂除去所剩下的PTFE含量为0.2至5重量%，优选0.5 - 2重量%。该层可以造得适当薄。载荷量通常为整个电极的催化剂载荷的2至40重量%。
在电解质面向气体侧的那侧上特别优选形成PTFE含量为2至8重量%。载荷量通常为整个电极的催化剂载荷的2至40重量%。
整个电极载荷量优选至少100 mg银/cm2，特别优选140 mg/cm2 至250 mg/cm2；更高载荷对于电池电压和对气体和液体的不渗透性的性能方面没有带来进一步的优点。
以此方式涂布的层特别有利地涂布到同时被加热或者放在加热的基底上的载体上。温度尤其大于 60℃，应特别优选大于100℃ (当使用含水分散体时)，并应优选不大于200℃。
该电极制成后，在烧结电极前首先对其施压。这可以通过施压工具，例如液压机或者通过由辊子压实来实现。如果通过液压机进行施压，则压力优选从最小0.04 t/cm2 到不大于0.4 t/cm2，优选0.08至0.3 t/cm2。尤其可以在升高的温度，例如60至200℃，优选80至150℃的温度下进行施压。
施压后，烧结该电极。烧结优选在温度为至少200℃，优选至少250℃，特别优选至少300℃，尤其是高至400℃下进行。烧结是特别有利的，因为其能够使残余量的任何所用的增稠剂和/或洗涤剂除去。因此，这些材料不能作为残留物保留在电极中，或者作为膜保留在表面上，从而损害OCC的性能，例如增加电极的欧姆电阻。同样，优选使用的氟化的聚合物在这些温度下通常没有明显的蒸气压或者在这些温度下仍没有分解到合适的程度，因此他们只是软化，并与金属粉末一起形成稳定的膜。
烧结工艺例如可以这样进行，在一次运行中，以至少2K/min将电极从室温加热到约340℃的想要的温度。同样可以匀变（ramp-like）地升高温度，并在特定温度水平有停留时间。为了达到300至350℃，优选330至345℃的温度，例如如下加热该电极：以最小2℃/min的温度增加，将电极从室温加热到200℃，然后在此温度保持15 min，随后以最小2℃/min的温度增加，进一步加热到250℃，随后在此温度再保持15 min，并以最小2℃/min再加热到300℃，保持15 min，然后以2℃/min加热到最终温度，在此同样保持15 min。然后以10至200℃/min冷却该电极，冷却后准备使用。
本发明方法使得制造多层耗氧电极成为可能，该电极首先对于液体或气体的穿透具有高稳定性，其次，其具有4 kA/m2下2.0 V的低电池电压。
本发明的耗氧电极例如可以用于电池中的氯碱电解，所述电池在耗氧电极和离子交换膜之间具有碱性间隙（alkali gap）或者与离子交换膜直接接触，或者所述电池在离子交换膜和耗氧电极之间的间隙（gap）中具有亲水材料，与US 6117286 A1中描述的方法可比。
该新的耗氧电极优选以阴极连接，尤其是在电解池用于电解碱金属氯化物，优选氯化钠或氯化钾，特别优选氯化钠。
作为选择，所述耗氧电极优选可以在燃料电池中以阴极连接。这种燃料电池优选的实例是碱性燃料电池。
因此，本发明还提供该新的耗氧电极用于降低碱性介质中氧的用途，尤其是作为耗氧阴极在电解，尤其是氯碱电解中的应用，或者作为电极在燃料电池或作为电极在金属/空气电池组中的应用。
该新的OCE特别优选用于氯碱电解，在此特别是用于氯化钠(NaCl)的电解。
本发明还提供一种电解设备，尤其是用于氯碱电解，其具有如上所述的新的耗氧电极作为耗氧阴极。
通过实施例来解释本发明，但不限于此。
出于所有有用的目的，以上描述的所有文献都通过引用而将其全部内容并入本文。
虽然显示和描述了体现本发明的某些特定结构，但对本领域技术人员而言显然的是，可以对这些部分进行多种改进和重排，而不会偏离基础的发明构思的精神和范畴，并且这样的也不限于本文显示和描述的特定形式。
实施例
实施例1
制备耗氧阴极，3层，催化剂含量99重量%(电解质侧)，98重量%(中间)，97重量%(气体侧)。
制备由来自Ferro的银催化剂，SF9ED，PTFE悬浮体 (TF5035R，58 重量%，Dyneon?)，非离子表面活性剂(Triton-X 100，Fluka Chemie AG)和作为增稠剂的羟基乙基甲基纤维素(Walocel MKX 70000 PP 01，Wolff Cellulosics GmbH & Co. KG)所组成的含水悬浮体，其具有不同的银和PTFE含量。银含量为97重量%和PTFE含量为3重量%的悬浮体的制备是通过称量合适量而进行的。银含量为98重量%和99重量%的悬浮体的制备类似地进行。将90 g银粉末，53.7 g水和1.5 g表面活性剂加入150 g的增稠溶液(1重量%的甲基纤维素水溶液)。该悬浮体在转子-定子系统(Ultra-Turrax T25，带有分散单元S25N-25F，IKA)中，在13 500 min-1分散5分钟(每种情况下分散1分钟之间有2分钟暂停，以避免过度加热该溶液)后，缓慢加入4.8 g PTFE悬浮体，同时搅拌，以避免团聚。
然后将以此方式制备的悬浮体多次喷雾到镍网上(生产商：Haver & Boecker，106×118 μm网，63 μm线厚度)。选择载荷，使得50%的催化剂载荷被涂布在中间，并且每种情况下，25%的催化剂载荷被涂布到电极侧和电极的气体侧上。在喷雾期间，镍网维持在100℃的温度。在实现所希望的170 g/cm2催化剂总载荷之后，将该电极固定在两个金属板之间，并在温度为130℃和压力为0.14 t/cm2下进行热压。随后在空气中以3 K/min加热该电极并在340℃烧结15 分钟。
以此方式制造的耗氧阴极(OCC)用于氯化钠溶液的电解中，使用杜邦的N982WX离子交换膜。在电流密度为4 kA/m2，电解质温度为90℃，OCC和离子交换膜之间的氢氧化钠溶液间隙为3 mm和氢氧化钠浓度为32重量%的条件下，电池电压为2.09 V。在高至200 mbar的氧压力下，该电解质没有显示出氧穿透到电解质侧，并且在高至1 m的流体静力高度下，没有碱穿透到气体侧。使用市售的用于氯碱电解的涂贵金属的钛电极(生产商Denora)作为阳极。
实施例2：
耗氧阴极，单层，具有不同银含量：a) 93重量%，b) 97重量%，c) 98重量% (比较实施例)。
通过实施例1中所述的方法制造三种单层耗氧阴极。不过，只使用一种分散体，其银含量为：a) 93重量%，b) 97重量%或c) 98重量%，基于剩下的固体计。在实施例1所述的条件下电解氯化钠溶液过程中，所有三种电极显示出电池电压升高100 mV，以及在200 mbar氧下严重的气体穿透和在流体静力高度1 m下的液体穿透。
实施例3：
耗氧阴极，两层，催化剂含量：第1层(面向电解质) 99%，第2层(面向气体侧) 88% (比较实施例)。
通过实施例1中所述的方法制造两层耗氧阴极，但只使用具有不同催化剂比例的两种分散体，导致面向电解质的层中催化剂含量为99重量%和面向气体的层中为88重量%。在此，在实施例1所述的条件下电解氯化钠溶液过程中，获得120 mV的较高电池电压。

Claims (19)

1.具有面向含氧气体一侧和面向碱性电解质一侧的多层耗氧电极，其中，所述电极包含
至少一种载体，和
含有催化剂和疏水材料的至少两层，其中，面向气体侧的最外层具有比面向电解质侧的最外层较低的催化剂比例，并且其中疏水材料的比例不大于8重量%，基于催化剂和疏水材料的总量计。
2.根据权利要求1的耗氧电极，其中，所述催化剂包含银作为催化活性成分。
3.根据权利要求1的耗氧电极，其中，面向气体侧那侧上的层包含92至98重量%的催化剂，和面向电解质侧的层包含95至99.9重量%的催化剂，其中，各层与100%的余量基于疏水材料。
4.根据权利要求1的耗氧电极，其中，含有催化剂的至少两层如下制得：将含有银颗粒的悬浮体涂布到载体上，干燥该悬浮体，对所述层进行热压，随后烧结所形成的电极。
5.根据权利要求4的耗氧电极，其中，所述银颗粒以粉末形式用于悬浮体，并且粒径分布为D90小于8 μm 和D10小于1 μm。
6.根据权利要求4的耗氧电极，其中，所述银颗粒的夯实密度为2至6 g/cm3。
7.根据权利要求5的耗氧电极，其中，按照BET法测定，所述银粉末的平均表面积为0.3至2.5 m2/g。
8.根据权利要求1的耗氧电极，其中，存在至少三层含催化剂的层，并且面向气体侧的最外层包含92至98重量%的催化剂，和面向电解质侧的最外层的催化剂包含95至99.9%的催化剂，并且中间层的催化剂含量大于面向气体侧的最外层的催化剂含量并小于面向电解质侧的最外层的催化剂含量。
9.根据权利要求1的耗氧电极，其中，所述疏水材料包含疏水聚合物。
10.根据权利要求1的耗氧电极，其中，所述疏水材料是PTFE。
11.根据权利要求4的耗氧电极，其中，所述电极的催化活性成分总载荷量为100 mg/cm2 至300 mg/cm2。
12.根据权利要求1的耗氧电极，其中，所述载体基于选自镍、银及其混合物的材料。
13.根据权利要求1的耗氧电极，其中，所述载体选自网、织造织物、成圈针织物、拉圈针织物、非织造布和泡沫体。
14.根据权利要求1的耗氧电极，其中，电极的厚度为0.2至0.8 mm。
15.根据权利要求1的耗氧电极，其中，含有催化剂的至少两层的厚度小于或等于0.4 mm。
16.制造耗氧电极的方法，包括
a)  通过分散或混合含有至少催化活性物质的颗粒、分散介质和疏水聚合物的颗粒的成分，来制备至少两种悬浮体，其中，所述至少两种悬浮体具有不同比例的疏水聚合物，
b)  以一步或多步将所述至少两种悬浮体喷雾到载体上，以产生含有不同比例催化剂的至少两层，其中，所述载体加热到范围为100℃至160℃的温度，从而至少部分除去分散介质，
c)  在压力为0.04至0.4 t/cm2和温度为60至200℃下热压步骤b)后获得的电极，
d)  随后在至少200℃的温度下烧结所述电极。
17.含有根据权利要求1的耗氧电极的燃料电池。
18.含有根据权利要求1的耗氧电极的金属/空气电池组。
19.含有根据权利要求1的耗氧电极作为耗氧阴极的氯碱电解设备。
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