CN102677089A - 制造耗氧电极的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造耗氧电极的方法，其包括下列步骤（a）制造由至少一种作为粘合剂的聚合物和催化活性组分构成的粉末混合物，（b）将该粉末混合物施加到导电片状载体元件上，和（c）使用辊在该载体元件上压实和固结该粉末混合物，其中压实步骤c)中所用的辊包含碳化钨表面涂层且其中辊表面具有不大于0.5微米的粗糙度。

Description

制造耗氧电极的方法
对相关申请的交叉引用 
要求2011年3月11日提交的德国专利申请No. 10 2011 005 454.5的优先权，其出于所有有用的目的全文经此引用并入本文。
背景 
本发明涉及通过使用特定辊将催化剂组合物压实在载体元件上来制造特别用在氯碱电解中的耗氧电极的方法。本发明还涉及通过这种方法制成的耗氧电极在氯碱电解或燃料电池技术中的用途。
本发明从构造为片状气体扩散电极并通常包含导电载体和含有催化活性组分的气体扩散层的耗氧电极的本身已知的制造方法出发。 
原则上从现有技术中获知操作工业尺寸电解池中的耗氧电极的各种提议。基本理念是用耗氧电极（阴极）替换电解（例如在氯碱电解中）的析氢阴极。可能的池设计和解决方案的综述可见于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。 
耗氧电极 – 下文也简称为OCE – 必须符合一系列要求才能用在工业电解装置中。因此，所用催化剂和所有其它材料必须对浓度大约32重量%的氢氧化钠溶液和对温度通常80-90℃的纯氧化学稳定。还需要高度机械稳定性，因为在尺寸通常大于2平方米面积（工业尺寸）电解装置中安装和操作该电极。另一些性质是：电催化剂的高电导率、低层厚度、高内表面积和高电化学活性。对气体和电解液传导而言合适的疏水和亲水孔隙和适当的孔隙结构也是必需的，还需要不渗透性以使气体空间和液体空间保持相互分离。长期稳定性和低制造成本是工业适用的耗氧电极必须符合的另外特定要求。 
在DE3710168A1中描述了制造耗氧电极的优选方法。在这种方法中，将催化剂和聚合组分的混合物研磨成细粒。随后将该粉末混合物压实形成片状结构，随后通过压制将该片状结构施加到导电载体元件上。 
例如借助辊压机或借助压延机将颗粒压实形成片状结构以及将片状结构压制到载体元件上。 
DE 10148599A1指出用于将催化剂和聚合物压实形成稳定片状结构的一系列特定条件： 
可以用0.2 N/cm至15 N/cm的辊闭合力使粉末混合物辊轧过程中的辊隙保持恒定；
辊的表面粗糙度可以为0.05至1.5 μm；
辊轧过程中辊的圆周速度可以为0.05至15 m/min；
在最多15 kN/cm的闭合力下辊直径可以达到30 cm；
设定的辊隙可以为0.005至0.45 mm；
辊可冷却。
根据DE 10148599A1的教导，通过这种方法可以制造30-40厘米宽和2-3米长的耗氧电极。 
EP 1728896 A2公开了另一方法，其中将催化剂和聚合组分的磨碎混合物直接施加到导电载体元件，随后与该载体元件一起压制。 
压制过程中的力在这种情况下应在0.01至7 kN/cm的范围内保持尽可能低。EP 1728896 A2指出，所述借助辊的制造方法不依赖于用于压制的辊的材料、表面粗糙度和直径。
借助辊进行制造的上述已知方法的缺点在于该压缩催化剂层容易粘附到辊表面上。因此，不得不相对频繁地中断辊轧过程。必须从辊上除去粘附的含贵金属的催化剂混合物，必须拣出有缺陷的电极且拣出的电极的有价值的涂层必须以复杂方式再循环。 
在实验室装置中小规模制造少量电极时可以在一定程度上容忍这样的缺陷。但是，频繁中断和具有高废品率的这些方法完全不适合以工业规模制造大面积电极。 
DE 10157521 A1公开了通过用特定有机化合物处理辊，可以在一定程度上避免催化剂组合物粘附在压辊上。根据该文献，用物质处理辊表面能够制造40厘米宽和2米长的耗氧电极。 
但是，工业规模的OCE制造需要宽度明显大于40厘米的电极。具有通常大于1米的宽度，有时达到2米的宽度的电极是常规膜电解装置常见的。如果可能，涂层长度也应不受制造方法限制。 
DE 10157521 A1中描述的方法已被发现对连续制造法而言过于复杂。必须频繁中断压制操作以用液体处理辊；所述辊必须用有机液体洗涤和干燥。有机组分的蒸发污染周围空气，因此又需要特殊的萃取和空气净化装置。 
本发明的一个目的是发现在相对大面积和大量产品的情况下可连续工作并且没有已知制造方法的上述缺点的制造耗氧电极，尤其用于氯碱电解中的耗氧电极的方法，和由此制成的电极，特别是防粘剂的复杂应用。 
本发明的实施方案的一个具体目的是提供压制催化剂组合物的方法，该方法可以在没有因材料粘附到压辊上而造成的中断的情况下运行并借此可以在连续方法中制造宽度>1.5米的电极。 
通过在压辊涂有碳化钨并具有不大于0.5微米的表面粗糙度的辊压机中进行的压实和压制实现这些目的。 
优选实施方案概述 
本发明的一个实施方案提供制造耗氧电极的方法，包括：
a) 制造由至少一种作为粘合剂的聚合物和催化活性组分构成的粉末混合物，
b) 将该粉末混合物施加到导电片状载体元件上，和
c) 使用辊在该载体元件上压实和固结该粉末混合物，
其中压实步骤c)中所用的辊包含碳化钨表面涂层且其中辊表面具有不大于0.5微米的粗糙度。
本发明的另一实施方案是上述方法（proves），其中所述至少一种聚合物包含氟化聚合物。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中所述至少一种聚合物包含聚四氟乙烯（PTFE）。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中该辊表面具有0.1至0.35微米的粗糙度。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中以2.5:1至6:1的压实比进行该粉末混合物的压实c)。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中以3:1至4:1的压实比进行该粉末混合物的压实c)。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中压实步骤c)包括使用至少一对相互叠置（located above one another）的辊。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中这两个辊都由电机驱动。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中压实步骤c)包括使用包含上辊和下辊的至少一对辊，其中该上辊位于该下辊上方，且其中安装该上辊以便可相对于该下辊运动以设定压实比。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中在压实步骤c)的过程中作用于该粉末材料和载体元件的线性力为0.2至2 kN/cm。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中催化活性组分包含银、氧化银(I)或氧化银(II)的粉末或银粉和氧化银粉的混合物。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中该粉末混合物包含70至95重量%氧化银(I)、0-15重量%银金属粉和3-15重量%氟化聚合物。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中该载体元件包含挠性织物（textile）结构。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中该载体元件包含含有金属线的挠性织物结构并进一步包含镍和/或镀银镍（silver-coated nickel）。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中设定辊之间的间隙以使其在受力下为0.2至0.8毫米。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中在压实步骤c)的过程中辊的圆周速度为0.1至20 m/min。 
本发明的另一实施方案是上述方法，其中在压实步骤c)的过程中辊的圆周速度为1至15 m/min。 
本发明的再一实施方案是包含通过上述方法制成的电极的金属/空气电池或燃料电池。 
本发明的再一实施方案是由上述方法获得的耗氧电极。 
本发明的再一实施方案是包含通过上述方法制成的耗氧电极作为耗氧阴极的电解装置。 
优选实施方案详述 
除非文字和/或上下文清楚地另行规定，本文所用的单数术语“一（a）”和“该(the)”是同义词并且可以与“一个或多个(one or more)”和“至少一个(at least one)”互换使用。因此，例如在本文中或在所附权利要求书中提到“一种催化活性组分（a catalytically active component）”是指一种催化活性组分或多于一种的催化活性组分。另外，除非明确地另行指明，所有数值被理解为被词语“大约”修饰。
本发明的一个实施方案提供制造耗氧电极的方法，包括下列步骤： 
a) 制造由至少一种作为粘合剂的聚合物，优选聚四氟乙烯（PTFE）和催化活性组分，优选为包含氧化银和/或银作为催化活性材料的组分构成的粉末混合物
b) 将该粉末混合物施加到导电片状载体元件上，
c) 借助辊在该载体元件上压实和固结该粉末混合物，
其特征在于压实步骤c)中所用的压实辊具有碳化钨表面涂层并具有不大于0.5微米，特别优选为0.1至0.35微米的辊表面粗糙度。
该粉末混合物至少包含催化剂和粘合剂。作为催化剂，优选使用银、氧化银(I)或氧化银(II)或其混合物。该粘合剂是聚合物，优选氟化聚合物，特别优选聚四氟乙烯（PTFE）。特别优选使用含有70至95重量%氧化银(I)、0–15重量%银金属粉和3–15重量%氟化聚合物，特别是PTFE的粉末混合物。 
该载体元件特别可以以网、无纺布、泡沫、机织织物、编织物、针织物、金属板网（expanded metal）或另外的可渗透片状结构的形式使用。优选使用挠性织物结构，特别是由金属线制成的挠性织物结构。镍和镀银镍特别适合作为该载体元件的材料。 
在一个优选实施方案中以与EP1728896A2中所述类似的方式进行粉末混合物的制备和施加到载体元件上。 
涂有碳化钨的辊令人惊讶地好地进给（draw）涂有粉末的载体，而没有发生粉末混合物粘附到辊上。获得该粉末组合物在载体元件上的均匀稳定的涂层。 
涂有碳化钨的辊特别表现出优选用于制造耗氧电极的PTFE与氧化银和银的混合物的粉末混合物的低粘附趋势。但是，粘附性足以确保粉末混合物良好进给到辊隙中和压实的粉末混合物的输送。此外，碳化钨的硬度足够高以致辊不会被所存在的任何较粗的颗粒，例如氧化银颗粒破坏。辊的压力使粗氧化银颗粒破碎成更小碎片。 
优选在火焰喷涂法（flame spraying process）中，特别优选在等离子体喷涂法中进行通常由不锈钢制成的辊的涂布。该涂层优选感应硬化。优选使用的辊的硬度优选为至少70 Rockwell。 
辊具有Ra < 0.5微米，优选Ra < 0.35微米，特别优选Ra = 0.1–0.35微米的根据DIN EN ISO 4287的表面粗糙度。较高粗糙度造成电极表面上的不平整性，这会损害电极性能。粗糙度进一步降至远低于Ra = 0.1微米没有带来电极品质中的进一步优点，但在粗糙度低于Ra = 0.1微米的情况下，辊的制造和研磨支出不相称地提高。 
催化剂组合物在载体元件上的压实优选在穿过至少一对辊的单程（single pass）中实现。在此，优选对这两个辊都选择碳化钨涂布的设计。在导电载体元件的仅一侧上存在催化剂层的电极的情况下，用碳化钨涂布面向该催化剂层的仅一个辊是足够的。 
在优选方法中，所述辊都以相同转速主动驱动。但是，仅驱动辊之一且第二个辊从动运行（runs alongside）而没有自驱动的布置也是可能的。 
但是，原则上也可以使用仅一个辊进行该粉末材料的压实c)，该辊在本来平整的基底上工作，使该基底或该辊移动。 
连续法优选用于制造相对大量的电极。 
这种方法优选包括借助压延机连续涂布和压制。特别优选的是例如由卷（roll）连续供应载体元件、随后连续进给到涂布装置中和随后与电极粉末混合物一起压制的方法。 
可随后将电极切割至一定尺寸或卷起以供将来切割。在文献DE10130441B4中原则上略述了制造片状结构的这种连续方法，但没有本文所述的导电载体的优选直接涂布。 
对较小数量的产品而言，追求至少半连续法，其中涂布和压制多个电极。 
组装状态下的辊的粗糙度的准确度优选具有不大于± 0.001 mm的偏差。 
在压实步骤c)的过程中作用于该粉末材料和载体元件的线性力优选为0.2至2 kN/cm。 
优选设定辊隙以使其在受力下为0.2至0.8毫米。 
在压实步骤c)的过程中的辊速度（= 辊的圆周速度）优选为0.1–20 m/min，特别优选1–15 m/min。 
多达2米或更大的辊宽度是可能的。优选设计辊以使它们可连接到加热/冷却线路上。这例如能够限制该粉末混合物上的温度应力。优选在不大于80℃，优选不大于55℃，特别优选不大于30℃的辊温度下进行压实，在此例如PTFE/银/氧化银混合物最容易加工。 
将该催化剂组合物压实至2.5:1至6:1，优选3:1至4:1的压实比。这意味着在3:1的比率下，将施加到该载体元件上的催化活性组分和聚合粘合剂的混合物压至该层（bed）的原始高度的1/3。 
通过该新型方法制成的耗氧电极优选作为阴极连接，特别是在用于碱金属氯化物，优选氯化钠或氯化钾，特别优选氯化钠的电解的电解池中。 
或者，通过该新型方法制成的耗氧电极可优选作为燃料电池中的阴极连接。 
本发明的另一实施方案因此进一步提供通过该新型方法制成的耗氧电极用于还原碱性介质中的氧（特别是在碱性燃料电池中）、用于自来水（mains water）处理，例如用于制备次氯酸钠，或用于氯碱电解，特别用于LiCl、KCl或NaCl的电解的用途。 
通过该新型方法制成的新型耗氧电极特别优选用于氯碱电解，在此尤其用于氯化钠（NaCl）的电解。 
下面通过实施例阐明本发明，不意味着本发明的限制。  
实施例
实施例1
3.5千克由7重量%PTFE粉末、88重量%氧化银(I)和5重量%来自Ferro的331类型的银粉构成的粉末混合物在配有星形叶轮作为混合元件的来自Eirich，型号R02的混合机中，在6000 rpm的转速下，以使该粉末混合物的温度不超过55℃的方式混合。这通过中断混合操作和在冷却室中冷却该混合物来实现。混合总共进行三次。在混合后，经由筛孔1.0毫米的细筛筛分该粉末混合物。
随后将筛过的粉末混合物施加到具有0.25毫米线厚度和0.5毫米网孔的镀银镍网上。面积为25 x 30厘米。借助2毫米厚的模板进行施加，借助筛孔1毫米的筛施加该粉末。借助刮刀除去突出该模板厚度之上的过量粉末。 
在移除模板后，将施加了粉末混合物的载体引入由直径13厘米的2个光滑的镀铬辊构成的辊压机中。进给速率为140 cm/min，压制力为0.45 kN/cm。压制后的电极具有0.5毫米厚度。 
上辊表现出催化剂组合物的粘附；在一些位置，这甚至出现在下辊上。该电极具有在一些位置，特别是在上（涂层）侧上没有充分涂布的缺陷。该电极不可用于电解。 
实施例2
用与实施例1中相同的粉末混合物处理丝网。
将施加了粉末混合物的载体引入由直径为13厘米的两个钢辊构成的辊压机中。这些辊已经在火焰喷涂法中涂布碳化钨并打磨至表面粗糙度Ra = 0.25 μm（根据DIN EN ISO 4287测量）。进入辊的进给速率为140 cm/min，压制力为0.45 kN/cm，并将电极压至0.52毫米厚度。 
上辊和下辊都没有表现出粘附的催化剂组合物。该电极无缺陷并且即可使用。 
本领域技术人员会认识到，可以在不背离其宽泛发明概念的情况下对上述实施方案作出变动。因此，要理解的是，本发明不限于公开的具体实施方案，而是意在涵盖在如所附权利要求书规定的本发明的精神和范围内的修改。 

Claims (20)

1.制造耗氧电极的方法，包括：
a) 制造由至少一种作为粘合剂的聚合物和催化活性组分构成的粉末混合物，
b) 将该粉末混合物施加到导电片状载体元件上，和
c) 使用辊在该载体元件上压实和固结该粉末混合物，
其中压实步骤c)中所用的辊包含碳化钨表面涂层且其中该辊表面具有不大于0.5微米的粗糙度。
2.根据权利要求1的方法，其中所述至少一种聚合物包含氟化聚合物。
3.根据权利要求1的方法，其中所述至少一种聚合物包含聚四氟乙烯（PTFE）。
4.根据权利要求1的方法，其中该辊表面具有0.1至0.35微米的粗糙度。
5.根据权利要求1的方法，其中以2.5:1至6:1的压实比进行该粉末混合物的压实c)。
6.根据权利要求1的方法，其中以3:1至4:1的压实比进行该粉末混合物的压实c)。
7.根据权利要求1的方法，其中压实步骤c)包括使用至少一对相互叠置的辊。
8.根据权利要求7的方法，其中这两个辊都由电机驱动。
9.根据权利要求1的方法，其中压实步骤c)包括使用包含上辊和下辊的至少一对辊，其中该上辊位于该下辊上方，且其中安装该上辊以便可相对于该下辊运动以设定压实比。
10.根据权利要求1的方法，其中在压实步骤c)的过程中作用于该粉末材料和该载体元件的线性力为0.2至2 kN/cm。
11.根据权利要求1的方法，其中该催化活性组分包含银、氧化银(I)或氧化银(II)的粉末或银粉和氧化银粉的混合物。
12.根据权利要求1的方法，其中该粉末混合物包含70至95重量%氧化银(I)、0-15重量%银金属粉和3-15重量%氟化聚合物。
13.根据权利要求1的方法，其中该载体元件包含挠性织物结构。
14.根据权利要求1的方法，其中该载体元件包含含有金属线的挠性织物结构并进一步包含镍和/或镀银镍。
15.根据权利要求1的方法，其中设定所述辊之间的间隙以使其在受力下为0.2至0.8毫米。
16.根据权利要求1的方法，其中在压实步骤c)的过程中所述辊的圆周速度为0.1至20 m/min。
17.根据权利要求1的方法，其中在压实步骤c)的过程中所述辊的圆周速度为1至15 m/min。
18.包含通过根据权利要求1的方法制成的电极的金属/空气电池或燃料电池。
19.由根据权利要求1方法获得的耗氧电极。
20.包含通过根据权利要求1的方法制成的耗氧电极作为耗氧阴极的电解装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106986427A (zh) * 2017-04-28 2017-07-28 南京大学连云港高新技术研究院 一种简化节能型催化极板的制备方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014218368A1 (de) * 2014-09-12 2016-03-17 Covestro Deutschland Ag Sauerstoffverzehrelektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102014218367A1 (de) * 2014-09-12 2016-03-17 Covestro Deutschland Ag Sauerstoffverzehrelektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
US10547044B2 (en) 2015-09-01 2020-01-28 Worcester Polytechnic Institute Dry powder based electrode additive manufacturing
WO2018093998A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-24 Worcester Polytechnic Institute Kinetic batteries
US11870052B2 (en) 2016-11-17 2024-01-09 Worcester Polytechnic Institute Sprayed formation of batteries
KR102142551B1 (ko) 2017-07-20 2020-08-07 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극 제조시스템 및 제조방법
KR102167119B1 (ko) 2017-07-20 2020-10-16 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극 제조시스템 및 제조방법

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342552A (ja) * 2000-06-05 2001-12-14 Nisshin Steel Co Ltd 耐摩耗性に優れたｃｐｃロール
CN1339616A (zh) * 2000-08-17 2002-03-13 湖南省高程科技有限公司 一种钢基表面耐磨复合涂层的涂复方法
US6649305B1 (en) * 1999-01-27 2003-11-18 S.C.P.S. Societe De Conseil Et De Prospective Scientifique S.A. Secondary electrochemical generators of the zinc-anode alkaline type
CN1565065A (zh) * 2001-10-02 2005-01-12 拜尔材料科学股份公司 气体扩散电极的制造方法
CN1589509A (zh) * 2001-11-23 2005-03-02 拜尔材料科学股份公司 制备用于气体扩散电极的片状结构物的方法
CN1880508A (zh) * 2005-05-21 2006-12-20 拜尔材料科学股份公司 气体扩散电极的制备方法
CN101671806A (zh) * 2009-09-27 2010-03-17 广州有色金属研究院 一种喷涂有金属陶瓷涂层的导电辊及其制造方法
CN101688285A (zh) * 2007-04-06 2010-03-31 山阳特殊制钢株式会社 用于熔融锌浴构件的表面涂布材料、其制备方法、以及熔融锌浴构件
CN201520082U (zh) * 2009-09-18 2010-07-07 上海大松瓦楞辊有限公司 瓦楞辊的表面处理结构
CN104162550A (zh) * 2014-08-20 2014-11-26 成都冶金实验厂有限公司 一种碳化钨夹送辊装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH533489A (de) * 1968-12-24 1973-02-15 Merton Gwynn Ross Verfahren zur Herstellung eines Laminates, insbesondere einer Elektrode
US4370284A (en) * 1980-10-31 1983-01-25 Diamond Shamrock Corporation Non-bleeding electrode
DE3710168A1 (de) 1987-03-27 1988-10-13 Varta Batterie Verfahren zur herstellung einer kunststoffgebundenen gasdiffusionselektrode mit metallischen elektrokatalysatoren
DE10130441B4 (de) * 2001-06-23 2005-01-05 Uhde Gmbh Verfahren zum Herstellen von Gasdiffusionselektroden
KR100699150B1 (ko) * 2005-05-25 2007-03-22 엘지전자 주식회사 영상투사기의 투사렌즈 셔터 개폐장치
US8202642B2 (en) * 2006-11-15 2012-06-19 Panasonic Corporation Current collector for non-aqueous secondary battery, electrode plate for non-aqueous secondary battery using the same, and non-aqueous secondary battery

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6649305B1 (en) * 1999-01-27 2003-11-18 S.C.P.S. Societe De Conseil Et De Prospective Scientifique S.A. Secondary electrochemical generators of the zinc-anode alkaline type
JP2001342552A (ja) * 2000-06-05 2001-12-14 Nisshin Steel Co Ltd 耐摩耗性に優れたｃｐｃロール
CN1339616A (zh) * 2000-08-17 2002-03-13 湖南省高程科技有限公司 一种钢基表面耐磨复合涂层的涂复方法
CN1565065A (zh) * 2001-10-02 2005-01-12 拜尔材料科学股份公司 气体扩散电极的制造方法
CN1589509A (zh) * 2001-11-23 2005-03-02 拜尔材料科学股份公司 制备用于气体扩散电极的片状结构物的方法
CN1880508A (zh) * 2005-05-21 2006-12-20 拜尔材料科学股份公司 气体扩散电极的制备方法
CN101688285A (zh) * 2007-04-06 2010-03-31 山阳特殊制钢株式会社 用于熔融锌浴构件的表面涂布材料、其制备方法、以及熔融锌浴构件
CN201520082U (zh) * 2009-09-18 2010-07-07 上海大松瓦楞辊有限公司 瓦楞辊的表面处理结构
CN101671806A (zh) * 2009-09-27 2010-03-17 广州有色金属研究院 一种喷涂有金属陶瓷涂层的导电辊及其制造方法
CN104162550A (zh) * 2014-08-20 2014-11-26 成都冶金实验厂有限公司 一种碳化钨夹送辊装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106986427A (zh) * 2017-04-28 2017-07-28 南京大学连云港高新技术研究院 一种简化节能型催化极板的制备方法
CN106986427B (zh) * 2017-04-28 2020-09-15 南京大学连云港高新技术研究院 一种简化节能型催化极板的制备方法

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