CN109478666A - 用于制造膜电极组件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于制造膜电极组件的系统，所述系统包含：能够沿着第一轨道往复移动的第一滑座，第一滑座具有支撑平台；能够沿着第二轨道往复移动的第二滑座，第二滑座具有支撑平台；用于将包含气体扩散层的片材供应至所述滑座的所述支撑平台上的片材供应装置；和用于在第一和第二轨道的至少一部分之间供应包含离子传导性膜的连续卷材的供应装置，其中所述系统经布置使第一和第二滑座在所述连续卷材两侧对齐，并且第一和第二滑座的所述支撑平台面向所述连续卷材，由此所述系统适于以对齐的构造将所携带的片材粘合至所述连续卷材的相对侧。

Description

用于制造膜电极组件的系统和方法
本发明涉及用于制造膜电极组件(MEA)的系统和方法，特别是用于燃料电池的MEA。特别地，涉及允许高速形成完全装配的MEA的系统，例如通过将气体扩散层(GDL)附着到催化剂涂覆的膜(CCM)。
燃料电池是包含由电解质隔开的两个电极的电化学电池。燃料如氢气或者醇如甲醇或乙醇被供应至阳极，氧化剂如氧气或空气被供应至阴极。在电极处发生电化学反应，燃料和氧化剂的化学能转化为电能和热。使用电催化剂来促进阳极处燃料的电化学氧化和阴极处氧气的电化学还原。
在以氢气为燃料或以醇为燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)中，电解质为固体聚合物膜，其是电绝缘的和质子传导性的。在阳极处产生的质子跨过膜输送到阴极，在这里它们与氧气结合来形成水。最广泛应用的醇燃料是甲醇，这种类型的PEMFC经常被称作直接甲醇燃料电池(DMFC)。
已知PEMFC的首要元件是膜电极组件(MEA)，基本上包含五层。中间层是聚合物离子传导性膜。离子传导性膜的每侧具有电催化剂层，含有设计用于特定电催化反应的电催化剂。最后，与各电催化剂层相邻具有气体扩散层。气体扩散层必须允许反应物到达电催化剂层，并且必须传导由电化学反应产生的电流。所以，气体扩散层必须是多孔的和导电的。
典型地，MEA通过两种通用手段之一来制造：
(i)可以将电催化剂层施用到GDL来形成气体扩散电极(GDE)。可以将两个GDE置于离子传导性膜的两侧，并层合在一起来形成MEA；
(ii)可以将电催化剂层施用到离子传导性膜的两面来形成CCM。随后，将GDL施用到CCM的两面。
典型地，还将密封元件围绕MEA周边放置来密封多孔层的边缘和阻止反应物气体溢出和混合，并且增强和强化MEA的边缘以保护任何暴露的膜边缘，并且为随后当MEA装配到完整的燃料电池中时衬入衬垫元件提供坚固的表面。密封元件可以在制造MEA的一个或多个阶段引入，例如在制造CCM期间，或者引入GDL时，或者制造后施用到完整的MEA时。当将密封元件施用到CCM或者到GDL时，它可以提供另外的功能：促进MEA的子元件粘结来制成完全整合的MEA。
用于将GDL整合到MEA中的多数MEA制造方法依赖于通过包括以下的方法来将子元件粘结在一起：在升高的温度和压力将元件置于一起，并保持足以在元件之间形成耐久和长效的粘合的特定时间。这样的热粘合或热压方法也依赖于粘结促进剂或粘合剂的存在。粘合剂典型地与密封元件掺在一起，形式为密封元件表面上的热熔粘合剂薄层。为了降低制造成本和加快制造速度，近来在研发更快的连续卷到卷制造CCM和MEA的方法方面取得了可观的进展。但是，通过热压步骤将GDL粘结到MEA上仍是缓慢的过程，即使是通过使用例如热轧辊来施加所需的压力和热充足的时间以形成适宜的粘结，从而以连续方式施用GDL。
所以，需要提供能够以更快的速度生产完全整合的MEA，同时还提供元件非常精确的对齐的改进系统。
根据第一方面，本发明提供了一种用于制造膜电极组件的系统，其包含：
能够沿着第一轨道往复移动的第一滑座，第一滑座具有支撑平台；
能够沿着第二轨道往复移动的第二滑座，第二滑座具有支撑平台；
用于将包含气体扩散层的片材供应至所述滑座的所述支撑平台上的片材供应装置；和
用于在第一和第二轨道的至少一部分之间供应包含离子传导性膜的连续卷材(web)的供应装置，
其中所述系统经布置使第一和第二滑座在所述连续卷材两侧对齐，并且第一和第二滑座的所述支撑平台面向所述连续卷材，
由此所述系统适于以对齐的构造将所携带的片材粘合至所述连续卷材的相对侧。
任选地，所述系统还包含用于将粘合剂分配至由第一和第二滑座携带的所述片材上的一个或多个粘合剂分配器。
现在将进一步描述本发明。在以下段落中，将更详细地描述本发明的不同方面。如此描述的各个方面可以与任何一个或多个其他方面组合，除非有明确的相反指示。特别是，任何被指示为优选或有利的特征可以与任何被指示为优选或有利的一个或多个其他特征组合。
所述系统和方法的益处可以通过完全整合的MEA更高的制造产出速度来衡量。与上述常规的连续制造方法的仅约1-5线性米/分钟相比，使用本发明的系统来将GDL整合至MEA中可以达到30线性米/分钟的线速度。可以通过达到该产出的成本以及这样操作所需的劳动量和占地面积来衡量所述益处。
现在将联系以下非限定性附图来描述本发明，其中：
图1显示了本文所述的系统的示意图。
所述系统包含能够沿着第一轨道100往复移动的第一滑座105，第一滑座具有支撑平台106。所述系统还包含能够沿着第二轨道200往复移动的第二滑座205，第二滑座具有支撑平台206。第一和第二滑座105、205优选地具有基本相同的设计。多个滑座105、205各自具有支撑平台106、206，可以提供在各条轨道100、200上。第一滑座和第二滑座的数量适宜地相同。第一和第二滑座的确切数量将取决于多种因素，包括系统的尺寸、要制造的MEA的尺寸等，确定滑座的最佳数量在本领域技术人员的能力范围内。
所述系统包含用于将包含GDL的片材124、224供应至滑座105、205的支撑平台106、206上的片材供应装置120、220。优选地，片材供应装置120、220包含位于第一轨道100上方用于供应片材124的第一装置120，和位于第二轨道上方用于供应片材224的第二装置220。片材供应装置120、220包含：用于将包含GDL的材料卷铺开以形成包含GDL的材料带122、222的卷轴121、221；用于将所述带切割成包含GDL的单独片材124、224的切割装置123、223；用于将片材124、224传送至拾-放机器人126、226以将片材124、224精确放置在滑座105、205的支撑平台106、206上的传送装置125、225。
拾-放机器人126、226具有用于以最小或没有物理接触将片材124、224升起的装置，由此避免对片材124、224的潜在破坏。这样的装置可以是非接触式夹，例如伯努利型装置。所述机器人126、226可以具有出于精确目的的计算机视觉检测系统，可以将片材124、224放置于在轨道系统上静止/缓慢移动的滑座105、205上的支撑平台106、206上。然后所述滑座加速离开所述拾-放机器人，然后任选地可以在所需位置有粘合剂分配到GDL的表面上。
任选地，所述系统包含用于将粘合剂分配至由第一和第二滑座105、205携带的片材124、224上的一个或多个粘合剂分配器110、210。优选地，有至少一个粘合剂分配器110、210经布置来为第一和第二轨道100、200每个施用粘合剂。优选地，所述一个或多个粘合剂分配器110、210包括位于第一轨道100上方用于将粘合剂置于由第一滑座105携带的片材124上的第一粘合剂分配器110，和位于第二轨道200上方用于将粘合剂置于由第二滑座携带的片材224上的第二粘合剂分配器210。
在所述系统的一个可选的实施方案中，不存在粘合剂分配器110、210，片材124、224具有预先施用的适宜粘合剂，其中所述粘合剂预先施用到包含GDL的材料卷，之后再将它切割成分开的单独片材124、224。
所述系统包含用于在第一和第二轨道100、200的至少一部分之间供应包含离子传导性膜的连续卷材55的供应装置50。供应装置50可以在正常操作过程中在X方向上提供连续卷材55的基本上连续的进料。X方向与第一和第二轨道100、200每个的一部分平行。可以使用具有精确卷材操控的卷处理设备来进料连续卷材55。
所述系统经布置使第一和第二滑座105、205在连续卷材55两侧对齐，并且第一和第二滑座105、205的支撑平台106、206面向连续卷材55，由此所述系统适于以对齐的构造将所携带的片材124、224粘合至连续卷材55的相对侧。所述滑座105、205受到驱动来配合连续卷材55的速度，并且经定时以使它们移动片材124、224，使用定位传感器(未示出)来以高度的位置精确度与移动的连续卷材55接触。所述系统能够对于每次GDL附着实现±250μm的侧向位置精确度，同时实现对连续移动的卷材的高速附着。
优选地，第一和第二轨道100、200包含用于推动滑座的包含线性电动机的驱动装置。优选地，沿着轨道100、200驱动滑座105、205的所述系统的驱动装置能够以可变速度推动每个滑座。优选地，驱动装置经布置来在邻近粘合剂分配器110、210(如果存在的话)时，以与当从片材供应装置120、220行进至粘合剂分配器110、210时相比更低的速度，沿着轨道100、200驱动滑座105、205。
在基于多滑座的系统内使用线性电动机允许将复杂操作加以组合，这需要滑座停止、启动和以相互独立的不同速度移动。有效地使用更公知的机器人驱动的拾-放技术无法实现这种产出。
使用本发明的系统允许对于附着GDL来形成MEA的快速连续移动的卷到卷制造方法，并且具有对于其他方法而言未必可能的高度的位置精确度。
本文所述的系统，允许实现完全整合的MEA的更高的制造速度。所述系统为基于轨道的滑座系统形式，这允许实现以约30线性米/分钟的速度，将GDL放置和粘结至包含离子传导性膜的连续卷材。
优选地，第一和第二滑座105、205的支撑平台106、206能够借由凸轮机构，朝向和远离连续卷材55移动，由此所述系统经布置来当支撑平台106、206在连续卷材55的两侧上对齐时在它们之间施加压力，以将片材124、224压至连续卷材55的相对侧上。滑座105、205会与连续卷材55一起移动并施加压力，以保持片材124、224与连续卷材55接触足够的时间，直到实现粘结。
优选地，第一轨道100在第一平面内形成环路，第二轨道200在第二平面内形成环路，并且第一和第二平面不平行。优选地，第一和第二平面垂直。特别地，第一和第二轨道100、200可以经布置以使第二轨道200上的滑座205具有支撑平台206的上表面，其与第一轨道100上的滑座105保持基本上相同的取向，由此可以利用重力来将粘合剂施用到支撑平台106上的片材124和支撑平台206上的片材224二者。第一轨道100上的滑座可以具有支撑平台106的上表面，其在粘合剂施用到片材124之后反转，由此它然后可以降至连续卷材55面朝上方的表面上。
在一个实施方案中，连续卷材55在其两侧上具有催化剂层(即为CCM)。所述催化剂层可以形成为离子传导性膜每侧上的连续涂层，或者可以在离子传导性膜每侧上提供为催化剂层的分开的小块。
在一个可选的实施方案中，片材124、224每个在其上具有施用到GDL的催化剂层(即为气体扩散电极(GDE))。
任选地，连续卷材(包含催化剂层或者不含催化剂层)可以包含下面详细描述的密封元件。
根据另一方面，提供一种制造膜电极组件的方法，所述方法包括以下步骤：
沿着第一轨道100驱动第一滑座105，第一滑座105具有支撑平台106；
沿着第二轨道200驱动第二滑座205，第二滑座205具有支撑平台206；
将包含气体扩散层的第一片材124放置在第一滑座105的支撑平台106上；
将包含气体扩散层的第二片材224放置在第二滑座205的支撑平台206上；
任选地，将粘合剂分配至第一和第二片材124、224上；
在第一和第二轨道100、200的至少一部分之间供应包含离子传导性膜的连续卷材55；
使第一和第二滑座105、205在连续卷材55两侧对齐，并且第一和第二滑座105、205的支撑平台106、206面向连续卷材55，由此将第一和第二片材124、224粘合至连续卷材55的相对侧。
优选地，上述方法可以与本文所述的系统组合使用。所以，公开了所述系统与所述方法组合的所有方面，反之亦然。
更详细地，一种例示性方法包括以下步骤：
1)切割GDL。
GDL典型地以卷的形式供应。通过切割装置123、223来切割GDL，以提供包含GDL的单个片材124、224，使用传送装置125、225将它们送至拾-放机器人126、226。可以使用旋转切割、激光切割或类似手段来将GDL的卷切割为片材124、224。传送装置125、225适宜地是真空传送机。
2)拾取GDL件
首先通过传感器检测GDL位置。拾-放机器人126、226使用非接触式爪拾起GDL。这种爪的例子基于现有的用于爪的伯努利技术，但调整为独特的设计。这允许保持GDL片材124、224而不与表面有任何物理接触。这显著地降低了在处理过程中破坏基于碳纤维的GDL材料的表面的风险。然后将GDL片材124、224放置在滑座105、205的支撑平台106、206上，滑座105、205优选由线性电动机系统驱动。
3)输送GDL件和施用粘合剂
滑座105、205然后输送GDL的片材124、224。线性电动机的益处在于，它们可以为放置操作减速，然后再加速走完距离。然后粘合剂的分配可以在这个位置发生在GDL的上表面上。如果粘合剂需要活化如UV活化，可以在此阶段进行。如果在将材料带122、222切割成片材124、224之前将粘合剂预先施用到包含GDL的材料带122、222，可以略过这个步骤。
4)加入GDL来形成MEA
将包含GDL的片材124、224围绕轨道100、200移动并与包含离子传导性膜的连续卷材55接触。这种设计的目的在于，一条线性电动机轨道将竖直排列，另一条位于水平平面内。这使得两个GDL的片材124、224面朝上方用于重力驱动的粘合剂分配过程。滑座105、205中的凸轮运动将允许与卷材发生接触。这将经设计来施加适当量的力。
5)粘结周期
滑座105、205保持包含GDL的片材124、224与包含离子传导性膜的连续卷材55接触所需时间段以使粘结发生。所需时间段取决于所用的粘合剂，但是典型地少于5秒钟。最终的MEA产品被切割为分开的部件并堆在过程的结尾，或者作为连续的成卷产品储存用于后续加工。对于作为分开的部件储存，经装配的卷材通过最终的切割工位60来加工，并且在切割之前完成尺寸检查。对于成卷包装，在此阶段引入衬里膜(未示出)来支撑MEA。可以仍然采用切割过程，但是切割仅为吻切(kiss cut)，保持衬里原封不动，这然后允许整合的MEA的卷材被卷到卷轴上。
本发明的制造系统具有几个关键特征：
·机器占地面积小
·基于一条竖直轨道和一条水平轨道的线性电动机系统
·使用线性电动机系统来允许滑座以不同的速度行进
·适于广泛尺寸的MEA，所以可以用一台及其生产广泛的MEA产品。
材料
片材124、224包含气体扩散层(GDL)。典型的GDL适宜地基于常规的非织造碳纤维气体扩散基材，如刚性片材碳纤维纸(例如可获自日本Toray Industries Inc.的TGP-H系列碳纤维纸)或成卷的碳纤维纸(例如可获自德国Freudenberg FCCT KG的基于H2315的系列；可获自德国SGL Technologies GmbH的系列；或可获自美国AvCarbMaterial Solutions的系列)，或者基于织造碳纤维布基材(例如可获自意大利SAATI Group,S.p.A.的SCCG系列碳布)。对于许多PEMFC(包括直接甲醇燃料电池(DMFC))，非织造碳纤维纸或织造碳纤维布基材典型地用疏水性聚合物处理和/或应用嵌在基材内或涂覆在平板面上的包含粒状材料的微孔层来改性，或者二者的组合，来形成气体扩散层。所述粒状材料典型地是炭黑和聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)的混合物。适宜地，GDL为100-400μm厚。优选地，GDL接触催化剂层的面上存在粒状材料如炭黑和PTFE的层。
连续卷材55是离子传导性膜，任选地在每侧具有电催化剂材料。所述离子传导膜可以是适用于PEMFC的任何膜，例如所述膜可以基于全氟磺酸材料，如NafionTM(ChemoursCompany)、(Solvay Specialty Polymers)、FlemionTM(Asahi Glass Group)和AciplexTM(Asahi Kasei Chemicals Corp)。可选地，所述膜可以基于磺化烃膜，如可获自FuMA-Tech GmbH作为P、E或K系列产品、JSR Corporation、ToyoboCorporation等的那些。可选地，所述膜可以基于用磷酸掺杂的聚苯并咪唑，其将操作在120℃至180℃。
所述离子传导膜可以包含将机械强度赋予所述离子传导性膜的一种或多种材料。例如，所述离子传导性膜可以含有多孔增强材料，如膨胀的PTFE材料或纳米纤维网络。
所述离子传导膜可以包含一种或多种过氧化氢分解催化剂，作为所述膜一个或两个面上的层，或者嵌入所述膜内。适用的过氧化氢分解催化剂的例子是本领域技术人员已知的，包括金属氧化物，如铈氧化物、锰氧化物、钛氧化物、铍氧化物、钼氧化物、钽氧化物、铌氧化物、铪氧化物、钒氧化物和镧氧化物；适宜地为铈氧化物、锰氧化物或钛氧化物；优选地为二氧化铈(铈土)。
所述离子传导性膜元件可以任选地包含重组催化剂，特别是用于未反应的H2和O2重组的催化剂，它们可以分别从阳极和阴极扩散至所述膜中产生水。适宜地重组催化剂包含高表面积氧化物载体材料(如二氧化硅、二氧化钛、氧化锆)上的金属(如铂)。重组催化剂的更多例子公开在EP0631337和WO00/24074中。
所述离子传导性膜可以进一步包含密封元件，其施用到一侧或两侧来密封和/或增强所述膜的边缘。所述密封元件可以作为沿着所述膜各个边缘的条带施用到一侧或两侧，或者可以作为梯状布置施用到一侧或两侧。
优选制造方法与将粘合剂施用到包含GDL的片材组合，这将允许实现非常快的粘结时间。这样的速效粘合剂使得在少于5秒钟实现粘结，或者更优选地少于2秒钟。优选地，所述粘合剂是已经发粘的压敏粘合剂，或者快速固化粘合剂如某些种类的氰丙烯酸酯类、环氧树脂类等。这些粘合剂可以还具有可UV固化的性质，经设计在粘结之前起作用以产生所述粘合剂的压敏形式，或者经设计当GDL与膜卷材接触时促进所述粘合剂的粘结特性。
使用速效粘合剂是一个进步，因为多数现有技术当前关注的是热熔或类似的粘合剂，它们更公知但不能以所需粘结时间足够迅速地加工。找到可以经受燃料电池环境的速效粘合剂也是更具挑战性的，因为通常它们不够耐久。
本发明人已经发现，某些压敏粘合剂是适合的，典型地为基于硅酮或丙烯酸类的聚合物粘合剂和氰丙烯酸酯类和环氧树脂类。对于环氧树脂类，这包括利用UV来快速开始固化过程的类型，和具有极高生坯强度来在较长时间段内将材料保持在一起同时发生固化的类型。它们可以实现所需粘结时间，并且在其寿命期间对燃料电池性能没有任何不利影响。
可选地，可以采用常规的热熔粘合剂，在这种情况中，本发明的系统和方法将在粘结过程中包括加热步骤。尽管固有地包括更耗时的热粘结过程，但是在使用热熔粘合剂的同时，采用本发明的制造系统，通过使承载滑座的轨道更长和向更长的轨道增加更多的滑座，仍然可以实现30线性米/分钟的高的总体制造速度。
粘合剂组分可以是流体或能够放置或施用到GDL上的粘性糊剂。放置技术包括但不限于凹版印刷、狭缝模具、液滴沉积(drop deposition)、喷墨和喷洒。粘合剂组分可以以珠或小滴、狭窄的分开的条带或连续的涂层的形式，围绕GDL的边缘放置。当放置、任选地干燥和/或固化和粘结时，粘合剂组分适宜地厚度为1-20μm，优选地厚度为1-6μm。
可选地，适合的粘合剂可以提供在GDL上，然后再切割成单个片材，其中所述粘合剂预先施用到包含GDL的材料卷，然后将它切割成分开的单个片材124、224。在这个实施方案中，本发明的系统中不需要任选的粘合剂分配器110、210。在这种情况中，优选的粘合剂是常规的热熔粘合剂，或某些压敏粘合剂。一旦分配即迅速固化为最终状态的粘合剂，如氰丙烯酸酯类和环氧树脂类，不适于预先施用到GDL材料的卷。对于压敏粘合剂，一些可以固化为变粘的状态，如果在分配所述粘合剂之前适合的可释放衬里材料的卷与GDL卷交织，则这些仍然适于预先施用。
所述催化剂材料包含一种或多种电催化剂。所述一种或多种电催化剂独立地为细碎的未负载的金属粉末，或者负载型催化剂，其中小纳米颗粒分散在导电性粒状碳载体上。所述电催化剂金属适宜地选自：
(i)铂族金属(铂、钯、铑、钌、铱和锇)，
(ii)金或银，
(iii)贱金属，
或者包含这些金属的一种或多种或它们的氧化物的合金或混合物。
优选的电催化剂金属是铂，其可以与其他贵金属或贱金属形成合金。如果所述电催化剂是负载型催化剂，则金属颗粒在碳载体材料上的负载量适宜地为所得电催化剂重量的10-90wt％，优选15-75wt％。
所用的确切的催化剂材料将取决于它打算催化的反应，它的选择在本领域技术人员的能力范围内。
尽管本文已经详细描述了本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员将理解，可以对其进行变化，而不背离本发明或者所附权利要求书的范围。

Claims (16)

1.用于制造膜电极组件的系统，所述系统包含：
能够沿着第一轨道往复移动的第一滑座，第一滑座具有支撑平台；
能够沿着第二轨道往复移动的第二滑座，第二滑座具有支撑平台；
用于将包含气体扩散层的片材供应至所述滑座的所述支撑平台上的片材供应装置；和
用于在第一和第二轨道的至少一部分之间供应包含离子传导性膜的连续卷材的供应装置，
其中所述系统经布置使第一和第二滑座在所述连续卷材两侧对齐，并且第一和第二滑座的所述支撑平台面向所述连续卷材，
由此所述系统适于以对齐的构造将所携带的片材粘合至所述连续卷材的相对侧。
2.根据权利要求1所述的系统，其中第一和第二轨道包含用于推动所述滑座的驱动装置。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述驱动装置包括线性电动机。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其中所述驱动装置以可变速度沿着所述轨道推动所述滑座。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包含用于将粘合剂分配至由第一和第二滑座携带的片材上的一个或多个粘合剂分配器。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述一个或多个粘合剂分配器包含位于第一轨道上方用于将粘合剂置于由第一滑座携带的片材上的第一粘合剂分配器，和位于第二轨道上方用于将粘合剂置于由第二滑座携带的片材上的第二粘合剂分配器。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中：
第一滑座的支撑平台能够朝向和远离第一轨道移动；
第二滑座的支撑平台能够朝向和远离第二轨道移动；和
所述系统经如此布置以当所述支撑平台在所述连续卷材两侧上对齐时，在所述支撑平台之间施加压力，来将片材压至所述连续卷材的相对侧上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中：
第一轨道在第一平面内形成环路；
第二轨道在第二平面内形成环路；和
第一和第二平面不平行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述片材供应装置包含位于第一轨道上方用于供应片材的第一片材供应装置，和位于第二轨道上方用于供应片材的第二片材供应装置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述片材供应装置包含：
用于将包含气体扩散层的材料卷铺开以形成包含气体扩散层的材料带的卷轴；和
用于将所述带切割成单独片材的切割工具。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述片材供应装置包含拾-放机器人。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述片材供应装置还包含用于将所述片材传送至所述拾-放机器人的传送装置。
13.制造膜电极组件的方法，所述方法包括以下步骤：
沿着第一轨道驱动第一滑座，第一滑座具有支撑平台；
沿着第二轨道驱动第二滑座，第二滑座具有支撑平台；
将包含气体扩散层的第一片材放置在第一滑座的支撑平台上；
将包含气体扩散层的第二片材放置在第二滑座的支撑平台上；
任选地，将粘合剂分配至第一和第二片材上；
在第一和第二轨道的至少一部分之间供应包含离子传导性膜的连续卷材；
使第一和第二滑座在所述连续卷材两侧对齐，并且第一和第二滑座的所述支撑平台面向所述连续卷材，由此将第一和第二片材粘合至所述连续卷材的相对侧。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
沿着第一轨道驱动第一滑座的步骤包括以可变速度沿着第一轨道驱动第一滑座；和
沿着第二轨道驱动第二滑座的步骤包括以可变速度沿着第二轨道驱动第二滑座。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中第一和第二片材包含气体扩散层，和所述连续卷材包含催化剂涂覆的膜。
16.根据权利要求13或14所述的方法，其中第一和第二片材包含催化剂涂覆的气体扩散层，和所述连续卷材包含离子传导性膜。
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