DE10052195A1

DE10052195A1 - Brennstoffzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10052195A1
Application number: DE10052195A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Kawahara; Seiji Mizuno; Takahiko Asaoka; Yu Morimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: US20030047461A1; DE10052195B4; JP2001118583A; US6864011B2; CA2321391C; DE10052195B8; CA2321391A1; JP4428774B2

Abstract

Eine Brennstoffzellenelektrode und ein Verfahren zur Herstellung der Brennstoffzellenelektrode ergibt ein hohes Katalysatornutzverhältnis und macht höhere Leistungscharakteristiken mit einer kleineren Katalysatormenge möglich. Die Brennstoffzellenelektrode umfaßt eine katalytische Schicht, die aus einer ionenleitfähigen Substanz, einer elektronenleitfähigen Substanz und katalytischen Aktivierungssubstanzen zusammengesetzt ist. Die katalytischen Aktivierungssubstanzen werden elektrochemisch auf einer elektronenleitfähigen Substanz niedergeschlagen.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Sie betrifft insbesondere die Technik der Herstellung einer katalytischen Schicht für eine Elektrode, die in Kontakt mit einem Elektrolyten in einer Brennstoffzelle, wie z. B. einer Polymer elektrolyt-Brennstoffzelle, ist.

Im allgemeinen basiert eine Polymerelektrolyt-Brenn stoffzelle auf der Wechselwirkung von Elektrode und Elek trolyt, wobei eine Anode und eine Kathode auf gegenüber liegenden Oberflächen eines polymeren Elektrolyten ange ordnet sind. Eine Elektrode ist im allgemeinen aus einer katalytischen Schicht und einer Gasdiffusionsschicht zu sammengesetzt und so gebaut, daß die katalytische Schicht in Kontakt mit dem Elektrolyten ist.

Wenn in der so gebauten Brennstoffzelle Brennstoffgas (z. B. Wasserstoff) der Anode zugeleitet wird und ein Oxidationsgas (Sauerstoffgas) zur Kathode geleitet wird, wandern Wasserstoffionen, die in der Anode erzeugt wur den, durch den Elektrolyten zur Kathode und werden zu Wasser umgesetzt. Durch Ausnutzen dieser elektro chemischen Reaktion wird elektrische Energie gewonnen.

Eine Elektrodenreaktion für eine Brennstoffzelle läuft an einem Elektrodenkatalysator ab. Zum Beispiel können im Fall einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoff zelle die chemischen Reaktionen an der Kathodenseite bzw. an der Anodenseite wie folgt ausgedrückt werden:

Kathodenseite: 1/2O₂ + 2H⁺ + 2e^- → H₂O

Anodenseite: H₂ → 2H⁺ + 2e^-

Aus den genannten Gleichungen ist ersichtlich, daß die Elektrodenreaktion Bewegungen von Elektronen und Ionen erfordert. Damit eine katalytische Elektrode als "Reaktionsfeld" wirken kann, wird es daher bevorzugt, daß eine katalytische Aktivierungssubstanz in Kontakt sowohl mit der elektronenleitfähigen Substanz als auch mit der ionenleitfähigen Substanz ist.

Eine katalytische Elektrodenschicht für eine Polymer elektrolyten-Brennstoffzelle wird weitgehend in die fol genden drei Typen eingeteilt:

Typ 1

Ein Kohlematerial (z. B. Ruß) wird als ein elektronen leitender Katalysatorträger verwendet. Eine katalytische Aktivierungssubstanz, wie z. B. Platin (Pt) wird Auf das Kohlematerial gebracht und mit einer ionenleitfähigen Substanz (z. B. einem Polymerelektrolyten) gemischt.

Typ 2

Es gibt keinen Katalysatorträger. Teile einer kataly tischen Aktivierungssubstanz werden mit einer ionischen leitfähigen Substanz gemischt.

Typ 3

Eine Schicht einer katalytischen Aktivierungs substanz, wie z. B. Pt, wird direkt auf einer Oberfläche eines Elektrolyten oder einer Gasdiffusionsschicht mit tels Plattieren oder Verdampfen aufgetragen. Wenn die Ge legenheit es erforderlich macht, kann beim Typ 1 und Typ 2 ein Bindemittel, wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE) weiterhin zugesetzt werden.

Unter den vorgenannten katalytischen Elektroden schichten wird Typ 1 wegen der größten spezifischen Ober fläche am meisten verwendet. Als seltener Fall wurde auch berichtet, daß hohe Leistungen durch Kombination von Typ 1 und Typ 3 erreicht werden.

Beim Verfahren zur Herstellung einer Brennstoff zellenelektrode mit einer katalytischen Schicht des Typs 1 wird zuerst eine katalytische Aktivierungssubstanz auf eine elektronenleitfähige Substanz zur Bildung eines trä gertragenden Katalysators gebildet. Dann wird der träger tragende Katalysator mit einer ionenleitfähigen Substanz gemischt (nötigenfalls wird auch ein Bindemittel zuge setzt). Als nächstes wird eine Schicht des Gemisches auf der Oberfläche einer Gasdiffusionsschicht oder eines Elektrolyten gebildet und schließlich zu einer Schicht struktur mit dem Aufbau Elektrolyt/katalytische Schicht/Gasdiffusionsschicht verbunden.

In diesem Fall wird die katalytische Schicht nicht dicht mit dem trägertragenden Katalysator und der ionen leitfähigen Substanz gefüllt. Die katalytische Schicht benötigt Poren, durch die eine gasförmige Reaktionssub stanz strömt. Daher hat das Mischungsverhältnis des trä gertragenden Katalysators und der ionenleitfähigen Sub stanz einen geeigneten Bereich. Jedoch ist es innerhalb des Bereichs des Mischungsverhältnisses schwierig, alle Oberflächen des Trägers mit der ionenleitfähigen Substanz zu bedecken.

Ferner sind katalytische Aktivierungssubstanzen homo gen auf der Oberfläche des Trägers verteilt. Daher sind natürlich einige katalytische Aktivierungssubstanzen nicht in Kontakt mit der ionenleitfähigen Substanz. Selbst im Fall, daß die katalytischen Aktivierungs substanzen in Kontakt mit der ionenleitfähigen Substanz sind, wirken sie nicht als Elektrodenkatalysator, wenn sie ionenleitfähige Substanzen sind, die von dem Elek trolyten getrennt sind, oder wenn der trägertragende Katalysator selbst von einem Elektronenleitungsnetz von der Elektrode zu dem Ausgang getrennt sind. Aus diesen Gründen ist das Katalysatornutzverhältnis der Brennstoff zellenelektrode mit der katalytischen Schicht der Struk tur vom Typ 1 auf etwa 20 bis 70% begrenzt.

Ferner hat eine Brennstoffzellenelektrode mit der katalytischen Schichtstruktur des Typs 2 oder Typs 3 kei nen katalytischen Träger. Daher ist die spezifische Ober fläche (Oberfläche pro Gewicht) von Teilchen oder Schich ten von katalytischen Aktivierungssubstanzen klein. Daher wird eine große Menge an Katalysator benötigt, um eine ausreichende Reaktionsfläche sicherzustellen. Zum Bei spiel werden im Fall eines Pt-Katalysators 2 mg oder mehr an Katalysator für eine Elektrodenfläche von 1 cm² benö tigt.

Wenn ferner die katalytischen Strukturen des Typs 1 oder Typs 3 miteinander kombiniert werden, das heißt, im Fall einer Brennstoffzellenelektrode, in der eine Pt- katalytische Schicht auf der Oberfläche eines Elektro lyten und eine katalytische Schicht vom Typ 1 auf der Pt- katalytischen Schicht gebildet werden, kann die Kapazität zur Erzeugung von elektrischem Strom in gewissem Ausmaß erhöht werden. Trotzdem wird eine große Menge an Kataly sator benötigt, so daß das Katalysatornutzverhältnis nicht unbedingt günstig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennstoffzellenelektrode und ein Verfahren zu ihrer Her stellung zu schaffen, die ein Katalysatornutzverhältnis von 100% erreicht und die höhere Leistungscharakteristi ken mit einer geringeren Katalysatormenge ermöglicht.

Diese Aufgabe wird allgemein dadurch gelöst, daß die katalytischen Aktivierungssubstanzen nur auf eine Zwi schenfläche zwischen einer Ionenleitenden Substanz und einer elektronenleitenden Substanz angeordnet werden, die elektrochemisch reagieren kann, statt die katalytischen Aktivierungssubstanzen auf eine Oberfläche eines Trägers zu bringen, mit dem die ionenleitfähige Substanz nicht in Kontakt ist oder bezüglich Ionenleitung oder Elektronen leitung teilweise isoliert ist.

Im einzelnen stellt die Erfindung zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Brennstoffzellenelektrode mit einer ionenleitenden Substanz, einer elektronenleitenden Substanz und katalytischen Aktivierungssubstanzen zur Verfügung, wobei im wesentlichen alle katalytischen Akti vierungssubstanzen in Kontakt sowohl mit der Ionenleiten den Substanz als auch mit der elektronenleitenden Sub stanz sind.

Bei diesem Aufbau sind im wesentlichen die gesamten katalytischen Aktivierungssubstanzen sowohl mit der Ionenleitenden Substanz als auch mit der elektronenlei tenden Substanz in der katalytischen Elektrodenschicht in Kontakt. Daher können die katalytischen Aktivierungssub stanzen wirksam und effektiv als Elektrodenkatalysator wirken, wobei das Katalysatornutzverhältnis erhöht wird. Dies ermöglicht höhere Leistungscharakteristiken mit einer geringeren Katalysatormenge.

Die vorgenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschrei bung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer polymeren Brenn stoffzelle gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Querschnitt durch Elektroden ist (einer Anode und einer Kathode);

Fig. 3 eine Modellansicht einer Querschnittstruktur eines Elektrodenkatalysators gemäß dem Stand der Technik ist;

Fig. 4 eine Modellansicht einer Querschnittsstruktur eines Elektrodenkatalysators gemäß der Erfindung ist; und

Fig. 5 ein Diagramm ist, das das Verhältnis zwischen Entladungsströmen und Spannungen in der Brennstoffzelle zeigt.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Brennstoffzelle 10 vom polymeren Elektrolyt-Typ gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Brennstoffzelle 10 hat eine Anode 14 auf einer Oberfläche und eine Kathode 16 auf der anderen Oberfläche. Ein polymerer Elektrolyt 12 ist zwischen der Anode 14 und der Kathode 16 sandwichartig angeordnet. Die Anode 14 bzw. die Kathode 16 haben jeweils Separatoren 18a, 18b. Eine Brennstoffgasdurchflußöffnung 20, durch welche Brennstoffgas (Wasserstoff usw.) strömt, wird auf einer Seite der Anode 14 gebildet. Eine Oxidiergasdurch flußöffnung 22, durch die Oxidiergas (Luft usw.) fließt, wird auf der Seite der Kathode 16 gebildet. Die Brenn stoffzelle 10 ist in laminierter Art zusammengesetzt und wird als laminierte Brennstoffzelle verwendet.

In diesem Fall ist der Polymerelektrolyt 12 aus einem Ionenaustauschharz aus Polyperfluorosulfonsäure, bekannt unter der Handelsmarke NAFION (hergestellt von DuPont Inc., eingetragene Marke), oder aus einem Ionenaustausch harz aus Styroldivinylbenzolsulfonsäure hergestellt. Der Polymerelektrolyt 12 hat vorzugsweise eine Dicke von 20 bis 100 µm.

Wie in Fig. 2 vergrößert gezeigt wird, haben die Anode 14 und die Kathode 16 katalytische Schichten 14a bzw. 16a zum Kontakt mit dem Elektrolyten 12, und Gasdif fusionsschichten 14b bzw. 16b zum Kontakt mit den Separa toren 18a bzw. 18b. Die katalytischen Schichten 14a, 14b sind beide Schichten eines Elektrodenkatalysators (eine katalytische Aktivierungssubstanz) auf Kohlenstoffteil chen als Trägern. Die Gasdiffusionsschichten 16a, 16b sind aus einem porösen Material hergestellt. Als kataly tische Aktivierungssubstanz ist wenigstens eine Substanz, aus den Edelmetallen, wie z. B. Pt, Pd, Ru, Os, Ir, Rh und Au ausgewählt. Die Anode 14 und die Kathode 16 sind z. B. aus einem Material hergestellt, bei dem die Diffundier barkeit von Reaktionsgas, erzeugtem Gas und einer Sub stanz wie Wasser vereinbar (verträglich) ist mit der Leitfähigkeit von Elektronen. Genauer gesagt werden die Anode 14 und die Kathode 16 aus einem porösen Material vom Kohle-Typ hergestellt, das luftdurchlässig ist und dessen Poren homogen verteilt sind, wie z. B. blattartiges Material aus Kohlepapier, Kohlegewebe oder Kohlepulver, gemischt mit einem Bindemittel wie z. B. Polytetra fluorethylen. Weiterhin sind die Separatoren im allgemei nen aus einem dichten Graphit, der große stromsammelnde Fähigkeit besitzt und selbst in Anwesenheit von oxidie rendem Wasserdampf stabil ist.

Fig. 3 ist eine Modellansicht der Querschnittsstruk tur einer allgemein bekannten katalytischen Elektroden schicht. In diesem Fall ist eine elektronenleitfähige Substanz (z. B. ein Kohlematerial wie z. B. Ruß) in einem polymeren Elektrolytmaterial aus NAFION (hergestellt von DuPont Inc., eingetragene Marke), das eine ionenleitfähi ge Substanz ist, dispergiert. Ferner ist zwar eine Viel zahl von Poren, durch die Reaktionsgas strömt, gebildet, jedoch existiert nicht notwendigerweise eine katalytische Aktivierungssubstanz (z. B. Pt), die auf der elektronen leitfähigen Substanz getragen wird, auf einer Kontaktzwischenfläche zwischen der ionenleitfähigen Substanz und der elektronenleitfähigen Substanz. Das heißt, die kata lytische Aktivierungssubstanz existiert auch in einem Be reich, der den Poren der elektronenleitfähigen Substanz gegenüber liegt. Das heißt, die Menge der katalytischen Aktivierungssubstanz, die in Kontakt sowohl mit der ionenleitfähigen Substanz als auch mit der elektronen leitfähigen Substanz ist und die als Reaktionsfeld dient, ist beschränkt. Daher ist das Katalysatornutzverhältnis gering.

Andererseits ist mit Bezugnahme auf Fig. 4, die den Aufbau einer erfindungsgemäßen katalytischen Elektroden schicht im Querschnitt zeigt, die katalytische Aktivie rungssubstanz auf der Kontaktzwischenfläche zwischen Kohleteilchen, die eine ionenleitfähige Substanz sind, und NAFION, das eine elektronenleitfähige Substanz ist, angehäuft. Die katalytische Aktivierungssubstanz ist auf Teilen, die zu den Poren der elektronenleitfähigen Sub stanz ausgerichtet sind, nicht vorhanden.

Bei der Bildung der katalytischen Elektrodenschicht, die in Fig. 4 dargestellt ist, ist die katalytische Akti vierungssubstanz (Pt) schon im voraus in die ionenleitfä hige Substanz (NAFION) eingeschlossen und die elektronen leitfähige Substanz (Ruß) ist dazwischen angeordnet. Durch elektronisches Reduzieren dieser Mischung wird die katalytische Aktivierungssubstanz (Pt), die in die ionen leitfähige Substanz eingeschlossen ist, abgelagert. Die elektrolytische (elektrochemische) Reaktion läuft selek tiv nur an der Zwischenfläche zwischen der ionenleitfähi gen Substanz und der elektronenleitfähigen Substanz ab. Daher erfolgt die Ablagerungsreaktion der katalytischen Aktivierungssubstanz auch ausschließlich auf der Zwi schenfläche zwischen der ionenleitfähigen Substanz und der elektronenleitfähigen Substanz. Als Ergebnis ist die niedergeschlagene katalytische Aktivierungssubstanz in Kontakt sowohl mit der ionenleitfähigen Substanz als auch mit der elektronenleitfähigen Substanz.

Als konkretes Verfahren zum elektrolytischen Abschei den einer katalytischen Komponente können die folgenden zwei Methoden übernommen werden. Bei einer Methode wird Strom veranlaßt, in Reduktionsrichtung zu fließen. In diesem Fall muß die Gesamtmenge an zugeleiteter Elektri zität mehr als genug sein, um all das Platinsalz, das im voraus in der ionenleitfähigen Substanz eingeschlossen ist, zu reduzieren und das Metall Pt niederzuschlagen. Es wird bevorzugt, mehr als fünf Mal soviel wie an Elektri zitätsmenge benötigt wird, fließen zu lassen. Wenn das Platinsalz Platinchlorid (H₂PtCl₆) ist, ist es wenigstens nötig, als Mindestmenge von Elektrizität 3,9 × 10⁵ C/mol fließen zu lassen. Vorzugsweise wird eine Elektrizitäts menge von 2 × 10⁶ C/mol oder mehr fließen gelassen.

Bei der anderen Methode wird die Elektrode auf einer genügend niedrigen Spannung gehalten. Wenigstens muß die se Spannung niedriger sein als die Oxidierungsspannung für ein Katalysatorkomponentenmetall (nullwertig), das niedergeschlagen werden soll. Vorzugsweise wird die elek trolytische Abscheidung bei einer Spannung durchgeführt, die um 500 mV oder mehr niedriger ist als die Oxidie rungsspannung. Beide Verfahren können auf den Fall ange wendet werden, bei dem der später beschriebene Metallka talysator nur Pt ist und den Fall, bei dem der Metall katalysator ein Gemisch aus Pt und Ru ist. Natürlich kön nen diese Verfahren auch auf ein anderes katalytisches Metall als die genannten Metalle angewendet werden.

Im folgenden werden Charakteristiken von Elektroden für eine Brennstoffzelle (Probe 1-A und Probe 2-A), die erfindungsgemäß hergestellt worden ist, und Vergleichs beispiele (Proben 1-B und 2-B) beschrieben. Zuerst wurden abgemessene Mengen der in den Tabellen 1 bis 4 angegebenen Materialien hergestellt und gut zu einer Paste ge mischt. Diese Mischungen wurden homogen auf die Ober fläche einer Diffusionsschicht aus Kohlegewebe der Größe 10 cm × 10 cm aufgetragen und luftgetrocknet und so Elek troden (eine Anode und eine Kathode) hergestellt. Diese Elektroden wurden auf die beiden Oberflächen eines Films (etwa 50 µm Dicke in getrocknetem Zustand) aus NAFION 112 durch Warmpressen verklebt. Dann wurde eine einzelne Brennstoffzelle mittels einer Elektroden-Elektrolyt-Wech selwirkung gebildet.

TABELLE 1

Probe 1-A

TABELLE 2

Probe 1-B

Vergleichsbeispiel

TABELLE 3

Probe 2-A

TABELLE 4

Probe 2-B (Vergleichsbeispiel)

Bei den einzelnen Brennstoffzellen in Probe 1-A und Probe 1-B wurde elektrischer Strom von 10 A abwechselnd auf beide Pole jeweils 5 Minuten lang (10mal) geleitet, während Stickstoffgas durch eine bipolare Gasdurch flußöffnung geleitet wurde. Dann wurde das Platinsalz, das in einer bipolaren katalytischen Schicht enthalten war, elektrochemisch reduziert und auf dem Ruß niederge schlagen.

Ein Vergleich der jeweiligen Beispiele ergibt, daß Platin (und Ruthenium), das eine katalytische Aktivie rungssubstanz ist, auf der Zwischenfläche zwischen Ruß und NAFION in Probe 1-A und Probe 2-A niedergeschlagen wurde. Das heißt, wie in Fig. 4 gezeigt, im wesentlichen sämtliche katalytischen Aktivierungssubstanzen sind in Kontakt sowohl mit Ruß als auch mit NAFION. Andererseits wird in Probe 1-B und Probe 2-B die katalytische Aktivie rungssubstanz auf Ruß getragen und dann mit NAFION ge mischt. Wie in Fig. 3 gezeigt, kommen die katalytischen Aktivierungssubstanzen nicht nur auf der Zwischenfläche zwischen Ruß und NAFION vor, sondern auch auf dem Be reich, der den Poren von Ruß gegenüber liegt.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die das Ver hältnis zwischen Entladungsströmen und Spannungen im Fall zeigt, wo ein Ladungs- und Entladungstest bei Brennstoff zellen unter Verwendung der jeweiligen Elektrodenkataly satoren durchgeführt wurde.

Während der Messung wurden die folgenden Gase den je weiligen Elektrodenkatalysatoren zugeleitet:

Probe 1-A und Probe 1-B

Kathode: Luft (2 ata)
Anode: reiner Wasserstoff (2 ata)

Probe 2-A und Probe 2-B

Kathode: Luft (2 ata)
Anode: Wasserstoff, enthaltend 50 ppm CO (2 ata)

Wie in Fig. 5 für die Batteriecharakteristiken der Elektrodenkatalysatoren gezeigt, können in den Proben 1-A und 2-A, die erfindungsgemäß hergestellt worden sind, hö here Leistungen, verglichen mit Proben 1-B und 2-B, er zielt werden. Mit anderen Worten ist das Katalysatornutz verhältnis bei den Elektrodenkatalysatoren Probe 1-A und Probe 2-A hoch. Das wird als Ursache für die Verbesserung in der Batteriecharakteristik betrachtet.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschrie bene Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifi kationen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung mög lich. Zum Beispiel kann ein Material vom Polystyrol-Typ als Polymerelektrolyt oder als ionenleitfähige Substanz verwendet werden. Ferner können unter den Edelmetallen wie Pt, Pd, Ru, Os, Ir, Rh und Au eine oder mehrere Sub stanzen als die katalytische Aktivierungssubstanz verwen det werden. Die Bedingung für das elektrolytische Ab scheiden der Elektrodenkatalysatorschicht kann in Ab hängigkeit von dem verwendeten Metallsalz (z. B. Pt-Amin komplexsalz, Rutheniumchlorid) abweichend sein.

Gemäß der erfindungsgemäßen Brennstoffzellen elektrode, die vorstehend beschrieben wurde, sind im we sentlichen alle katalytischen Aktivierungssubstanzen in Kontakt mit der ionenleitfähigen Substanz und der elek tronenleitfähigen Substanz in der elektronischen kataly tischen Schicht. Daher können die katalytischen Aktivie rungssubstanzen wirksam und effektvoll als Elektroden katalysatoren fungieren, wobei das Katalysatornutz verhältnis erhöht ist. Dies macht es möglich, hohe Leistungscharakteristiken mit einer kleinen Katalysator menge sicherzustellen.

Weiterhin werden gemäß dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle die katalytischen Aktivierungssubstanzen durch eine elektrochemische (elektrolytische) Reaktion auf dem Elektronenleiter nie dergeschlagen. Daher werden die katalytischen Aktivie rungssubstanzen ausschließlich an der Zwischenfläche zwi schen dem Elektronenleiter und dem Ionenleiter gebildet. Dies ermöglicht die wirksame und leichte Herstellung einer Brennstoffzelle mit einem hohen Katalysatornutzverhältnis, wobei alle katalytischen Aktivierungs substanzen in Kontakt sowohl mit dem Ionenleiter als auch mit dem Elektronenleiter sind.

Daher kann die Anwendung der Erfindung bei einer Brennstoffzelle, die in einem Kraftfahrzeug installiert wird, nicht nur die dauerhafte Abgabe von hoher strom erzeugender Leistung, sondern auch die Reduzierung bei der Verwendung von teuren Katalysatoren ermöglichen. Da her können die Kosten einer Brennstoffzelle bis zum Be trag von wachsendem wirtschaftlichem Nutzen reduziert werden.

Claims

1. Brennstoffzellenelektrode (14, 16), gekennzeichnet durch:
eine ionenleitfähige Substanz;
eine elektronenleitfähige Substanz; und
katalytische Aktivierungssubstanzen, wobei
im wesentlichen die gesamten katalytischen Aktivie rungssubstanzen in Kontakt sowohl mit der ionenleit fähigen Substanz als auch mit der elektronenleit fähigen Substanz sind.

2. Brennstoffzellenelektrode nach Anspruch 1, wobei die ionenleitfähige Substanz ein polymeres Elektrolyt material ist.

3. Brennstoffzellenelektrode nach Anspruch 1, wobei die elektronenleitfähige Substanz hauptsächlich aus Koh lenstoff besteht.

4. Brennstoffzellenelektrode nach Anspruch 3, wobei die elektronenleitfähige Substanz Kohlepulver ist.

5. Brennstoffzellenelektrode nach Anspruch 1, wobei die katalytischen Aktivierungssubstanzen wenigstens ein Edelmetall umfassen.

6. Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzellen elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß man:
eine ionenleitfähige Substanz, eine elektronenleit fähige Substanz und katalytische Aktivierungs substanzen mischt; und
die katalytischen Aktivierungssubstanzen auf der elektronenleitfähigen Substanz elektrolytisch nieder schlägt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner dadurch gekenn zeichnet, daß man:
die katalytischen Aktivierungssubstanzen in der ionenleitfähigen Substanz einschließt; und
die katalytischen Aktivierungssubstanzen aus der ionenleitfähigen Substanz niederschlägt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die ionen leitfähige Substanz ein polymerer Elektrolyt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die elektro nenleitfähige Substanz Kohlepulver ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die katalyti schen Aktivierungssubstanzen wenigstens ein Edel metall umfassen.