DE102017116087A1 - Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle und Elektrode, welche hierdurch hergestellt wird - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle und Elektrode, welche hierdurch hergestellt wird Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017116087A1 DE102017116087A1 DE102017116087.6A DE102017116087A DE102017116087A1 DE 102017116087 A1 DE102017116087 A1 DE 102017116087A1 DE 102017116087 A DE102017116087 A DE 102017116087A DE 102017116087 A1 DE102017116087 A1 DE 102017116087A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- mixture solution
- preparing
- electrode
- carbon
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 97
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 41
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims description 8
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 4
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002110 nanocone Substances 0.000 claims description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 2
- 239000002063 nanoring Substances 0.000 claims description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 6
- 229940093475 2-ethoxyethanol Drugs 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8814—Temporary supports, e.g. decal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/04—Mixing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8828—Coating with slurry or ink
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9041—Metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle kann aufweisen: einen Mischungsschritt des Herstellens einer ersten Mischungslösung durch Mischen einer Kohlenstoffabstützung, eines Metallkatalysators (3), eines Bindemittels (4) und eines ersten Dispersionslösungsmittels, einen Trocknungsschritt des Herstellens eines ersten Mischungslösung-Trockenkörpers durch Trocknen der ersten Mischungslösung, einen Wärmebehandlungsschritt des Erwärmens des ersten Mischungslösung-Trockenkörpers, einen Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt des Herstellens einer zweiten Mischungslösung durch Auflösen des wärmebehandelten ersten Mischungslösung-Trockenkörpers in einem zweiten Dispersionslösungsmittel, und einen Freigabepapier-Beschichtungsschritt des Herstellens einer Elektrode durch Beschichten der zweiten Mischungslösung auf ein Freigabepapier und dann Trocken der zweiten Mischungslösung.
Description
- Querverweis auf verwandte Anmeldung
- Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0092799 - Hintergrund der Erfindung
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode (z.B. einer Kathode und/oder Anode) für eine Brennstoffzelle und eine Elektrode, welche hierdurch hergestellt wird, und insbesondere ein korrespondierendes Verfahren und eine korrespondierende Elektrode, welche eine verbesserte Schlämme-Dispergierbarkeit und -Stabilität (z.B. eine Langzeit- und/oder Temperaturstabilität) haben durch Erlauben, dass ein Bindemittel und ein Metallkatalysator zusammen in der Schlämme fließen (z.B. vermischt sind).
- Beschreibung der bezogenen Technik
- Im Allgemeinen ist eine Membran-Elektrode-Baugruppe (MEA)
1 einer Brennstoffzelle, wie sie in der1 gezeigt ist und z.B. in einem Wasserstoffbrennstoffzellenautomobil verwendet wird, aus zwei Elektroden (Anode und Kathode)1 und1‘ und einer Elektrolytmembran2 gebildet, welche zwischen den Elektroden1 und1‘ angeordnet ist, und die Membran-Elektrode-Baugruppe (MEA) wird als Membran-Elektrode-Baugruppe bezeichnet, welche eine dreilagige Struktur hat. - Wenn eine Gasdiffusionsschicht (GDL) (nicht gezeigt) auf die Elektroden
1 und1‘ der oben beschriebenen Membran-Elektrode-Baugruppe aufgebracht ist, ist eine Membran-Elektrode-Baugruppe mit einer fünflagigen Struktur gebildet. - Hier sind die Elektroden
1 und1‘ aus einem Metallkatalysator, welcher Elektronen erzeugt, und einer Abstützung gebildet, welche den Metallkatalysator abstützt und eine Elektronenbewegung zulässt. Kohlenstoff kann als das Material der Abstützung verwendet werden. - In diesem Fall, um die Elektroden
1 und1‘ herzustellen, wird eine Schlämme für eine Brennstoffzelle hergestellt unter Verwendung von Kohlenstoff, welcher eine Abstützung ist, eines Metallkatalysators, welcher Elektronen erzeugt, und eines Bindemittels (z.B. eines Ionomers), um die Komponenten miteinander zu vermischen (z.B. zu verbinden). - Die
2 zeigt eine Schlämme für eine Brennstoffzelle in der bezogenen Technik, und die Schlämme für eine Brennstoffzelle der bezogenen Technik befindet sich in einem Zustand, in welchem der Metallkatalysator3 , der auf der Kohlenstoffabstützung abgestützt ist, von einem Bindemittel4 durch Mischen umgeben ist. - Wie es jedoch in der
2 gezeigt ist, tritt ein Bereich V auf, in welchem das Bindemittel4 um den Metallkatalysator3 nicht vorhanden ist, was einen Anstieg des Widerstands des Elektronentransfers im Metallkatalysator3 verursacht, und als ein Ergebnis kann dahingehend ein Problem vorliegen, dass die Effizienz der Elektrode reduziert ist. - Wenn das Bindemittel
4 fließt (z.B. gemischt wird), welches in der wie oben beschriebenen vorbereiteten Schlämme enthalten ist, tritt eine Viskositätsänderung der Schlämme auf, und es bestehen dahingehend Bedenken, dass die Viskositätsänderung der Schlämme als ein Faktor wirken kann, welcher die Dispergierbarkeit und die Stabilität der Schlämme verschlechtern kann. - Erläuterung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung wurde in einem Bestreben getätigt, ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode (z.B. eine Kathode und/oder eine Anode) für eine Brennstoffzelle (z.B. für ein Kraftfahrzeug) bereitzustellen, welches eine Dispergierbarkeit und eine Stabilität (z.B. Langzeit- und/oder Temperaturstabilität) einer Schlämme bzw. Suspension (z.B. im Weiteren kurz: Schlämme) für eine Brennstoffzelle (z.B. eine Beschichtung einer Brennstoffzelle aus einer Schlämme) verbessern kann durch Entfernen/Verhindern eines Bereichs, in welchem ein Bindemittel um einen Metallkatalysator der Schlämme herum nicht vorhanden ist, und eine Konfiguration einer hierdurch hergestellten Elektrode.
- Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle, wobei das Verfahren aufweist: einen Mischungsschritt des Herstellens einer ersten Mischungslösung bzw. Mischung (im Weiteren kurz: Mischungslösung) durch Mischen einer Kohlenstoffabstützung bzw. eines Kohlenstoffträgers (z.B. einer/eines aus Kohlenstoff gebildeten Abstützung/Trägers, bspw. eines Kohlenstoffgerüsts; im Weiteren kurz: Kohlenstoffabstützung), eines Metallkatalysators, eines Bindemittels und eines ersten Dispersionslösungsmittels (z.B. eines Lösungsmittels für mehrere Komponenten; bspw. sind der Metallkatalysator und/oder das Bindemittel im ersten Dispersionslösungsmittel gelöst) (bspw. werden im Mischungsschritt des Herstellens der ersten Mischungslösung (bspw. Suspension) die Kohlenstoffabstützung und/oder der Metallkatalysator und/oder das Bindemittel und/oder das erste Dispersionslösungsmittel miteinander vermischt), einen Trocknungsschritt des Herstellens eines ersten Mischungslösung-Trockenkörpers durch Trocknen der ersten Mischungslösung, einen Wärmebehandlungsschritt des Zuführens von Wärme zum ersten Mischungslösung-Trockenkörper, einen Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt des Herstellens einer zweiten Mischungslösung bzw. Mischung (im Weiteren kurz: Mischungslösung) durch Auflösen des wärmebehandelten ersten Mischungslösung-Trockenkörpers in einem zweiten Dispersionslösungsmittels (z.B. eines Lösungsmittels für mehrere Komponenten; bspw. sind der Metallkatalysator und/oder das Bindemittel und/oder das erste Dispersionslösungsmittel im zweiten Dispersionslösungsmittel gelöst) (bspw. werden im Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt des Herstellens der zweiten Mischungslösung (bspw. Suspension) die Kohlenstoffabstützung und/oder der Metallkatalysator und/oder das Bindemittel und/oder das erste Dispersionslösungsmittel und/oder das zweite Dispersionslösungsmittel miteinander vermischt), und einen Freigabepapier-Beschichtungsschritt des Herstellens einer Elektrode durch Beschichten der zweiten Mischungslösung auf einen Freigabefilm bzw. ein Freigabepapier (z.B. einen/ein Trennfilm/-papier, bspw. einen/ein Abziehfilm/-papier; im Weiteren kurz: Freigabepapier) und dann Trocknen der zweiten Mischungslösung.
- Das Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die oben beschriebene Konfiguration hat, und eine Elektrode, welche hierdurch hergestellt wird, zeigen einen Effekt des Steigerns der Effizienz der Elektrode durch Anwenden eines Prozesses von Mischen und Trocknen eines Bindemittels und eines Metallkatalysators, wenn eine Schlämme für eine Brennstoffzelle vorbereitet wird, um einen Zustand zu schaffen, in welchem das Bindemittel (z.B. zumindest im Wesentlichen vollständig) um den Metallkatalysator herum fixiert ist (z.B. umgibt das Bindemittel den Metallkatalysator z.B. zumindest im Wesentlichen vollständig) und der Widerstand gegen einen Elektronentransfer des Metallkatalysators gesenkt ist.
- Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Effekt des Verbesserns der Dispergierbarkeit und der Stabilität der Schlämme durch Erlauben, dass das Bindemittel und der Metallkatalysator zusammen in der Schlämme fließen (z.B. vermischt sind, d.h., zusammen in der Schlämme vorliegen; bspw. die Viskosität einer derartige Schlämme aus Bindemittel und Metallkatalysator niedrig ist).
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Konfigurationsansicht einer gewöhnlichen Membran-Elektrode-Baugruppe für eine Brennstoffzelle gemäß der bezogenen Technik. -
2 ist eine Ansicht, welche eine Schlämme für eine Brennstoffzelle gemäß der bezogenen Technik zeigt. -
3 ist eine Ansicht, welche in Schlämme für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. -
4 und5 sind Diagramme, welche eine Leistungsfähigkeit einer Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. - Detaillierte Beschreibung
- Nachfolgend sind ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle und eine Konfiguration einer Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung, welche hierdurch hergestellt wird, im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
- Jedoch werden die offenbarten Zeichnungen lediglich als Beispiele zum Ermöglichen der Ausführbarkeit der vorliegenden Erfindung durch den Fachmann bereitgestellt. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf die unten vorgeschlagenen Zeichnungen beschränkt und kann ebenfalls als andere beispielhafte Ausführungsformen umgesetzt sein.
- Außer es ist das Gegenteil definiert, haben die Begriffe, welche in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, die Bedeutungen, welche vom Fachmann, den die vorliegende Erfindung betrifft, typischerweise verstanden werden, und die detaillierte Beschreibung von öffentlich bekannten Funktionen und Konfigurationen, welche die Konzepte der vorliegenden Erfindung unnötig verdecken können, werden in der folgenden Beschreibungen und den begleitenden Zeichnungen ausgelassen.
- Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle, wobei das Verfahren in einigen Ausführungsformen aufweisen kann: einen Mischungsschritt des Herstellens einer ersten Mischungslösung durch (z.B. miteinander) Mischen einer Kohlenstoffabstützung, eines Metallkatalysators, eines Bindemittels und eines ersten Dispersionslösungsmittels, einen Trocknungsschritt des Herstellens eines ersten Mischungslösung-Trockenkörpers durch Trocknen der ersten Mischungslösung, einen Wärmebehandlungsschritt des Zuführens von Wärme zum ersten Mischungslösung-Trockenkörper, einen Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt des Herstellens einer zweiten Mischungslösung durch Auflösen des wärmebehandelten ersten Mischungslösung-Trockenkörpers in einem zweiten Dispersionslösungsmittel, und einen Freigabepapier-Beschichtungsschritt des Herstellens einer Elektrode durch Beschichten der zweiten Mischungslösung auf ein Freigabepapier und dann Trocknen der zweiten Mischungslösung, und offenbart eine Elektrode, welche hierdurch hergestellt ist.
- Ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Elektrode, welche hierdurch hergestellt ist, verringern den Widerstand gegen einen Elektronentransfer des Metallkatalysators durch Anwenden eines Vorgangs des Mischens und des Trocknens des Bindemittels und des Metallkatalysators, wenn eine Schlämme für eine Brennstoffzelle vorbereitet wird, und erzeugen einen Zustand, in welchem das Bindemittel (z.B. zumindest im Wesentlichen vollständig) um den Metallkatalysator herum fixiert ist (z.B. am Metallkatalysator anhaftet, z.B. diesen zumindest im Wesentlichen vollständig umgibt).
- Die Dispergierbarkeit und die Stabilität der Schlämme können verbessert werden durch Erlauben, dass das Bindemittel und der Metallkatalysator zusammen in der Schlämme fließen (z.B. vermischt sind/werden; bspw. hat die Schlämme eine niedrige Viskosität).
- Zuerst, um eine Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, werden die nachfolgenden Schritte in einigen beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise nacheinander ausgeführt.
- 1) Mischungsschritt
- Der Mischungsschritt ist ein Schritt des Herstellens einer ersten Mischungslösung durch Mischen einer Kohlenstoffabstützung, welche eine Abstützung (z.B. ein Stützgerüst) ist, eines Metallkatalysators, welcher auf der Kohlenstoffabstützung abgestützt ist, eines Bindemittels und eines ersten Dispersionslösungsmittels miteinander. Die Kohlenstoffabstützung ist irgendein Material, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ruß bzw. Kohlenstoff (bspw. engl. „carbon black“; im Weiteren kurz: Ruß), Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffnanofasern, Kohlenstoffpulver, Acetylenruß, Ketjenruß, Aktivkohle, Kohlenstoffnanodraht, Kohlenstoffnanokegel, Kohlenstoff-Aerogel, Kohlenstoff-Xerogel und Kohlenstoffnanoringen besteht, und/oder ein Material, welches aus einer Mischung aus zumindest zwei Materialien gebildet ist, die aus der Gruppe ausgewählt sind.
- Der Metallkatalysator ist ein Katalysator, welcher aus irgendeinem Metall oder mehreren Metallen gebildet ist, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Platin, Iridium, Palladium und Ruthenium besteht, oder ist ein Katalysator, welcher aus einem Oxid irgendeines Metalls gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, oder ist ein Katalysator, welcher aus einer Legierung aus zumindest zwei Metallen gebildet ist, die aus der Gruppe ausgewählt sind.
- Das erste Dispersionslösungsmittel kann aus irgendeinem von destilliertem Wasser, Ethanol, Isopropylalkohol (IPA), Propanol, Ethoxyethanol (z.B. 2-Ethoxyethanol), Butanol, Ethylenglycol und Amylalkohol (bzw. 1-Pentanol) und/oder aus einer Kombination von zwei oder mehreren Dispersionslösungsmitteln der Komponenten gebildet sein.
- 2) Trocknungsschritt
- Ein erster Mischungslösung-Trockenkörper in einer Pulverphase wird hergestellt durch Sprühtrocknen der ersten Mischungslösung, welche im Mischungsschritt hergestellt wird, mit einer Rate von 5 bis 30 mL/Minute in einer Stickstoffatmosphäre unter Verwendung einer Sprühtrocknungsvorrichtung. Der hergestellte erste Mischungslösung-Trockenkörper befindet sich in einem Zustand, in welchem das Bindemittel gut am Metallkatalysator fixiert ist.
- Als ein anderes Verfahren oder Ausführungsform für den Trocknungsschritt kann die erste Mischungslösung in einem Ofen getrocknet werden.
- 3) Wärmebehandlungsschritt
- Die Haftstärke des Bindemittels (z.B. am Metallkatalysator) wird verstärkt durch Zuführen von Wärme zum ersten Mischungslösung-Trockenkörper (z.B. durch Heizen des ersten Mischungslösung-Trockenkörpers).
- 4) Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt
- Eine zweite Mischungslösung wird hergestellt durch Auflösen des wärmebehandelten ersten Mischungslösung-Trockenkörpers in einem zweiten Dispersionslösungsmittel.
- Das zweite Dispersionslösungsmittel kann aus irgendeinem von Ethanol, Isopropylalkohol, Propanol, Ethoxyethanol (z.B. 2-Ethoxyethanol), Butanol, Ethylenglycol, destilliertem Wasser und Amylalkohol (bzw. 1-Pentanol) und/oder einer Kombination aus zwei oder mehreren Dispersionslösungsmitteln der Komponenten gebildet sein.
- 5) Freigabepapier-Beschichtungsschritt
- Eine Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird hergestellt durch Beschichten der zweiten Mischungslösung auf ein Freigabepapier unter Verwendung einer Vorrichtung, wie beispielsweise einer Balkenbeschichtungsvorrichtung und einer Schlitzdüsen-Beschichtungsvorrichtung, und dann durch finales Trocken der zweiten Mischungslösung.
- Als ein Material für das Freigabepapier ist es möglich, Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethylenterephthalat (PET), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyamid (PI) und/oder einen Film zu verwenden, in welchem zwei oder mehr der Polymere aufeinander geschichtet sind.
- Dementsprechend wird bei der Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche durch die oben beschriebenen Schritte hergestellt wird, die erste Mischungslösung, welche eine Schlämme für eine Brennstoffzelle ist, die im Mischungsschritt vorbereitet wird, unter Verwendung einer Sprühtrocknungsvorrichtung sprühgetrocknet und dann im Trocknungsschritt und im Wärmebehandlungsschritt wärmebehandelt, und als ein Ergebnis ist ein Bindemittel
4 um einen Metallkatalysator3 herum fixiert, wie es für die Schlämme für eine Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung in der3 gezeigt ist, sodass ein Bereich V entfernt ist / nicht vorliegt, in welchem das Bindemittel wie in der bezogenen Technik nicht vorhanden ist (wie es in der2 gezeigt ist), und ist der Widerstand gegen den Elektronentransfer des Metallkatalysators3 verringert. Als ein Ergebnis ist die Effizienz der Elektrode gesteigert. - Die Dispergierbarkeit und die Stabilität der Schlämme können verbessert werden durch Erlauben, dass das Bindemittel und der Katalysator zusammen im Lösungsmittel fließen (z.B. vermischt sind/werden).
- Ein partielles Aliquot der Gesamtmenge des Bindemittels, welches während der Herstellung der ersten Mischungslösung verwendet wird, kann während der Herstellung der ersten Mischungslösung durch Einstellen der Menge des Bindemittels, welches (z.B. zu-)gemischt werden soll, eingeführt werden, und ein anderes Aliquot (z.B. komplementär zum partiellen Aliquot) kann im Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt eingeführt werden (bspw. ist die Gesamtmenge des Bindemittels in ein partielles und ein anderes Aliquot aufgeteilt).
- Wenn das Aliquot des Bindemittels, welches eingeführt werden soll, in unterteilten Mengen (z.B. Teilmengen) während der Herstellung der ersten Mischungslösung und während der Herstellung der zweiten Mischungslösung eingeführt wird, ist die Gesamtmenge des Bindemittels, welches eingeführt werden soll, letzten Endes die gleiche wie die Menge in dem Fall, in welchem das Aliquot nicht unterteilt ist (der Fall, in welchem das Bindemittel nur während der Herstellung der ersten Mischungslösung eingeführt wird), aber es ist hier möglich, einen Vorteil zu erhalten, welcher die Schnittstellenbindungsstärke zwischen der Membran und der Elektrode in der Membran-Elektrode-Baugruppe (MEA) weiter verbessert, während die Effizienz der Elektrode beibehalten wird.
- Beim Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, beim Mischungsschritt des Herstellens der ersten Mischungslösung oder dem Schritt des Herstellens der zweiten Mischungslösung, kann ein Radikalfänger hinzugegeben werden.
- In diesem Fall kann der Radikalfänger ein Nanopartikel sein, welches ein Durchmesser von im Durchschnitt (z.B. in etwa) 1 nm bis 20 nm aufweist und aus irgendeinem Oxid gebildet ist, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ceroxid, Zirkoniumoxid, Manganoxid, Aluminiumoxid und Vanadiumoxid besteht, und/oder aus einer Mischung von zumindest zwei Oxiden gebildet ist, welche aus der Gruppe ausgewählt sind.
- Wie das Bindemittel kann ein partielles Aliquot der Gesamtmenge des Radikalfängers während der Herstellung der ersten Mischungslösung eingeführt werden durch Einstellen der Menge des Radikalfängers, welcher (z.B. zu-)gemischt werden soll, und ein anderes Aliquot (z.B. zum partiellen Aliquot komplementär) kann im Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt eingeführt werden.
- Die
4 und5 sind Diagramme, welche eine Leistungsfähigkeit der Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie es in der4 gezeigt ist, hat die Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einem hohen Stromdichtebereich von 1000 mA/cm2 bis 1400 mA/cm2 eine Zellenspannung von 0,59 V bis 0,66 V, was ein Niveau ist, das über einer Zellenspannung von 0,55 V bis 0,64 V einer Elektrode für eine Brennstoffzelle der bezogenen Technik liegt, womit gezeigt ist, dass der Elektronentransfer der Elektrode verbessert ist. - Wie es in der
5 gezeigt ist, in einem Niedertemperaturzustand mit einer Zellentemperatur von 22 °C, hat die Elektrode für eine Brennstoffzelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einem Zeitbereich von (nach) 40 bis 60 Minuten eine Zellenspannung von 0,58 V bis 0,62 V, was ein Niveau ist, das über einer Zellenspannung von 0,55 V bis 0,58 V einer Elektrode für eine Brennstoffzelle der bezogenen Technik liegt, womit gezeigt ist, dass der Elektronentransfer der Elektrode (der vorliegenden Erfindung) sogar in einem Niedertemperaturzustand verbessert ist. - Darüber hinaus offenbart eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle, wobei das Verfahren aufweisen kann: einen Mischungsschritt des Herstellens einer ersten Mischungslösung durch Mischen eines Metallkatalysators, eines Bindemittels und eines ersten Dispersionslösungsmittels, einen Trocknungsschritt des Herstellens eines ersten Mischungslösung-Trockenkörpers durch Trocknen der ersten Mischungslösung, einen Wärmebehandlungsschritt des Erwärmens (z.B. Heizens) des ersten Mischungslösung-Trockenkörpers, einen Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt des Herstellens einer zweiten Mischungslösung durch Auflösen des wärmebehandelten ersten Mischungslösung-Trockenkörpers in einem zweiten Dispersionslösungsmittel, und einen Freigabepapier-Beschichtungsschritt des Herstellens einer Elektrode durch Beschichten der zweiten Mischungslösung auf ein Freigabepapier und dann Trocknen der zweiten Mischungslösung.
- Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es dem Fachmann klar, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
- Deshalb sind die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht beschränkend, sondern beispielhaft, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche festzulegen und sollte so festgelegt werden, dass alle technischen Ideen, welche Äquivalente zur vorliegenden Erfindung sind, im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- KR 10-2016-0092799 [0001]
Claims (13)
- Ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle, wobei das Verfahren aufweist: einen Mischungsschritt des Herstellens einer ersten Mischungslösung durch Mischen einer Kohlenstoffabstützung, eines Metallkatalysators (
3 ), eines Bindemittels (4 ) und eines ersten Dispersionslösungsmittels, einen Trocknungsschritt des Herstellens eines ersten Mischungslösung-Trockenkörpers durch Trocknen der ersten Mischungslösung, einen Wärmebehandlungsschritt des Erwärmens des ersten Mischungslösung-Trockenkörpers, einen Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt des Herstellens einer zweiten Mischungslösung durch Auflösen des wärmebehandelten ersten Mischungslösung-Trockenkörpers in einem zweiten Dispersionslösungsmittel, und einen Freigabepapier-Beschichtungsschritt des Herstellens einer Elektrode durch Beschichten der zweiten Mischungslösung auf ein Freigabepapier und dann Trocken der zweiten Mischungslösung. - Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das erste Dispersionslösungsmittel im Mischungsschritt eines oder mehr von destilliertem Wasser, Ethanol, Isopropylalkohol, Propanol, Ethoxyethanol, Butanol, Ethylenglycol und Amylalkohol aufweist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im Trocknungsschritt die erste Mischungslösung mittels einer Sprühtrocknungsvorrichtung sprühgetrocknet wird.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im Trocknungsschritt die erste Mischungslösung mittels eines Ofens getrocknet wird.
- Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Dispersionslösungsmittel im Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt eines oder mehr von Ethanol, Isopropylalkohol, Propanol, Ethoxyethanol, Butanol, Ethylenglycol, destilliertem Wasser und Amylalkohol aufweist.
- Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein partielles Aliquot einer Gesamtmenge des Bindemittels, welches während der Herstellung der ersten Mischungslösung verwendet wird, während der Herstellung der ersten Mischungslösung eingegeben wird, und ein anderes Aliquot im Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt eingegeben wird.
- Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Mischungsschritt des Herstellens der ersten Mischungslösung oder im Schritt des Herstellens der zweiten Mischungslösung ein Radikalfänger zu einer oder zu beiden der ersten Mischungslösung und der zweiten Mischungslösung hinzugegeben wird.
- Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Radikalfänger im Mischungsschritt des Herstellens der ersten Mischungslösung und im Schritt des Herstellens der zweiten Mischungslösung eingegeben wird, ein partielles Aliquot der Gesamtmenge des Radikalfängers während der Herstellung der ersten Mischungslösung eingegeben wird und ein anderes Aliquot im Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt eingegeben wird.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei der Radikalfänger ein Nanopartikel ist, welches einen Durchmesser von im Durchschnitt 1 nm bis 20 nm aufweist und irgendein Oxid oder mehrere Oxide aufweist, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ceroxid, Zirkoniumoxid, Manganoxid, Aluminiumoxid und Vanadiumoxid besteht.
- Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kohlenstoffabstützung irgendein Material oder mehrere Materialien aufweist, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ruß, Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffnanofasern, Kohlenstoffpulver, Acetylenruß, Ketjenruß, Aktivkohle, Kohlenstoffnanodraht, Kohlenstoffnanokegel, Kohlenstoff-Aerogel, Kohlenstoff-Xerogel und Kohlenstoffnanoring besteht.
- Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Metallkatalysator (
3 ) ein Katalysator ist, welcher irgendein Metall oder mehrere Metalle aufweist, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Platin, Iridium, Palladium und Ruthenium besteht, oder ein Katalysator ist, welcher ein Oxid eines Metalls oder mehrerer Metalle aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, oder ein Katalysator ist, welcher eine Legierung aus zumindest zwei Metallen aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt sind. - Eine Elektrode für eine Brennstoffzelle, wobei die Elektrode eine Schlämme für eine Brennstoffzelle in einem Zustand aufweist, in welchem ein Metallkatalysator (
3 ) von einem Bindemittel (4 ) umgeben ist, wobei die Schlämme für die Brennstoffzelle einen Zustand beibehält, in welchem das Bindemittel um den Metallkatalysator (3 ) herum fixiert ist durch Mischen und Trocken des Bindemittels (4 ) und des Metallkatalysators (3 ). - Ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle, wobei das Verfahren aufweist: einen Mischungsschritt des Herstellens einer ersten Mischungslösung durch Mischen eines Metallkatalysators (
3 ), eines Bindemittels (4 ) und eines ersten Dispersionslösungsmittels, einen Trocknungsschritt des Herstellens eines ersten Mischungslösung-Trockenkörpers durch Trocknen der ersten Mischungslösung, einen Wärmebehandlungsschritt des Erwärmens des ersten Mischungslösung-Trockenkörpers, einen Zweite-Mischungslösung-Herstellungsschritt des Herstellens einer zweiten Mischungslösung durch Auflösen des wärmebehandelten ersten Mischungslösung-Trockenkörpers in einem zweiten Dispersionslösungsmittel, und einen Freigabepapier-Beschichtungsschritt des Herstellens einer Elektrode durch Beschichten der zweiten Mischungslösung auf ein Freigabepapier und dann Trocken der zweiten Mischungslösung.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2016-0092799 | 2016-07-21 | ||
KR1020160092799A KR101845786B1 (ko) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | 연료전지용 전극의 제조방법 및 그 전극 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017116087A1 true DE102017116087A1 (de) | 2018-01-25 |
Family
ID=60889920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017116087.6A Pending DE102017116087A1 (de) | 2016-07-21 | 2017-07-18 | Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle und Elektrode, welche hierdurch hergestellt wird |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10439230B2 (de) |
KR (1) | KR101845786B1 (de) |
CN (1) | CN107644998B (de) |
DE (1) | DE102017116087A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210180838A1 (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-17 | Carrier Corporation | Electrocaloric heat transfer system |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11705558B2 (en) * | 2020-06-19 | 2023-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Patterned catalyst layers in fuel cells |
KR20220057028A (ko) | 2020-10-29 | 2022-05-09 | 비나텍주식회사 | 탄소나노섬유를 이용한 연료전지의 전극 제조방법 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160092799A (ko) | 2015-01-28 | 2016-08-05 | 주식회사 인피니트헬스케어 | 혈관 정보를 포함하는 의료 영상을 디스플레이하는 장치 및 방법 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6641862B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-11-04 | Ion Power, Inc. | Preparation of fuel cell electrode assemblies |
JP2004281305A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池およびその電極の製造方法 |
US7220509B2 (en) * | 2004-08-30 | 2007-05-22 | General Motors Corporation | Constituents and methods for protecting fuel cell components, including PEMs |
US7842153B2 (en) * | 2006-06-23 | 2010-11-30 | Atomic Energy Council-Institute Of Nuclear Energy Research | Decal method for transferring platinum-and platinum alloy-based catalysts with nanonetwork structures |
KR101164874B1 (ko) * | 2008-03-13 | 2012-07-19 | 한국과학기술연구원 | 저온 전사법을 이용한 막전극접합체 제조방법, 이에 따라제조된 막전극접합체 및 이를 이용한 연료전지 |
JP5320579B2 (ja) * | 2008-06-05 | 2013-10-23 | 清蔵 宮田 | ガス拡散電極及びその製造方法、膜電極接合体及びその製造方法、燃料電池部材及びその製造方法、燃料電池、蓄電装置及び電極材 |
US7947410B2 (en) * | 2008-08-22 | 2011-05-24 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Fuel cell electrodes with triazole modified polymers and membrane electrode assemblies incorporating same |
KR20100068029A (ko) * | 2008-12-12 | 2010-06-22 | 주식회사 동진쎄미켐 | 연료 전지용 촉매 슬러리의 제조 방법 |
JP5515665B2 (ja) * | 2009-11-18 | 2014-06-11 | ソニー株式会社 | 固体電解質電池、正極活物質および電池 |
JP5405275B2 (ja) * | 2009-11-19 | 2014-02-05 | 株式会社クラレ | 触媒層およびその製造方法 |
US9391336B2 (en) * | 2010-08-23 | 2016-07-12 | Audi Ag | Mixed-ionomer electrode |
KR101282678B1 (ko) * | 2010-12-02 | 2013-07-12 | 현대자동차주식회사 | 연료전지용 전극 및 이를 이용한 막-전극 어셈블리 제조 방법 |
JP2012212661A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-11-01 | Toppan Printing Co Ltd | 燃料電池用の電極触媒層、当該電極触媒層の製造方法、燃料電池用の膜電極接合体、および固体高分子形燃料電池 |
JP6028650B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2016-11-16 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 炭素触媒、炭素触媒の製造方法、及び該炭素触媒を用いた触媒インキ並びに燃料電池 |
CA2943287C (en) * | 2014-03-18 | 2022-06-07 | Basf Se | A process for the production of a carbon supported catalyst |
-
2016
- 2016-07-21 KR KR1020160092799A patent/KR101845786B1/ko active IP Right Grant
-
2017
- 2017-07-17 US US15/651,550 patent/US10439230B2/en active Active
- 2017-07-18 DE DE102017116087.6A patent/DE102017116087A1/de active Pending
- 2017-07-19 CN CN201710594864.4A patent/CN107644998B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160092799A (ko) | 2015-01-28 | 2016-08-05 | 주식회사 인피니트헬스케어 | 혈관 정보를 포함하는 의료 영상을 디스플레이하는 장치 및 방법 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210180838A1 (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-17 | Carrier Corporation | Electrocaloric heat transfer system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10439230B2 (en) | 2019-10-08 |
KR101845786B1 (ko) | 2018-04-05 |
CN107644998B (zh) | 2022-03-04 |
US20180026274A1 (en) | 2018-01-25 |
KR20180010541A (ko) | 2018-01-31 |
CN107644998A (zh) | 2018-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0945910B1 (de) | Membran-Elektroden-Einheit für Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE112007002953B4 (de) | Brennstoffzelle und Verfahren zum Herstellen eines getragenen Katalysators für eine Brennstoffzelle | |
DE112004002665B4 (de) | Haltbares, mit einem Katalysator einer Membranelektrodenanordnung beschichtetes Diffusionsmedium ohne Laminierung an die Membran | |
DE112006001729B4 (de) | Spannungswechselbeständige Brennstoffzelleneletrokatalysatorschicht, Brennstoffzelle umfassend dieselbe und Verwendung derselben | |
DE102012211238A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Katalysatoren des Kern-Schale-Typs auf einem Träger und mit diesem gebildete Katalysatoren des Kern-Schale-Typs auf einem Träger | |
DE19837669A1 (de) | Katalysatorschicht für Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen | |
DE102012219337A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzellenanode | |
DE102010028242A1 (de) | Elektrode für eine Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle und Verfahren zum Bilden einer Membran-Elektroden-Anordnung unter Verwendung derselben | |
DE102012220628B4 (de) | Brennstoffzellenmembran mit auf Nanofaser getragenen Katalysatoren, Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung der Membran | |
DE102016105963A1 (de) | Brennstoffzellenseparator und Herstellungsverfahren für einen Brennstoffzellenseparator | |
DE102012014166A1 (de) | Festpolymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle mit verbesserter Spannungsumkehrtoleranz | |
DE102017116087A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle und Elektrode, welche hierdurch hergestellt wird | |
DE102014226916A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Legierungskatalysators für eine Kraftstoffzelle | |
DE102014205033A1 (de) | Katalysatorschicht für eine Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung einer solchen | |
DE102011088964A1 (de) | Brennstoffzellenelektrode und Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung unter Verwendung derselben | |
DE102012222099A1 (de) | Verfahren zum Wiederherstellen der Leistung einer Brennstoffzelle | |
DE102018206378A1 (de) | Elektrodenkatalysator für Brennstoffzellen und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102013208119A1 (de) | Katalysator für eine brennstoffzelle, elektrode für eine brennstoffzelle, membranelektrodenbaugruppe für eine brennstoffzelle und brennstoffzellensystem, das mit diesen ausgerüstet ist | |
DE102014110578A1 (de) | Brennstoffzellenelektrodenkatalysator, verfahren zu dessen herstellung, mit brennstoffzellenkatalysator beladende elektrode und brennstoffzelle | |
WO2017140709A1 (de) | Verfahren zur herstellung von dotiertem graphenoxid und/oder graphen | |
DE102011000180A1 (de) | Anoden-Gestützte Flachrohr-SOFC und deren Herstellungsverfahren | |
DE102016113854A1 (de) | Oxidative Kontrolle der Porenstruktur in kohlenstoffgeträgerten Katalysatoren auf PGM-Basis | |
DE112010005461T5 (de) | Brennstoffzelle | |
DE102007056120A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer 5-Schicht-Mea mit verbesserter elektrischer Leitfähigkeit | |
DE102013225344A1 (de) | Elektrodenadditiv für eine Brennstoffzelle und Verfahren zur Synthese desselben |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |