DE1496228A1 - Membranes and catalysts for fuel cells and their manufacture - Google Patents
Membranes and catalysts for fuel cells and their manufactureInfo
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Description
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DIPL-ING. R. OKMSTEDE DIPL.-ING. B. SCHMID Stuttgarts, Falbetihennenstr. 17DIPL-ING. R. OKMSTEDE DIPL.-ING. B. SCHMID Stuttgart, Falbetihennenstr. 17th
Or. Bsp]. Or. Ex].
Membrane und Katalysatoren für Brennstoffzellen und deren Herstellung.Membranes and catalysts for fuel cells and their manufacture.
Die Erfindung betrifft Membrane und Katalysatoren für Brennstoffzellen und deren Herstellung.The invention relates to membranes and catalysts for fuel cells and their production.
Es ist bekannt, die flüssigen Electrolyte einer Brennstoffzelle durch eine Ionenaustauschermembran zu ersetzen, wobei diese Membran als ein Ionenträger zwischen den zwei Elektroden (Anode und Kathode) der Zelle wirkt.It is known the liquid electrolytes of a fuel cell to replace it with an ion exchange membrane, this Membrane acts as an ion carrier between the two electrodes (anode and cathode) of the cell.
Es ist auch bekannt, mineralische Ionenaustauscherverbindungen, wie Phosphate, Vanadinsalze, Wolframate, Arsensalze, Molybdate, Phosphorwolframate und Phosphormolybdate der Metalle der 4. und 5· Gruppe des Periodischen Systems, insbesondere ZinnIt is also known to use mineral ion exchange compounds such as phosphates, vanadium salts, tungstates, arsenic salts, molybdates, Phosphorus tungstates and phosphorus molybdates of the metals of the 4th and 5th groups of the periodic table, especially tin
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1 *t v/U 4, 4. V - 2 -1 * t v / U 4, 4th V - 2 -
(IV)phosphat, Titan(IV)phosphat, Niob(V)phosphat und Ge:manium(£V)phosphat, als Elektrolyse in einer Brennstoff zelle zu verwenden.(IV) phosphate, titanium (IV) phosphate, niobium (V) phosphate and Ge: manium (£ V) phosphate, used as electrolysis in a fuel cell to use.
Die Erfindung betrifft neue Membrane für Brennstoffzellen, die feine Partikelchen von mindestens einem mineralischen Ionenaustauscher zusammen mit einem Bindemittel enthalten. Die Partikelchen des Ionenaustauschers müssen so fein wie ^ möglich sein. Es wurde gefunden, dass Partikelchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 0,075 mm zufriedenstellend sind.The invention relates to new membrane for fuel cells, the fine particles of at least one mineral Contain ion exchangers together with a binder. The particles of the ion exchanger must be as fine as ^ be possible. It was found that particles with a average diameter less than 0.075mm are satisfactory.
Die Ionenaustauscherverbindung, die für die erfindungsgemässe Membran verwendet wird, ist zweckmässig aus der Gruppe der Phosphate, Vanadinsalze, Volframate, Arsensalze, Molybdate, Phosphorwolframate und Phosphormolybdate der Metalle der 4. und 5. Gruppe des Periodischen Systems, die Ionenaustauscheigenschaften aufweisen, gewählt.The ion exchange compound that is used for the inventive Membrane is used, is appropriate from the group of phosphates, vanadium salts, volframates, arsenic salts, Molybdates, phosphotungstates and phosphorus molybdates of the Metals of the 4th and 5th group of the periodic table, which have ion exchange properties.
ψ Die bevorzugte Ionenaustauscherverbindung ist Zinn(TV)phosphat, Das erfindungsgemäss verwendete Bindemittel ist vorzugsweise ein natürlicher oder synthetischer Gummi oder Harz, beispielsweise Carboxymethylcellulose, ein Polyvinylether, Nitrilgummi, Natur gummi odee eine Mischung hiervon. Geeignete Bindemittel sind die unter dem Warenzeichen "Pliobond" (ein thermoplastisches Klebemittel, bestehend aus einem Harz und Nitrilgummi) der Goodyear Company (U.S.A.), die ψ The preferred ion exchange compound is tin (TV) phosphate. The binder used according to the invention is preferably a natural or synthetic rubber or resin, for example carboxymethyl cellulose, a polyvinyl ether, nitrile rubber, natural rubber or a mixture thereof. Suitable binders are those under the trademark "Pliobond" (a thermoplastic adhesive consisting of a resin and nitrile rubber) from the Goodyear Company (USA), the
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unter dem Warenzeichen "Butakon" der Imperial Chemical Industries (U.E.) und die unter dem Warenzeichen "Oppanol" der Badischen Anilin- und ßodafabrik A. G. (Deutschland) bekannten Produkte»under the trademark "Butakon" from Imperial Chemical Industries (U.E.) and those under the trademark "Oppanol" the Badische Anilin- und ßoda Factory A. G. (Germany) known products »
Die Membrane gemäss der Erfindung liegen vorzugsweise in Form von dünnen gewlzten Bogen vor, die beispielsweise eine Dicke von 250 Mikron aufweisen.The membranes according to the invention are preferably in In the form of thin rolled sheets, for example 250 microns thick.
Gemäss einem anderen Merkmal dieser Erfindung sind die Membrane mit äusseren Schichten versehen, die einen Katalysator, wie Platinschwarz, enthalten. Dieser Katalysator kann, ggf. auf einen auf die Membran gepressten Träger aufgebracht sein.According to another feature of this invention are Provide the membrane with outer layers that contain a catalyst such as platinum black. This catalyst can possibly be applied to a carrier pressed onto the membrane.
Dieser Träger ist vorteilhafterweise ein Graphit- oder Kohletuch oder Graphit- oder Kohlezellstoff, wie beispielsweise das Kohletuch TCM 216, vertrieben durch die französische Gesellschaft SocietS Le Carbone Lorraine.This carrier is advantageously a graphite or carbon cloth or graphite or carbon pulp, such as the charcoal cloth TCM 216, distributed by the French SocietS Le Carbone Lorraine company.
Die Erfindung betrifft auch eine Brennstoffzelle, die eine oben beschriebene Membran enthält, wobei diese Membran vorzugsweise mit einem flüssigen wässrigen Elektrolyten imprägniert ist, z.B. mit Schwefelsäure.The invention also relates to a fuel cell which contains a membrane as described above, this membrane is preferably impregnated with a liquid aqueous electrolyte such as sulfuric acid.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Membran für eine oben beschriebene Brennstoffzelle. Erfindungsgemäss werden feine Partikelchen einer mineralischenThe invention also relates to a method of manufacture a membrane for a fuel cell described above. According to the invention, fine particles become mineral
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ι H -?u *, ί. υ . - 4 -ι H -? u *, ί. υ. - 4 -
lonenaustauscherverbindung zu einer Lösung eines Mindemittels in einem Lösungsmittel zugemischt und das Lösungsmittel dann aus dem erhaltenen Gemisch entfernt. Dabei wird zweckmässig ein organisches Lösungsmittel, vorzugsweise ein Dialkylketon, wie Aceton oder Methylethylketon oder eine Mischung dieser Verbindungen, verwendet.ion exchange compound to a solution of a minimum mixed in a solvent and the solvent is then removed from the resulting mixture. It becomes expedient an organic solvent, preferably a dialkyl ketone such as acetone or methyl ethyl ketone, or a mixture of these compounds.
Gemäss einem Merkmal der Erfindung wird das Lösungsmittel aus dem Gemisch dadurch entfernt, dass letzteres in eine P gerührte Flüssigkeit gegossen wird, die mit dem Lösungsmittel nicht mischbar ist, um eine schwammähnliche Masse zu erhalten. Diese Masse wird mit der genannten Flüssigkeit gewaschen, getrocknet und zu Boden gewalzt.According to one feature of the invention, the solvent is removed from the mixture by pouring the latter into a P stirred liquid which is mixed with the solvent cannot be mixed in order to obtain a sponge-like mass. This mass is washed with the said liquid, dried and rolled to the ground.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein Katalysator auf mindestens eine Seite der Membran aufgebracht.Another feature of the invention is a catalyst applied to at least one side of the membrane.
Es ist möglich, auf eine oder beide Seiten der Membran eine Schicht aufzupressen, die einen Katalysator, wie Fiatin, ^ auf einem Träger, beispielsweise einem Graphit- oder Kohletuch oder einem Graphit- oder Kohlezellstoff, enthält.It is possible to press a layer on one or both sides of the membrane that contains a catalyst such as fiatin, ^ on a carrier, for example a graphite or carbon cloth or a graphite or carbon pulp contains.
Andere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden aus den folgenden Beispielen ersichtlich, die Ausführungsformen beschreiben, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist.Other features and advantages of the subject invention The embodiments can be seen from the following examples describe to which the invention is not limited.
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H96228 - 5 - H96228 - 5 -
Stermi phosphat in Pulverform wurde fein gemahlen, um Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von weniger als 0,073 mm zu erhalten. Ein Gel aus Natriumearboxymethylcellulose in Wasser wurde zugesetzt und mit den mineralischen Austauschern in folgenden Verhältnissen gemischt:Stermi phosphate in powder form was finely ground to particles having a mean diameter of less than 0.073 to obtain mm. A gel of sodium arboxymethyl cellulose in water was added and mixed with the mineral exchangers in the following proportions:
Stenni phosphat 5 gStenni phosphate 5 g
Natriumcarboxymethylcellulose 5 g Wasser 220 gSodium carboxymethyl cellulose 5 g water 220 g
Anschliessend wurden Seile von 240 ml der homogenen" Mischung auf eine saubere Glasfläche (25cm χ 25cm) gegossen. Die Schichten wurden dann bei Zimmertemperatur getrocknet, und zwar in einem Raum, in dem ein leichter Luftzug aufrechterhalten wurde. Das Trocknen wurde solange fortgesetzt, bis auf der Membran keine feuchte Stelle mehr auftrat. Diese Membrane wurde über eine Zeitspanne von 0 bis 100 Stunden in folgender Mischung behandelt:Then ropes of 240 ml of the "homogeneous" mixture poured onto a clean glass surface (25cm 25cm). the Layers were then dried at room temperature in a room where a slight breeze was maintained became. The drying was continued until no more damp spots appeared on the membrane. These Membrane was treated for a period of 0 to 100 hours in the following mixture:
Methylalkohol 100 ecmMethyl alcohol 100 ecm
entionisiertes Wasser 10 ecmdeionized water 10 ecm
konzentrierte Schwefelsäure 5 bis 15 ecm.concentrated sulfuric acid 5 to 15 ecm.
Die Membranen wurden dannin Wasser gewaschen bis der pH des Waschwassers 6 erreicht hatte.The membranes were then washed in water until the pH des Wash water had reached 6.
Bevor die Membranen in einer Brennstoffzelle Verwendung fanden, wurden sie in Schwefelsäure (10 bis 20%-ig) einigeBefore the membranes were used in a fuel cell, they were dissolved in sulfuric acid (10 to 20%)
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Stunden lang (0-20 Stunden) bei einer Temperatur von 20 bis 80° O behandelt.Treated for hours (0-20 hours) at a temperature of 20 to 80 ° O.
Die so hergestellten Membranen hatten folgende Durchschnittseigenschaften: The membranes produced in this way had the following average properties:
Dicke 132 Mikron132 microns thick
Trockengewicht 8,7 mg/cmDry weight 8.7 mg / cm
Feuchtgewicht 16 mg/cmWet weight 16 mg / cm
Plüssigkeitsgehalt οLiquid content ο
(HSO4) 7,3 mg/cnn(HSO 4 ) 7.3 mg / cnn
Absorption von H2SO4 84%Absorption of H 2 SO 4 84%
elektrolytischer Widerstand P electrolytic resistance P
(H2SO4 1 n) 0,13 Ohm/cnr(H 2 SO 4 1 n) 0.13 ohm / cnr
Spannungsdifferenz derVoltage difference of
Membran zwischen LösungenMembrane between solutions
( 1 M und 0,5 M) H2SO4 + 3»16 Millivolt(1 M and 0.5 M) H 2 SO 4 + 3 »16 millivolts
Zugfestigkeit 8,3 kg/cm2 Tensile strength 8.3 kg / cm 2
Es wurde das gleiche Verfahren angewandt wie in Beispiel 1, nur dass Stanniphosphat in Gelform anstelle von pulverförmigem Stanniphosphat verwendet wurde.The same procedure was used as in Example 1, only that stannous phosphate is in gel form instead of powder form Stannic phosphate was used.
Die erhaltene Membran hatte folgende Durchschnittseigenschaften: The membrane obtained had the following average properties:
Dicke r 238 MikronThickness r 238 microns
elektrolytischer Pelectrolytic P
Widerstand (H2SO4 In) 0,26 Ohm/curResistance (H 2 SO 4 In) 0.26 Ohm / cur
Spannungsdifferenz derVoltage difference of
Membran zwischen LösungenMembrane between solutions
(1M und 0,5 M) HOl +0,93 Millivolt(1M and 0.5M) HOl +0.93 millivolts
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Pulverförmiges Stanniphosphat wurde fein gemahlen. Es wurden Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 0,075 nun gewählt.Powdery Stann i phosphate was finely ground. Particles less than 0.075 in diameter have now been chosen.
Es wurde eine Lösung eines Bindemittels, wie Pliobond (Warenzeichen für ein thermoplastisches Klebemittel, das aus einem Harz und Nitrilgummi besteht, der Goodyear Company U.S.A.) in einem Lösungsmittel (1/2 Mischung von MehtyläthylketonA solution of a binder such as Pliobond (trademark for a thermoplastic adhesive made from a resin and nitrile rubber, from Goodyear Company U.S.A.) in a solvent (1/2 mixture of methyl ethyl ketone
un-d Aceton) hergestellt. Λ and acetone). Λ
Dieser Lösung wurden Stanniphosphatteilchen in folgenden Verhältnissen zugegeben und damit vermischt:This solution became stannous phosphate particles in the following Added to ratios and mixed with them:
Stanniphosphat 68,5 gStannous phosphate 68.5 g
Bindemittel 31 gBinder 31 g
Losungsmittel 54- nilSolvent 54- nil
Die erhaltene Mischung wurde in Wasser gegossen, das mittels eines Magnetrührers gerührt wurde, wobei eine faserige, schwammännliche Masse erhalten wurde. Dieses Material wurde mit Wasser gewaschen, dann zwischen Filterpapierbogen gepresst und eine Stunde lang bei Zimmertemperatur getrocknet, das trockene Produkt wurde dann gewalzt, so dass eine weisse Membran von einer Dicke von 250 Mikron entstand.The resulting mixture was poured into water which was stirred by means of a magnetic stirrer, whereby a fibrous, sponge-like mass was obtained. This material was washed with water, then pressed between sheets of filter paper and dried for one hour at room temperature, the dry product was then rolled to form a white membrane 250 microns thick.
Bevor die Membran in einer Brennstoffzelle eingesetzt wurde, erfolgte über einige Stunden (5 Stunden) eine Behandlung in Schwefelsäure bei 50°0.Before the membrane was used in a fuel cell, it was treated in for a few hours (5 hours) Sulfuric acid at 50 ° 0.
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Die erhaltene Membran hatte folgende Durchschnittseigenschaften: The membrane obtained had the following average properties:
Dickethickness
Trockengewicht Feuchtgewicht Flüssigkeitsgehalt (24 Absorption von SchwefelsäureDry weight Wet weight Liquid content ( 24 absorption of sulfuric acid
elektrolytischer Widerstand (H2SO4 2M)electrolytic resistance (H 2 SO 4 2M)
Spannungsdifferenz der Membrane zwischen zwei Schwefelsäurelösungen (0,2M und 0,1M)Difference in tension of the membrane between two sulfuric acid solutions (0.2M and 0.1M)
Zugfestigkeit Dehnung (%) GasundurchlässigkeitTensile strength Elongation (%) Gas impermeability
250 Mikron 4-2,8 mg/cm2 50,8 mg/cm2 250 microns 4-2.8 mg / cm 2 50.8 mg / cm 2
8 mg/cm 18,7 % 8 mg / cm 18.7 %
0,63 Ohm/cm*0.63 ohm / cm *
+ 4,8 Millivolt 21,8 kg/cm2 30 % + 4.8 millivolt 21.8 kg / cm 2 30 %
ο bis 250 g/cmο up to 250 g / cm
Partikelchen von einem Durchmesser von 0,075 rom von Stanniphosphat wurden mit einer Lösung von Butakon X A 1100 (Warenzeichen für ein Bindemittel der Imperial Chemical Industries, U.K.) in Methyläthy!keton in folgenden Verhältnissen vermischt:Particles with a diameter of 0.075 rom of Stanniphosphate were mixed with a solution of Butakon X A 1100 (Trademark for a binder of Imperial Chemical Industries, U.K.) in methyl ethyl ketone in the following proportions mixed:
Stannipho sphat Bindemittel LösungsmittelStannipho sphat binder solvent
88 g88 g
12 g12 g
200 ml200 ml
Das erhaltene Gemisch wurde wie in Beispiel 3 beschrieben behandelt, mit dem Unterschied, dass das schwammähnliche Material 15 Minuten lang getrocknet wurde.The mixture obtained was as described in Example 3 treated, with the difference that the sponge-like material was dried for 15 minutes.
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Bevor die Membran in eine Brennstoffzelle eingesetzt wurde, erfolgte eine Behandlung mit Schwefelsäure (15^) über einige Stunden (5 Stunden) bei 500O.Before the membrane was inserted into a fuel cell, it was treated with sulfuric acid (15 ^) for a few hours (5 hours) at 50 0 O.
Die erhaltene Membran hatte folgende Durchschnittseigenschaften: The membrane obtained had the following average properties:
Dickethickness
Trockengewicht Feuchtigkeit Flüssigkeitsgehalt Absorption elektrolytischer Widerstand (2M HDry weight moisture liquid content absorption electrolytic resistance (2M H
Spannungsdifferenz der Membran zwischen zwei Schwefelsäurelösungen £0,2M und 0,1M)Difference in tension of the membrane between two sulfuric acid solutions £ 0.2M and 0.1M)
Zugfestigkeit DehnungTensile strength elongation
Gasundurchlässigkeit (O2)Gas impermeability (O 2 )
250 Mikron 36,9 mg/cm 45,2 mg/cm2 7,3 mg/cm2 19,2 mg/cm2 250 microns 36.9 mg / cm 45.2 mg / cm 2 7.3 mg / cm 2 19.2 mg / cm 2
0,56 Ohm/em2 0.56 ohm / em 2
+ 4,7 Millivolt 3,92 kg/cm2 + 4.7 millivolts 3.92 kg / cm 2
105 % bis 378 g/cm105 % to 378 g / cm
Pulverförmiges Stanniphosphat (Teilchengrösse weniger als 0,075 mm) wurden mit einer Lösung von Bindemitteln in folgenden Verhältnissen vermischt:Powdered stannous phosphate (particle size less than 0.075 mm) were treated with a solution of binders in mixed in the following proportions:
Stanniphosphat 88 gStannic phosphate 88 g
Bindemittel (1/1 Gemisch vonBinder (1/1 mixture of
Pliobond 30/Warenzeichen/ undPliobond 30 / trademarks / and
Butakon XA 1100 /Warenzeichen/) 6 gButakon XA 1100 / Trademark /) 6 g
Methyläthylketon 20 cm5 Methyl ethyl ketone 20 cm 5
Aceton 10 cnrAcetone 10 cnr
'909839/046B'909839 / 046B
H96228 - ίο -H96228 - ίο -
Das Gemisch wurde wie in Beispiel 3 beschrieben behandelt, Die erhaltene Membran hatte folgende Durchschnittseigenschaften: The mixture was treated as described in Example 3. The membrane obtained had the following average properties:
7»9 mg/cmρ
7 »9 mg / cm
Widerstand (2M H2SO4)electrolytic
Resistance (2M H 2 SO 4 )
Spannungsdifferenz der Membran zwischen zwei Schwefelsäurelösungen (0,2M und 0,1M) + 4,5 MillivoltDifference in tension of the membrane between two sulfuric acid solutions (0.2M and 0.1M) + 4.5 millivolts
Zugfestigkeit 3,92 kg/cm2 Tensile strength 3.92 kg / cm 2
Dehnung (%) 120 % Elongation (%) 120 %
Gasundurchlässigkeit (O2) bis 23I g/cmGas impermeability (O 2 ) up to 23I g / cm
Eine Membran, die nach irgendeinemixder oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, wurde in eine elektrolytische Zelle, beispielsweise eine Zelle die für Brennstoffzellenprüfungen verwendet wird, eingesetzt. Ein Gemisch von 2,5 ml einer 50%-igen wässrigen Lösung von Methanol und 1 ml Platinchlorwasserstoffsäure wurde auf die Membran aufgebracht .A membrane made according to any mix of those described above Procedure that has been established has been incorporated into an electrolytic cell, for example a cell used for fuel cell tests is used. A mixture of 2.5 ml of a 50% aqueous solution of methanol and 1 ml Platinum hydrochloric acid was applied to the membrane.
Die Zelle wurde dann auf 310O erwärmt und ein !Sropfen (etwa 0,25 ml) einer 24%-igen Lösung von Hydrazin (Reduktions-The cell was then warmed to 31 0 O and a drop (about 0.25 ml) of a 24% solution of hydrazine (reducing agent)
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mittel) auf die Membran gebracht· Das System reagierte etwa 30 Minuten lang. Anschliessend wurde die Membran mit Wasser gewaschen.medium) on the membrane · The system reacted for about For 30 minutes. The membrane was then washed with water.
Diese katalytisch^ Ablagerung von Platin verbessert die Leistungsfähigkeit der Zelle ausserordentlich.This catalytic ^ deposition of platinum improves the The cell's performance is exceptional.
Eine nach den oben beschriebenen Verfahren hergestellte Membran wurde mit einer Lage von Platinschwarz oder Platinruss beschichtet.A membrane produced by the method described above was coated with a layer of platinum black or platinum soot coated.
Dieser Versuch sowie diejenigen gemäss Beispiel 9 und 10 betreffen die Herstellung eines katalytischen Bogens oder einer katalytischen Elektrode, die in einem Träger besteht, auf den der Katalysator niedergeschlagen ist. Dieser Träger ist ein Graphit- oder Kohlezellstoff oder ein Graphitoder Kohletuch.This experiment as well as those according to example 9 and 10 concern the production of a catalytic arc or a catalytic electrode consisting of a support, on which the catalyst is deposited. This carrier is a graphite or carbon pulp or a graphite or Charcoal cloth.
Der katalytische Bogen oder die Elektrode wurde wie in den M Beispielen 8, 9 und 10 beschrieben hergestellt und kann auf eine der gemäss der Beispiele 1 bis 6 gefertigten Membrane aufgepresst werden.The catalytic sheets or the electrode was prepared as described in the examples, M 8, 9 and 10 and the can be pressed according to Examples 1 to 6 manufactured on a membrane.
Der in den Beispielen 8, 9 und 10 verwendete Graphitzellstoff oder -tuch ist ein unter dem Namen "toile de carbone TOM 216"The graphite pulp or cloth used in Examples 8, 9 and 10 is a under the name "toile de carbone TOM 216"
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f rfor r
bekanntes von der französischen Firma SOOIEiEE LE OAHBOHE LOHHAIITE in den Handel gebrachtes Gewebe.known from the French company SOOIEiEE LE OAHBOHE LOHHAIITE commercial fabric.
Proben auf die richtige Grosse zugeschnitten wurden in folgende Bäder eingetaucht:Samples were cut to the correct size in immersed in the following baths:
H2PtOl6 3gH 2 PtOl 6 3g
Bleiacetat (n/10 Losung) 0,25 mlLead acetate (n / 10 solution) 0.25 ml
Wasser soviel, um 100 ml zu erhalten.Water enough to make 100 ml.
H2PtOl6 " . 3gH 2 PtOl 6 ". 3g
AmmoniumwolframatAmmonium tungstate
(Lösung 10-3 Mol/Liter) 0,1 ml.(Solution 10-3 mol / liter) 0.1 ml.
Bleiacetat (n/10 Lösung) 0,25Lead acetate (n / 10 solution) 0.25
Wasser soviel, um 100 ml zu erhalten.Water enough to make 100 ml.
Beide Lösungen enthielten »twa 12 g/l Platin und hatten einen pH von 1,3 bis 1,4.Both solutions contained about 12 g / l platinum and had one pH from 1.3 to 1.4.
Nach einer Eintauchzeit von 30 Sekunden wurde die imprägnierte Probe des Gewebes einer Elektrolyse unterworfen, um eine elektrochemische Reduktion der Platinchlorwasserstoffsäure zu Platin zu erhalten.After an immersion time of 30 seconds, the impregnated Sample of tissue subjected to electrolysis to electrochemically reduce the platinum hydrochloric acid to get platinum.
Für beide Elektroden wurden die folgenden Bedingungen für die Elektrolyse verwendet:The following conditions were established for both electrodes which uses electrolysis:
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Die Proben wurden während 15 Minuten bei einer Spannung von -475 Millivolt in Bezug auf die gesättigte Kalomelelektrode elektrolysiert. Nachdem die Elektroden mit Wasser gespült worden waren, wurden sie wieder 15 Minuten lang bei -475 Milli volt elektrolysiert. Schliesslich wurden die Elektroden 15 Stunden lang mit fliessendem Wasser gespült.The samples were exposed to a voltage of -475 millivolts with respect to the saturated calomel electrode for 15 minutes electrolyzed. After rinsing the electrodes with water they returned to -475 milli for 15 minutes volt electrolyzed. Finally, the electrodes were rinsed with running water for 15 hours.
Proben des Kohletuehes TGM 216 (Warenzeichen) wurden 30 Sekunden lang in folgende Lösungen eingetaucht:Samples of the TGM 216 (trade mark) coal wrap were 30 Immersed in the following solutions for seconds:
H2PtOl6 3 gH 2 PtOl 6 3 g
Bleiacetat (n/10 Lösung) 0,25 mlLead acetate (n / 10 solution) 0.25 ml
Wasser soviel, um 100 ml zu erhalten.Water enough to make 100 ml.
. 3 g. 3 g
Bleiacetat (n/10 Lösung) 0,25 mlLead acetate (n / 10 solution) 0.25 ml
Ammoniumwolframat 0,1 mlAmmonium tungstate 0.1 ml
Wasser soviel, um 100 ml zu erhalten.Water enough to make 100 ml.
Nach dem Dra!nieren wurden die Proben mit einer 12%-igen wässrigen Hydrazinlösung 10 Sekunden lang getränkt. Dann wurden sie aus dem das Reduktionsmittel (Hydrazin) enthaltenden Bad herausgenommen, mit destilliertem Wasser gespült und getrocknet.After draining, the samples were soaked in a 12% aqueous hydrazine solution for 10 seconds. Then they were taken out of the bath containing the reducing agent (hydrazine), rinsed with distilled water, and dried.
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Das Tränken, Spülen und Trocknen wird wiederholt (im allgemeinen 7 bis 9 Hai) bis die platinisierende Lösung entfärbt ist und die Elektroden nicht mit der Hydrasinlösung reagieren. Die FoPtCIg ist dann chemisch zu Ft reduziert. Zum Schluss wurden die platinierten Elektroden mit fliessendem destilliertem Wasser gespült und getrocknet. Ss wurden 8,57 Platin/cm auf den Gewebeträger aufgebracht.Soaking, rinsing and drying are repeated (generally 7 to 9 sharks) until the platinizing solution is discolored and the electrodes do not react with the hydrasin solution. The FoPtCIg is then chemically reduced to Ft. Finally the platinum-plated electrodes were rinsed with running distilled water and dried. Ss were 8.57 Platinum / cm applied to the fabric support.
Es wurden die gleichen Platinchlorwasserstoffsäurelösungen wie in Beispiel 9 zur Herstellung einer Elektrode durch thermische !Reduktion von H2PtCIg verwendet.The same platinum hydrochloric acid solutions as in Example 9 were used to produce an electrode by thermal reduction of H 2 PtClg.
0,0714 ml/cm einer jeden der Platinchlorwasserstoffsäurelösungen wurden auf Proben von Sohletuch. TGR 216 (Warenzeichen) gegossen, die dann 10 Minuten lang in einen Trockner bei 175° C gegeben wurden.0.0714 ml / cm of each of the platinum hydrochloric acid solutions were applied to samples of soleplate. TGR 216 (Trade Mark) which was then placed in a dryer at 175 ° C for 10 minutes.
0,0714 ml/cm dieser Lösungen wurden wieder auf die Proben gegossen, die erneut bei 175° C getrocknet wurden.0.0714 ml / cm of these solutions were again applied to the samples poured, which were dried again at 175 ° C.
Diese Arbeitsgänge wurden 10mal wiederholt·These operations were repeated 10 times
Das Tuch hatte dann 0,714 ml/cm Platinchlorwasserstoff säure absorbiert (d.h. 8,57 mg Platin/cm ).The cloth had then absorbed 0.714 ml / cm of platinum hydrochloric acid (i.e. 8.57 mg of platinum / cm).
Nach dem letzten Trocknen bei 175° C über 24 Stunden, wurdenAfter the final drying at 175 ° C for 24 hours,
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die Elektroden in einen Ofen gelegt, der eine Atmosphäre von reinem (99,99%) Wasserstoff enthielt und hier bei 2100C zwei Stunden lang gelassen. Nach Abkühlen des Ofens wurde der Wasserstoff unter Vakuum entfernt und der Ofen mit Argon gefüllt. Zum Schluss wurde die Elektrode aus dem Ofen herausgenommen und mit destilliertem Wasser getränkt, das mit Wasserstoff gesättigt war, und anschliessend getrocknet.the electrodes were placed in an oven which contained an atmosphere of pure (99.99%) hydrogen and left here at 210 ° C. for two hours. After the furnace had cooled, the hydrogen was removed under vacuum and the furnace was filled with argon. Finally, the electrode was taken out of the oven and soaked in distilled water that was saturated with hydrogen and then dried.
Die Aufbringung eines Katalysators auf ein Kohletuch erhöht die Dispersion des Katalysators und ermöglicht einen engen Kontakt des Katalysators mit dem Membran, wenn das platinierte Tuch auf die Membran gepresst wird.Applying a catalyst to a carbon cloth increases the dispersion of the catalyst and allows for a close Contact of the catalyst with the membrane when the platinum-coated cloth is pressed onto the membrane.
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