DE1571946A1 - Elektroden fuer Brennstoffzellen mit freiem Elektrolyten - Google Patents
Elektroden fuer Brennstoffzellen mit freiem ElektrolytenInfo
- Publication number
- DE1571946A1 DE1571946A1 DE19661571946 DE1571946A DE1571946A1 DE 1571946 A1 DE1571946 A1 DE 1571946A1 DE 19661571946 DE19661571946 DE 19661571946 DE 1571946 A DE1571946 A DE 1571946A DE 1571946 A1 DE1571946 A1 DE 1571946A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- film
- polytetrafluoroethylene
- filler
- porous
- 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
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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
fiÄTENTANWÄLT·
P 15 71 -946.7 ' DRLMAAS
.DR. W. PFSiFFSi?
·■ .- DR. F. VOlTIiE^LEaTNER
·■ .- DR. F. VOlTIiE^LEaTNER
a MÜNCHEN S3
• BHQEHEBSIR.25-JEI..39023e
American Cyanamid Company, Wayne« New Jersey, V.St.A.
Elektroden für Brennstoffzellen mit freiem Elektrolyten
(Zusatz zu Patent ......... (Patentanmeldung P 15 71. 923.O))
Die Erfindung betrifft verbesserte Strukturen von katalytisch wirksamen Elektroden und Verfahren zum Herstellen solcher
Strukturen, die für die Verwendung in Brennstoffzellen mit
freiem Elektrolyten geeignet sind. Insbesondere betrifft die
Erfindung die Herstellung von verbesserten katalytisch wirksamen Elektroden mit einer flüssigkeitsundurchlässigen, jedoch
gasdurchlässigen Unterlage, die mit einer Schicht überzogen ist, welche eine anorganische katalytisch wirksame Verbindung und eine ganz bestimmte Klüse von Bindemitteln oder
(Art. 7 § 1 Ab8.2 ΝγΛ «Λ\ίΛ de*Änderungcsee. ν. 4.3.iyß/)
109815/0146
wasserfest machenden Mitteln enthält. Ebenfalls bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung von geformten porösen
ungesinterten faserförmigen Polytetrafluoräthylen- oder Polytrifluorchloräthylen-Elektroden, die einen Überzug
oder eine Schicht enthalten, welche entweder aus. einer Polyäthylenlatexemulsion oder einer Polytetrafluoräthylenemulsion
als Bindemittel und wasserfest machendes Mittel, vermischt mit einem geeigneten Katalysator, hergestellt
ist.
In dem Hauptpatent (Patentanmeldung p i5 71 923.0)
' .' - wird eine neuartige Elektrode für Brennstoffzel^
len beschrieben, die sich besonders für die Verwendung in einer Brennstoffzelle mit freiem Elektrolyten eignet.
In dem Hauptpatent wird weiter eii! Verfahren zum Herstellen
einer solchen Elektrode beschrieben, bei dem ein
.'wasserfest machender Latex und ein Katalysatormetall, das
wenn gewünscht mit einem elektrisch leitfähigen Füllstoff
gestreckt werden, kann, vermischt werden und hierauf eine
Unterlage aus entweder hydrophobem, porösem, gesintertem Polytetrafluoräthylen oder hydrophobem, porösem, gesintertem
Polytrifluorchloräthylen mit dieser Mischung beschichtet wird. Die so überzogene Unterlage wird danach unter
ausreichender Zufuhr von Wärme so stark verpreßt, daß
sich der. Überzug oder die Beschichtung mit der Unterlage
verbindet und eine gasdurchlässige, jedoch flüssigkeitsundurchlässige, katalytisch wirksame Elektrode für Brennstoffzellen erzeugt wird. ^-
Es wurde nun ein Verfahren zum Herstellen eines* verbesser- !
ten Elektrodejnstruktur mit verbessertem Wirkungsgrad und
verbessert·*) Wasserdicht tuelienäen Eigensahaften, ate. im
wesentlichen iceinen Elektrolyten durchläßt, gefunden, bei
dem gemäß dieser Erfindung die katalytisch wirksame Paste,
die in dem Hauptpatent beschrieben wird, auf eine Unterlage aus einem porösen faserförmigen ungesinterten polyhalogenierten
Polyäthylen, wie z.B. einem-Polytetrafluoräthylen oder Polytrifluorchloräthylen anstelle des gesinterten
Materials, das in'dem Hauptpatent beschrieben wird, aufgebracht wird. Diese neuartige so überzogene Unterlage
wird hierauf unter Zufuhr von hinreichend Wärme so stark verpreßt, daß sich der Überzug mit der Unterlage verbindet.
Vorteilhafterweise kann dieser Schichtstoff in einer erwärmten Zelle verwendet werden, die z.B. mit einem Heismantel
auf Temperaturen über 1000C und vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 125°G und 225°C erhitzt wird.
Alternativ kann die katalytisch wirksame Paste auf ein geeignetes
inertes Gitter aufgebracht werden, das entweder aus Metall oder aus Kunststoff hergestellt ist und die so
gebildete Struktur kann dann mit der oben beschriebenen porösen faserförmigen ungesinterten Unterlage durch Anwendung
von Wärme zu- einem Schichtstoff oder Verbundstoff verpreßt werden. Dieser Verbundstoff bildet sich infolge der
Eigenschaften des porösen, faserförmigen Polytetrafluorethylene beim Verbinden mit einer Elektrodenstruktur aus
Drahtgitter oder einem Gitter aus expandiertem Metall ohne Schwierigkeiten. Es wird deshalb eine verbesserte Elektrode
hergestellt, die sich für die Verwendung in Brennstoffzellen
mit freiem Elektrolyten eignet. c .
Bei einem anderen Verfahren zum Herstellen der porösen ungesinterten
faserförmiggjiiUnterlage nach dieser Erfindung wird
eine Mischung voh(Ä}vQiSißew.-S8 bis etwa ^iO Gew.-56 und vorzugsweise
von 5 Gew»>J£ bis 25 Gew«-#'Polytetrafluoräthylen
BAD p
10981 S/0146
1571948
in Form einer wässrigen Dispersion von Polytetrafluoräthylenteilchen
mit einem Durchmesser von etwa 0,05 bis I9O Mikron, welche7 Dispersion etwa βθ Gew.·-
% (bezogen auf das Gewicht des Polytetrafluoräthylenharzes) Feststoffe und bis zu etwa 6 Gew. -%. eines geeigneten oberflächenaktiven Mittels oder Benetzungsmittels
enthält, und (b) von etwa 99 % bis etwa 60 %
Polymethylmethacrylat auf vorerhitzten Walzen bei 170
bis 2000C gewalzt. Während des Walzens bilden die Polytetrafluoräthylenteilchen
verwobene miteinander verbundene Faser'n. Z.B. wird eine im Spritzgußverfahren
aus der oben aufgeführten Mischung hergestellte Platte (3>175 mm χ 50,8 mm χ 101,6 mm (1/8 inch x 2 inches
χ 4 inches)) zwischen zwei Druckplatten von 5 bis 10
Minuten lang bei I70 bis 2000C und etwa 210 kg/cm
(3OOO psi) verpreßt, auf Raumtemperatur abgekühlt und
aus der Form genommen. Die auf diese Weise erzeugte Folie hat eine Abmessung von etwa 15,24 cm χ 15*24 cm
(6 inches square) und ist von 0,254 mm (10 mil) bis
1,02 mm (40 mil) stark. Diese Folie wird dann mehrere Male in Aceton eingeweicht, um das gesamte Polymethylmethacrylat
zu entfernen. Die zusetzt genannte Unterlage wird dann mit Alkohol abgespült'und mehrere Male
mit entionisiertem Wasser gewaschen und schließlich getrocknet
, indem sie zwischen Fließpapier gewalzt wird. Z.B. hat eine Schicht oder Folie mit einer Stärke von
0,254 mm (0,010 inch), die aus einer Mischung von 80 % Polymethylmethacrylat und 20 % Polytetrafluorethylen
unter Anwendung der oben beschriebenen Maßnahmen hergeste'iMtrwird,
folgende in Tabelle I unten aufgeführte Eüfgerischaften. " *"*
1098 15/0 146 ". BADORHSlNAt
Tabelle I
66,0 | 6) |
10 | O) |
0,97 | |
161 (2290) | |
1*63 (3, | |
2,27 (5, | |
15,9 | |
0,2 bis 1 | |
Stärke in mm (inches) .0,254+0,0508
(0,010+0,002)
Gesamtporosität in Vol.-J?
mittlerer Porendurchmesser in Mikron Permeabilität gegenüber JSm H-, PO1.
bei 25 C in Atmosphären * ° Zugfestigkeit in kg/cm (psi)
Zerreißfestigkeit in kg (pounds) zu Beginn
maximal
maximal
Elongation in %
Polytetrafluoräthylen-Faserstärke in Mikron
Die Permeabilität ist als der Druckunterschied in Atmosphären·
definiert, der erforderlich ist, um wässrigen Elektrolyten durch eine Folie zu drücken; je größer die Zahl ist,
desto weniger permeabel ist die Folie. ·
Im Gegensatz zu den vorstehenden Ausführungen besitzen zwei
im Handel erhältliche gesinterte poröse Polytetrafluoräthylenfolien die folgenden in Tabelle II unten aufgeführten
Eigenschaften, wobei das Material in Spalte II dieselbe Folie aus gesintertem Polytetrafluoräthylen darstellt, wie sie in
dem Hauptpatent ........... (Patentanmeldung P i§ 71 923.0) "-
beschrieben wird. '
BADOFUGJNAL T09815/0U6
Tabelle II
I II
Stärke in mm (inches) O,25J
(0,OK
Gesamtporosität in Vol.-Jf
mittlerer Porendurchmesser
in Mikron
in Mikron
Permeabilität gegenüber 6m H,POÜ
bei 25°C in Atmosphären* 3 H
Zugfestigkeit in kg/cm (psi)
Zerreißfestigkeit in kg (pounds) zu Beginn
Maximum
Maximum
Elongation in Jf
Stärke der Polytetrafluoräthylenfaser in Mikron
* Die Permeabilität ist als der Druckunterschied in Atmosphären
definiert, der erforderlich ist, um wässrigen Elektrolyten durch eine Folie zu drücken; je größer die
Zahl ist, desto weniger permeabel ist die Folie.
Aus dieser Tabelle geht klar hervor, daß die ungesinterte
äußerst stark gefaserte Unterlage nach dieser Erfindung dem gesinterten Material hinsichtlich der mechanischen
Eigenschaften beträchtlich überlegen ist, wie z.B. hin-
siohtlich der Zug- und Zerreißfestigkeit und der Fähig
keit, «in Aueleeken von wässrigen Elektrolyten» die alige-
„λλλλ BAD ORIGINAL
109815/0146 · · ·
- 0,381 - 0,015) |
• | 5) 8) |
(0 | 016 - 1,270 ,Oil - 0,05) |
68,6 | 45,0 | |||
k | 9 | |||
0,20 | 0,16 | |||
38 (540) | 7,03 (100) | |||
0,227 (0, 0,363 (0, |
0,068 (0,15) 0,104 (0,23) |
|||
173 | 8,1 | |||
keine | keine | |||
1571948
mein in Brennstoffzellen verwendet werden, zu vermeiden oder verhindern.
Größere Folien können in Abhängigkeit von der Größe der
anfänglich extrudierten oder gepreßten Folie aus der Polymethylmethacrylat- und Polytetrafluoräthylen-Misehung
hergestellt werden. .
Das oben beschriebene Verfahren kann auf Polytrifluorchloräthylen
angewandt werden, um in ähnlicher Weise eine ppröse ungesinterte faserförmige Struktur zu erhalten. ,
Abgesehen von der oben beschriebenen porösen ungesinterten
faserförmigen Unterlage sind die restlichen Komponenten
der neuartigen Elektrode nach dieser Erfindung im
wesentlichen dieselben wie sie in der Hauptanraeldung
P 15 71.'923.O" V beschrieben werden.
Es kann deshalb in der porösen Unterlage die. wie oben beschrieben
.hergestellt wird, ein leitfähiges metallisches
Pulver oder eine leitfähige metallische Faser von etwa
1 bis etwa 80 Gew.-J?, bezogen auf das Gewicht der Unterlage,
enthalten sein.
Ebenfalls wird beim Herstellen der Zusammensetzung der
katalytisch: wirksamen Paste ein. elektrisch leitfähiger
Füllstoff, wie z.B. graphitiseher Kohlenstoff oder Büß, t
angewandt. Auf diese Kohlenstoffe können vorteilhafter- .
weise katalytisch wirksame,Materialien niedergeschlagen . i ■
sein.. Gewöhnlich könner^ von. etwa 0 %■ bia etwa B0; %, und
Vorzugspreise von 5,^1Jf Λίβ etwa 75, %» bezogen auf das Gewicht
der Elektrpd^n^Pei^f^Affjnischung, an leit fähigem
Füllstoff verwendet
109815/0146-
Wie oben ausgeführt, ist es zweckmäßig, anfänglich eine wasserabstossende Zusammensetzung in Mischung mit der
oben erwähnten Zusammensetzung aus dem katalytisch wirksamen Metall und dem elektrisch leitfähigen Füllstoff
zu verwenden. Beispiele von wasserabstossenden Zusammensetzungen, die. hier in Frage kommen, sind entweder Polyäthylenlatex-
oder Polytetrafluoräthylenlatex-Emulsionen. Im allgemeinen können von etwa 1 % bis etwa 40 %t bezogen
auf das Gewicht der gesamten Elektroden-Feststoffe, an wasserfestmachendem Material zu dem leitfähigen Füllstoff
zugegeben werden, ehe der Katalysator niedergeschlagen oder beigemischt wird.
Der Katalysator, der in Mengen von etwa 1 % bis 98 %9
bezogen auf das Gewicht der Elektrodenfeststoffe, beigemengt
wird, ist gewöhnlich ein Metall, wie z.B. Platin, Palladium, Ruthenium, Silber, Nickel oder eine Mischung
aus diesen Metallen.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne
sie zu beschränken. Teile beziehen sich auf das Gewicht,
wenn nichts anderes angegeben ist.
Eine pastenförmige Mischung aus 8 Teilen Platinschwarz,
2 Teilen kolloidalem Aluminiumoxyd und 3 Volumenteilen
Polytetrafluoräthylen-Emulsion (60 % Feststoffe) wird mit 6 Volumenteilen Wasser und 4 Volumenteilen Mineralöl vermischt
und auf ein 15,24 x 25, 1JO cm (6 χ 10 inches) grosses
Gitter aus expandiertem metallischeni Tantal aufgewalzt. Die daraus entstehende Struktur enthält 25 mg/cm
Platin. Der Walzvorgang erfordert 10 bis 15 Durchgänge bei einem Druck «v©n^ 136 ,toc/2.51I cm Walzenspalt (300 pounds
109015/0146 BA0ORKS.NAL
per linear inch), bis die Paste hart wird, und hierauf wird
mit einem Druck von 295 kg/2,51 cm Walzenspalt (650 pounds
per linear inch) während der restlichen Durchgänge gearbeitet, bis die harte Paste vollständig in das expandierte
Metallgitter eingebettet ist.' Das Gebilde; oder die Struktur wird 1 1/2 Stunden lang in Heptan bei 80°C und hierauf
1/2 Stunden in 2B Alkohol bei Raumtemperatur gewaschen. Danach
wird das Gebilde1 .mit Wasser abgespült, um den Alkohol
zu entfernen, wonach es in 6n H2SO14 1 1/2 Stunden bei
80°C eingeweicht wird, um das kolloidale Aluminiumoxyd
zu entfernen. Schließlich wird die Struktur mit destilliertem
Wasser abgewaschen und auf Filterpapier getrocknet.
Das auf diese Weise hergestellte, mit Katalysator beschickte
Gitter wird mit einer Folie von 0,254 mm (0,010 inch)
Stärke aus porösem ungesintertem faserförmigem Polytetrafluoräthylen
nach dieser Erfindung zu einem Verbundstoff zwischen Druckplatten bei einem Druck von 35 kg/era und
einer Temperatur von 1500C 10 Minuten lang verpreßt. An
diese Elektroder-oder Elektrodenstruktur wird ein Stromkollektor
aus Platin durch Punktschweißung an den Rand
des expandierten Tantalgitters angeschweißt.
Die Verbündstoff-Elektrode wird dann in eine Zelle mit
freiem Elektrolyten eingebracht. Die dem Elektrolyten äusgesetzte
Fläche der Elektrode beträgt 5 cm und der Zwischenelektrodenabstand
beträgt 3,125 mm (1/8 inch), was durch die Stärke des Elektrolytblockes bestimmt ist. Der
letztere ist mit 85 Jf-iger Phosphorsäure gefüllt, und die
Zelle ist auf 150°C erhitzt. Bei dieser Temperatur beträgt der Zellenwiderstand 0,16 0hm. Über eine lange Zeitdauer
wird kein Durchlecken des Elektrolyten beobachtet, ob-
ORlOiNAL 109815/0U6
- ίο -
gleich die poröse ungesinterte faserförmige Polytetrafluoräthylen-Unterläge
nur 0,254 mm stark ist.
Elektroden mit der porösen faserförmigen Polytetrafluoräthylen-Unterlage
werden als Wasserstoff- und Propananoden in Wasserstoff/Sauerstoff- und Propan/Sauerstoff-Brennstoffzellen
geprüft. Die Sauerstoffelektrode enthält bei diesen Versuchen dieselbe pastenförmige Katalysatorzusammensetzung,
jedoch im Handel erhältlicheporöse Polytetrafluoräthylenfolien
(1 mm (0,04 inch); stark), die durch Sintern hergestellt
sind und das poröse ungesinterte faserförmige Polytetrafluorethylen
ersetzen* Pie Ergebnisse für die Wasserstoff/Sauerstoff-
und die Propan/Sauerstoff-Brennstoffzellen mit 85 i-iger Phosphorsäure sind in Tabelle. III unten aufgeführt.
Stromdichte
Betriebsspannung bei 150 C
mA/cm2
10
100
200
Wasserstoff/ | Propan/ |
Sauerstoff | Sauerstoff |
1,00 | . 0,90 |
0,95 | 0,62 |
0,92 | 0,55 |
' ,0,88 | 0,47 |
0,78 | 0,31 |
0*62 | 0,13 |
10 9 8 15/0146
Im Vergleich zu den oben aufgeführten Wasserstoff- und
Propan-Elektroden werden mit Elektroden, die mit derselben pastenförmigen Katalysatorzusammensetzung, wie sie in
Beispiel 1 beschrieben wird, hergestellt werden, wobei
jedoch als Ersatz eine im Handel erhältliche gesinterte,
poröse Polytetrafluoräthyrenfolie mit einer Stärke von
1 mm (0,04 inch) verwendet wird, folgende in Tabelle IV
unten aufgeführte Ergebnisse in Brennstoffzellen erhalten.
Stromdichte
Betriebsspannung bei 1500C
mA/cm'
Propan/Sauerstoff
10
140
100 200
0,91 0,61 0,53 O9JHi
0,27 0
i s ρ i e 1
Das Verfahren nach Beispiel 1 wird in jeder Hinsieht wiederholt, mit Ausnahme, daß eine Elektrode hergestellt wiräB
indem eine 0,381 mm (0,015 inch) starke Folie aus gesin-
109815/0U4S
1571948
tertem, porösem Polytetrafluoräthylen, wie oben in Tabelle II aufgeführt, mit der Platinkatalysatorschicht beschichtet
wird, die mit 20 mg/cm2 Platin beschickt ist. Unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen ist diese Elektrode
unwirksam, da der heiße Phosphorsäure-Elektrolyt schnell durch die Elektrode durchsickert.
Die Maßnahmen nach Beispiel 1 werden mit der nach Beispiel
2 hergestellten Elektrode wiederholt, mit der Ausnahme, daß diese als Sauerstoffelektrode und die mit dem gesinterten
Polytetrafluoräthylen hinterlegte Elektrode als Brennstoffelektrode
verwendet werden. Die Elektroden werden in einer Wasserstoff/Sauerstoff-Brennstoffzelle der in Figur 2 dargestellten
Art angewandt, wobei eine 85 %-ige Phosphorsäure
bei 1500C als Elektrolyt verwendet wird. Die Ergebnisse
sind in Tabelle V unten zusammengefaßt.
0 ; 1,07
,10 0,95
: 20 : .0,92
40 , 0,88
100 0,76
200 0,62
10 98.1 5/0 U-6
Vorteilhafterweise können die erfindungsgemäßen Elektroden
entweder als Brennstoff- oder Sauerstoffelektroden verwendet werden. Sie können, wenn gewünscht, gleichzeitig
als Brennstoff- und Sauerstoffelektroden verwendet werden und zeigen eine gute Wirkung bei Hauratemperatur
und erhöhten Temperaturen.
Eine Mischung von (a) 20 Gew.-% Polytetrafluoräthylen in
Form einer wäßrigen Dispersion, die 59 bis 61 % Polytetrafluoräthylen-Feststoffe
enthält und 5,5 bis 6,5 Gew.-?,
bezogen auf das Gewicht dieser Feststoffe eines Octylphenolpolyoxyäthylens
sowie (b) 80 Gew.-? Polymethylmeth&crylat,
bezogen auf das Gewicht der Gesamtfeststoffe, wird mit vorerhitzten Walzen bei 1700C bis 175°C gewalzt. Während
des Verwalzens bilden die Polytetrafluoräthylen-Teilachen
längsgestreckte, verfilzte, miteinander verbundene Fibrillen
oder Fasern. Eine Platte mit einer Größe von 3,175 x 50,8 χ 101,6 mm (1/8 χ 2 χ k inches) wird hierauf
im Spritzgußverfahren aus der oben beschriebenen Mischung gebildet und die Platte wird zwischen Druckplatten von
5 bis 10 Minuten bei 160 bis 1700C und 210 Atmosphären
(3000 psig) verpreßt. Diese Platte wird auf Raumtemperatur abgekühlt und aus der Form genommen.
10 98 15/0146
Die geformte Folie hatte einen Durchmesser von etwa 20,32 cm (8 inches) und eine Dicke von 0,2539 mm bis
0,5080 ram (10 bis 20 mils). Die Folie wird mehrmals in Aceton eingeweicht, um das in der Folie vorhandene
Polymethylmethacrylat herauszulösen. Dann wird die Folie mit Alkohol abgespült, mehrmals mit entionisiertem
Wasser gewaschen und schließlich durch Auswalzen zwischen Fließpapier getrocknet.
1098 15/0U6
Claims (11)
1. Katalytisch wirksame Verbundelektrode für die Verwendung in Brennstoffzellen mit freien Elektrolyten nach
Patent (Patentanmeldung P ig 71 923.0)
gekennzeichnet durch (a) eine gasdurchlässige, flussig-
" keitsundurchlässige, poröse, faserförmige, ungesinterte
polyhalogenierte Polyäthylenunterlage und (b) eine auf diese Unterlage fest aufgebrachte Zusammensetzung,
die aus (1) einem elektrisch leitfähigen Füllstoff in einer Menge zwischen etwa 0 % und 80 %s (2) einem Katalysator
in einer Menge von etwa 1 % bis etwa 98 % und (3) einer wasserabstossenden Zusammensetzung in
einer Menge von etwa 1 % bis HO % besteht, wobei die Prozentangaben auf das Gewicht der Elektrodenfeststoffmischung
bezogen sind.
2. Elektrode nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß
der leitfähige Füllstoff ein graphitischer Kohlenstoff
ist.
3· Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator Platin ist.
4. Elektrode nach Anspruch I4 dadurch gekennzeichnet, daß
die wasserabstossende Zusammensetzung eine Polyäthylendispers
ion ist«
1 0 9 s 1 S / η ι h
1571948
5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserabstossende Zusammensetzung eine Polytetrafluoräthylen-Dispersion
ist.
6. Brennstoffzelle mit freiem Elektrolysen, gekennzeichnet
durch eine Kammer, um den Elektrolyten aufzunehmen, zwei einander gegenüber angeordnete Wände dieser Kammer, die
aus zwei Elektrodengebilden nach Patentanspruch 1 bestehen, wobei die katalytisch wirksame Oberfläche dieser
Elektrodenstruktur neben der Elektrolytkammer angeordnet
und direkt zu dieser hin gerichtet ist, und wobei die poröse ungesinterte faserTörmige Unterlage mit ihrer
Oberfläche zu einer Zone oder einem Raum hin orientiert ist, der einen gasförmigen Reaktionsteilnehmer aufnehmen
kann, durch einen Stromkollektor, der in der Elektrodenstruktur eingebettet ist, durch eine leitfähige Schicht,
durch Einlaßöffnungen, um getrennt voneinander, oxydierendes
Gas und Wasserstoff einzulassen und durch Auslaßöffnungen, durch die überschüssige Mengen von einströmenden
Gasen abgezogen werden können.
7. Verfahren zum Herstellen einer porösen, ungesinterten
fibrillierten Polytetrafluoräthylenfolie, bei dem PoIytetrafluoräthylenteilchen
mit einem zähen, lösungsmittelextrahierbaren Harz vermischt, die Mischung in eine Folienform
extrudiert und das Harz aus der Folie mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausgangsmaterial eine wässrige Dispersion aus Polytetrafluoräthylenteilchen mit einer Größe
von etwa 0,05 bis 1,0 Mikron verwendet und die Mischung vorzugsweise durch Verwalzen gemischt wird, bis die Teil-
10 9' ''■ s / η ι /. ρ
chen im wesentlichen vollständig fibrilliert sind, um eine Folie mit hoher Zugfestigkeit zu bilden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit Alkohol gewaschen und dann mit
einem Elektrolyten benetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füllstoff in die zu mischende Mischung oder
in die geformte Folie eingebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff ein nichtelektronenleitender Füllstoff
verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff ein elektronenleitender Füllstoff
verwendet wird.
109815/0U6
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US46261565A | 1965-06-09 | 1965-06-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1571946A1 true DE1571946A1 (de) | 1971-04-08 |
Family
ID=23837093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661571946 Pending DE1571946A1 (de) | 1965-06-09 | 1966-06-02 | Elektroden fuer Brennstoffzellen mit freiem Elektrolyten |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3527616A (de) |
JP (1) | JPS4928030B1 (de) |
BE (1) | BE682325A (de) |
DE (1) | DE1571946A1 (de) |
FR (1) | FR1422542A (de) |
GB (1) | GB1156802A (de) |
NL (1) | NL6607671A (de) |
SE (1) | SE369006B (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3877994A (en) * | 1972-10-25 | 1975-04-15 | Westinghouse Electric Corp | Catalytic paste and electrode |
US3943006A (en) * | 1973-12-27 | 1976-03-09 | Energy Research Corporation | Method of making a fuel cell electrode |
GB1486061A (en) * | 1974-01-30 | 1977-09-14 | Siemens Ag | Hybrid cell electrode |
US3977901A (en) * | 1974-10-23 | 1976-08-31 | Westinghouse Electric Corporation | Metal/air cells and improved air electrodes for use therein |
IT1162865B (it) * | 1983-05-23 | 1987-04-01 | Fiat Auto Spa | Carta da filtro conduttiva elettricamente e filtro utilizzante tale carta |
US5141522A (en) * | 1990-02-06 | 1992-08-25 | American Cyanamid Company | Composite material having absorbable and non-absorbable components for use with mammalian tissue |
JP2002246034A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Sony Corp | ガス拡散性電極体及びその製造方法、並びに電気化学デバイス |
US20070105008A1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-10 | Horizon Fuel Cell Technologies Pte. Ltd | Thin film fuel cell assembly |
BR112016002185A2 (pt) | 2013-07-31 | 2017-08-01 | Aquahydrex Pty Ltd | células eletroquímicas modulares |
US20200161720A1 (en) * | 2017-05-26 | 2020-05-21 | Aquahydrex Pty Ltd | Electrodes and electrochemical cells with efficient gas handling properties |
WO2020160424A1 (en) | 2019-02-01 | 2020-08-06 | Aquahydrex, Inc. | Electrochemical system with confined electrolyte |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL291215A (de) * | 1961-04-06 | |||
NL278149A (de) * | 1961-05-08 | 1900-01-01 | ||
US3348975A (en) * | 1964-08-26 | 1967-10-24 | American Cyanamid Co | Process for preparing fuel cell electrode containing 45% of a waterproofing agent |
-
1965
- 1965-01-20 FR FR2551A patent/FR1422542A/fr not_active Expired
- 1965-06-09 US US462615A patent/US3527616A/en not_active Expired - Lifetime
-
1966
- 1966-05-26 GB GB23711/66A patent/GB1156802A/en not_active Expired
- 1966-06-02 DE DE19661571946 patent/DE1571946A1/de active Pending
- 1966-06-02 NL NL6607671A patent/NL6607671A/xx unknown
- 1966-06-07 SE SE07787/66A patent/SE369006B/xx unknown
- 1966-06-09 BE BE682325D patent/BE682325A/xx unknown
-
1968
- 1968-09-18 JP JP43067507A patent/JPS4928030B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6607671A (de) | 1966-12-12 |
SE369006B (de) | 1974-07-29 |
BE682325A (de) | 1966-12-09 |
GB1156802A (en) | 1969-07-02 |
JPS4928030B1 (de) | 1974-07-23 |
FR1422542A (fr) | 1965-12-24 |
US3527616A (en) | 1970-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CH539089A (de) | Verfahren zur Herstellung eines in hohem Masse porösen Flächengebildes, das ungesintertes, praktisch vollständig faseriges Polytetrafluoräthylen enthält | |
DE60221752T2 (de) | Brennstoffzellenelektrode, Verfahren zur Herstellung und Brennstoffzelle mit solcher Elektrode | |
DD263086A5 (de) | Feste polymerelektrolytstruktur | |
DE19709199A1 (de) | Gasdiffusionselektrode mit verringertem Diffusionsvermögen für Wasser und Verfahren zum Betreiben einer Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle ohne Zuführung von Membranbefeuchtungswasser | |
DE10112585A1 (de) | Composit-Katalysator für eine Brennstoffzelle vom festen Polymer-Elektrolyt-Typ und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE112007000960B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines porösen Materials für eine Elektrolytmembran einer Brennstoffzelle | |
DE2951965A1 (de) | Elektrochemische zellen | |
DE1471743A1 (de) | Katalysatorelektroden und diese Elektroden enthaltende Brennstoffelemente | |
DE2836836A1 (de) | Luftelektroden | |
DE2610253A1 (de) | Poroese elektrode | |
DE2720528A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer brennstoffzellenelektrode | |
DE2844495A1 (de) | Elektrolytkatalysator aus thermisch stabilisiertem, partiell reduziertem platinmetalloxid und verfahren zu dessen herstellung | |
DE1571946A1 (de) | Elektroden fuer Brennstoffzellen mit freiem Elektrolyten | |
DE2343222A1 (de) | Gasdiffusionselektrode | |
DE1771663A1 (de) | Poren- bzw. poroese Elektroden und Verfahren zu deren Herstellung | |
EP1769551B1 (de) | SILBER-GASDIFFUSIONSELEKTRODE FÜR DEN EINSATZ IN CO<sb>2</sb>-HALTIGER LUFT SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG | |
DE3104122A1 (de) | Fester polymerer elektrolyt und verfahren zur herstellung | |
DE10296225B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Ionenaustauscher- Fluorkohlenstoffharzmembran, eine gemäß dem Verfahren erhaltene Ionenaustauscher- Fluorkohlenstoffharzmembran, eine Membran- Elektrodeneinheit und eine Brennstoffzelle, die mit der Membran ausgestattet sind | |
DE3524604C2 (de) | ||
DE2100749C3 (de) | Gasdiffusionselektrode | |
DE2123346A1 (de) | Luftdiffusionselektrode für Brennstoffelement | |
DE1596060A1 (de) | Waermebestaendige,halbfeste Elektrolytmembran fuer Brennstoffzellen | |
DE2500305A1 (de) | Leichte verbundelektrode und verfahren zur herstellung derselben | |
DE3538043A1 (de) | Elektrochemische zelle mit elektrolytumlauf, verfahren zum herstellen einer gasdepolarisierten katode und elektrolyseverfahren | |
DE2924669C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer porösen Elektrode für Brennstoffzellen |