DE19940015B9

DE19940015B9 - Method and device for producing an electrode

Info

Publication number: DE19940015B9
Application number: DE19940015A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr. Wagner
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: DE19940015B4; DE19940015A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, bei welchem ein Beschichtungsmaterial auf ein Gewebe aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer einer Aufbringseite für das Beschichtungsmaterial gegenüberliegenden Seite des Gewebes eine Folie an dem Gewebe positioniert wird, um ein Durchfallen von Beschichtungsmaterial auf der der Aufbringseite gegenüberliegenden Seite zu verhindern und daß nach Beschichtung des Gewebes die Folie mit daran haftendem Beschichtungsmaterial vom Gewebe abgelöst wird.A method of producing an electrode, in which a coating material is applied to a fabric, characterized in that a film is positioned on the side of the fabric opposite an application side for the coating material, in order to prevent coating material from falling through on the side opposite the application side to prevent and that after coating the fabric, the film with the coating material adhering to it is detached from the fabric.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, bei welchem ein Beschichtungsmaterial auf ein Gewebe und insbesondere ein Metallgewebe aufgebracht wird.The invention relates to a method for producing an electrode in which a coating material is applied to a fabric and in particular a metal fabric.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrode, umfassend eine Zuführungseinrichtung für Beschichtungsmaterial, eine Zuführungseinrichtung für ein Gewebe, insbesondere für ein Metallgewebe, und eine Aufbringvorrichtung für Beschichtungsmaterial auf dem Gewebe.The invention further relates to a Device for producing an electrode, comprising a feed device for coating material, a feeder for a Fabrics, especially for a metal mesh, and an applicator for coating material the tissue.

Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur insbesondere Trockenbeschichtung zur Herstellung einer kunststoffgebundenen Aktivkohleschicht für dünne Gasdiffusionselektroden ist aus der DE 29 41 774 C2 bekannt.Such a method and a device for in particular dry coating for producing a plastic-bonded activated carbon layer for thin gas diffusion electrodes is known from the DE 29 41 774 C2 known.

Aus der DE 195 48 422 A1 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Materialverbunden mit gleichbleibender Fertigungsqualität bekannt, bei dem mindestens ein flächiges Gebildet, das ionenleitendes oder elektronenleitendes Material enthält, kontinuierlich geführt und mit mindestens einem weiteren Material kontaktiert oder verbunden wird, das ein weiteres Funktionsmaterial enthält.From the DE 195 48 422 A1 A method for the continuous production of material composites with a constant manufacturing quality is known, in which at least one flat structure which contains ion-conducting or electron-conducting material is continuously guided and contacted or connected with at least one further material which contains a further functional material.

Aus der DE 195 09 749 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbunds aus Elektrodenmaterial, Katalysatormaterial und einer Festelektrolytmembran für eine elektrochemische Zelle bekannt, bei welchem Festelektrolytmaterial durch Erweichen in porentiefen Kontakt mir dem Elektrodenmaterial und dem Katalysatormaterial gebracht wird. Es wird dabei ein katalytisches Pulver hergestellt, aus dem dann wiederum eine katalytische Schicht auf einem Träger hergestellt wird, Die katalytische Schicht wird auf einer dem Träger abgewandten Seite zum Erweichen des Festelektrolytmaterials aufgeheizt und anschließend wird die katalytische Schicht bei noch erweichtem Festelektrolytmaterial zur Bildung eines Verbunds unter Druck auf die Festelektrolytmembran aufgebracht.From the DE 195 09 749 A1 A method for producing a composite of electrode material, catalyst material and a solid electrolyte membrane for an electrochemical cell is known, in which solid electrolyte material is brought into pore-deep contact with the electrode material and the catalyst material by softening. A catalytic powder is produced, from which in turn a catalytic layer is then produced on a carrier, the catalytic layer is heated on a side facing away from the carrier to soften the solid electrolyte material and then the catalytic layer is used to form a composite while the solid electrolyte material is still softened applied under pressure to the solid electrolyte membrane.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung insbesondere dünner Elektroden bereitzustellen, welches möglichst wenig Arbeitsschritte umfaßt.The invention is based on the object To provide processes for the production of thin electrodes, which if possible includes few steps.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren auf einer einer Aufbringseite für das Beschichtungsmaterial gegenüberliegenden Seite des Gewebes eine Folie an dem Gewebe positioniert wird, um ein Durchfallen von Beschichtungsmaterial auf der der Aufbringseite gegenüberliegenden Seite zu verhindern, und daß nach Beschichtung des Gewebes die Folie mit daran haftendem Beschichtungsmaterial vom Gewebe abgelöst wird.This object is achieved according to the invention solved, that at the method mentioned at the beginning on one application side for the coating material opposite Side of the fabric A film is placed on the fabric to create a Failure of coating material on the application side opposite Side to prevent and that after Coating the fabric, the film with the coating material adhering to it Tissue detached becomes.

Durch das Versehen der der Aufbringseite abgewandten Seite des Gewebes mit einer Folie wird verhindert, daß durch das Gewebe hindurchfallendes Beschichtungsmaterial eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit diesem Material kontaminiert. Das üblicherweise verwendete Beschichtungsmaterial ist pulverförmig und insbesondere sehr fein, so daß es sich auch fein in der Vorrichtung verteilen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren verringert durch die Verringerung der Verteilung des Pulvers in der Vorrichtung daher die Wartungszeiten und damit Stillstandzeiten, die zur Reinigung der Vorrichtung aufgebracht werden müssen.By providing the side facing away from the application side Side of the fabric with a foil is prevented by coating material falling through the tissue is a device to carry out the process contaminated with this material. Usually coating material used is powdery and in particular very fine so it can also be finely distributed in the device. The method according to the invention reduced by reducing the distribution of the powder in the Device therefore the maintenance times and thus downtimes, that must be applied to clean the device.

Ein ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß das durch das Gewebe gelangende Beschichtungsmaterial eine Schicht auf der Folie bildet. Aus dieser Schicht selber läßt sich auf einfache Weise eine Elektrode herstellen. Durch die entsprechende Wahl der Struktur und der Abmessungen des Gewebes und insbesondere einer Maschenweite des Gewebes und eine Drahtstärke von das Gewebe bildenden Drähten läßt sich die Struktur und damit die Struktur der hergestellten Elektrode gezielt einstellen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich in einem Arbeitsgang dadurch zwei Elektroden herstellen, nämlich eine Elektrode, welche durch die Beschichtung auf der Aufbringseite des Gewebes gebildet ist und eine zweite Elektrode, welche durch die Beschichtung durch das Gewebe hindurch auf der Folie gebildet ist.A very special advantage of the method according to the invention is that through the fabric coating material a layer on the Foil forms. From this layer itself can be easily make an electrode. By choosing the appropriate structure and the dimensions of the fabric and in particular a mesh size of the fabric and a wire gauge of wires forming the tissue let yourself the structure and thus the structure of the electrode produced set specifically. In the method according to the invention, in this way produce two electrodes in one operation, namely one Electrode through the coating on the application side of the fabric is formed and a second electrode, which by the coating is formed on the film through the fabric.

Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, daß auf einer einer Aufbringseite für das Beschichtungsmaterial gegenüberliegenden Seite des Gewebes eine Folie an dem Gewebe positioniert wird, daß die Folie durch das Gewebe hindurch beschichtet wird, daß nach Beschichtung des Gewebes die Folie mit daran haftendem Beschichtungsmaterial vom Gewebe abgelöst wird und daß die Folie Trägerfolie oder Zwischenträgerfolie für eine Elektrodenbeschichtung ist.The task mentioned at the beginning will according to the invention also thereby solved, that on one of an application page for the coating material opposite Side of the fabric a film is positioned on the fabric that the film is coated through the fabric that after coating the fabric the film with the adhering coating material is detached from the fabric and that the Carrier film or intermediate carrier film for one Electrode coating is.

Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens werden unten weiter erläutert.The advantages of this method according to the invention are further explained below.

Bei einer vorteilhaften Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Folie selbstklebend ist. Dadurch kann das durch das Gewebe hindurchgelangende Beschichtungsmaterial auf der Folie haften und mittels der Folie läßt sich das daran haftende Beschichtungsmaterial auf einen Elektrodenträger übertragen, das heißt die Folie stellt einen Zwischenträger dar. Durch dieses Verfahren lassen sich sehr dünne Elektrodenbeschichtungen mit hoher zeitlicher Strom- und Spannungsstabilität herstellen.In an advantageous variant one embodiment it is envisaged that the Film is self-adhesive. As a result, that which passes through the tissue Coating material stick to the film and by means of the film let yourself transfer the coating material adhering to it to an electrode carrier, this means the film represents an intermediate carrier. By this method can be very thin Manufacture electrode coatings with high temporal current and voltage stability.

Besonders kostengünstig ist es, wenn die Folie aus Polyethylen ist. Es lassen sich dann handelsübliche Folien verwenden, die unproblematisch einsetzbar sind.It is particularly inexpensive if the film is made of polyethylene. Commercial films can then be used can be used without any problems.

Bei einer weiteren Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Folie aus einem ionenleitenden Material und insbesondere aus einem protonenleitenden Material ist.In a further variant of an embodiment it is provided that the film is made of an ion-conducting material and in particular is a proton conductive material.

Vorzugsweise ist dabei die Folie eine protonenleitende Membran. Dadurch lassen sich in einem Arbeitsgang die Elektrodenschichten einer Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit beispielsweise für eine Brennstoffzelle herstellen: Die Elektrode für eine Luftseite wird durch die Beschichtung durch das Gewebe hindurch auf der Folie, das heißt der Membran, hergestellt und die Beschichtung für die Flüssigkeitsseite (beispielsweise der Methanol-Seite) erhält man durch die Beschichtung des Gewebes. Nach Abschluß des Beschichtungsvorganges wird dann die Membran mit dem Beschichtungsmaterial daran von dem Gewebe abgelöst und die Membran dann der Schicht auf dem Gewebe gegenüberliegend angeordnet.The film is preferably here a proton-conducting membrane. This allows you to do it in one operation the electrode layers of an electrode-membrane-electrode unit for example for a Manufacture fuel cell: The electrode for one air side is through the coating is made through the fabric on the film, i.e. the membrane and the coating for the liquid side (for example the methanol side) is obtained by the coating of the fabric. After completing the The coating process then becomes the membrane with the coating material detached from it from the tissue and then the membrane facing the layer on the fabric arranged.

Günstigerweise wird die Folie an das Gewebe gepresst, um so beider Positionierung der Folie einen guten Kontakt mit dem Gewebe zu erzielen und insbesondere während der Beschichtung eine Ablösung der Folie von dem Gewebe zu vermeiden.conveniently, the film is pressed against the tissue, so as to position it the film to achieve good contact with the tissue and in particular while a peeling of the coating to avoid the film from the fabric.

Konstruktiv besonders einfach ist es, wenn die Folie auf das Gewebe aufgewalzt wird. Beispielsweise läßt sich in einem Kalander gleichzeitig die Aufwalzung der Folie auf das Gewebe und die Aufwalzung des Beschichtungsmaterials auf das Gewebe durchführen. Günstigerweise wird also auch das Beschichtungsmaterial auf das Gewebe aufgewalzt.Is structurally particularly simple it when the film is rolled onto the fabric. For example let yourself in a calender simultaneously rolling the film onto the Fabric and the rolling of the coating material onto the fabric carry out. conveniently, the coating material is also rolled onto the fabric.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Folienaufwalzung auf das Gewebe und die Aufwalzung von Beschichtungsmaterial auf das Metallgewebe durch gegenläufige Walzen erfolgt, um auf diese Weise ein gutes Aufwalzergebnis zu erhalten, da insbesondere die Drehgeschwindigkeiten der beiden Walzen an ihrem Wirkpunkt (dem Walzpunkt) im wesentlichen die gleiche Richtung aufweisen.It is particularly advantageous if the film is rolled onto the fabric and the roll of Coating material on the metal mesh by counter-rotating rollers in order to obtain a good rolling result in this way, because in particular the rotational speeds of the two rollers on their Action point (the rolling point) have substantially the same direction.

Vorteilhafterweise liegt. dann der Walzpunkt einer Walze zur Aufwalzung der Folie auf der Verbindungslinie zwischen einer Achse dieser Walze und einer Achse der Walze zur Aufwalzung des Beschichtungsmaterials. Kräfte, die durch die eine Walze ausgeübt werden und das Aufwalzergebnis der anderen Walze beeinträchtigen können, sind dadurch weitgehend vermieden. Ebenfalls vorteilhaft dazu ist es, wenn der Walzpunkt einer Walze zur Aufwalzung des Beschichtungsmaterials auf der Verbindungslinie zwischen einer Achse dieser Walze und einer Achse zur Aufwalzung der Folie liegt.Advantageously lies. then the Rolling point of a roller for rolling the film on the connecting line between an axis of this roller and an axis of the roller for Rolling the coating material. Forces caused by one roller exercised and affect the rolling result of the other roller can, are largely avoided. This is also advantageous it when the rolling point of a roller for rolling the coating material on the connecting line between an axis of this roller and one Axis for rolling the film is.

Besonders günstige Aufbringungsergebnisse lassen sich fertigungstechnisch auf einfache Weise erreichen, wenn die Aufbringung des Beschichtungsmaterials und die Aufbringung der Folie in einem Kalander erfolgt.Particularly favorable application results can be easily achieved in terms of production technology if the application of the coating material and the application of the Foil is done in a calender.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Folie durch das Gewebe hindurch beschichtet wird, das heißt, wenn auf der Folie eine Schicht an Beschichtungsmaterial gebildet wird, welches durch Maschen des Gewebes hindurch auf die Folie gelangt. Dadurch erhält man auf der Folie ein negatives Bild des Gewebes, wobei die Beschichtung auf der Folie selber gleichmäßig und homogen ist. Der Beschichtungsvorgang ist dabei ähnlich einem trockenen, lösungsmittelfreien Offsetdruck.It is particularly advantageous when the film is coated through the fabric, that is, when a layer of coating material is formed on the film, which passes through the mesh on the film. This gives one on the slide a negative image of the fabric, the coating on the film itself evenly and is homogeneous. The coating process is similar to a dry, solvent-free one Offset printing.

Günstigerweise ist die Folie als Trägerfolie für Beschichtungsmaterial vorgesehen. Die Trägerfolie kann dabei eine direkte Trägerfolie sein, wie beispielsweise eine ionenleitende Membran, auf der dann die Elektrode gebildet wird, oder auch eine Zwischenträgerfolie, auf die das Beschichtungsmaterial zuerst aufgebracht wird, dann auf den eigentlichen Elektrodenträger übertragen wird, indem später die Folie (die Zwischenträgerfolie) abgelöst wird.conveniently, is the film as a carrier film for coating material intended. The carrier film can be a direct carrier film be, such as an ion-conducting membrane, on the then the electrode is formed, or an intermediate carrier film, to which the coating material is applied first, then is transferred to the actual electrode carrier by the foil later (the intermediate carrier film) superseded becomes.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn auf der Folie ein Bild des Gewebes gebildet ist. Da die Beschichtung durch die Maschen des Gewebes hindurch erfolgt, ist dieses Bild ein Negativbild des Gewebes. Durch entsprechende Ausbildung des Gewebes (das heißt durch entsprechende Strukturierung und Dimensionierung) läßt sich dann das Beschichtungsergebnis gezielt steuern.It is particularly advantageous when an image of the fabric is formed on the film. Because the coating this image is through the mesh of the fabric a negative image of the tissue. By training the Tissue (that is through appropriate structuring and dimensioning) then control the coating result in a targeted manner.

Vorteilhaft ist dabei auch, daß aufgrund der Beschichtung durch das Gewebe hindurch die Schicht auf der Folie selber gleichmäßig und homogen ist, ohne daß dafür wesentliche weitere Veranstaltungen zur Vergleichmäßigung bzw. Homogenisierung getroffen werden müssen.It is also advantageous that due to the coating through the fabric, the layer on the film itself evenly and is homogeneous without essential further events for equalization or homogenization must be taken.

Bei einer Variante einer Ausführungsform wird nach Beschichtung des Gewebes die Folie mit daran haftendem Beschichtungsmaterial vom Gewebe abgelöst. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, das Beschichtungsmaterial auf der Folie selber als Elektrode zu verwenden.In a variant of an embodiment after coating the fabric, the film with the coating material adhering to it detached from the tissue. This gives the opportunity the coating material on the film itself as an electrode use.

Günstigerweise hat man dann mittels der Aufbringung von Beschichtungsmaterial auf dem Gewebe zwei getrennte Elektrodenschichten erzeugt, nämlich die eine Schicht auf der Folie und die andere auf dem Gewebe.conveniently, one then has to apply coating material the tissue creates two separate electrode layers, namely the one layer on the film and the other on the fabric.

Bei einer Variante einer Ausführungsform wird die abgelöste Folie mit ihrer beschichteten Seite auf einem Elektrodenträger positioniert. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft zu verwenden, wenn als Folie eine selbstklebende Folie wie beispielsweise eine handelsübliche Polyethylen-Folie mit einer adhäsiven Schichtoberfläche eingesetzt wird. Eine solche Polyethylen-Folie weist keine ionenleitenden Eigenschaften auf und zur Herstellung einer Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit muß das Beschichtungsmaterial zuerst auf einem Elektrodenträger wie zum Beispiel einer ionenleitenden Membran positioniert werden.In a variant of an embodiment the detached Foil positioned with its coated side on an electrode carrier. This method is particularly advantageous to use when as Film a self-adhesive film such as a commercially available polyethylene film with an adhesive layer surface is used. Such a polyethylene film has no ion-conducting properties on and to produce an electrode-membrane-electrode unit, the coating material first on an electrode carrier such as an ion-conducting membrane.

Günstigerweise erfolgt die Positionierung der Folie auf dem Elektrodenträger mittels Aufwalzung, um so einen entsprechenden Anpressdruck bereitzustellen, damit das Beschichtungsmaterial, das von der Folie auf den Elektrodenträger (beispielsweise eine ionenleitende Membran) übertragen werden soll, gut auf dem Elektrodenträger haftet und später die Folie abgezogen werden kann, und dabei beim Ablösen nur ein geringer Anteil an der Folie haften bleibt, während der weitaus größte Anteil des Beschichtungsmaterials auf dem Elektrodenträger verbleibt. Durch dieses Verfahren läßt sich auf dem Elektrodenträger gezielt eine dünne, gleichmäßige und homogene Elektrodenschicht ausbilden, wobei die Struktur der Elektrodenschicht selber durch die Wahl des Gewebes vorgebbar ist. Insbesondere lassen sich dadurch gezielt Kanäle in der Elektrodenschicht bilden, so daß diese eine hohe aktive Oberfläche aufweist und damit effektiv einsetzbar ist.The film is advantageously positioned on the electrode carrier by means of rolling, so as to provide a corresponding contact pressure so that the coating material which is to be transferred from the film to the electrode carrier (for example an ion-conducting membrane) adheres well to the electrode carrier and the film is subsequently removed can be, and only a small proportion of the film adheres to it when detached, while the vast majority of Be Layering material remains on the electrode carrier. This method allows a thin, uniform and homogeneous electrode layer to be specifically formed on the electrode carrier, the structure of the electrode layer itself being specifiable by the choice of the tissue. In particular, channels can thereby be deliberately formed in the electrode layer so that it has a high active surface and can therefore be used effectively.

Günstigerweise ist das Elektrodenträgermaterial eine ionenleitende Membran, um so auf einfache Weise eine Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit auszubilden.conveniently, is the electrode carrier material an ion-conducting membrane so as to easily form an electrode-membrane-electrode unit train.

Konstruktiv besonders einfach ist es, wenn eine Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit (EME) durch ein beschichtetes Gewebe und eine bei dieser Beschichtung hergestellten' Membranfolie gebildet wird. Dadurch lassen sich die beiden Elektrodenschichten dieser EME in einem Arbeitsgang herstellen und auch die Zusammenfügung der EME läßt sich auf einfache Weise bewirken.Is structurally particularly simple it when an electrode-membrane-electrode unit (EME) through a coated fabric and one with this coating manufactured 'membrane film is formed. This allows the two electrode layers this EME in one step and also the assembly of the EME can be effect in a simple way.

Günstigerweise sind bei einer derart hergestellten EME die Elektrodenschichten der Membranfolie zugewandt angeordnet, so daß auf beiden Seiten der Membran eine Elektrodenschicht sitzt. Die dickere der beiden Elektrodenschichten, die durch das direkte Aufwalzen von Beschichtungsmaterial auf dem Gewebe hergestellt wurde, ist dabei durch das Gewebe selber nach außen geschützt.conveniently, are the electrode layers in an EME manufactured in this way arranged facing the membrane film so that on both sides of the membrane there is an electrode layer. The thicker of the two electrode layers, by the direct rolling of coating material on the Fabric has been produced, is due to the fabric itself Outside protected.

Bei einer Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß beidseitig eines Elektrodenträgermaterials jeweils Beschichtungsmaterial von einer Folie übertragen wird. Das heißt, es wird jeweils eine Folie mit einer Beschichtung darauf hergestellt und dann die Beschichtung auf das Elektrodenträgermaterial übertragen; die Folie wirkt dabei als Zwischenträger, das heißt auf ihr wird zuerst während des Beschichtungsverfahrens das Bild des Gewebes erzeugt und dann mittels dieser Folie auf das Elektrodenträgermaterial übertragen. Dieses Verfahren läßt sich mit einem Einsatz von handelsüblichen Folien wie Polyethylen-Folien durchführen. Man erhält dadurch dünne Beschichtungen und auf dem Elektrodenträgermaterial lassen sich dadurch dünne Elektrodenschichten ausbilden. Kostengünstig bei diesem Verfahren ist insbesondere, daß der Verbrauch von Elektrodenträgermaterial (wie eine ionenleitende Membran) im wesentlichen auf die Größe einer EME selber beschränkt ist, da eine billige Folie wie eine Polyethylen-Folie während des Beschichtungsvorganges verwendet wird.In a variant of an embodiment it is intended that on both sides of an electrode carrier material each coating material is transferred from a film. That means it will each made a film with a coating on it and then transfer the coating to the electrode carrier material; the film acts as an intermediate carrier, that is, on it will first during the coating process creates the image of the fabric and then transferred to the electrode carrier material by means of this film. This procedure can be with a use of commercially available Carry out foils like polyethylene foils. You get through it thin coatings and on the electrode substrate can be thin Form electrode layers. Inexpensive with this method is in particular that the Consumption of electrode carrier material (like an ion conducting membrane) essentially to the size of a EME limited itself is because a cheap film like a polyethylene film during the Coating process is used.

Fertigungstechnisch läßt sich eine Übertragung des Bildes von der Folie auf das Elektrodenträgermaterial dadurch erreichen, daß eine Folie in einem Kalander auf das Elektrodenträgermaterial aufgewalzt wird, das heißt daß eine erste Folie auf der einen Seite des Elektrodenträgermaterials und eine zweite Folie auf eine zweite Seite des Elektrodenträgermaterials durch gegenläufige Walzen gleichzeitig aufgewalzt wird.Manufacturing technology can be a transfer of the image from the film onto the electrode carrier material that a Foil is rolled onto the electrode carrier material in a calender, this means that a first film on one side of the electrode carrier material and a second Film on a second side of the electrode carrier material by counter-rotating rollers is rolled at the same time.

Günstigerweise wird das Beschichtungsmaterial dem Gewebe als Pulver zugeführt, um so einerseits eine dickere Elektrode durch direkte Aufwalzung auf das Gewebe zu erreichen und andererseits es zu ermöglichen, daß das Beschichtungsmaterial durch die Maschen des Gewebes zur Folie gelangen kann, um dort eine Schicht zu bilden.conveniently, the coating material is supplied to the tissue as a powder in order to so on the one hand a thicker electrode by direct rolling on to reach the tissue and on the other hand to enable that this Coating material can reach the film through the mesh of the fabric, to form a layer there.

Es ist vorgesehen, daß das Beschichtungsmaterial ein Trägermaterial und ein Katalysatormaterial umfaßt. Das Trägermaterial dient zur Bereitstellung eines "Volumens" und das Katalysatormaterial sorgt für die erforderlichen elektrochemischen Eigenschaften zum Einsatz beispielsweise in einer Brennstoffzelle.It is contemplated that the coating material a carrier material and comprises a catalyst material. The carrier material is used for the provision of a "volume" and the catalyst material provides for the required electrochemical properties for use, for example in a fuel cell.

Ein kostengünstiges Trägermaterial ist Aktivkohle. Als Katalysatormaterial wird vorzugsweise ein Edelmetall oder eine Edelmetallverbindung verwendet.Activated carbon is an inexpensive carrier material. A noble metal or a is preferably used as the catalyst material Precious metal compound used.

Günstigerweise wird dem Beschichtungsmaterial ein Bindemittel beigemischt. Durch das Bindemittel läßt sich einerseits eine relativ dicke Schicht an Beschichtungsmaterial auf das Gewebe aufwalzen. Andererseits lassen sich bei entsprechender Wahl des Bindemittels in der Schicht hydrophobe Kanäle ausbilden, um so den Einsatz der Elektrode als Gasdiffusionselektrode zu ermöglichen.conveniently, a binder is added to the coating material. By the binder can be on the one hand, a relatively thick layer of coating material roll up the fabric. On the other hand, with appropriate Form the choice of the binder in the layer of hydrophobic channels, to enable the use of the electrode as a gas diffusion electrode.

Ein vorteilhaftes Bindemittel für einen derartigen Einsatz ist Polytetraflourethylen.An advantageous binder for one such use is polytetrafluoroethylene.

Günstigerweise werden ein oder mehrere Parameter aus den Parametern Umdrehungsgeschwindigkeit der beiden Walzen, ein Abstand zwischen Walzpunkten der beiden Walzen, ein Abstand zwischen einem Beschichtungsmaterial-Zuführungstrichter, einer Breite einer Zuführungsöffnung des Zuführungstrichters und einer Mahldauer der Pulvermischung eingestellt. Bei einem vorgegebenen oder entsprechend gewähltem Maschengewebe, das heißt bei entsprechend gewählter Struktur und entsprechend gewählten Dimensionen, lassen sich dann je nach Anwendungszweck optimale Ergebnisse erreichen. Günstigerweise wird also eine Maschenweite des Gewebes entsprechend gewählt.conveniently, become one or more parameters from the parameters speed of rotation of the two rolls, a distance between the rolling points of the two rolls, a distance between a coating material feed hopper, a width of a feed opening of the feed hopper and a grinding time of the powder mixture. At a given or accordingly chosen Mesh, that is if selected accordingly Structure and chosen accordingly Dimensions, you can then achieve optimal results depending on the application to reach. conveniently, a mesh size of the fabric is chosen accordingly.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Wartungsaufwand erniedrigt ist und mit welcher sich in möglichst wenig Arbeitsgängen Elektroden und insbesondere dünne Elektroden herstellen lassen.Furthermore, the invention has the object to create a device of the type mentioned in the introduction, at which the maintenance effort is reduced and with which in if possible few operations Electrodes and especially thin electrodes have it made.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der eingangs genannten Vorrichtung eine Zuführungsvorrichtung für eine Folie vorgesehen ist, mittels der die Folie auf einer einer Aufbringseite des Beschichtungsmaterials abgewandten Seite des Gewebes an dem Gewebe positionierbar ist und daß die Folie so positionierbar ist, daß ein Durchfallen von Beschichtungsmaterial auf der der Aufbringseite abgewandten Seite verhindert ist.This object is achieved according to the invention solved, that at a feed device for a film is provided for the device mentioned at the beginning is, by means of which the film on one application side of the coating material opposite side of the fabric is positioned on the fabric and that the Foil can be positioned so that a Failure of coating material on the application side opposite side is prevented.

Diese Vorrichtung weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit vorteilhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläuterten Merkmale und Vorteile auf.This device has the already in connection with the inventive method Ren and features and advantages explained with advantageous embodiments of the method according to the invention.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zuführungsvorrichtung für eine Folie Anpressmittel zum Andrücken der Folie auf das Gewebe umfaßt, um so die Folie auf dem Gewebe sicher zu positionieren, dafür zu sorgen, daß diese gut hält, und eine Ablösung während des Beschichtungsvorganges zu vermeiden.It is particularly advantageous if the feeder for one Foil pressing agent for pressing of the film on the fabric so to securely position the film on the fabric to ensure that these holds well, and a detachment while to avoid the coating process.

Fertigungstechnisch besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anpressmittel eine Walze zum Aufwalzen der Folie umfassen.Technically particularly advantageous it is when the pressing means a roller for rolling the film include.

Günstigerweise ist die Walze zum Aufwalzen der Folien hochpoliert, um eine Beschädigung der Folie durch das Aufwalzen zu vermeiden.conveniently, the roller for rolling the foils is highly polished to prevent damage to the foil to avoid by rolling on.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Aufbringvorrichtung Aufwalzmittel für das Beschichtungsmaterial umfaßt. Dadurch läßt sich auch auf einfache Weise das Aufwalzen der Folie und das Aufwalzendes Beschichtungsmaterials gleichsinnig synchron durchführen, um insbesondere auch ein gleichmäßiges und homogenes Beschichtungsergebnis auf beiden Seiten des Gewebes zu erreichen. Vorteilhafterweise sind dabei die Anpressmittel für die Folie und Aufwalzmittel für das Beschichtungsmaterial als Kalander ausgebildet. Dadurch läßt sich auf einfache Weise ein synchrones Aufwalzen erreichen.It is also advantageous if the applicator rolling means for the coating material includes. This allows also the rolling up of the film and the rolling up in a simple manner Carry out coating material in the same direction in order to in particular even and homogeneous coating result on both sides of the fabric to reach. Advantageously, the pressing means for the film and Rolling agent for the coating material is designed as a calender. This allows achieve synchronous rolling in a simple manner.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn für die Walzen des Kalanders betragsmäßig gleiche gegensinnige Umdrehungsgeschwindigkeiten eingestellt sind, um so einerseits ein gutes Aufwalzergebnis zu erzielen und andererseits zu vermeiden, daß die Kräfte der einen Walze das Aufwalzergebnis der anderen Walze beeinflussen.It is particularly advantageous if for the rollers the amount of the calender is the same opposite rotation speeds are set, so to achieve a good rolling result on the one hand and on the other hand to avoid the forces of one roller affects the rolling result of the other roller.

Günstigerweise ist ein Abstand zwischen den beiden Walzen einstellbar, um so durch Wahl der entsprechenden Einstellung gute Beschichtungsergebnisse (auf beiden Seiten des Gewebes) zu erhalten.conveniently, a distance between the two rollers is adjustable, so as to Choice of the appropriate setting good coating results (on both sides of the fabric).

Fertigungstechnisch besonders günstig ist, wenn die Zuführungseinrichtung für Beschichtungsmaterial einen Trichter für Beschichtungsmaterial umfaßt. Aus diesem Trichter läßt sich dann über eine Fallstrecke pulverförmiges Beschichtungsmaterial der Aufbringvorrichtung zuführen.Manufacturing technology is particularly cheap if the feeder for coating material a funnel for Coating material includes. From this funnel you can then over a powdered fall range Feed coating material to the applicator.

Günstigerweise ist dabei ein Abstand des Trichters zur Auffangvorrichtung einstellbar, das heißt die Länge der Fallstrecke ist einstellbar. Dadurch läßt sich dann bei entsprechender Einstellung wiederum ein optimales Beschichtungsergebnis für die Schicht auf der Folie und für die Beschichtung des Gewebes erreichen.conveniently, a distance between the funnel and the collecting device can be set, this means the length the fall distance is adjustable. This can then with appropriate Setting in turn an optimal coating result for the layer on the slide and for reach the coating of the fabric.

Günstigerweise ist eine Öffnungsweite einer Trichteröffnung des Trichters einstellbar, um den Pulverstrom an Beschichtungsmaterial zur Aufbringvorrichtung zu steuern und um die Breite des Pulverstroms zu steuern.conveniently, is an opening width a funnel opening of the hopper adjustable to the powder flow of coating material to control the applicator and the width of the powder stream to control.

Günstigerweise ist eine Mischungsdauer zur Herstellung einer Pulvermischung an Beschichtungsmaterial einstellbar. Dadurch läßt sich eine gewünschte bzw. notwendige Größe der Pulverpartikel im Beschichtungsmaterial einstellen.conveniently, is a mixing time to produce a powder mixture Coating material adjustable. A desired or necessary size of the powder particles in the Adjust coating material.

Bei einer Variante einer Ausführungsform ist eine Positioniervorrichtung zum Positionieren einer beschichteten Folie auf einem Elektrodenträger vorgesehen. Durch diese Positioniervorrichtung läßt sich eine beschichtete Folie, welche entsprechend von dem Gewebe abgelöst wurde, auf dem Elektrodenträger positionieren und sich dieses Beschichtungsmaterial von der Folie auf diesen Eektrodenträger übertragen. Die Folie selber kommt daher als Zwischenträger zum Einsatz Fertigungstechnisch besonders günstig ist es, wenn die Positioniervorrichtung Anpressmittel zum Anpressen der Folie – also der beschichteten Folie – auf dem Elektrodenträger umfaßt. Konstruktiv besonders einfach ist es, wenn die Anpressmittel eine Walze umfassen und insbesondere ein Kalander vorgesehen ist, um im wesentlichen in einem Arbeitsgang auf zwei Seiten des Elektrodenträgers wie beispielsweise einer ionenleitenden Membran jeweils eine Elektrode anzuordnen.In a variant of an embodiment is a positioning device for positioning a coated Foil on an electrode carrier intended. This positioning device enables a coated film, which has been removed from the tissue accordingly, on the electrode carrier and this coating material is transferred from the film to this electrode carrier. The film itself is therefore used as an intermediate carrier in manufacturing technology very cheap it is when the positioning device presses to press the film - that is coated film - on includes the electrode carrier. constructive It is particularly simple if the pressing means comprise a roller and in particular a calender is provided to substantially in one operation on two sides of the electrode carrier like for example, one electrode each for an ion-conducting membrane to arrange.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments the invention serves in conjunction with the drawing for a more detailed explanation. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrode; 1 a schematic representation of a device for producing an electrode;

2 bis 4 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Elektrode, wobei in 2 to 4 schematically a first embodiment of a method according to the invention for producing an electrode, wherein in

2 die Aufbringung von Beschichtungsmaterial auf ein Gewebe gezeigt ist, in 2 the application of coating material to a fabric is shown in

3 die Ablösung einer Folie von dem Gewebe und in 3 the detachment of a film from the tissue and in

4 die Zusammensetzung einer Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit; 4 the composition of an electrode-membrane-electrode unit;

5 bis 8 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei 5 to 8th a second embodiment of a method according to the invention, wherein

5 die Aufbringung von Beschichtungsmaterial zeigt, 5 shows the application of coating material,

6 die Ablösung einer Folie von einem Gewebe; 6 the detachment of a film from a tissue;

7 die Aufbringung von Folien auf ein Elektrodenträgermaterial und 7 the application of foils to an electrode carrier material and

8 die Ablösung der Folien. 8th the release of the foils.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrode umfaßt, wie in 1 schematisch gezeigt, eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Zuführungseinrichtung für Beschichtungsmaterial. Diese Zuführungseinrichtung 10 weist einen Vorratsbehälter 12 zur Aufnahme von pulverförmigem Beschichtungsmaterial auf. Es ist ein Antrieb 14 vorgesehen, der ein Förderungsmittel 16 wie beispielsweise eine Förderschnecke antreibt, um das pulverförmige Beschichtungsmaterial einem Trichter 18 zuzuführen.An embodiment of a device according to the invention for producing an electrode comprises, as in 1 shown schematically, one as a whole 10 designated feeder for coating material. This feeder 10 has a reservoir 12 to hold powder coating material. It is a drive 14 provided of a grant 16 such as a screw conveyor, drives the powdered coating material to a hopper 18 supply.

Der Trichter 18 ist mit dem Vorratsbehälter 12 über eine Verbindungsleitung 20, die insbesondere flexibel ausgebildet sein kann, verbunden. Ein Rührer 21 sorgt für eine gute Durchmischung des Beschichtungsmaterials im Trichter 18.The funnel 18 is with the reservoir 12 via a connecting line 20 , which in particular can be flexible. A stirrer 21 ensures good mixing of the coating material in the funnel 18 ,

Der Trichter 18 ist von einem Haltegestell 22, in einem Abstand 24 von einer als Ganzes mit 26 bezeichneten Aufbringvorrichtung für Beschichtungsmaterial gehalten.The funnel 18 is from a support frame 22 , at a distance 24 from having one as a whole 26 designated application device for coating material held.

Der Trichter 18 weist eine zu der Aufbringvorrichtung 26 hin ausgerichtete Trichteröffnung 28 auf, deren Öffnungsweite (d.h. deren Spaltbreite) einstellbar ist. Dazu ist beispielsweise ein Extender an der Trichteröffnung 28 angeordnet, um die Breite der Trichteröffnung 28 längs einer horizontalen Richtung einstellen zu können (in 1 liegt diese horizontale Richtung in der Zeichenebene).The funnel 18 points one to the applicator 26 oriented funnel opening 28 on, the opening width (ie the gap width) is adjustable. For example, there is an extender at the funnel opening 28 arranged to the width of the funnel opening 28 to be able to adjust along a horizontal direction (in 1 this horizontal direction lies in the drawing plane).

Zwischen der Trichteröffnung 28 und der Aufbringvorrichtung 26 liegt eine Fallstrecke 32 für Beschichtungsmaterial. Die Länge dieser Fallstrecke 32 ist über den Abstand 24 einstellbar. Ein beispielhafter Wert der Länge der Fallstrecke 32 ist 5 mm.Between the funnel opening 28 and the applicator 26 is a drop distance 32 for coating material. The length of this drop distance 32 is about the distance 24 adjustable. An exemplary value of the length of the fall distance 32 is 5 mm.

Durch die Aufbringvorrichtung 26 wird Beschichtungsmaterial 34, das durch die Zuführungseinrichtung 10 zugeführt wurde, auf ein Gewebe 36 und insbesondere ein Metallgewebe in der Form eines Drahtnetzes aufgebracht. Dazu ist eine Zuführungseinrichtung für das Gewebe 36 vorgesehen, welches als Ganzes in 1 mit 38 bezeichnet ist.Through the application device 26 becomes coating material 34 by the feeder 10 was fed onto a tissue 36 and in particular a metal mesh applied in the form of a wire mesh. For this there is a feed device for the tissue 36 provided which as a whole in 1 is designated 38.

Das Gewebe wird von einer Vorratsrolle 40, abgewickelt durch Umlenkrollen 42, 44, der Aufbringvorrichtung 26 zugeführt.The tissue is from a supply roll 40 , unwound through pulleys 42 . 44 , the applicator 26 fed.

Die Umlenkrolle 44 ist dabei so angeordnet und ausgebildet, daß das Gewebe 36 der Aufbringvorrichtung 26 vertikal (parallel zur Fallstrecke 32) zuführbar ist.The pulley 44 is arranged and designed so that the tissue 36 the applicator 26 vertical (parallel to the fall distance 32 ) can be fed.

Die Zuführungseinrichtung 38 für das Gewebe 36 umfaßt einen Antrieb 46, in den ein Ende eines Gewebebands 47 eingefädelt wird, um die Abwicklung des Gewebebands 47 von der Rolle 40 zu bewirken.The feeder 38 for the fabric 36 includes a drive 46 into which one end of a fabric tape 47 is threaded to unwind the fabric tape 47 off the roll 40 to effect.

Ferner umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrode eine Zuführungsvorrichtung 48 für eine Folie 50. Dazu ist eine Vorratsrolle 52 vorgesehen, von der die Folie 50 abwickelbar ist. Durch eine Umlenkrolle 54 und eine in diesem Zusammenhang als Umlenkrolle wirkende Walze 56 ist die Folie 50 als Folienband der Aufbringvorrichtung 26 für das Beschichtungsmaterial auf das Gewebe 36 zuführbar und zwar derart, daß die Folie der Aufbringvorrichtung 26 parallel zur Fallstrecke 32 vertikal zuführbar ist auf derjenigen Seite 58 des Gewebes 36, welche der Aufbringseite 60 für das Beschichtungsmaterial 34 abgewandt ist, um so die Folie 50 auf der Seite 58 des Gewebes 36 positionieren zu können.Furthermore, the device according to the invention for producing an electrode comprises a feed device 48 for a slide 50 , There is a supply role for this 52 provided from which the slide 50 can be developed. Through a pulley 54 and a roller acting in this connection as a deflection roller 56 is the slide 50 as a tape of the applicator 26 for the coating material on the fabric 36 can be supplied in such a way that the film of the applicator 26 parallel to the fall distance 32 can be fed vertically on that side 58 of the fabric 36 which is the application side 60 for the coating material 34 facing away, so the film 50 on page 58 of the fabric 36 to be able to position.

Bei einer Variante eines Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, daß die Folie 50 eine selbstklebende Seite aufweist. Bei dieser Variante wird die Folie 50 mit ihrer Klebeseite der Seite 58 des Gewebes 36 zugewandt der Aufbringvorrichtung 26 zugeführt.In a variant of an embodiment, it is provided that the film 50 has a self-adhesive side. In this variant, the film 50 with its adhesive side of page 58 of the fabric 36 facing the applicator 26 fed.

Die Zuführungseinrichtung 48 für die Folie 50 umfaßt einen Antrieb zur Abwicklung des Folienbands von der Vorratsrolle 52. Dieser Antrieb ist synchron zu dem Antrieb 46 zur Gewebeabwicklung. Vorteilhafterweise ist nur ein Antrieb 46 für die Folienabwicklung und die Gewebeabwicklung vorgesehen.The feeder 48 for the slide 50 comprises a drive for unwinding the film strip from the supply roll 52 , This drive is synchronous with the drive 46 for tissue processing. Only one drive is advantageous 46 intended for foil processing and fabric handling.

Die Aufbringvorrichtung 26 für das Beschichtungsmaterial 34 umfaßt vorteilhafterweise eine Walze 62 zur Aufwalzung von Beschichtungsmaterial auf die Aufbringseite 60 des Gewebes 36, wobei ein Walzpunkt 64 der Walze 62 dort liegt, wo das Beschichtungsmaterial 34 aus der Fallstrecke 32 auf das Gewebe 36 trifft.The applicator 26 for the coating material 34 advantageously comprises a roller 62 for rolling coating material onto the application side 60 of the fabric 36 , being a rolling point 64 the roller 62 is where the coating material is 34 from the fall distance 32 on the fabric 36 meets.

Die Drehrichtung der Walze 62 ist derart gewählt, daß die Drehgeschwindigkeit am Walzpunkt in vertikaler Richtung parallel zur Schwerkraftrichtung liegt; die Drehung erfolgt also entgegen dem Uhrzeigersinn.The direction of rotation of the roller 62 is chosen such that the rotational speed at the rolling point is parallel to the direction of gravity in the vertical direction; the rotation is therefore counterclockwise.

Die Walze 56, die insbesondere hochpoliert ist, dient zum Aufwalzen der Folie 50 auf die Seite 58 des Gewebes 36 beim Zuführen zu der Aufbringvorrichung 26. Ein Walzpunkt 66 dieser Walze 56 liegt beim Eintritt des Gewebes 36 in die Aufbringvorrichtung 26 und insbesondere auf der Verbindungslinie einer Achse 68 der Walze 62 und einer Achse 70 der Walze 56. Diese Verbindungslinie ist insbesondere horizontal ausgerichtet. Die Drehrichtung der Walze 56 ist entgegengerichtet zur Drehrichtung der Walze 62, erfolgt also im Uhrzeigersinn. Insbesondere sind die Drehgeschwindigkeiten der Walzen 56 und 62 gleich groß, aber entgegengerichtet. Dadurch bilden diese beiden Walzen 56 und 62 einen Kalander.The roller 56 , which is particularly highly polished, is used to roll the film 50 to page 58 of the fabric 36 when feeding to the applicator 26 , A rolling point 66 this roller 56 is when the tissue enters 36 into the applicator 26 u nd especially on the connecting line of an axis 68 the roller 62 and an axis 70 the roller 56 , This connecting line is in particular aligned horizontally. The direction of rotation of the roller 56 is opposite to the direction of rotation of the roller 62 , is done clockwise. In particular, the speeds of rotation of the rollers 56 and 62 same size, but opposite. As a result, these two rollers form 56 and 62 a calender.

Der Abstand zwischen den beiden Walzpunkten 64 und 66 ist einstellbar, indem der Abstand zwischen der Achse 68 der Walze 62 und der Achse 70 der Walze 56 einstellbar ist.The distance between the two rolling points 64 and 66 is adjustable by the distance between the axis 68 the roller 62 and the axis 70 the roller 56 is adjustable.

Ferner ist bei einer Variante einer Ausführungsform eine Schneidvorrichtung 72 vorgesehen, mittels der sich ein Gewebe 36, das auf der Aufbringungsseite 60 mit einer Beschichtung 74 versehen ist, abtrennen läßt. Durch die Schneidvorrichtung 72 läßt sich auch die Folie 50, welche auf der Seite 58 des Gewebes 36 positioniert ist, mitabtrennen.Furthermore, in a variant of an embodiment there is a cutting device 72 provided by means of which a tissue 36 that is on the application side 60 with a coating 74 is provided, can be separated. Through the cutting device 72 can also the film 50 which on page 58 of the fabric 36 positioned.

Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert nun wie folgt:
Bei einer ersten Variante einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches in den 2 bis 4 schematisch dargestellt ist, ist die Folie 50 aus einer ionenleitenden und insbesondere protonenleitenden Membran gebildet.The method according to the invention now works as follows:
In a first variant of an embodiment of the method according to the invention, which in the 2 to 4 is shown schematically, is the film 50 formed from an ion-conducting and in particular proton-conducting membrane.

Das Beschichtungsmaterial zur Herstellung einer Elektrode ist ein Trägermaterial, zum Beispiel ein Aktivkohle-Pulver, dem ein Katalysator beigemischt ist. Insbesondere ist der Katalysator ein Edelmetall in granularer Form wie zum Beispiel Platin. Der Gewichtsanteil des Katalysators beträgt vorzugsweise zwischen 5% bis 40% im Beschichtungsmaterial-Pulver. Ferner ist ein Bindemittel beigemischt wie Polytetraflourethylen (PTFE). Der Gewichtsanteil des Bindemittels liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0% (kein Bindemittel beigemischt) bis ca. 20%.The coating material for producing an electrode is a carrier material, for example an activated carbon powder, to which a catalyst is added. In particular, the catalyst is a precious metal in granular form, such as platinum. The proportion by weight of the catalyst is preferably between 5% and 40% in the coating material rial powder. A binder such as polytetrafluoroethylene (PTFE) is also added. The proportion by weight of the binder is preferably in the range between 0% (no binder added) to approximately 20%.

Das Bindemittel dient zum einen dazu, die Verpressung des Beschichtungsmaterial-Pulvers beim Aufbringen auf das Gewebe 36 durch Aufwalzung mit der Walze 62 zu fördern. Andererseits lassen sich beispielsweise durch PTFE als Bindemittel in der Beschichtung 74 hydrophobe Kanäle bilden, die eine geringe Benetzbarkeit mit Wasser aufweisen, und somit den Einsatz einer entsprechend hergestellten Elektrode in Gasdiffusionselektroden ermöglichen.On the one hand, the binder serves to compress the coating material powder when it is applied to the fabric 36 by rolling with the roller 62 to promote. On the other hand, PTFE can be used as a binder in the coating 74 Form hydrophobic channels, which have a low wettability with water, and thus enable the use of an appropriately manufactured electrode in gas diffusion electrodes.

Das Beschichtungsmaterialgemisch wird vor der Zuführung zur Aufbringvorrichtung 26 gemahlen, wobei die Mahldauer vorzugsweise zwischen ca. 30 sek, und 10 min. liegt, um ein entsprechend feines Pulvergemisch zu erzeugen. Bevorzugt ist eine mittlere Größe der Pulverkörner von ca. 3 μm.The coating material mixture becomes the application device before being fed 26 ground, the grinding time preferably between about 30 seconds and 10 minutes. lies in order to produce a correspondingly fine powder mixture. An average size of the powder grains of approximately 3 μm is preferred.

Über den Trichter 18 wird dieses Pulvergemisch dann über die Fallstrecke 32 der Aufbringvorrichtung zugeführt. Mittels der Walze 62 wird das Beschichtungsmaterialpulver auf die Aufbringseite 60 des Gewebes 36 aufgewalzt.About the funnel 18 this powder mixture is then over the falling distance 32 fed to the applicator. By means of the roller 62 the coating material powder is on the application side 60 of the fabric 36 rolled on.

Durch die Walze 56 wird die Folie 50, das heißt die protonenleitende Membran auf die gegenüberliegende Seite 58 des Gewebes aufgewalzt.Through the roller 56 becomes the slide 50 , that is, the proton-conducting membrane is rolled onto the opposite side 58 of the tissue.

Von der Aufbringseite 60 her gelangt Beschichtungsmaterial durch die Maschen des Gewebes 36 hindurch zur Folie 50. Es bildet sich dann auf der Seite 58 des Gewebes 36 eine Schicht 76 an Beschichtungsmaterial aus, welche durch die Folie 50 begrenzt ist.From the application side 60 coating material passes through the mesh of the fabric 36 through to the slide 50 , It then forms on the side 58 of the fabric 36 a layer 76 of coating material, which through the film 50 is limited.

Ein entsprechend beschichtetes Gewebestück 78 (3) wird dann mittels der Schneidvorrichtung 72 abgetrennt.An appropriately coated piece of fabric 78 ( 3 ) is then by means of the cutting device 72 separated.

Die Folie 50 an dem Gewebestück 78 wird von dem Gewebe 36 so abgelöst, daß an der Folie 50 die Schicht 76 an Beschichtungsmaterial haften bleibt, und somit diese mit abgezogen wird. Auf der Folie 50 erhält man dann durch das Beschichtungsmaterial ein Negativbild des Gewebes 36, da durch die Maschen dieses Gewebes hindurch die Folie 50 "beschichtet" wurde. Auf der protonenleitenden Membran 50 is daher eine dünne Elektrode gebildet. Das Gewebe 36 mit der Schicht 74 selber stellt ebenfalls eine Elektrode dar, welche dicker ist als die auf der Membran 50 gebildeten Elektrode. Aus diesen beiden Elektroden läßt sich dann eine Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit 80 zusammensetzen (4).The foil 50 on the piece of fabric 78 is from the tissue 36 so detached that on the slide 50 the layer 76 adheres to the coating material and is therefore removed with it. On the slide 50 the coating material then gives a negative image of the fabric 36 , because the foil through the mesh of this fabric 50 " coated ". On the proton-conducting membrane 50 a thin electrode is therefore formed. The mesh 36 with the layer 74 itself also represents an electrode that is thicker than that on the membrane 50 formed electrode. An electrode-membrane-electrode unit can then be made from these two electrodes 80 put together ( 4 ).

Die Membran 50 wird dabei der Schicht 74 zugewandt angeordnet, so daß auf beiden Seiten der Membran 50 Beschichtungsmaterial liegt, auf der einen Seite nämlich die dünnere Schicht 76 und auf der anderen Seite die dickere Schicht 74, wobei wiederum auf der Schicht 74 das Gewebe und insbesondere Metallgewebe 36 sitzt. In einer Brennstoffzelle ist die Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit 80. beispielsweise derart angeordnet, daß die Schicht 76 der Luftseite zugewandt angeordnet ist und die Schicht 74 beispielsweise bei einer Methanol-Brennstoffzelle der Methanolseite.The membrane 50 becomes the layer 74 arranged facing so that on both sides of the membrane 50 Coating material is on the one hand namely the thinner layer 76 and on the other hand the thicker layer 74 , again on the layer 74 the fabric and especially metal mesh 36 sitting. The electrode-membrane-electrode unit is in a fuel cell 80 , for example arranged such that the layer 76 the air side is arranged and the layer 74 for example, in a methanol fuel cell on the methanol side.

Beispielhafte Parameter zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein Trichterspalt der Trichteröffnung 28, welcher im Bereich zwischen ca. 3 mm und 8 mm und vorzugsweise bei 5 mm liegt. Der Abstand 24, das heißt die Länge der Fallstrecke 32 liegt beispielhaft bei ca. 5 mm. Ein Abstand zwischen den Walzen 56 und 62, das heißt der Abstand zwischen den Walzpunkten 64 und 66, welcher bevorzugterweise einstellbar ist, liegt insbesondere in einem Bereich zwischen ca. 0,2 mm bis 1 mm. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen 56 und 62 liegt bei einem gewählten Walzendurchmesser von 100 mm im Bereich zwischen ca. 0,3 U/min. bis 10 U/min.Exemplary parameters for carrying out the method according to the invention are a funnel gap in the funnel opening 28 , which is in the range between approximately 3 mm and 8 mm and preferably 5 mm. The distance 24 , that is the length of the fall distance 32 is, for example, about 5 mm. A distance between the rollers 56 and 62 , that is the distance between the rolling points 64 and 66 , which is preferably adjustable, is in particular in a range between approximately 0.2 mm to 1 mm. The rotation speed of the rollers 56 and 62 with a selected roller diameter of 100 mm, it is in the range between approx. 0.3 rpm. up to 10 U / min.

Sehr gute Ergebnisse wurden erzielt bei einer Maschenweite des Gewebes 36 zwischen ca. 0,2 mm bis 2 mm. Hohe Strombelastungen mit sehr guter zeitlicher Konstanz haben sich für erfindungsgemäß hergestellte Elektroden-Membran-Elektroden-Einheiten bei Membrandicken der protonenleitenden Membran 50 zwischen ca. 50 μm bis 175 μm ergeben.Very good results were achieved with a mesh size of the fabric 36 between approx. 0.2 mm to 2 mm. High current loads with very good constancy over time have been found for electrode-membrane-electrode units produced according to the invention with membrane thicknesses of the proton-conducting membrane 50 between approx. 50 μm and 175 μm.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie in den 5 bis 8 gezeigt, wird eine selbstklebende Folie 50 verwendet, beispielsweise eine handelsübliche Polyethylenfolie. Diese selbstklebende Folie 50 wird mit ihrer selbstklebenden Seite auf die Seite 58 des Gewebes aufgebracht. Durch die Maschen des Gewebes 36 hindurch wiederum bildet sich eine Schicht 76 auf dieser Folie 50 aus.In a further embodiment of the device according to the invention, as in the 5 to 8th is shown, a self-adhesive film 50 used, for example a commercially available polyethylene film. This self-adhesive film 50 is applied with its self-adhesive side to the side 58 of the fabric. Through the mesh of the fabric 36 a layer forms through it 76 on this slide 50 out.

Ähnlich wie in 3 gezeigt wird die Folie 50 mit dem daran als Schicht 76 haftenden Beschichtungsmaterial, welche das Negativbild des Gewebes 36 darstellt, von dem Gewebe 36 abgelöst (6).Similar to 3 the film is shown 50 with that as a layer 76 adhesive coating material, which is the negative image of the fabric 36 represents from the tissue 36 replaced ( 6 ).

Es wird dann, wie in 7 schematisch gezeigt, eine solche Folie 82 mit daran haftender Beschichtungsmaterialschicht 76 mittels einer Walze 84 auf ein Elektrodenträgermaterial und auf insbesondere eine protonenleitenden Membran als Elektrodenträger 86 aufgebracht. Die Schicht 76 ist dabei dem Elektrodenträger 86 zugewandt. Eine solche Aufbringung erfolgt beidseitig des Elektrodenträgers 86. Insbesondere kann die Aufbringung in einem Arbeitsgang erfolgen, so daß gleichzeitig eine erste Folie 82 und eine zweite Folie 88 mit entsprechender Beschichtungsmaterialschicht auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Elektrodenträgers 86 gleichzeitig aufgebracht werden. Dazu ist eine weitere Walze 90 vorgesehen, die mit gleicher Umdrehungsgeschwindigkeit gegensinnig zur Walze 84 verläuft; damit ist durch die Walzen 84 und 90 ein Kalander zur Aufbringung der ersten Folie 82 und der zweiten Folie 88 auf dem Elektrodenträger 86 gebildet.It then becomes like in 7 schematically shown such a film 82 with coating material layer adhering to it 76 by means of a roller 84 on an electrode carrier material and in particular on a proton-conducting membrane as an electrode carrier 86 applied. The layer 76 is the electrode carrier 86 facing. Such an application takes place on both sides of the electrode carrier 86 , In particular, the application can be carried out in one operation, so that at the same time a first film 82 and a second slide 88 with a corresponding coating material layer on opposite sides of the electrode carrier 86 be applied simultaneously. There is another roller for this 90 provided that with the same speed of rotation in the opposite direction to the roller 84 runs; with that is through the rollers 84 and 90 a calender for applying the first film 82 and the second slide 88 on the electrode carrier 86 educated.

Die Folien 50 werden dann, wie in 8 gezeigt, vorsichtig abgelöst. Die Schicht 76 des Beschichtungsmaterials, die das Negativbild des Gewebes 36 sind, bleibt an dem Elektrodenträger 86 haften und auf diesem sind dann durch das Beschichtungsmaterial 76 jeweils auf den abgewandten Seiten eine erste Elektrode 92 und eine zweite Elektrode 94 gebildet. Das Elektrodenträgermaterial 86 mit den Elektroden 92 und 94 stellt dann eine Elektroden-Membran-Elektroden-Einheit mit dem Membranträger 86 dar.The slides 50 then, as in 8th shown, carefully detached. The layer 76 of the Be layering material, which is the negative image of the fabric 36 remain on the electrode carrier 86 adhere and are then through the coating material 76 a first electrode on each of the opposite sides 92 and a second electrode 94 educated. The electrode carrier material 86 with the electrodes 92 and 94 then provides an electrode-membrane-electrode unit with the membrane support 86 represents.

Durch entsprechende Wahl der Struktur und insbesondere der Maschenweite des Gewebes 36 lassen sich auch unterschiedliche Strukturen auf die Folien 50 aufbringen und sich damit unterschiedliche Membranstrukturen herstellen.By appropriate selection of the structure and in particular the mesh size of the fabric 36 can also have different structures on the foils 50 apply and thus produce different membrane structures.

Das Positionieren einer Folie 50 auf der der Aufbringseite 60 abgewandten Seite 58 des Gewebes ist auch vorteilhaft, um ein Durchdrücken bzw. Durchfallen von Beschichtungsmaterial 34 auf dieser Seite zu verhindern. Dadurch ist eine Verschmutzung der Vorrichtung auf dieser Seite vermieden und die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend wartungsfreundlich.The positioning of a slide 50 on the application side 60 Side 58 of the fabric facing away is also advantageous in order to prevent the coating material from pushing through or falling through 34 to prevent on this side. This avoids contamination of the device on this side and the device according to the invention is correspondingly easy to maintain.

Claims

A method of manufacturing an electrode, in which a coating material is applied to a fabric, characterized in that a film is positioned on the side of the fabric opposite to an application side for the coating material in order to prevent coating material from falling through on the side opposite the application side to prevent and that after coating the fabric, the film with the coating material adhering to it is detached from the fabric.

A method of manufacturing an electrode in which a coating material is applied to a fabric, thereby characterized that on a an application page for the coating material opposite Side of the fabric a film is positioned on the fabric that the film through the fabric is coated through that after coating the fabric the film with the adhering coating material is detached from the fabric and that the Carrier film or intermediate carrier film for one Electrode coating is.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that that the Film is self-adhesive.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Polyethylene film.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Foil is made of an ion-conducting material.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Foil is pressed against the fabric.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Foil is rolled onto the fabric.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Coating material is rolled onto the fabric.

A method according to claim 8, characterized in that the Foil is rolled onto the fabric and that the foil rolling on the fabric and the rolling of coating material on the Tissue by opposing Rolling is done.

A method according to claim 9, characterized in the existence Rolling point of a roller for rolling the film on the connecting line between an axis of this roller and an axis of the roller for Rolling of the coating material is.

A method according to claim 9 or 10, characterized in that the existence Rolling point of a roller for rolling the coating material on the connecting line between an axis of this roller and one Axis of a roller for rolling the film lies.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Application of the coating material and the positioning of the Foil is done in a calender.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Coating material is supplied to the tissue as a powder.

A method according to claim 13, characterized in that this Coating material is a carrier material and comprises a catalyst material.

A method according to claim 14, characterized in that this support material Activated carbon is.

A method according to claim 14 or 15, characterized in that that this A noble metal or a noble metal compound is.

Method according to one of claims 13 to 16, characterized in that that the Coating material is mixed with a binder.

A method according to claim 17, characterized in that as Binder polytetrafluoroethylene is provided.

Method according to one of claims 10 to 18, characterized in that the existence or several parameters from the parameters speed of rotation of the two rolls, a distance between the rolling points of the two Rollers, a distance between a coating material feed hopper, a width of a feed opening of the feed hopper and a grinding time of the powder mixture is set.

A method according to claim 19, characterized in that a Mesh size of the fabric is selected accordingly.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the Mesh is a metal mesh.

Method according to one of claims 2 to 21, characterized in that that on the film forms an image of the fabric.

Method according to one of claims 2 to 22, characterized in that that the detached Foil with its coated side on an electrode carrier material is positioned.

A method according to claim 23, characterized in that the Foil rolled onto the carrier material becomes.

Method according to claim 23 or 24, characterized in that that for transmission of the coating material from the film onto the electrode carrier material the film is peeled off.

A method according to claim 24 or 25, characterized in that that this Electrode substrate is an ion-conducting membrane.

Method according to claim 25 or 26, characterized in that that a Electrode-membrane-electrode unit through a coated fabric and a coated membrane film made with this coating is formed.

A method according to claim 27, characterized in that a Electrode layer of the fabric is arranged facing the membrane film.

Method according to one of claims 2 to 28, characterized in that that on both sides of an electrode carrier material each coating material is transferred from a film.

A method according to claim 29, characterized in that a Foil is rolled onto the electrode carrier material in a calender.

Device for producing an electrode, comprising a feed device ( 10 ) for coating material ( 34 ), a feed device ( 38 ) for a fabric ( 36 ) and an application device ( 26 ) for coating material ( 34 ) on the fabric ( 36 ), characterized in that a feed device ( 48 ) for a slide ( 50 ) is provided, by means of which the film ( 50 ) on one application side ( 60 ) of the coating material ( 34 ) opposite side (58) of the fabric ( 36 ) on the fabric ( 36 ) can be positioned and that the film ( 50 ) can be positioned so that a falling coating material ( 34 ) on the application side ( 60 ) facing away (58) is prevented.

Device according to claim 31, characterized in that the fabric ( 36 ) is a metal mesh.

Device according to claim 31 or 32, characterized in that the feed device ( 48 ) for a slide ( 50 ) Pressing means ( 56 ) to press the film ( 50 ) on the fabric ( 36 ) includes.

Device according to claim 33, characterized in that the pressing means comprises a roller ( 56 ) for rolling the film ( 50 ) include.

Apparatus according to claim 34, characterized in that the roller ( 56 ) for rolling the film ( 50 ) is highly polished.

Device according to one of claims 31 to 35, characterized in that the application device ( 26 ) Rolling agent ( 62 ) for the coating material ( 34 ) includes.

Apparatus according to claim 36, characterized in that the pressing means for the film and rolling means for the coating material as a calender ( 56 . 62 ) are trained.

Device according to claim 37, characterized in that for the rollers ( 56 . 62 ) the calender has the same opposite rotational speeds.

Device according to claim 37 or 38, characterized in that a distance between the two rollers ( 56 . 62 ) is adjustable.

Device according to one of claims 31 to 39, characterized in that the feed device ( 10 ) for coating material ( 34 ) a funnel ( 18 ) for coating material.

Device according to claim 40, characterized in that a distance ( 24 ) of the funnel ( 18 ) to the application device ( 26 ) is adjustable.

Device according to claim 40 or 41, characterized in that an opening width of a funnel opening ( 28 ) is adjustable.

Device according to one of claims 31 to 42, characterized in that that a Mixing time for producing a powder mixture of a coating material is adjustable.

Device according to one of claims 31 to 43, characterized in that a positioning device ( 84 . 90 ) for positioning a coated film ( 50 ) on an electrode carrier ( 86 ) is provided.

Device according to claim 44, characterized in that the positioning device press-on means ( 84 . 90 ) for pressing the film ( 50 ) on the electrode carrier ( 86 ) includes.

Device according to claim 45, characterized in that the pressing means comprises a roller ( 84 ; 90 ) include.

Device according to claim 45 or 46, characterized in that a calender ( 84 . 90 ) is provided.