DE2108447B2 - Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Brennstoffzellen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Elektroden für BrennstoffzellenInfo
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Description
Hie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Brennstoffzellen, unter
Verwendung von organischen feinporigen und grobporigen Faserstoffen, die chemisch versilbert und
gegebenenfalls galvanisch mit einem Nickelüberzug versehen werden.
Elektroden für Brennstoffzellen und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in verschiedenen Varianten bereits
bekannt. Alle diese Elektroden setzen sich aus porösem Material zusanrnen, ν niches das Gas, d. h.
den Brennstoff oder den Sauerstoff und den Elektrolyt voneinander trennen. Diese porösen Elektroden enthalten
je nach ihrem Typ Metalle bestimmter Gruppen, welche katalytisch die Reaktion beeinflussen und
außerdem die Stromleitung durchführen.
So sind poröse Elektroden bekanntgeworden, deren Sinterkörper aus einem bestimmten Metall bestehen
und die außerdem noch Platin oder Palladium als Katalysatorstoffe enthalten. Diese Elektroden haben
den Nachteil, daß sie ein zu hohes Gewicht besitzen und einen nicht unbeachtlichen Anteil von teuren Metallen
erfordern. Außerdem ist das Sinterverfahren in diesem Falle zur Herstellung sehr aufwendig.
Weiterhin sind Elektroden bekanntgeworden, die aus einem Fiberwerkstoff oder Kunstharz bestehen.
Auch sind schon Elektroden vorgeschlagen worden, die aus einem gewebeähnlichen Material bestehen und
denen ein Nickelgitter zwischengeschaltet ist, wobei der Elektrodenanschluß hielt an diesem Nickelgitter
befindet.
Ferner sind Elektroden bekanntgeworden, die aus mehreren Schichten zusammengesetzt sind, die aus
Teflon und Platin oder Teflon und Silber bestehen. Auch Polyäthylen wurde zur Beschichtung vorgeschlagen.
Alle diese vorbekannten Elektroden weisen den Nachteil ayf, daß das Gleichgewicht zwischen Gas
und Wasser gestört ist, da durch die Wahl des gleichen Metallschichtträgers in einem Fall der Durchfluß größer
ist als im anderen.
Es ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, welches eine wesentliche Gewichtserleichterung für
die Brennstoffelektroden erbringt, in dem Hohl- oder Vollkugeln aus chemisch inaktivem Material - vorzugsweise
Glas - mit einer dünnen Katalysatorschicht versehen werden und mittels Pressen oder Sintern zu
einem porösen bzw. isoporösen Element geformt werden.
Auf diesem Verfahren baut die Erfindung auf und hat sich die Aufgabe gestellt, das Herstellungsverfahren
für die Brennstoffelektroden noch mehr zu vereinfachen und dabei Gewicht und Kosten einzusparen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß grob- und feinporöse technische Filterpapiere einzeln mit einem
ίο Randstreifen aus Leitsilber oder Leitgraphit versehen
werden und anschließend die grob- und tejnporösen technischen Filterpapiere - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines Kunststoffsiebes - zusammengepreßt werden. Hierdurch ist es möglich, ohne thermische
Spezialbehandlung, sehr leichte Elektroden herzustellen, wobei es vorteilhaft ist, vor dem Pressen
der Faserstoffe am Rand der einzelnen FHterblätter den Ring oder Randstreifen aus Leitmaterial aufzudrucken
oder aufzustreichen.
»ο Die Erfindung ist nachfolgend d.i einem Ausführungsbeispiel
beschrieben, und die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer
Elektrode nach der Erfindung vor der Fertigstellung.
*5 Organische Faserstoffe 10,11 - vorzugsweise technische
Filterpapiere - werden in einem Versilberungsvorgang chemisch versilbert. Dies kann beispielsweise
in e.nem Tauchreaktor erfolgen. Dis Faserstoffe 10, 11 weisen zweierlei Porösitätsformen
3" auf.
Sollen für eine ΟνΗ-,-Brennstoffzelie Elektroden
hergestellt werden, so ist die Sauerstoffelektrode versilbert, wahrend die Wasserstoffelektrode zusätzlich
zur Versilberung galvanisch noch mit einem Nickel überzug versehen und gegebenenfalls auch noch zusätzlich
galvanisch platiniert ist. Für die Eiektrolytseite A werden beispielsweise Filterpapiere mit einer
Porösität von etwa 10 μ verwendet, während für die Gasseite B solche Papiere, die eine Porösität von etwa
30 μ aufweisen. Verwendung finden. Nach diesem Vorgang werden zur Bildung der Elektroden eine bestimmte
Anzahl der Filterpapiere in bestimmter Form gestanzt und jedes einzelne Blatt mit einem Randstreifen
12 aus Leitsilber oder Leitgraphit bedruckt bzw. bestrichen. Anschließend werden - vorzugsweise
- 50% der feinporigen Blätter 10 mit 50% der grobporigen Blätter 11 in einer Presse mit definiertem
Druck gepreßt. Die so erhaltene Elektrode ist relativ fest, von definierter gleichmäßiger Porosität und
durch Imprägnierung weitgehend gegen chemische Angriffe resistent. 1st eine besondere Druckfestigkeit
gefordert, so kann zwischen dem Pack der Blätter 10 und dem Pack der grobkörnigen Blätter ί 1 ein Kunststoffgitter
(nicht gezeichnet) gelegt und mit eingepreßt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden Papierfilter gleicher Porosität in einer ammoniakalischen Silberlösung
versilbert. Ein Teil dieses Papiers wird nach Feststellung der erforderlichen Leitfähigkeit getrock-
net und in gleich große Scheiben von 20 mm Durchmesser zerschnitten. Der andere Teil wird galvanisch
noch mit einer Nickelschicht versehen, ebenfalls anschließend getrocknet und geschnitten. Etwa 20 Blätter
jeder Sorte werden dann in einer Presse zu je einer
Elektrode von etwa 2 mm Dicke zusammengepreßt. Die Inbetriebnahme erbringt nun bei 23° C und 0,2
Atü einen Dauerstrom von 35 mA/cm2 bei 500 mV, Auch Dauerversuche zeigen, daß keine Veränderung
gen der Papierelektrodcn auftreten, nigkeit von mehr als 0,1 Q auf. Es versteht sich von
Die so erhaltenen Elektroden weisen ein sehr nied- selbst, daß die Wahl der Faserstoffe sich nach den geriges
spezifisches Gewicht auf, sind durch und durch gebenen Verhältnissen richtet, also solche Stoffe gemit
einer sehr dünnen Metallschicht als sogenannter wählt werden, die lösungsfest und/oder säure- und
Katalysatorschicht bedeckt und weisen eine LeUfa- s laugenbeständig sind.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren *ur {Herstellung von Elektroden für Brennstoffzellen unter Verwendung von organi-'••chen feinporigen und grobporigen Faserstoffen, die chemisch versilbert und gegebenenfalls galvanisch mit einem Nickelüberzug versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß grob- und feinporöse technische Filterpapiere einzeln mit einem Randstreifen aus Leitsilber oder Leitgraphit versehen wenden und anschließend die grob- und feinporöser» technischen Filteirpapiere - gegebenenfalls unter' Zwischenschaltung eines Kunststoffsiebes - zusammengepreßt werden.
Priority Applications (1)
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| DE2108447A DE2108447C3 (de) | 1971-02-22 | 1971-02-22 | Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Brennstoffzellen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE2108447A1 DE2108447A1 (de) | 1972-08-31 |
| DE2108447B2 true DE2108447B2 (de) | 1974-07-04 |
| DE2108447C3 DE2108447C3 (de) | 1975-03-13 |
Family
ID=5799517
Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE2835506C2 (de) * | 1978-08-12 | 1981-11-19 | Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3000 Hannover | Biporöse Raney-Nickel-Elektrode und Verfahren zu deren Herstellung |
-
1971
- 1971-02-22 DE DE2108447A patent/DE2108447C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2108447C3 (de) | 1975-03-13 |
| DE2108447A1 (de) | 1972-08-31 |
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