DE2554195A1

DE2554195A1 - Elektrode fuer elektrochemische zellen und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE2554195A1
Application number: DE19752554195
Authority: DE
Inventors: Douglas Anderson Landsman; Edward Irving Thiery
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1974-12-18
Filing date: 1975-12-02
Publication date: 1976-07-01
Also published as: US3956014A; FR2295579A1; GB1524379A; CA1043863A; JPS5186733A

Description

UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION
1 Financial Plaza
Hartford, Connecticut 06101
U.S.A.

ELEKTROCHEMISCHE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DERSELBEN.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf genau konstruierte elektrochemische Elektr». den für Zellen in welchen die Katalysator enthaltenden hydrophilen Teile und die hydrophoben Teile präzise abgegrenzt sind sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Gasdiffusionselektroden welche im allgemeinen in Brennstoffzellen und Metall-Luft-Batterien eingesetzt werden, werden normalerweise durch Vermischen von fein verteilten Katalysatorpartikeln

{Si

* und einem hydrophoben Material wie z.B. Teflon⁵^ (Markenname von Polytetrafluoroäthylen PTFE, hergestellt von E.I. DuPont de Nemours & Co.(Inc.), Wilmington, Delaware ., USA) erhalten. Die Mischung wird auf gasdurchlässige, elektrisch leitfähige Substrate aufgebracht wobei die Elektrodenstruktur entsteht. In dieser Struktur bilden die PTFE Partikel eine hydrophobe poröse Matrix welche nicht durch den Elektrolyten benetzt werden kann und durch welche eine Diffusion von gasförmigen Reaktionsmitteln und Produkten erhalten wird. Der auf einem Substrat wie Graphit oder Kohlenstoff niedergeschlagene Katalysator bildet eine hydrophile poröse Matrix welche durch den Elektrolyten benetzt werden kann und durch welche gelöste Reaktionsmittel und -Produkte diffundieren können und durch welche eine Ionenwanderung stattfindet. Die beiden Ausdrücke hydrophob und hydrophil bezeichnen in der vorliegenden Erfindung die Benetzbarkeit der Materialien mit Bezug auf den Elektrolyten und sollten nicht nur mit Bezug auf die Benetzbarkeit mit Wasser verstanden werden. Beim Betrieb der Zelle diffundiert

nachträglich
geändert

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gasförmiges Reaktionsmittel durch die PTFE Matrix, wird in dem Elektrolyten welcher die Katalysatoragglomerate füllt_y gelöst und diffundiert auf die Oberfläche des Katalysators wo die elektrochemische Reaktion stattfindet. Die durch die chemische Reaktion erhaltenen Elektronen werden von den Katalysatorpartikeln auf das leitfähige Substrat geleitet.

Durch die bekannten Verfahren zur Herstellung der Elektroden können die Dimensionen, die Form und die Orientation der verschiedenen Partikel und der dadurch gebildeten Durchflusskanäle nicht kontrolliert werden. In einigen Fällen sind die Katalysatorpartikel vollständig von dem elektrisch leitfähigem Substrat isoliert. Ein solcher Katalysator ist unnütz da ohne elektrische Verbindung zwischen dem Katalysator und dem Substrat keine elektrochemische Reaktion stattfinden kann. Bei der Mischung neigen die Katalysatorpartikel zur Agglomeration. Eine Ausbildung von zu grossen Agglomeraten führt zu einem Katalysatorverlust da im Zentrum des Agglomerates eine ungenügende Menge an Reaktionsgasen erhalten wird. Eine Ausbildung von zu kleinen Agglomeraten führt hingegen zu einer ungenügenden ionischen und elektrischen Leitfähigkeit in der Elektrode. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Elektrode erhalten web ehe genau abgegrenzte und kontrollierbare Gas- und Flüssigkeitskanäle aufweist in welchen der Katalysator an den Grenzflächen Gas-Flüssigkeit aufgebracht wird_; so dass eine maximale Katalysatorverwendung und eine minimale Resistenz mit Bezug auf den Durchfluss der Reaktionsmittel, der Produkte, der Ionen und-der Elektronen erhalten wird. * ■ I

Es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine neue Elektrode f ür elektrochemisehe Zellen mit genau abgegrenzten hydrophoben und hydrophilen Schichten zu beschreiben.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in dem Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektrode.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird Bezug genommen auf die nachfolgenden Beispiele und auf die beiliegenden Figuren wobei:

Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Gasdiffusionselektrode der Technik;

Fie Figuren 2 und 3 gehematische Querschnitte durch Gasdiffusionselektroden gemäss der vorliegenden Erfindung;

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- 3 Figur 4 eine Mikrophotographie durch die Struktur der Figur 2;

Figur 5 eine gemäss einer Stufe der vorliegenden Erfindung hergestellte Struktur?

Figur 6 das Produkt der Figur 5 in einer weiteren Stufe der Herstellung ; und

Figur 7 einem weiteren Aspekt der Erfindung, darstellt. \

Mit Bezug auf Figur 1 wird eine katalysierte, mit PTFE-Bindemittel versehene Gasdiffusionsbrennstoffzellenelektrode an der Matrix 4 einer Brennstoffzelle gezeigt.' Eine solche Elektrode besteht aus einem leitfähigen Substrat 1 welches gasdurchlässig ist und bevorzugt aus einem wasserdichten Metallgitter oder einer Kohlenstoff— papiermatte besteht. Elektrisch leitfähige Partikel 2 mit einem Katalysatorüberzug werden durch hydrophobe Partikel 3 miteinander verbunden und an das Substrat 1 gebunden. Die hydrophoben Partikel bilden einen porösen hydrophoben Durchgang für die Gasdiffusion .

durch die Elektrodenstruktur. Als leitfähige Partikel können Kohlenstoff, Graphitoder weitere poröse elektrisch leitfähige, chemisch inerte Materialien welche hydrophile Eigenschaften aufweisen . oder welchen hydrophile Eigenschaften verliehen werden können,so dass sie mit dem Elektrolyten benetzt werden können und Gas- J Flüssigkeit -Katalysatorkontaktflächen in der Elektrode entstehen, erhalten werden. Die hydrophoben Partikel 3 füllen natürlich den gesamten Raum zwischen den Partikeln 2} um eine klarere Figur zu erhalten, wurde j'edoch der Hauptanteil der Partikel 3 in der Figur weggelassen. Beim Betrieb der Zelle diffundieren die gasförmigen Komponenten in die Elektrode durch das Substrat 1 und der Elektro-' lyt diffundiert durch die gegenüberliegende Oberfläche in die Brenn- : stoffzellenelektrode.. Um eine elektrochemische Reaktion in der j Zelle zu gewährleisten muss ein Elektronenübergang in der Zelle . j erhalten werden. Partikel wie z.B. 2aReiche komplett mit Isolationsmaterial 3 umgeben sind stehen nicht mit dem Substrat 1 in j Verbindung und können somit nicht an einer elektrochemischen j

j !

-. Reaktion teilnehmen. Ein auf diesen Partikeln niedergeschlagener \ Katalysator ist unnütz. j

. Partikel, wie z.B. 2b_;sind nicht komplett von Isolationsmaterial umgeben !sind jedoch trotzdem mit Bezug auf das Substrat 1 isoliert

^: uid können auch nicht an einer elektrochemischen Reaktion teilneh-

o 0 9 8 2 7 / 0 b 9 b

men. Wie aus der Figur desweitern hervorgeht sind die Gasdurchgänge in der Elektrode unregelmässig und gewunden. Diese Unregelmässigkeiten in der Elektrode, welche nicht kontrolliert werden können _ffuhren dazu dass bei verschiedenen Elektroden verschiedene Diffusionsgeschwindigkeiten der Gase und Reaktionsprodukte in und aus der Zelle erhalten werden. I

Die Figur 2 stellt eine Elektrodenstruktur gemäss einem Aspekt der Erfindung dar. Die Elektrode umfasst ein poröses elektrisch leitfähiges Substrat 10 welches aus Kohlenstoffpapier, wie schon mit Bezug auf Figur 1 beschrieben, bestehen kann. Da das Substrat 10 '■ die Unterlage für die Elektrode bildet wird daraufhingewiesen, dass die Zeichnung nicht wirklichkeitsgetreu ist da das Substrat 10 normalerweise dicker ist als die Katalysator- und Teflonschichten welche auf diesem Substrat aufliegen. Der Elektrodenkörper besteht aus alternierenden Schichten aus porösem hydrophoben Ma- ' terial 12 und porösem hydrophilen Katalysator enthaltendem Ma- ! terial 13.

Gemäss dem Aspekt der Figur 2 bestehen die hydrophoben Schichten ■ . 12 aus Teflonpartikeln, unterhalb 1 Mikron, und die Katalysator enthaltenden Schichten 13 aus katalysiertem Russ mit Partikelgrössen um 1 Mikron oder kleiner. Zusätzlich wurde der Katalysatorschicht eine Spur Teflon zugesetzt um eine bessere Verbindung zu erhalten. Gemäss diesem Aspekt der Erfindung wiesen die hydrophoben Material schichten eine Dicke von ungefähr 20 u und die Katalysatorschichten eine Dicke von ungefähr 1Ou auf. „Die Katalysatorschichten und die hydrophoben Schichten müssen nicht unbedingt die gleiche Dicke aufweisen, in der Tat ist es oft wünschenswert, mit Bezug auf die hydrophilen^den Katalysator enthaltendenSchichten, dickere hydrophobe Schichten zu haben da hierdurch die Mengen und die Durchfluss· geschwindigkeit der verschiedenen Reaktionsmittel durch die Elek-

.! trodenstruktur ausgeglichen werden kann.
I
Die Figur 3 stellt einen weiteren Aspekt der Erfindung dar in I welchem die Struktur der Schichten 12 und 13 genau angegeben ist. ι

j I

Figur 3 stellt einen Ausschnitt einer Elektrode/welche die allge-

meine Struktur der Elektrode gemäss Figur 2 aufweist, dar. Gemäss diesem Aspekt der Erfindung entspricht die das Teflonmaterial entj haltende Schicht 12 jener der Figur 2. Die Katalysatorschicht 13 ist . jedoch aus den Unterschichten 13a und 13b zusammengesetzt wobei 13a

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aus Platin auf einer Unterlage^ie z.B. 20% Platin auf Russ, besteht und 13b aus Russ ohne Platinüberzug besteht. Gemäss diesem Aspekt der Erfindung befindet sich das den Katalysator enthaltende Material hauptsächlich an denGrenzflächen zwischen den hydrophilen und hydrophoben Schichten der Elektrode an welchen ein Gas-Flüssigkeitskontakt erhalten wird. Es befindet sich somit kein Katalysator im Zentrum der Schicht 13 wo kein Gasdurchfluss erhalten wird und somit der sich dort befindliche Katalysator überflüssig wäre. Die Teflonschicht in Figur 3 weist ungefähr eine Dicke von 10 ja auf und die den Katalysator enthaltenden Schichten 13a ungefähr 2,5 ja sowie die keinen Katalysator enthaltenden Schichten 13b ungefähr 5 ja so dass die gesamte Schicht 13 eine Dicke um ungefähr 10 p. aufweist.

Figur 4 ist eine Mikrophotographie der gemäss Figur 2 hergestellten Struktur woraus die klare Abgrenzung der hydrophoben Schichten 12, welche als helle Kanäle dargestellt sind, von den hydrophilen den Katalysator enthaltenden Schichten 13, welche als dunkle Kanäle wieder gegeben sind, ersichtlich ist. Der Katalysator befindet sich hauptsächlich an den Grenzflächen zwischen diesen hydrophilen und hydrophoben Kanälen der Figur 3. Die Elektroden gemäss der Erfindung können durch Auftragen der alternierenden Schichten auf ein Medium erhalten werden,wobei das Verfahren so lange fortgesetzt wird bis die gewünschte Elektrodendicke erhalten ist. So kann z.B. ein Millipore (Warenzeichen der Millipore Corporation, Bedford, Massachusetts 01730,USA) oder ein Tefbn Filter der gewünschten ; Konfiguration eingesetzt werden um 'einen Filterkuchen mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Beim Aufbau des Filterkuchens nimmt die Zeit welche zur Filtration der verschiedenen Schichten benötigt wird zu. Wenn diese Zeit unannehmbar hoch wird wird das Filtriermedium mit d2n aufgelagerten Schichten sorgfältig aus dem ' Filtergeschirr entfernt und auf ein Schneidbrett gelegt. Mit einem; scharfen Messer wird der erhaltene Kuchen in der Mitte geteilt wobei eine Hälfte des Kuchens umgedreht und auf die zweite Hälfte aufgelegt wird und wobei das Filtermedium sorgfältig abgezogen I wird. Der Vorgang, Schneiden, Auflegen, Abschälen wird 6 oder 7x ■ wiederholt bis ein kompakter Block 18 der gewünschten Dicke erhalten ist. Der Block 18 welcher schematisch in Figur 5 gezeigt wird,

! besteht aus alternierenden horizontalen Schichten 12 und 13. Nach · Ausbildung des Blockes wird eine Scheibe entlang der Linie a-a zu

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der gewünschten Dicke , wie z.B. ungefähr 0,010 cm, abgeschnitten, und auf das Substrat 10, wie in Figur 2 gezeigt, aufgebracht. Da die augenblicklich eingesetzten Gasdiffusionselektroden in Gasdiffusionsbrennstoffzellen Dimensionen von ungefähr 30 bis ungefähr 45 cm Länge und 20,3 bis 22,8 cm Breite aufweisen ist es schwierig einen Block, gemäss Figur 5, mit den gewünschten Dimensionen herzustellen. Der Block 18 (Figur 5) kann kleiner sein als die Endelektrode wobei die Elektrode aus einer Anzahl dünner Panele 20_y welche aus dem Block entlang der Linie a-a geschnitten werden und Seite an Seite auf das Substrat. 10 aufgelegt werden, wie in Figur 6 gezeigt, erhalten wird. Auch kann eine lange Blattelektrode von ungefähr 10 oder 15 alternierenden Katalysator- und hydrophoben Materialschichten ausgebildet werden wobei das Blatt alsdann aufgerollt und eine runde Elektrode, wie in Figur 7 gezeigt, entlang der Linie b-b abgeschnitten wird. ι

Zur Herstellung der alternierenden, das hydrophobe Material und den hydrophilen Katalysator enthaltenden Materialschichten können verschiedene Verfahren wie Aufsprühen, Elektroüberzug usw. eingesetzt werden. Wie in den nachfolgenden Beispielen angegeben wird jedoch das Filtrationsverfahren bevorzugt. Die Erfindung ist natürlich \ nicht auf die in den nachfolgenden Beispielen beschriebene Aus- ;

führungsart beschränkt. j

r - - ■ j

I. Um gleichmässige, dünne (in der Grössenordnung einiger Mikron¹

Schichten durch Filtration zu erhalten sollten die verwendeten ί

Partikel kleiner als ungefähr 1 Mikron sein. Dies stellt kein ;

Problem dar da die Ausgangspartikel wie Russ, Teflon-Dispersionen \ usw. alle Partikel unterhalb 1 Mikron aufweisen. j

II. Die zur Filtration eingesetzten Dispersionen sollten stark verdünnt sein um eine Agglomerisation der Partikel zu verhindern, j

III. Das Dispersionsmedium muss die hydrophoben Materialien benetzen da sonst eine Filtration durch die vorher erhaltenen hydro- , phoben Schichten nicht möglich ist. Benetzungsmittel enthaltendes j

JK) j

Wasser wie z.B. Triton-X-lOCr* (Warenzeichen der Rohm and Haas Co. j Philadelphia, Pennsylvania 19105, USA) oder Alkohol-Wasser-Mischungen welche die hydrophoben Materialien benetzen können werden be- j

i vorzugt eingesetzt da sie leicht und ohne grosse Kosten im Handel erhältlich sind.

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IV. Das Filtermedium sollte glatt, platt und porös sein mit Porengrössen unterhalb ungefähr 5 Mikron. Gestrecktes, gesintertes Teflonband oder Milliporefilter eignen sich gut zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung.

Beispiel 1

Die Filteroberfläche betrug ungefähr 680 cm . Eine Katalysatordispersion wurde hergestellt aus 1,197 g mit Platin überzogenem (20%) Russ (Vulcan XC-72^ Warenzeichen der Cabot Corporation, 125 High Street, Boston, Massachusetts 02110, USA) in 500 ml Wasser und zusätzlich 1500 ml Isopropahol um eine die hydrophoben Schichten benetzende Flüssigkeit zu erhalten. 60ml Teflon 30 wurden in die Katalysatordispersion eingebracht um eine bessere Verbindung der Schichten zu erhalten. Um eine bessere Dispersion zu erhalten wurde die Mischung mit Ultraschall gerührt. Aliquote von 800 ml wurden filtriert um Katalysatorschichten einer Dicke von ^: 10 Mikron aufzubauen. !

Die Teflonauf schläiranung wurde hergestellt aus 3,945 g Teflon 30 (60% Feststoff) in 500 ml Wasser plus 1500 ml Isopropanol. Die Aufschlämmung muss nur leicht gerührt werden um das Teflon^ welches unter dieser Form eine geringe Menge an Triton X-100 Dispersionsmittel enthält/ in Dispersion zu halten. Ungefähr 800 ml der Dispersion wurden zur Ausbildung einer 10 Mikron Schicht des Materials benötigt. Ein Filterkuchen wurde durch abwechselnde Filtra- , tion der Teflonrund Katalysatordispersion erhalten. Es wurde gefunden, dass ungefähr 120 μ dicke Filterkuchen mit einem HAWP Milliporefilter mit 0,45 Mikron Poren in ungefähr 4 Stunden er- , halten werden konnten. Mit einem nicht gesinterten Teflonband i als Filter mit Porengrössen um 0,5 Mikron konnte eine Kuchendicke von ungefähr 90 Mikron in der gleichen Zeitspanne erhalten werden. Die Endschicht bestand aus einer 5 μ dicken Teflonschicht. Ein ; Block wurde mit den filtrierten Schichten durch Falten gebildet. Bei jedem Umfalten wurde das Filtermedium entfernt. Im Ganzen wur-' de 6x gefalten. Es wurde gefunden, dass das Filtermedium leichter , vom Filterkuchen entfernt werden kann falls als erste Schicht eine ■ dünne bindemittelfreie Russchicht als Trennmittel aufgetragen wird. Eine Verbindung der Schichten des Blockes wurde unter '

~ 2

leichtem Druck (ungefähr 1,7 kg/cm ) erhalten. Der Block wurde in ;

der Luft und alsdann unter Vakuum bei 120⁰C getrocknet bevor der

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Block während 5 Minuten bei 325°C unter 8,03 kg/cm Druck gehalten wurde um das Teflon zu sintern.Scheiben von 101,6 u wurden von dem Block gemäss Figur 5 abgeschnitten und auf ein Kohlenstoffpapiersubstrat 10 aufgelegt. Die frisch geschnittene Oberfläche des Blockes kann, falls gewünscht, zur Absorption von Verunreinigungen aus der Elektrode mit Russ bepudert werden bevor diese die KatalysatoroberfLäche vergiften können. Bei einem Testversuch einer solchen Elektrode in der Brennstoffzelle mit 95%-igem H^PO₄ als Elektrolyten und einer Betriebstemperatur von 160 C wurde eine Spannung von. 775 mV bei 200 mA/cm mit Bezug auf eine Wassßrstoffelektrode und Verwendung von Sauerstoff als Oxydationsmittel erhalten. Die Elektrode enthielt 0,70 mg

2
Platin/cm . :

Beispiel 2 ;

Die Brennstoffzellenelektrode gemäss Figur 3 wurde gemäss dem Verfahren aus Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme dass die Teflonschichten eine Dicke von 10 Mikron aufwiesen und der Katalysator in der den Katalysator enthaltenden Schicht an den Grenzflächen zwischen Teflon und Katalysator konzentriert wurde. Die Dicke der Katalysatorschichten betrug 10 Mikron wobei die äusseren, den Katalysator enthaltenden, Unterschichten eine Dicke von ι- 2,5 Mikron aufwiesen (20% Platin auf graphitiertem Vulcani Y, und die dazwischen liegende Schicht eine Dicke von 5 Mikron aufwies und aus graphitiertem Vulcan⁰^ bestand. Mit Ausnahme der zusätzlichen Dispersion aus nicht katalysiertem graphitiertem Vulcair^ waren die verwendeten Dispersionen die gleichen wie jene aus Beispiel 1. Bei einem Testversuch einer Elektrode gemäss Beispiel 2 in einer Brennstoffzelle mit 95%igem H₃PO₄ als Elektro- ; Iy ten und einer Betriebstemperatur von 120⁰C lieferte die Elektrode eine Spannung von 746 mV bei 200 mA/cm mit Bezug auf eine dynamische Wasser stoff elektrode und Sauerstoff als Oxydationsmit-

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'■ tel. Die Elektrode enthielt 0,32 mg Platin pro cm . I

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Claims

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Elektrode für elektrochemische Seilen bestehend aus porösen hydrophoben Schichten und porösen hydrophilen,Katalysator enthaltenden Schichten,dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen den porösen hydrophoben Schichten und den,den Katalysator enthaltenden Schichten gleichmässig verläuft und eine klare Abgrenzung dieser Schichten durch die gesamte Elektrode gegeben ist.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator in den den Katalysator enthaltenden Schichten an der Grenzfläche zwischen den den Katalysator enthaltenden Schichten und den hydrophoben Schichten konzentriert ist.
3. Elektrode nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophoben Schichten und die den Katalysator enthaltenden Schichten alternierend aufeinander liegen.
4. Elektrode nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophoben Schichten aus Polytetrafluoroäthylenpartikeln und die den Katalysator enthaltenden Schichten aus mit Platin überzogenen KohlenstoffpartLkeln bestehen.
5. Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzellenelektrode nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch:

(a) Ausbildung einer porösen Schicht aus hydrophobem Material, ;

(b) Aufbringen einer porösen Schicht eines einen Katalysator enthaltenden Materials auf die hydrophobe Materialschicht,

(c) Wiederholung der Stufen (a) und (b) bis eine !

Struktur der gewünschten Dicke erhalten ist, ^!

(d) Abschneiden einer Scheibe mit alternierenden

j hydrophoben und hydrophilen Schichten quer zu besagten Schichten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die alternierenden Schichten durch Filtration erhalten wer-' : den. I
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennmittel auf das Filtermedium vor dem Aufbringen der ersten hydrophoben Schicht aufgebracht wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch ge-

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kennzeichnet, dass die zu filtrierenden Dispersionen in einer Flüssigkeit^ welche das hydrophobe Material benetzt, vorliegen.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der erhaltenen Scheiben Seite an Seite auf ein Substrat gelegt werden, so dass eine Elektrode erhalten wird welche grosser ist als die erhaltenen Scheiben.
10. Verfahren nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass nach Stufe (c) ein Block durch Aufeinanderlegen von Scheiben erhalten wird und dass in der Stufe (d) eine Scheibe quer zu besagten Schichten von diesem Block abgeschnitten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des Blockes eine Anzahl Scheiben quer zu besagten Schichten abgeschnitten werden und diese Scheiben aufeinander gelegt werden so dass ein Block entsteht.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des Blockes:

Scheiben quer zu besagten Schichten abgeschnitten werden und eine Anzahl solcher Scheiben aufeinandergelegt werden um eine erste Struktur zu bilden, Scheiben von der ersten Struktur quer zu^- besagten Schichten abgeschnitten werden und eine Anzahl dieser Scheiben aufeinandergelegt werden so dass eine zweite Struktur entsteht und dass dieses Verfahren so lange wiederholt wird bis ein Block der gewünschten Dicke erhalten wird.

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