DE2736885C2

DE2736885C2 - Elektrolytspeicherschicht für Brennstoffzellen

Info

Publication number: DE2736885C2
Application number: DE2736885A
Authority: DE
Inventors: Calvin Lawrence Glastonbury Conn. Bushnell; Harold Russel Vernon Conn. Kunz
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1976-09-01
Filing date: 1977-08-16
Publication date: 1986-07-31
Also published as: GB1541367A; CA1069972A; JPS61710B2; IL52726A; IL52726A0; US4064322A; DE2736885A1; FR2363905A1; FR2363905B1; JPS5332352A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzelle und insbesondere auf die Regelung des Elektrolytvolumens einer Brennstoffzelle.

In der Brennstoffzelle befindet sich der Elektrolyt zwischen zwei Elektroden. Diese Elektroden umfassen oft ein Substrat und einen Katalysator; das Substrat dient nur als Katalysatorträger und muß so gestaltet sein, daß während dem Betrieb der Katalysator in ständiger Berührung mit dem Elektrolyten ist. Die Elektrode muß ebenfalls so beschaffen sein, daß das Reaktionsmittel, wie z. B. Wasserstoffgas in das Substrat eindringen kann. Im bekannten Stand der Technik wird allgemein angenommen, daß das Reaktionsmittel der Katalysator und der Elektrolyt in einem Dreiphasenkontakt stehen und zwar an der Stelle an welcher die elektrochemische Reaktion stattfindet Bekannte Elektroden, z. B. jene welche in den in den US-Patenten 29 69 315 und 29 28 783 beschriebenen Zellen eingesetzt wurden, sind oft poröse Nickelelektroden, in denen der Katalysator gleichmäßig durch die Dicke der ganzen Elektrode verteilt vorliegt. In bekannten Zellen wurde der Elektrolyt zirkuliert, so daß Wasser außerhalb der Zelle beigefügt oder entzogen werden konnte. Dadurch konnte das Elektrolytvolumen in der Zelle relativ konstant gehalten werden. Auf jeden Fall zogen geringe Veränderungen des Elektrolytvolumens nur eine Veränderung der Lage der Dreiphasenzone innerhalb des Elektrodensubstrates nach sich. In neueren Zellen befindet sich der Elektrolyt in einer zwischen den Elektroden angebrachten Matrize. In diesen Zellen wird das Wasser, das während dem Betrieb hergestellt wird, durch Verdampfung in einen der Reaktionsgasströme entfernt Damit das Wasser in den Reaktionsgasstrom gelangt muß es, in Form von Wasserdampf, die Elektrode durchqueren, jedoch darf die Elektrode nicht vollständig mit Flüssigkeit getränkt werden, da hierbei das Reaktionsgas nicht mehr in die Elektrode eindringen kann, um mit dem Elektrolyten im Bereich des Katalysators zu reagieren. Bemühungen, um diese Probleme zu vermeiden, führten zur Entwicklung von biporösen Elektroden. Eine solche biporöse Elektrode ist im US-Patent 30 77 508 beschrieben. Hiernach umfaßt die biporöse Struktur eine grobporige Schicht auf der Seite, die mit dem Gas in Berührung steht, und eine feinporige Schicht auf der Seite, die mit dem Elektrolyten in Berührung steht. Diese feinporige Schicht ist natürlich mit einem Katalysator aktiviert Dies kann auch für die grobporige Schicht zutreffen, obwohl dies nicht erforderlich ist. Durch die hohen Kapillarkräfte innerhalb der feinporigen Schicht wird der Elektrolyt in der Struktur zurückgehalten, wobei die grobporige Schicht von Elektrolyten frei bleibt und dadurch das Reaktionsgas immer in das Elektrodensubstrat eindringen kann. Die elektrochemische Reaktion findet ungefähr an der Grenze zwischen der grob- und der feinporigen Schicht statt, an welcher eine Dreihpasenzone besteht. Jedoch waren die feinporigen Schichten jener früher bekannten Zellen im allgemeinen sehr dünn, so daß andere Mittel zur Regelung der Volumenveränderung des Elektrolyten benötigt wurden.

Innerhalb einer Elektrode, bei der ein Katalysator gleichmäßig durch das Substrat verteilt ist, spielt es keine Rolle, ob zum Beispiel der Elektrolyt die Hälfte oder dreiviertel der Elektrode füllt, da ein Katalysator sich immer an dem Übergang zwischen dem Elektrolyten und dem Reaktionsgas befindet. Darum ist es notwendig, daß das Reaktionsgas den Teil der Elektrode, der nicht mit Elektrolyt gefüllt ist, durchziehen kann. Jedoch findet die elektrochemische Reaktion nur an der Dreiphasenzone statt, und ein Katalysator, der sich nicht in dieser Zone befindet, reagiert nicht und wird praktisch vergeudet. Spätere Entwicklungen führten zu Elektroden, in welchen der Katalysator nicht durch das ganze Substrat verteilt war, jedoch als sehr dünne Schicht auf der Oberfläche des Substrates, die den Elektrolyten berührte, angebracht war. In einer solchen Elektrode müssen Gasdurchgänge vorgesehen sein, welche sich innerhalb des Substrates zu der Katalysatorschicht ausdeh-

nen. Um sicher zu gehen, daß das Reaktionsgas die Kataiysatorschicht erreicht, war es notwendig, ein hydrophobes Substrat zu benutzen, welches keine größere Menge Elektrolyt zurückhalten kann und dadurch den Weg des Reaktionsgases durch das Substrat zur Katalysatorschicht nicht versperren kann. Dies ist der verbreiteste Elektrodentyp der heutigen Brennstoffzellen. Jedoch ist es in den Brennstoffzellen, in welchen kein Elektrolyt zirkuliert, noch immer notwendig überschüssiges Wasser durch Verdampfung in einem der Reaktionsgasströme zu entfernen und/oder die überschüssige Elektrolytmenge irgendwo in der Zelle aufzuspeichern, besonders bei Abschaltung, wenn der Wasserdampf innerhalb des Gasstromes zur Flüssigkeit kondensiert Bei hydrophilen Substraten würde der kondensierte Wasserdampf das Volumen des Elektrolyten vergrößern und einen Flüssigkeitsfilm auf der Rück- oder Innenseite des Substrates bilden, wodurch dieser Film den Gasfluß durch das Substrat beim Einschalten der Zelle verhindert.

Lösungen zu den oben genannten Problemen wurden in den US-Patentschriften 37 79 811 und 39 05 832 beschrieben und dargelegt

Bei den bekannten Zellen wird eine poröse Elektrolytspeicherplatte in den Reaktionsgasstrom gestellt. Poröse Durchgänge bilden eine Elektrolytverbindung zwischen der porösen Platte und der Elektrode. Das Elektrolytvolumen der Brennstoffzelle wird durch die Bewegung des Elektrolyten durch die porösen Durchgänge geregelt, wodurch die elektrochemische Leistung der Zelle stabilisiert und eine Überschwemmung der Elektrode verhindert wird. In der hier beschriebenen Form besteht die Elektrode aus einem leitenden Nickelgitter, welches in eine einheitliche Mischung aus Platin- und Polytetrafluoräthylen-Teilchen eingebettet ist, wodurch die Elektrode grundsätzlich hydrophob ist. Gemäß US-Patent 39 05 832 liegt das hydrophile Elektrolytspeichermaterial an dem hydrophoben Elektrodensubstrat.

Verbindungswege zwischen dem Speichermaterial und der Elektrolytmatrize werden dadurch erhalten, daß Löcher in der Elektrode vorgesehen sind welche mit einem hydrophilen Material gefüllt sind, oder daß kleine Teile des Elektrodensubstrates hydrophil gehalten werden und einen Sickerweg zwischen der Elektrolytmatrize und dem Speichermaterial bilden. Hierdurch wird ein Speicher für überschüssigen Elektrolyten erhalten, ohne daß der Gasfluß durch die hydrophoben Flächen des Substrates wesentlich beeinträchtigt würde.

Obschon die Erfindungen, die in den zwei vorhergehenden Patenten beschrieben wurden zufriedenstellende Resultate ergaben, hatten sie jedoch gewisse Nachteile wie z. B. eine an der Dicke umfangreichere Zelle. Ein weiterer Nachteil liegt in der Vergrößerung deg Spannungsverlustes, der entweder durch verringerten Kontakt zwischen der Elektrode und der Trennplatte, oder durch zusätzliches Material entsteht, durch das der elektrische Strom fließen soll. Größere Kosten sind ein weiteres Problem. Diese sind nicht nur durch die Kosten der Speicherschicht oder des Materials bedingt, sondern auch durch größere Kosten der Elektrodenfabrikation, die durch diese Brennstoffzellenkonstruktion notwendig wurden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Brennstoffzelle, in welcher ohne Überschwemmung oder Austrocknung Volumenänderungen des Elektrolyten ausgeglichen werden können.

Die vorliegende Erfindung umfaßt eine an die Katalysatorschicht angrenzende hydrophile Elektrolytspeicherschicht, wobei ein großer, aber nicht der ganze Teil, der dem Katalysator zugewandten Fläche der Speicherschicht mit hydrophobem Material bis zu einer seichten Tiefe getränkt ist. Die Speicherschacht enthält auch zusätzlich nicht speichernde Teile, die im wesentlichen gleichmäßig durch die Speicherschicht verteilt sind und von der dem Katalysator abgewandten Fläche zum hydrophoben Material auf der gegenüberliegenden Fläche führen. Nichthydrophobe Zonen, auf der dem Katalysator zugewandten Fläche, sind mit elektrolytischem Matrizenmaterial getränkt bilden jedoch nur einen kleinen Teil des hydrophilen Volumens der Speichers hicht

Im Gegensatz zu bekannten Brennstoffzellen benötigt die Zelle der Erfindung keine separaten hydrophobe und hydrophile Schichten hinter dem Katalysator. Bei der vorliegenden Erfindung bleibt ein großer Teil der Speicherschicht hydrophil und kann überflüssigen Elektrolyten speichern. Durch die nicht speichernden Teile gelangt der Reaktionsgasstrom zu der an die Speicherschicht angrenzende Katalysatorschicht Das hydrophobe Material, mit welchem die dem Katalysator zugewandte Fläche getränkt ist, bedingt eine Verteilung des Reaktionsgases über einen großen Teil der Katalysatorschicht

Gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung sind die nicht speichernden Teile Löcher, die von der dem Katalysator abgewandten Fläche der Elektrolytspeicherschicht zum hydrophoben Material führen. Die Gesamtquerschnittfläche der Löcher ist klein im Vergleich zur Querschnittfläche der Speicherschicht. Die Speicherschicht fungiert auch als Elektrodensubstrat, wobei die Katalysatorschicht auf der getränkten Fläche aufgebracht ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird Bezug genommen auf die nachfolgende Beschreibung und die Figuren in welchen

F i g. 1 einen Querschnitt einer Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung,
F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der F i g. 1 und

F i g. 4 einen Querschnitt einer Brennstoffzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.

Als Beispiel der vorliegenden Erfindung kann die Brennstofzelle 10, gemäß den Fig. 1—3, angesehen werden. Diese Zelle umfaßt eine Brennstoffelektrode oder Anode 12, eine Kathode 14, eine Elektrolytspeichermatrize 16 zwischen den Elektroden, und den Außenwänden 18,20 die im Abstand hinter den Elektroden 12, 14 angeordnet sind und eine Brennstoffkammer 22 hinter der Anode 12 bzw. eine Oxydationsmittelkammer 24 hinter der Kathode 14 bilden. In einer Brennstoffzellenanlage, in welcher die einzelnen Zellen elektrisch in Serie geschaltet sind, können die Wände 18, 20 elektrisch leitende Trennplatten sein, welche die Brennstoffkammer einer Zelle von der Oxydationsmittelkammer der angrenzenden Zelle trennen. Solche Konstruktionen sind im Fachbereich wohlbekannt.

Die Kathode 14 umfaßt ein Substrat 26 und eine Katalysatorschicht 28, welche auf der Oberfläche des Substrates angebracht ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Kathode 14 eine Gasdiffusionselektrode bekannter Konstruktion. Falls der Elektrolyt z. B. in dieser Zelle Phosphorsäure ist, kann als Katalysatorschicht eine Mischung aus Kohlenstoff- und Platinpartikeln und Polytetrafluoräthylen (PTFE) eingesetzt werden. Der PTFE bindet die Katalysatorteile zusammen und verhindert

eine Überschwemmung der Katalysanorschicht. Als Substrat 26 kann poröses Kohlenstoffpapier eingesetzt werden, welches mit PTFE getränkt ist, welches ihm hydrophobe Eigenschaften verleiht, so daß es nicht vollständig mit Elektrolyt gefüllt werden kann und das Reaktionsgas die Katalyatorschicht 28 ohne weiteres erreichen kann.

Die Anode 12 umfaßt eine Katalysatorschicht 30, und eine Elektrolytspeicherschicht 32. Die Katalysatorschicht 30 ist an die Oberfläche 34 der Speicherschicht 32 gebunden. Die Speicherschicht 32 besteht aus porösem Material, welches mit Bezug auf den Elektrolyten hydrophil ist oder welchem durch Behandlung hydrophile Eigenschaften verliehen wurden. So, z. B. kann sie, falls als Elektrolyt Phosphorsäure eingesetzt wird, aus Kohlenstoffpapier bestehen oder falls als Elektrolyt eine Base wie Kaliumhydroxyd eingesetzt wird, kann sie eine poröse Platte aus Silbermetall, gesintertem Silber, Gold oder anderen Metallen sein. Überschüssiger Elektrolyt sickert in die Speicherschicht 32 und wird in ihr gespeichert. Die Poren der hydrophilen Speicherschicht 32 sollten nicht kleiner sein als die größten Poren der Matrize oder die größten Poren mit hydrophilen Eigenschaften der Katalysatorschicht, so daß die Kapillarkräfte innerhalb der Speicherschicht kleiner als die Kapillarkräfte der Matrize oder der Katalysatorschicht sind. Durch diese Konstruktion gelangt kein Elektrolyt in die Speicherschicht, es sei denn, es wäre genügend Elektrolyt vorhanden und die Poren der Matrize und der Katalysatorschicht seien voll.

Die Oberfläche 34, die an der Katalysatorschicht 30 anliegt ist bis zu einer Tiefe A über einen Großteil der Fläche mit einem hydrophoben Material oder einem wasserabstoßenden Mittel, wie PTFE getränkt Diese hydrophobe Zone ist durch die Nummer 36 gekennzeichnet (Fig. 1 +2). Die Speicherschicht 32 weist auch eine Anzahl Löcher 38 auf. Die Löcher 38 beginnen auf der dem Katalysator abgewandten Fläche 40 der Speicherschicht 32 und führen durch die hydrophoben Teile 36. Da die Speicherschicht 32 meist nur teilweise mit Elektrolyt gefüllt ist gewährleisten die Löcher 38, daß das Reaktionsgas oder der Brennstoff an die Katalysatorschicht 30 gelangt Da die hydrophoben Zonen 36 wesentlich frei von Elektrolyt bleiben, wird das Gas sich außerhalb der Löcher 38 in die hydrophoben Teile ausbreiten, wobei eine große Fläche des Katalysators bestrichen wird. Die hydrophobe Zone der Fläche 34 sollte möglichst groß sein, um so eine maximale Ausnutzung des Katalysators in der Schicht 30 zu gewährleisten. So sollten wenigstens 50% der Oberfläche hydrophob sein, um eine befriedigende Katalysatorausnuizung und Zellenleistung zu erhalten. Die Ausdehnung der hydrophoben Fläche wird nur dadurch beschränkt daß die hydrophilen Flächen 42 (F i g. 2) eine genügende Oberfläche aufweisen müssen, um eine zufriedenstellende Übertragung des Elektrolyten zwischen der Matrize 16 und den hydrophilen Zonen der Speicherschicht 32 zu gewährleisten. Man schätzt, daß wenigstens um die 2% der Oberfläche 34 hydrophile Eigenschaften aufweisen müssen, auch sollten die hydrophilen Zonen 42 gleichmäßig über die Räche 34 verteilt sein.

Bezüglich des Gewichtes, der Größe und vielleicht der Kosten wird vorgezogen die Speicherschicht 32 so nichtspeichernden Teile (z. B. Löcher 38 und hydrophobe Teile 36) so klein wie möglich sein sollten. So sollte die Tiefe A des Teiles 36 nicht größer als nötig sein, um eine sofortige strahlenförmige Diffusion des Reaktionsgases durch die Löcher 38 in die Zone 36 zu gewährleisten. Eine minimale Tiefe von ungefähr 76 μίτι ist wahrscheinlich notwendig, jedoch können Tiefen bis zu 50% der Dicke der Speicherschicht in einigen Fällen annehmbar sein. Der Durchmesser der Löcher 38 sollte auch so klein wie möglich sein, um die Elektrolytmenge, welche die Speicherschicht 32 für eine gegebene Dicke speichern kann, maximal zu halten. Jedoch sollten sie nicht kleiner sein als die Porengröße der Speicherschicht, da sie sich sonst infolge der Kapillarkräfte mit Flüssigkeit füllen würden. Damit genügend Reaktionsgas an die Katalysatorschicht 30 gelangt, sollte die Summe der Querschnittflächen der Löcher 38 wenigstens 2% der Gesamtfläche 40 ausmachen.

Ferner, obwohl gemäß dieser Ausführungsform die Löcher 38 die Speicherschicht 32 vollständig durchqueren, ist es nur notwendig durch die Löcher eine Verbindung zwischen der Oberfläche 40 zu den hydrophoben Zonen 36 herzustellen. Praktisch wird es jedoch sehr schwierig, wenn nicht unmöglich sein, die Löcher nur zum Teil durch die dünne Speicherschicht zu bohren.

Gemäß dieser Ausführungsform sind die hydrophoben Zonen als getrennte Rechtecke dargestellt. Dies ist für die Erfindung jedoch nicht wesentlich. Diese Flächen können kreisförmig oder sogar sternenförmig ausgebildet sein, außerdem können sie untereinander verbunden sein. Die hydrophilen Zonen 42 auf der Oberfläche 34 müssen nicht unbedingt untereinander verbunden sein.

Zur Herstellung der Speicherschicht 32 können Zonen 42 der Oberfläche 34 überdeckt und wie beim Siebdruck eine wäßrige Lösung des hydrophoben Materials zusammen mit einem Verdickungsmittel auf die nicht überdeckten Flächen aufgebracht werden. Die Tiefe, bis zu welcher die Lösung die Speicherschicht tränkt, wird durch die Dickflüssigkeit der Tinte und die Zahl der Schritte, die während des Siebdruckverfahrens gemacht werden, geregelt

Falls die Speicherschicht z. B. aus Kohlenstoffpapier besteht und eine Dicke von 330 μηι, eine Durchschnittsporengröße von 4! μπι und 75% der Poren im Bereich von 19—85 μπι aufweist, kann als Druckertinte 225 g einer Mischung aus ungefähr 60 Gew.-% Polytetrafluoräthylen, 34 Gew.-% H₂O und 6 Gew.-% oberflächenaktive Mittel, 265 g einer 2%igen wäßrigen Lösung eines Pulvers, welches, falls es mit NH4OH, einem neutralisierenden Mittel, vermischt wird, ein neutrales SaJz, das verdickende Mittel bildet, 500 g H2O und 8 ml einer 28%igen Lösung NH₄OH eingesetzt werden. NH₄OH wird zugesetzt nachdem die anderen Zutaten zugegeben und so durchgerührt sind, daß keine Luftblasen mehr vorhanden sind. Die Tintenlösungsmittel und andere unerwünschte flüchtigen Bestandteile, sowie oberflächenaktive Mittel entweichen während des Sinterns der Katalysatorschicht

F i g. 4 stellt einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet Der einzige Unterschied zwischen diesem Aspekt und der F i g. 1 besteht darin, daß die Löcher 38 durch Pfeiler 50 aus hydrohpobem Material, wie PTFE, ersetzt worden sind. Diese Pfeiler wer-

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fein wie möglich zu gestalten. Die Speicherschicht sollte
jedoch auch die größtmögliche Menge überschüssigen 65 den durch Imprägnierung der Speicherschicht 32 mit Elektrolyten welcher sich erwartungsgemäß in der Zelle einer wäßrigen Lösung aus hydrophobem Material ahnbilden kann, speichern und im Bedarfsfälle abgeben. In lieh dem Verfahren zur Herstellung der hydrophoben diesem Sinne ist es offensichtlich, daß das Volumen der Teile 36 hergestellt mit dem Unterschied, daß das hydro-

phobe Material an der entgegengesetzten Seite der Speicherschicht aufgebracht wird. Natürlich kann eine weniger dickflüssige hydrophobe Tinte eingesetzt werden, um ein Durchsickern zu den hydrophoben. Zonen 36 zu gewährleisten. Wenn z. B. das gleiche Kohlenstoffpapiersubstrat eingesetzt wird kann die Tinte folgende Zusammensetzung aufweisen: 625 g der obigen PTFE-Mischung, 660 g einer 2%igen wäßrigen Lösung des obigen Verdickungspulveis, 1190 g H2O und 20 ml einer 28°/oigen NH₄OH Lösung.

Es ist unmöglich Pfeiler 50 mit kleinerem Volumen mit Bezug auf die Löcher 38 (F i g. 1) herzustellen, doch gewährleistet diese Ausführungsform, wegen des größeren Druckabfalls durch die Speicherschicht, einen besseren Schutz gegen ein Durchdringen de'r Reaktionsgase zu der gegenüberliegenden Elektrode.

Obwohl gemäß den F i g. 1 und 4 die Speicherschicht 32 das Substrat der Katalysatorschicht 30 bildet, wobei die Katalysatorschicht durch bekannte Verfahren wie Aufsprühen, Filtration, Druck usw. aufgebracht werden kann, kann auch die Matrize 16 als Katalysatorschichtsubstrat benutzt werden. So kann die Katalysatorschicht 30 auf die Matrize 16 aufgebracht werden, muß jedoch dann an der Oberfläche 34 der Speicherschicht anliegen.

Den Fachleuten ist klar, daß das Substrat 26 der Kathode 14 durch eine ähnliche oder identische Speicherschicht ersetzt werden kann. Jedoch ist dieses zusätzliche Speichervolumen in Normalfällen nicht notwendig. Falls nur eine Speicherschicht eingesetzt wird, soll diese bevorzugt an der Anodenseite der Zelle angebracht werden da die Anode sich gegenüber verminderter Verfügbarkeit von Wasserstoff besser verhält als die Kathode gegenüber verminderter Verfügbarkeit von Sauerstoff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektrolytspeicherschicht, welche an eine Katalysatorschicht (28, 30) einer Brennstoffzelle anliegt, wobei die Speicherschicht (32) porös ist und eine dem Katalysator zugewandte und eine dem Katalysator abgewandte Oberfläche aufweist dadurch gekennzeichnet, daß die dem Katalysator (28, 30) zugewandte Oberfläche (34) bis zu einer seichten Tiefe (A) über einen Großteil der Fläche eine erste Imprägnierung (36) aus hydrophobem Material aufweist, die dem Katalysator zugewandte Seite gleichmäßig verteilte Zonen (42), welche nicht mit hydrophobem Material getränkt sind, umfaßt, wobei die Speicherschicht (32) ebenfalls gleichmäßig verteilte Zonen (38) aufweist, welche keinen Elektrolyten speichern und von der dem Katalysator abgewandten Oberfläche (40) zu den Imprägnierungen (36) aus hydrophobem Material auf der anderen Fläche (34) führen, wobei diese nicht speichernden Teile (38) nur einen geringen Teil des Volumens der Speicherschicht (32) bilden, wobei die Speicherschicht (32) hydrophil ist, außer in den nicht speichernden Zonen (38) und ersten Imprägnierungen (36).

2. Speicherschicht nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, daß die nicht speichernden Teile (38) Löcher sind, welche sich von der dem Katalysator abgewandten Seite (40) bis zu den ersten Imprägnierungen (36) erstrecken.

3. Speicherschicht nach den Ansprüchen 1 —2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile (42) der dem Katalysator zugewandten Seite (34), welche nicht mit hydrophobem Material getränkt sind, wenigstens 2% der dem Katalysator zugewandten Oberfläche (34) ausmachen, wobei die Tiefe (A) der eisten Imprägnierungen (36) weniger als 50% der Dicke der Speicherschicht (32) und nicht weniger als 76 μπι ausmacht und die minimale Gesamtquerschnittfläche der nicht speichernden Teile (38) 2% der dem Katalysator abgewandten Oberfläche (40) bilden.

4. Speicherschicht nach den Ansprüchen 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (32) Kohlenstoffpapier umfaßt.

5. Speicherschicht nach den Ansprüchen 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrizeiimaterial Siliziumkarbid umfaßt.

6. Speicherschicht nach den Ansprüchen 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophilen Teile, mit Bezug auf die größten Poren der Matrize, im wesentlichen größere Poren aufweisen.

7. Speicherschicht nach den Ansprüchen 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorschicht (30) mit der dem Katalysator zugewandten Seite (34) verbunden ist.