FR2731844A1 - Procede pour fabriquer un produit composite constitue par un materiau pour electrodes, un materiau formant catalyseur et une membrane formee d'un electrolyte solide - Google Patents
Procede pour fabriquer un produit composite constitue par un materiau pour electrodes, un materiau formant catalyseur et une membrane formee d'un electrolyte solide Download PDFInfo
- Publication number
- FR2731844A1 FR2731844A1 FR9603159A FR9603159A FR2731844A1 FR 2731844 A1 FR2731844 A1 FR 2731844A1 FR 9603159 A FR9603159 A FR 9603159A FR 9603159 A FR9603159 A FR 9603159A FR 2731844 A1 FR2731844 A1 FR 2731844A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- catalytic layer
- membrane
- catalytic
- support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
- C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/49112—Electric battery cell making including laminating of indefinite length material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Selon ce procédé, on fabrique une couche catalytique incluant un matériau pour électrodes, un matériau formant catalyseur et un matériau formé d'un électrolyte solide, qu'on utilise pour former une couche catalytique (18) sur un support, on chauffe la face de cette couche, située à l'opposé du support (16), pour ramollir le matériau formant électrolyte solide et ensuite on applique sous pression la couche catalytique sur une membrane (34) formée de l'électrolyte solide, alors que cet électrolyte est encore à l'état ramolli pour former un produit composite. Application notamment à la fabrication de piles à combustible.
Description
L'invention concerne un procédé pour fabriquer un produit composite
constitué d'un matériau pour électrodes, d'un matériau formant catalyseur et d'une membrane formée d'un électrolyte solide pour une pile électrochimique, notamment une pile à combustible, selon lequel on amène le matériau formant électrolyte solide, par ramollissement de ce dernier, en contact, à la profondeur de pores, avec le
matériau pour électrodes et le matériau formant catalyseur.
Un tel procédé est connu par exemple d'après le brevet allemand 42 41 150. Conformément au procédé décrit dans ce document, d'une part on dépose un matériau formant électrolyte solide à l'état dissous dans un solvant, et d'autre part on presse à chaud l'ensemble de l'unité formée
par le matériau pour électrodes, le matériau formant cata-
lyseur et la membrane formée d'un électrolyte solide, en
chauffant cette unité.
L'inconvénient de cette solution connue doit être vu dans le fait que le pressage à chaud de l'ensemble de l'unité formée du matériau pour électrodes, du matériau
formant catalyseur et de la membrane formée d'un électroly-
te solide entraîne l'application d'une contrainte mécanique et thermique intense aux matériaux et requiert en outre des temps de chauffage, qui rendent nécessaire une conduite
coûteuse du processus.
C'est pourquoi l'invention a pour but de perfec-
tionner un procédé du type indiqué plus haut de manière que ce dernier puisse être mis en oeuvre d'une manière aussi
efficace et bon marché que possible.
Ce problème est résolu conformément à l'invention dans un procédé du type décrit plus haut grâce au fait qu'on fabrique une poudre catalytique contenant un matériau
pour électrodes, un matériau formant catalyseur et le maté-
riau formant électrolyte solide, qu'avec la poudre cataly-
tique, on fabrique une couche catalytique sur un support, qu'on chauffe la couche catalytique sur une face tournée à l'opposé du support, pour ramollir le matériau formant
électrolyte solide et qu'on dépose ensuite la couche cata-
lytique, moyennant l'application d'une pression, sur la
membrane formée de l'électrolyte solide, alors que le maté-
riau formant électrolyte solide est encore à l'état
ramolli, pour former un produit composite.
L'avantage de la solution selon l'invention doit être vu dans le fait que d'une part la fabrication de la couche catalytique utilisée en tant qu'électrode dans la pile électrochimique et formée par une poudre catalytique peut s'effectuer d'une manière très simple et que d'autre
part cette couche est chauffée, sous l'effet du ramollis-
sement désiré du matériau formé de l'électrolyte solide inséré dans la couche catalytique, uniquement dans le
volume, dans lequel l'établissement de la liaison est dési-
rée, de sorte que sous l'effet du dépôt de la couche cata-
lytique alors que le matériau formé de l'électrolyte solide est encore ramolli, sur la membrane formée de l'électrolyte solide, moyennant l'application d'une pression, on obtient d'une manière simple et désirée, à l'emplacement désiré,
l'établissement de la liaison entre le matériau pour élec-
trodes, le matériau formant catalyseur et la membrane for-
mée d'un électrolyte solide, moyennant l'application du
matériau formant électrolyte solide de la poudre cataly-
tique. En outre, grâce au chauffage efficace de la couche catalytique uniquement dans la zone dans laquelle l'établissement de la liaison est souhaitée, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre avec une faible dépense du point de vue énergie et en particulier, sur la base de l'action désirée localement de l'énergie, cette dernière peut être appliquée suffisamment rapidement de sorte qu'on peut avoir un déroulement plus rapide et par
conséquent plus efficace et meilleur marché du procédé.
D'un point de vue purement théorique, l'énergie pourrait être également introduite en partie ou en totalité dans la couche catalytique également au moyen d'un contact
mécanique ou thermique, c'est-à-dire au moyen d'une conduc-
tion thermique ou d'un contact avec un gaz chaud.
En particulier pour introduire cette énergie aussi rapidement que possible et d'une manière ciblée dans la couche catalytique, il est plus avantageux de chauffer
la couche catalytique au moyen d'un rayonnement électroma-
gnétique.
Ce rayonnement électromagnétique peut se présen-
ter sous les formes les plus diverses. Par exemple, on pourrait imaginer d'utiliser un laser comme source de rayonnement.
Il est particulièrement avantageux que le rayon-
nement électromagnétique soit un rayonnement infrarouge,
notamment un rayonnement thermique d'un corps chauffé.
D'un point de vue purement théorique, on pourrait imaginer d'insérer le matériau formé de l'électrolyte solide également dans la couche catalytique au moyen d'un solvant, et stabiliser par exemple de ce fait également la
couche catalytique.
Cependant, il est beaucoup plus avantageux notam-
ment pour éviter l'ensemble des problèmes liés à un solvant qui s'évapore, dans un procédé selon l'invention d'insérer
dans la couche catalytique le matériau formé de l'électro-
lyte solide exclusivement sans solvant, c'est-à-dire sous
la forme d'une poudre.
En particulier à cet égard, il est également avantageux d'éviter d'utiliser des liants liquides de sorte que, de façon appropriée, on établit une liaison dans la
couche catalytique exclusivement au moyen du pressage méca-
nique de la poudre catalytique.
De préférence, on utilise comme liant la matière plastique, qui est contenue dans la poudre catalytique, par
exemple du PTFE (polytétrafluoroéthylène), le PTFE présen-
tant en outre simultanément l'avantage supplémentaire con-
sistant en ce qu'en raison de ses caractéristiques hydro-
phobes, il crée une zone sans eau dans la couche cata-
lytique. Jusqu'alors, on n'a donné aucune indication détaillée concernant le support. Ce dernier pourrait être réuni de façon amovible à la couche catalytique. Cependant, selon une solution avantageuse, il est prévu de relier le support et la couche catalytique pour former une unité, qui
facilite grandement la manipulation de la couche cataly-
tique dans le procédé.
Il est particulièrement avantageux de relier la couche catalytique au support exclusivement par pressage mécanique. De préférence, un matériau de support est agencé de telle sorte qu'il représente ultérieurement une couche
de diffusion, auquel cas on choisit de préférence le maté-
riau de support, notamment pour des processus électro-
chimiques gazeux, de manière que les constituants gazeux de
réaction diffusent aisément dans ce matériau.
De préférence, le support est réalisé en un maté-
riau plat flexible, notamment en carbone et par conséquent
est également un bon conducteur électrique.
Dans un procédé particulièrement avantageux, qui se déroule notamment de façon continue, il est proposé que le support soit agencé en forme de bande et notamment que la couche catalytique soit déposée selon un processus
continu sur le support en forme de bande.
Il est particulièrement approprié que le matériau de support en forme de bande passe entre deux cylindres travaillant l'un contre l'autre et que, moyennant le dépôt d'une poudre catalytique sur le matériau de support, la couche catalytique soit appliquée par les cylindres sur le
matériau de support.
En ce qui concerne le traitement de la membrane formée de l'électrolyte solide avant le dépôt de la couche catalytique, on n'a donné aucune indication détaillée en
rapport avec les exemples de réalisation décrits jus-
qu'alors. Ainsi, on pourrait par exemple imaginer d'appli-
quer un prétraitement supplémentaire à la membrane formée de l'électrolyte solide, et ce également au moyen du dépôt d'un matériau formant électrolyte solide dissous dans un solvant. Cependant il est particulièrement avantageux de
traiter également sans solvant la membrane formée d'élec-
trolyte solide, en particulier lorsque la membrane formée de l'électrolyte solide n'est soumise à aucune sorte de
traitement préalable avec un solvant.
Pour obtenir une liaison aussi intime que pos-
sible entre la membrane formée de l'électrolyte solide et la couche catalytique, il est éventuellement avantageux
d'amener à une température définie, par exemple par chauf-
fage, la surface, tournée à l'opposé de la couche catalyti-
que, de la membrane formée de l'électrolyte solide avant l'application de la couche catalytique. Une telle mise en température désirée de la membrane formée de l'électrolyte solide peut être avantageuse en fonction de la température de cette membrane pour empêcher que le matériau formé de l'électrolyte solide se solidifie trop rapidement lors de sa venue en contact avec le matériau formé de l'électrolyte solide de la membrane, en raison de la basse température de cette dernière et du refroidissement ainsi provoqué, de
sorte qu'il n'existe aucune liaison intime entre la mem-
brane formée de l'électrolyte solide et la couche cataly-
tique.
Le chauffage de la membrane formée de l'électro-
lyte solide avant le dépôt de la couche catalytique peut se
dérouler de préférence de telle sorte que la membrane for-
mée de l'électrolyte solide se ramollit et même commence à
fondre au niveau de sa surface, dans un cas extrême.
En ce qui concerne la formation de la membrane formée de l'électrolyte solide elle-même pour une mise en oeuvre aussi efficace que possible du procédé, on n'a donné aucune indication détaillée en liaison avec l'explication précédente des différents exemples de réalisation. Ainsi, dans un exemple de réalisation, on pourrait imaginer d'appliquer la couche catalytique successivement à des par- ties de la membrane, auquel cas l'application de la couche
catalytique et l'établissement de la liaison entre la mem-
brane formée de l'électrolyte solide et la couche cataly-
tique peuvent être exécutés rapidement conformément au pro-
cédé selon l'invention.
Le procédé selon l'invention peut cependant être utilisé d'une manière particulièrement appropriée, lorsque la membrane formée de l'électrolyte solide est réalisée sous la forme d'une bande et qu'on dépose sur cette bande
la couche catalytique, selon un processus continu, moyen-
nant l'établissement de la liaison entre la membrane formée
de l'électrolyte solide et de la couche catalytique.
Dans ce cas, le procédé peut être mis en oeuvre
d'une manière particulièrement appropriée lorsqu'on appli-
que la couche catalytique pour sa part sous la forme d'une
bande sur la membrane formée de l'électrolyte solide.
A cet égard, selon un procédé particulièrement avantageux, on prévoit de déposer la couche catalytique sur le support flexible réalisé sous la forme d'une bande pour former ce qu'on appelle une bande-électrode et d'appliquer pour sa part cette bande-électrode sur la membrane formée d'électrolyte solide agencée sous la forme d'une bande, selon un processus continu, moyennant l'établissement de la liaison entre la membrane formée de l'électrolyte solide et
la couche catalytique.
Jusqu'à présent on n'a donné aucune indication détaillée sur la manière de déposer la couche catalytique sur la membrane formée de l'électrolyte solide. Ainsi, il
est prévu, conformément à un exemple de réalisation parti-
culièrement avantageux, notamment un exemple de réalisation
dans lequel une mise en oeuvre continue du procédé est pos-
sible, de déposer la couche catalytique sur la membrane
formée de l'électrolyte solide et ce de préférence en fai-
sant passer la couche catalytique et la membrane formée de l'électrolyte solide entre deux cylindres qui coopèrent
entre eux.
Dans le cadre de la description donnée jus-
qu'alors du procédé selon l'invention, on n'a donné aucune indication détaillée sur la manière dont le matériau pour
électrodes de la couche catalytique doit être réalisé.
De préférence le matériau pour électrodes de la
couche catalytique est formé par une poudre de carbone pos-
sédant des grains d'une taille se situant dans la gamme
comprise entre environ 0,03 et environ 1 pm.
Le matériau formant catalyseur pulvérulent est de préférence de la poudre de carbone possédant des grains
d'une taille comprise entre environ 20 et environ 50 angs-
troms. Le matériau formant électrolyte solide utilisé dans la couche catalytique est de préférence identique au matériau formant électrolyte solide de la membrane formée
de l'électrolyte solide et a des grains d'une taille com-
prise entre environ 0,5 et environ 2 pm. Un exemple d'un matériau formant électrolyte solide selon l'invention est
le produit désigné sous l'appellation commerciale Nafion.
En outre il est prévu de préférence que la poudre catalytique contienne également un milieu hydrophobe, par exemple du PTFE, ayant une taille de grains comprise entre
environ 0,2 et environ 1 pm.
En outre il est encore possible d'ajouter en sup-
plément également un agent porogène, par exemple du sucre,
à la poudre catalytique.
Une composition particulièrement avantageuse de la poudre catalytique selon l'invention comporte par exemple un pourcentage d'environ 50 % de carbone, d'environ % de platine, d'environ 20 % de PTFE et d'environ 25 % de Nafion. Dans un produit composite pouvant être utilisé
d'une manière particulièrement appropriée formé d'un maté-
riau pour électrodes, d'un matériau formant catalyseur et d'une membrane formée d'un électrolyte solide, il est prévu que la membrane formée de l'électrolyte solide comporte une couche catalytique sur ses deux faces et que par conséquent le produit composite peut être utilisé en tant qu'unité directement dans une pile électrochimique, de préférence
une pile à combustible.
Le produit composite peut être également fabriqué par application simultanée de la couche catalytique sur les deux faces de la membrane. Cependant il est encore plus avantageux de déposer la couche catalytique tout d'abord
sur une face, puis sur la face opposée de la membrane for-
mée de l'électrolyte solide.
Pour fabriquer le produit composite selon l'invention constitué par un matériau pour électrodes, un matériau formant catalyseur et une membrane formée d'un électrolyte solide autant que possible sans traitement
ultérieur conséquent pour son montage dans une pile élec-
trochimique selon l'invention, il est prévu de préférence de déposer sur la membrane formée de l'électrolyte solide la couche catalytique sous la forme d'éléments individuels de couche, qui s'étendent jusqu'à une zone de bord de la
membrane formée de l'électrolyte solide.
Il est particulièrement approprié qu'au niveau de ses zones marginales, la membrane formée de l'électrolyte
solide ne comporte aucune poudre catalytique.
Ceci peut être obtenu par exemple dans le cas d'une membrane formée d'un électrolyte solide et agencée sous la forme d'une bande par le fait qu'on dépose la couche catalytique entre des zones latérales du bord de la
membrane formée de l'électrolyte solide.
En outre, pour que les éléments de la couche soient entourés de tous côtés par des zones marginales, on prévoit de préférence, pour former des zones marginales entre différents éléments de la couche, de déposer la couche catalytique par endroits sans établissement d'une
liaison sur la membrane formée de l'électrolyte solide.
Cela signifie qu'on dépose la couche catalytique d'une
manière générale continûment dans la direction longitudi-
nale de la bande, sur la membrane formée de l'électrolyte solide, mais que l'établissement d'une liaison entre la couche catalytique et la membrane formée de l'électrolyte
solide ne s'effectue pas au niveau des zones marginales.
Ceci peut être obtenu par exemple grâce au fait qu'aucun chauffage de la couche catalytique n'est exécuté par endroits de sorte que également le matériau formé de l'électrolyte solide ne peut pas fondre dans ces parties et que par conséquent il se produit seulement une compression
de la couche catalytique sur la membrane formée de l'élec-
trolyte solide de sorte que, dans cette zone, la couche
catalytique peut être aisément détachée.
Selon un autre mode opératoire particulièrement simple à mettre en oeuvre on prévoit, pour le dépôt de la couche catalytique sans établissement d'une liaison,
d'insérer des éléments intercalaires entre la membrane for-
mée de l'électrolyte solide et la couche catalytique de manière que même dans le cas d'un chauffage continu de la couche catalytique, il ne peut s'établir aucune liaison entre le matériau formant électrolyte solide ramolli et notamment fondu et la membrane formée de l'électrolyte solide, étant donné que les éléments intercalaires sont situés entre eux et que donc par exemple une liaison est
établie entre la couche catalytique et l'élément interca-
laire. Dans ce cas, on prévoit avantageusement
d'éliminer la couche catalytique dans les zones dans les-
quelles aucune liaison n'est établie. Dans le cas le plus
simple, ceci est possible par séparation de la couche cata-
lytique en les sections dans lesquelles il n'y a pas éta-
blissement d'une liaison.
D'autres caractéristiques et avantages de la pré-
sente invention ressortiront de la description donnée ci-
après prise en référence aux dessins annexés, sur les-
quels:
- la figure 1 montre une illlustration schéma-
tique d'un procédé pour déposer une couche catalytique sur un support; la figure 2 montre une illustration schématique
du procédé pour déposer la couche catalytique sur une mem-
brane formée d'un électrolyte solide; - la figure 3 montre l'illustration globale de
l'exécution du procédé pour appliquer une couche cataly-
tique sur les deux faces d'une membrane formée d'un élec-
trolyte solide; - la figure 4 représente une coupe longitudinale
d'une membrane formée d'un électrolyte solide, selon l'in-
vention; - la figure 5 représente une section, dans
laquelle il ne s'établit aucune liaison, obtenue par inser-
tion d'un élément intercalaire dans l'unité constituée par
la couche catalytique et la membrane formée de l'électroly-
te solide;
- la figure 6 représente une illustration schéma-
tique de l'opération d'enlèvement d'une section dans laquelle aucune liaison n'est établie; - la figure 7 représente une coupe longitudinale d'un produit composite selon l'invention constitué par un matériau pour électrodes, un matériau formant catalyseur et une membrane formée d'un électrolyte solide, avec présence de zones marginales entre les différents éléments de la couche catalytique; - la figure 8 représente une vue en plan dans la direction de la flèche A sur la figure 7; et - la figure 9 représente une coupe transversale
schématique d'une pile à combustible selon l'invention com-
portant un produit composite selon l'invention constitué
par un matériau pour électrodes, un matériau formant cata-
lyseur et une membrane formée d'un électrolyte solide.
Dans un exemple de réalisation du procédé selon l'invention, lors d'une première étape, représentée sur la figure 1, on fabrique dans un broyeur à couteaux 10 une poudre catalytique 12 à partir d'un matériau électriquement conducteur, par exemple du carbone, d'un matériau formant catalyseur, par exemple du platine, d'un matériau à effet hydrophobe, par exemple du PTFE (polytétrafluoroéthylène) et d'un matériau formant électrolyte solide, par exemple du Nafion (le Nafion est une marque déposée de DuPont) et on
mélange ces matériaux dans le broyeur à couteaux 10.
Éventuellement, on peut en outre ajouter un agent
porogène, par exemple du sucre.
La poudre catalytique se compose par exemple d'environ 50 pour cent en poids de particules de carbone ayant une taille de grains comprise entre environ 0,03 et
environ 1 pm, et égale de préférence à environ 30 nm, envi-
ron 5 pour cent en poids de platine, dont les particules présentent une taille de grains comprise entre environ 20 et environ 50 angstrôms et de préférence égale à environ 30 angstrôms, environ 20 pour cent en poids de poudre de PTFE présentant une taille de grains comprise entre environ 0,2 et environ 1 pm et de préférence égale à 0,5 pm, et environ
vingt-cinq pour cent en poids de poudre de Nafion présen-
tant une taille de grains comprise entre environ 0,5 et
environ 2 pm et de préférence égale à environ 1 pm.
De préférence, les particules de carbone sont
déjà platinées, c'est-à-dire pourvues de particules de pla-
tine possédant la taille indiquée précédemment, le dépôt des particules de platine sur les particules de carbone
s'effectuant selon un procédé chimique par voie humide.
On mélange ces constituants de la poudre cataly-
tique dans le broyeur à couteaux à rotation rapide 10 pour obtenir un mélange homogène, que l'on envoie à un distribu- teur 13 d'un dispositif de dépôt 14, au moyen duquel on applique par laminage une couche catalytique 18 possédant une épaisseur comprise entre environ 50 pm et 100 pm au
moyen de deux cylindres 20 et 22 dont les axes sont paral-
lèles et qui sont situés à une faible distance l'un de
l'autre, sur un support 16 utilisé comme élément de diffu-
sion de gaz dans la pile à combustible et constitué par exemple par du papier carbone rendu hydrophobe ou par des
fibres de carbone rendues hydrophobes.
Le support 16 passe entre les deux cylindres 20 et 22 en étant appliqué contre le cylindre 20, auquel cas entre le support 16 et le cylindre 22 il s'établit une fente 24, dans laquelle le distributeur 13 introduit une
quantité telle de poudre catalytique 12 que la couche cata-
lytique 18, appliquée par laminage sur le support 16 après
passage entre les deux cylindres 20 et 22, possède l'épais-
seur indiquée.
Le support 16 pourvu de la couche catalytique 18 utilisée ultérieurement comme électrode, est fabriqué de préférence sous la forme d'une bande continue et forme ce
qu'on appelle une bande-électrode 26 pour une pile à com-
bustible selon l'invention contenant un électrolyte solide.
Dans cette bande-électrode 26, la liaison entre les particules de la couche catalytique 18 à l'intérieur de cette bande et entre la couche catalytique 18 et le support
16 est établie uniquement au moyen d'une compression méca-
nique, appliquée par les deux cylindres 20 et 22, à la poudre catalytique 12 introduite dans la fente 24 et au
support 16.
Pour former un produit composite constitué par
l'électrode et l'électrolyte solide pour une pile à combus-
tible, on envoie à un second couple de cylindres 30 et 32 dont les axes sont parallèles, d'une part une membrane 34 constituée d'un matériau formé d'un électrolyte solide et qui s'applique contre le cylindre 30, et d'autre part la bande-électrode, la couche catalytique étant tournée vers
la membrane 34.
Comme cela est représenté à plus grande échelle sur la figure 2, la couche catalytique 18 contient, en dehors de particules de carbone 36 qui sont utilisées comme
conducteur électrique, des particules de platine 38 rete-
nues sur les particules précédentes et qui sont utilisées
comme catalyseur, et le PTFE 40 relié au carbone et agis-
sant en tant que milieu produisant un effet hydrophobe, et
en outre des particules 42 constituées d'un matériau for-
mant électrolyte solide, par exemple du Nafion, avec lequel
est également fabriquée la membrane 34.
Juste avant le passage entre les cylindres du couple de cylindres 30 et 32, un pressage réciproque de la bande-électrode 26 et de la membrane 34 est exécuté et la
membrane 34 et la bande-électrode 26 sont guidées en fai-
sant un angle a entre elles, auquel cas avant l'application
de la couche catalytique 18 sur une surface 44 de la mem-
brane 34, tournée vers cette couche, une source de chaleur 46, constituée par exemple par un fil chauffant ou par un
émetteur infrarouge d'un autre type, chauffe et de préfé-
* rence fait fondre ou commence à faire fondre des particules 42 du matériau formé de l'électrolyte solide sur la base du rayonnement thermique 48 délivré par la source de chaleur, et, dans cet état, les particules sont comprimées sur la surface 44 de la membrane 34 par le couple de cylindres 30 et 32, ce qui a pour effet que les particules 42, qui sont fondues ou ont commencé à fondre, du matériau formé de l'électrolyte solide sont pressées contre la surface 44 ou
dans la surface 44 de la membrane 34 sous l'effet du ser-
rage de la bande-électrode 26 et de la membrane 34 entre
les cylindres 30 et 32, conjointement avec les autres par-
ticules de la couche catalytique 18. En particulier, l'électrolyte solide fluide, qui est produit sous l'effet de la fusion ou du début de fusion des particules 42, pénètre dans les espaces intercalaires présents entre les particules de la couche catalytique et par conséquent une interphase tridimensionnelle à trois phases peut apparaître entre le matériau formé de l'électrolyte solide conducteur pour les ions, le catalyseur et le matériau électriquement conducteur. En outre il se produit simultanément un collage entre les particules 42 de la couche catalytique 18 et avec la membrane 34, ce qui a pour effet que globalement la couche catalytique 18 et, avec elle, alors également le
support 18 adhèrent à la membrane 34.
Dans le cas de l'utilisation de Nafion 117 en tant que matériau formé de l'électrolyte solide on exécute un chauffage des particules 42 de l'électrolyte solide à
environ 135C.
Selon que la membrane 34 doit être également fon-
due ou non au niveau de sa surface 44, on prévoit en outre
entre la source de chaleur 46 et la surface 44 de la mem-
brane 34 un bouclier thermique 50, qui permet de fixer le
degré de chauffage de la membrane 34 au niveau de sa sur-
face 44.
En outre, au moyen de la vitesse de rotation des cylindres 30 et 32 et de la température de rayonnement de
la source de chaleur 36, on peut également régler la pro-
fondeur de fusion dans la couche catalytique 18, c'est-à-
dire la profondeur, sur laquelle les particules 42 du maté-
riau formé de l'électrolyte solide sont encore fondues dans
la couche catalytique 18.
Pour commander en outre d'une manière définie la liaison entre la bande-électrode 26 et la membrane 34, il est prévu que l'on puisse mettre en température les
cylindres 30 et 32 de sorte que la solidification du maté- riau formé de l'électrolyte solide fondu peut être égale-
ment réglée au moyen des cylindres 30 et 32 au cours du pressage et après le pressage, par apport ou évacuation de
chaleur au moyen des cylindres 30 et 32.
Afin de recouvrir les deux faces de la membrane 34 par une bandeélectrode 26, il est en outre prévu, comme représenté sur la figure 3, un autre couple de cylindres 30', 32', qui, en aval du couple de cylindres 30, 32, appliquent sur la face opposée de la membrane 34, dont une
face est déjà revêtue de la bande-électrode 26, une bande-
électrode 26' qui est fabriquée au moyen d'un dispositif de dépôt 14 de la même manière que la bande-électrode 26 de sorte qu'en ce qui la concerne, on se référera entièrement
aux indications données précédemment.
Contrairement à cela, il est possible de recou-
vrir simultanément les deux faces de la membrane 34 avec la
bande-électrode 26.
Le procédé selon l'invention fournit un produit composite constitué par la membrane 34 constituée par un matériau formant électrolyte solide et aux deux faces de
laquelle sont reliées de façon intime des couches cataly-
tiques 18 et 18', sur chacune desquelles est appliqué res-
pectivement le support 16 ou 16' qui formera ultérieurement
la couche de diffusion de gaz (voir figure 4).
Le procédé selon l'invention permet par consé-
quent de fabriquer un produit composite constitué d'une membrane et des électrodes, sous la forme d'une bande de
matériau continue.
Étant donné que dans le cas de piles à combus-
tible à électrolyte solide il est nécessaire d'établir une étanchéité au niveau de la membrane 34 et par conséquent de fabriquer l'électrode 16, déposée sur la membrane 34 dans le produit composite, avec une interruption, il est prévu par exemple, lors de la fabrication du produit composite formé par la membrane 34 et par la bande-électrode 26,
d'appliquer sur la surface 44 de la membrane 34 des élé-
ments intercalaires 52 qui empêchent que la bande-électrode 26 comportant des particules 42 du matériau formé de l'électrolyte solide, qui ont commencé à fondre ou sont fondues, établisse une liaison intime avec la surface 44 de la membrane 34, mais conduisent au fait que les particules 42 sont réunies aux éléments intercalaires 52, qui sont appliqués de façon lâche sur la surface 44 de la membrane 34. De ce fait il est possible, comme cela est représenté sur les figures 5 et 6, de retirer au moyen d'un simple procédé de coupe à l'aide d'un couteau 54, les parties, qui
recouvrent les éléments intercalaires 52, de la bande-
électrode 26 après application par laminage de la bande-
électrode 26 sur la membrane 34 au moyen des cylindres 30 et 32, et de créer par conséquent des zones marginales 58
entre deux parties successives d'électrode 60, dans les-
quelles il est possible d'avoir une étanchéité directe avec
la surface 44 de la membrane 34.
En outre avantageusement, comme présenté sur les figures 7 et 8, la bande-électrode 26 est fabriquée avec une largeur BE qui est inférieure à la largeur BM de la membrane 34 de sorte que dans le cas o la bandeélectrode
26 est déposée en position centrée sur la membrane, il sub-
siste des deux côtés de cette bande des zones marginales latérales 58, dans lesquelles il est également possible d'avoir une étanchéité directe par rapport à la surface 47 de la membrane 34 directement autour de l'une des parties
60 de l'électrode.
Avec de telles parties 60 de l'électrode déposées
sur la membrane 34 on peut fabriquer des piles à combus-
tible 70 représentées schématiquement sur la figure 9 et dans lesquelles la membrane 34 est reliée par les parties marginales 58 d'une manière étanche dans un boîtier 72, et les parties 60 de l'électrode, qui s'appliquent sur les deux faces de la membrane 34, sont placées en contact, sur leurs faces 74 tournées à l'opposé de la membrane 34, avec des collecteurs de courant 76, 78 qui s'appliquent respec-5 tivement sur les supports 16, qui répartissent uniformément la pression de serrage des collecteurs de courant sur la
couche catalytique 18 utilisée comme électrode. En outre, les supports 16 permettent simultanément la diffusion de H2 et 02 en direction des électrodes 18 et de la membrane 34.
Claims (18)
1. Procédé pour fabriquer un produit composite constitué d'un matériau (36) pour électrodes, d'un matériau formant catalyseur (38) et d'une membrane (34) formée d'un électrolyte solide pour une pile électrochimique (70), notamment une pile à combustible, selon lequel on amène un
matériau formant électrolyte solide (42), par ramollisse-
ment de ce dernier, en contact, à la profondeur de pores, avec le matériau pour électrodes et le matériau formant catalyseur, caractérisé en ce qu'on fabrique une poudre
catalytique contenant un matériau pour électrodes, un maté-
riau formant catalyseur et le matériau formant électrolyte solide, qu'avec la poudre catalytique, on fabrique une couche catalytique (18, 18') sur un support (16,16'), qu'on chauffe la couche catalytique sur une face tournée à l'opposé du support, pour ramollir le matériau formant électrolyte solide et qu'on dépose ensuite la couche catalytique, moyennant l'application d'une pression, sur la membrane (34) formée de l'électrolyte solide, alors que le matériau formant électrolyte solide est encore à l'état
ramolli, pour former un produit composite.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe la couche catalytique (18,18') au moyen
d'un rayonnement électromagnétique.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise, comme rayonnement électromagnétique,
un rayonnement thermique (48) d'un corps chauffé.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'on introduit le matériau formant électrolyte solide exclusivement sans solvant dans
la couche catalytique.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'en ce qu'on établit une
liaison dans la couche catalytique exclusivement par pres-
sage mécanique de la poudre catalytique.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'on relie le support (16, 16') et la couche catalytique (18,18') pour former une unité.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on relie la couche catalytique (18) au support
(16,16') exclusivement par pressage mécanique.
8. Procédé selon l'une des revendications 6 à 7,
caractérisé en ce qu'on choisit un matériau de support de
manière qu'il forme une couche de diffusion pour les cons-
tituants de réaction de la pile électrochimique (70).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 8, caractérisé en ce qu'on choisit le matériau de support de manière qu'il forme un conducteur électrique servant à établir un contact avec la couche catalytique
utilisée comme électrode.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 6 à 9, caractérisé en ce que le support (16,16') est
formé d'un matériau plat flexible.
11. Procédé selon la revendication 10, caracté-
risé en ce que le support (16,16') est agencé en forme de bande.
12. Procédé selon la revendication 11, caracté-
risé en ce qu'on dépose la couche catalytique (18,18') sur le support en forme de bande (16,16'), selon un processus continu.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 12, caractérisé en ce qu'on porte à une tempéra-
ture définie la surface, tournée vers la couche cataly-
tique, de la membrane (34) formée de l'électrolyte solide
avant le dépôt de la couche catalytique.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 13, caractérisé en ce qu'on utilise la membrane (34) formée de l'électrolyte solide sous la forme d'une
bande et qu'on dépose sur cette dernière, selon un proces-
sus continu, la couche catalytique (18) avec établissement de la liaison entre la membrane formée de l'électrolyte
solide et la couche catalytique.
15. Procédé selon la revendication 14, caracté-
risé en ce qu'on dépose pour sa part la couche catalytique (18,18') sous la forme d'une bande sur la membrane formée
par l'électrolyte solide.
16. Procédé selon la revendication 15, caracté-
risé en ce qu'on dépose la couche catalytique (18) sur le support flexible (16), réalisé en forme de bande, pour la formation de ce qu'on appelle une bande-électrode (26) et qu'on dépose pour sa part cette bande selon un processus continu sur la membrane (34) formée de l'électrolyte solide et agencée sous la forme d'une bande, avec établissement de
la liaison entre cette membrane et la couche catalytique.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 16, caractérisé en ce qu'on applique une couche catalytique (18) sur les deux faces de la membrane (34)
formée par l'électrolyte solide.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 17, caractérisé en ce qu'on dépose la couche
catalytique (18) sur la membrane (34) formée de l'électro-
lyte solide, sous la forme d'éléments individuels de couche
qui s'étendent jusqu'à la zone du bord de la membrane for-
mée de l'électrolyte solide.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19509749A DE19509749C2 (de) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus Elektrodenmaterial, Katalysatormaterial und einer Festelektrolytmembran |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2731844A1 true FR2731844A1 (fr) | 1996-09-20 |
| FR2731844B1 FR2731844B1 (fr) | 1999-01-22 |
Family
ID=7756977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9603159A Expired - Fee Related FR2731844B1 (fr) | 1995-03-17 | 1996-03-13 | Procede pour fabriquer un produit composite constitue par un materiau pour electrodes, un materiau formant catalyseur et une membrane formee d'un electrolyte solide |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5761793A (fr) |
| DE (1) | DE19509749C2 (fr) |
| FR (1) | FR2731844B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2892861A1 (fr) * | 2005-11-02 | 2007-05-04 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un assemblage "electrode-membrane- elecetrode" de type ccb en continu |
Families Citing this family (73)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19548421B4 (de) * | 1995-12-22 | 2004-06-03 | Celanese Ventures Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten |
| DE19705468C2 (de) * | 1997-02-13 | 2000-01-05 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Herstellung einer Membran mit aufgebrachter Elektrode mittels Ultraschall |
| US6291091B1 (en) | 1997-12-24 | 2001-09-18 | Ballard Power Systems Inc. | Continuous method for manufacturing a Laminated electrolyte and electrode assembly |
| BE1011693A3 (nl) * | 1998-01-07 | 1999-12-07 | Zevco Belgium Besloten Vennoot | Werkwijze voor het vervaardigen van een pem-enkelcel. |
| WO2000026982A2 (fr) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Unite membrane-electrode pour pile a combustible a membrane electrolytique polymere, et son procede de production |
| CA2359060C (fr) * | 1999-01-22 | 2007-05-22 | California Institute Of Technology | Ensembles membranes-electrodes pour piles a combustible a methanol directes |
| DE19910773A1 (de) | 1999-03-11 | 2000-09-28 | Degussa | Verfahren zum Aufbringen von Elektrodenschichten auf eine bandförmige Polymerelektrolytmembran für Brennstoffzellen |
| DE19940015B9 (de) * | 1999-08-24 | 2004-09-09 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrode |
| CA2403517A1 (fr) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | 3M Innovative Properties Company | Ensemble electrode a membrane possedant une membrane d'electrolyte polymerique recuite |
| DE60143511D1 (de) * | 2000-07-06 | 2011-01-05 | Asahi Glass Co Ltd | Herstellungsverfahren für aus filmelektroden zusam festpolymer-elektrolyt-brennstoffzelle |
| DE10050467A1 (de) * | 2000-10-12 | 2002-05-16 | Omg Ag & Co Kg | Verfahren zur Herstellung einer Membran-Elektrodeneinheit für Brennstoffzellen |
| EP1278260A4 (fr) * | 2001-01-19 | 2007-08-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Procede de fabrication d'une liaison film electrolytique-electrode de pile a combustible |
| DE10112232A1 (de) | 2001-03-07 | 2002-09-19 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Elektrode oder Elektrodenverbundeinheit und Gasdiffusionselektrode |
| DE10124272A1 (de) * | 2001-05-18 | 2002-11-21 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Polymerelektrolytmembran-Elektrodenanordnung |
| JP3888233B2 (ja) * | 2001-09-17 | 2007-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池電極の製造方法と製造装置 |
| US6926990B2 (en) * | 2002-08-29 | 2005-08-09 | Motorola, Inc. | Fuel cell having porous electrodes and method for forming same |
| US20030190226A1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-09 | 3M Innovative Properties Company | Apparatus and method for singulating porous fuel cell layers using adhesive tape pick head |
| US6868890B2 (en) * | 2002-04-03 | 2005-03-22 | 3M Innovative Properties Company | Method and apparatus for peeling a thin film from a liner |
| US20030188615A1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-09 | 3M Innovative Properties Company | Angled product transfer conveyor |
| US20030188616A1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-09 | Behymer Lance E. | Compliant cutting die apparatus for cutting fuel cell material layers |
| US7432009B2 (en) * | 2002-04-03 | 2008-10-07 | 3M Innovative Properties Company | Lamination apparatus and methods |
| US6780276B2 (en) * | 2002-04-03 | 2004-08-24 | 3M Innovative Properties Company | Gap adjuster for laminating rolls |
| US6740131B2 (en) | 2002-04-03 | 2004-05-25 | 3M Innovative Properties Company | Apparatus for automatically fabricating fuel cell |
| DE10235358A1 (de) | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Celanese Ventures Gmbh | Protonenleitende Polymermembran umfassend Phosphonsäuregruppen enthaltende Polymere und deren Anwendung in Brennstoffzellen |
| WO2004024796A1 (fr) | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Pemeas Gmbh | Procede pour produire des membranes polymeres conductrices de protons, membranes polymeres perfectionnees et leur utilisation dans des piles a combustible |
| DE10246372A1 (de) | 2002-10-04 | 2004-04-15 | Celanese Ventures Gmbh | Mit einer Katalysatorschicht beschichtete protonenleitende Polymermembran enthaltend Polyazole und deren Anwendung in Brennstoffzellen |
| US20040086632A1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-06 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for coating an ion-exchange membrane with a catalyst layer |
| US7195690B2 (en) * | 2003-05-28 | 2007-03-27 | 3M Innovative Properties Company | Roll-good fuel cell fabrication processes, equipment, and articles produced from same |
| DE10340927A1 (de) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Celanese Ventures Gmbh | Protonenleitende Polymermembran enthaltend Polymere mit an aromatische Gruppen kovalent gebundene Sulfonsäuregruppen, Membran-Elektoden-Einheit und deren Anwendung in Brennstoffzellen |
| DE10340929A1 (de) * | 2003-09-04 | 2005-04-07 | Celanese Ventures Gmbh | Protonenleitende Polymermembran umfassend mindestens ein poröses Trägermaterial und deren Anwendung in Brennstoffzellen |
| EP1531510A1 (fr) * | 2003-11-06 | 2005-05-18 | Ballard Power Systems Inc. | Méthode et appareil de recouvrement d'une membrane échangeuse d'ions par une couche catalysante |
| US7993798B2 (en) | 2003-12-02 | 2011-08-09 | Nissan Motor Co., Ltd | Manufacture of fuel cell |
| DE102004008628A1 (de) | 2004-02-21 | 2005-09-08 | Celanese Ventures Gmbh | Membran-Elektroden-Einheit mit hoher Leistung und deren Anwendung in Brennstoffzellen |
| US20080020253A1 (en) * | 2004-07-09 | 2008-01-24 | Ingo Neubert | Method for Producing a Membrane-Electrode Unit |
| DE102004034139A1 (de) | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Pemeas Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten |
| DE102004035309A1 (de) | 2004-07-21 | 2006-02-16 | Pemeas Gmbh | Membran-Elektrodeneinheiten und Brennstoffzellen mit erhöhter Lebensdauer |
| EP1624511A1 (fr) | 2004-08-05 | 2006-02-08 | Pemeas GmbH | Assemblages membrane-électrode et piles à combustible à durée de vie prolongée |
| EP1624512A2 (fr) | 2004-08-05 | 2006-02-08 | Pemeas GmbH | Unités membrane-électrodes à longue durée |
| DE102004040123B4 (de) * | 2004-08-18 | 2007-05-31 | Sartorius Ag | Dosiervorrichtung für pulverförmiges Material und Pressvorrichtung |
| DE102004047587A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Katalysatorträgers, elektrolytischer Katalysatorträger und elektrochemische Elektrode |
| DE102004054503A1 (de) * | 2004-11-11 | 2006-05-24 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten |
| DE102004058474B4 (de) | 2004-11-23 | 2018-03-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zur Herstellung einer Elektroden-Elektrolyt-Struktur |
| US7131190B2 (en) * | 2004-12-17 | 2006-11-07 | Mti Micro Fuel Cells, Inc. | Membrane electrode assembly and method of manufacturing a membrane electrode assembly |
| DE102005038195A1 (de) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Pemeas Gmbh | Verbesserte Membran-Elektrodeneinheiten und Brennstoffzellen mit langer Lebensdauer |
| DE102005051887A1 (de) * | 2005-10-29 | 2007-05-03 | Pemeas Gmbh | Membran für Brennstoffzellen, enthaltend Polymere, die Phosphonsäure-und/oder Sulfonsäuregruppen umfassen, Membran-Elektroden-Einheit und deren Anwendung in Brennstoffzellen |
| DE102005052378A1 (de) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Pemeas Gmbh | Verbesserte Membran-Elektrodeneinheiten und Brennstoffzellen mit hoher Lebensdauer |
| JP4736787B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2011-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 固体高分子形燃料電池における膜電極接合体および補強型電解質膜の製造方法 |
| DE102006036019A1 (de) * | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Pemeas Gmbh | Membran-Elektroden-Einheit und Brennstoffzellen mit erhöhter Leistung |
| US20100285388A1 (en) * | 2007-05-18 | 2010-11-11 | Sim Composites Inc. | Catalyst-coated proton exchange membrane and process of producing same |
| US20110033759A1 (en) * | 2008-04-11 | 2011-02-10 | Basf Se | Method for operating a fuel cell |
| EP2131433A1 (fr) * | 2008-06-05 | 2009-12-09 | Reinz-Dichtungs-Gmbh | Cellule électrochimique et procédé de sa fabrication |
| JP5304132B2 (ja) * | 2008-09-22 | 2013-10-02 | 凸版印刷株式会社 | 膜電極接合体の製造方法 |
| EP2228857A1 (fr) | 2009-03-06 | 2010-09-15 | Basf Se | Unités d'électrodes à membrane améliorées |
| JP2012533144A (ja) | 2009-07-07 | 2012-12-20 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ポリマー粒子を含有するインキ、電極およびｍｅａ |
| WO2011006623A1 (fr) | 2009-07-16 | 2011-01-20 | Basf Se | Procédé pour faire fonctionner une pile à combustible |
| US20120107712A1 (en) | 2009-07-16 | 2012-05-03 | Basf Se | Method for operating a fuel cell, and a corresponding fuel cell |
| WO2011006625A1 (fr) | 2009-07-16 | 2011-01-20 | Basf Se | Procédé permettant de faire fonctionner une pile à combustible, et pile à combustible correspondante |
| KR20140015141A (ko) | 2009-11-06 | 2014-02-06 | 바스프 에스이 | 막 전극 접합체 및 개선된 성능의 연료전지 |
| US9048478B2 (en) | 2010-04-22 | 2015-06-02 | Basf Se | Polymer electrolyte membrane based on polyazole |
| US9537166B2 (en) | 2010-06-08 | 2017-01-03 | Rensselaer Polytechnic Institute | Method for the production of an electrochemical cell |
| US8815467B2 (en) | 2010-12-02 | 2014-08-26 | Basf Se | Membrane electrode assembly and fuel cells with improved lifetime |
| TWI433331B (zh) | 2011-05-17 | 2014-04-01 | Neo Solar Power Corp | 電極膠帶之製作機台 |
| DK2735047T3 (en) * | 2011-09-15 | 2018-06-18 | Siemens Ag | Process for drying a membrane electrode unit, membrane electrode unit and roller assembly |
| DE102012112186A1 (de) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Materialverbund, Verfahren zu dessen Herstellung, daraus hergestelltes System und Anwendung desselben |
| WO2014170733A2 (fr) | 2013-04-16 | 2014-10-23 | Basf Se | Procédé de fabrication d'assemblages membrane-électrodes |
| EP2843743B1 (fr) | 2013-09-02 | 2018-03-28 | Basf Se | Unités d'électrodes à membrane pour piles à combustible à haute température avec une stabilité améliorée |
| EP2869382B1 (fr) | 2013-10-30 | 2018-12-12 | Basf Se | Ensembles électrode à membrane améliorée |
| JP6212155B2 (ja) * | 2016-03-18 | 2017-10-11 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用膜電極接合体の製造方法 |
| JP6212154B2 (ja) * | 2016-03-18 | 2017-10-11 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用膜電極接合体の製造方法 |
| DE102019212134A1 (de) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 | Robert Bosch Gmbh | Membran-Elektroden-Einheit für eine Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle mit katalysatorschichtfreier Teilfläche einer Membran-Oberfläche einer protonenleitenden Membran der Membran-Elektroden-Einheit |
| DE102022116218A1 (de) | 2022-06-29 | 2024-01-04 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Elektrodenträgers für elektrochemische Anwendungen sowie elektrolytischer Elektrodenträger |
| WO2024084104A1 (fr) | 2022-12-21 | 2024-04-25 | Andreas Reiner | Procédé de fabrication d'une membrane d'échange d'ions électrocatalysée, empilement comprenant une ou plusieurs unités de membrane d'échange d'ions électrocatalysée de forme plate avec des couches de diffusion de gaz, et dispositif comprenant une ou plusieurs membranes d'échange d'ions électrocatalysées de forme plate ou en forme de fibre creuse |
| DE102023105276A1 (de) | 2023-03-03 | 2024-09-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Schicht-Anordnung für eine Festkörperbatterie |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3134697A (en) * | 1959-11-03 | 1964-05-26 | Gen Electric | Fuel cell |
| EP0026969A2 (fr) * | 1979-07-30 | 1981-04-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Procédé de liaison d'une électrode à une membrane échangeuse de cations |
| US4272353A (en) * | 1980-02-29 | 1981-06-09 | General Electric Company | Method of making solid polymer electrolyte catalytic electrodes and electrodes made thereby |
| SU947225A1 (ru) * | 1980-07-14 | 1982-07-30 | Институт электрохимии АН СССР | Способ изготовлени мембрано-электродного блока |
| FR2519030A1 (fr) * | 1981-12-30 | 1983-07-01 | Gen Electric | Procede de production de produit caustique, ensemble unitaire membrane-electrode et structure d'electrodes multicouches |
| GB2117797A (en) * | 1981-12-28 | 1983-10-19 | Gen Electric | Fabricating membrane-electrode assembly |
| EP0226911A1 (fr) * | 1985-12-09 | 1987-07-01 | The Dow Chemical Company | Electrode à polymère électrolyte solide |
| EP0569062A2 (fr) * | 1992-04-03 | 1993-11-10 | General Motors Corporation | Méthode de fabrication d'assemblages membrane-électrode et assemblages ainsi fabriqués |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4287232A (en) * | 1978-06-28 | 1981-09-01 | United Technologies Corporation | Dry floc method for making an electrochemical cell electrode |
| NL8003949A (nl) * | 1980-07-09 | 1982-02-01 | Electrochem Energieconversie | Werkwijze voor de vervaardiging van een laag van een elektrode voor een cel, in het bijzonder voor een brandstofcel. |
| DE3332566A1 (de) * | 1983-09-09 | 1985-03-28 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Gasdiffusionselektrode mit hydrophiler deckschicht und verfahren zu ihrer herstellung |
| FR2616970B1 (fr) * | 1987-06-18 | 1995-05-19 | Elf Aquitaine | Ensemble multi-couches pour la realisation de l'assemblage d'un generateur, procede d'elaboration de cet ensemble et de realisation du generateur complet, et generateur ainsi realise |
| US5290642A (en) * | 1990-09-11 | 1994-03-01 | Alliedsignal Aerospace | Method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell |
| DE4241150C1 (de) * | 1992-12-07 | 1994-06-01 | Fraunhofer Ges Forschung | Elektrodenmembran-Verbund, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
| DE4419383C2 (de) * | 1993-08-31 | 1997-08-14 | Compur Monitors Sensor Technol | Verfahren zur Herstellung katalytisch wirksamer Gasdiffusionselektroden für elektrochemische Zellen |
| US5536278A (en) * | 1994-03-23 | 1996-07-16 | Hydro-Quebec | Process for assembling LPB batteries |
-
1995
- 1995-03-17 DE DE19509749A patent/DE19509749C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-03-13 FR FR9603159A patent/FR2731844B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-15 US US08/616,730 patent/US5761793A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3134697A (en) * | 1959-11-03 | 1964-05-26 | Gen Electric | Fuel cell |
| EP0026969A2 (fr) * | 1979-07-30 | 1981-04-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Procédé de liaison d'une électrode à une membrane échangeuse de cations |
| US4272353A (en) * | 1980-02-29 | 1981-06-09 | General Electric Company | Method of making solid polymer electrolyte catalytic electrodes and electrodes made thereby |
| SU947225A1 (ru) * | 1980-07-14 | 1982-07-30 | Институт электрохимии АН СССР | Способ изготовлени мембрано-электродного блока |
| GB2117797A (en) * | 1981-12-28 | 1983-10-19 | Gen Electric | Fabricating membrane-electrode assembly |
| FR2519030A1 (fr) * | 1981-12-30 | 1983-07-01 | Gen Electric | Procede de production de produit caustique, ensemble unitaire membrane-electrode et structure d'electrodes multicouches |
| EP0226911A1 (fr) * | 1985-12-09 | 1987-07-01 | The Dow Chemical Company | Electrode à polymère électrolyte solide |
| EP0569062A2 (fr) * | 1992-04-03 | 1993-11-10 | General Motors Corporation | Méthode de fabrication d'assemblages membrane-électrode et assemblages ainsi fabriqués |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 97, no. 24, December 1982, Columbus, Ohio, US; abstract no. 204949d, PSHENICHNIKOV A. ET AL: "Membrane-electrode unit" XP002054021 * |
| DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 83-58391K, XP002054058 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2892861A1 (fr) * | 2005-11-02 | 2007-05-04 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un assemblage "electrode-membrane- elecetrode" de type ccb en continu |
| WO2007051775A1 (fr) * | 2005-11-02 | 2007-05-10 | Commissariat A L'energie Atomique | Procede de fabrication d'un assemblage ' electrode-membrane-electrode ' de type ccb en continu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19509749A1 (de) | 1996-10-02 |
| FR2731844B1 (fr) | 1999-01-22 |
| US5761793A (en) | 1998-06-09 |
| DE19509749C2 (de) | 1997-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2731844A1 (fr) | Procede pour fabriquer un produit composite constitue par un materiau pour electrodes, un materiau formant catalyseur et une membrane formee d'un electrolyte solide | |
| FR2731843A1 (fr) | Procede pour fabriquer un produit composite constitue d'un materiau pour electrodes, d'un materiau formant catalyseur et d'une membrane formee d'un electrolyte solide | |
| FR2513815A1 (fr) | Substrats nervures pour electrodes | |
| EP1915797B1 (fr) | Membrane polymere composite a conduction ionique/electronique, ses procedes de fabrication et c ur de pile a combustible planaire la comprenant | |
| EP3391444B1 (fr) | Procédé de fabrication de pile à combustible avec joint sérigraphié | |
| CA1326261C (fr) | Procede d'assemblage de constituants d'un generateur electrochimique au lithium en films minces | |
| EP2061114B1 (fr) | Pile à combustible comportant une pluralité de cellules élémentaires connectées en série par les collecteurs de courant | |
| FR2562718A1 (fr) | Support carbone pour electrode de pile a combustible avec separateur a triple couche incorpore et son procede de preparation | |
| FR2540676A1 (fr) | Substrat strie pour electrode de pile a combustible | |
| EP0298802B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un sous-ensemble électrochimique comprenant une électrode et un électrolyte, et sous-ensemble ainsi réalisé | |
| CA1139833A (fr) | Procede de realisation en continu, par technique papetiere, de bandes minces poreuses et produits obtenus, notamment electrodes pour piles a combustible | |
| EP0352603A1 (fr) | Séparateur pour générateur électrochimique à électrolyte alcalin de type métal-air | |
| EP0029124B1 (fr) | Elément pour générateur électrochimique | |
| FR2532477A1 (fr) | Substrat strie pour electrode de pile a combustible | |
| FR2534071A1 (fr) | Substrat d'electrode de pile a combustible possedant des trous allonges pour l'alimentation en gaz reactifs | |
| WO2020115450A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un assemblage membrane-électrode pour pile à combustible | |
| EP3891827A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un assemblage membrane-électrode pour pile à combustible | |
| FR2602915A1 (fr) | Substrat composite pour piles a combustible et son procede de fabrication | |
| EP3021410B1 (fr) | Procédé de fabrication d'une cellule de pile à combustible | |
| BE1026867B1 (fr) | Matériau multicouche de protection de câble pour hautes températures | |
| EP1201819B1 (fr) | Procédé et installation de fabrication d'une feuille d'étanchéité bitumineuse | |
| FR2888048A1 (fr) | Procede de fabrication d'une plaque bipolaire pour pile a combustible et plaque bipolaire obtenue | |
| EP0086146B1 (fr) | Diaphragme de cellule électrolytique et son procédé de fabrication | |
| FR3134245A1 (fr) | Procédé de fabrication d’une plaque bipolaire en fibres de carbone | |
| WO2024121488A1 (fr) | Procédé de délamination d'un ensemble composé d'une membrane polymère et de couches catalytiques |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20061130 |