FR2805927A1 - Fuel cell production forms a polymer film on a reinforced carrier to take an electrode on one surface to be separated from the carrier when dry and set for a further electrode to be applied to the other film surface - Google Patents

Fuel cell production forms a polymer film on a reinforced carrier to take an electrode on one surface to be separated from the carrier when dry and set for a further electrode to be applied to the other film surface Download PDF

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Abstract

To form an assembly with at least one electrode (13) with an active surface, and a membrane (1) of a thermostable polymer, a solution of the thermostable polymer is bonded to a carrier to give a film of the solution which is dried by evaporation of the solvents. An electrode is placed on the film before it is completely dry, with the active electrode surface towards the film surface. The assembly is dried, and the electrode/membrane are detached from the substrate. The carrier is reinforced before the layer of thermostable polymer solution is applied, using glass fibers or a polymer. When the thermostable polymer solution layer is in place, a reinforcement is introduced within it by lamination. The assembly can be produced with two electrodes flanking a membrane, where the process is repeated after the electrode/membrane have been separated from the substrate for an additional electrode to be bonded to the other side of the membrane in the same sequence as for the first electrode. The film of thermostable polymer can be formed by impregnating the carrier with the solution, and electrodes are placed on both sides of the film. The thermostable polymer is an ion exchange polymer e.g. a proton conductive polymer.

Description

PROCEDE <B><U>DE</U></B> PREPARATION <B><U>D'ASSEMBLAGES</U></B> ELECTRODE <B><U>-</U></B><U> MEMBRANE</U> <B>ET</B> ELECTRODE <B>-</B><U>MEMBRANE</U><B>-</B> ELECTRODE, <B><U>ASSEMBLAGES</U></B><U> AINSI<B>OBTENUS,</B></U> <B><U>ET</U></B><U> DISPOSITIF<B>DE</B> PILE<B>A</B> COMBUSTIBLE</U> <B><U>COMPRENANT CES ASSEMBLAGES</U></B> <U>DESCRIPTION</U> La présente invention a trait<B>à</B> un procédé de préparation d'assemblages électrode<B>-</B> membrane et électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode et aux assemblages ainsi obtenus.

Figure img00010006
<B><U></U></U></B></B><U><U> - </ U></U></U></U><BR><BR><BR><U> MEMBRANE </ U><B> AND </ b> ELECTRODE <B></B><U> MEMBRANE </ U><B> - </ b> ELECTRODE <B><U> ASSEMBLIES </ U><U> SO <B> OBTAINED </ B></U><U> AND </ U><U> DEVICE <B> FROM </ The present invention relates to <B> A <B> A </ B></U><B><U> INCLUDING THESE ASSEMBLIES </ U></B><U></B> a process for preparing electrode assemblies <B> - </ B> membrane and electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode and assemblies thus obtained.
Figure img00010006

Ces <SEP> assemblages <SEP> sont <SEP> plus <SEP> précisément <SEP> des
<tb> assemblages <SEP> électrode <SEP> <B>-</B> <SEP> membrane <SEP> <B>-</B> <SEP> électrode, <SEP> dans
<tb> lesquels <SEP> les <SEP> membranes <SEP> sont <SEP> des <SEP> membranes <SEP> polymères,
<tb> échangeuses <SEP> d'ions, <SEP> de <SEP> tels <SEP> assemblages <SEP> trouvent <SEP> plus
<tb> particulièrement <SEP> leur <SEP> application <SEP> dans <SEP> les <SEP> piles <SEP> <B>à</B>
<tb> combustible, <SEP> notamment <SEP> les <SEP> piles <SEP> <B>à</B> <SEP> combustible <SEP> <B>à</B> <SEP> basses
<tb> températures <SEP> fonctionnant <SEP> généralement <SEP> depuis <SEP> la
<tb> température <SEP> ambiante, <SEP> jusqu'à <SEP> environ <SEP> <B>1000C,</B> <SEP> telles <SEP> que
<tb> les <SEP> piles <SEP> <B>à</B> <SEP> combustible <SEP> <B>à</B> <SEP> membrane <SEP> échangeuse <SEP> de
<tb> protons <SEP> fonctionnant <SEP> soit <SEP> avec <SEP> le <SEP> couple <SEP> gazeux
<tb> (H2/oxygène <SEP> de <SEP> l'air), <SEP> connu <SEP> sous <SEP> le <SEP> nom <SEP> de <SEP> PEMFC, <SEP> soit
<tb> avec <SEP> le <SEP> couple <SEP> méthanol/oxygène <SEP> de <SEP> l'air, <SEP> connu <SEP> sous <SEP> le
<tb> nom <SEP> de <SEP> DMFC <SEP> <B>( </B> <SEP> Direct <SEP> Methanol <SEP> Fuel <SEP> Cell <SEP> <B> ,</B> <SEP> en
<tb> anglais).
<tb> En <SEP> conséquence, <SEP> l'invention <SEP> a <SEP> également
<tb> trait <SEP> <B>à</B> <SEP> un <SEP> dispositif <SEP> de <SEP> pile <SEP> <B>à</B> <SEP> combustible, <SEP> en
<tb> particulier <SEP> du <SEP> type <SEP> <B>à</B> <SEP> électrolyte <SEP> solide, <SEP> comprenant <SEP> au moins un desdits assemblages électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode.
These <SEP> assemblies <SEP> are <SEP> more <SEP> precisely <SEP> of
<tb> assemblies <SEP> electrode <SEP><B> - <SEP> membrane <SEP><B> - </ B><SEP> electrode, <SEP> in
<tb> which <SEP><SEP> membranes <SEP> are <SEP> polymeric <SEP> membranes <SEP>,
<tb> ion exchange <SEP>, <SEP><SEP> such <SEP> assemblies <SEP> find <SEP> more
<tb> especially <SEP> their <SEP> application <SEP> in <SEP><SEP> Stacks <SEP><B> to </ B>
<tb> fuel, <SEP> including <SEP><SEP> batteries <SEP><B><SEP> fuel <SEP><B> to </ B><SEP> low
<tb> temperatures <SEP> running <SEP> usually <SEP> since <SEP> la
<tb> ambient <SEP> temperature, <SEP> up to <SEP> approximately <SEP><B> 1000C, <SEP> such <SEP> as
<tb> the <SEP> batteries <SEP><B><SEP> fuel <SEP><B><SEP> membrane <SEP> exchange <SEP> from
<tb> protons <SEP> running <SEP> or <SEP> with <SEP> the <SEP> couple <SEP> gaseous
<tb> (H2 / Oxygen <SEP> of <SEP> air), <SEP> Known <SEP> under <SEP><SEP><SEP> name <SEP> PEMFC, <SEP> is
<tb> with <SEP> the <SEP> pair <SEP> methanol / oxygen <SEP> of <SEP> air, <SEP> known <SEP> under <SEP>
<tb><SEP> name of <SEP> DMFC <SEP><B>(SEP> Direct <SEP> Methanol <SEP> Fuel <SEP> Cell <SEP><B>,</B><SEP> in
<tb> English).
<tb> In <SEP> consequence, <SEP> the invention <SEP> has <SEP> also
<tb> line <SEP><B> to <SEP> a <SEP> device <SEP> from <SEP> Stack <SEP><B> to </ B><SEP> fuel, <SEP> in
<tb> particular <SEP> of the <SEP> type <SEP><B> to </ B><SEP> electrolyte <SEP> solid, <SEP> comprising <SEP> at least one of said electrode assemblies <B> - < / B> membrane <B> - </ B> electrode.

Le domaine technique de l'invention peut ainsi être défini comme celui des piles<B>à</B> combustible, en particulier des piles<B>à</B> combustible du type<B>à</B> électrolyte solide. The technical field of the invention can thus be defined as that of the batteries <B> to </ B> fuel, in particular batteries <B> to </ B> fuel type <B> to </ B> solid electrolyte .

Les piles<B>à</B> combustible du type<B>à</B> électrolyte polymère solide trouvent, en particulier, leur application dans les véhicules électriques qui font actuellement l'objet de nombreux programmes de développement, afin d'apporter une solution<B>à</B> la pollution causée par les véhicules<B>à</B> moteur thermique. The <B> to </ B> type solid polymer electrolyte fuel cells are particularly suitable for use in electric vehicles which are currently the subject of many development programs, in order to provide a solution <B> to <B> the pollution caused by vehicles <B> to </ B> engine.

Les piles<B>à</B> combustible<B>à</B> électrolyte polymère solide pourraient permettre, en jouant le rôle de convertisseur d'énergie électrochimique, associé<B>à</B> un réservoir d'énergie embarquée, par exemple de l'hydrogène ou un alcool, de surmonter les problèmes, notamment de temps de recharge et d'autonomie, liés<B>à</B> l'utilisation de batteries dans les véhicules électriques. The <B> to </ B> fuel <B> to the solid polymer electrolyte could, by acting as an electrochemical energy converter, associate a reservoir of energy with the <B> to </ B> embedded, for example hydrogen or alcohol, to overcome the problems, including recharge time and autonomy, related to the use of batteries in electric vehicles.

L'assemblage schématique d'une pile<B>à</B> combustible, permettant la production d'énergie électrique, est représenté en partie sur la figure<B>1</B> jointe. The schematic assembly of a fuel cell <B> to </ B>, allowing the production of electrical energy, is shown in part in the attached figure <B> 1.

L'élément essentiel d'une telle pile est une membrane de type échangeuse d'ions,<B>plus</B> précisément une membrane échangeuse de protons, formée d'un électrolyte solide polymère, plus précisément d'un polymère conducteur protonique<B>(1)</B> cette membrane sert<B>à</B> séparer le compartiment anodique (2), oÙ se produit l'oxydation du combustible, tel que l'hydrogène H2 (4), selon le schéma<B>:</B>

Figure img00030001
The essential element of such a cell is an ion exchange membrane, specifically a proton exchange membrane, formed of a solid polymer electrolyte, more specifically a proton conductive polymer. <B> (1) </ B> this membrane serves <B> to </ B> separate the anode compartment (2), where occurs the oxidation of the fuel, such as hydrogen H2 (4), according to the diagram <B></B>
Figure img00030001

2H2 <SEP> <B>--></B> <SEP> 4H+ <SEP> <B>+</B> <SEP> 4e-, du compartiment cathodique<B>(3),</B> où l'oxydant, tel que l'oxygène de l'air 02<B>(5)</B> est réduit, selon le schéma<B>:</B>

Figure img00030002
2H2 <SEP><B>-><SEP> 4H + <SEP><B> + </ B><SEP> 4e-, cathode compartment <B> (3), where </ B> the oxidant, such as the oxygen of the air 02 <B> (5) </ B> is reduced, according to the scheme <B>: </ B>
Figure img00030002

02 <SEP> <B>+</B> <SEP> 4H+ <SEP> <B>+</B> <SEP> 4e- <SEP> <B>--></B> <SEP> 2H20, avec production d'eau<B>(6),</B> tandis que l'anode et la cathode sont reliées par un circuit extérieur<B>(10).</B> L'eau ainsi produite circule entre les deux compartiments par électro-osmose et par diffusion (flèches<B>11,</B> 12).

Figure img00030004
02 <SEP><B> + </ B><SEP> 4H + <SEP><B> + </ B><SEP> 4th <SEP><B>-></B><SEP> 2H20, with production of water <B> (6), </ B> while the anode and the cathode are connected by an external circuit <B> (10). </ B> The water thus produced circulates between the two compartments by electroosmosis and diffusion (arrows <B> 11, </ B> 12).
Figure img00030004

Les <SEP> électrodes <SEP> volumiques <SEP> <B>(13),</B>
<tb> conductrices, <SEP> électroniques, <SEP> placées <SEP> de <SEP> part <SEP> et <SEP> d'autre
<tb> de <SEP> la <SEP> membrane, <SEP> comprennent <SEP> généralement <SEP> une <SEP> zone
<tb> active <SEP> (14) <SEP> et <SEP> une <SEP> zone <SEP> diffusionnelle <SEP> <B>(15).</B> <SEP> La <SEP> zone
<tb> active, <SEP> prévue <SEP> généralement <SEP> sur <SEP> l'une <SEP> des <SEP> surfaces <SEP> de
<tb> l'électrode, <SEP> est <SEP> constituée <SEP> d'un <SEP> feutre <SEP> poreux <SEP> téfloné,
<tb> chargé <SEP> de <SEP> noir <SEP> de <SEP> carbone <SEP> ou <SEP> de <SEP> graphite <SEP> poreux,
<tb> recouvert <SEP> d'un <SEP> métal <SEP> noble <SEP> finement <SEP> divisé <SEP> <B>(16)</B> <SEP> (par
<tb> exemple, <SEP> sous <SEP> forme <SEP> de <SEP> grains), <SEP> tel <SEP> que <SEP> le <SEP> platine, <SEP> et
<tb> d'un <SEP> mince <SEP> dépôt <SEP> de <SEP> polymère <SEP> conducteur <SEP> ionique, <SEP> de
<tb> structure <SEP> généralement <SEP> similaire <SEP> <B>à</B> <SEP> celle <SEP> de <SEP> la
<tb> membrane. <SEP> La <SEP> zone <SEP> diffusionnelle <SEP> <B>(15)</B> <SEP> est <SEP> quant <SEP> <B>à</B> <SEP> elle,
<tb> constituée <SEP> d'un <SEP> matériau <SEP> poreux, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> du <SEP> même
<tb> feutre <SEP> poreux <SEP> téfloné, <SEP> chargé <SEP> c#e <SEP> noir <SEP> de <SEP> carbone, <SEP> ou <SEP> du
<tb> même <SEP> graphite <SEP> poreux, <SEP> rendu <SEP> hydrophobe <SEP> par l'intégration d'un polymère hydrophobe, tel que le PTFE. Le caractère hydrophobe permet l'évacuation de l'eau liquide. Le métal noble, tel que le platine, situé dans la zone active, permet soit d'oxyder l'hydrogène ou le méthanol<B>à</B> l'anode, soit de réduire l'oxygène<B>à</B> la cathode.
The <SEP> electrodes <SEP> volumic <SEP><B> (13), </ B>
<tb> electronic, <SEP>, <SEP> placed <SEP> of <SEP> part <SEP> and <SEP> of other
<tb> of <SEP> the <SEP> membrane, <SEP> include <SEP> usually <SEP> a <SEP> zone
<tb> active <SEP> (14) <SEP> and <SEP> a <SEP><SEP> broadcast <SEP><15> zone. <SEP> The <SEP> zone
<tb> active, <SEP> expected <SEP> typically <SEP> on <SEP> one <SEP> of <SEP><SEP> surfaces of
<tb> the electrode, <SEP> is <SEP> constituted <SEP> of a <SEP> Teflonated <SEP> porous <SEP> felt,
<tb> loaded <SEP> of <SEP> black <SEP> of <SEP> carbon <SEP> or <SEP> of porous <SEP> graphite <SEP>,
<tb> coated <SEP> with <SEP> metal <SEP> noble <SEP> finely <SEP> divided <SEP><B> (16) <SEP> (by
<tb> example, <SEP> under <SEP> form <SEP> of <SEP> grains), <SEP> such <SEP> as <SEP> the <SEP> platinum, <SEP> and
<tb> of a <SEP> thin <SEP> deposition <SEP> of <SEP> polymer <SEP> conductor <SEP> ionic, <SEP> of
<tb> structure <SEP> typically <SEP> similar <SEP><B><SEP> that <SEP> from <SEP> la
<tb> membrane. <SEP> The <SEP><SEP> Diffusional Area <SEP><B> (15) <SEP> is <SEP> as <SEP><B> to </ B><SEP> it,
<tb> made up <SEP> of a <SEP> porous <SEP> material, <SEP> by <SEP> example <SEP> of <SEP> same
<tb> Teflon coated <SEP> porous <SEP> felt, <SEP> charged <SEP> c # e <SEP> black <SEP> of <SEP> carbon, <SEP> or <SEP> of
<tb> same <SEP> graphite <SEP> porous, <SEP> rendered <SEP> hydrophobic <SEP> by the integration of a hydrophobic polymer, such as PTFE. The hydrophobic nature allows the evacuation of liquid water. The noble metal, such as platinum, located in the active zone, allows either to oxidize hydrogen or methanol <B> to </ B> the anode, or to reduce the oxygen <B> to </ B> the cathode.

Les protons produits<B>à</B> l'anode, par oxydation, par exemple de l'hydrogène, en surface des grains de métal noble, tel que le platine, sont transportés<B>(9)</B> au travers de la membrane jusqu'à la cathode où ils se recombinent avec les ions produits par la réduction, par exemple de l'oxygène de l'air pour donner de l'eau<B>(6).</B> The protons produced <B> at </ B> the anode, by oxidation, for example hydrogen, on the surface of noble metal grains, such as platinum, are transported <B> (9) </ B> through the membrane to the cathode where they recombine with the ions produced by the reduction, for example oxygen from the air to give water <B> (6). </ B>

Les électrons, ainsi produits<B>(17),</B> permettent d'alimenter, par exemple, un moteur électrique<B>(18)</B> placé dans le circuit extérieur<B>(10),</B> avec comme seul sous-produit de la réaction, de l'eau. The electrons thus produced <B> (17), </ B> make it possible to supply, for example, an electric motor <B> (18) </ B> placed in the external circuit <B> (10), < / B> with only by-product of the reaction, water.

L'ensemble membrane et électrodes est un assemblage très mince d'une épaisseur de lordre du millimètre, appelé<B> </B> assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode (EME) <B> </B> et chaque électrode est alimentée par l'arrière, par exemple<B>à</B> l'aide d'une plaque cannelée, par les gaz. The membrane and electrode assembly is a very thin assembly with a thickness of about one millimeter, called <B> </ B> assembly electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode (EME <B> </ B> and each electrode is fed from the back, for example <B> to </ B> using a fluted plate, through the gases.

Les densités de puissance obtenues par cette recombinaison et qui sont généralement de l'ordre de<B>0,5 à</B> 2 W/cm 2<B>.</B> dans le cas où l'on met en oeuvre de l'hydrogène et de l'oxygène, nécessitent l'association de plusieurs de ces structures électrode volumique-membrane-électrode vplumique pour obtenir, par exemple les<B>50</B> kW nécessaires<B>à</B> un véhicule électrique standard. Autrement dit, il est nécessaire d'assembler un nombre important de ces structures, dont les surfaces élémentaires peuvent être de l'ordre de 2 20 x 20 cm pour obtenir la puissance voulue, notamment dans le cas où la pile<B>à</B> combustible est mise en #uvre dans un véhicule électrique. The power densities obtained by this recombination and which are generally of the order of <B> 0.5 to </ B> 2 W / cm 2 <B>. </ B> in the case where one puts in of hydrogen and oxygen, require the combination of several of these voluminal-membrane-vplumic electrode structures to obtain, for example the <B> 50 </ B> kW required <B> to </ B > a standard electric vehicle. In other words, it is necessary to assemble a large number of these structures, whose elementary surfaces may be of the order of 2 × 20 × 20 cm to obtain the desired power, especially in the case where the battery <B> to < / B> fuel is implemented in an electric vehicle.

Dans ce but, chaque ensemble formé de deux électrodes et d'une membrane, définissant une cellule élémentaire de la pile<B>à</B> combustible, est ainsi disposé entre deux plaques étanches<B>(7, 8)</B> qui, d'une part, assurent la distribution de l'hydrogène, côté anode et, d'autre part, de l'oxygène côté cathode. Ces plaques sont appelées des plaques bipolaires. For this purpose, each assembly formed of two electrodes and a membrane, defining an elementary cell of the <B> to </ B> fuel cell, is thus disposed between two sealed plates <B> (7, 8) </ B> which, on the one hand, ensure the distribution of hydrogen on the anode side and, on the other hand, oxygen on the cathode side. These plates are called bipolar plates.

La membrane conductrice ionique est généralement une membrane organique contenant des groupes ioniques qui, en présence d'eau, permettent la conduction des protons<B>(9)</B> produits<B>à</B> l'anode par oxydation de l'hydrogène. The ionic conductive membrane is generally an organic membrane containing ionic groups which, in the presence of water, allow the conduction of protons <B> (9) </ B> products <B> to </ B> the anode by oxidation hydrogen.

L'épaisseur de cette membrane est de quelques dizaines<B>à</B> quelques centaines de microns et résulte d'un compromis entre la tenue mécanique et la chute ohmique. Cette membrane permet également la séparation des gaz. La résistance chimique et électrochimique de ces membranes permet, en général, un fonctionnement en pile sur des durées supérieures<B>à</B> <B>1 000</B> heures. The thickness of this membrane is from a few tens <B> to </ B> a few hundred microns and results from a compromise between the mechanical strength and the ohmic drop. This membrane also allows the separation of gases. The chemical and electrochemical resistance of these membranes allows, in general, a battery operation over periods of greater than <B> <B> 1000 </ B> hours.

Le polymère constituant la membrane doit donc remplir un certain nombre de conditions relatives <B>à</B> ses propriétés mécaniques, physico-chimiques et électriques. Le polymère doit tout d'abord pouvoir donner des films minces, de<B>50 à 100</B> micromètres, denses, sans défauts. Les propriétés mécaniques, module de contrainte<B>à</B> la rupture, ductilité, doivent le rendre compatible avec les opérations d'assemblage comprenantf par exemple, un serrage entre des cadres métalliques. Les propriétés doivent être préservées en passant de l'état sec<B>à</B> l'état humide. The polymer constituting the membrane must therefore fulfill a number of conditions relating <B> to </ B> its mechanical, physicochemical and electrical properties. The polymer must first be able to give thin films, from <B> 50 to 100 </ B> micrometers, dense, without defects. The mechanical properties, modulus of stress <B> at </ B> break, ductility, should make it compatible with assembly operations includingf for example, clamping between metal frames. The properties must be preserved by passing from the dry state <B> to the wet state.

Le polymère doit avoir une bonne stabilité chimique vis-à-vis de l'hydrolyse et présenter une bonne résistance<B>à</B> la réduction et<B>à</B> l'oxydation jusqu'à 100'>C. Cette stabilité s'apprécie en terme de variation de résistance ionique, et en terme de variation des propriétés mécaniques. The polymer must have good chemical stability with respect to hydrolysis and have good resistance <B> to </ B> reduction and <B> to </ B> oxidation up to 100 '> C. This stability is appreciated in terms of variation of ionic resistance, and in terms of variation of the mechanical properties.

Le polymère doit enfin posséder une forte conductivité ionique, cette conductivité est apportée par des groupements acides forts, tels que des groupements acides phosphoriques, mais surtout sulfoniques reliés<B>à</B> la chaîne du polymère. De ce fait, ces polymères seront généralement définis par leur masse équivalente, c'est-à-dire par le poids de polymère en gramme par équivalent acide. The polymer must finally have a high ionic conductivity, this conductivity is provided by strong acid groups, such as phosphoric acid groups, but especially sulfonic groups connected to the polymer chain. As a result, these polymers will generally be defined by their equivalent weight, i.e., the weight of polymer in grams per acid equivalent.

<B>A</B> titre d'exemple, les meilleurs systèmes développés actuellement sont capables de fournir une 2 puissance spécifique de<B>1</B> W.cm- # soit une densité de courant de 2<B>A.</B> CM-2 pour<B>0,5</B> Volts. <B> A </ B> As an example, the best systems currently developed are capable of providing a specific power of <B> 1 </ b> W.cm- #, ie a current density of 2 <B> A. </ B> CM-2 for <B> 0.5 </ B> Volts.

Les polymères les<B>plus</B> utilisés actuellement sont des copolymères thermoplastiques fluorés sulfonés dont la chaîne principale linéaire est perfluorée et dont la chaîne latérale porte un groupement acide sulfonique. The currently used <B> plus </ B> polymers are sulfonated fluorinated thermoplastic copolymers whose linear main chain is perfluorinated and whose side chain carries a sulfonic acid group.

Ces copolymères thermoplastiques sont disponibles dans le commerce sous la marque déposée de NAFIONO de la Société Du Pont, ou ACIPLEX-So de la Société Asahi Chemical, d'autres sont expérimentaux, produits par la Société DOW pour la fabrication de la membrane dénommée "XUS". on a vu que les réactions électrochimiques, décrites par les opérations mentionnées ci-dessus, mettent en jeu des protons provenant de la membrane, des électrons, le catalyseur situé sur l'une des surfaces de l'électrode et enfin soit le réducteur, tel que lhydrogène, soit loxydant, tel que loxygène de l'air, ces réactions se produisant essentiellement<B>à</B> la limite ou interface entre la membrane et l'électrode. These thermoplastic copolymers are commercially available under the trade name of NAFIONO from the Du Pont Company, or ACIPLEX-So from the Asahi Chemical Company, others are experimental, produced by the DOW Company for the manufacture of the membrane called "XUS ". it has been seen that the electrochemical reactions, described by the operations mentioned above, involve protons coming from the membrane, electrons, the catalyst situated on one of the surfaces of the electrode and finally, the reducing agent, such as that the hydrogen, or the oxidant, such as oxygen from the air, these reactions occurring essentially <B> at </ B> the boundary or interface between the membrane and the electrode.

Il est donc clair que les performances d'un assemblage électrode-membrane et donc de la pile<B>à</B> combustible sont étroitement liées<B>à</B> la qualité de l'interface électrode<B>-</B> membrane, dont dépend fondamentalement la probabilité de présence simultanée dans cette zone des différentes espèces, citées ci-dessus. Le procédé de fabrication des ensembles ou assemblages électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode a une influence décisive sur la qualité de l'interface électrode<B>-</B> membrane. La fabrication des ensembles électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode (EME) n'est pas ou très peu décrite dans la littérature. En effet, il sagit le <B>plus</B> souvent d'un savoir-faire propre<B>à</B> chaque laboratoire ou industriel, impliqué dans la fabrication de piles<B>à</B> combustible. It is therefore clear that the performance of an electrode-membrane assembly and therefore of the <B> to </ B> fuel stack are closely related <B> to </ B> the quality of the <B> electrode interface - </ B> membrane, which basically depends on the probability of simultaneous presence in this area of the different species, mentioned above. The manufacturing process of assemblies or assemblies electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode has a decisive influence on the quality of the electrode interface <B> - </ B> membrane. The manufacture of electrode assemblies <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode (EME) is not or very little described in the literature. Indeed, it is the <B> plus </ B> often of a know-how <B> to </ B> each laboratory or industrial involved in the manufacture of batteries <B> to </ B> fuel .

Le procédé de fabrication des EME, le plus souvent cité, consiste<B>à</B> réaliser les ensembles EME par passage<B>à</B> chaud des électrodes en vis-à-vis sur la membrane échangeuse de protons, ladite membrane ayant été préalablement, séparément préparée, généralement par coulée, et complètement séchée. The EME manufacturing process, most often cited, consists of making the EME assemblies by hot passing of the electrodes vis-a-vis on the proton exchange membrane. said membrane having previously been separately prepared, generally by casting, and completely dried.

Cette technique est communément employée dans le cas des membranes échangeuses de protons, les plus couramment utilisées<B>à</B> l'heure actuelle et<B>déjà</B> mentionnées ci-dessus<B>à</B> savoir, les membranes en polymère de type NAFION Pour fabriquer les ensembles EME, les électrodes sont préalablement imprégnées, par exemple, d'une solution de NAFION <B>0 ,</B> puis sont pressées<B>à</B> chaud, entre 1200 et 1500C, sur les deux faces de la membrane. Le caractère thermoplastique du NAFION et l'imprégnation des électrodes,<B>à</B> l'aide d'un polymère identique<B>à</B> celui qui compose la membrane permettent d'obtenir une excellente qualité de l'interface électrode<B>-</B> membrane, aussi bien du point de vue des propriétés mécaniques, représentées par une excellente adhésion, que de celui de la surface d"échange protons<B>-</B> électrodes. This technique is commonly used in the case of proton exchange membranes, most commonly used <B> at </ B> at present and <B> already </ B> mentioned above <B> at </ B> > know, NAFION type polymer membranes To manufacture the EME assemblies, the electrodes are pre-impregnated, for example, with a solution of NAFION <B> 0, </ B> and then pressed <B> to </ B > hot, between 1200 and 1500C, on both sides of the membrane. The thermoplastic nature of the NAFION and the impregnation of the electrodes, <B> to </ B> with the help of a polymer identical <B> to </ B> that which compose the membrane make it possible to obtain an excellent quality of the Membrane electrode interface, both from the point of view of mechanical properties, represented by excellent adhesion, than that of the exchange surface protons <B> - </ B> electrodes.

Les performances électrochimiques de piles <B>à</B> combustible incorporant de tels assemblages sont donc satisfaisantes. The electrochemical performance of fuel cells incorporating such assemblies is therefore satisfactory.

Toutefois, ce prodédé de fabrication des ensembles EME présente plusieurs inconvénients majeurs<B>:</B> en premier lieu, ce procédé est difficilement industrialisable et les polymères de type NAFION#) sont extrêmement coûteux. Or, dans l'optique du développement de piles<B>à</B> combustible utilisables pour la traction automobile, un autre problème essentiel, désormais bien identifié par les experts, est le coût de la membrane, ce dernier est avec celui des plaques bipolaires le facteur prépondérant influençant le prix de revient de la pile<B>à</B> combustible. However, this product manufacturing EME sets has several major disadvantages <B>: </ B> in the first place, this process is difficult to industrialize and NAFION type polymers)) are extremely expensive. However, in the context of the development of fuel cells used for automobile traction, another essential problem, now well identified by the experts, is the cost of the membrane, the latter is with that of the bipolar plates the preponderant factor influencing the cost price of the <B> to </ B> fuel pile.

En<B>1995,</B> le coût des membranes produites ou en développement est de lordre de<B>3 000 à 3 500</B> F/M2 et l'on estime qu'il faut diviser ce coût par<B>10,</B> voire par 20, pour assister<B>à</B> un développement industriel des piles<B>à</B> combustible pour l'industrie automobile. In <B> 1995, </ B> the cost of membranes produced or under development is in the range of <B> 3,000 to 3,500 </ B> F / M2 and it is estimated that this cost should be divided by <B> 10, </ B> or by 20, to assist <B> in </ B> an industrial development of fuel cells <B> to </ B> for the automotive industry.

Dans une perspective d'abaissement des coûts, des poly 1,4-(diphényl-2,6)-phényléther sulfonés sur la chaîne principale, des polyéthersulfones et polyéthercétones ont été synthétisés et testés sans réellement rivaliser avec les membranes fluorées en ce qui concerne les performances instantanées et la durabilité. Afin de fournir des membranes répondant aux conditions relatives, notamment<B>à</B> leurs propriétés mécaniques, physico-chimiques et électriques, tout en présentant un coût de fabrication nettement plus faible que celui, prohibitif des membranes perfluorées, décrits plus haut, ont été développés de nouveaux polymères en polyimides sulfonés qui sont décrits dans le document FR-A-2 748 485. With a view to lowering costs, sulfonated poly 1,4- (diphenyl-2,6) -phenyl ether on the main chain, polyethersulfones and polyetherketones were synthesized and tested without actually competing with the fluorinated membranes with respect to instant performance and durability. In order to provide membranes meeting the relative conditions, especially <B> to </ B> their mechanical, physicochemical and electrical properties, while having a manufacturing cost significantly lower than that, prohibitive perfluorinated membranes, described above New sulphonated polyimide polymers have been developed which are described in FR-A-2 748 485.

Or, le procédé, décrit plus haut, n'est pas adapté aux autres types de membranes, c'est-à-dire aux membranes qui ne sont pas en un polymère <B>0</B> thermoplastique, tel que le NAFION En particulier, le procédé employé dans le cas des membranes NAFION@) ne convient absolument pas aux membranes qui sont composées d'un polymère sulfoné <B>à</B> squelette thermostable, polymère parmi lesquels, on peut citer les polyimides, les polyéthersulfones, les polyétheréthercétones, les polybenzoxazoles, les polybenzimidazoles, les polyphénylènes et leurs dérivés, etc.. However, the method, described above, is not suitable for other types of membranes, that is to say membranes that are not a thermoplastic polymer such as NAFION. In particular, the process used in the case of membranes NAFION®) is absolutely not suitable for membranes which are composed of a polymer with a sulfonated <B> to </ B> heat-stable skeleton, among which include polyimides, polyethersulfones, polyetheretherketones, polybenzoxazoles, polybenzimidazoles, polyphenylenes and their derivatives, etc.

En effet, de telles membranes ne possèdent ni le caractère thermoplastique, ni la structure chimique du NAFION <B>0</B> et elles ne présentent donc aucune affinité pour l'électrode imprégnée d'une solution de NAFION(D et la qualité de l'interface électrode<B>-</B> membrane est médiocre. Indeed, such membranes have neither the thermoplastic nature nor the chemical structure of NAFION <B> 0 </ B> and therefore they have no affinity for the electrode impregnated with a solution of NAFION (D and the quality electrode interface <B> - </ B> membrane is poor.

En outre, dans le cas où la membrane est un polymère thermostable, le procédé implique l'emploi de plusieurs composés,<B>à</B> savoir un polymère sulfoné thermostable pour la membrane échangeuse de protons et une solution de NAFIONO pour l'imprégnation de l'électrode. In addition, in the case where the membrane is a thermostable polymer, the process involves the use of several compounds, <B> to </ B> namely a thermostable sulfonated polymer for the proton exchange membrane and a solution of NAFIONO for impregnation of the electrode.

De plus, le procédé est alors un procédé discontinu complexe comprenant de multiples étapes, entre autres<B>:</B> élaboration de la membrane échangeuse de protons, imprégnation des électrodes, pressage, chauffage. In addition, the process is then a complex batch process comprising multiple steps, inter alia <B>: elaboration of the proton exchange membrane, impregnation of the electrodes, pressing, heating.

Il en résulte que les performances et même l'intérêt de tels assemblages, mettant en jeu une membrane en polymère thermostable et une électrode imprégnée de polymère de type NAFION sont extrêmement limités du point de vue industriel. As a result, the performance and even the interest of such assemblies, involving a thermostable polymer membrane and a NAFION type polymer impregnated electrode are extremely limited from an industrial point of view.

Si lon souhaite conserver tous les avantages des membranes en polymère sulfoné thermostable en matière, notamment, de coût de revient, et surmonter les inconvénients mentionnés ci-dessus en améliorant notamment la qualité de l'interface électrode<B>-</B> membrane, il a été envisagé, de la même manière que pour les membranes en polymère de type <B>0</B> NAFION <B>,</B> d'imprégner les électrodes avec une solution du polymère qui compose la membrane dans le cas des polymères sulfonés<B>à</B> squelette thermostable, tels que les polyimides, les polyéthersulfonés, les polyétheréthercétones, les polybenzoxazoles, les polybenzimidazoles, les polyphénylènes et leurs dérivés, etc. If one wishes to preserve all the advantages of the membranes in thermostable sulfonated polymer especially in terms of cost, and overcome the drawbacks mentioned above by improving in particular the quality of the interface electrode <B> - </ B> membrane it has been envisaged, in the same way as for <B> 0 </ B> NAFION <B> polymer membranes, to impregnate the electrodes with a solution of the polymer that makes up the membrane in the case of heat-stable skeleton-containing polymers such as polyimides, polyethersulfones, polyetheretherketones, polybenzoxazoles, polybenzimidazoles, polyphenylenes and their derivatives, etc.

Toutefois, la rigidité mécanique de cette famille de polymères provoque l'apparition de fortes contraintes mécaniques aux interfaces durant la phase de séchage par évaporation du solvant. However, the mechanical rigidity of this family of polymers causes the appearance of high mechanical stress at the interfaces during the drying phase by evaporation of the solvent.

En outre, l'absence de caractère thermoplastique de ces polymères ne permet pas d'établir un contact suffisant entre la membrane et les électrodes imprégnées. Dans ce cas, les performances électrochimiques ne sont pas aussi élevées et ne sont pas reproductibles d'une opération<B>à</B> une autre. La qualité des interfaces n'est pas suffisante pour permettre au conducteur protonique d'être intimement en contact avec le conducteur/ électronique et le catalyseur<B>à</B> la surface de l'électrode. Ce type d'assemblage est susceptible d'être sensible au vieillissement et d'évoluer rapidement en fonction du temps. Malgré un pressage<B>à</B> haute température, l'adhésion électrode<B>-</B> membrane reste faible. In addition, the lack of thermoplastic nature of these polymers does not allow to establish sufficient contact between the membrane and the impregnated electrodes. In this case, the electrochemical performances are not so high and are not reproducible from one operation to another. The quality of the interfaces is not sufficient to allow the proton conductor to be intimately in contact with the conductor / electronics and the catalyst <B> at the </ B> surface of the electrode. This type of assembly is likely to be sensitive to aging and to evolve rapidly as a function of time. Despite high temperature pressing, the electrode adhesion remains weak.

Enfin, les multiples étapes,<B>déjà</B> indiquées plus haut, qui jalonnent la réalisation de ces assemblages constituent un obstacle<B>à</B> la fabrication en continu. On connaît, par ailleurs, d'après le document US-A-5 242 764, un procédé d'assemblage permettant d'éviter lemploi dune membrane échangeuse de protons. Cette technique est basée sur l'imprégnation des électrodes,<B>à</B> laide d'une quantité élevée d'une solution de NAFION <B> & 1</B> suivie du collage<B>à</B> chaud des deux électrodes ainsi imprégnées. Cette technique est, de nouveau, seulement- adaptée aux polymères thermoplastiques du type NAFION <B>0</B> et permet difficilement d'obtenir une couche de polymère conducteur protonique homoqène et imperméable au aaz.

Figure img00120008
Finally, the multiple steps, <B> already </ B> indicated above, which mark out the realization of these assemblies constitute an obstacle <B> to </ B> the continuous manufacture. It is also known from US-A-5,242,764, an assembly method to avoid the use of a proton exchange membrane. This technique is based on the impregnation of the electrodes, using a large amount of a solution of NAFION <B>& 1 </ B> followed by <B> bonding to </ B>> hot two electrodes and impregnated. This technique is, again, only adapted to thermoplastic polymers of the NAFION <B> 0 </ B> type and makes it difficult to obtain a homoqene and azimuth impervious conductive polymer layer.
Figure img00120008

Il <SEP> existe <SEP> donc <SEP> un <SEP> besoin <SEP> pour <SEP> un <SEP> procédé <SEP> de
<tb> fabrication, <SEP> de <SEP> préparation, <SEP> d'assemblages <SEP> comprenant
<tb> une <SEP> électrode <SEP> et <SEP> une <SEP> membrane <SEP> en <SEP> un <SEP> polymère
<tb> thermostable, <SEP> aussi <SEP> appelés <SEP> assemblages <SEP> élémentaires,
<tb> et <SEP> d'assemblages <SEP> électrode <SEP> <B>-</B> <SEP> membrane <SEP> <B>-</B> <SEP> électrode, <SEP> qui
<tb> soit <SEP> simple, <SEP> fiable, <SEP> reproductible, <SEP> et <SEP> sûr <SEP> <B>;</B> <SEP> qui <SEP> ne
<tb> présente <SEP> quun <SEP> nombre <SEP> limité <SEP> d'étapes, <SEP> qui <SEP> soit <SEP> d'un
<tb> coût <SEP> limité, <SEP> et <SEP> qui <SEP> puisse <SEP> être <SEP> mis <SEP> en <SEP> #uvre <SEP> en
<tb> continu, <SEP> ce <SEP> procédé <SEP> présentant, <SEP> par <SEP> ailleurs, <SEP> tous <SEP> les
<tb> avantages <SEP> inhérents <SEP> <B>à</B> <SEP> l'utili/sation <SEP> de <SEP> membranes <SEP> en
<tb> polymères <SEP> thermostables. Ce procédé doit permettre, en outre, d'obtenir des interfaces électrode<B>-</B> membrane d'excellente qualité, sans défauts, avec une cohésion très élevée de la liaison électrode<B>-</B> membrane et un contact intime du catalyseur avec la membrane, ces propriétés étant stables au cours du temps et peu sensibles au vieillissement.
There <SEP> exists <SEP> so <SEP> a <SEP> need <SEP> for <SEP> a <SEP> process <SEP> of
<tb> manufacture, <SEP> of <SEP> preparation, <SEP> of assemblies <SEP> including
<tb> a <SEP> electrode <SEP> and <SEP> a <SEP> membrane <SEP> in <SEP> a <SEP> polymer
<tb> thermostable, <SEP> also <SEP> called <SEP> elementary <SEP> assemblies,
<tb> and <SEP> of assemblies <SEP> electrode <SEP><B> - <SEP> membrane <SEP><B> - </ B><SEP> electrode, <SEP> which
<tb> either <SEP> simple, <SEP> reliable, <SEP> reproducible, <SEP> and <SEP> safe <SEP><B>;<SEP> which <SEP> does not
<tb> present <SEP> that a <SEP> number <SEP> limited <SEP> of steps, <SEP> which <SEP> is <SEP> of a
<tb> limited <SEP> cost, <SEP> and <SEP> which <SEP> can <SEP> be <SEP> set <SEP> in <SEP>#penet<SEP> in
<tb> continuous, <SEP> this <SEP> process <SEP> presenting, <SEP> by <SEP> elsewhere, <SEP> all <SEP>
<tb> inherent <SEP> benefits <SEP><B><SEP><SEP>SEP> membranes <SEP> use in
<tb> thermostable polymers <SEP>. This method must also make it possible to obtain membrane electrode interfaces of excellent quality, without defects, with a very high cohesion of the membrane electrode bond. intimate contact of the catalyst with the membrane, these properties being stable over time and insensitive to aging.

Les assemblages électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode obtenus doivent enfin présenter des propriétés électrochimiques excellentes et parfaitement reproductibles. The electrode <B> - </ B> electrode <B> - </ B> assemblies obtained must finally have excellent and perfectly reproducible electrochemical properties.

Le but de la présente invention est de fournir un procédé de préparation d'un assemblage comprenant une électrode et au moins une membrane en un polymère thermostable, plus précisément un procédé de préparation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode, qui réponde, entre autres,<B>à</B> l'ensemble des besoins indiqués ci-dessus. The object of the present invention is to provide a method for preparing an assembly comprising an electrode and at least one membrane made of a heat-stable polymer, more specifically a method for preparing a membrane electrode assembly. <B> - </ B> electrode, which responds, inter alia, <B> to </ B> all the needs indicated above.

Le but de la présente invention est encore de fournir un procédé de préparation d'un assemblage comprenant une électrode et une membrane en un polymère thermostable, <B>plus</B> précisément d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode (EME) constitué d'une membrane en un polymère thermostable et de deux électrodes, qui ne présente pas les inconvénients, défauts, limitations et désavantages des procédés de l'art antérieur et qui résolve les problèmes posés par les procédés de l'art antérieur. The object of the present invention is still to provide a process for preparing an assembly comprising an electrode and a membrane made of a thermostable polymer, more precisely a <B> - </ B> electrode assembly. electrode membrane (EME) consisting of a membrane of a thermostable polymer and two electrodes, which does not have the disadvantages, defects, limitations and disadvantages of the processes of the prior art and which solves the problems posed by the processes of the prior art.

Ce but et dIautre# encore sont atteints, conformément<B>à</B> l'invention par un procédé de préparation d'un assemblage comprenant au moins une électrode (de préférence une) présentant une face active, et une membrane en un polymère thermostable, dans lequel on effectue les étapes suivantes<B>:</B> a) on coule sur un support une solution d'un polymère thermostable de façon<B>à</B> obtenir un film de solution de polymère thermostable <B>;</B> puis <B>b)</B> on sèche partiellement ledit film de solution de polymère thermostable par évaporation du solvant de ladite solution<B>;</B> c) on dépose une électrode sur la surface dudit film de solution de polymère thermostable, en cours de séchage, avant qu'il ne soit totalement sec, la face active de l'électrode faisant face<B>à</B> ladite surface, de façon<B>à</B> obtenir un assemblage comprenant une membrane en polymère thermostable (formée par ledit film de solution de polymère partiellement séché) et ladite électrode<B>;</B>

Figure img00140007
This and still further object is achieved according to the invention by a method of preparing an assembly comprising at least one electrode (preferably one) having an active face, and a membrane in one embodiment. thermostable polymer, in which the following steps are carried out: a) a solution of a heat-stable polymer is cast on a support so as to obtain a film of thermostable polymer solution; <B>;</B> then <B> b) </ B> the thermostable polymer solution film is partially dried by evaporation of the solvent from said solution <B>;</B> c) an electrode is deposited on the surface of said thermostable polymer solution film, being dried, before it is completely dry, the active face of the electrode facing <B> to said surface, so <B> to </ B> obtaining an assembly comprising a thermostable polymer membrane (formed by said partially dried polymer solution film) and said electrode <B></B>
Figure img00140007

<B>d)</B> <SEP> on <SEP> sèche <SEP> complètement <SEP> ledit <SEP> assemblage
<tb> obtenu <SEP> lors <SEP> de <SEP> l'étape <SEP> c) <SEP> <B>;</B> <SEP> puis
<tb> e) <SEP> on <SEP> décolle <SEP> l'assemblage <SEP> comprenant
<tb> ladite <SEP> membrane <SEP> et <SEP> ladite <SEP> électrode <SEP> du <SEP> substrat.
<tb> Le <SEP> procédé <SEP> selon <SEP> l'invention <SEP> permet <SEP> de
<tb> répondre <SEP> aux <SEP> besoins <SEP> et <SEP> de <SEP> remédier <SEP> aux <SEP> inconvénients
<tb> mentionnés <SEP> ci-dessus.
<tb> Le <SEP> procédé <SEP> selon <SEP> l'invention <SEP> convient <SEP> tout
<tb> particulièrement <SEP> aux <SEP> membranes <SEP> en <SEP> polymère <SEP> thermostable
<tb> dont <SEP> les <SEP> avantages, <SEP> inhérents <SEP> <B>à</B> <SEP> ce <SEP> type <SEP> de <SEP> polymère, <SEP> se
<tb> répercutent <SEP> également <SEP> sur <SEP> le <SEP> procédé <SEP> qui <SEP> les <SEP> met <SEP> en
<tb> #uvre.
<tb> Le <SEP> procédé <SEP> selon <SEP> l'invention <SEP> comporte <SEP> un
<tb> nombre <SEP> limité <SEP> d'étapes, <SEP> simples, <SEP> faciles <SEP> <B>à</B> <SEP> réaliser <SEP> par

Figure img00150001
<B> d) <SEP> on <SEP> dry <SEP> completely <SEP> said <SEP> assembly
<tb> got <SEP> when <SEP> of <SEP> step <SEP> c) <SEP><B>;</B><SEP> then
<tb> e) <SEP> on <SEP> takes off <SEP> the <SEP> assembly comprising
<tb> said <SEP> membrane <SEP> and <SEP> said <SEP> electrode <SEP> of the <SEP> substrate.
<tb> The <SEP> process <SEP> according to <SEP> the invention <SEP> allows <SEP> to
<tb> answer <SEP> to <SEP> needs <SEP> and <SEP> from <SEP> remedy <SEP> to <SEP> disadvantages
<tb> mentioned <SEP> above.
<tb> The <SEP> process <SEP> according to <SEP> the invention <SEP> is suitable <SEP> all
<tb> particularly <SEP> with <SEP> membranes <SEP> in <SEP> polymer <SEP> thermostable
<tb> of which <SEP> the <SEP> advantages, <SEP> inherent <SEP><B> to </ B><SEP> this <SEP> type <SEP> of <SEP> polymer, <SEP> is
<tb> echo <SEP> also <SEP> on <SEP> the <SEP> process <SEP> which <SEP><SEP> puts <SEP> into
<tb>#work.
<tb> The <SEP> process <SEP> according to <SEP> the invention <SEP> comprises <SEP> a
<tb><SEP> limited <SEP> number of steps, <SEP> simple, <SEP> easy <SEP><B> to </ B><SEP> perform <SEP> by
Figure img00150001

des <SEP> moyens <SEP> éprouvés, <SEP> il <SEP> est <SEP> fiable <SEP> et <SEP> reproductible,
<tb> réalisable <SEP> <B>à</B> <SEP> faible <SEP> température, <SEP> sans <SEP> consommation
<tb> d'énergie <SEP> importante, <SEP> ne <SEP> demande <SEP> qu'une <SEP> durée
<tb> relativement <SEP> limitée, <SEP> et <SEP> n'implique <SEP> que <SEP> peu <SEP> de <SEP> matières
<tb> premières, <SEP> celles-ci <SEP> se <SEP> limitant <SEP> au <SEP> polymère, <SEP> au
<tb> solvant <SEP> et <SEP> <B>à</B> <SEP> l'électrode.
<tb> Au <SEP> contraire, <SEP> des <SEP> procédés <SEP> de <SEP> l'art
<tb> antérieur, <SEP> il <SEP> permet <SEP> une <SEP> fabrication <SEP> en <SEP> continu <SEP> et <SEP> <B>à</B>
<tb> faible <SEP> coût.

Figure img00150002
proven <SEP> means <SEP>, <SEP> it <SEP> is <SEP> reliable <SEP> and <SEP> reproducible,
<tb> achievable <SEP><B> at </ B><SEP> low <SEP> temperature, <SEP> without <SEP> consumption
<tb> energy <SEP> high, <SEP> only <SEP> request <SEP> a <SEP> duration
<tb> relatively <SEP> Limited, <SEP> and <SEP> imply <SEP> only <SEP> few <SEP> of <SEP> topics
<tb> first, <SEP> these <SEP> se <SEP> limiting <SEP> to <SEP> polymer, <SEP> to
<tb> solvent <SEP> and <SEP><B> to </ B><SEP> the electrode.
<tb> In <SEP> the opposite, <SEP><SEP> processes <SEP> of <SEP> art
<tb> earlier, <SEP> it <SEP> allows <SEP> a <SEP> manufacture <SEP> in <SEP> continuous <SEP> and <SEP><B> to </ B>
<tb> low <SEP> cost.
Figure img00150002

De <SEP> manière <SEP> fondamentale, <SEP> selon <SEP> l'invention,
<tb> l'assemblage <SEP> électrode <SEP> <B>-</B> <SEP> membrane <SEP> est <SEP> réalisé <SEP> durant
<tb> l'élaboration <SEP> de <SEP> la <SEP> membrane <SEP> par <SEP> coulée.
<tb> Selon <SEP> l'invention, <SEP> conformément <SEP> <B>à</B> <SEP> l'étape
<tb> c) <SEP> du <SEP> procédé, <SEP> on <SEP> dépose <SEP> l'électrode <SEP> simplement,
<tb> directement <SEP> et <SEP> sans <SEP> autres <SEP> opérations <SEP> (telles <SEP> que
<tb> pressage <SEP> ou <SEP> autres, <SEP> comme <SEP> dans <SEP> l'art <SEP> antérieur), <SEP> sur <SEP> la
<tb> surface <SEP> de <SEP> la <SEP> membrane <SEP> au <SEP> cours <SEP> du <SEP> séchage <SEP> de <SEP> celle-ci,
<tb> c'est-à-dire <SEP> que <SEP> la <SEP> membrane <SEP> est <SEP> alors <SEP> constituée <SEP> d'un
<tb> film <SEP> de <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère <SEP> thermostable <SEP> encore <SEP> humide
<tb> et <SEP> non <SEP> complètement <SEP> sec.
<tb> On <SEP> sait <SEP> que, <SEP> de <SEP> manière <SEP> classique, <SEP> la
<tb> membrane <SEP> est <SEP> préparée <SEP> par <SEP> coulée <SEP> d'une <SEP> solution <SEP> du
<tb> polymère <SEP> sur <SEP> un <SEP> substrat <SEP> ou <SEP> support, <SEP> de <SEP> manière <SEP> <B>à</B>
<tb> obtenir <SEP> un <SEP> film <SEP> de <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère, <SEP> notamment <SEP> de
<tb> polymère <SEP> thermostable, <SEP> puis <SEP> que <SEP> ce <SEP> film <SEP> de <SEP> polymère <SEP> en
<tb> solution <SEP> est <SEP> ensuite <SEP> séché <SEP> par <SEP> évaporation <SEP> totale <SEP> du
<tb> solvant, <SEP> lextrait <SEP> sec <SEP> obtenu <SEP> constituant <SEP> la <SEP> membrane
<tb> telle <SEP> que <SEP> la <SEP> membrane <SEP> échangeuse <SEP> de <SEP> protons.
<tb> Dans <SEP> les <SEP> procédés <SEP> de <SEP> fabrication
<tb> d'assemblages <SEP> électrode <SEP> <B>-</B> <SEP> membrane <SEP> et <SEP> d'assemblages <SEP> <B>EME</B>
<tb> de <SEP> l'art <SEP> antérieur, <SEP> tels <SEP> que <SEP> les <SEP> procédés <SEP> de <SEP> pressage <SEP> <B>à</B> chaud, l'opération d'assemblage visant<B>à</B> réaliser l'assemblage et<B>à</B> établir une liaison entre la ou les électrodes et la membrane est dans tous les cas effectuée avec une membrane dont le processus d'élaboration a été conduit<B>à</B> son terme et qui est complètement sèche. C'est donc une membrane entièrement, totalement formée et sèche qui est utilisée dans les procédés de l'art antérieur.
<SEP> way <SEP> fundamental, <SEP> according to <SEP> the invention,
<tb> assembly <SEP> electrode <SEP><B> - <SEP> membrane <SEP> is <SEP> performed <SEP> during
<tb> development <SEP> of <SEP> the <SEP> membrane <SEP> by <SEP> casting.
<tb> According to <SEP> the invention, <SEP> according to <SEP><B> to </ B><SEP> step
<tb> c) <SEP> of the <SEP> method, <SEP> on <SEP> simply <SEP> deposit the <SEP> electrode,
<tb> directly <SEP> and <SEP> without <SEP> other <SEP><SEP> operations (such <SEP> as
<tb> pressing <SEP> or <SEP> others, <SEP> like <SEP> in <SEP> earlier <SEP> art, <SEP> on <SEP> la
<tb> surface <SEP> of <SEP> the <SEP> membrane <SEP> at <SEP> course <SEP> of <SEP> drying <SEP> of <SEP> this one,
<tb> that is to say <SEP> that <SEP> the <SEP> membrane <SEP> is <SEP> then <SEP> constituted <SEP> of a
<tb> film <SEP> of <SEP> solution <SEP> of <SEP> polymer <SEP> thermostable <SEP> still <SEP> wet
<tb> and <SEP> no <SEP> completely <SEP> sec.
<tb> On <SEP> knows <SEP> that, <SEP> of <SEP> way <SEP> classic, <SEP> the
<tb> membrane <SEP> is <SEP> prepared <SEP> by <SEP> casting <SEP> of a <SEP> solution <SEP> of
<tb> polymer <SEP> on <SEP> a <SEP> substrate <SEP> or <SEP> support, <SEP> of <SEP> way <SEP><B> to </ B>
<tb> get <SEP> a <SEP> film <SEP> from <SEP> solution <SEP> from <SEP> polymer, <SEP> including <SEP> from
<tb> thermostable polymer <SEP>, <SEP> then <SEP> than <SEP> this <SEP> film <SEP> of <SEP> polymer <SEP> in
<tb> solution <SEP> is <SEP> then <SEP> dried <SEP> with <SEP> evaporation <SEP> total <SEP> of
<tb> solvent, <SEP> the extract <SEP> sec <SEP> obtained <SEP> constituting <SEP> the <SEP> membrane
<tb> such <SEP> as <SEP> the <SEP> membrane <SEP> exchange <SEP> of <SEP> protons.
<tb> In <SEP> the <SEP> processes <SEP> of <SEP> manufacturing
<tb> assemblies <SEP> electrode <SEP><B> - <SEP> membrane <SEP> and <SEP> assemblies <SEP><B> EME </ B>
<tb> of <SEP> the former <SEP> art, <SEP> such <SEP> as <SEP><SEP> processes <SEP> of <SEP> pressing <SEP><B> to </ B> hot, the assembly operation to <B> to </ B> achieve the assembly and <B> to </ B> establish a connection between the electrode (s) and the membrane is in any case carried out with a membrane whose development process has been driven <B> to </ B> its term and which is completely dry. It is therefore a completely, completely formed and dry membrane which is used in the processes of the prior art.

Selon l'invention, on va<B>à</B> l'encontre de cette démarche, unanimement suivie dans l'art antérieur, en se servant, lors de la préparation de l'assemblage d'une membrane en cours de formation, non encore totalement formée, encore humide et pas totalement sèche. Dans l'étape c) essentielle, du Procédé de l'invention, au cours du séchage, et lorsque la viscosité du film de polymère en solution a atteint un niveau optimal, une électrode est soigneusement déposée<B>à</B> la surface du film. According to the invention, one goes <B> to </ B> against this approach, unanimously followed in the prior art, using, during the preparation of the assembly of a membrane during training , not yet fully formed, still wet and not completely dry. In the essential step c) of the process of the invention, during drying, and when the viscosity of the polymer film in solution has reached an optimum level, an electrode is carefully deposited <B> at </ B>. surface of the film.

Une fraction bien déterminée de la solution de polymère imprègne alors l'électrode, et<B>plus</B> précisément, la couche active située sur la face active de celle-ci qui fait face<B>à</B> la surface du film de polymère en solution. Cette imprégnation se fait simplement sous l'action du poids de l'électrode dans le polymère encore visqueux et sans qu'aucune pression ne soit appliquée. A well-defined fraction of the polymer solution then impregnates the electrode, and <B> more </ B> precisely, the active layer located on the active face thereof which faces <B> at </ B> the surface of the polymer film in solution. This impregnation is simply under the action of the weight of the electrode in the still viscous polymer and no pressure is applied.

Grâce au procédé de l'invention et notamment du fait de l'étape c) spécifique qu'il comporte l'interface élec tFode membrane est d'excellente qualité. Il est totalement surprenant qu'une interface d'une telle qualité soit obtenue avec des membranes en polymère thermostable <B>;</B> un tel résultat, qui n'était jusqu'à présent obtenu que pour <B>0</B> des polymères thermosplastiques de type NAFION <B>,</B> est atteint pour la première fois en mettant en #uvre le procédé de l'invention. Il a été montré que l'interface électrode<B>-</B> membrane préparée par le procédé de l'invention était parfaitement régulière et sans défaut. La cohésion entre l'électrode et la membrane et l'électrode est telle qu'il n'est plus possible de les séparer, contrairement aux assemblages réalisés par les procédés de lart antérieur. Cette adhérence excellente est, parmi d'autres, un des effets et avantages fondamentaux apportés par le procédé de l'invention, par rapport aux procédés de l'art antérieur, tels que les procédés basés sur le pressage <B>à</B> chaud de l'électrode ou des électrodes sur la membrane. Thanks to the method of the invention and in particular because of the specific step c) that it comprises the interface elec tFode membrane is of excellent quality. It is totally surprising that an interface of such quality is obtained with thermostable polymer membranes <B>; </ B> such a result, which until now was only obtained for <B> 0 </ B> thermosplastic polymers type NAFION <B>, </ B> is achieved for the first time by implementing the method of the invention. It has been shown that the membrane electrode interface prepared by the method of the invention was perfectly smooth and flawless. The cohesion between the electrode and the membrane and the electrode is such that it is no longer possible to separate them, unlike the assemblies made by the methods of the prior art. This excellent adhesion is, among others, one of the fundamental effects and advantages brought about by the process of the invention, compared to prior art processes, such as pressing processes <B> to </ B > hot electrode or electrodes on the membrane.

On peut expliquer que, dans le procédé de l'invention l'opération de dépôt selon l'étape c) étant réalisée lorsque la membrane n'est pas encore totalement formée<B>ou</B> sèche, cela signifie<B>plus</B> précisément que la substance qui imprègne lélectrode est composée de polymère thermostable, <B>plus</B> particulièrement de polymère conducteur protonique, et d'une légère fraction de solvant. Cela permet d'entraîner du conducteur protonique, de façon homogène au sein même de la couche active de l'électrode. L'assemblage ainsi obtenu est/ensuite séché dans des conditions précises<B>à</B> température modérée, généralement de 700C <B>à</B> 1500C, de préférence<B>à</B> une température de 1000C <B>à</B> 1200C. Un exemple de température adéquate est notamment proche de 700C. Cela qui favorise la présence de polymère conducteur protonique au voisinage du conducteur électronique et du catalyseur contenus dans l'électrode. En<B>dl</B> autres termes, grâce<B>à</B> la qualité des interfaces obtenus par le procédé de l'invention, il existe un contact étroit entre la membrane et la ou les électrode(s), c'est-à-dire que le conducteur protonique est intimement en contact avec le conducteur électronique et le catalyseur<B>à</B> la surface de l'électrode. Il en découle que les assemblages préparés par le procédé de l'invention présentent des propriétés et performances électrochimiques très élevées et parfaitement reproductibles, c'est-à-dire, en particulier, une évolution de la tension en fonction de la densité de courant au moins similaire aux assemblages<B> </B> tout NAFION <B>0 .</B> Afin d'améliorer encore les propriétés mécaniques des assemblages selon l'invention, on peut<B>à</B> l'issue de l'étape a) disposer un renfort au sein du film de solution de polymère thermostable, par exemple, par laminage. It can be explained that, in the method of the invention the deposition operation according to step c) being carried out when the membrane is not yet completely formed <B> or </ B> dry, it means <B> more precisely that the substance that impregnates the electrode is composed of thermostable polymer, more especially proton conducting polymer, and a slight fraction of solvent. This makes it possible to drive the proton conductor evenly within the active layer of the electrode. The assembly thus obtained is then dried under precise conditions <B> at </ B> moderate temperature, generally from 700C <B> to </ B> 1500C, preferably <B> at </ B> a temperature of 1000C <B> to 1200C. An example of a suitable temperature is in particular close to 700C. This promotes the presence of proton conductive polymer in the vicinity of the electronic conductor and the catalyst contained in the electrode. In <B> dl </ B> other terms, thanks to <B> to </ B> the quality of the interfaces obtained by the method of the invention, there is a close contact between the membrane and the electrode (s) that is, the proton conductor is intimately in contact with the electronic conductor and the catalyst <B> at the surface of the electrode. It follows that the assemblies prepared by the process of the invention have very high and perfectly reproducible electrochemical properties and performances, that is to say, in particular, an evolution of the voltage as a function of the current density at the less similar to assemblies <B> </ B> any NAFION <B> 0. </ B> In order to further improve the mechanical properties of the assemblies according to the invention, we can <B> to </ B> the issue in step a) providing a reinforcement within the heat-stable polymer solution film, for example by rolling.

Ou bien, dans le même but, on peut disposer un renfort sur le support ou substrat, préalablement<B>à</B> l'étape a) du procédé selon l'invention. Or, for the same purpose, one can have a reinforcement on the support or substrate, before <B> to </ B> step a) of the method according to the invention.

L'invention concerne plus précisément un procédé de préparation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode consti/tué d'une membrane en polymère thermostable et de deux électrodes. Ce procédé comprend, tout d'abord, la réalisation d'un premier assemblage électrode<B>-</B> membrane par le procédé précédemment décrit, puis<B>à</B> l'issue de l'étape e), on procède<B>à</B> l'étape<B>f)</B> suivante<B>:</B> on coule sur la face de l'assemblage constituée par la membrane une solution d'un polymère thermostable, de façon<B>à</B> obtenir un film de solution de polymère thermostable <B>;</B> puis on répète sensiblement les étapes<B>b) à</B> e). En d'autres termes, l'assemblage électrode<B>-</B> membrane obtenu<B>à</B> l'issue de l'étape c) est ensuite utilisé comme substrat lors d'une seconde opération de coulée, séchage partiel, dépôt d'une seconde électrode, et séchage total. The invention more specifically relates to a method for preparing an electrode assembly consisting of an electrode consisting of a thermostable polymer membrane and two electrodes. This method comprises, first of all, the production of a first electrode assembly <B> - </ B> membrane by the method previously described, then <B> to </ B> the outcome of step e) , we proceed <B> to </ B> the following step <B> f) </ B> <B>: </ B> we pour on the face of the assembly constituted by the membrane a solution of a thermostable polymer, so <B> to </ B> obtain a thermostable polymer solution film <B>; </ B> then the steps <B> b) to </ b> e) are substantially repeated. In other words, the electrode assembly <B> - </ B> membrane obtained <B> at </ B> after the step c) is then used as a substrate during a second casting operation , partial drying, deposition of a second electrode, and total drying.

Les étapes de ce procédé seront donc, outre les étapes a),<B>b),</B> c),<B>d),</B> e) et<B>f),</B> les étapes suivantes<B>:</B>

Figure img00190003
The steps of this process will therefore be, in addition to the steps a), b), c), d), e) and f>, the following steps <B>: </ B>
Figure img00190003

<B>g)</B> <SEP> on <SEP> sèche <SEP> partiellement <SEP> ledit <SEP> film <SEP> de
<tb> solution <SEP> de <SEP> polymère <SEP> thermostable <SEP> par <SEP> évaporation <SEP> du
<tb> solvant <SEP> de <SEP> ladite <SEP> solution <SEP> <B>;</B>
<tb> h) <SEP> on <SEP> dépose <SEP> une <SEP> seconde <SEP> électrode <SEP> sur <SEP> la
<tb> surface <SEP> dudit <SEP> film <SEP> de <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère
<tb> thermostable, <SEP> en <SEP> cours <SEP> de <SEP> séchage, <SEP> avant <SEP> qu'il <SEP> ne <SEP> soit
<tb> totalement <SEP> sec, <SEP> la <SEP> face <SEP> active <SEP> de <SEP> la <SEP> seconde <SEP> électrode
<tb> faisant <SEP> face <SEP> <B>à</B> <SEP> la <SEP> surface <SEP> dudit <SEP> film, <SEP> de <SEP> façon <SEP> <B>à</B>
<tb> obtenir <SEP> un <SEP> assemblage <SEP> électrode <SEP> <B>-</B> <SEP> membrane <SEP> en <SEP> polymère
<tb> thermostable <SEP> <B>-</B> <SEP> électrode <SEP> <B>;</B> <SEP> puis
<tb> i) <SEP> on <SEP> sèche <SEP> complètement <SEP> ledit <SEP> assemblage
<tb> électrode <SEP> <B>-</B> <SEP> membrane <SEP> <B>-</B> <SEP> électrodp <SEP> obtenu <SEP> lors <SEP> de <SEP> l'étape
<tb> h). Les avantages et effets apportés par ce procédé sont ceux<B>déjà</B> décrits plus haut, en particulier les assemblages possèdent des propriétés mécaniques, électrochimiques (évolution de la tension en fonction de la densité de courant), etc., supérieures aux assemblages obtenus par le procédé de l'art antérieur.
<B> g) <SEP> on <SEP> dry <SEP> partially <SEP> said <SEP> film <SEP> of
<tb> solution <SEP> of <SEP> polymer <SEP> thermostable <SEP> by <SEP> evaporation <SEP> of
<tb> solvent <SEP> of <SEP> said <SEP> solution <SEP><B>;</B>
<tb> h) <SEP> on <SEP> drops <SEP> a <SEP> second <SEP> electrode <SEP> on <SEP> la
<tb> surface <SEP> of said <SEP> film <SEP> of <SEP> solution <SEP> of <SEP> polymer
<tb> thermostable, <SEP> in <SEP> course <SEP> of <SEP> drying, <SEP> before <SEP> it <SEP> ne <SEP> is
<tb> totally <SEP> sec, <SEP> the <SEP> face <SEP> active <SEP> of <SEP> the <SEP> second <SEP> electrode
<tb> making <SEP> face <SEP><B><SEP> the <SEP> surface <SEP> of said <SEP> movie, <SEP> of <SEP> way <SEP><B> to </ B>
<tb> get <SEP> a <SEP> assembly <SEP> electrode <SEP><B> - <SEP> membrane <SEP> in <SEP> polymer
<tb> thermostable <SEP><B> - <SEP> electrode <SEP><B>;</B><SEP> then
<tb> i) <SEP> on <SEP> dry <SEP> completely <SEP> said <SEP> assembly
<tb> electrode <SEP><B> - <SEP> membrane <SEP><B> - </ B><SEP> electrodp <SEP> obtained <SEP> when <SEP> of <SEP> l 'step
<tb> h). The advantages and effects provided by this process are those already described, in particular the assemblies have higher mechanical, electrochemical (voltage evolution as a function of current density), etc. properties. assemblies obtained by the method of the prior art.

Selon une variante du procédé de l'invention, appelé procédé par<B> </B> imprégnation<B> </B> par opposition au procédé par<B> </B> enduction<B> ,</B> décrit dans ce qui précède, on prépare un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode par les étapes suivantes<B>:</B> a) on imprègne un renfort par une solution d'un polymère thermostable, de façon<B>à</B> obtenir un film de solution de polymère thermostable renforcé et autosupporté <B>;</B> puis <B>b)</B> on sèche partiellement ledit film de solution de -polymère thermostable renforcé et autosupporté, par évaporation du solvant de ladite solution<B>;</B> c) on dépose une électrode sur chacune des faces dudit film de solution de polymère thermostable, en cours de séchage, avant qu'il ne soit totalement sec, la face active de chacune des électrodes faisant face<B>à</B> chacune des surfaces dudit film<B>;</B> <B>d)</B> on sèche complètement ledit assemblage obtenu lors de l'étape c). According to a variant of the process of the invention, called <B> </ B> impregnation <B> </ B> method as opposed to <B> </ B> <B> coating method, </ B> describes in the foregoing, an electrode <B> - </ B> electrode <B> - </ B> electrode assembly is prepared by the following steps: <b>: </ b> a) a reinforcement is impregnated with a solution of thermostable polymer, so as to obtain a film of heat-stable and self-supporting thermostable polymer solution; then, the said film is partially dried; a solution of thermostable polymer reinforced and self-supported, by evaporation of the solvent of said solution; <b> c) an electrode is deposited on each of the faces of said thermostable polymer solution film, being dried, before it is totally dry, the active face of each of the electrodes facing <B> to </ B> each of the surfaces of said film <B>; </ B> <B> d) </ B> the assembly is completely dried obtained during the step c).

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé de l'i9vention, qu'il s'agisse du procédé par enduction<B>ou</B> du procédé par imprégnation, celui-ci peut être réalisé en continu, ce qui n'est pas le cas des procédés de l'art antérieur. According to a particularly advantageous characteristic of the process of the invention, whether it is the coating method <B> or </ B> of the impregnation method, it can be carried out continuously, which is not the case of the processes of the prior art.

L'invention concerne également les assemblages comprenant au moins une membrane et au moins une électrode, ainsi que les assemblages électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode susceptibles d'être obtenus par le procédé ci-dessus. On a vu que ces assemblages, en tant que tels et du fait de l'excellente et surprenante qualité de leur interface et des propriétés mécaniques (adhérence, etc.) et électrochimiques (évolution de la tension en fonction de la densité de courant) qui en découlent, possédaient, de manière inhérente, des propriétés les différenciant des assemblages de l'art antérieur et les rendant supérieurs<B>à</B> ceux-ci. The invention also relates to assemblies comprising at least one membrane and at least one electrode, as well as the electrode <B> - </ B> electrode <B> - </ B> assemblies that can be obtained by the method -above. We have seen that these assemblies, as such and because of the excellent and surprising quality of their interface and the mechanical properties (adhesion, etc.) and electrochemical (evolution of the voltage as a function of the current density) which as a result, inherently possessed properties differentiating them from prior art assemblies and rendering them superior to these.

L'invention concerne, en outre, un dispositif de pile<B>à</B> combustible comprenant au moins un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode obtenu par le procédé selon l'invention. De la même manière, les piles possèdent, en tant que telles, d'excellentes et surprenantes propriétés, dues aussi bien aux propriétés des membranes thermostables qu'aux propriétés des assemblages EME, les propriétés découlant directement de la mise en #uvre du procédé de l'invention. The invention further relates to a fuel cell device comprising at least one electrode electrode assembly obtained by the process according to the invention. the invention. In the same way, the batteries possess, as such, excellent and surprising properties, due as well to the properties of the thermostable membranes as to the properties of the EME assemblies, the properties resulting directly from the implementation of the process of the invention.

L'invention va maintenant être-décrite plus en détail, en faisant référence aux dessins joints, dans lesquels<B>:</B> <B>-</B> la figure<B>1</B> représente schématiquement une pile<B>à</B> combustible comprenant plusieurs cellules élémentaires avec un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode, ainsi que des plaques bipolaires<B>;</B> <B>-</B> la figure 2 est une image obtenue en microscopie électronique<B>à</B> balayage d'une interface électrode<B>-</B> membrane obtenue par le procédé de l'invention avec une membrane en polyimide sulfoné. L'échelle est de<B>10</B> pm <B>;</B> <B>-</B> la figure<B>3</B> est une image obtenue en microscopie électronique<B>à</B> balayage d'une interface électrode<B>-</B> membrane obtenue par un procédé de l'art antérieur avec une membrane en polyimide sulfoné. L'échelle est de<B>10</B> pm. The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: <B>: </ B> <B> - </ B> <B> 1 </ B> schematically represents a fuel cell comprising several elementary cells with an electrode electrode assembly, as well as bipolar plates <B>; </ B> FIG. 2 is an image obtained by scanning electron microscopy of a membrane electrode interface obtained by the process of the invention with a membrane of sulfonated polyimide. The scale is <B> 10 </ B> <B> <B> - <B> 3 </ B> is an image obtained by electron microscopy <B> at </ B> scanning a membrane interface <B> - </ B> membrane obtained by a method of the prior art with a membrane of sulfonated polyimide. The scale is <B> 10 </ B> pm.

De manière plus précise, le procédé selon l'invention, dans sa variante, dite par<B> </B> enduction<B> ,</B> comprend tout d'abord la préparation d'une solution, dans un solvant, d'un polymère thermostable. More specifically, the process according to the invention, in its variant, called <B> </ B> coating <B>, </ B> first comprises the preparation of a solution, in a solvent, a thermostable polymer.

Le polymère thermostable peut être tout polymère connu. Le procédé selon l'invention s'adapte<B>à</B> l'ensemble des polymères susceptibles de donner des membranes par coulée. Par thermostable, on entend généralement un polymère dont la température de transition vitreuse (cas des polymères amorphes) ou de fusion (cas des polymères semi-cristallins) est supérieure<B>à</B> la température de dégradation du polymère. The thermostable polymer may be any known polymer. The method according to the invention adapts to all the polymers capable of giving membranes by casting. By thermostable is generally meant a polymer whose glass transition temperature (case of amorphous polymers) or melting (case of semi-crystalline polymers) is greater <B> than </ B> the degradation temperature of the polymer.

De préférence, le polymère est un polymère échangeur d'ions, de préférence encore un polymère conducteur protonique, tel qu'un polymère sulfoné, mais un polymère porteur de fonctions phosphates ou autre pourra aussi convenir. Parmi les polymères adéquats, on peut citer,<B>à</B> titre d'exemple, les polyimides sulfonés, les polyéthersulfones sulfogés, les polystyrènes sulfonés et leurs dérivés sulfonés, les polétheréthercétones sulfonés et leurs dérivés sulfonés, les polybenzoxazoles sulfonés, les polybenzimidazoles sulfonés, les polyparaphénylènes sulfonés et leurs dérivés sulfonés. Preferably, the polymer is an ion exchange polymer, more preferably a proton conductive polymer, such as a sulfonated polymer, but a polymer carrying phosphate functions or the like may also be suitable. Suitable polymers include, for example, sulphonated polyimides, sulphonated polyethersulfones, sulphonated polystyrenes and their sulphonated derivatives, sulphonated polyetheretherketones and their sulphonated derivatives, and sulphonated polybenzoxazoles. sulphonated polybenzimidazoles, sulphonated polyparaphenylenes and their sulphonated derivatives.

Des polymères particulièrement préférés sont les polyimides sulfonés décrits dans le document FR-A-2 <B>748</B> 485 incorporé ici<B>à</B> titre de référence, notamment pour les parties de ce document décrivant ces polymères. Particularly preferred polymers are the sulfonated polyimides described in FR-A-2 748 incorporated herein by reference, especially for the parts of this document describing these polymers. .

D'autres polymères de type polyimide sulfoné sont les polyimides sulfonés séquencés formés par les blocs ou séquences représentés par les formules (I.) et (Iy) suivantes<B>:</B>

Figure img00230010

dans lesquelles<B>:</B> <B>-</B> x est un nombre réel, de préférence supérieur ou égal <B>à</B> 4, de préférence encore de 4<B>à 15 ;</B> et <B>- y</B> est un nombre réel, de préférence supérieur ou égal <B>à 5,</B> de préférence encore de<B>5 à 10 ;</B> <B>-</B> et les groupes<B>Ci</B> et<B>C2</B> peuvent être identiques ou différents et représentent chacun un groupe tétravalent comprenant au moins un cycle aromatique carboné, éventuellement substitué, ayant de<B>6 à 10</B> atomes de carbone et/ou un hétérocycle<B>à</B> caractère aromatique, éventuellement substitué, ayant de<B>5 à 10</B> atomes et comprenant un ou plusieurs hétéroatomes choisis parmi <B><I>S, N</I></B> et<B>0 ; Cl</B> et<B>C2</B> formant chacun, avec les groupes imides voisins, des cycles<B>à 5</B> ou<B>6</B> atomes, <B>-</B> les groupes Ar, et Ar2 peuvent être identiques ou différents et représentent chacun un groupe divalent comprenant au moins un cycle aromatique carboné, éventuellement substitué, ayant de<B>6 à 10</B> atomes de carbone et/ou un hétérocycle<B>à</B> caractère aromatique, éventuellement substitué, ayant de<B>5 à 10</B> atomes et comprenant un ou plusieurs hétéroatomes choisi parmi<B>S,</B> <B>N</B> et<B>0</B> au moins un desdits cycles aromatiques carbonés et/ou hétérocycle de Ar2 étant, en outre, substitué par au moins un groupe acide sulfonique. Other polymers of sulfonated polyimide type are the sulfonated block polyimides formed by the blocks or sequences represented by the following formulas (I) and (Iy) <B>: </ B>
Figure img00230010

in which: x is a real number, preferably greater than or equal to 4, more preferably 4 to 15; </ B> and <B> - y </ B> is a real number, preferably greater than or equal to <B> to 5, </ B> more preferably <B> 5 to 10; </ B></B></B></B>B> - </ B> and the <B> Ci </ B> and <B> C2 </ B> groups may be identical or different and each represents a tetravalent group comprising at least one optionally substituted carbon aromatic ring having of <B> 6 to 10 </ B> carbon atoms and / or a heterocyclic <B> to </ B> aromatic character, optionally substituted, having from <B> 5 to 10 </ B> atoms and comprising one or a plurality of heteroatoms selected from S, N, and B; Cl </ B> and <B> C2 </ B> each forming, with neighboring imide groups, <B> to 5 </ B> or <B> 6 </ B> atoms, <B> - < The groups Ar 1 and Ar 2 may be identical or different and each represents a divalent group comprising at least one optionally substituted carbon aromatic ring having from <B> 6 to 10 </ B> carbon atoms and / or a heterocycle <B> to </ B> aromatic character, optionally substituted, having from <B> 5 to 10 </ B> atoms and comprising one or more heteroatoms selected from <B> S, </ B><B> N < And at least one of said aromatic carbon and / or heterocycle rings of Ar 2 being further substituted with at least one sulfonic acid group.

De tels polyimides sulfonés peuvent répondre<B>à</B> la formule générale suivante (I)<B>:</B>

Figure img00240012

dans laquelle<B>Ci, C2,</B> Ar, et Ar2, x et<B>y</B> ont la signification<B>déjà</B> donnée ci-dessus, z est un nombre, de préférence de<B>1 à 10,</B> de préférence encore de 2<B>à 6,</B> et OÙ chacun des groupes R, et R2 représente NH2, ou un groupe de formule<B>:</B>
Figure img00250004

<B>OÙ C3</B> est un groupe divalent comprenant au moins un cycle aromatique carboné, éventuellement substitué, ayant de<B>6 à 10</B> atomes de carbone et/ou un hétérocycle <B>à</B> caractère aromatique, éventuellement substitué, ayant de<B>5 à 10</B> atomes et comprenant un ou plusieurs hétéroatomes choisis parmi<B><I>S, N</I></B> et<B>0, C3</B> formant avec le groupe imide voisin un cycle<B>à 5</B> ou<B>6</B> atomes. Such sulfonated polyimides may <B> satisfy the following general formula (I) <B>: </ B>
Figure img00240012

where <B> Ci, C2, </ b> Ar, and Ar2, x and <b> y </ B> have the meaning <B> already </ B> given above, z is a number, preferably from 1 to 10, more preferably from 2 to 6, and where each of R, and R 2 represents NH 2, or a group of formula <B>: / B>
Figure img00250004

<B> wherein C3 </ B> is a divalent group comprising at least one optionally substituted carbon aromatic ring having from <B> 6 to 10 </ B> carbon atoms and / or a heterocycle <B> to </ B> aromatic character, optionally substituted, having from <B> 5 to 10 </ B> atoms and comprising one or more heteroatoms selected from <B><I> S, N </ I></B> and <B> 0, C3 </ B> forming with the neighboring imide group a cycle <B> to 5 </ B> or <B> 6 </ B> atoms.

De tels polymères sont pour la plupart facilement disponibles dans le commerce et d'un faible coût. Such polymers are for the most part readily available commercially and at a low cost.

Le polymère thermostable doit également être soluble dans le solvant de la solution, ce solvant peut être facilement choisi par l'homme du métier en fonction du polymère mis en #uvre. The thermostable polymer must also be soluble in the solvent of the solution, this solvent can be easily chosen by the skilled person depending on the polymer used.

Le solvant est généralement un solvant organique qui est choisi par exemple parmi les solvants aprotiques polaires, tels que le diméthylformamide (DMF), le diméthylacétamide (DMAC), la N-méthylpyrrolidone (NMP) <B>,</B> seuls ou en mélange, avec, par exemple, des solvants aromatiques, tels que le xylène ou des solvants du type éther de glycol. The solvent is generally an organic solvent which is chosen, for example, from polar aprotic solvents, such as dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAC), N-methylpyrrolidone (NMP) <B>, </ B> alone or in mixing with, for example, aromatic solvents, such as xylene or glycol ether solvents.

Le solvant peut aussi être un solvant de type phénolique, c"est-à-dire quil est choisi, par exemple, parmi le phénol, les phénols substitués par un ou plusieurs halogènes<B>(Cl,</B> I, Br, F), les crésols (o-, m- et p-crésol), les crésols substitués par un halogène <B>(Cl,</B> I, Br, F) et les mélanges de ceux-ci. The solvent may also be a phenolic solvent, ie it is selected, for example, from phenol, phenols substituted by one or more halogens <B> (Cl, </ B> I, Br , F), cresols (o-, m- and p-cresol), halogen-substituted cresols (Cl, I, Br, F) and mixtures thereof.

La concentration, la viscosité et la température de la solution de polymère sont ajustées, afin de permettre la réalisation d'un film homogène par le système de revêtement.<B>A</B> titre d'exemple, ce système de coulée, est choisi de préférence parmi les systèmes dits<B> </B> Hand Coater <B> </B> ou applicateurs manuels. The concentration, the viscosity and the temperature of the polymer solution are adjusted in order to allow the production of a homogeneous film by the coating system. <B> A </ B> As an example, this casting system, is preferably chosen from the so-called systems <B> </ B> Hand Coater <B> </ B> or manual applicators.

La concentration, la viscosité, et la température de la solution de polymère appliquée dépendent de la nature de ce dernier, mais des gammes adéquates seront, par exemple, de<B>30 à 100</B> g/l, pour la concentration, de<B>1 à 10</B> Pa.s, pour la viscosité, et de <B>80 à 130'C</B> pour la température de la solution appliquée par coulée (dans le cas d'un polymère de type polyimide sulfoné). The concentration, the viscosity, and the temperature of the applied polymer solution depend on the nature of the latter, but suitable ranges will be, for example, from <B> 30 to 100 </ B> g / l, for the concentration , <B> 1 to 10 </ B> Pa.s, for the viscosity, and <B> 80 to 130 ° C </ B> for the temperature of the solution applied by casting (in the case of a sulfonated polyimide polymer).

Cette solution de polymère coulée sur un support ou substrat qui peut être aussi bien souple que rigide. <B>A</B> titre de matériau adéquat pour le substrat ou support, on peut citer<B>:</B> le verre, l'aluminium, le polyester, etc. / La forme de ce substrat ou support correspond généralement<B>à</B> celle de la membrane et l'assemblage final que l'on souhaite préparer. Ce substrat est généralement plan. This solution of polymer cast on a support or substrate that can be both flexible and rigid. <B> A </ B> as a suitable material for the substrate or support, there may be mentioned <B>: </ B> glass, aluminum, polyester, etc. The shape of this substrate or support generally corresponds to that of the membrane and the final assembly that it is desired to prepare. This substrate is usually plane.

Il est, en outre, préférable que le substrat ou support soit parfaitement propre lors de la coulée. On obtient,<B>à</B> l'issue de la coulée, un film, généralement plan, de solution de polymère thermostable sur la surface du substrat ou support, il s'agit d'un film<B> </B> humide<B> ,</B> c'est-à-dire riche en solvant et comprenant sensiblement l'intégralité du solvant présent dans la solution utilisée pour la coulée. Lépaisseur du film humide est variable, elle est généralement calibrée<B>à</B> une épaisseur de<B>500 à</B> <B>5 000</B> pm, par exemple<B>à 3 000</B> pm. It is furthermore preferable that the substrate or support be perfectly clean during casting. The result of casting, a generally planar film of heat-stable polymer solution on the surface of the substrate or support, is obtained at <B> </ B>. B> wet <B>, </ B> that is to say rich in solvent and comprising substantially all the solvent present in the solution used for casting. The thickness of the wet film is variable, it is generally calibrated <B> to </ B> a thickness of <B> 500 to <B> 5000 </ B> pm, for example <B> to 3000 </ B> pm.

on procède ensuite au séchage partiel du film de solution de polymère par évaporation du solvant de ladite,solution. Dans ce but, le substrat ou support est maintenu généralement<B>à</B> une température de 40<B>à</B> <B>150'C,</B> par exemple de<B>120'C,</B> afin d'entraîner une évaporation rapide du solvant. Une telle température peut être obtenue en plaçant le substrat ou support pourvu du film de solution de polymère dans un four. the polymer solution film is then partially dried by evaporation of the solvent from said solution. For this purpose, the substrate or support is generally maintained at a temperature of 40 ° C to 150 ° C, for example 120 ° C. C, </ B> to cause rapid evaporation of the solvent. Such a temperature can be achieved by placing the substrate or support provided with the polymer solution film in an oven.

Le séchage est un séchage partiel, c'est-à-dire que le film de solution de polymère contient encore du solvant, généralement la fraction de solvant encore présente est de<B>5 à</B> 20<B>%</B> de la quantité de solvant initialement présente. The drying is a partial drying, i.e. the polymer solution film still contains solvent, generally the solvent fraction still present is <B> 5 to <B>% < Of the amount of solvent initially present.

En d'autres termes, on arrête le séchage au bout d'une durée variable, gépéralement de<B>60 à</B> 120 minutes, lorsque la viscosité du film de polymère a atteint un niveau suffisant élevé pour supporter l'électrode. Cette viscosité peut être facilement déterminée par l'homme du métier, mais elle est généralement de 20<B>à 30</B> Pa.s. In other words, the drying is stopped after a variable period, typically from <B> 60 to </ B> 120 minutes, when the viscosity of the polymer film has reached a high enough level to support the electrode. . This viscosity can be easily determined by those skilled in the art, but is generally from 20 to 30 Pa.s.

L'électrode est donc déposée sur la surface dudit film de solution de polymère thermostable en cours de séchage, avant qu'il ne soit totalement sec, la face active de lélectrode faisant face<B>à</B> ladite surface. L'électrode est une électrode classique facilement disponible dans le commerce, du type couramment utilisé dans les piles<B>à</B> combustible et a été<B>déjà</B> décrite ci-dessus. Une telle électrode, généralement plane, et d'une épaisseur de<B>100 à 500</B> pm, comprend généralement une face dite face active contenant le catalyseur, par exemple le carbone platiné, c'est cette face active qui est déposée délicatement sur la surface du film humide de solution de polymère thermostable. The electrode is thus deposited on the surface of said thermostable polymer solution film being dried, before it is completely dry, the active face of the electrode facing said surface. The electrode is a commercially available conventional electrode of the type commonly used in fuel cells and has already been described above. Such an electrode, generally flat, and with a thickness of <B> 100 to 500 </ b> pm, generally comprises a so-called active face containing the catalyst, for example platinum carbon, it is this active face which is deposited gently on the surface of the wet film of thermostable polymer solution.

Celui-ci imprègne lentement la couche active, par exemple la couche de carbone platinée<B>à</B> la surface de l'électrode et on forme ainsi un assemblage membrane (encore humide)<B>-</B> électrode. This slowly infiltrates the active layer, for example the platinum-carbon layer <B> to the </ B> surface of the electrode and thus forms a membrane assembly (still wet) <B> - </ B> electrode .

Dans l'étape suivante, le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane obtenu est poursuivi pendant une durée variable de<B>30 à 60</B> minutes<B>à</B> une température de<B>70 à 150'C,</B> par exemple de<B>120'C,</B> afin d'éliminer la totalité du solvant résiduel encore présent et former l'assemblage définitif. En fait, c'est lors de cette étape qu'est effectivement formée la<B> </B> membrane<B> .</B> Enfin, dans une dernière étape, l'assemblage électrode<B>-</B> membrane est décollé du support ou substrat. In the next step, the drying of the membrane electrode assembly obtained is continued for a variable duration of <B> 30 to 60 </ B> minutes <B> to </ B>. temperature of <B> 70 to 150 ° C, for example <B> 120 ° C, </ B> in order to remove all remaining residual solvent and form the final assembly. In fact, it is during this stage that is actually formed the <B> </ B> membrane <B>. </ B> Finally, in a final step, the electrode assembly <B> - </ B > membrane is detached from the support or substrate.

L'épaisseur d'un tel assemblage est de<B>100</B> <B>à</B> 500 Pm. Lorsque lon souhaite réaliser un assemblage complet électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode par le procédé par enduction selon l'invention, on commence, tout d'abord, par préparer un premier assemblage, conformément<B>à</B> la description donnée ci-dessus. L' assemblage électrode<B>-</B> membrane, ainsi obtenu, est employé ensuite conne substrat pour réaliser un deuxième assemblage élémentaire électrode<B>-</B> membrane, c'est-à-dire qu'un nouveau film humide de solution de polymère thermostable est coulé sur la membrane du premier assemblage élémentaire. Il s'agit généralement de la même solution du même polymère que celle coulée pour fabriquer le premier assemblage. Puis, au cours du séchage de ce film humide, une deuxième électrode, généralement analogue<B>à</B> la première, est soigneusement déposée dans les conditions <B>déjà</B> mentionnées plus haut. De nouveau, c'est la face active de l'électrode qui est déposée sur la surface du film humide. The thickness of such an assembly is <B> 100 </ B> <B> to 500 Pm. When it is desired to carry out a complete assembly of electrode <B> - </ B> - </ B> - </ B> electrode by the coating method according to the invention, one starts, first of all, by preparing a first assembly, according to <B> to </ B> the description given above. The membrane electrode assembly thus obtained is then used as a substrate to make a second electrode assembly membrane, that is to say a new one. wet film of thermostable polymer solution is poured on the membrane of the first elementary assembly. This is usually the same solution of the same polymer as cast to make the first assembly. Then, during the drying of this wet film, a second electrode, generally similar to the first, is carefully deposited under the conditions already mentioned above. Again, it is the active side of the electrode which is deposited on the surface of the wet film.

on procède ensuite au séchage complet dans les mêmes conditions que celles décrites pour la préparation du premier assemblage élémentaire. the complete drying is then carried out under the same conditions as those described for the preparation of the first elementary assembly.

<B>A</B> l'issue de ce procédé, un assemblage complet électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> #électrode est obtenu. Il est<B>à</B> noter que ce procédé permet, en outre, d'améliorer l'imperméabilité aux gaz de la membrane échangeuse de protons. <B> A </ B> the outcome of this process, a complete electrode assembly <B> - </ B> membrane <B> - </ B> # electrode is obtained. It is worth noting that this method also makes it possible to improve the gas impermeability of the proton exchange membrane.

Avantageusement, selon l'invention, on peut réaliser des assemblages dans lesquels la membrane est renforcée par un renfort afin notamment d'en améliorer les propriétés mécaniques. Advantageously, according to the invention, it is possible to produce assemblies in which the membrane is reinforced by a reinforcement, in particular to improve the mechanical properties thereof.

Dans le procédé d'enduction, on peut ainsi appliquer, répandre, la solution de polymère thermostable sur un substrat ou support, tel que décrit plus haut, un renfort ayant été disposé au préalable sur ledit support. In the coating process, it is thus possible to apply, spread, the thermostable polymer solution on a substrate or support, as described above, a reinforcement having been previously disposed on said support.

Un tel renfort peut être constitué par un tissu, par exemple de verre, de PEEK, de PTFE <B>;</B> un mat, par exemple de verre<B>;</B> un matériau poreux, par exemple du PEEK, du PTFE. Such reinforcement may consist of a fabric, for example glass, PEEK, PTFE, a mat, for example glass, a porous material, for example PEEK, PTFE.

La préparation de la solution et toutes les autres étapes du procédé et les conditions de celles-ci sont analogues<B>à</B> celles décrites ci-dessus pour le procédé par enduction, la seule différence étant que l'on dispose le renfort préalablement<B>à</B> l'étape a) sur le substrat ou support. The preparation of the solution and all other process steps and the conditions thereof are similar to those described above for the coating process, the only difference being that the reinforcement previously <B> to </ B> step a) on the substrate or support.

En dautres termes, le polymère, par exemple le polyimide sulfoné employé, est en solution dans un solvant qui peut être de nature variable, tel que phénol, chlorophénol, crésol, NMP, DMF, DMAc, etc.. La concentration, la viscosité et la température de la solution sont ajustées afin de permettre la réalisation d'un film homogène par un système de revêtement tel qu'un<B> </B> Hand-Coater <B> .</B> In other words, the polymer, for example the sulfonated polyimide employed, is in solution in a solvent which may be of a variable nature, such as phenol, chlorophenol, cresol, NMP, DMF, DMAc, etc. The concentration, the viscosity and the temperature of the solution are adjusted to allow the production of a homogeneous film by a coating system such as a <B> </ B> Hand-Coater <B>. </ B>

La solution de polymère, par exemple de polyimide sulfoné est alors répandue sur un substrat souple ou rigide, par exemple en verre, parfaitement propre sur lequel est disposé le renfort. L'épaisseur du film humide est calibrée<B>à</B> une épaisseur de<B>500 à</B> <B>5 000</B> pm, par exemple au voisinage de<B>3 000</B> pm. La température du substrat est maintenue, par exemple, au voisinage de<B>120'C,</B> afin d'entraîner l'évaporation rapide du solvant. Après quelques minutes<B>(60 à</B> 120), la viscosité du film humide a atteint un niveau suffisamment élevé pour supporter l'électrode. La face active de l'électrode contenant, par exemple, le carbone platiné est alors disposée délicatement sur la surface du film humide. Celui-ci imprègne lentement la couche active, par exemple, de carbone platiné<B>à</B> la surface de l'électrode. Le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane est poursuivi encore pendant plusieurs minutes afin d'éliminer la totalité du solvant résiduel. The polymer solution, for example of sulfonated polyimide is then spread on a flexible or rigid substrate, for example glass, perfectly clean on which is placed the reinforcement. The thickness of the wet film is calibrated <B> to </ B> a thickness of <B> 500 to <B> 5000 </ B> pm, for example in the vicinity of <B> 3000 < / B> pm. The temperature of the substrate is maintained, for example, in the vicinity of <B> 120 ° C, </ B> to cause rapid evaporation of the solvent. After a few minutes <B> (60 to </ B> 120), the viscosity of the wet film reached a level sufficiently high to support the electrode. The active face of the electrode containing, for example, the platinum carbon is then gently disposed on the surface of the wet film. This slowly permeates the active layer, for example, platinum carbon <B> at the surface of the electrode. Drying of the membrane electrode assembly is continued for several minutes to remove all of the residual solvent.

L'assemblage électrode<B>-</B> membrane renforcée est ensuite décollé du substrat initial et est ensuite, <B>à</B> son tour, employé comme substrat pour effectuer une seconde étape. The reinforced membrane electrode assembly is then peeled off from the initial substrate and then, in turn, used as a substrate to perform a second step.

Un nouveau film humide est coulé sur la membrane de l'assemblage précédent. Au cours du séchage de ce film humide, une deuxième électrode est soigneusement déposée conformément<B>à</B> la description <B>déjà</B> donnée plus haut. A new wet film is poured onto the membrane of the previous assembly. During the drying of this wet film, a second electrode is carefully deposited according to <B> at <B> already </ B> given above.

Au terme de ces deux étapes, un assemblage complet électrode<B>-</B> membrane renforcée<B>-</B> électrode est obtenu. Ou bien, dans le procédé par enduction et dans le même optique de renforcer la membrane, le renfort peut être disposé au sein même du film humide de solution de polymère préparé par coulée lors de l'étape a)<B>.</B> Un tel renfort est analogue<B>à</B> celui<B>déjà</B> décrit plus haut.

Figure img00320001
At the end of these two steps, a complete electrode <B> - </ B> reinforced membrane <B> - </ B> electrode assembly is obtained. Or, in the coating process and in the same optics to reinforce the membrane, the reinforcement may be disposed within the wet film of polymer solution prepared by casting during step a) <B>. </ B > Such a reinforcement is analogous to the one already described above.
Figure img00320001

La <SEP> préparation <SEP> de <SEP> la <SEP> solution <SEP> et <SEP> toutes <SEP> les
<tb> autres <SEP> étapes <SEP> du <SEP> procédé, <SEP> ainsi <SEP> que <SEP> les <SEP> conditions <SEP> de
<tb> celles-ci <SEP> sont <SEP> analogues <SEP> <B>à</B> <SEP> celles <SEP> décrites <SEP> ci-dessus
<tb> pour <SEP> le <SEP> procédé <SEP> par <SEP> enduction, <SEP> la <SEP> seule <SEP> différence
<tb> étant <SEP> que <SEP> l'on <SEP> dispose <SEP> le <SEP> renfort <SEP> au <SEP> sein <SEP> même <SEP> du <SEP> film
<tb> humide, <SEP> <B>à</B> <SEP> lissue <SEP> de <SEP> l'étape <SEP> a). <SEP> En <SEP> d'autres <SEP> termes <SEP> <B>:</B>
<tb> le <SEP> polymère, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> polyimide <SEP> sulfoné <SEP> employé <SEP> est
<tb> en <SEP> solution <SEP> dans <SEP> un <SEP> solvant <SEP> qui <SEP> peut <SEP> être <SEP> de <SEP> nature
<tb> variable, <SEP> tel <SEP> que <SEP> phénol, <SEP> chlorophénol, <SEP> crésol, <SEP> <B>NMP,</B>
<tb> DMF, <SEP> DMAc, <SEP> etc.. <SEP> La <SEP> concentration, <SEP> la <SEP> viscosité <SEP> et <SEP> la
<tb> température <SEP> de <SEP> la <SEP> solution <SEP> sont <SEP> ajustées <SEP> afin <SEP> de
<tb> permettre <SEP> la <SEP> réalisation <SEP> d'un <SEP> film <SEP> homogène <SEP> par <SEP> un
<tb> système <SEP> de <SEP> revêtement, <SEP> tel <SEP> qu'un <SEP> <B> </B> <SEP> Hand-Coater <SEP> <B> .</B>
<tb> La <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> de
<tb> polyimide <SEP> sulfoné, <SEP> est <SEP> alors <SEP> répandue <SEP> sur <SEP> un <SEP> substrat,
<tb> par <SEP> exemple <SEP> en <SEP> verre, <SEP> parfaitement <SEP> propre. <SEP> L'épaisseur
<tb> du <SEP> film <SEP> humide <SEP> est <SEP> calibrée <SEP> <B>à</B> <SEP> une <SEP> épaisseur <SEP> de <SEP> <B>500 <SEP> à</B>
<tb> <B>5 <SEP> 000</B> <SEP> pm, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> au <SEP> voisinage <SEP> de <SEP> <B>3 <SEP> 000</B> <SEP> pm.
<tb> Le <SEP> renfort <SEP> est <SEP> alors <SEP> disposé <SEP> par <SEP> toute
<tb> technique <SEP> appropriée, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> par <SEP> laminage <SEP> au <SEP> sein
<tb> du <SEP> film <SEP> humide, <SEP> sur <SEP> le <SEP> substrat. <SEP> La <SEP> température <SEP> du
<tb> substrat <SEP> est <SEP> maintenue, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> au <SEP> voisinage <SEP> de
<tb> <B>120'C,</B> <SEP> afin <SEP> d'entraîner <SEP> l'évaporation <SEP> rapide <SEP> du
<tb> solvant. <SEP> Après <SEP> quelques <SEP> minutes, <SEP> la <SEP> viscosité <SEP> du <SEP> film
<tb> humide <SEP> a <SEP> atteint <SEP> un <SEP> niveau <SEP> suffisamment <SEP> élevé <SEP> pour supporter lélectrode. La face active de l'électrode contenant, par exemple, le carbone platiné est alors disposée délicatement sur la surface du film humide. Celui-ci imprègne parfaitement la couche active, par exemple de carbone platiné<B>à</B> la surface de l'électrode. Le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane est poursuivi encore pendant plusieurs minutes afin d'éliminer la totalité du solvant résiduel.
The <SEP> preparation <SEP> of <SEP> the <SEP> solution <SEP> and <SEP> all <SEP> the
<tb> other <SEP><SEP> steps of the <SEP> process, <SEP> and <SEP> than <SEP><SEP><SEP> conditions of
<tb> these <SEP> are <SEP> analogs <SEP><B><SEP> those <SEP> described <SEP> above
<tb> for <SEP> the <SEP> process <SEP> by <SEP> coating, <SEP> the <SEP> only <SEP> difference
<tb> being <SEP> that <SEP> one <SEP> has <SEP> the <SEP> reinforcement <SEP> on <SEP> within <SEP> same <SEP> of the <SEP> movie
<tb> wet, <SEP><B> to </ B><SEP> smooth <SEP> of <SEP> step <SEP> a). <SEP> In <SEP> other <SEP> terms <SEP><B>:</B>
<tb> the <SEP> polymer, <SEP> by <SEP> example <SEP> polyimide <SEP> sulfonate <SEP> employee <SEP> is
<tb> in <SEP> solution <SEP> in <SEP> a <SEP> solvent <SEP> which <SEP> can <SEP> be <SEP> of <SEP> nature
<tb> variable, <SEP> such <SEP> as <SEP> phenol, <SEP> chlorophenol, <SEP> cresol, <SEP><B> NMP, </ B>
<tb> DMF, <SEP> DMAc, <SEP> etc. <SEP> The <SEP> concentration, <SEP><SEP> viscosity <SEP> and <SEP> the
<tb> temperature <SEP> of <SEP> the <SEP> solution <SEP> are <SEP> adjusted <SEP> so <SEP> of
<tb> allow <SEP> the <SEP> realization <SEP> of a <SEP> film <SEP> seamless <SEP> by <SEP> a
<tb><SEP> system of <SEP> coating, <SEP> such <SEP> as <SEP><B><SE> Hand-Coater <SEP><B>.</B>
<tb> The <SEP> solution <SEP> of <SEP> polymer, <SEP> by <SEP> example <SEP> of
<tb> sulfonated polyimide <SEP>, <SEP> is <SEP> then <SEP> widespread <SEP> on <SEP> a <SEP> substrate,
<tb> by <SEP> example <SEP> in <SEP> glass, <SEP> perfectly <SEP> clean. <SEP> The thickness
<tb> of the <SEP> film <SEP> wet <SEP> is <SEP> calibrated <SEP><B> to </ B><SEP> a <SEP> thickness <SEP> of <SEP><B> 500 <SEP> to </ B>
<tb><B> 5 <SEP> 000 </ B><SEP> pm, <SEP> by <SEP> example <SEP> at <SEP> neighborhood <SEP> from <SEP><B> 3 <SEP> 000 <p> pm.
<tb> The <SEP> reinforcement <SEP> is <SEP> so <SEP> arranged <SEP> by <SEP> any
<tb> technique <SEP> appropriate, <SEP> by <SEP> example <SEP> by <SEP> rolling <SEP> at <SEP> within
<tb> of <SEP> film <SEP> wet, <SEP> on <SEP> the <SEP> substrate. <SEP> The <SEP> temperature <SEP> of
<tb> substrate <SEP> is <SEP> maintained, <SEP> by <SEP> example <SEP> at <SEP> neighborhood <SEP> of
<tb><B>120'C,<SEP> so <SEP> to drive <SEP> fast <SEP> evaporation <SEP> from
<tb> solvent. <SEP> After <SEP> few <SEP> minutes, <SEP> the <SEP> viscosity <SEP> of <SEP> film
<tb> wet <SEP> a <SEP> reaches <SEP> a <SEP> level <SEP> sufficiently <SEP> high <SEP> to support the electrode. The active face of the electrode containing, for example, the platinum carbon is then gently disposed on the surface of the wet film. This perfectly impregnates the active layer, for example carbon platinum <B> to </ B> the surface of the electrode. Drying of the membrane electrode assembly is continued for several minutes to remove all of the residual solvent.

L'assemblage électrode<B>-</B> membrane est ensuite décollé du substrat et employé pour réaliser un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode renforcé, conformément<B>à</B> ce qui a<B>déjà</B> été décrit plus haut. The electrode assembly <B> - </ B> membrane is then detached from the substrate and used to make a reinforced electrode <B> - </ B> electrode assembly <B> - </ B> </ B> what has <B> already </ B> been described above.

Le procédé selon l'invention, pour préparer un assemblage complet électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode renforcée, peut être, selon une variante, réalisé par <B> </B> imprégnation<B> .</B> The method according to the invention, for preparing a complete electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> reinforced electrode assembly, may alternatively be carried out by <B> </ B> impregnation <B>. </ B>

On prépare une solution de polymère de la même manière que ci-dessus, les polymères et les solvants employés pour la préparation de cette solution sont les mêmes que ceux<B>déjà</B> mentionnés plus haut pour le procédé par enduction. La concentration, la viscosité, et la température de la solution de polymère sont ajustées dans ce cas, afin de permettre l'imprégnation d'un renfort, ce renfort étant du type<B>déjà</B> décrit plus haut,<B>à</B> savoir, par exemple, tissu, mat ou matériau poreux, par exemple en verre, PEEK ou PTFE. De ce fait, ces concentrations, viscosités et températures peuvent différer de celles indiqués dans le cas du procédé par enduction.

Figure img00340001
A polymer solution is prepared in the same manner as above, the polymers and solvents employed for the preparation of this solution are the same as those already mentioned for the coating process. The concentration, the viscosity, and the temperature of the polymer solution are adjusted in this case, in order to allow the impregnation of a reinforcement, this reinforcement being of the type <B> already </ B> described above, <B > to </ B> know, for example, fabric, mat or porous material, for example glass, PEEK or PTFE. As a result, these concentrations, viscosities and temperatures may differ from those indicated in the case of the coating process.
Figure img00340001

La <SEP> concentration, <SEP> la <SEP> viscosité <SEP> et <SEP> la
<tb> température <SEP> de <SEP> la <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère <SEP> servant <SEP> <B>à</B>
<tb> l'imprégnation <SEP> dépendent <SEP> de <SEP> la <SEP> nature <SEP> du <SEP> polymère <SEP> et
<tb> éventuellement <SEP> de <SEP> celle <SEP> du <SEP> renfort, <SEP> mais <SEP> des <SEP> gammes
<tb> adéquates <SEP> seront, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> de <SEP> <B>80 <SEP> à</B> <SEP> 120 <SEP> <B>g/l,</B> <SEP> pour <SEP> la
<tb> concentration, <SEP> de <SEP> <B>5 <SEP> à <SEP> 15</B> <SEP> Pa.s, <SEP> pour <SEP> la <SEP> viscosité <SEP> et <SEP> de
<tb> <B>70 <SEP> à <SEP> 120'C</B> <SEP> pour <SEP> la <SEP> température <SEP> de <SEP> la <SEP> solution
<tb> imprégnant <SEP> le <SEP> renfort <SEP> (dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> d'un <SEP> polymère <SEP> de
<tb> type <SEP> polyimide <SEP> sulfoné).
<tb> L'imprégnation <SEP> et <SEP> généralement <SEP> réalisée <SEP> en
<tb> plongeant <SEP> simplement <SEP> le <SEP> renfort <SEP> dans <SEP> la <SEP> solution <SEP> de
<tb> polymère.
<tb> On <SEP> obtient <SEP> <B>à</B> <SEP> l'issue <SEP> de <SEP> cette <SEP> imprégnation
<tb> un <SEP> film <SEP> de <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère <SEP> thermostable <SEP> renforcé
<tb> et <SEP> autosupporté, <SEP> ce <SEP> film <SEP> est <SEP> un <SEP> film <SEP> <B> </B> <SEP> humide <SEP> <B> ,</B>
<tb> c'est-à-dire <SEP> riche <SEP> en <SEP> solvant <SEP> et <SEP> comprenant
<tb> sensiblement <SEP> l'intégralité <SEP> du <SEP> solvant <SEP> présent <SEP> dans <SEP> la
<tb> solution <SEP> utilisée <SEP> pour <SEP> l'imprégnation <SEP> du <SEP> renfort.
<tb> L'épaisseur <SEP> du <SEP> film <SEP> humide <SEP> de <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère <SEP> est
<tb> variable, <SEP> elle <SEP> est <SEP> généralement <SEP> calibrée <SEP> <B>à</B> <SEP> une
<tb> épaisseur <SEP> de <SEP> <B>1 <SEP> 000 <SEP> à</B> <SEP> 2 <SEP> <B>000</B> <SEP> pm, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> de <SEP> <B>1 <SEP> 500</B> <SEP> pm.
<tb> On <SEP> procède <SEP> ensuite <SEP> au <SEP> séchage <SEP> partiel <SEP> du
<tb> film <SEP> de <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère <SEP> renforcé <SEP> et <SEP> autosupporté,
<tb> par <SEP> évaporation <SEP> du <SEP> solvant <SEP> de <SEP> ladite <SEP> solution.
<tb> Dans <SEP> ce <SEP> but, <SEP> le <SEP> film <SEP> humide <SEP> renforcé <SEP> et
<tb> autosupporté <SEP> est <SEP> maintenu <SEP> généralement <SEP> <B>à</B> <SEP> une
<tb> température <SEP> de <SEP> <B>70 <SEP> à <SEP> 1500C,</B> <SEP> par <SEP> exemple <SEP> de <SEP> <B>120'C,</B> <SEP> afin
<tb> d'entraîner <SEP> une <SEP> évaporation <SEP> rapide <SEP> du <SEP> solvant. <SEP> Une
<tb> telle <SEP> température <SEP> peut <SEP> être <SEP> obtenue <SEP> en <SEP> plaçant <SEP> le <SEP> film
<tb> humide <SEP> renforcé <SEP> autosupporté <SEP> de <SEP> solution <SEP> de <SEP> polymère
<tb> dans <SEP> un <SEP> four. Le séchage est un séchage partiel, c'est-à-dire que le film renforcé autosupporté de solution de polymère contient encore du solvant, généralement la fraction de solvant encore présente est de<B>5 à 15 %</B> de la quantité de solvant initialement présente. En d'autres termes, on arrête le séchage au bout d'une durée variable, généralement de<B>60 à</B> 120 minutes, lorsque la viscosité du film renforcé autosupporté de polymère a atteint un niveau suffisant élevé pour supporter les électrodes de part et d'autre. Cette viscosité qui peut être différente de celle, lors de l'étape analogue du procédé par enduction, peut être facilement déterminée par l'homme du métier, mais elle est généralement de<B>15 à</B> 20 Pa.s.
<SEP> concentration, <SEP><SEP> viscosity <SEP> and <SEP>
<tb> temperature <SEP> of <SEP> the <SEP> solution <SEP> of <SEP> polymer <SEP> serving <SEP><B> to </ B>
<tb> impregnation <SEP> depend <SEP> of <SEP> the <SEP> nature <SEP> of the <SEP> polymer <SEP> and
<tb> possibly <SEP> of <SEP> that <SEP> of <SEP> reinforcement, <SEP> but <SEP> of <SEP> ranges
<tb> adequate <SEP> will be, <SEP> by <SEP> example <SEP> from <SEP><B> 80 <SEP> to </ B><SEP> 120 <SEP><B> g / l, </ B><SEP> for <SEP> the
<tb> concentration, <SEP> of <SEP><B> 5 <SEP> to <SEP> 15 </ B><SEP> Pa.s, <SEP> for <SEP><SEP> viscosity <SEP> and <SEP> of
<tb><B> 70 <SEP> to <SEP>120'C<SEP> for <SEP> the <SEP> temperature <SEP> of <SEP> the <SEP> solution
<tb> impregnating <SEP> the <SEP> reinforcement <SEP> (in <SEP> the <SEP> case <SEP> of a <SEP> polymer <SEP> of
<tb> type <SEP> sulfonated polyimide <SEP>.
<tb> Impregnation <SEP> and <SEP> usually <SEP> performed <SEP> in
<tb> diving <SEP> simply <SEP> the <SEP> reinforcement <SEP> in <SEP> the <SEP> solution <SEP> of
<tb> polymer.
<tb> On <SEP> gets <SEP><B> at </ B><SEP> the result <SEP> of <SEP> this <SEP> impregnation
<tb> a <SEP> film <SEP> of <SEP> solution <SEP> of <SEP> reinforced polymer <SEP> thermostable <SEP>
<tb> and <SEP> autosupported, <SEP> this <SEP> movie <SEP> is <SEP> a <SEP> film <SEP><B></B><SEP> wet <SEP><B>,</B>
<tb> that is <SEP> rich <SEP> in <SEP> solvent <SEP> and <SEP> comprising
<tb> noticeably <SEP> the <SEP> integer of <SEP> solvent <SEP> present <SEP> in <SEP> la
<tb> solution <SEP> used <SEP> for <SEP><SEP> impregnation of <SEP> reinforcement.
<tb> Thickness <SEP> of the <SEP> film <SEP> wet <SEP> of <SEP> solution <SEP> of <SEP> polymer <SEP> is
<tb> variable, <SEP> it <SEP> is <SEP> typically <SEP> calibrated <SEP><B> to </ B><SEP> a
<tb> thickness <SEP> of <SEP><B> 1 <SEP> 000 <SEP> to </ B><SEP> 2 <SEP><B> 000 </ B><SEP> pm, <SEP> by <SEP> example <SEP> of <SEP><B> 1 <SEP> 500 </ B><SEP> pm.
<tb> On <SEP> proceeds <SEP> then <SEP> to the <SEP><SEP> partial <SEP> drying of
<tb> film <SEP> of <SEP> solution <SEP> of <SEP> polymer <SEP> reinforced <SEP> and <SEP> self-supported,
<tb> by <SEP> evaporation <SEP> of <SEP> solvent <SEP> from <SEP> said <SEP> solution.
<tb> In <SEP> this <SEP> purpose, <SEP> the <SEP> film <SEP> wet <SEP> enhanced <SEP> and
<tb> self-supported <SEP> is <SEP> maintained <SEP> usually <SEP><B> to </ B><SEP> a
<tb> temperature <SEP> of <SEP><B> 70 <SEP> to <SEP> 1500C, <SEP> by <SEP> example <SEP> of <SEP><B>120'C,</B><SEP> so
<tb> to cause <SEP> a <SEP> rapid <SEP> evaporation <SEP> of the <SEP> solvent. <SEP> One
<tb> such <SEP> temperature <SEP> can <SEP> be <SEP> obtained <SEP> by <SEP> setting <SEP> the <SEP> movie
<tb> wet <SEP> reinforced <SEP> self-supporting <SEP> of <SEP> solution <SEP> of <SEP> polymer
<tb> in <SEP> a <SEP> oven. The drying is a partial drying, i.e. the self-supported reinforced polymer solution film still contains solvent, generally the solvent fraction still present is <B> 5 to 15% </ B> of the amount of solvent initially present. In other words, the drying is stopped after a variable period, generally from <B> 60 to </ B> 120 minutes, when the viscosity of the self-supported reinforced polymer film has reached a high enough level to withstand the electrodes on both sides. This viscosity, which may be different from that in the similar step of the coating process, may be readily determined by those skilled in the art, but is generally from <B> 15 to <20> Pa.s.

Les électrodes sont donc déposées sur chacune des surfaces dudit film humide renforcé, autosupporté de solution de polymère thermostable en cours de séchage, avant qu'il ne soit totalement sec, la face active de chacune des électrodes contenant, par exemple du carbone platiné, faisant face<B>à</B> chacune desdites surfaces. The electrodes are thus deposited on each of the surfaces of said reinforced wet film, which is self-supported with thermostable polymer solution being dried, before it is completely dry, the active face of each of the electrodes containing, for example platinum carbon, forming face <B> to </ B> each of said surfaces.

Cette opération est réalisée par un dispositif dit de<B> </B> colaminage <B> .</B> This operation is performed by a device called <B> </ B> <B>. </ B>

Les électrodes sont des électrodes classiques, du type couramment utilisé dans les piles<B>à</B> combustible et elles ont été<B>déjà</B> décrites ci-dessus. Ces électrodes comprennent généralement une face dite face active contenant le catalyseur, par exemple le carbone platiné, c'est la face active de chacune des électrodes qui est déposée délicatement sur chacune des surfaces du film humide renforcé autosupporté de solution de polymère thermostable. The electrodes are conventional electrodes of the type commonly used in fuel cells and have already been described above. These electrodes generally comprise a so-called active face containing the catalyst, for example platinum carbon, it is the active surface of each of the electrodes which is deposited gently on each of the surfaces of the self-supported reinforced wet film of thermostable polymer solution.

Celui-ci imprègne lentement chacune des couches actives par exemple les couches de carbone platinée<B>à</B> la surface des électrodes et on forme ainsi directement un assemblage complet électrode<B>-</B> membrane (encore humide)<B>-</B> électrode. It slowly permeates each of the active layers, for example platinum carbon layers <B> to </ B> the surface of the electrodes and thus directly forms a complete electrode assembly <B> - </ B> membrane (still wet) <B> - </ B> electrode.

Dans l'étape suivante, le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane obtenu est poursuivi pendant une durée variable de<B>30 à 60</B> minutes<B>à</B> une température de<B>70 à 150'C,</B> par exemple de 1200C, afin d'éliminer la totalité du solvant résiduel encore présent et former lassemblage complet EME définitif. En fait, c'est lors de cette étape qu'est effectivement formée la<B> </B> membrane<B> .</B> In the next step, the drying of the membrane electrode assembly obtained is continued for a variable duration of <B> 30 to 60 </ B> minutes <B> to </ B>. temperature of <B> 70 to 150 ° C, for example 1200 ° C., in order to eliminate all residual solvent still present and form the complete final EME assembly. In fact, it is during this stage that is actually formed the <B> </ B> membrane <B>. </ B>

Ce procédé permet en seulement deux étapes simples d'obtenir un assemblage complet. This process allows in just two simple steps to obtain a complete assembly.

Les assemblages EME, préparés selon l'invention, peuvent être utilisés, en particulier, dans une pile<B>à</B> combustible pouvant fonctionner, par exemple, avec les systèmes suivants<B>:</B> <B>-</B> hydrogène, alcools, tels que méthanol,<B>à</B> l'anode<B>;</B> <B>-</B> oxygène, air,<B>à</B> la cathode. The EME assemblies, prepared according to the invention, can be used, in particular, in a fuel cell that can operate, for example, with the following systems: <B> <B> </ B> <B> - hydrogen, alcohols, such as methanol, <B> to </ B> the anode <B>; </ B> <B> - </ B> oxygen, air, <B> to </ B> the cathode.

La présente invention a également pour objet un dispositif de pile<B>à</B> combustible comprenant au moins un assemblage EME préparé par le procédé selon l'invention. The present invention also relates to a fuel cell device comprising at least one EME assembly prepared by the method according to the invention.

Une telle pile<B>/</B> possède<B>.</B> toutes les propriétés liées aux membranes thermostables par exemple du fait des excellentes propriétés mécaniques,, la membrane peut subir sans détériorations les contraintes (serrage, etc. liées au montage dans un tel dispositif. Les propriétés des membranes thermostables de type polyimide sulfonés sont, par exemple, décrites dans le document FR-A-2 <B>748</B> 485,<B>déjà</B> cité. Such a cell <B> / </ B> has <B>. </ B> all the properties related to the thermostable membranes for example because of the excellent mechanical properties ,, the membrane can undergo without damage the stresses (clamping, etc.). The properties of thermostable membranes of the sulfonated polyimide type are, for example, described in document FR-A-2 <B> 748 </ B> 485, <B> already </ B> cited .

La pile<B>à</B> combustible peut, par exemple, correspondre au schéma<B>déjà</B> donné sur la figure<B>1.</B> For example, the <B> to </ B> fuel stack may correspond to the <B> already </ B> scheme given in figure <B> 1. </ B>

Une telle pile<B>à</B> combustible, dans laquelle le ou les assemblages EME sont préparés par le procédé selon l'invention présente, de ce fait, tous les avantages dus<B>à</B> ces assemblages et<B>à</B> l'excellente qualité de leur interface<B>:</B> en particulier, excellente solidité des assemblages, fiabilité, excellentes propriétés mécaniques et électrochimiques (évolution de la tension en fonction de la densité de courant au moins similaire aux assemblages<B> </B> tout NAFION@ <B> ),</B> imperméabilité aux gaz, etc., toutes ces propriétés étant parfaitement reproductibles et ne subissant pas de dégradation au cours du temps. Such a fuel cell, in which the EME assembly (s) are prepared by the process according to the invention has, as a result, all the advantages due to these assemblies and <B> to </ B> the excellent quality of their interface <B>: </ B> in particular, excellent joint strength, reliability, excellent mechanical and electrochemical properties (voltage evolution as a function of current density at least similar to <B> </ B> all NAFION® (<B>), gas impermeability, etc., all of these properties being perfectly reproducible and not degrading over time.

Ces propriétés sont nettement supérieures<B>à</B> celles des piles comprenant des assemblages de l'art antérieur, par exemple<B>:</B> la température de la pile est généralement maintenue entre<B>50</B> et 800C et, dans ces conditions, elle produit par exemple une densité de courant de<B>0, 5</B> A/cm 2 avec une tension de<B>0, 6</B> V et ce sur une très longue durée pouvant atteindre jusqu'à <B>3 000</B> heures, ce qui démontre les excellentes propriétés de stabilité theymique et mécanique et autres des assemblages et ses excellentes propriétés électriques. LI invention va maintenant être décrite en référence aux exemples suivants, donnés<B>à</B> titre illustratif et non limitatif. These properties are significantly greater than those of batteries comprising prior art assemblies, for example: the battery temperature is generally maintained between <50> </ sup>. B> and 800C and, under these conditions, it produces for example a current density of <B> 0.5 </ B> A / cm 2 with a voltage of <B> 0.6 </ B> V and this over a very long period of up to 3,000 hours, which demonstrates the excellent properties theymic and mechanical stability and other assemblies and its excellent electrical properties. The invention will now be described with reference to the following examples, given <B> to </ B> illustrative and non-limiting title.

<U>Exemples</U> <U>Exemple<B>1</B></U> <U>Réalisation d'un assemblage élémentaire</U> <U>électrode<B>-</B> membrane par le procédé selon l'invention</U> Il s'agit de la réalisation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane en un polyimide sulfoné dont la structure moléculaire est décrite ci-dessous.

Figure img00380004

les valeurs de x sont généralement de<B>0<U> < </U></B> x,<B>y<U> < </U></B> 20 et par exemple dans le cas présent x<B≥ 8</B> et<B>y = 10.</B> <U> Examples </ U><U> Example <B> 1 </ U></U><U> Making an elementary assembly </ U><U> electrode <B> - </ B> membrane by the method according to the invention </ U> This is the realization of a membrane electrode assembly <B> - </ B> membrane in a sulfonated polyimide whose molecular structure is described below.
Figure img00380004

the values of x are generally <B> 0 <U><</U></B> x, <B> y <U></U></B> 20 and for example in this case x <B≥ 8 </ B> and <B> y = 10. </ B>

Le polyimide sulfoné employé est en solution dans du métacrésol. La concentration, la viscosité et la température de la solution sont ajustées afin de permettre la réalisation d'un film homogène par un système de<B> </B> Hand-Coater <B> </B> et sont les suivantes<B>:</B> <B>-</B> concentration<B>: 70</B> g/l <B>-</B> viscosité<B>:</B> 4 Pa.s <B>;</B> <B>-</B> température<B>: 120'C.</B> The sulfonated polyimide employed is in solution in metacresol. The concentration, the viscosity and the temperature of the solution are adjusted to allow the production of a homogeneous film by a system of <B> <B> </ B> Hand-Coater <B> </ B> and are as follows <B >: </ B> <B> - </ B> concentration <B>: 70 </ B> g / l <B> - </ B> viscosity <B>: </ B> 4 Pa.s <B > <B> - <B> temperature <B>: 120'C. </ B>

La solution du polyimide sulfoné est alors répandue sur un substrat en verre de forme rectangulaire de<B>3</B> mm d'épaisseur et parfaitement propre. L'épaisseur du film humide est calibrée au voisinage de<B>3 000</B> pm. La température du substrat est maintenue au voisinage de<B>120'C</B> afin d'entraîner l'évaporation rapide du solvant. The solution of the sulfonated polyimide is then spread on a glass substrate of rectangular shape <B> 3 </ B> mm thick and perfectly clean. The thickness of the wet film is calibrated in the vicinity of <B> 3000 </ b> pm. The temperature of the substrate is maintained in the vicinity of <B> 120 ° C </ B> to cause rapid evaporation of the solvent.

Après quelques minutes, la viscosité du film humide a atteint un niveau suffisamment élevé pour supporter l'électrode. Cette électrode est une (D électrode fournie par la Société SORAPEC La face de l'électrode contenant le carbone platiné est alors disposée délicatement sur la surface du film humide. Celui-ci imprègne lentement la couche de carbone platiné<B>à</B> la surface de lélectrode. Le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane est poursuivi encore pendant<B>...</B> minutes afin d'éliminer la totalité du solvant résiduel. After a few minutes, the viscosity of the wet film has reached a level sufficiently high to support the electrode. This electrode is an electrode provided by SORAPEC The face of the electrode containing the platinum carbon is then delicately disposed on the surface of the wet film, which slowly permeates the platinum carbon layer <B> at </ B > the surface of the electrode The drying of the electrode assembly <B> - </ B> membrane is continued for a further <B> ... </ B> minutes in order to eliminate all the residual solvent.

L'assemblage électrode<B>-</B> membrane est ensuite décollé du substrat. <U>Exemple 2</U> <U>Réalisation d'un assemblage complet</U> électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode par enduction Il s'agit de la réa / lisation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode en polyimide sulfonée en deux étapes distinctes<B>:</B> Etape <B><U>1</U></B> <U>Réalisation<B>d'</B> un assemblage élémentaire</U> <U>électrode<B>-</B> membrane</U> Un premier assemblage électrode<B>-</B> membrane est réalisé conformément<B>à</B> la description de l'exemple <B>1.</B> L'assemblage électrode<B>-</B> membrane ainsi obtenu est employé comme substrat pour effectuer la deuxième étape. The electrode assembly <B> - </ B> membrane is then detached from the substrate. <U> Example 2 </ U> <U> Realization of a complete assembly </ U> electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode by coating This is the real / lisation of an electrode assembly <B> - </ B> membrane <B> - </ B> sulfonated polyimide electrode in two distinct stages <B>: </ B> Step <B> <U> 1 </ U> </ B> <U> <B> <B> </ B> realization of an elementary assembly </ U> <U> electrode <B> - </ B> membrane </ U> A first electrode assembly <B> - </ B> membrane is made according to <B> to </ B> the description of example <B> 1. </ B> The electrode assembly <B> - </ B> membrane thus obtained is used as substrate to perform the second step.

Etape <U>2</U> <U>Réalisation</U> d'un<U>-deuxième assemblage</U> <U>élémentaire électrode<B>-</B> membrane</U> Un nouveau film humide est coulée sur la membrane de l'assemblage précédent. Au cours du séchage de ce film humide, une deuxième électrode est soigneusement déposée, conformément<B>à</B> la description de l'exemple<B>1.</B>  Step <U> 2 </ U> <U> Realization </ U> of a <U> -second assembly </ U> <U> elementary electrode <B> - </ B> membrane </ U> A new wet film is poured on the membrane of the previous assembly. During drying of this wet film, a second electrode is carefully deposited, in accordance with the description of Example <B> 1. </ B>

Au terme de ces deux étapes, un assemblage complet électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode est obtenu. Cette méthodologie permet également d'améliorer l'imperméabilité aux gaz de la membrane échangeuse de protons. <U>Exemple<B>3</B></U> <U>Réalisation d'un assemblage complet</U> <U>électrode</U><B>-</B><U>membrane renforcée<B>-</B> électrode par</U> <U>enduction</U> Le polyimide sulfoné employé est le même que ci-dessus. La concentration, la viscosité et la température de la solution sont ajustées afin de permettre la réalisation d'un film homogène par un système de<B> </B> Hand-Coater <B> </B> et sont les mêmes que dans l'exemple<B>1.</B> La solution de polyimide sulfoné est alors répandue sur un substrat en verre parfaitement propre sur lequel est disposé un renfort, qui est un tissu en PEEK provenant de la Société SEFAR L'épaisseur du film humide est calibrée au voisinage de<B>3 000</B> pm. La température du substrat est maintenue au voisinage de <B>120'C</B> afin d'entraîner l'évaporation rapide du solvant. Après quelques minutes, la viscosité du film humide a atteint un niveau suffisamment élevé pour supporter l'électrode,<B>à</B> savoir<B>15</B> Pa.s. La face de l'électrode contenant le carbone platiné est alors disposée délicatement sur la surface du film humide. Celui-ci imprègne lentement la couche de carbone platiné<B>à</B> la surface de l'électrode. Le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane est poursuivi<B>60</B> minutes afin d'en éliminer la totalité du solvant résiduel. At the end of these two steps, a complete electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode assembly is obtained. This methodology also improves the gas impermeability of the proton exchange membrane. <U> Example <B> 3 </ U> </ U> <U> Making a complete assembly </ U> <U> electrode </ U> <B> - </ B> <U> reinforced membrane <B> - </ B> </ U> <U> <U> Coating </ U> The sulfonated polyimide employed is the same as above. The concentration, the viscosity and the temperature of the solution are adjusted to allow the realization of a homogeneous film by a system of <B> <B> </ B> Hand-Coater <B> </ B> and are the same as in Example <B> 1. </ B> The solution of sulfonated polyimide is then spread on a perfectly clean glass substrate on which is placed a reinforcement, which is a PEEK fabric from the company SEFAR The thickness of the film wet is calibrated in the vicinity of <B> 3,000 </ b> pm. The temperature of the substrate is maintained in the vicinity of <B> 120 ° C </ B> to cause rapid evaporation of the solvent. After a few minutes, the viscosity of the wet film has reached a level sufficiently high to support the electrode, <B> to </ B> know <B> 15 </ B> Pa.s. The face of the electrode containing the platinum carbon is then delicately disposed on the surface of the wet film. It slowly permeates the platinum carbon layer <B> at </ B> the surface of the electrode. The drying of the membrane electrode assembly is continued <B> 60 </ B> minutes in order to remove all of the residual solvent.

L'assemblage électrode<B>-</B> membrane renforcée est ensuite décollé du substrat et employé comme substrat pour effectuer une seconde étape. Un nouveau film humide est coulée sur la membrane de l'assemblage précédent. Au cours du séchage de ce film humide, une deuxième électrode est soigneusement déposée, conformément<B>à</B> la description de l'exemple<B>1.</B> The reinforced membrane electrode assembly is then detached from the substrate and used as a substrate to perform a second step. A new wet film is cast on the membrane of the previous assembly. During drying of this wet film, a second electrode is carefully deposited, in accordance with the description of Example <B> 1. </ B>

Au terme de ces deux étapes, un assemblage complet électrode<B>-</B> membrane renforcée<B>-</B> électrode est obtenu. At the end of these two steps, a complete electrode <B> - </ B> reinforced membrane <B> - </ B> electrode assembly is obtained.

<U>Exemple 4</U> <U>Réalisation d'un assemblage complet</U> <U>électrode<B>-</B> membrane renforcée<B>-</B> électrode par</U> <U>enduction</U> Il s'agit de la réalisation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode renforcé par un tissu en PEEK de la Société SEFAR Le polyimide sulfoné employé est le même que ci-dessus et il est en solution dans un solvant qui est du métacrésol. <U> Example 4 </ U> <U> Realization of a complete assembly </ U> <U> electrode <B> - </ B> reinforced membrane <B> - </ B> electrode by </ U> <U> Coating </ U> This is the realization of an assembly electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode reinforced with PEEK fabric from the company SEFAR Polyimide The sulfonate employed is the same as above and is in solution in a solvent which is metacresol.

La concentration, la viscosité et la température de la solution sont ajustées afin de permettre la réalisation d'un film homogène par un système de<B> </B> Hand-Coater <B> ,</B> elles sont identiques<B>à</B> celles de l'exemple<B>1.</B> La solution de polyimide sulfoné est alors répandue sur un substrat en verre parfaitement propre. L'épaisseur du film humide est calibrée au voisinage de<B>3 000</B> / lim. The concentration, the viscosity and the temperature of the solution are adjusted in order to allow the realization of a homogeneous film by a system of <B> </ B> Hand-Coater <B>, </ B> they are identical <B <B> 1. </ B> The solution of sulfonated polyimide is then spread on a perfectly clean glass substrate. The thickness of the wet film is calibrated in the vicinity of <B> 3000 </ B> / lim.

Le renfort est alors déposé au sein du film humide, sur le substrat. Sous laction de son propre poids, le renfort pénètre dans l'épaisseur du film humide jusqu'à être au contact du substrat. La température du substrat est maintenue au voisinage de 1200C afin d'entraîner l'évaporation rapide du solvant. Après quelques minutes, la viscosité du film humide a atteint un niveau suffisamment élevé pour supporter l'électrode. La face de l'électrode contenant le carbone platiné est alors disposée délicatement sur la surface du film humide. Celui-ci imprègne parfaitement la couche de carbone platiné<B>à</B> la surface de l'électrode. Le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane est poursuivi encore pendant<B>60</B> minutes afin d'éliminer la totalité du solvant résiduel. The reinforcement is then deposited within the wet film on the substrate. Under the action of its own weight, the reinforcement penetrates into the thickness of the wet film until it comes into contact with the substrate. The temperature of the substrate is maintained at around 1200C in order to cause rapid evaporation of the solvent. After a few minutes, the viscosity of the wet film has reached a level sufficiently high to support the electrode. The face of the electrode containing the platinum carbon is then delicately disposed on the surface of the wet film. This perfectly impregnates the platinum carbon layer <B> at </ B> the surface of the electrode. Drying of the membrane electrode assembly is continued for a further 60 minutes to remove all of the residual solvent.

L'assemblage électrode<B>-</B> membrane est ensuite décollé du substrat et employé pour réaliser un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode renforcé, conformément<B>à</B> la description de l'exemple 2. <U>Exemple<B>5</B></U> <U>Réalisation d'un assemblage complet</U> <U>électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode renforcé par</U> <U>imprégnation</U> Il s'agit de la réalisation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode renforcé. Le polyimide sulfoné employé est en solution dans un solvant qui est du métacrésol. La concentration, la viscosité et la température de la solution sont ajustées afin de permettre l'imprégnation du renfort et sont les suivantes<B>:</B> <B>-</B> concentration<B>: 80</B> g/l <B>-</B> viscosité<B>:</B> 2 Pa.s <B>;</B> <B>-</B> température<B>:</B> 1200C. The electrode assembly <B> - </ B> membrane is then detached from the substrate and used to make a reinforced electrode <B> - </ B> electrode assembly <B> - </ B> </ B> the description of example 2. <U> Example <B> 5 </ U> </ U> <U> Making a complete assembly </ U> <U> electrode <B> - < / B> membrane <B> - </ B> electrode reinforced by </ U> <U> impregnation </ U> This is the realization of an assembly electrode <B> - </ B> membrane <B > - </ B> reinforced electrode. The sulfonated polyimide employed is in solution in a solvent which is metacresol. The concentration, the viscosity and the temperature of the solution are adjusted to allow the impregnation of the reinforcement and are as follows: <B>: </ B> <B> - </ B> concentration <B>: 80 </ B > g / l <B> - </ B> viscosity <B>: </ B> 2 Pa.s <B>; </ B> <B> - </ B> temperature <B>: </ B> 1200C.

L'épaisseur du film humide renforcé autosupporté est calibrée au voisinage de<B>3 000</B> pm. The thickness of the self-supported reinforced wet film is calibrated in the vicinity of <B> 3,000 </ b> pm.

La température du film humide renforcé autosupporté est maintenue au voisinage de 1200C, afin d'entraîner l'évaporation rapide du solvant. Après quelques minutes, la viscosité du film humide renforcé autosupporté a atteint un niveau suffisamment élevé,<B>à</B> savoir<B>15</B> Pa.s, pour supporter les électrodes de part et d'autre. La face des électrodes contenant le carbone platiné est alors disposée délicatement sur la surface du film humide renforcé autosupporté. Celui-ci imprègne parfaitement la couche de carbone platiné<B>à</B> la surface des électrodes. Le séchage de l'assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode est poursuivi encore pendant plusieurs minutes, afin d'éliminer la totalité du solvant résiduel. Les assemblages obtenus dans l'exemple<B>1,</B> avec la membrane en polyimide sulfoné dont la structure est décrite dans l'exemple<B>1,</B> sont caractérisés par le fait que l'interface électrode<B>-</B> membrane est de très bonne qualité comme cela est montré sur la figure 2. En effet, sur cette photographie, obtenue par microscopie électronique<B>à</B> balayage, l'interface électrode<B>-</B> membrane est parfaitement régulière et sans défaut et aucune homogénéité n'est visible. The temperature of the self-supported reinforced wet film is maintained at around 1200 ° C, in order to cause the rapid evaporation of the solvent. After a few minutes, the viscosity of the self-supported reinforced wet film has reached a sufficiently high level, <B> to </ B> <B> 15 </ B> Pa.s, to support the electrodes on both sides. The face of the electrodes containing the platinum carbon is then delicately disposed on the surface of the self-supported reinforced wet film. This perfectly impregnates the platinum carbon layer <B> at the </ B> surface of the electrodes. Drying of the electrode <B> - </ B> electrode <B> - </ B> assembly is continued for several minutes to remove all of the residual solvent. The assemblies obtained in Example <B> 1, </ B> with the sulfonated polyimide membrane whose structure is described in Example <B> 1, </ B> are characterized by the fact that the electrode interface <B> - </ B> membrane is of very good quality as shown in Figure 2. Indeed, in this photograph, obtained by electron microscopy <B> to </ B> sweep, the electrode interface <B > - </ B> membrane is perfectly regular and flawless and no homogeneity is visible.

En parcourant la photographie de bas en haut, on distingue plusieurs niveaux qui correspondent respectivement au c#ur de l'électrode (feutre téflon chargé de noir de carbone, partie<B>1) , à</B> la couche de carbone platiné (niveau brillant clair, partie 2) d'une épaisseur voisine de 20 pm et enfin<B>à</B> la membrane échangeuse de protons (partie<B>3)</B> d'une épaisseur voisine de<B>15</B> pm. La cohésion entre l'électrode et la membrane est telle qu'il n'est plus possible de les séparer contrairement aux assemblages réalisés par les procédés existants. Ce type d'analyses par microscopie électronique<B>à</B> balayage visant<B>à</B> caractériser l'interface membrane<B>-</B> électrode permet de distinguer les assemblages obtenus par le procédé de l'invention, des assemblages obtenus par tout autre procédé basé sur le pressage d'une membrane formée et d'une électrode. While going through the photograph from bottom to top, we distinguish several levels which correspond respectively to the heart of the electrode (Teflon felt charged with carbon black, part <B> 1), to </ B> the platinum carbon layer (light gloss level, part 2) with a thickness of 20 μm and finally <B> at </ B> the proton exchange membrane (part <B> 3) </ B> with a thickness of <B > 15 </ B> pm. The cohesion between the electrode and the membrane is such that it is no longer possible to separate them unlike assemblies made by existing methods. This type of electron microscopy <B> to </ B> scanning aimed to <B> to </ B> characterize the membrane interface <B> - </ B> electrode makes it possible to distinguish the assemblies obtained by the method of the invention, assemblies obtained by any other method based on the pressing of a formed membrane and an electrode.

En effet, tout autre procédé basé sur le pressage d'une membrane formée<B>( </B> sèche<B> )</B> et d'une électrode entraîne la formation de défauts<B>à</B> l'interface membrane<B>-</B> électrode, comme le montre la figure<B>3</B> dans laquelle les numéros de référence ont la même signification que sur la figure 2. Indeed, any other process based on the pressing of a <B> (<B>) </ B> membrane and an electrode results in the formation of <B> defects at </ B> the membrane interface <B> - </ B> electrode, as shown in Figure <B> 3 </ B> in which the reference numbers have the same meaning as in Figure 2.

Sur cette figure<B>3,</B> qui représente l'interface membrane<B>-</B> électrode d'un assemblage obtenu par pressage, selon l'art antérieur, on distingue nettement des vacuoles et défauts divers. Ces défauts sont<B>à</B> l'origine des mauvaises performances électrochimiques de ces assemblages. In this figure <B> 3, </ B> which represents the membrane interface <B> - </ B> electrode of an assembly obtained by pressing, according to the prior art, there are clearly distinct vacuoles and defects. These defects are <B> to </ B> the origin of the poor electrochemical performance of these assemblies.

En effet, outre les problèmes d'adhésion, des hétérogénéités diverses, tels que vacuoles d'air, zones de pliement, etc., sont visibles<B>à</B> l'interface électrode<B>-</B> membrane des assemblages obtenus par les procédés classiques.In fact, in addition to adhesion problems, various heterogeneities, such as air vacuoles, folding zones, etc., are visible <B> at </ B> the electrode interface <B> - </ B> membrane assemblies obtained by conventional methods.

En outre, une cartographie de l'élément soufre a été réalisée<B>à</B> l'aide d'une sonde de castaing sur un assemblage obtenu par le procédé de l'invention selon la description de l'exemple<B>1.</B> Dans cette cartographie lélément soufre permet d'identifier la présence du conducteur protonique.<B>il</B> apparaît clairement que le procédé de l'invention permet d'entraîner une fraction du conducteur protonique dans la zone riche en platine. In addition, a mapping of the sulfur element was carried out using a castaing probe on an assembly obtained by the method of the invention according to the description of the example <B>. > 1. </ B> In this cartography, the sulfur element makes it possible to identify the presence of the proton conductor. <B> It is clear that the process of the invention makes it possible to drive a fraction of the proton conductor into the area rich in platinum.

Claims (1)

<U>REVENDICATIONS</U> <B>1.</B> Procédé de préparation d'un assemblage comprenant au moins une électrode présentant une face active, et une membrane en un polymère thermostable, dans lequel on effectue les étapes suivantes<B>:</B> a) on coule sur un support une solution d'un polymère thermostable de façon<B>à</B> obtenir un film de solution de polymère thermostable <B>;</B> puis <B>b)</B> on sèche partiellement ledit film de solution de polymère thermostable par évaporation du solvant de ladite solution<B>;</B> c) on dépose une électrode sur la surface dudit film de solution de polymère thermostable, en cours de séchage, avant qu'il ne soit totalement sec, la face active de l'électrode faisant face<B>à</B> ladite surface, de façon<B>à</B> obtenir un assemblage comprenant une membrane en polymère thermostable et ladite électrode<B>,</B> <B>d)</B> on sèche complètement ledit assemblage obtenu lors de l'étape c)<B>;</B> puis e) on décolle l'assemblage comprenant ladite membrane et ladite électrode du substrat. 2. Procédé selon la revendication<B>1,</B> dans lequel, préalablement<B>à</B> l'étape a), un renfort est disposé sur ledit support. <B>3.</B> Procédé de préparation selon la revendication<B>1,</B> dans lequel,<B>à</B> l'issue de l'étape a), on dispose un renfort au sein<B>/</B> du film de solution de polymère thermostable. 4. Procédé selon la revendication<B>3,</B> dans lequel ledit renfort est disposé par laminage au sein du film de solution de polymère thermostable. <B>5.</B> Procédé selon l'une quelconque des revendications<B>1 à</B> 4, de préparation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode (EME) constitué d'une membrane en polymère thermostable et de deux électrodes comprenant, en outre,<B>à</B> l'issue de l'étape e), les étapes suivantes<B>:</B> <B>f)</B> on coule sur la face de l'assemblage, par la membrane, une solution d'un polymère thermostable, de façon<B>à</B> obtenir un film de solution de polymère thermostable <B>;</B> puis <B>g)</B> on sèche partiellement ledit film de solution de polymère thermostable par évaporation du solvant de ladite solution<B>;</B> h) on dépose une seconde électrode sur la surface dudit film de solution de polymère thermostable, en cours de séchage, avant qu'il ne soit totalement sec, la face active de la seconde électrode faisant face<B>à</B> la surface dudit film, de façon<B>à</B> obtenir un assemblage électrode<B>-</B> membrane en polymère thermostable <B>-</B> électrode<B>;</B> puis i) on sèche complètement ledit assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode obtenu lors de l'étape h). <B>6.</B> Procédé de préparation d'un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode (EME) <B>,</B> dans lequel on effectue les étapes suivantes a) on imprègne un renfort par une solution d'un polymère thermostable, de façon<B>à</B> obtenir un film de solution de polymère thermostable renforcé et autosupporté <B>;</B> puis <B>b)</B> on sèche partiellement ledit film de solution de polymère thermostable renforcé et autosupporté, par évaporation du solvant de ladite solution<B>;</B> c) on dépose une électrode sur chacune des faces dudit film de solution de polymère thermostable, en cas de séchage, avant qu'il ne soit totalement sec, la face active de chacune des électrodes faisant face<B>à</B> chacune des surfaces dudit film<B>;</B> <B>d)</B> on sèche complètement ledit assemblage obtenu lors de l'étape c). <B>7.</B> Procédé selon l'une quelconque des revendications<B>1 à 6,</B> réalisé en continu. <B>8.</B> Procédé selon l'une quelconque des revendications<B>1 à 7,</B> dans lequel ledit polymère thermostable est un polymère échangeur d'ions, tel qu'un polymère conducteur protonique. <B>9.</B> Procédé selon la revendication<B>8,</B> dans lequel ledit polymère est choisi parmi les polyimides sulfonés, les polyéthersulfones sulfonés, les polystyrènes sulfonés et leurs dérivés sulfonés, les polyétheréthercétones sulfonés et leurs dérivés sulfonés, les polybenzoxazoles sulfonés, les polybenzimidazoles sulfonés, les polyparaphénylènes sulfonés et leurs dérivés sulfonés. <B>10.</B> Assemblage comprenant au moins une électrode et une membrane susceptible d'être obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications<B>1</B> <B>à</B> 4 et<B>7 à 9.</B> <B>il.</B> Assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode susceptible<B>d'</B> être obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications<B>5 à 9.</B> 12. Pile<B>à</B> combustible comprenant au moins un assemblage électrode<B>-</B> membrane<B>-</B> électrode selon la revendication<B>11.</B><U> CLAIMS </ U> <B> 1. </ B> A process for preparing an assembly comprising at least one electrode having an active face, and a membrane made of a heat-stable polymer, in which the following steps are carried out < B>: </ B> a) a solution of a heat-stable polymer is cast on a support so as to obtain a thermostable polymer solution film <B>; </ B> then <B b) partially drying said thermostable polymer solution film by evaporation of the solvent from said solution; b) depositing an electrode on the surface of said thermostable polymer solution film, drying course, before it is completely dry, the active face of the electrode facing <B> to </ B> said surface, so as <B> to </ B> obtain an assembly comprising a membrane in thermostable polymer and said electrode <B>, </ B> <B> d) </ B> the said assembly obtained in step c) <B> is completely dried, then e) we take off the assembly comprising said membrane and said electrode of the substrate. 2. The method of claim 1, wherein, prior to step a), a reinforcement is disposed on said support. <B> 3. </ B> Preparation process according to claim 1, wherein, at the end of step a), a reinforcement is provided. within <B> / </ B> of the thermostable polymer solution film. The method of claim 3, wherein said reinforcement is laminated within the thermostable polymer solution film. <B> 5. </ B> Process according to any one of claims <B> 1 to </ B> 4, for preparing an electrode assembly <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode (EME) consisting of a thermostable polymer membrane and two electrodes further comprising, <B> to </ B> the outcome of step e), the following steps <B>: </ B> <B> f) </ B> is poured on the face of the assembly, by the membrane, a solution of a thermostable polymer, so <B> to </ B> get a film of polymer solution thermostable <B>; </ B> then <B> g) </ B> the heat-stable polymer solution film is partially dried by evaporation of the solvent from said solution <B>; h) a second electrode on the surface of said thermostable polymer solution film, being dried, before it is completely dry, the active face of the second electrode facing <B> to </ B> the surface of said film, so <B> to </ b> get an electrode assembly <B> - </ B> ther polymer membrane most <B> - </ B> electrode <B>; </ B> then i) completely dry said electrode assembly <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode obtained during the step h). <B> 6. </ B> Process for preparing an electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode (EME) <B>, </ B> assembly in which the following steps a) a reinforcement is impregnated with a solution of a heat-stable polymer, so as to obtain a film of thermostable polymer solution which is reinforced and self-supporting, then <B> b) partially drying said film of thermostable reinforced and self-supporting polymer solution by evaporation of the solvent from said solution; b) depositing an electrode on each of the faces of said solution film of thermostable polymer, in the event of drying, before it is completely dry, the active face of each of the electrodes facing <B> to </ B> each of the surfaces of said film <B>; </ B> <B d), the assembly obtained in step c) is completely dried. <B> 7. </ B> A process according to any one of claims 1 to 6 </ B> carried out continuously. <B> 8. A process according to any one of claims 1 to 7, wherein said thermostable polymer is an ion exchange polymer, such as a proton conductive polymer. <B> 9. </ B> The process according to claim 8, wherein said polymer is selected from sulfonated polyimides, sulfonated polyethersulfones, sulfonated polystyrenes and their sulfonated derivatives, sulfonated polyetheretherketones and the like. sulphonated derivatives, sulphonated polybenzoxazoles, sulphonated polybenzimidazoles, sulphonated polyparaphenylenes and their sulphonated derivatives. <B> 10. </ B> An assembly comprising at least one electrode and a membrane obtainable by the method according to any of claims <B> 1 </ B> <B> to </ B> 4 and <B> 7-9. </ B> <B> il. </ B> Assembly electrode <B> - </ B> membrane <B> - </ B> <B> electrode susceptible </ B> > be obtained by the process according to any one of claims <B> 5 to 9. </ B> 12. Battery <B> to </ B> fuel comprising at least one electrode assembly <B> - </ B> membrane <B> - </ B> electrode according to claim <B> 11. </ B>
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003036748A2 (en) * 2001-10-24 2003-05-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Continuous production of catalyst coated membranes

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050067345A1 (en) 2002-02-26 2005-03-31 Prugh David Neville Production of catalyst coated membranes
US20040036394A1 (en) * 2002-08-21 2004-02-26 3M Innovative Properties Company Process for preparing multi-layer proton exchange membranes and membrane electrode assemblies
US7722975B2 (en) 2002-12-13 2010-05-25 Pirelli & C. S.P.A. Fuel cell and membrane-electrode assembly thereof
JP4068988B2 (en) 2003-02-20 2008-03-26 Jsr株式会社 Method for producing electrolytic membrane-electrode substrate composite

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403675A (en) * 1993-04-09 1995-04-04 Maxdem, Incorporated Sulfonated polymers for solid polymer electrolytes
JPH07176317A (en) * 1993-12-20 1995-07-14 Sanyo Electric Co Ltd Manufacture of electrode/ion exchange thin membrane connection body and electrode/ion exchange thin membrane/electrode connection body
US5599639A (en) * 1995-08-31 1997-02-04 Hoechst Celanese Corporation Acid-modified polybenzimidazole fuel cell elements
WO1997023919A1 (en) * 1995-12-22 1997-07-03 Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co.Kg Process for continuous production of membrane-electrode composites
WO1997023916A2 (en) * 1995-12-22 1997-07-03 Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co. Kg Material composites and the continuous production thereof
WO1997024777A1 (en) * 1995-12-28 1997-07-10 Research Foundation Of The State University Of New York Blend membranes based on sulfonated poly(phenylene oxide) for enhanced polymer electrochemical cells
FR2748485A1 (en) * 1996-05-07 1997-11-14 Commissariat Energie Atomique SULPHONATED POLYIMIDES, MEMBRANES PREPARED THEREWITH, AND FUEL CELL DEVICE COMPRISING SUCH MEMBRANES
US5723086A (en) * 1992-12-07 1998-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Electrode membrane
DE19653484A1 (en) * 1996-12-20 1998-06-25 Fraunhofer Ges Forschung Method for producing membrane electrode assemblies and a membrane electrode assembly thus produced
US6001500A (en) * 1996-06-05 1999-12-14 Southwest Res Inst Cylindrical proton exchange membrane fuel cells and methods of making same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4398522B2 (en) * 1997-05-22 2010-01-13 バスフ・ヒュエル・セル・ゲーエムベーハー Method for producing polymer electrolyte membrane for fuel cell and fuel cell

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5723086A (en) * 1992-12-07 1998-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Electrode membrane
US5403675A (en) * 1993-04-09 1995-04-04 Maxdem, Incorporated Sulfonated polymers for solid polymer electrolytes
JPH07176317A (en) * 1993-12-20 1995-07-14 Sanyo Electric Co Ltd Manufacture of electrode/ion exchange thin membrane connection body and electrode/ion exchange thin membrane/electrode connection body
US5599639A (en) * 1995-08-31 1997-02-04 Hoechst Celanese Corporation Acid-modified polybenzimidazole fuel cell elements
WO1997023919A1 (en) * 1995-12-22 1997-07-03 Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co.Kg Process for continuous production of membrane-electrode composites
WO1997023916A2 (en) * 1995-12-22 1997-07-03 Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co. Kg Material composites and the continuous production thereof
WO1997024777A1 (en) * 1995-12-28 1997-07-10 Research Foundation Of The State University Of New York Blend membranes based on sulfonated poly(phenylene oxide) for enhanced polymer electrochemical cells
FR2748485A1 (en) * 1996-05-07 1997-11-14 Commissariat Energie Atomique SULPHONATED POLYIMIDES, MEMBRANES PREPARED THEREWITH, AND FUEL CELL DEVICE COMPRISING SUCH MEMBRANES
US6001500A (en) * 1996-06-05 1999-12-14 Southwest Res Inst Cylindrical proton exchange membrane fuel cells and methods of making same
DE19653484A1 (en) * 1996-12-20 1998-06-25 Fraunhofer Ges Forschung Method for producing membrane electrode assemblies and a membrane electrode assembly thus produced

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 123, no. 14, 2 October 1995, Columbus, Ohio, US; abstract no. 174986, KANEKO, MINORU ET AL: "Manufacture of electrode/ion exchanger and electrode/ion exchanger/electrode laminates" XP002154758 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 10 30 November 1995 (1995-11-30) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003036748A2 (en) * 2001-10-24 2003-05-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Continuous production of catalyst coated membranes
WO2003036748A3 (en) * 2001-10-24 2003-12-18 Du Pont Continuous production of catalyst coated membranes
CN1331265C (en) * 2001-10-24 2007-08-08 纳幕尔杜邦公司 Continuous production of catalyst coated membranes
US7316794B2 (en) 2001-10-24 2008-01-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Continuous production of catalyst coated membranes

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