DE102020102392A1 - Process for the production of a catalytic converter, fuel cell and motor vehicle - Google Patents

Process for the production of a catalytic converter, fuel cell and motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für , umfassend die Schritte- Bereitstellung eines Gemisches aus Kohlenstoff mit darauf abgeschiedenen Katalysatorpartikeln und aus Wasser, Alkohol und einem Binder,- Gießen des Gemisches als Katalysatorschicht auf einen kohlenstoffhaltigen Katalysatorträger,- Austreiben von dem Wasser und dem Alkohol unter Wärmeeinwirkung durch ein überkritisches Fluid.Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzelle (2) mit einer nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten Elektrode und ein Kraftfahrzeug mit einer mindestens eine derartige Brennstoffzelle (2) aufweisenden Brennstoffzellenvorrichtung (1).The invention relates to a method for producing a catalyst for, comprising the steps of providing a mixture of carbon with catalyst particles deposited thereon and of water, alcohol and a binder, pouring the mixture as a catalyst layer onto a carbon-containing catalyst support, expelling the water and the alcohol under the action of heat by a supercritical fluid. The invention further relates to a fuel cell (2) with an electrode produced according to the above method and a motor vehicle with a fuel cell device (1) having at least one such fuel cell (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, umfassend die Schritte:

  • - Bereitstellung eines Gemisches aus Kohlenstoff mit darauf abgeschiedenen Katalysatorpartikeln und aus Wasser, Alkohol und einem Binder,
  • - Gießen des Gemisches als Katalysatorschicht auf einen kohlenstoffhaltigen Katalysatorträger,
  • - Austreiben von dem Wasser und dem Alkohol unter Wärmeeinwirkung durch ein überkritisches Fluid.
The invention relates to a method for producing a catalyst, comprising the steps:
  • - Provision of a mixture of carbon with catalyst particles deposited on it and of water, alcohol and a binder,
  • - Pouring the mixture as a catalyst layer on a carbon-containing catalyst carrier,
  • - Expulsion of the water and alcohol under the action of heat by a supercritical fluid.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzelle mit einer nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten Elektrode und ein Kraftfahrzeug mit einer mindestens eine derartige Brennstoffzelle aufweisenden Brennstoffzellenvorrichtung.The invention further relates to a fuel cell with an electrode produced according to the above method and a motor vehicle with a fuel cell device having at least one such fuel cell.

Brennstoffzellenvorrichtungen werden für die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser genutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membranelektrodeneinheit, die ein Verbund aus einer protonenleitenden Membran und jeweils einer, beidseitig an der Membran angeordneten Elektrode (Anode und Kathode) ist. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membranelektrodeneinheit an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. Im Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung mit einer Mehrzahl zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefasster Brennstoffzellen wird der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff (H2) oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H2 zu H+ unter Abgabe von Elektronen stattfindet. Über die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen H+ aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, so dass eine Reduktion von O2 zu O2- unter Aufnahme der Elektronen stattfindet. Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum diese Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser. Für diese elektrochemische Reaktion zwischen einem Brennstoff, in der Regel Wasserstoff und einem sauerstoffhaltigen Gas, in der Regel Luft, wird ein Katalysator benötigt, der in der Regel durch Edelmetalle wie Platin oder Palladium gebildet ist. Darüber hinaus hängt die Brennstoffzellen-Leistungsfähigkeit von den verfügbaren Oberflächen-Plätzen des Trägermaterials für die Katalysatorpartikel ab, also der pro Grundfläche bereitgestellten Oberfläche. Das Trägermaterial basiert in der Regel auf Kohlenstoff, wobei eine wesentliche Ursache der Degradation von Brennstoffzellen die Kohlenstoffkorrosion ist, die zu einer Auflösung des Trägermaterials führt. Es ist bekannt, dass das obere Spannungslimit der Brennstoffzelle im Zyklenbetrieb das Degradationsverhalten in Form der Auflösung des Katalysatorträgers maßgeblich beschleunigt, was sich an einem Leistungsverlust und einer Abnahme der aktiven Oberfläche des Katalysatorträgers nachweisen lässt. Eine Vermeidung hoher Zellpotentiale ist aber bei dem Einsatz von Brennstoffzellen in Kraftfahrzeugen schwierig zu erreichen.Fuel cell devices are used to chemically convert a fuel with oxygen into water to generate electrical energy. For this purpose, fuel cells contain the so-called membrane electrode unit as a core component, which is a composite of a proton-conducting membrane and an electrode (anode and cathode) arranged on both sides of the membrane. In addition, gas diffusion layers (GDL) can be arranged on both sides of the membrane electrode unit on the sides of the electrodes facing away from the membrane. During operation of the fuel cell device with a plurality of fuel cells combined to form a fuel cell stack, the fuel, in particular hydrogen (H 2 ) or a hydrogen-containing gas mixture, is fed to the anode, where an electrochemical oxidation of H 2 to H + takes place with the release of electrons. A (water-bound or water-free) transport of the protons H + from the anode space into the cathode space takes place via the membrane, which separates the reaction spaces from one another in a gas-tight manner and insulates them electrically. The electrons provided at the anode are fed to the cathode via an electrical line. Oxygen or an oxygen-containing gas mixture is fed to the cathode, so that a reduction of O 2 to O 2- takes place while absorbing the electrons. At the same time, these oxygen anions react in the cathode compartment with the protons transported across the membrane to form water. For this electrochemical reaction between a fuel, usually hydrogen and an oxygen-containing gas, usually air, a catalyst is required, which is usually formed by noble metals such as platinum or palladium. In addition, the fuel cell performance depends on the available surface spaces of the carrier material for the catalyst particles, i.e. the surface area provided per base area. The carrier material is usually based on carbon, a major cause of the degradation of fuel cells being carbon corrosion, which leads to the dissolution of the carrier material. It is known that the upper voltage limit of the fuel cell in cyclic operation significantly accelerates the degradation behavior in the form of the dissolution of the catalyst carrier, which can be demonstrated by a loss of power and a decrease in the active surface area of the catalyst carrier. Avoiding high cell potentials is difficult to achieve when using fuel cells in motor vehicles.

In den Druckschriften JP 2009004268 A und JP 2012169295 A wird beschrieben, wie zur Verbesserung der Wasserabweisung bei einer Gasdiffusionselektrode Kohlenstoffpartikel mit einem wasserabstoßenden Harz in superkritischem CO2 gemischt werden, um ein Mischmaterial zu erhalten, das auf eine Katalysatorschicht aufgetragen wird, wobei während der Beschichtung das CO2 aus der Materialmischung entfernt wird, um eine Diffusionsschicht mit guter Wasserabweisung zu erhalten, die eine weitere Behandlung zur Verbesserung der Wasserabweisung erspart. Die US 2015/0099207 A1 offenbart eine Gasdiffusionselektrode, die ohne einen Kohlenstoffträger eine Katalysatorschicht mit einem netzwerk-artigen metallischen Katalysator auf einem Sinterkörper nutzt.In the pamphlets JP 2009004268 A and JP 2012169295 A describes how, in order to improve the water repellency of a gas diffusion electrode, carbon particles are mixed with a water-repellent resin in supercritical CO 2 in order to obtain a mixed material which is applied to a catalyst layer, the CO 2 being removed from the material mixture during the coating to to obtain a diffusion layer with good water repellency, which saves a further treatment to improve the water repellency. the US 2015/0099207 A1 discloses a gas diffusion electrode which, without a carbon support, uses a catalyst layer with a network-like metallic catalyst on a sintered body.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Fertigung eines Katalysators bereit zu stellen, bei dem die Nachteile der Kohlenstoffkorrosion gemildert sind. Aufgabe ist weiterhin, einer verbesserte Brennstoffzelle sowie ein verbessertes Kraftfahrzeug bereit zu stellen.The object of the present invention is to provide a method for producing a catalytic converter in which the disadvantages of carbon corrosion are alleviated. Another object is to provide an improved fuel cell and an improved motor vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Brennstoffzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method with the features of claim 1, by a fuel cell with the features of claim 9 and by a motor vehicle with the features of claim 10. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Das eingangs genannte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Katalysatorträger mit einer sehr großen Oberfläche pro Grundfläche bereit gestellt wird, da zum Einen das überkritische Fluid sich sehr leicht von dem Gemisch trennen lässt und dabei zum Anderen eine hochporöse Struktur in dem Katalysatorträger erzeugt mit einer deutlich vergrößerten Oberfläche, die zur Anlagerung der Katalysatorpartikel bereit steht. Es liegt dadurch ein Hinauszögern des Verlusts von elektrochemisch aktiver Fläche vor, was das Degradationsverhalten der Elektrode verbessert.The method mentioned at the beginning is characterized in that a catalyst support is provided with a very large surface area per base area, since on the one hand the supercritical fluid can be separated very easily from the mixture and, on the other hand, a highly porous structure is created in the catalyst support with a significantly enlarged surface, which is available for the accumulation of the catalyst particles. This delays the loss of electrochemically active surface, which improves the degradation behavior of the electrode.

Das Austreiben des überkritischen Fluids wird gefördert, indem dies in einem Autoklaven durchgeführt wird.The expulsion of the supercritical fluid is promoted by doing this in an autoclave.

Zweckmäßigerweise wird das überkritische Fluid ausgewählt aus einer Gruppe, die Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasser, Ethanol, Benzol, Diethylester und Ammoniak umfasst.The supercritical fluid is expediently selected from a group comprising carbon dioxide, carbon monoxide, water, ethanol, benzene, diethyl ester and ammonia.

Sofern die Polarität des überkritischen Fluids nicht ausreicht, kann dem überkritischen Fluid ein polarer Modifier zugesetzt werden, der ausgewählt wird aus einer Gruppe, die Methanol, Aceton, Hexan und Methylenchlorid umfasst.If the polarity of the supercritical fluid is not sufficient, a polar modifier can be added to the supercritical fluid, which is selected from a group comprising methanol, acetone, hexane and methylene chloride.

Zur Prozessvereinfachung und Kostenersparnis kann das überkritische Fluid aufgefangen und wiederverwendet werden.To simplify the process and save costs, the supercritical fluid can be collected and reused.

Der Katalysatorträger mit der Katalysatorschicht wird einer Elektrode zugeordnet, wobei die Vorteile sich neben der Anwendung in einer Brennstoffzelle auch bei Batterieelektroden oder Messelektroden zeigen. Die vorstehend genannten Vorteile und Wirkungen gelten sinngemäß auch für eine Brennstoffzelle mit einer derartig hergestellten Elektrode und einem Kraftfahrzeug mit einer mindestens eine derartige Brennstoffzelle aufweisenden Brennstoffzellenvorrichtung gelten. Die Vorteile kommen dabei besonders in dem Kraftfahrzeug zur Geltung, da bei diesem häufig wechselnde Lastanforderungen mit wechselnden Zellpotentialen auftreten.The catalyst carrier with the catalyst layer is assigned to an electrode, the advantages being shown not only in the use in a fuel cell but also in battery electrodes or measuring electrodes. The above-mentioned advantages and effects also apply mutatis mutandis to a fuel cell with an electrode produced in this way and a motor vehicle with a fuel cell device having at least one such fuel cell. The advantages are particularly evident in the motor vehicle, since in this motor vehicle frequently changing load requirements with changing cell potentials occur.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave. Thus, embodiments are also to be regarded as encompassed and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, but which emerge and can be generated from the explained embodiments by means of separate combinations of features.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennstoffzellenvorrichtung.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the claims, the following description of preferred embodiments and on the basis of the drawings. It shows:
  • 1 a schematic representation of a fuel cell device.

In der 1 ist beispielhaft für die Anwendung eines verbesserten Katalysators in einer Elektrode schematisch eine Brennstoffzellenvorrichtung 1 mit einer Mehrzahl in einem Brennstoffzellenstapel 3 zusammengefasster Brennstoffzellen 2 gezeigt. Jede der Brennstoffzellen 2 umfasst eine Anode, eine Kathode sowie eine die Anode von der Kathode trennende, protonenleitfähige Membran. Die Membran ist aus einem lonomer, vorzugsweise einem sulfonierten Polytetrafluorethylen-Polymer (PTFE) oder einem Polymer der perfluorierten Sulfonsäure (PFSA) gebildet. Alternativ kann die Membran auch als eine sulfonierte Hydrocarbon-Membran gebildet sein.In the 1 is an example of the use of an improved catalyst in an electrode schematically a fuel cell device 1 with a plurality in a fuel cell stack 3 combined fuel cells 2 shown. Each of the fuel cells 2 comprises an anode, a cathode and a proton-conductive membrane separating the anode from the cathode. The membrane is formed from an ionomer, preferably a sulfonated polytetrafluoroethylene polymer (PTFE) or a polymer of perfluorinated sulfonic acid (PFSA). Alternatively, the membrane can also be formed as a sulfonated hydrocarbon membrane.

Den Anoden und/oder den Kathoden ist zusätzlich ein Katalysator beigemischt, wobei die Membranen vorzugsweise auf ihrer ersten Seite und/oder auf ihrer zweiten Seite mit einer Katalysatorschicht aus einem Edelmetall oder einem Gemisch umfassend Edelmetalle wie Platin, Palladium, Ruthenium oder dergleichen beschichtet sind, die als Reaktionsbeschleuniger bei der elektrochemischen Reaktion der jeweiligen Brennstoffzelle 2 dienen. Alternativ kann auch eine Ausbildung der Brennstoffzelle 2 mit einer Gasdiffusionselektrode erfolgen, bei der die Elektrode mit der Katalysatorschicht einer Gasdiffusionslage zugeordnet ist, die für eine verbesserte Gleichverteilung der Reaktanten der elektrochemischen Reaktion dient.A catalyst is additionally mixed into the anodes and / or the cathodes, the membranes preferably being coated on their first side and / or on their second side with a catalyst layer made of a noble metal or a mixture comprising noble metals such as platinum, palladium, ruthenium or the like, as a reaction accelerator in the electrochemical reaction of the respective fuel cell 2 serve. Alternatively, the fuel cell can also be designed 2 take place with a gas diffusion electrode, in which the electrode with the catalyst layer is assigned to a gas diffusion layer which serves for an improved uniform distribution of the reactants of the electrochemical reaction.

Über einen Anodenraum kann der Anode Brennstoff (zum Beispiel Wasserstoff) aus einem Brennstofftank 13 zugeführt werden. In einer Polymerelektrolytmembranbrennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle) werden an der Anode Brennstoff oder Brennstoffmoleküle in Protonen und Elektronen aufgespaltet. Die PEM lässt die Protonen hindurch, ist aber undurchlässig für die Elektronen. An der Anode erfolgt beispielsweise die Reaktion: 2H2 →4H+ + 4e- (Oxidation/Elektronenabgabe). Während die Protonen durch die PEM zur Kathode hindurchtreten, werden die Elektronen über einen externen Stromkreis an die Kathode oder an einen Energiespeicher geleitet.The anode can take fuel (for example hydrogen) from a fuel tank via an anode compartment 13th are fed. In a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM fuel cell), fuel or fuel molecules are split into protons and electrons at the anode. The PEM lets the protons through, but is impermeable to the electrons. For example, the reaction takes place at the anode: 2H 2 → 4H + + 4e - (oxidation / electron donation). While the protons pass through the PEM to the cathode, the electrons are conducted to the cathode or to an energy store via an external circuit.

Über einen Kathodenraum kann der Kathode das Kathodenfrischgas (zum Beispiel Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltende Luft) zugeführt werden, so dass kathodenseitig die folgende Reaktion stattfindet: O2 + 4H+ + 4e-→ 2H2O (Reduktion/E lektronenaufnahm e).The cathode fresh gas (for example oxygen or air containing oxygen) can be fed to the cathode via a cathode compartment, so that the following reaction takes place on the cathode side: O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O (reduction / electron uptake).

Da in dem Brennstoffzellenstapel 3 mehrere Brennstoffzellen 2 zusammengefasst sind, muss eine ausreichend große Menge an Kathodenfrischgas zur Verfügung gestellt werden, so dass durch einen Verdichter 18 ein großer Kathodengasmassenstrom oder Frischgasstrom bereitgestellt wird, wobei infolge der Komprimierung des Kathodenfrischgases sich dessen Temperatur stark erhöht. Die Konditionierung des Kathodenfrischgases oder des Frischluftgasstroms, also dessen Einstellung hinsichtlich der im Brennstoffzellenstapel 3 gewünschten Temperatur und Feuchte, erfolgt in einem Befeuchter 4, der eine Feuchtesättigung der Membranen der Brennstoffzellen 2 zur Steigerung von deren Effizienz bewirkt, da dies den Protonentransport begünstigt.Because in the fuel cell stack 3 several fuel cells 2 are summarized, a sufficiently large amount of fresh cathode gas must be made available, so that by a compressor 18th a large cathode gas mass flow or fresh gas flow is provided, the temperature of which increases significantly as a result of the compression of the cathode fresh gas. The conditioning of the cathode fresh gas or the fresh air gas flow, i.e. its setting with regard to that in the fuel cell stack 3 desired temperature and humidity, takes place in a humidifier 4th , the a moisture saturation of the membranes of the fuel cells 2 to increase their efficiency, as this favors the transport of protons.

Um eine ausreichende Bereitstellung des Katalysators zu ermöglichen, wird eine große Oberfläche auf einem Katalysatorträger benötigt. Eine große elektrochemisch aktive Fläche (electrochemical surface area: ECSA) wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle 2 bereit gestellt, das die folgenden Schritte umfasst:

  • - Bereitstellung eines Gemisches aus Kohlenstoff mit darauf abgeschiedenen Katalysatorpartikeln und aus Wasser, Alkohol und einem Binder,
  • - Gießen des Gemisches als Katalysatorschicht auf einen kohlenstoffhaltigen Katalysatorträger,
  • - Austreiben von dem Wasser und dem Alkohol unter Wärmeeinwirkung durch ein überkritisches Fluid.
In order to enable sufficient provision of the catalyst, a large surface area is required on a catalyst carrier. A large electrochemical surface area (ECSA) is created by a method of manufacturing an electrode for a fuel cell 2 which includes the following steps:
  • - Provision of a mixture of carbon with catalyst particles deposited on it and of water, alcohol and a binder,
  • - Pouring the mixture as a catalyst layer on a carbon-containing catalyst carrier,
  • - Expulsion of the water and alcohol under the action of heat by a supercritical fluid.

Das Austreiben wird für einen schnelleren Ablauf und einer verbesserten thermischen Kontrolle in einem Autoklaven durchgeführt. Bei dem Austreiben wird in dem Katalysatorträger einer hochporöse Struktur erzeugt, die die gewünschte große Oberfläche für die Katalysatorpartikel bildet.The stripping is carried out in an autoclave for a faster process and improved thermal control. During the expulsion, a highly porous structure is created in the catalyst carrier, which forms the desired large surface area for the catalyst particles.

Besonders geeignet für das Verfahren sind dabei überkritische Fluide, die ausgewählt werden aus einer Gruppe, die Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasser, Ethanol, Benzol, Diethylester und Ammoniak umfasst. Sofern das überkritische Fluid nicht polar genug ist, kann dem überkritischen Fluid ein polarer Modifier zugesetzt werden, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Methanol, Aceton, Hexan, Methylenchlorid und Xenon umfasst. Das überkritische Fluid, gegebenenfalls mit dem Modifier, wird aufgefangen und wiederverwendet.Particularly suitable for the method are supercritical fluids which are selected from a group comprising carbon dioxide, carbon monoxide, water, ethanol, benzene, diethyl ester and ammonia. If the supercritical fluid is not polar enough, a polar modifier can be added to the supercritical fluid, which is selected from a group comprising methanol, acetone, hexane, methylene chloride and xenon. The supercritical fluid, possibly with the modifier, is collected and reused.

Der so gebildete Katalysatorträger mit der Katalysatorschicht wird allgemein einer Elektrode und in dem Ausführungsbeispiel einer Gasdiffusionselektrode oder einer Membranelektrodeneinheit zugeordnet, die für den Aufbau einer Brennstoffzelle 2 genutzt werden.The catalyst carrier formed in this way with the catalyst layer is generally assigned to an electrode and, in the exemplary embodiment, a gas diffusion electrode or a membrane electrode unit, which is used for the construction of a fuel cell 2 be used.

Ein Kraftfahrzeug mit einer mindestens eine derartige Brennstoffzelle 2 aufweisenden Brennstoffzellenvorrichtung 1 zeigt in seinem Regelbetrieb mit wechselnden Lastanforderungen einen geringeren Verschleiß, da die Folgen der Degradation durch Kohlenstoffkorrosion gemildert sind.A motor vehicle with at least one such fuel cell 2 having fuel cell device 1 shows less wear in normal operation with changing load requirements, since the consequences of degradation due to carbon corrosion are mitigated.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
BrennstoffzellenvorrichtungFuel cell device
22
BrennstoffzelleFuel cell
33
BrennstoffzellenstapelFuel cell stack
44th
BefeuchterHumidifier
55
WärmetauscherHeat exchanger
66th
BypassleitungBypass line
77th
Befeuchter-BypassventilHumidifier bypass valve
88th
FrischluftdosierventilFresh air metering valve
99
FrischluftleitungFresh air duct
1010
KathodenabgasleitungCathode exhaust line
1111
KathodenabgasventilCathode exhaust valve
1212th
BrennstoffleitungFuel line
1313th
BrennstofftankFuel tank
1414th
RezirkulationsleitungRecirculation line
1515th
RezirkulationsgebläseRecirculation fan
1818th
Verdichtercompressor
1919th
BrennstoffdosierventilFuel metering valve
2020th
WasserabscheiderWater separator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, umfassend die Schritte: - Bereitstellung eines Gemisches aus Kohlenstoff mit darauf abgeschiedenen Katalysatorpartikeln und aus Wasser, Alkohol und einem Binder, - Gießen des Gemisches als Katalysatorschicht auf einen kohlenstoffhaltigen Katalysatorträger, -Austreiben von dem Wasser und dem Alkohol unter Wärmeeinwirkung durch ein überkritisches Fluid.A method for producing a catalyst, comprising the steps of: - Provision of a mixture of carbon with catalyst particles deposited on it and of water, alcohol and a binder, - Pouring the mixture as a catalyst layer on a carbon-containing catalyst carrier, Expulsion of the water and alcohol under the action of heat by a supercritical fluid. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Austreiben in einem Autoklaven durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the expulsion is carried out in an autoclave. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das überkritische Fluid ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasser, Ethoanol, Benzol, Diethylester und Ammoniak umfasst.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the supercritical fluid is selected from a group comprising carbon dioxide, carbon monoxide, water, ethanol, benzene, diethyl ester and ammonia. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem überkritischen Fluid ein polarer Modifier zugesetzt wird.Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a polar modifier is added to the supercritical fluid. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der polare Modifier ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Methanol, Aceton, Hexan, Methylenchlorid und Xenon umfasst.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the polar modifier is selected from a group comprising methanol, acetone, hexane, methylene chloride and xenon. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das überkritische Fluid aufgefangen und wiederverwendet wird.Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the supercritical fluid is collected and reused. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorträger mit der Katalysatorschicht einer Elektrode zugeordnet wird.Method according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the catalyst carrier with the catalyst layer is assigned to an electrode. Verfahren nach Anspruch 7 nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode einer Batterie oder einer Brennstoffzelle zugeordnet wird.Procedure according to Claim 7 after one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the electrode is assigned to a battery or a fuel cell. Brennstoffzelle mit einer Elektrode nach Anspruch 8.Fuel cell with an electrode after Claim 8 . Kraftfahrzeug mit einer mindestens eine Brennstoffzelle (2) nach Anspruch 9 aufweisenden Brennstoffzellenvorrichtung (1).Motor vehicle with at least one fuel cell (2) according to Claim 9 having fuel cell device (1).
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