DE1596060A1

DE1596060A1 - Waermebestaendige,halbfeste Elektrolytmembran fuer Brennstoffzellen

Info

Publication number: DE1596060A1
Application number: DE1966E0032563
Authority: DE
Inventors: Shields Hugh A; Adlhart Otto J; Halpern Mordecai J
Original assignee: Engelhard Industries Inc
Current assignee: Engelhard Industries Inc
Priority date: 1965-10-01
Filing date: 1966-09-29
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE1596060B2; CH477766A; DE1596060C3; US3453149A; GB1163717A

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ ICQcncn München,

DR. DIETER F. MORF DR. HANS-A. BRAUNS

Postanschrift/ Postal Address 8 München 86, Postfach 860109

Patentanwälte Pienzenauerstraße 28

Telefon 483225 und 486415 Telegramme: Chemindus München

14. Juli 1969 B-920/S 32 563

ENGELHARD INDUSTRIES, INC. 113 Astor Street, Newark, New Jersey 071Hf T.St.A,

Wärmebeständige, halbfeste Elektrolytmembran für Brennstoffzellen

Die Erfindung betrifft neue und verbesserte halbfeste saure Membranen, die als Elektrolyse für Brennstoffzellen dienen.

Gegenstand der Erfindung ist es, einen in einer Einbettungsmasse enthaltenen Elektrolyten für Brennstoffzellen zur Verfügung zu stellen, der die Vorteile eines aus freier konzentrierter Säure bestehenden Elektrolyten aufweist, ohne dass dies auf Kosten der Vorteile eines festen Gefüges geht· Die Verwendung einer freien starken Säure hat den Vorteil, dass die sioh aus dem Elektrolytwideretand und der Elektrodenpolarisation ergebenden Verluste vermindert werden. Feste Merabrannen können als Bauteile verwendet werden, die den Brennstoff und das Oxydationsmittel voneinander trennen und die Anordnung von Elektroden in Form von festen Bauteilen überflüssig maohen. In

1088U_/rj2_41 ^ _QR1G1NAt

Neue Unterlagen (Art 711 aö·. 2 Nr. 1 sau 3 a- Amterur«·«··. * * »i9ö7j

B-920 *·

allgemeinen sind für flüssige Elektrolyse strengere Toleranzen hinsichtlich der Bauart erforderlich, und dünnere Zellen mit einer höheren Packungsdichte und höheren Stromdichte lassen Bioh mit festen Membranen bauen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, daes der Elektrolytkörper bei Temperaturen von mindestens 100° 0 und vorzugsweise bis 200° 0 beständig ist. Es ist vorteilhaft, Brennstoff Bellen im Bereich von etwa 100 bis 200° C zu betreiben, da das entstehende Wasser sioh bei diesen Temperaturen leiohter entfernen lässt ale bei niedrigeren Temperaturen, ferner ermöglicht der Betrieb bei diesen höheren Temperaturen die Abführung der duroh Leitung und Polarieationeverluste erzeugten Wärme* Es sind Ionenaustausohmembranen bekannt» die den Bau ▼on Zellen mit den oben genannten Vorteilen ermöglichen) man kennt jθdooh keine Ionenauetaueohmembrannen, die Temperaturen über etwa 100° 0 aushalten.

) Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Elektrolytkörper dünn, biegean und äusserst beständig gegen aeohanieohen Stoss au gestalten. Bei der Membran genäse der Erfindung, die eine Kombination aus der Struktur einer Einbettungemaeee und einem aus einer freien starken Säure bestehenden Elektrolyten darstellt, der in der ElnbettungeaaeBe eingeeohloeeen ist, ist ee wiohtig, due die SinbettungBmasee den S tr ob flues in der Zelle nioht beeinträchtigt.

1 0 θ 814 7 0²2 4 1 ^{8AD 0RIG1NAL}

B-920 3

Gemäss der Erfindung wird eine neue und verbesserte halbfeste Elektrolytmembran zur Verfügung gestellt, die einen dünnen, zusammenhängenden, biegsamen Formkörper, z.B. in Folienform, aus aneinander gebundenen inerten anorganischen porösen festen Trägerteilchen und einen eauren Elektrolyten enthält, der die Poren zwischen den inerten porösen Trägerteilchen teilweise oder vollständig ausfüllt.. Die mit dem Elektrolyten gefüllten Trägerteilchen sind durch ein inertes Fluorkohlenstoffpolymerisat von guter Biegsamkeit aneinander gebunden· Der biegsame formkörper besitzt vorzugsweise eine gleiohmässige oder im wesentlichen gleiohmässige Dicke von nicht mehr als etwa 1,27 mm, vorzugsweise von etwa 0,25 bis 0,75 mm. Diese festen Elektrolytmembranen kennzeichnen sich durch

(1) gute Widerstandsfähigkeit gegen mechanischen Stoss und daher gegen Bruch infolge ihrer Biegsamkeit,

(2) Wärmebeständigkeit und Verwendbarkeit in Brennstoffzellen, die bei Temperaturen bis etwa 200° C arbeiten,

(3) zufriedenstellende Festigkeit trotz ihrer Dünne und

(4) gute Leitfähigkeit bei einen niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand von gewöhnlich weniger als 10 0hm«cmo Diese Membranen trennen in wirksamer Weise den Anodenraum vom Kathodenraum und ermöglichen dadurch eine günstigere Bauart der Zelle hinsichtlich Gewicht, Abmessungen und Wirkungsgrad.

Der inerte anorganische Bestandteil kann ein Oxyd, Sulfat oder Phosphat von Zirkon, Tantal, Wolfram, Chrom oder Niob

1 0 θ 8 U

7 8 Λ 1

B-920 (f.

sein. Ss ist jedoch zu beachten, dass die Oxyde der Metalle der Gruppe TB und YIB des Periodischen Systems sich nicht in allen Fällen für die halbfesten Electrolyte gemäss der Erfindung eignen, da Vanadiumpentoxyd und Molybdäntrioxyd von starken Säuren bei höheren Temperaturen angegriffen werden.

Sie anorganischen Trägerteilchen selbst haben keine nennenswerte Ionenleitfähigkeit. Bevor die Trägerteilchen durch das

organische Bindemittel aneinander gebunden werden, besitzen sie typischerweise die Teilchengrösse eines Pulvers. Pie porösen Trägerteilchen weisen vorzugsweise eine hohe Porosität und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1 m /g auf·

Das Fluorkohlenstoffpolymerisat, das die inerten porösen Träger teilchen aneinander bindet, ist ebenfalls indifferent gegenüber den Reaktionsteilnehmem und dem sauren Elektrolyten und ist bei der Arbeitetemperatur der Brennstoffzelle wärme-) beständig. Bas Fluorkohlenstoffpolymerisat, welches ein biegsamer Stoff ist, übernimmt nicht nur die Aufgabe, die Trägerteilchen zu einem zusammenhängenden Körper aneinander zu binden, sondern es verleiht dem halbfesten Elektrolyten auoh Biegsamkeit. Bei der Herstellung der Membran ist es wichtig, dass das Fluorkohlenstoffpolymerisat nicht als Pulver, sondern als Emulsion verwendet wird· Wenn es als Pulver verwendet wird, behält es seine Pulverform bei. Wenn es dagegen als Emulsion eingesetzt wird, bildet es ein Hetz, welches die freie Säure einsohliesst.

BAD ORIGINAL

109814/0241

B-920 5

Als saurer Elektrolyt kann wässrige Phosphorsäure oder Schwefelsäure verwendet werden. Die Konzentration der tJäure richtet sich nach den Arbeitsbedingungen der Brennstoffzelle} ζ.Bο nach der Arbeitstemperatur und der relativen Feuohtigkeit der in die Brennstoffzelle eintretenden Gase. Je nach diesen Bedingungen nimmt die Membran Wasser auf oder sie gibt Wasser ab_f bis das Gleichgewicht erreicht ist. Eine typische Elektrolytkonzentration beträgt fUr Phosphorsäure 85 bis 100 i» und für Schwefelsäure 25 bis 35 #·

Die halbfesten Elektrolytmembranen gemäss der Erfindung werden hergestellt» indem die porösen Trägerteilchen, das biegsame organische Bindemittel und der Elektrolyt miteinander vermischt werden und das Gemisch, z.B. durch Walzen oder Pressen mit oder ohne Form, in die gewünschte zusammenhängende Form gebracht wird. Wenn als Bindemittel das bevorzugte Polytetrafluoräthylen verwendet wird, werden eine im Handel erhältliche Polytetrafluoräthylenemulslon, die porösen Trägerteilchen und der Elektrolyt homogen miteinander vermischt, und dieses Gemisch wird auf etwa 200° C erhitzt, um die Emulsion zu koagulieren und zu zersetzen· Dann wird das Gemisch in die gewünschte Form gebraoht, ζ.Bo indem es zu einer Folie oder Platte ausgewalzt oder gepresst wird. Die halbfeste Elektrolytmembran kann auch die Form einer Scheibe oder einer Röhre haben.

1 0 9 ö U / 0 2 U \ BAD

B-920 . I

Sie halbfeste Elektrolytmembran gemäss der Erfindung kann auch hergestellt werden, indem man die porösen Tragerteilchen und das biegsame organische Bindemittel miteinander mischt, dieses Gemisch verformt und es dann mit dem Elektrolyten trankt.

ils Anodenkatalysator» d.h. Brennstoffelektrodenkatalysator, wird eine dünne Schicht eines hierfür geeigneten Metalles, z.B. eines Edelmetalles, wie Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Iridium, Osmium oder eines Gemisches oder einer Legierung aus solchen Metallen, an derjenigen Seite des halbfesten Elektrolyten befestigt, die mit dem Brennstoff gespeist werden soll. Als Anodenkatalysatorschicht verwendet man vorzugsweise eine dünne Schicht des Katalysators in Pulverform in einer Dicke von vorzugsweise nicht mehr als 0,2 mm. Auf dieser Katalyaatorsohicht wird ein elektronenleitendes Organ, ζ.Β» ein feinmaschiges Drahtnetz aus einem gegenüber dem Zellenreaktionsteilnehmer und dem katalytischen Metall beständigen Metall, wie Tantal, Wolfram oder Platin, befestigt, um die Elektronen abzuleiten.

Beispielsweise wird das Anodenkatalysatorpulver, das mit PoIytetrafluoräthylenpulver gemischt sein kann, um es feuchtigkeitsbeständig zu maohen, mittels einer hydraulischen Presse unter einem Druck von etwa 70 kg/cm in Form einer dünnen Sohlenfc auf diejenige Oberfläche der halbfesten Elektrolyt«

1 0 U 8 U / 0 2 A 1 BAD ORIGINAL

B-920 !f

membran aufgepresst, die mit des Brennstoff gespeist werden soll. Über dieser dünnen Katalysatorsohicht wird ein Platin« drahtnetz von 0,177 mm Haschenweite angeordnet» um elektrische Energie von der Anode abzuleiten* Ebenso kann das Anodenkatalysatorpulver im Gemisch Bit den Polytetrafluoräthylenpulver auch als dünne Schicht auf das Platindrahtnetz aufgepresst werden, worauf das Drahtnetz auf derjenigen Oberfläche der halbfesten Elektrolytmeabran befestigt wird« die mit dem Brennstoff gespeist werden soll.

Als Kathodenkatalysator, d.h· Oxydationsalektrodenkatalysator, kann ein hierfür geeignetes katalytisches Metall, z.B. ein Edelmetall, wie Platin, Palladium, Rhodium, Iridium, Gold oder ein Gemisch oder eine !legierung aus derartigen Metallen, verwendet werden· Die Kathodenkatalysator schicht ist ebenfalls vorzugsweise eine dünne Schicht in Pulverform von ähnlicher Dicke wie die Anodenkatalysatorsohioht. Die Kathodenkatalysatorschicht wird in,Ähnlicher Weise, wie es für die Anodenkatalys&torsohioht und die Brennstoffseite der Membran beschrieben wurde, an derjenigen Seite der halbfesten Elektrolytmenbran befestigt, die mit atm Oxydationsmittel oder dem oxydierenden das gespeist werden soll, und die gewöhnlich die gegenüberliegende Seite des halbfesten Elektrolyten ist* Ein elektronenleitendes Organ, z.B. ein feines Platindrahtnets, wird an dem Kathodenkatalysator in ähnlicher Weise befestigt, wie es für ien Elektronenleiter in Verbindung mit der Anodenkatalysatorgöhicht beschrieben wurdeο

1098 U/024 1 _bAd

B-920 b

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Pig· 1 zeigt in Aufries einen Schnitt durch eine Brennstoffzelle» die mit der halbfesten Elektrolytmembran genäse der Erfindung ausgerüstet ist.

Fig» 2 ist ein sohenatischer vergrösserter Längsschnitt durch die halbfeste Elektrolytmembran genäse der Erfindung.

Fig» 3 ist ein Teillängeschnitt durch eine erfindungsgenässe halbfeste Elektrolytnenbran, bei der die Brennstoffseite und die Oxydationsnittelseite mit einer Anodenkatalysatorschicht bzw« einer Kathodenkatalysatorsehicht versehen ist und über den Katalysatorschiohten Elektronenleiter zum Ableiten der Elektronen angeordnet sind.

Die Brennstoffzelle 5 genäss Pig. 1 weist die Seitenplatten 6 und 7 aus Stahl auf* Sie Bolzen 10 und 11 besitzen Schraubengewinde 12 bzwo 13 und erstrecken sich duroh entsprechende öffnungen in den Seitenplatten 6 bzw. 7» wobei sie nit ihren Schraubengewinde in die nit Innengewinde versehenen öffnungen in der Platte 7 eingreifen, so dass die Brennstoffzelle zusammengehalten wird.

1098U/0241

B-920 .

Die biegsame, halbfeste Elektrolytmembran 15» die vergröesert in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, besteht aus poröeen Tantaloxydpulver 32, dessen Teilchen durch Polytetrafluoräthylen aneinander gebunden sind, während die Foren zwischen den Trägerteilchen mit 85 #iger wässriger Fhosphorsäure gefüllt sind. Die halbfeste Elektrolytmembran 15 ist vorzugsweise etwa 0,25 bis 0,75 mm dick.

Eine dünne Anodenkatalysatorschicht 16 (vgl. Fig. 1 und 3) aus g einem aus 95 % Platin und 5 i° Ruthenium bestehenden Pulver ist in die Oberfläche der halbfesten Elektrolytmembran 15 eingebettet, während eine dünne Eathodenkatalysatorsohioht 17 aus Platinschwarz in die andere Seite der halbfesten Elektrolytmembran 15 eingebettet ist. Feinmaschige Platindrahtnetze 18 und 19 von einer typischen Maschenweite von 0,177 nun sind über den Anoden- und Kathodenkatalysatorschiohten 16 bzw. 17 befestigt, um die Elektronen aufzunehmen, und die nur in Fig. 1 dargestellten grobmaschigen Platindrahtnetze 20 und 21 von einer typischen Haschenweite von 0,84 mm sind über den feinmaschigen Drahtnetzen 18 und 19 befestigt.

Durch die Zuführungeleitungen 23 und 24 (Fig. 1) wird der Anode bzw. der Kathode Brennstoff bswo Oxydationsmittel zugeführt, während die Leitungen 25 und 26 zum Abziehen des Reaktionsproduktes und der Abgase dienen. Je eine Polytetrafluoräthylendlohtung 27 befindet eich am oberen und am unteren Ende

- 9 - BAD

1088U/0241

B-920

/ο

der halbfesten Elektrolytmembran 15. Die Teile 29 und 30 der Stromabnehmerdrahtnetze 20 bzw. 21 sind mit Polytetrafluorethylen gefüllt, um die Brennstoffkammer und die Luftkammer abzudichten.

Beim Betrieb der Zelle wird ein Brennstoff, z.B. Wasserstoff, dem Anodenkatalysator 16 durch die Zuführungsleitung 23 und ein oxydierendes Gas, wie Luft, der Kathode durch Leitung 24 zugeführt. Infolge der elektrochemischen Reaktion werden an " der Anode Elektronen in Freiheit gesetzt und Protonen gebildet. Die Elektronen werden durch das Stromabnehmer-Platindrahtnetz 18 aufgenommen und duroh den Platindrahtnetzleiter 20 abgeführte Sie abgeführten Elektronen werden zur Leistung von Arbeit verwendet und kehren zur Zellenkathode zurüok, wo die folgende elektrochemische Kathodenreaktion stattfindet:

1/2 O₂ + 2 e + 2 H⁺ —> HgO

Die für die Reaktion benötigten Protonen werden duroh Wanderung durch die halbfeste Elektrolytmeobran von der Anode zugeführt. Das an der Kathode entstehende Wasser wird durch die überschüssige Luft- oder Sauerstoffströmung abgeführt.

Die folgenden Beispiele erläutern Stoffzusammensetzungen für die Herstellung halbfester eaurer llektrolytoembranen gemäss der Erfindung»

- 10 1Q88U/Q241

B-920

Beispiel 1

Zirkoniumoxyd 50 g

Phosphorsäure , 95 g

60 #ige wässrige Polytetrafluor-

äthylenemulsion. 30 ml

Beispiel 2

Wolframtrioxyd . 60 g

Phosphorsäure 40 g

60 #ige wässrige Polytetrafluor-

äthylenemulsion 15 ml

Beispiel 5 Tantaloxyd 13 g Phosphor satire 6,5 g

60 7&ige wässrige Poly te traf luor-

äthylenemulsion 4- ml

Beispiel 4

Wolframtrioxyd , 60 g

Schwefelsäure 35 g

60 #ige wässrige Polytetrafluor-

äthylenenuleion 15 ml

Beispiel 5

Zirkoniumoxyd 30 g

Schwefelsäure 85 g

60 #ige wässrige Polytetrafluor-

äthylenemulsion 30 ml

- 11 109814/0241

B-920 H

Beispiel 6

Tantaloxyd 13 g Schwefelsäure 6,5 g

60 #ige wässrige Polytetrafluor-

äthylenemulsion 4 ml

TJn den Säuregehalt zu steuern, kann die Membran ine Gleichgewicht gebracht werden, indem man sie mehrere Tage in Säure der gewünschten Stärke liegen lässt.

In Beispiel 1 bis 3 werden die Membranen mit 100 #iger Phosphorsäure, in Beispiel 4 bis 6 mit 100 #iger Schwefelsäure hergestellt. Sann werden die Membranen in konzentrierter Säurelösung, e.B. 85 #iger Phosphorsäure oder 25 #iger Schwefelsäure, ins Gleichgewicht gebracht. In Beispiel 1 und 5 wird das Zirkoniumoxyd durch umsetzung mit Phosphorsäure bzw· Schwefelsäure in Zirkoniumphosphat bzw. Zirkoniumsulfat umgewandelte

) Der spezifische Widerstand der halbfesten Elektrolytmembranen kommt durch Auswalzen inniger Gemische der angegebenen Bestandteile zustande·

Beispiel 7

In einer Versuchsreihe mit den halbfesten sauren Elektrolytmembranen gemäss der Erfindung als Elektrolytkörper in einer Brennstoffzelle werden der Anode verschiedene Brennstoffe und

- 12 108814/0241

B-920 β

der Kathode als Oxydationsmittel technischer Sauerstoff zugeführt. Als Anodenkatalysator und Kathodenkatalysator dient
Platinschwarz. Die halbfeste Elektrolytmembran ist 0,5 bis
0,63 mm dick und wird aus 30 g ZrO₂> 98 g 100 £iger Phosphorsäure und 30 ml einer 60 £igen wässrigen Polytetrafluoräthylenemulsion hergestellt. Der Katalysator wird in Form von Platinschwarz in die beiden Seiten der halbfesten Elektrolytmembran eingepresst. Über jeder der beiden Katalysatorschiohten wird
ein Platindrahtnetz befestigt, das seinerseits mit einem grobmaschigen Tantaldrahtnetz; als Stromabnehmer versehen wird. Die Arbeitetemperatur der Zelle bei diesen Yersuohen beträgt
165° C. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle I.

- 13 1098U/02U

Tabelle

ο	Brennstoff	H₂0-Sätti-	Zellenaparmung in Volt bei der angegebenen Stromdichte	20	3P	50	75	in mA/oxn	150
co CD	^H2 Reformer-Wasseratoff	temperatur	0	0,96 n.b.	0,94 n.b.	0,91 n.b.	0,88 n.bo	100	0,80 n.b·
^- ι O ¹⁰ ♦►	!than	trocken 83° C	1,03 1,03	0,62	0,59	0,53	n.b.	0,86 0,82	n.bo
	Propan	83° 0	0,90	0,67	0,61	0,54	0,46	n.bo	n.b.
	Baten	83° C	0,92	0,64	0,59	0,53	n.bo	0,39	n.b.
	Kohlennonoxyd	85° C	0,90	0,64	0,42	n.b.	n.b·	n.bo	n.b·
	83° C	1,01	n.b.

VO IO O

B-920 ilS

Die Zellenspannungswerte der Tabelle Z zeigen den auf den spezifischen Widerstand der halbfesten Elektrolytmeabran zurüokzuführenden Spannungsabfall. Die Membran hat einen spezifischen Widerstand von 5,4 OhmOm. "n.b." in Tabelle I und Tabelle II bedeutet» dass die Spannung bei der angegebenen Stromdichte nicht bestimmt wurde.

Beispiel 8

Ee wird eine weitere Versuchsreihe mit der halbfesten sauren Elektrolytmembran genass der Erfindung mit der gleichen MeB-brandieke, unter den gleichen Arbeitsbedingungen und mit den gleichen Brennstoffen wie in Beispiel 7 durchgeführt* Bei diesen Versuchen besteht jedoch der Anbdenkatalysator aus einem Gemisch aus 95 Gew.-^ Fiatin und 5 Gew.-^ Ruthenium, während der Kathodenkatalysator aus Platin besteht· Die Ergebnisse finden sich in Tabelle II.

- 15 1098U/0241

	•	Brennstoff	T	85° C	a b e 1	1 e	II	O	20	30	50	75	vo TO	150
	^H2	H₂O-Sätti-	85° C 85° C		1,05	0,96	0,94	0,91	0,88	2 ° in mA/om	0,80
	gungs— temperatur	85° C		1,03	0,91	0,91	0,88	0,85	100	0,76*
«■■ft	trocken	* Bei einer Stromdichte von 170 mi	Zellenspannung in Volt bei der angegebenen Stromdichte	0,92	0,73	0,69	0,63	0,55	0,86	η ob ο
O CD	Reformer-Wasserstoff 85° C	+0,90 +0,90	0,73	0,69 0,65**	0,62 0,61	0,55 0,55	0,82	n.b.
OO	X than	1,02	0,63	0,57	0,48	n.bo	n.b.	n.b.
— I O _^	Propan Butan	Y.*					0,50 n.bo
	Kohlenmonoxyd		n.*..

cn co cn ο cn ο

Claims

1. Wärmebeständige, dünne biegsame halbfeste Elektrolytmembran für Brennstoffzellen, dadurch gekennzeichnet« dass sie aus einer Matrix aus im wesentlichen inerten« porösen» festen Teilchen besteht« die mit inertem koagulierten Pluorkohlenstoffpolymerisat aneinander gebunden sind« das eine netzwerkartige Struktur aufweist, in der ein freier

saurer Elektrolyt eingeschlossen ist. "

2. Elektrolytmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen aus Oxyden, Sulfaten oder Phosphaten bestehen.

3. Elektrolytmembran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxyde, Sulfate oder Phosphate Verbindungen von Zirkonium« Tantal, Wolfram« Chrom oder Niob sind«

4. Elektrolytmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« dass der Membrankörper eine Dicke von nicht mehr als etwa

1,27 mm aufweist. |

5. Elektrolytmembran naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper eine Dick« von etwa 0,13 bis 1,27 mm aufweist.

6. Elektrolytmembran naoh Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet« dass das Pluorkohlenstoffpolymerisat Polytetrafluoräthylen ist.

. . χ - BAD ORIG'NAL

Neue Unterragen (Art.

7 ΙΓAb·, 2 Nr. I Satz 3 de· XndTU—l. v. 4. %. 1W7)

7· Elektrolytmembran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet« dass der Elektrolyt wässrige Schwefelsäure ist.

8. Elektrolytmembran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» dass der Elektrolyt wässrige Phosphorsäure ist.

9« Elektrolytmembran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» dass der Membrankörper die Form einer Folie hat.

10. Brennstoffzelle« gekennzeichnet durch eine wärmebeständige» halbfeste Elektrolytmembran« bestehend aus einem dUnnen biegsamen Formkörper aus einem inerten» porösen» festen» pulverförmiger! Träger aus mindestens einer Verbindung von Zirkonium» Tantal» Wolfram» Chrom oder Niob» einem die Poren des porösen Trägers füllenden sauren Elektrolyten und einem die Trägerteilchen aneinander bindenden biegsamen organischen Bindemittel» Anodenkatalysator-Metallpulverteilohen, die an der Anodenfläche der halbfesten Elektrolytmembran befestigt sind« Kathodenkatalysator-Metallpulverteilchen, die an der Kathodenfläche der halbfesten Elektrolytmembran befestigt sind» eine Leitung zum Zuführen von gasförmigem Brennstoff zur Anodenfläche der halbfesten Elektrolytmembran, eine Leitung zum Zufuhren eines oxydierenden Oases zur Kathodenfläche der halbfesten Elektrolytmembran und Elektronenleiter, die mit dem Anodenkatalysator und dem Kathodenkatalysator in Berührung stehen.

11· Brennstoffzelle nach Anspruch 10» dadurch gekennzeichnet» dass die Elektrolytmenbran «in· Dicke von nicht mehr als •twa 1,27 ram aufweist.

- 2 - BAD ORIG'NAL

1098U/0241

12. Brennstoffzelle nach Anspruch 10« dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytmembran eine Dicke von etwa 0,15 bis 1,27 nun aufweist.

15. Verfahren zur Herstellung von wärmebeständigen, halbfesten Elektrolytmembranen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die inerten porösen festen Trägerteilchen, einen sauren Elektrolyten und eine Emulsion des inerten biegsamen organischen Bindemittels zu einem verformbaren Gemisch miteinander mischt und dieses Germisch miteinander mischt und dieses Gemisch zu einem dünnen, biegsamen Körper verformt.

14. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet» dass das Gemisch zu einem dünnen, biegsamen Körper mit einer Dicke von nicht mehr als etwa 1,27 mm verformt wird.

10 9 8 Γ4? (Γ2 41

IO .

Lee rseite