DE1596108A1 - Brennstoffelement - Google Patents
BrennstoffelementInfo
- Publication number
- DE1596108A1 DE1596108A1 DE19661596108 DE1596108A DE1596108A1 DE 1596108 A1 DE1596108 A1 DE 1596108A1 DE 19661596108 DE19661596108 DE 19661596108 DE 1596108 A DE1596108 A DE 1596108A DE 1596108 A1 DE1596108 A1 DE 1596108A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- membrane
- layers
- layered
- ion
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
- B01J47/12—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor characterised by the use of ion-exchange material in the form of ribbons, filaments, fibres or sheets, e.g. membranes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1007—Fuel cells with solid electrolytes with both reactants being gaseous or vaporised
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1041—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends
- H01M8/1053—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends consisting of layers of polymers with at least one layer being ionically conductive
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1069—Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1069—Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes
- H01M8/1086—After-treatment of the membrane other than by polymerisation
- H01M8/1093—After-treatment of the membrane other than by polymerisation mechanical, e.g. pressing, puncturing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
- H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf Brennstoffelemente, die Ionenaustauschmembranen enthalten, und besonders auf
geschichtete Ionenaustauschmembranen, auf geschichtete
Ionenaustauschmembran-Elektroden-Anordnungen und auf Verfahren zu ihrer Herstellung.
Wie in den USA-Patenten Nr. 2 913 5li und Nr.
3 13* 697 erläutert ist, können Ionenaustauschmembranen
vorteilhaft als Elektrolyte in Brennstoffelementen verwendet werden. In dem typischen Aufbau einer Brennstoffzelle stellt die Ionenaustausohmembran im wesentlichen
eine Einrichtung dar, welche das Element in eine Brennstoff mittel kammer und eine Oxydationsmittelkammer trennt.
Irgendeine Öffnung in der Trennwand, sei es eine Bruohstelle oder nur ein kleines Looh, führt zu einer Vermischung
109812/0164
Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrm®AD
8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon ι 2921 02 · Telegramm-Adresse: lipatli/München
Bankverbindungen: Deutsche Bank AG, Filiale München, Dap.-Kasse Viktualienmarkr, Konto-Nr. 70/30638
Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Klo.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. 163397
des Brennstoffes mit dem Oxydationsmittel und damit zu
einer verminderten Leistungsabgabe des Elementes oder zu einem Defekt.
Die Wirksamkeit einer als Scheidewand benutzten Ionenaustauschmembran kann durcb eine Vielzahl von
Faktoren beeinträchtigt werden. Kleine Löcher, Risse oder eingeschlossene Luftblasen, welche allgemein als
"Fischaugen" bezeichnet werden, sind bekannte Störstellen in geschichteten Kunststoffmaterialien und
diese können auch in der Membran auftreten, wenn diese im Brennstoffelement angebracht wird. Hinzu kommt, daß
endlos hergestellte Kunststoffschichten oftmals längs der Achse des Materialflusses ausgerichtete Moleküle
besitzen. Solche Stoffe sind anisotrop und zeigen quer zur Richtung der Molekülanordnung eine geringere mechanische Festigkeit.
In einer in einem Brennstoffelement angebrachten Ionenaustauschmembran können Mechanische Spannungen
auftreten. Aufgrund eines großen Druckunterschiedes zwischen beiden Kammern, der beispielsweise durch eine
fehlerhafte Unterbrechung oder eine Hit Überdruck erfolgende Versorgung mit Brennstoff oder Oxydationsmittel auf einer Seite der Membran entstehen kann,
kann die Membran platzen. Ferner kann durch wiederholte Störungen des Druckgleiohgewichtes zwischen der
0 9812/0164 ßAD
Brennstoff- und der Oxydationsmittelseite der Membran während des Betriebes, diese zuerst in der einen und
dann in der anderen Richtung solange durchgebogen werden, bis sie infolge Ermüdung bricht. Schließlich können
örtlich begrenzte schwache Stellen in der Struktur der Ionenaustauschmembran zu begrenzten Bereichen mit erhöhter
Temperatur auf der Membran führen, wodurch diese elektrochemisch leichter angreifbar und damit zersetzbar
wird, was sich in einem Defekt der Trennwand äußert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Brennstoffelement zu liefern, das eine Ionenaustauschmembran
mit größerer innerer Festigkeit und verstärkter Trennwandwirkung besitzt.
Das zu schaffende Brennstoffelement soll auch eine
Membran-Elektroden-Anordnung mit größerer innerer Festigkeit, verstärkter Trennwandwirkung und gesteigerter
katalytischer Wirkung aufweisen.
Ferner sollen verbesserte Verfahren zur Herstellung von Ionenaustauschmembranen und Membran-Elektroden-Anordnungen
geliefert werden.
Diese und andere Aufgaben und Ziele der Erfindung sind dadurch erreichbar, daß das Brennstoffelement mit
einer geschichteten Ionenaustauschmembran versehen wird.
109812/0164 BAD ORIGINAL
Die Elektroden können in der herkömmliehen Weise oder
mittels eines Ionenaustauschklebestoffes mit der geschichteten Membran verbunden werden. Ionenaustauschmembranschichten
können ebenfalls mit solchen Bindemitteln, etwa aus einem Elektrokatalysator und einem
synthetischen Harz bestehenden Mischungen oder Ionenaustauschklebestoffen,
verbunden werden. Andererseits können solche Schichten unmittelbar durch Verwendung
von korrosionsfesten, durchlöcherten oder körnigen Verbindungselementen verbunden werden. Die Schichten
können zum Zweck ihrer Schichtung mit Quellmitteln oder, im Falle von fluorhaltigen, polymeren Stoffen,
mit chemischen Abbauprodukten vorbehandelt werden. Die vorbehandelten Schichten können auch ohne Bindemittel
oder Bindeelemente vereinigt werden. Schließlich können die Schichten zur Bildung einer Ionenaustauschmembran
auch durch Anwendung von Vibration hoher Frequenz verbunden werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnungen erläutert, die zeigen:
Fig. 1 die Draufsicht eines in Übereinstimmung mit dieser Erfindung gebauten Brennstoffelementes;
Fig. 2 einen durch 2-2 der Fig. 1 gelegten Längsschnitt;
Fig. 3 die schematische Darstellung einer Versuchseinrichtung
für das Brennstoffelement.
ßAD ORIGINAL 10981 2/01B4
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Ionenaustauschmembran wird aus ionenaustauschenden,
in Schichten vorliegenden Harzen hergestellt. Diese Harze beinhalten in ihrer polymeren Struktur ionisierbare
Radikale, wobei eine Ionenkomponente hiervon in der polymeren Grundsubstanz fest- oder zurückgehalten
wird und wobei wenigstens eine Ionenkomponente ein bewegliches, ersetzbares Ion ist, das mit der festgehaltenen
Komponente elektrostatisch verknüpft ist. Ionenaustauschende Harze sind entweder Kation-Austauschharze
oder Anion-Austauschharze, je nachdem ob ihr bewegliches
Ion ein Kation oder ein Anion ist. Entsprechende spezielle Beispiele für ionenaustauschende Harze werden in
den oben erwähnten Patentschriften von Grubb und Niedrach genannt. Die Aufbereitung und die Eigenschaften einer
ganzen Anzahl verschiedener ionenaustauschender Harze sind darüberhinaus in der Literatur und besonders beschrieben
in: ION EXCHANGE, Naohod, Academic Press, Inc. New York (1950); ION EXCHANGE RESINS, Kunin and Myers,
John Wiley and Sons, Inc., New York (Ι95θ); STYRENE,
ITS POLYMERS AND COPOLYMERS AND DERIVATES, Boundy and Boyer, Reinhold, New York (1950); ferner in folgenden
USA-Patenten: Nr. 2 366 007 und 2 366 008 von D'Alelio; Nr. 2 663 702 von Kropa; Nr. 2 664 397 von Hutchinson;
Nr. 2 678 306 von Ferris; Nr. 2 658 042 von Johnson;
Nr. 2 681 319, 2 6I8 320 und 2 827 426 von Bodamer;
und Nr. 3 133 889 von Hazenberg.
BAD ORIGINAL
109812/0164
1b96108
Die Herstellung dieser ionenaustauschenden Harze in Form von Membranen oder Platten ist in der Technik
ebenfalls wohlbekannt. Im allgemeinen sind diese Membranen in zwei Ausführungen anzutreffen: Der mosaikförmigen
oder heterogenen Art, bei der Körnchen eines ionenaustauschenden Harzes in der geschichteten Grundsubstanz
eines geeigneten Bindemittels, beispielsweise einem Bindemittel aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid, eingeschlossen
sind; und der einheitlichen oder homogenen Art, bei der das ionenaustauschende Harz die ganze Membran
bildet oder mit der polymeren Grundsubstanz einheitlich und molekular vermischt ist. Das oben erwähnte Patent
von Hazenberg erläutert ein Verfahren zur Herstellung einer Membran, die aus einem mit einer polymeren Grundsubstanz
molekular vermischten, ionenaustauschenden polymeren Stoff besteht, während das USA-Patent Nr. 2 827
von Bodamer ein Verfahren zur Herstellung einer Membran aus einem heterogenen polymeren Stoff beschreibt. Die
Herstellung ionenaustauschender Membranen wird z.B. zusätzlich beschrieben in AMBERPLEX ION PERMEABLE MEMBRANES,
Rohm und Haas, Philadelphia (1952) und in den in dieser Veröffentlichung genannten Bezugsquellen. Ferner wird
die Anfertigung einer ganzen Anzahl verschiedener Ionenaus tauschmembranen im USA-Patent Nr. 2 636 851 Ton Juda
et al und im USA-Patent Nr. 2 702 272 von Kasper beschrieben.
Ionenaustauschmembranen sind einheitliche Platten
BAD ORIGINAL
109812/0164
oder Folien aus synthetischem Harz, das 10 bis 60 Gewichtsprozente Wasser enthält. Das Wasser wird
in der Membran sekundär durch Van der Waalssche Kräfte gehalten und dient als Transportmedium,
welches eine Wanderung der beweglichen Ionen gestattet.
Eine in einem Brennstoffelement angebrachte Ionenaustauschmembran muß sowohl imstande sein,
bewegliche Ionen zwischen ihren Oberflächen zu führen, als auch eine körperliche Trennwand zu
bilden, welche das Element in getrennte Brennstoff- und Oxydationsmittelkammern teilt. Obgleich die Dicke
einer Ionenaustauschmembran im allgemeinen in umgekehrter Beziehung zu ihrer Wirksamkeit als Ionenleiter
oder Elektrolyt steht, ist eine Verminderung der Dicke aufgrund ihrer Wirkungsweise als Trennwand und der damit
verbundenen strukturellen Erfordernisse begrenzt. Die Wahl der Membrandicke kann sehr verschieden ausfallen,
je nachdem ob Gewicht auf die unmittelbare Leistungsabgabe oder auf allgemeine Betriebssicherheit
des Elementes gelegt wird. Die Dicke von Ionenaustausch membranen schwankt zwischen etwa 0,05 und 0,75 mm.
Es wurde festgestellt, daß Brennstoffelemente mit geschichteten Ionenaustauschmembranen eine größere Betriebssicherheit
besitzen als Brennstoffelemente mit
109812/0164
herkömmlichen, einheitlichen Ionenaustauschmembranen
äquivalenter Dicke. Obwohl irgendeine gewünschte Anzahl Schichten zum Aufbau einer geschichteten Membran
bestimmter Dicke verwendet werden kann, zeigen sich die Vorteile der Erfindung bei Verwendung von nur zwei
Schichten. Die beiden benachbarten Schichten müssen so miteinander verbunden werden, daß der dazwischenliegende
Übergang elektrolytisch leitend ist und einen Austausch von Ionen zwischen den Schichten erlaubt.
Ein Bindemittel zur Vereinigung von Ionenaustausehmembranschichten
besteht aus einer Mischung eines Elektrokatalysators mit einem synthetischen Harz. Im allgemeinen
entfallen auf die aus synthetischem Harz bestehende Komponente vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtsprozente. Der
Elektrokatalysator wird in fein verteilter Form vorzugsweise als Pulver verwendet, um eine möglichst große Oberfläche
pro Gewichtseinheit zu erzielen. Das synthetische Harz und der Katalysator können als Pulver oder als
wässeriger Brei vermischt werden.
Die als Elektrokatalysator verwendeten Stoffe sind vorzugsweise edle Metalle der Gruppe VIII des Periodischen
Systems, vor allem Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin. Andere geeignete Stoffe entT
halten weitere Metalle der Gruppe VIII, z.B. Nickel, Kobalt und Eisen; Metalle der Gruppe IB, z.B. Kupfer, Silber und
1 Q 9 8 1 2 / 0 1 B 4 ΒΑΣ>
original
Gold; Metalle der Übergangsgruppen, z.B. Mangan, Vanadium, Rhenium und dergleichen. Aufgrund des sehr sauren
Charakters von Kation-Austauschmembranen, werden vorzugsweise nur die edlen Metalle der Gruppe VIII in
diesem Zusammenhang benutzt, da eine Korrosion der Metalle die Lebensdauer des Elementes verkürzt. Bei
der Benutzung von basischen Anion-Austauschmembranen
besteht kein solches Korrosionsproblem und es kann irgendeiner der obengenannten Elektrokatalysatorstoffe
verwendet werden.
Eine große Anzahl synthetischer Harze kann als Bindemittel verwendet werden. Polytetrafluoräthylen
ist deswegen ein bevorzugtes Bindemittel, weil es sehr stabil und inert ist. Andere verwendbare synthetische
Harze bestehen aus Polytrifluorchloräthylen, Polytrifluoräthylen, Vinyliden-Fluorid und aus fluorfreien,
polymeren Stoffen wie Polyäthylen, Polypropylen, Vinyliden-Chlorid, Polystyrol und dergleichen. In allgemeinen
soll das im Bindemittel verwendete synthetische Harz wenigstens genau so chemisch stabil sein, wie die
zu vereinigenden Membranschichten.
Ein anderes Bindemittel zur Verbindung von Schichten und zur Herstellung einer Ionenaustauechmembran besteht
aus eine« ionenaustauschenden Klebstoff. Jedes synthetische Harz, das Ionenaustauscheigensohaften und Klebe-
BAD ORIGINAL
109812/0164
eigenschaften besitzt, ist anwendbar. Zur Verbindung von Schichten, welche Kationen austauschen, muß ein
Klebestoff mit Kation-Austauscheigenschaften, etwa Phenol-Formaldehyd-Sulfonsäure, ein sulfoniertes
Styrol-Divinyl-Benzol-Copolymer und dergleichen verwendet werden. Anionaustausch-Klebemittel zur
Verbindung von Schichten, welche Anionen austauschen, können durch Substitution von Phenol-Formaldehyd-Harz,
Styrol-Divinyl-Benzol-Copolyraere, Melamin-Formaldehyd-Harz,
Polyalkylen-Polyamin-Formaldehyd-Harz und dergleichen
mit basischen Amino-Gruppen, quaternären Ammoniumbasen, der Guanidin-Gruppe, der Dicyandiamidine-Gruppe
und anderen stickstoffhaltigen basischen Gruppen hergestellt werden. Das als Ionenaustauschklebestoff
verwendete synthetische Harz kann durch verschiedene Verfahren geeignet klebrig gemacht werden. Das Harz
erhält Klebewirkung, indem man es in einer wässerigen Lösung oder in monomerer oder teilweise polymerisierter
Form verwendet. Im Falle thermoplastischer synthetischer Harze kann die Haftwirkung durch Erwärmen während des
Beschichtens erzielt werden.
Anstatt ionenleitende Bindemittel der obengenannten Art zu verwenden, können die einander benachbarten Schichten
auch direkt zu einer Ionenaustauschmembran verbunden werden. Bei der direkten Verbindung ionenaustauschender
Schichten wird vorzugsweise zwischen benachbarte Schichten eine Einrichtung gebracht, welche durch Pressen die
1 098 T 2/0164 .bad original'
Schichten rait den zu verbindenden Flächen innig und mit
der Fähigkeit zur Ionenleitung mechanisch verbindet. Durchlöcherte Materialien bestehen vorzugsweise aus
gewebten Draht- oder Faserplatten, dünnfilziger Watte, gestreckten Metallfolien, durchlöcherten Platten und
dergleichen. Andererseits kann auch ein aus besonders eckigen Körnern bestehendes Material verwendet werden.
Die Bindeelemente können irgendeine Form aufweisen, welche durch Pressen die Schichten zusammenhalt und
gleichzeitig einen direkten Kontakt zwischen den Ionenaustauschschichten
an der Übergangsfläche bewirkt. Die Bindeorgane sollten aus korrosionsfestem Material, z.B.
Glas, Asbest, rostfreiem Stahl, widerstandsfähigen Stoffen und dergleichen bestehen. Ein bevorzugtes Bindeorgan
ist ein gestrecktes Metallgitter aus Titan, welches 0,2 Gewichtsprozente Palladium enthält. Andere bevorzugte
Bindeorgane bestehen aus Nickel, Tantal und Gittermaterialien aus rostfreiem Stahl.
Vor der Benutzung der obengenannten Bindemittel oder Bindeorgane kann es zweckmäßig sein, die zu verbindende
Oberfläche einer oder jeder der verwendeten Schichten zu präparieren. Quell-Lösungsmittel wie Azeton, Chloroform,
DimethylsulfQxyd, Azetamid usw. erleichtern im allgemeinen die Beschichtung. Die zur Quellung benutzten
Lösungen können auf die Schichtoberfläche durch Bestreichen aufgetragen, oder die Schicht kann in die zur
Quellung benutzte Lösung getaucht werden.
109812/0164
Fluorhaltige polymere Stoffe sind gegenüber gewöhnlichen Quellungslösungen ziemlich inert. Solche
polymere Stoffe können mit Lösungen vorbehandelt werden, welche diese Polymerisationsprodukte chemisch
angreifen und ihnen einen Teil der Fluoratome entziehen. Eine solche Lösung besteht aus metallischem
Natrium und Naphthalin in gleichmolaren Anteilen. Das Naphthalin ist in reichlich Tetrahydrofuran gelöst.
Eine andere Lösung besteht aus gleiehmolaren Teilen von metallischem Natrium und flüssigem, wasserfreien
Ammoniak. Nach Berührung mit den chemisch angreifenden Mitteln werden die polymeren Stoffe sorgfältig in inerten
Flüssigkeiten gespült. Das Spülen sollte normalerweise in zwei Stufen erfolgen: Zuerst mit einem Quellung
verursachenden Lösungsmittel der obengenannten Art oder mit einem Kohlenwasserstoff wie z.B. Toluol und abschließend
mit Wasser.
Ionenaustauschende Schichten, die mit Quellung verursachenden Lösungen oder chemisch angreifenden Mitteln
der obengenannten Art vorbehandelt wurden, sind vorzüglich zur Beschichtung unter Verwendung irgendeines der
beschriebenen Bindemittel oder Bindeorgane geeignet. Andererseits können solche vorbehandelten Schichten
direkt und ohne Anwendung irgendwelcher Bindemittel oder Bindeorgane verbunden werden.
10 9 8 12/0164
o*
Die Schichten, welche eine geschichtete Ionenaustauschmembran bilden sollen, werden zusammen mit einem
zwischen benachbarten Schichten angebrachten Bindeorgan oder Bindemittel aufeinandergeschichtet. Wenn wenigstens
eine der eine Zwischenlage bildenden Schichten vorbehandelt wurde, kann das Bindeorgan oder das Bindemittel
daraus weggelassen werden.
Vorzugsweise werden beim Beschichten die einzelnen Schichten so ausgerichtet, daß das anisotrope Verhalten
der geschichteten Membran beseitigt oder wenigstens minimal wird. Bei den meisten kontinuierlichen Bearbeitungstechniken
für polymere Kunststoffe, wird ein bestimmter Grad molekularer Ausrichtung in den Stoffen
bewirkt. Dies ist das Ergebnis einer einseitigen Beanspruchung in Richtung einer Achse, wie es bei längs
einer Arbeitslinie kontinuierlich gezogenen Folien oder Streifen aus einem polymeren Stoff der Fall ist. Jedes
Verfahren zur Kunststoffbearbeitung, bei dem eine Beanspruchung
längs einer Achse auftritt, bewirkt ein gewisses Maß an Anisotropie in den polymeren Stoffen.
Während die herkömmlichen, aus einen Stück bestehenden Ionenaustauschmembranen eine hohe Zugfestigkeit in
Richtung der einachsigen Beanspruchung aufweisen, ist ihre mechanische Festigkeit in der dazu senkrechten
Richtung, d.h. senkrecht zur Ausrichtung der Moleküle, erheblich geringer. Geschiohtete Ionenaustauschmembranen
109812/016« wo
können mit merklich geringeren anisotropen Eigenschaften hergestellt werden, wenn auch die einzelnen
Schichten selbst unverkennbar anisotrop sind, vorausgesetzt die Schichten werden relativ zueinander so
angeordnet, daß ihre einachsigen besonderen Beanspruchbarkeiten insgesamt nicht mehr gerichtet sind. Bei der
Herstellung einer geschichteten Membran aus zwei Schichten z.B. werden vorzugsweise die Richtungen der einachsigen
Beanspruchbarkeit im rechten Winkel zueinander angeordnet. Bei drei Schichten wählt man ai besten einen
Winkel von 6O°.
Der Schichtenstapel kann durch irgendeine herkömmliche
Einrichtung, welche die notwendige Aktivierungsenergie aufbringt, verbunden werden. Im allgemeinen
wird die Schichtung in einer Presse bewerkstelligt. Der von der Presse bewirkte Druck und die Temperatur und
deren Dauer, sind voneinander abhängige Variable. Die Schichtung kann bei hohen Drücken und Raumtemperaturen
oder auch mit normalen Drücken bei Temperaturen über etwa 15O0C bewirkt werden. Schichtung in unteren Temperatur-
und Druckbereichen kann durch eine Erhöhung der Verweilzeit der Membran in der Presse erreicht
werden. Verweilzeiten von 6O Minuten und mehr wurden als anwendbar gefunden. Im allgemeinen kommen bei der
Schichtung Temperaturen bis etwa 175°C und Drücke bis etwa 1400 at in Betracht, Weder die Temperatur noch
109812/0164
der Druck sind bei der Schichtung kritisch und ihre zweckmäßige Wahl ergibt sich aus den in dieser Technik
gemachten Erfahrungen.
Die Anwendbarkeit dieser Erfindung ist jedoch nicht auf Preß-Schichtung begrenzt. Ein Schichtenstapel kann
auch durch Hochfrequenzvibrationen verbunden werden. Eine Art der Vibrations-Schichtung besteht darin, eine Vibrationssonde
mit einer Kontaktfläche von weniger als etwa
2
1,6 cm hin und her über den Stapel zu ziehen, bis dieser geschichtet ist. Geeignete Vibratoren besitzen eine Frequenz von mehr als 1 KHz und geben eine Leistung von mindestens 5 Wratt an den Stapel ab.
1,6 cm hin und her über den Stapel zu ziehen, bis dieser geschichtet ist. Geeignete Vibratoren besitzen eine Frequenz von mehr als 1 KHz und geben eine Leistung von mindestens 5 Wratt an den Stapel ab.
Bei der Verwendung von Vibrationsfrequenzen über 1 KIIz sind zur Schichtung eines Stapels weder eine Vorbehandlung
noch Bindemittel oder Bindeelemente notwendig, obwohl sie alle zusammen mit einer Vibrationsbehandlung
in Betracht kommen und bevorzugt werden.
Wenn die geschichtete Membran in einem Brennstoffelement benutzt werden soll, kann eine Elektroden-Membran-Anordnung
durch irgendein bekanntes Verfahren hergestellt werden. Geeignete Elektroden zur Verwendung in Brennstoffelementen
werden in den oben erwähnten USA-Patentschriften von Grubb und Niedrach angegeben. Eine bevorzugte
Elektrode besteht aus einer Mischung von Platin-
10 9 8 12/0164 BAD ORIGINAL
mohr mit 5 bis 25 Gewichtsprozenten Polytetrafluoräthylen
(PTFÄ), welche auf ein als Stromsammler dienendes, gestrecktes Metallgitter aus mit 0,1 bis
iO Gewichtsprozenten Palladium legiertem Titan aufgetragen wird. Eine solche Elektrode kann dadurch hergestellt
werden, daß man eine Stromsammlervorrichtung gegenüber der oberen Preßplatte und ein verformbares,
ablösbares Mittel, etwa eine Aluminiumfolie, auf der unteren Preßplatte anbringt. Die als Katalysator wirkende
PTFÄ-Mischung wird auf das verformbare, ablösbare Mittel in der gewünschten Stärke aufgetragen. Dann drückt
man den Stromsammler mit einer Kraft von etwa 140 bis
980 kp/cm in die als Katalysator dienende PTFÄ-Mischung, so daß sich die Gitteröffnungen füllen. Nach
dem Preßvorgang löst man durch Behandlung mit Kaliumhydroxyd das Aluminium ab und neutralisiert die Kalilauge
mit einer Säure. Zur abschließenden Spülung verwendet man destilliertes Wasser. Danach trocknet und
sintert man die Elektrode. Andererseits kann die Elektrode auch ohne Benutzung eines Metallgitters hergestellt
werden, wobei sie im wesentlichen so angefertigt wird, wie die Harz-Katalysator-Mischung, welche als Beschichtungsmittel
Verwendung findet.
Die Elektroden können auf den geschichteten Membranen durch irgendein bekanntes Verfahren angebracht
werden. Ein diesbezügliches bevorzugtes Verfahren besteht
1098 T2/0164 BAD
darin, die geschichtete Membran in einer "Sandwich-Anordnung"
unter Anwendung von Wärme und Druck zwischen zwei Elektroden zu packen. Temperaturen und Drücke bewegen
sich in weiten Grenzen, und zwar zwischen etwa 800C und i20°C bzw. etwa i^O at und 210 at vorzugsweise.
Die Elektroden können entweder vor oder nach ihrer Montage in Elektroden-Membran-Anordnungen einer zusätzlichen
Nässeschutzbehandlung unterzogen werden. Zahlreiche herkömmliche Verfahren können in diesem Zusammenhang
angewendet werden. Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, die außenliegende Oberfläche einer zur Elektroden-Membran-Anordnung
gehörenden Elektrode mit einer wässerigen Lösung aus Polytetrafluoräthylen und Wasser zu versehen.
Das Wasser kann danach aus der Elektrode durch Sintern bei Temperaturen über etwa 93°C oder eine Erwärmung
der Elektrode für genügend lange Zeit über die Verdampfungstemperatur des Wassers ausgetrieben werden. (
Eine Sinterung kommt nur bei Zeitspannen von wenigstens 5 Minuten bis über eine Stunde zustande.
Ein anderes Verfahren zum Verbinden der Elektroden eines Brennstoffelementes mit der Ionenaustauschmembran
besteht darin, einen ionenaustauschenden Klebestoff zu verwenden. Bei einem solchen Klebemittel sind die gleichen
Überlegungen anzustellen, wie sie oben bezüglich ionenaustauschender
Klebemittel für Ionenaus tauschschichten
- A A „ A 8AD ORIGINAL
1 09812/0164
gemacht wurden. Die Elektroden können zur gleichen Zeit mit der geschichteten Membran verbunden werden,
zu der auch der Schichtenstapel verbunden wird. Es kann angenommen werden, daß die Elektroden auch ait
herkömmlichen, einheitlichen Membranen unter Verwendung ionenaustauschender Klebemittel verbunden
werden können und daß dieses Verfahren in keiner Weise auf die Benutzung geschichteter Membranen beschränkt
ist.
Die Verbindung von Elektroden mit geschichteten Membranen kann vor, während oder nach der Vereinigung
der einzelnen Schichten geschehen. Wird die gleiche Verbindungsweise zur Vereinigung der Elektrode mit
der Membran und der Membranschichten untereinander verwendet, so verbindet man alle Elemente am besten
zur gleichen Zeit. Andererseits kann man erheblich verschiedene Drücke bei der Schichtung der Elektroden
auf die Membranschichten benutzen, als zur Verbindung einzelner Membranschichten. In diesem Fall sind getrennte
Schritte zur Herstellung notwendig.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellte Elektroden-Membran-Anordnungen sind allgemein
in Brennstoffelementen mit Ionenaustausch»»— branen anwendbar. Die Erfindung soll nun anhand der
Zeichnungen und in Zusammenhang ait Brennstoffelementen
weiter erläutert werden,
109812/0164
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Brennstoffelement 1,
das mit einer geschichteten Ionenaustauschmembran 2 versehen ist, welche zwei an ihren gegenüberliegenden
Seiten befindliche Elektroden 3 und k besitzt. Die geschichtete Membran 2 weist zwischen benachbarten
Schichten eine ionenleitende Übergangsschicht 5 auf. Falls es gewünscht wird, können in die Übergangsschicht
Bindemittel oder Bindeorgane gebracht werden. Zwischen der Elektrode 3 und der geschichteten Membran 2 befindet
sich ebenfalls eine Übergangssohioht 6. Die Übergangsschicht ist ionenleitend und kann unter Verwendung
herkömmlicher Verfahren zur Verbindung von Elektroden und Membran oder durch Benutzung eines
ionenaustauschenden Klebemittels hergestellt werden. Eine ähnliche Übergangsschicht 7 wird zwischen der
Elektrode k und der geschichteten Membran gebildet. Die Elektroden 3 und 4 bilden zusammen mit der geschichteten
Membran 2 eine Elektroden-Membran-Anordnung. Die Anordnung wird zusammen mit an ihren gegenüberliegenden
Seiten befindlichen Dichtungen S und 9 in der Brennstoffzelle angebracht. Die Dichtung 8 ist
mit einer Brennstoffzuleitung 10 und einer Brennstoff-Abführleitung ii versehen. Die Dichtung 9 besitzt eine
Oxydationszuleitung 12 und eine Oxydationsmittel-Abführleitung 13. Die Dichtung 8 bildet zusammen mit der
öffnungslosen Platte 14 eine der Elektroden-Membran-
109812/0164 _ . .
BAD ORIGINAL
Anordnung benachbarte Brennstoffkammer, während die Dichtung 9 und die lochfreie Platte 15 eine Oxydationsmittelkammer
darstellen.
Die Endplatten 16 und 17 sind von den Platten Ik
und 15 durch die Dichtungen 18 bzw. 19 räumlich getrennt. Die Platte Ik wird über die KUhlmittelzuleitung
20 in der Dichtung 18 mit Kühlmittel versorgt, welches durch die in der Dichtung 18 befindliche Leitung
21 abströmt. Die Platte 15 wird in ähnlicher Weise durch die Leitungen 22 und 23 in der Dichtung 19 mit
Kühlmittel versorgt.
Das Brennstoffelement 1 wird durch Ziehbolzenanordnungen 2k zusammengehalten. Der elektrische Strom
wird vom Element über die Anschlüsse 25 und 26 abgenommen, welche Verlängerungen der Elektroden 3 bzw. k
sind.
Das Brennstoffelement 1 dient nur zur Erläuterung der Erfindung. Es ist z.B. nicht notwendig das Element
mit einem Kühlmittel zu versorgen. Dementsprechend könnten eine oder beide Platten 14 und 15 und ebenso
die Dichtungen 18 und 19 aus dem Aufbau des Elementes
weggelassen werden. Eine größere Anzahl Schichten kann in der geschichteten Membran verwendet werden. ICs wurde
eine Gegenstromanordnung für den Brennstoff- und Oxydationsmittelfluß
durch das Element aufgezeigt, es kann
12/0164 8AD original
jedoch auch eine "Gleich"-Stromanordnung benutzt werden,
falls es gewünscht wird. Ferner ist eine "Kreuz"-Stromanordnung
denkbar, indem eine der Dichtungen 8 und 9 um 90° versetzt wird. Für Fachleute sind noch
zahlreiche Abwandlungen denkbar.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung mit der das Brennstoffelement 1 im Betrieb geprüft werden kann. Verwendet
man z.B. Wasserstoff als gasförmigen Brennstoff, so wird dieser über die Leitung 27 in das Testrohr 28
geschickt. Das Testrohr enthält Wasser, wobei das untere Ende der Leitung 27 unter die Wasseroberfläche reicht,
so daß der Wasserstoff sprudelnd aufsteigt und über die Wasserstoffzuleitung 10 in das Brennstoffelement gelangt.
In ähnlicher Weise wird das Oxydationsmittel, z.B. Sauerstoff, über die Leitung 29, welche in das im Testrohr 30
befindliche Wasser hineinragt, zugeführt. Der aus dem Wasser aufsprudelnde Sauerstoff gelangt zur Oxydationsmittelzuleitung
12 des Brennstoffelementes.
Zur Erläuterung sei angenommen, daß Wasserstoff als Brennstoff, Sauerstoff als Oxydationsmittel und eine für
Kationen durchlässige, geschichtete Membran benutzt werden. Dabei spielen sich an den Elektroden 3 bzw. k folgende
in den Formeln dargestellte Reaktionen ab.
H2 ^ 2H+ + 2e (1)
+ 2H+ + 2e —^ H9O (2)
109812/0164
BAD ORIGINAL
Das auf der Sauerstoffseite der geschichteten Membran gebildete Wasser wird aus dem Element 1 durch
die Oxydationsmittelableitung 13 entfernt und in einem
Becher 31 gesammelt, während der übriggebliebene Sauerstoff durch die Leitung 32 entweicht.
In dem dargestellten besonderen Aufbau sind Dübel 33 erkennbar, womit die Vorrichtung auf einer Prüf—
" platte befestigt werden kann, und es werden 3 Zweilochstöpsel 3k gezeigt, die als Dichtungen auf den
Prüfrbhren und dem Becher sitzen.
Die zum Prüfen des Brennstoffelementes 1 benutzte elektrische Schaltung ist schematisch dargestellt.
Zwischen den Anschlüssen 25 und 26 liegt ein Voltmeter 35· Bin Amperemeter 36 ist in einem getrennten, zwischen
den Anschlüssen des Elementes liegenden Kreis in Reihe mit einem Verbraucher 37 geschaltet.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung und stellen keine Einschränkungen dar.
Die Beispiele wurden mit Ionenaustauschmembranen
durchgeführt, welche aus mit Wasser gesättigtem, homogenen, gemischten, polymeren Plattenmaterial bestehen.
Der gemischte polymere Stoff bestand ungefähr zu 88 Gewichtsprozenten aus einer polymeren Grundsubstanz und
zu 12 Gewichtsprozenten aus einem ionenaustauschenden,
10981?/Oi64
BAD ORIGINAL
polymeren Stoff. Die polymere Grundsubstanz war ein copolymerer Stoff aus Chlortrifluoräthylen und
Vinyliden-Fluorid. Das Vinyliden-Fluorid ist mit 3,5 Gewichtsprozenten an dem copolymeren Stoff beteiligt.
Das ionenaustauschende polymere Material war ein sulfonierter, copolymerer Stoff aus Styren
und Divinylbenzol. Der Gewichtsanteil des sulfonierten
Styrene am ionenaustauschenden, copolymeren Stoff betrug 99,28 Prozent, während das sulfonierte Divinylbenzol
mit 0,72 Gewichtsprozenten beteiligt war. In jedem Beispiel betrug die Seitenlänge der Ionenaustauschmembran
etwa 10 cm (etwa 100 cm Fläche), die der Elektroden etwa 7,6 cm (etwa 58 cm Fläche).
Zwei ionenaustauschende Schichten mit je einer Dicke von etwa 0,13 mm werden 2 Minuten lang in eine
Lösung getaucht, die im wesentlichen aus einem Mol metallischen Natriums und einem Mol Naphthalin besteht,
welche in genügend Tetrahydrofuran gelöst sind. Diese Lösung ist unter dem Warenzeichen wTetra-etchM
im Handel erhältlich. Nachdem die Schichten aus dieser Lösung wieder entfernt wurden, werden sie zuerst in
einem Bad aus destilliertem Wasser, dann in Toluol, dann in Azeton und schließlich wieder in destilliertem
Wasser gespült. Dann verbindet man die Schichten in
109812/0164 BAD original
einer Presse bei einem Druck von etwa 280 at und einer Temperatur von etwa 115°C, die 50 Minuten lang
aufrechterhalten werden.
Aus k2 ionenaustauschenden Schichten mit je einer
Dicke von etwa 0,076 mm werden 21 zwei lagige, geschichtete Membranen nach dem im Beispiel 1 erläuterten
Verfahren hergestellt. Nach der Behandlung mit "Tetra-etch", aber vor ihrer Vereinigung, wurden
jeweils auf eine von zwei Schichten eine dünne Lage Platinmohr mit iO Gewichtsprozenten Polytetrafluoräthylen
mit Hilfe einer Übertragungsfolie aufgebracht, und zwar auf die zu verbindende Oberfläche. Das Platinmohr-Polytetrafluoräthylengemisch
wurde als wässrige Mischung auf die Ubertragungsfläche aufgetragen und vor
der Übertragung auf die Schicht getrocknet.
Zwei Schichten mit je einer Dicke von etwa 0,13 mm werden entsprechend dem im Beispiel 2 erläuterten Verfahren
verbunden.
Es wurde das in Beispiel 1 genannte Verfahren angewandt, jedoch mit der Ausnahme, daß nach der Behandlung
mit "Tetra-etch", aber vor der Vereinigung, ein
10 98 12/01 6 4 ^6*0 0*>ginAl
etwa 10 cm χ 10 cm großes Metallgitter zwischen die
Schichten eingefügt wurde. Das Gitter besaß eine Dicke von etwa 0,076 mm und eine Drahtstärke von
etwa 0,13 mm. Das Gitter hatte ferner eine Maschenanordnung von 5/0 nach US-Norm und war aus mit 0,2
Gewichtsprozenten Palladium legiertem Titan hergestellt.
Zwei Schichten mit je etwa 0,13 mm Dicke werden aufeinandergelegt. Eine Sonde mit einer Breite von
etwa 1,6 mm wird gegenüber der oberen Schicht angebracht und mit einem Druck von etwa 3,5 at gegen die
Schicht gepreßt. Die Sonde vibriert mit einer Frequenz von 20 KHz und nimmt etwa 400 Watt Leistung auf, wovon
etwa 10 bis 20 Prozent auf die Schichten übertragen werden. Die Sonde benötigt nur wenig mehr als
10 Sekunden um einmal quer über die obere Schicht zu gleiten. Sie wird dort so lange hin und her bewegt,
bis mit einer ganzen Serie solcher Gleitbewegungen die
gesamte Oberfläche in einer Streifenbreite von je etwa 1,6 mm überstrichen wurde. Dann wird der Schichtenstapel
um 90° gedreht und das Verfahren wiederholt.
Das im Beispiel 1 erläuterte Verfahren wurde angewandt,
jedoch mit der Abwandlung, daß nach der Behandlung mit "Tetra-etch", aber vor der Vereinigung, „die
BAD ORIGINAL
109812/0164
Schichten mit einer wässerigen Lösung aus Phenol-Formaldehyd-Sulfonsäure
bestrichen wurden. Die Lösung wurde durch Mischen von Phenol-Formaldehyd-Sulfonsäure
mit einer gleichen Volumenmenge Wasser hergestellt. Diese Lösung wurde auf die Oberfläche der Schichten
mit einem Pinsel aufgetragen.
Zur Herstellung von Membran-Elektroden-Anordnungen wurden 90 Elektroden präpariert. Jede der Elektroden
wurde dadurch hergestellt, daß unmittelbar an der oberen Platte einer Presse ein Stromsammeigitter aus mit 0,2
Gewichtsprozenten Palladium legiertem Titan, welches eine Maschenanordnung von 5/o nach US-Norm besaß, angebracht
wurde. Ein weiches Unterlegmaterial in Form einer Aluminiumfolie wurde gegenüber der unteren Preßplatte
angeordnet. Eine spezielle Mischung aus Platinmohr und 10 Gewichtsprozenten Polytetrafluoräthylen wurde auf
die Aluminiumfolie aufgetragen. Dann wurde der Stromsammler mit einem Druck von etwa 280 kp/cm in die
Mischung gedrückt, so daß die Gitteröffnungen damit
gefüllt wurden. Nach der Entfernung aus der Presse wurde die Elektrode mit Kaliumhydroxyd gespült, um
alle Reste der Aluminiumfolie zu entfernen. Das übriggebliebene
Kaliumhydroxyd wurde mit einer Säure neutralisiert und die Elektrode schließlieh in destilliertem
Wasser gespült« Dana wurde sie getrocknet und bei
109812/0164
einer Temperatur von mehr als etwa 93 C gesintert.
27 auf diese Weise hergestellte Elektroden erhielten eine zusätzliche, gegen Nässe schützende
Behandlung, da sie die auf der Sauerstoffseite der Membran-Elektroden-Anordnung befindlichen Elektroden
bilden sollten. Jede dieser Elektroden wurde unter einen Zerstäuber gebracht, der ein aus einer wässerigen
Dispersion von Polytetrafluorätnylen bestehendes "
Mittel aufsprüht. Die Elektroden wurden so angebracht,
daß die gegen Feuchtigkeit zu schützende Fläche außen liegt. Die Elektroden wurden ferner fortgesetzt im
Sprühstrahl bewegt, so daß ein einheitlicher Belag entstand. Dann wurde zur Entfernung des Wassers die
Elektrode auf eine Temperatur von etwa 127°C für eine Zeit von 10 Minuten erwärmt.
Membran-Elektroden-Anordnungen wurden dadurch hergestellt, daß eine Membran zwischen zwei Elektroden eingelegt
und der Stapel dann zwischen Polyäthylen-Terephthalat-Folien und geeigneten druckverteilenden
Platten angebracht wurde. Der Stapel wurde normalem Druck ausgesetzt und dann schnell auf etwa iOO°C erwärmt.
Dann setzte man ihn 5 Minuten lang einem Druck \ von etwa 180 at aus. Danach wurde die gepreßte Membran-Elektroden-Anordnung
auf unter etwa 38°C abgekühlt und aus der Presse genommen.
109812/0164 bad original
Die nach dem im Beispiel 1 erläuterten Verfahren hergestellte geschichtete Membran wurde zwischen zwei
Elektroden eingelegt (eine davon ist zusätzlich gegen Nässe geschützt) und daraus eine geschichtete Menibran-Elektroden-Anordnung
hergestellt. Sie erhält die Elemente-Kennzeichnungszahl
8 der nach dem im Beispiel 2 erläuterten Verfahren hergestellten geschichteten Membranen wurden je zwischen
zwei Elektroden eingelegt und daraus geschichtete Membran-Elektroden-Anordnungen
gebildet. Sie erhalten die Elemente-Kennzeichnungszahlen 677 bis 68** einschließlich
Die verbleibenden drefeehn und nach dem im Beispiel 2
erläuterten Verfahren hergestellten, geschichteten
Membranen wurden je zwischen zwei Elektroden (eine
davon ist naßfest) gepackt. Diese Anordnungen erhalten die Element-Kennzeichnungszahlen 7^7, 7^9, 750 bis 756 ) einschließlich und 686 bis 691 einschließlich.
erläuterten Verfahren hergestellten, geschichteten
Membranen wurden je zwischen zwei Elektroden (eine
davon ist naßfest) gepackt. Diese Anordnungen erhalten die Element-Kennzeichnungszahlen 7^7, 7^9, 750 bis 756 ) einschließlich und 686 bis 691 einschließlich.
Die nach Beispiel 3 hergestellte geschichtete Membran
wurde zwischen zwei Elektroden (eine int zusätzlich
naßfest) gepackt. Ihr kommt die Element-Kennzeichnungszahl 5^2 zu.
Die nach Beispiel k hergestellte Membran wurde
zwischen zwei Elektroden gepackt (eine davon ist zusätzlich naßfest). Sie erhält die Element- Kennzeichnungszahl
5^7.
109812/0164
Die nach Beispiel 5 hergestellte, geschichtete Membran wurde zwischen zwei Elektroden gepackt. Sie
erhält die Element-Kennzeichnungszahl 551·
Zum Vergleich wurden 9 aus einem Stück bestehende
Membranen mit je einer Dicke von etwa 0,15 mm zwischen je zwei Elektroden gepackt. Die sich daraus ergebenden
Membran-Elektroden-Anordnungen erhalten die Element-Kennzeichnungszahl 205 bis einschließlich 209, 226,
231, 617D und 618D.
In ähnlicher Weise wurden 11 aus einem Stück bestehende Membranen mit einer Dicke von je etwa 0,25 mm
zwischen je zwei Elektroden (eine davon ist zusätzlich gegen Nässe geschützt) gepackt. Diese Membran-Elektroden-Anordnungen
erhalten die Element-Kennzeichnungszahlen 738, 739, 7^2, 7^3, 745, 768, 779, 780, 781, 782 und 816.
Aus der nach Beispiel 6 hergestellten, geschichteten Membran und einer aus einer einzigen Schicht bestehenden
Membran mit einer Dicke von etwa 0,25 mm wurden durch folgendes Verfahren Elektroden-Membran-Anordnungen hergestellt.
Die Elektroden wurden nach dem im ersten Absatz des
Beispiels 7 erläuterten Verfahren hergestellt.
BAD ORIGINAL
109812/0164
Phenol-Formaldehyd~Sulfonsäure wurde mit einer
gleichen Voluraenmenge Wasser gemischt und damit die
zu verbindende Oberfläche jeder Elektrode bestrichen. Die bestrichenen Oberflächen von je zwei Elektroden
wurden auf die gegenüberliegenden Seiten jeder Membran gepreßt. Die Merabran-Elektroden-Anordnungen wurden
jeweils in einem Brennstoffelement geprüft und betriebsbereit befunden.
Die Membran-Elektroden-Anordnungen nach Beispiel 8
wurden sodann in einem Brennstoffelement zum Prüfen untergebracht. Jede Elektrode, die einen zusätzlichen
Nässeschutz besaß, wurde auf der Sauerstoffseite des Elementes angebracht.
Die Brennstoffelemente wurden einzeln in einer in Fig. 3 gezeigten Prüfvorrichtung geprüft. Dabei wurde
als Brennstoff Wasserstoff und als Oxydationsmittel Sauerstoff verwendet. Die Durchflußmengen für Wasserstoff
und Sauerstoff waren für alle geprüften Elemente die gleichen. Der Strom wurde in Abhängigkeit von der
Zeit durch eine automatische Aufzeichnungseinrichtung aufgenommen. Den Brennstoffelenenten wurde ein Kühlmittel
zugeführt, so daß der Betrieb des Elementes in einem kontrollierten Temperaturbereich erfolgte. Bei
bestimmten Prüfungen wurde der zwischen den Elementen
109812/0164 "
anschlüssen fließende Strom constant gehalten. Bei anderen Tests wurde der Strom in einem bestimmten
Pflichtzyklus variiert.
Der hei den Untersuchungen angewandte Pflichtzyklus ist in der Tabelle I dargestellt. Die bei
der Prüfung der Elemente gewonnenen Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle I | Strom in Ampere/cm |
Dauer in Stunden |
0,036 | 2k | |
0,009 | 12 | |
0,018 | 12 | |
0,036 | 22 | |
0,183 | 2 | |
BAD OHi 109812/0164
Element- Kennzeich nung S zahl |
Verbindungs- Art |
Temp. (°c) |
TABELLE II | |
677 | Pt/TFÄ | 38 | Strom ο (Ampere/cm ) |
|
678 | tt | » | Pflichtablauf | |
679 | η | η | Il | |
680 | ti | Il | It | |
681 | η | Il | If | |
682 | It | 11 | Il | |
683 | η | ti | π | |
684 205 |
η ein Stück |
tt
ti |
η | |
098 | 206 | η | It |
ft
tt |
ίο | 207 208 209 |
η
η η |
ti
tt Il |
Il |
O | 226 | Il | If |
ft
tt Il |
231 | It | If | tt | |
542 | Pt/TFÄ | 49 | ft | |
547 | Ti-Gitter | ft | 0,043 | |
548 | "Tetra-etch" | ti | ||
Γ -γ | 551 | Vibration | It | It |
O ί | 816 | ein Stück | 38 | η |
§ i | 746 | Pt/TFÄ | ti | η |
.-'■? | 747 | π | ft | Pflichtablauf |
* | 749 | It | ft | ft |
ft | ||||
Test ab— Span-Membran- gebrochen nung Dicke (mm) nach (Std) *)
naß- Zahl der fest Schichten
o, | 15 |
tt | |
Il | |
tt | |
Il | |
Il | |
11 | |
π | |
Il | |
Il | |
ft | |
H | |
ft | |
ft | |
π | |
ο, | 25 |
Il | |
It | |
ti | |
Il | |
ο, | 15 |
π |
936 792 504 756 744 744 645 273 384 430 460 72 400
369 403 3692 2677 2366 1800 1225 2880 2880 2880
nein | 2 | I | k |
It | 2 | K) | cn CD CD |
ti | 2 | I | 108 |
tt | 2 | ||
Il | 2 | ||
W | 2 | ||
It | 2 | ||
It
ti |
2 1 |
||
Il | 1 | ||
It | 1 | ||
Il | 1 | ||
It | 1 | ||
η | 1 | ||
It | 1 | ||
Ja | 2 | ||
ti | 2 | ||
» | 2 | ||
It | 2 | ||
M
Il |
■Η (M | ||
η
It |
Ol Ol | ||
Fortsetzung von TABELLE II
Eleeent- | Verbindungs- | |
Kennzeich- | Art | |
nungszahl | Pt/TFÄ | |
750 | η | |
751 | η | |
752 | η | |
753 | η | |
754 | η | |
755 | It | |
-* | 756 | ein Stück |
CD | 617 D | η |
GO | 618 D | Pt/TFÄ |
ro | 688 | η |
ο | 689 | H |
CD | 691 | ein Stück |
*^ | 738 | η |
739 | η | |
742 | tt | |
743 | π | |
745 | tt | |
S | ] 768 | tt |
O | 779 | tt |
O ro |
i 780 | ft |
IG! | 781 | η |
782 | ||
Tem
Strom
o **
o (Ampere/cm**) Test abMembran-
gebrochen Dicke (ram) nach (Std)
Spannung naß- Zahl der *) fest Schichten
38
tf η «
H tt tt tf tt It ff tt ft ft
tt
ft ti
ft tt
Pflichtablauf
tf
If Il Il
tt
0,043 tt
Pflichtablauf
M H tt tt tt tt ti
It tt tt
tt
tt η it
tt tt it
w tt tt tt
*) Spannung, geraessen in Volt, bei etwa 0,183 A/cm
+) Zeit, nach der das Element nicht mehr den geforderten Strom lieferte
2880 | 0 | — | ja | 2 | _i |
2880 | 0 | — | ti | 2 | CP |
1080 | 0 | — | η | 2 | CO CD |
1080 | 0 | - | Il | 2 | |
1080 | 0 | — | η | 2 | CD |
1344 | 0 | — | tt | 2 | OO |
2880 | 0 | - | 11 | 2 | |
938 + | 0 | — | nein | 1 | |
867 + | 0 | — | 1 | ||
4352 | 0 | ,54 | ja | 2 | |
4281 | 0 | ,46 | ti | 2 | |
4035 | 0 | ,26 | ft | 2 | |
2925 | 0 | ,17 | tf | 1 | |
2925 | ,18 | tt | 1 | ||
2925 | ,31 | tt | 1 | ||
2925 | ,14 | ti | 1 | ||
2925 | ,12 | ft | 1 | ||
2597 | ,24 | tt | 1 | ||
2481 | ,20 | Il | 1 | ||
2481 | ,24 | tt | 1 | ||
2481 | ,19 | It | 1 | ||
2481 | ,35 | tt | 1 | ||
Die Ergebnisse der an den Brennstoffelementen vorgenommenen
Untersuchungen sind in Tabelle III zusammengefaßt, wobei die Ergebnisse von sich entsprechenden
Tests gemittelt wurden. Bei Membranen vergleichbarer Dicke, die bei gleichen Temperaturen und nach dem in
Tabelle I dargestellten Pflichtablauf betrieben wurden,
zeigten sich die geschichteten Membranen überlegen. Bei Membranen, die unter konstanter Belastung betrieben wur-
" den, nässegeschützt waren und vergleichbare Dicke aufweisen,
zeigten sich die geschichteten Membranen den aus einem Stück bestehenden auch dann überlegen, wenn sie bei
einer etwa um 5°C höheren Temperatur betrieben wurden.
Bei nach dem Pflichtenzyklus betriebenen Membranen, die
nässegeschützt waren, zeigten sich die geschichteten Membranen auch dann überlegen, wenn sie mehr als 1000
Stunden länger betrieben wurden, und außerdem noch eine geringere Membranetärke aufwiesen. Bei mit konstanter
) Belastung bzw. zyklischer Belastung betriebenen Brennstoffelementen
konnte keine Folgerung getroffen werden. Das gleiche gilt für Brennstoffelemente, die naßfeste
oder nicht naßfeste Elektroden haben.
109812/0184
Zahl der Schichten |
Verbindungs- Art |
Temp. (oc5 |
TABELLE III | Membran- Dicke (mm) |
Test abge- Span- broehen nung nach: (Std) *) |
naß fest |
I | |
2 | Pt/TFÄ | 38 | Strom η (Ampere/cm ) |
0,15 | 674 + | nein | Vj4 Ul |
|
1 | ein Stück | η | Pflichtablauf | 0,15 | 359 +. | ti | I | |
2 | Pt/TFÄ | 49 | Il | 0,25 | 3692 + | ja | ||
-> | 2 | Ti-Gitter | 49 | 0,043 | 0,25 | 2677 + | ti | |
O co |
2 | "Tetra-etch" | 49 | It | 0,25 | 2366 + | π | |
00 | 2 | Vibration | 49 | Il | 0,25 | 1800 + | Tt | |
NJ | 1 | ein Stück | 38 | η | 0,25 | 1225 + | ti | |
O | 2 | Pt/TFÄ | 38 | Il | 0,15 | 2186 | 11 | |
σ? | 1 | ein Stück | 38 | Pflichtablauf | 0,15 | 902 | nein | |
.Ρ·» | 2 | Pt/TFÄ | 38 | 0,043 | 0,15 | 4222 0,42 | ja | |
1 | ein Stück | 38 | Pflichtablauf | 0,25 | 2714 0,21 | It | ||
It | ||||||||
*) Spannung, gemessen in Volt, bei 0,183 A/cm*
+) Zeit, nach der das Element ausfiel.
+) Zeit, nach der das Element ausfiel.
CD OO
Claims (20)
1) Brennstoffelement, dadurch gekennzeichnet, daß es
eine geschichtete Ionenaustauschmemljran mit einer ersten und zweiten Fläche, der ersten und zweiten Flächen benachbarte
Elektroden und eine Einrichtung besitzt, welche den ersten bzw. zweiten Flächen Brennstoff bzw. ein Oxydationsmittel
getrennt zuführt.
2) Brennstoffelement, dadurch gekennzeichnet, daß es
eine aus Schichten bestehende Ionenaustauschmembran, welche zwischen benachbarten Schichten eine elektrolytisch leitende
Zwischenschicht aufweist, an den ersten und zweiten Flächen der Membranen angebrachte Elektroden und eine den
ersten und zweiten Flächen getrennt Brennstoff bzw. ein Oxydationsmittel zuführende Einrichtung besitzt.
1Π981 7/0164
Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann
8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 2921 02 · Telegramm-Adresse: Lipalli/München
Bankverbindungen: Deutsche Bank AG, Filiale München, Dop.-Kasse Viktualicnmarkt, Konto-Nr. 70/30638
Bayer. Vcreinibank München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 88249f>
■ IWscheck-Konto: München Nr. 1633 97
Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT
3. Brennstoffelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung besitzt, welche
die Schichten an der Übergangsschicht körperlich verbindet.
4. Brennstoffelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein elektrolytisch leitendes, die
Schichten an der Übergangsschicht verbindendes Mittel
besitzt. ^
5. Brennstoffelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das leitende Mittel ein ionenaustauschender Klebestoff ist.
6. Brennstoffelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine die Elektroden elektrolytisch
leitend mit der Membran verbindende Einrichtung besitzt.
7. Brennstoffelement nach Anspruch 6, dadurch ge- ^
kennzeichnet, daß die verbindende Einrichtung ein ionenaustauschender Klebestoff ist.
8. Brennstoffelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die körperlich verbindende Einrichtung
ein korrosionsfestes Gitter ist.
9. Brennstoffelement, dadurch gekennzeichnet, daß es eine ionenaustauschende Einrichtung aus anisotropen
109817/0164
-*- 159G108
se
Schichten und mit geringem anisotropen Verhalten als
die einzelnen Schichten, eine aus ersten und zweiten Flächen bestehende ionenaustauschende Einrichtung, den
ersten und zweiten Flächen benachbarte Elektroden und eine den ersten bzw. zweiten Flächen getrennt Brennstoff
bzw. Oxydationsmittel zuführende Einrichtung besitzt.
™
10. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten
Membran-Elektroden—Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaustauschende
Eigenschaften besitzt, hergestellt, die Schichten elektrolytisch leitend mit ihren benachbarten
Seiten zusammengefügt werden und eine geschichtete Membran bilden, und daß elektro-katalytische Elektroden auf
den entgegengesetzten Flächen der geschichteten Membran angebracht werden.
11. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten Membran-Elektroden-Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaustauschende Eigenschaften besitzt, hergestellt, die Schichten
gestapelt, Bindeorgane zwischen die Schichten gelegt, die Schichten mit ihren benachbarten Flächen elektrolytisch
leitend zu einer geschichteten Membran verbunden und elektrokatalytische
Elektroden auf den gegenüberliegenden Flächen der geschichteten Membran angebracht werden.
109812/0164
- Jt-
1 b 9 Ü 1 O 8
12. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten Membran-Elektroden-Anordnung, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaustauschende Eigenschaften hesitzt, hergestellt, die
Schichten gestapelt und durch Vibration in elektrolytisch leitender Weise verbunden, und auf gegenüberliegenden
Flächen der geschichteten Membran elektro-katalytisehe Elektroden angebracht werden.
13. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten Membran-Elektroden-Anordnung, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaustauschende
Eigenschaften besitzt und wenigstens ein synthetisches Harz enthält, hergestellt, die Schichten
elektrolytisch leitend zu einer geschichteten Membran vereinigt, und elektro-katalytische Elektroden auf gegenüberliegenden
Seiten der geschichteten Membran angebracht wurden.
Ik. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten
Membran-Elektroden-Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaus—
tauschende Eigenschaften besitzt, hergestellt werden, ein ionenaustauschendes Klebemittel zwischen die Schichten gebracht
wird, und elektro-katalytische Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten der geschichteten Membran angebracht
werden.
15. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten Membran-Elektroden-Anordnung
nach Anspruch Ik, dadurch ge-
109812/0164 BAD original
-*- 1 b96 1 08
Ho
kennzeichnet, daß die Elektroden mit einem ionenaustauschenden Klebestoff mit der geschichteten Membran
verbunden werden.
16. Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden mit der geschichteten Membran durch ein ionenaustauschendes Klebemittel
verbunden werden.
17. Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Ionenaustauschmembran mit gegenüberliegenden Flächen vorgesehen und eine elektro-katalytische Elektrode, die
wenigstens einer der Flächen benachbart ist, durch einen als Bindemittel verwendeten, ionenaustauschenden Klebestoff
damit verbunden wird.
18. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten Ionenaustauschmembran, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaustauschende Eigenschaften besitzt, hergestellt, die
Schichten gestapelt und mit dazwischen angebrachten Bindemitteln versehen, und die Schichten mit ihren
benachbarten Flächen elektrolytisch leitend verbunden werden.
1 o a b 111 ο ι b 4
Hi
19» Verfahren zum Herstellen einer geschichteten Ionenaustauschmembran, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaustauschende Eigenschaften besitzt, hergestellt, die
Schichten gestapelt und durch Vibration in elektrolytisch leitender Weise zu einer geschichteten Membran
verbunden werden,
20. Verfahren zum Herstellen einer geschichteten Ionenaustauschmembran, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Schichten aus einem Material, welches ionenaustauschende Eigenschaften besitzt und wenigstens
ein synthetisches Harz enthält, hergestellt und mit ihren benachbarten Flächen elektrolytisch leitend zu
einer geschichteten Membran verbunden werden.
BAD 1098 12/0164
Hl
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US425447A US3522095A (en) | 1965-01-14 | 1965-01-14 | Laminar membrane fuel cells and processes for their manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1596108A1 true DE1596108A1 (de) | 1971-03-18 |
Family
ID=23686617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661596108 Pending DE1596108A1 (de) | 1965-01-14 | 1966-01-14 | Brennstoffelement |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3522095A (de) |
CH (1) | CH492308A (de) |
DE (1) | DE1596108A1 (de) |
FR (1) | FR1462920A (de) |
GB (2) | GB1119085A (de) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3717506A (en) * | 1971-01-28 | 1973-02-20 | Us Army | High voltage deposited fuel cell |
US4215183A (en) * | 1979-01-02 | 1980-07-29 | General Electric Company | Wet proofed conductive current collector for the electrochemical cells |
JP3271801B2 (ja) * | 1992-09-22 | 2002-04-08 | 田中貴金属工業株式会社 | 高分子固体電解質型燃料電池、該燃料電池の加湿方法、及び製造方法 |
US5342494A (en) * | 1993-03-05 | 1994-08-30 | United Technologies Corporation | High purity hydrogen and oxygen production and apparatus therefor |
EP0631337B1 (de) * | 1993-06-18 | 2000-07-12 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Elektrochemische Zelle die eine polymere Feststoff-Elektrolytzusammensetzung enthält. |
US5846669A (en) * | 1994-05-12 | 1998-12-08 | Illinois Institute Of Technology | Hybrid electrolyte system |
DE19531852C1 (de) * | 1995-08-30 | 1996-12-19 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Brennstoffzelle mit Entwässerungssystem |
DE10140684A1 (de) * | 2001-08-24 | 2003-03-06 | Daimler Chrysler Ag | Dichtungsaufbau für eine MEA und Verfahren zur Herstellung des Dichtungsaufbaus |
EP1369948B1 (de) * | 2002-05-31 | 2005-07-20 | Umicore AG & Co. KG | Verfahren zur Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten unter Verwendung von mit katalysator beschichteten Membranen und Klebstoffen |
US8089027B2 (en) * | 2004-05-11 | 2012-01-03 | GM Global Technology Operations LLC | Laser welding of conductive coated metallic bipolar plates |
KR101201814B1 (ko) * | 2010-02-05 | 2012-11-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 스택 |
TWI568888B (zh) * | 2011-09-15 | 2017-02-01 | 第諾拉工業公司 | 氣體擴散電極及其製法和電化電解池 |
JP6427215B2 (ja) * | 2017-03-07 | 2018-11-21 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子型燃料電池用フィルム成形品のプレス加工方法及びプレス加工装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2593540A (en) * | 1945-09-01 | 1952-04-22 | American Viscose Corp | Semipermeable membrane |
US2829095A (en) * | 1955-09-03 | 1958-04-01 | Noguchi Kenkyu Jo | Process for the production of acidic and alkaline solution from salt solution by multi-compartment electrolysis |
US2851510A (en) * | 1955-11-30 | 1958-09-09 | William J Pauli | Solid battery |
US3009578A (en) * | 1958-04-15 | 1961-11-21 | Gulf Research Development Co | Pre-stressed reinforced ion-exchange membrane and method of making same |
US3134697A (en) * | 1959-11-03 | 1964-05-26 | Gen Electric | Fuel cell |
NL122373C (de) * | 1960-05-07 | |||
US3276991A (en) * | 1961-07-24 | 1966-10-04 | Hani Hiroshi | Anion permselective membranes and process for their production |
US3403054A (en) * | 1961-08-18 | 1968-09-24 | Gen Electric | Fuel cell with ion-permeable membrane |
US3310481A (en) * | 1962-09-10 | 1967-03-21 | Dow Chemical Co | Removal of residual monomeric sulfonates from polymerizates thereof |
US3340177A (en) * | 1963-06-05 | 1967-09-05 | American Mach & Foundry | Electrodialysis apparatus having endless membrane belt |
-
1965
- 1965-01-14 US US425447A patent/US3522095A/en not_active Expired - Lifetime
-
1966
- 1966-01-06 FR FR45067A patent/FR1462920A/fr not_active Expired
- 1966-01-13 GB GB43365/66A patent/GB1119085A/en not_active Expired
- 1966-01-13 GB GB1699/66A patent/GB1119084A/en not_active Expired
- 1966-01-14 DE DE19661596108 patent/DE1596108A1/de active Pending
- 1966-01-14 CH CH49266A patent/CH492308A/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH492308A (de) | 1970-06-15 |
GB1119084A (en) | 1968-07-10 |
FR1462920A (fr) | 1966-12-16 |
US3522095A (en) | 1970-07-28 |
GB1119085A (en) | 1968-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4241150C1 (de) | Elektrodenmembran-Verbund, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung | |
DE2930609C2 (de) | ||
EP0711461B1 (de) | Mehrere zellen enthaltende batterie in form einer streifenmembram | |
DE69527033T2 (de) | Ionenaustauschmembran-Elektrodeneinheit für eine elektrochemische Zelle | |
DE69829933T2 (de) | Elektrode aus Festpolymerelektrolyt-Katalysator Kompositen, Elektrode für Brennstoffzellen und Verfahren zur Herstellung dieser Elektroden | |
DE1596108A1 (de) | Brennstoffelement | |
EP0698300A1 (de) | Polymer-brennstoffzelle | |
EP0681339B1 (de) | Elektrochemische Zelle | |
DD263086A5 (de) | Feste polymerelektrolytstruktur | |
EP4093901B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur kohlenstoffdioxid- oder kohlenstoffmonoxid-elektrolyse | |
DE4026154C2 (de) | Bipolare Mehrschichtmembranen | |
DE4329819C2 (de) | Brennstoffzellenmodul | |
DE102012111229A1 (de) | Bipolarplatte für einen PEM-Stapelreaktor | |
WO2020182433A1 (de) | Gasdiffusionslage für eine brennstoffzelle und brennstoffzelle | |
WO1999014402A1 (de) | Elektrolyseapparat | |
DE4211267C2 (de) | Bipolare Membran und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE10233982B4 (de) | Bipolare Platte für eine Brennstoffzelle und Brennstoffzellenstapel | |
DE1933305C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für Brennstoffelemente | |
DE69702341T2 (de) | Verfahren zur herstellung von elektrochemischen zellenbauteilen | |
DE19853458C2 (de) | Polymerelektrolytmembran-Elektrolysezellenmodul und Polymerelektrolytmembran-Elektrolysevorrichtung mit einem solchen Modul | |
DE10218857B4 (de) | Schichtsystem für eine Gasdiffusionselektrode, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung des Schichtsystems | |
AT515926B1 (de) | Endrahmen für Durchflussbatterie | |
WO2019185416A1 (de) | Gasverteilerstruktur für eine brennstoffzelle | |
DE102021115292B3 (de) | Kontaktvorrichtung, Verfahren zur Herstellung einer Kontaktvorrichtung, elektrochemische Zelle sowie elektrochemischer Zellenstapel | |
DE102021214185A1 (de) | Katalysator-beschichtete Membran sowie Verfahren zum Herstellen einer katalysator-beschichteten Membran |