AT502201A4

AT502201A4 - Faserwerkstoff und elektrode aus diesem faserwerkstoff für die verwendung als von elektrolytflüssigkeit durchströmbarem bauteil in einer elektrochemischen vorrichtung

Info

Publication number: AT502201A4
Application number: AT0178605A
Authority: AT
Original assignee: En O De Energy On Demand Produ
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-02-15
Also published as: AT502201B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Faserwerkstoff für die Verwendung als von Elektrolytflüssigkeit durchströmbarer Bauteil in elektrochemischen Vorrichtungen, insbesonders in Brennstoffzellen oder Redox-Durchflussbatterien, in Form einer Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasern, eine Elektrode für elektrochemische Vorrichtungen, insbesonders Brennstoffzellen oder Redox-Durchflussbatterien, speziell Vanadium-RedoxDurchflussbatterien, in Form einer von Elektrolytflüssigkeit durchströmbaren Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasern, mit zumindest einem Einströmbereich und zumindest einem Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit an den Seitenkanten der Matte, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Faserwerkstoffes bzw.

einer aus Faserwerkstoff bestehenden Elektrode zur Verwendung in elektrochemischen Vorrichtungen, insbesonders in Brennstoffzellen oder Redox-Durchflussbatterien, speziell Vanadium-RedoxDurchflussbatterien, umfassend die Anfertigung und allenfalls Konfektionierung einer Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasern.
In elektrochemischen Vorrichtungen sind vielfach von der Elektrolytflüssigkeiten durchströmbare Matten aus anorganischen Fasern vorgesehen, insbesonders Graphitfilzmatten.

Beispielsweise bestehen die Zellen eines Reaktors einer Redox-Durchflussbatterie in der Regel aus zwei nebeneinander liegenden Halbzellen, wobei jede Halbzelle aus je einem Rahmen gebildet ist, der eine Öffnung aufweist, in der jeweils eine in Längsrichtung durchströmte Elektrode angeordnet ist, und wobei die Halbzellen zumindest im Bereich der Öffnung durch eine semipermeable Membran getrennt sind. Die beiden Halbzellen werden dabei durch zwei Elektrolytflüssigkeiten durchströmt, wobei durch elektro-chemische Vorgänge elektrischer Strom erzeugt wird, der über die Elektroden abgegriffen wird. Bei einigen Typen von RedoxDurchflussbatterien, wie z.B. ein Vanadium-Redox-Durchflussbatterie oder einer Vanadium/Polyhalid-Batterie, sind die beiden Elektrolytflüssigkeiten chemisch weitgehend ähnlich bzw. weisen nur einen anderen Oxidationszustand auf (z.B.

V<2+>und V<3+>, VO<2+>und VO<3+>). Dieser Vorgang kann auch umgekehrt werden, womit die Elektrolytflüssigkeit (bzw. die Batterie) geladen wird. Mehrere solche Zellen werden einer Redox-Durchflussbatterie zu einem Modul zusammengefasst, indem die einzelnen Zellen in nebeneinander angeordnet werden, um eine höhere Leistung bzw. Spannung zu erreichen. Die einzelnen Zellen werden dabei durch bipolare Platten voneinander getrennt. Solche Anordnungen sind in unterschiedlichsten Ausführungen hinlänglich bekannt.
Aufgrund der Durchströmung werden stetig Fasern aus der Matte ausgespült, was zu Verstopfungen des Leitungssystems für die Elektrolytflüssigkeit, zu Inhomogenitäten in der Durchströmung und bis hin zum totalen Ausfall einzelner Zellen oder der gesamten Batterie führen kann.

Nicht ausreichende Durchströmung in einer oder mehreren Halbzellen kann zur
Überladung und nachfolgender Gasentwicklung (bei Vanadium-Redox-Batterien beispielsweise Wasserstoff von der negativen Seite, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Sauerstoff von der positiven Seite) und weiter zur Beschädigung der bipolaren Platten und der Matten führen. In anderen Arten von Redox-Batterien, wie mit Polysulfid/Polyhalid-Systemen, können bei Überladung der positiven Halbzellen toxische gasförmige Halogene (Brom, Chlor) freigesetzt werden. Auch ohne Verstopfungen führt das Ausspülen von Fasern zu einem Verlust an effektiver Oberfläche der Elektroden und weiter zu erhöhten Widerstand im System, Abnahme der Maximalleistung und des Wirkungsgrades.
Ein Vorschlag zur Lösung dieses Problems ist in der JP 63281362 AI geoffenbart.

Dabei wird auf der Austrittsseite des Elektrolyts ein Filter zwischen Elektrode und Leitungssystem vorgesehen, um die Carbonfaserflusen aufzufangen und zu entfernen. Dies ist aber eine zusätzliche Komponente im System, die den Aufwand und auch die Produktions- und Wartungskosten erhöht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher ein Faserwerkstoff für die Verwendung als von Elektrolytflüssigkeit durchströmbarer Bauteil in elektrochemischen Vorrichtungen, in Form einer Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasern, als auch eine Elektrode für elektrochemische Vorrichtungen, mit welchen ohne zusätzliche Bauteile in den elektrochemischen Vorrichtungen die Sicherheit, Funktionsfähigkeit und volle Leistungsfähigkeit über einen langen Zeitraum sichergestellt werden kann.

Eine weitere Aufgabe war ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Faserwerkstoffes bzw. einer derartigen Elektrode.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zumindest ein Teilabschnitt einer Seitenkante der Matte mit zumindest einem im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymer behandelt ist. Damit wird die solcherart behandelte Seitenkante gefestigt und stabilisiert, so dass die Ausspülung der Fasem bei Durchströmung parallel zur Ebene des Werkstoffes weitestgehend verhindert wird und damit dessen Eigenschaften lange erhalten bleiben.
Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass durch das zumindest eine Polymer vorzugsweise punktförmige Verbindungen zwischen den Fasern gebildet sind.

Dadurch kann der Durchströmwiderstand klein gehalten werden, wobei die Erhöhung des Druckabfalls im Vergleich mit unbehandelten Werkstoffen kleiner gleich 10% gehalten werden kann.
Um eine gute Stabilisierung des Werkstoffes zu erhalten und dennoch den Durchströmwiderstand nicht unnötig zu erhöhen, sind gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung pro Zentimeter Kantenlänge zwischen 5 und 50 [mu]g Polymer eingelagert, insbe sonders für Matten aus Carbonfasern.

Auch wird damit unnötiger Verbrauch an Polymer vermieden.
Elektroden für elektrochemische Vorrichtungen sind zur Lösung der eingangs gestehen Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit mit zumindest einem im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymer behandelt ist.
Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass auch der sich dem Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit an beiden Seiten anschliessende Kantenabschnitt mit zumindest einem Polymer, vorzugsweise zumindest einem auch im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit verwendeten Polymer, behandelt ist.
Wenn durch das zumindest eine Polymer vorzugsweise punktförmige Verbindungen zwischen den Fasern zumindest im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit gebildet sind,

können der zusätzliche Durchströmwiderstand und damit der zusätzliche Energieaufwand für das Umwälzen des Elektrolyten klein gehalten werden.
Sparsamer Einsatz an Polymer und geringstmögliche Erhöhung des Durchströmwiderstandes kann mit einer Ausführungsform der Elektrode erreicht werden, bei welcher pro Zentimeter Kantenlänge im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit zwischen 5 und 50 [mu]g Polymer eingelagert sind, insbesonders für Elektroden aus Carbonfasern.
Eine für viele elektrochemische System stabile Anordnung ist möglich, wenn zur Behandlung der Elektrode oder Matte ein Polymer, ein Copolymer oder eine Mischung von Polymeren und Copolymeren aus Gruppe gewählt wird, umfassend Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polystyren (PS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), ABS-Harzen,

Polycarbonaten (PC), Polyetherimid (PEI), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM), thermoplastischen polyolefinischen Elastomeren (TPE) und Fluor-Polymer-Kautschuk (FPM). Speziell für VanadiumRedox-Durchflussbatterien kann durch Auswahl aus der genannten Gruppe eine besonders stabile Ausführungsform herstellt werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines Faserwerkstoffes bzw. einer aus Faserwerkstoff bestehenden Elektrode zur Verwendung in elektrochemischen Vorrichtungen, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt einer Kante der Matte mit einer Lösung zumindest eines im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymers behandelt wird.

Damit wird die solcherart behandelte Seitenkante gefestigt und gegen Ausspülung von Fasern, insbesonders im Längenbereich zwischen 1 und 10 mm Länge, stabilisiert. Vorteilhafterweise bildet das zumindest eine Polymer punktförmige Verbindungen zwischen den Fasern, wodurch der Durchströmwiderstand klein gehalten werden kann.
Vorteilhafterweise wird auch der sich dem Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit an beiden Seiten anschliessende Kantenabschnitt mit zumindest einem Polymer, vorzugsweise zumindest einem auch im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit verwendeten Polymer, behandelt.
Bei Verwendung einer Lösung von zumindest einem Polymer, einem Copolymer oder einer Mischung von Polymeren und Copolymeren aus der Gruppe umfassend Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polystyren (PS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP),

Polytetrafluorethylen (PTFE), ABS-Harzen, Polycarbonaten (PC), Polyetherimid (PEI), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM), thermoplastischen polyolefinischen Elastomeren (TPE) und Fluor-Polymer-Kautschuk (FPM) kann eine in vielen elektrochemischen Vorrichtungen stabile Anordnung hergestellt werden, insbesonders für Vanadium-Redox-Durchflussbatterien.
Vorzugsweise wird als Lösungsmittel zumindest eines aus der Gruppe verwendet, umfassend Dichlormethan, Ethylethanoat, Methyl-Ethyl-Keton, 2-Butanon, Tetrahydrofuran, Cyclohexanon, Aceton, Cyclohexan, N-Methyl-Pyrrolidon.

Auch Mischungen der genannten Stoffe können als Lösungsmittel zum Einsatz kommen.
Um die gute Löslichkeit des oder aller Polymere sicherzustellen und auch eine zum einfachen Auftragen ausreichend dünne Lösung zu erhalten, ist gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass eine Lösung von maximal 0,5 Gew-% des zumindest einen Polymers hergestellt und in einer Menge zwischen 5 bis 25 [mu]l pro Zentimeter Kantenlänge der Matte aufgebracht wird, insbesonders für eine Matte aus Carbonfasern.

Damit kann auch übermässiger Lösungsmittelverbrauch vermieden werden.
Gemäss einer sehr sparsamen Variante des Verfahrens bezüglich des Verbrauches an Polymer und Lösungsmittel wird die Lösung aufgesprüht.
Eine einfachere Verfahrensvariante sieht vor, dass die Matte mit zumindest einer Kante in die Lösung getaucht wird.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand bevorzugter, jedoch nicht einschränkender Ausfuhrungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert werden.
Dabei zeigt die Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Faserwerkstoffes mit einer gemäss der gegenständlichen Erfindung imprägnierten Kante, Fig. 2 ist eine schematische Dar a.

.a
Stellung einer in einem Rahmen befestigten, erfindungsgemäss ausgeführten DurchströmElektrode für eine Redox-Batterie, Fig. 3 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines unbehandelten Graphitfilzes, Fig. 4 ist eine niedrig vergrösserte elektronenmikroskopische Aufnahme eines Polymer-imprägnieren Graphitfilzes in gleicher Vergrösserung wie Rg. 3, Fig. 5 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme des unbehandelten Graphitfilzes der Rg. 3 mit höherer Vergrösserung und Fig. 6 ist eine Aufnahme mit gleicher Vergrösserung wie Fig. 5 mit erfindungsgemäss imprägnierten Fasern.
Ein an sich bekannter Faserwerkstoff 1, insbesonders Graphitfilz, soll beispielsweise an einem Kantenbereich 2 wie in Fig.

1 schematisch dargestellt behandelt werden, um dort bei Durchströmung durch Elektrolytflüssigkeit in beispielsweise einer Vanadium-RedoxDurchflussbatterie das Ausspülen von Fasern zu verhindern. Fig. 2 zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung eine aus Graphitfilz bestehende Durchströmelektrode 1 mit imprägnierter Kante 2 in einem mit Einlasskanälen 11 und Auslasskanälen 12 für den Elektrolyt versehenen Rahmen 14.

Um die Strömung vor Eintritt in die Elektrode 1 zu vergleichmässigen ist auch ein Verteilungskanal 13 vorgesehen.
Neben den vorteilhaften Wirkungen der Verhinderung des Ausspülens von Fasern bei Durchflusselektroden, die in einigen Arten von Redox-Batterien eingesetzt werden, können auch die in Zink-Brom-Durchflusszellen verwendeten Flow-by-Elektroden oder die oftmals in Brennstoffzellen eingesetzten Flow-behind-Elektroden in vorteilhafterweise in erfindungsgemässer Weise aufgebaut sein bzw. durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellt werden.
Dazu wird gemäss einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens eine Lösung von maximal 20 Gew% PVC in Dichloromethan herangezogen und weiter zu einer Lösung von 99 Gew% Ethylethanoat, maximal 0,2 Gew% PVC und minimal 0,8 Gew% Dichloromethan verdünnt.

Alternativ könnte für den gleichen Anwendungsbereich eine Lösung von ca. 0,05 bis 0,5 Gew% PVDF in Aceton, Cyclohexan oder n-Methyl-Pyrrolidon gewählt werden.
Diese Lösung kann durch Aufsprühen auf speziell die Kante des Faserwerkstoffes auf der Austrittsseite, allenfalls auch auf die angrenzenden Seiten, aufgetragen werden, wobei Druckluft als Trägergas verwendet wird. Alternativ dazu kann die Lösung auch durch Eintauchen der zu behandelnden Kante in die Polymer-Lösung aufgebracht werden, wobei dann Vorkehrungen gegen übermässiges Aufsaugen der Lösung getroffen werden sollten, das zu übermässigem Lösungsmittelverbrauch und grossem Druckabfall an der fertigen Elektrode führt. Das verdampfende Lösungsmittel wird dann vorteilhafterweise automatisch abgezogen, beispielsweise durch eine mechanische Dampfabzugshaube.

Das verbleibende Polymer bildet dann -
Punktverbindungen zwischen den Fasern des Faserwerkstoffes und verhindert dadurch deren Loslösen und Ausspülen aus dem Verband der Fasem des Werkstoffes.
Die Menge an aufgebrachtem Polymer ist abhängig von verschiedenen Faktoren und deren Zusammenwirken, insbesonders der Art der verwendeten Fasern, der Dicke, der durchschnittlichen Faserlänge und der Struktur des Faserwerkstoffes, aber auch der Art des Elektrolyten und der Durchflussrate. So kann bei längeren und/oder verwickelten Fasern weniger Polymer zum Stabilisieren der Kante der Fasermatte ausreichen, ebenso bei sehr geringen Durchflussraten. Für Graphitfilz-Elektroden in Vanadium-Redox-Batterien haben sich Polymermengen von 5 bis 50 [mu]g pro Zentimeter Kantenlänge als optimal erwiesen.

Insbesonders bei Herstellung der Kantenimprägnierung durch ein Tauchverfahren können sich aber auch leicht höhere Polymermengen einstellen, wenn die Lösung allenfalls weiter als unbedingt notwendig von der eingetauchten Kante in den Faserwerkstoff hinein aufgesaugt wird.
Die Art der verwendbaren Polymere ist lediglich durch die Bedingung vorgegeben, dass das Polymer, das Copolymer bzw. die Polymer-Mischung unter den in der elektrochemischen Vorrichtung herrschenden Bedingungen stabil ist.

Es darf nicht wieder in Lösung gehen oder auf andere Weise die Bindungswirkung auf die Fasern verlieren, beispielsweise aufgrund von Brüchigkeit.
Eine weitere Möglichkeiten zur Aufbringung des Polymers oder Polymer-Gemisches könnte die tropfenweise oder kontinuierliche Beschichtung der Kante beispielsweise mittels eines automatisch gesteuerten X-Y-Abgabesystems sein, wobei für ein rasches Trocknen der imprägnierten Kanten des Faserwerkstoffes gesorgt werden wird - was auch bei den anderen Verfahren zur Aufbringung des Polymers oder Polymergemisches zweckmässig ist. Alternativ wären auch weitere Aufbringungsverfahren denkbar, etwa In-situ-Polymerisation geeigneter Monomere, beispielsweise durch chemische Dampfdeposition, Flammspritzen, Pulverbeschichten, Aufsprühen geschmolzener Polymere oder Plasmabeschichtung.

Mit Ausnahme der Insitu-Polymerisation weisen die genannten Verfahren den Vorteil auf, dass keine Lösungsmittel notwendig sind. Die Sprühverfahren verursachen jedoch auch Feinstaub, der mittels mechanischer Abzugseinrichtungen entfernt werden muss.
Die Auswahl des Lösungsmittels erfolgt aufgrund der Flüchtigkeit und auch der Toxizität bzw. Umweltverträglichkeit, in zweiter Unie auch aufgrund wirtschaftlicher Überlegungen. So kann beispielsweise durch Mischungen von Lösungsmitteln, wie dem bei Raumtemperatur zu flüchtigen Dichloromethan und dem nicht ausreichend flüchtigen n-Methyl-Pyrrolidon, die gewünschte Flüchtigkeit eingestellt werden. Versuche zur Ausspülung von Fasern und zur Wirksamkeit der erfindungsgemässen Stabilisierung der Kanten eines Faserwerkstoffes wurden an Filzproben mit 16 mm Durchmesser und 5 mm Dicke durchgeführt.

Dabei war eine Probe unbehandelt, so dass die Fasern wie in den Fig. 3 und Rg. 5 locker und nur durch die Gewebestruktur vorgegeben angeordnet sind. Eine zweite Probe wurde in der erfindungsgemässen und oben beispielhaft erläuterten Art und Weise imprägniert, wonach sich eine Verbindung der Fasern durch das Polymer wie in den Fig. 4 und Fig. 6 dargestellt eingestellt hat.
Nach drei Stunden Ultraschallbehandlung in deionisiertem Wasser konnte an der nicht imprägnierten Probe ein Gewichtsverlust von 1,1% gegenüber nur 0,3% Gewichtsverlust der erfindungsgemäss behandelten Probe festgestellt werden.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche:

1. Faserwerkstoff für die Verwendung als von Elektrolytflüssigkeit durchströmbarer Bauteil in elektrochemischen Vorrichtungen, insbesonders in Brennstoffzellen oder RedoxDurchflussbatterien, in Form einer Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasem, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt einer Seitenkante (2) der Matte (1) mit zumindest einem im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymer behandelt ist.

1. Faserwerkstoff für die Verwendung als von Elektrolytflüssigkeit durchströmbarer Bauteil in elektrochemischen Vorrichtungen, insbesonders in Brennstoffzellen oder RedoxDurchflussbatterien, in Form einer Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasern, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt einer Seitenkante (2) der Matte (1) mit zumindest einem im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymer behandelt ist.

2. FaserwerkstofF nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das zumindest eine Polymer vorzugsweise punktförmige Verbindungen zwischen den Fasern gebildet sind.

3. Faserwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zentimeter Kantenlänge zwischen 5 und 50 [mu]g Polymer eingelagert sind, insbesonders für Matten aus Carbonfasern.

4. Faserwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polymer, ein Copolymer oder eine Mischung von Polymeren und Copolymeren aus Gruppe gewählt wird, umfassend Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polystyren (PS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), ABS-Harzen, Polycarbonaten (PC), Polyetherimid (PEI), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM), thermoplastischen polyolefinischen Elastomeren (TPE) und Fluor-Polymer-Kautschuk (FPM).

4. Elektrode für elektrochemische Vorrichtungen, insbesonders Brennstoffzellen oder Redox-Durchflussbatterien, speziell Vanadium-Redox-Durchflussbatterien, in Form einer von Elektrolytflüssigkeit durchströmbaren Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasern, mit zumindest einem Einströmbereich und zumindest einem Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit an den Seitenkanten der Matte, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit mit zumindest einem im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymer behandelt ist.

5. Elektrode für elektrochemische Vorrichtungen, insbesonders Brennstoffzellen oder Redox-Durchflussbatterien, speziell Vanadium-Redox-Durchflussbatterien, in Form einer von Elektrolytflüssigkeit durchström baren Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasem, mit zumindest einem Einströmbereich und zumindest einem Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit an den Seitenkanten der Matte, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit mit zumindest einem im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymer behandelt ist.

NACHGERE I CHT

5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch der sich dem Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit an beiden Seiten anschliessende Kantenabschnitt mit zumindest einem Polymer, vorzugsweise zumindest einem auch im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit verwendeten Polymer, behandelt ist.

6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auch der sich dem Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit an beiden Seiten anschliessende Kantenabschnitt mit zumindest einem Polymer, vorzugsweise zumindest einem auch im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit verwendeten Polymer, behandelt ist.

6. Elektrode nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch das zumindest eine Polymer vorzugsweise punktförmige Verbindungen zwischen den Fasern zumindest im Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit gebildet sind.

7. Elektrode nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch das zumindest eine Polymer vorzugsweise punktförmige Verbindungen zwischen den Fasern zumindest im Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit gebildet sind.

7. Elektrode nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zentimeter Kantenlänge im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit zwischen 5 und 50 [mu]g Polymer eingelagert sind, insbesonders für Elektroden aus Carbonfasern.

8. Elektrode nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zentimeter Kantenlänge im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit zwischen 5 und 50 [mu]g Polymer eingelagert sind, insbesonders für Elektroden aus Carbonfasern.

8. Faserwerkstoff bzw. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polymer, ein Copolymer oder eine Mischung von Polymeren und Copolymeren aus Gruppe gewählt wird, umfassend Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polystyren (PS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), ABS-Harzen, Polycarbonaten (PC), Polyetherimid (PEI), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM), thermoplastischen polyolefinischen Elastomeren (TPE) und Fluor-Polymer-Kautschuk (FPM).

9. Elektrode nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polymer, ein Copolymer oder eine Mischung von Polymeren und Copolymeren aus Gruppe gewählt wird, umfassend Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polystyren (PS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), ABS-Harzen, Polycarbonaten (PC), Polyetherimid (PB), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM), thermoplastischen polyolefinischen Elastomeren (TPE) und Fluor-Polymer-Kautschuk (FPM).

9. Verfahren zur Herstellung eines Faserwerkstoffes bzw. einer aus Faserwerkstoff bestehenden Elektrode zur Verwendung in elektrochemischen Vorrichtungen, insbesonders in Brennstoffzellen oder Redox-Durchflussbatterien, speziell Vanadium-RedoxDurchflussbatterien, umfassend die Anfertigung und allenfalls Konfektionierung einer Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasem, insbesonders Carbonfasern, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt einer Kante (2) der Matte (1) mit einer Lösung zumindest eines im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymers behandelt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Faserwerkstoffes bzw. einer aus Faserwerkstoff bestehenden Elektrode zur Verwendung in elektrochemischen Vorrichtungen, insbesonders in Brennstoffzellen oder Redox-Durchflussbatterien, speziell Vanadium-RedoxDurchflussbatterien, umfassend die Anfertigung und allenfalls Konfektionierung einer Matte aus vorzugsweise anorganischen Fasern, insbesonders Carbonfasern, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt einer Kante (2) der Matte (1) mit einer Lösung zumindest eines im chemischen Milieu der elektrochemischen Vorrichtung stabilen Polymers behandelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auch der sich dem Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit an beiden Seiten anschliessende Kantenabschnitt mit zumindest einem Polymer, vorzugsweise zumindest einem auch im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit verwendeten Polymer, behandelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auch der sich dem Ausströmbereich (2) für die Elektrolytflüssigkeit an beiden Seiten anschliessende Kantenabschnitt mit zumindest einem Polymer, vorzugsweise zumindest einem auch im Ausströmbereich für die Elektrolytflüssigkeit verwendeten Polymer, behandelt wird.

NACHGEREICHT . -

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung von zumindest einem Polymer, einem Copolymer oder einer Mischung von Polymeren und Copolymeren aus der Gruppe umfassend Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polystyren (PS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), ABS-Harzen, Polycarbonaten (PC), Polyetherimid (PEI), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM), thermoplastischen polyolefinischen Elastomeren (TPE) und Fluor-Polymer-Kautschuk (FPM) hergestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung von zumindest einem Polymer, einem Copolymer oder einer Mischung von Polymeren und Copolymeren aus der Gruppe umfassend Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polystyren (PS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), ABS-Harzen, Polycarbonaten (PC), Polyetherimid (PEI), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM), thermoplastischen polyolefinischen Elastomeren (TPE) und Fluor-Polymer-Kautschuk (FPM) hergestellt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung zumindest eines Polymers in zumindest einem Lösungsmittel aus der Gruppe *.. verwendet wird, umfassend Dichlormethan, Ethylethanoat, Methyl-Ethyl-Keton, 2Butanon, Tetrahydrofuran, Cyclohexanon, Aceton, Cyclohexan, N-Methyl-Pyrrolidon.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung zumindest eines Polymers in zumindest einem Lösungsmittel aus der Gruppe verwendet wird, umfassend Dichlormethan, Ethylethanoat, Methyl-Ethyl-Keton, 2Butanon, Tetrahydrofuran, Cyclohexanon, Aceton, Cyclohexan, N-Methyl-Pyrrolidon.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung von maximal 0,5 Gew-% des zumindest einen Polymers hergestellt und in einer Menge zwischen 5 bis 25 [mu]l pro Zentimeter Kantenlänge der Matte aufgebracht wird, insbesonders für eine Matte aus Carbonfasern.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung von maximal 0,5 Gew-% des zumindest einen Polymers hergestellt und in einer Menge zwischen 5 bis 25 [mu]l pro Zentimeter Kantenlänge der Matte aufgebracht wird, insbesonders für eine Matte aus Carbonfasem.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung aufgesprüht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung aufgesprüht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte mit zumindest einer Kante in die Lösung getaucht wird.

Wien, am 31. Oktober 2005 EN-o-DE

Energy on Demand Production and Sales GmbH in Eisenstadt (AT) vertreten durch:

Patentanwälte

KLEIN, PINTER

& LAMINGER OEG <EMI ID=10.1> <J>

Patentansprüche:

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte mit zumindest einer Kante in die Lösung getaucht wird.

NACHGEREICHT