PL153051B1 - Multilayered polymer membrane for elektrolytic processes and method of obtaining the same - Google Patents
Multilayered polymer membrane for elektrolytic processes and method of obtaining the sameInfo
- Publication number
- PL153051B1 PL153051B1 PL1986262867A PL26286786A PL153051B1 PL 153051 B1 PL153051 B1 PL 153051B1 PL 1986262867 A PL1986262867 A PL 1986262867A PL 26286786 A PL26286786 A PL 26286786A PL 153051 B1 PL153051 B1 PL 153051B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- diaphragm
- electrically conductive
- particles
- sheet
- matrix
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 title description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 20
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 claims description 16
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 6
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 9
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229910006095 SO2F Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000005840 aryl radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920013683 Celanese Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006080 SO2X Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006069 SO3H Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 1
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000001160 methoxycarbonyl group Chemical group [H]C([H])([H])OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- GTCKPGDAPXUISX-UHFFFAOYSA-N ruthenium(3+);trinitrate Chemical compound [Ru+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GTCKPGDAPXUISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 1
- OBTWBSRJZRCYQV-UHFFFAOYSA-N sulfuryl difluoride Chemical compound FS(F)(=O)=O OBTWBSRJZRCYQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
- C25B13/02—Diaphragms; Spacing elements characterised by shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
- C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
-
- 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
- H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
- H01M8/1023—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon, e.g. polyarylenes, polystyrenes or polybutadiene-styrenes
-
- 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
- H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 153 051
POLSKA
URZĄD
PATENTOWY
RP
Patent dodatkowy do patentu nr--Int. Cl.5 C2SB 13/04
Zgłoszono: 86 12 09 (P. 262867)
Pierwszeństwo: 85 12 09 dla zastrz. 11, 12
Stany Zjednoczone Ameryki 85 12 09 dla zastrz. 13
Stany Zjednoczone Ameryki 85 12 09 dla zastrz. 1-10
Stany Zjednoczone Ameryki
Zgłoszenie ogłoszono: 87 12 14 tnuu» ot6L«*
Opis patentowy opublikowano: 1991 08 30
Twórca wynalazkk--Uprawniony z patentu: The Dow Chemical Company,
Midland (Stany Zjednoczone Ameryki)
Przepona wielowarstwowa, polimerowa do procesów elektrolitycznych i sposób wytwarzania przepony wielowarstwowej polimerowej do procesów elektrolitycznych
Przedmiotem wynalazku jest przepona wielowarstwowa, polimerowa do procesów elektrolitycznych, która minimalizuje elektryczną rezystancję pomiędzy kolektorem prądu a osadzoną w podłożu lub spojoną z nim elektrodą, oraz sposób wytwarzania tej przepony.
Ogniwa elektrolityczne ze stałego polimeru są to ogniwa, w których jedna lub dwie elektrody są spojone z podłożem lub w nim osadzone, a podłoże to stanowi jonowymienna przepona z polimeru. Takie ogniwa są znane i szczegółowo przedstawione w opisach patentowych USA nr 4315 805,4 364 815,4 272 353 i 4 394 229. W ogniwach tego typu kolektor prądu jest wprasowany w elektrodę i styka się z nią, przy czym przewidziano drogę przejścia dla prądu elektrycznego od źródła do elektrody. Kolektory prądu są elektrycznie przewodzącymi hydraulicznie przepuszczalnymi matrycami, które mają przeróżne kształty, rozmiary i są różnego rodzaju, włączając w to metalowe ekrany w kształcie okna, dziurkowane płyty metalowe, jednolite siatki metalowe itp. Pewne powszechnie stosowane rodzaje kolektorów prądu przedstawione są w opisach patentowych USA nr 4 299 674, 4 468 311 oraz 4 215 183.
Głównym problemem w ogniwach ze stałego polimeru jest często wysoka elektryczna rezystancja pomiędzy osadzonymi lub spojonymi elektrodami a kolektorami prądu, które są wprasowane w elektrodę. Próbowano rozwiązać problem wysokiej rezystancji na różne sposoby. Pewne rozwiązania obejmują zastosowanie materaca, jak to przedstawiono w opisie patentowym USA nr 4 468 311, lub przez zastosowanie elektrokatalizatora bezpośrednio do przewodzącej tkaniny węglowej, która działa jak kolektor prądu, jak to przedstawiono w opisie patentowym USA nr 4239396.
Konwencjonalne anody są zwykle hydraulicznie przepuszczalnymi i elektrycznie przewodzącymi strukturami wykonanymi w różnych kształtach i stykach obejmując na przykład arkusz metalowej siatki jednolitej, płytę perforowaną, płytę dziurkowaną, niepłaską w kształcie rombu metalową siatkę jednolitą, lub tkaninę z drutu metalowego. Metalami do zastosowania na anody są tantal, tungsten, niob, cyrkon, molibden i korzystnie tytan oraz stopy zawierające większą liczbę tych metali.
Zaś konwencjonalne katody są zwykle hydraulicznie przepuszczalnymi, elektrycznie przewodzącymi strukturami wykonanymi w różnych kształtach i rodzajach, obejmując na przykład arkusz metalowej siatki jednorodnej, płytę perforowaną, płytę dziurkowaną, niepłaską w kształcie rombu metalową siatkę jednolitą lub tkaninę z drutu metalowego. Metalami odpowiednimi do zastosowania jako katoda są na przykład miedź, żelazo, nikiel, ołów, molibden, kobalt i stopy zawierające większą część tych metali, takie jak niskowęglowa stal stopowa, i metale lub stopy pokryte takimi substancjami jak srebro, złoto, platyna, ruten, pallad i rod.
Natomiast niniejszy wynalazek wymaga, aby przynajmniej jedna z elektrod była w postaci wielu elektrycznie przewodzących cząstek osadzonych w arkuszu przepony.
Przepona wielowarstwowa, polimerowa do procesów elektrolitycznych zawierająca arkusz przepony właściwej, warstwę katalitycznie aktywnych i elektrycznie przewodzących cząstek oraz elektrycznie przewodzącą i hydraulicznie przepuszczalną matrycę według wynalazku charakteryzuje się tym, że w arkuszu przepony właściwej, jest osadzona względnie wpojona warstwa cząstek, na warstwie tej jest osadzona laminowana matryca, pozostająca w fizycznym i elektrycznym kontakcie z warstwą cząstek.
Arkusz przepony właściwej korzystnie wybrany jest z polimeru fluorowęglowodorowego oraz ma grubość od 0,0025 do 0,4 mm a jego ciężar równoważnikowy wynosi od 500 do 2000.
W przeponie według wynalazku, anodę w postaci cienkiej warstwy korzystnie stanowi wiele przewodzących elektrycznie cząstek. Materiały odpowiednie do zastosowania jako elektrokatalityczne aktywne materiały anodowe wybrane są z tlenków rutenu, irydu, platyny, palladu. Natomiast katodę korzystnie stanowi wiele elektrycznie przewodzących cząstek, które wybrane są z metali platyny lub tlenków tych metali albo z rutenu lub tlenku rutenu.
Ponadto przewodzące elektrycznie cząstki mogą tworzyć anodę po jednej stronie arkusza przepony właściwej a katodę po przeciwnej stronie przepony właściwej, lub przewodzące elektrycznie cząstki tworzą elektrodę po jednej stronie arkusza przepony właściwej i porowatą płytę metalową jako elektrodę po drugiej stronie arkusza przepony właściwej.
Natomiast hydraulicznie przepuszczalna matryca jest wybrana spośród tkaniny węglowej, papieru węglowego, filcu węglowego, ekranów metalowych, filcu metalowego i porowatych arkuszy metalowych, przy czym wspomniana matryca ma grubość od 0,5 do 0,65 mm a jej rezystywność wynosi od 600 do 1375poma/cm.
Korzystnie jest, jeśli hydraulicznie przepuszczalna matryca jest uformowana z tkaniny węglowej ewentualnie ze splecionych włókien węglowych.
Zaletą przepony polimerowej według wynalazku jest to, że w wyniku szczególnie dobrego styku pomiędzy arkuszem przepony właściwej, dielektrycznie przewodzącymi cząstkami oraz elektrycznie przewodzącą i hydraulicznie przepuszczalną matrycą (która służy jako kolektor prądu jest dołączona do źródła energii), rezystancja dla przepływu energii elektrycznej jest zminimalizowana i dzięki temu ogniwo działa bardziej wydajnie niż ogniwa stosujące układy ze stałego polimeru według stanu techniki.
Sposób wytwarzania przepony wielowarstwowej-polimerowej do procesów elektrolitycznych według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszaninę spoiwa i wielu katalitycznie aktywnych elektrycznie przewodzących cząstek osadza się na niejonowej przeponie fluorowęglowodorowej właściwej. Następnie osadza się na tę warstwę elektrycznie przewodzącą hydraulicznie przepuszczalną matrycę, przez co formuje się laminat mający z jednej strony przeponę, z drugiej strony matrycę i wiele katalitycznie aktywnych cząstek pomiędzy nimi, a następnie do otrzymanego laminatu doprowadza się ciśnienie wystarczające dla wtłoczenia przynajmniej części matrycy w niejonową przeponę właściwą. W sposobie według wynalazku jako spoiwo korzystnie stosuje się politetrafluoroetylen lub fluorowęglowodorowy jonowymienny aktywny polimer w swej niejonowej postaci.
Inny sposób wytwarzania przepony wielowarstwowej, polimerowej do procesów elektrolitycznych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do ogrzanej do temperatury mięknięcia niejonowej, fluorowęglowodorowej przepony właściwej doprowadza się do styku z przynajmniej
153 051 częścią jednej strony przepony właściwej, wiele elektrycznie przewodzących, katalitycznie aktywnych cząstek, gdy przepona jest w stanie miękkim, następnie przeponę z nałożoną kompozycją poddaje się działaniu ciśnienia wystarczającego do osadzenia przynajmniej części cząstek w przeponie właściwej po czym na wytworzonej powierzchni osadza się elektrycznie przewodzącą hydraulicznie przepuszczalną matrycę, która poddaje się działaniu ciśnienia wystarczającego do wtłoczenia przynajmniej części tej matrycy, w przeponę właściwą.
Rozwiązanie według wynalazku jest objaśnione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono przeponę wielowarstwową, . polimerową.
Przedstawiona na rysunku przepona wielowarstwowa 100 zawiera arkusz przepony właściwej 120, warstwę elektrycznie przewodzących cząstek 110 oraz elektrycznie przewodzącą i hydraulicznie przepuszczalną matrycę 130.
Zgodnie z wynalazkiem przepona zawiera elektrycznie przewodzące cząstki, które są spojone lub osadzone po jednej lub po obu stronach arkusza przepony właściwej.
Przepona wielowarstwowa polimerowa 100 składa się z arkusza przepony właściwej 120, która ma warstwę elektrycznie przewodzących cząstek 110 osadzonych w nim. Cząstki pozostają w fizycznym i elektrycznym kontakcie z elektrycznie przewodzącą i hydraulicznie przepuszczalną matrycą 130, która również jest osadzona w arkuszu przepony właściwej 120.
Arkusz przepony właściwej oddziela anodowy przedział od przedziału katodowego i ogranicza rodzaj i ilość cieczy i/lub jonów, które przechodzą pomiędzy przedziałem anodowym i przedziałami katodowymi. Przepona może być przeponą jednowarstwową . lub wielowarstwową przeponą złożoną.
Przepona może być wykonana z materiału fluorowęglowodorowego ze względu na ich chemiczną trwałość.
Niejonowe (termoplastyczne) postacie polimerów fluorowanych nadające się do stosowania w rozwiązaniu według wynalazku przedstawione są w następujących opisach patentowych USA nr 3282875, 3909378, 4025405, 4065366, 4116888, 4123336, 4126588, 4151052, 4176215, 4178218, 4192725, 4209635, 4251333, 4270996, 4329435, 4330654, 4337137, 4337211, 4 340 680, 4 357 218, 4 358 412, 4 358 545, 4 417 969, 4 462 877, 4470 889 i 4 478 695 oraz Europejskim Zgłoszeniu Patentowym nr 0 027 009. Takie polimery zwykle mają ciężar równoważnikowy w zakresie od 500 do 2000.
Aby tkanina i elektrycznie przewodzące cząstki mogły być osadzone w przeponie fluorowęglowodorowej, konieczne jest, aby przepona fluorowęglowodorowa była w postaci niejonowej. Przez niejonową postać rozumie się na przykład, że przepona ma uzupełniające grupy SO2X a nie jest jonowo spojona SO2Na lub uzupełniające grupy SO3H, gdzie X jest -F, -CO2, -CH3 lub czwartorzędową aminą.
Szczególnie korzystnymi materiałami fluorowęglowodorowymi dla użycia do wyrobu przepon są kopolimery monomeru I z monomerem II (jak określono poniżej). Korzystnie trzeci rodzaj monomeru może być poddawany kopolimeryzacji z I i II.
Pierwszy tym monomeru jest generalnie określony wzorem:
CF2 = CZZ’ /1/ gdzie Z i Z’ są wybrane niezależnie spośród grup -H, -Cl, -F i -CF3.
Drugi monomer składa się z jednego lub większej liczby monomerów wybranych ze związków reprezentowanych przez generalny wzór:
Y-/CF2/a-/CFRf/b-/CFRt/c-O-[CF/CF2X/-CF2-O]n-CF = CF2 /11/ gdzie Y jest wybrane spośród grup -SO2Z, -CN, -COZ i C/R3f//R.4f/OH, Z jest wybrane z grup -I, -Br, -Cl, -F, -OR i -NR1R2, a R jest rozgałęzionym lub liniowym rodnikiem alkilowym mającym od 1 do 10 atomów węgla lub rodnikiem arylowym, R3f i R4f są niezależnie wybrane z rodników perfluoroalkilowych mających od 1 do 10 atomów węgla, R1 i R2 są niezależnie wybrane z H, rozgałęzionym lub liniowym rodnikiem alkilowym mającym od 1 do 10 atomów węgla i rodnikiem arylowym, a wynosi 0-6, b wynosi 0-6, c wynosi 0 lub 1, przy czym a + b + c nie równa się zeru, X jest wybrane spośród Cl, Br, F, a mieszaniny ich wtedy η > 1, przy czym n wynosi 0 do 6, a Rf i Rf’, są niezależnie wybrane z F, Cl, Br, perfluoroalkilowych rodników mających od 1 do 10 atomów węgla i chlorowanych fluoroalkilowych rodników mających od 1 do 10 atomów węgla.
15? 051
Szczególnie korzystny jest monomer, gdzie » jest -SO2F lub -COOCH3, n wynosi 0 lub 1, Rf i RfZsą F, X jest -Cl lub -F, a a + b + c wynosi 2 li.b 3.
Trzecim odpowiednim monomerem jest jed< n lub więcej monomerów wybranych ze związków reprezentowanych przez generalny wzór:
Y-^CF2/a'-/CFR/b'-/CFR,7c'-O-[<^^/CF2X7-CF2-O]n-(^^-CF2 /111/ gdzie Y'jest wybrane spośród F, Cl i Br, a' i b' są niezależnie 0-3, c'jest 0 lub 1, natomiast a' 4 - b' 4- c' nie jest równe zeru, n' jest 0-6, Rf i Rf są niezależnie wybrane spośród Br, Cl, F, perfluoroalkilowe rodniki mające 1 do 10 atomów węgla i chlorowane perfluoroalkilowe rodniki mające od 1 do 10 atomów węgla, a X'jest wybrane z F, Cl, Br, a mieszaniny ich gdy n' > 1.
Przemiana Y na jonowymienne grupy jest znana i składa się z reakcji Y z roztworem alkalicznym.
Ponieważ przepona fluorowęglowodorowa w postaci niejonowej jest zdolna do mięknięcia podczas ogrzewania i twardnięcia ponownie podczas ochładzania, tak więc tkanina może być łatwo wprasowana w przeponę, gdy ta przepona zostanie ogrzana. Temperatura do której przepona jest korzystnie ogrzana aby uczynić ją dostatecznie miękką, aby tkanina mogła być w niej osadzona, zależy od wzoru chemicznego przepony. Jednakże generalnie stosuje się temperatury w zakresie od 150°C do 350°C gdy Y = SO2F (jak określono w równaniu II), lub 150°C do 300°C gdy Y = CO2CH3 (jak określono w równaniu II). Przepony na bazie węglowodorów mogą (zależnie od całej kompozycji materiału węglowodorowego) być ogrzewane do temperatury od 100°C do 190°C.
Na przykład, arkusz przepony może być przygotowany przez prasowanie na gorąco proszku fluorku sulfonylu, którego ciężar równoważnikowy wynosi około 1000, jak przedstawiono to w opisie patentowym USA nr 4 330 654 pomiędzy dwoma arkuszami z włókna szklanego wzmocnionego politetrafluoroetylenem w temperaturze około 310°C pod ciśnieniem około 10,353 kPa przez około 1,25 min. Uzyskany arkusz, mający średnicę od 15 do 18 cm, ma grubość od 0,0025 do 0,4 mm, korzystnie od 0,1 do 0,25 mm, najbardziej korzystnie od 0,05 do 0,15 mm.
W rozwiązaniu według wynalazku ważne jest, aby wykonać skuteczne spojenie pomiędzy elektrycznie przewodzącą, hydraulicznie przepuszczalną matrycą a przeponą. Takie spojenie może być wykonane z lub bez użycia doprowadzonego z zewnątrz ciśnienia w czasie spajania. Stwierdzono jednakże, że lepsze spajanie uzyskuje się wtedy, gdy przepona i elektrycznie przewodząca, hydraulicznie przepuszczalna matryca zostają najpierw zetknięte i ogrzane przy zerowym ciśnieniu przez czas około 1 min. potem następuje zastosowanie ciśnienia od 13 780 do 110 240 kPa przez czas od 0,2 do 2 minut.
Elektroda według wynalazku złożona z wielu elektrycznie przewodzących cząstek może być albo katodą albo anodą. Korzystnie, obydwie elektrody mogą być wytworzone przez osadzenie elektrycznie przewodzących cząstek po przeciwnych stronach arkusza przepony.
Elektrycznie przewodzące cząstki zastosowane na anodę lub na katodę są korzystnie rozdrobnione i mają duży obszar powierzchni. Na przykład w przypadku ogniwa paliwowego z elektrodą tlenową lub wodorową, czerń platynowa ma obszar powierzchni większej niż 25 m2/g lub platyna o dużym obszarze powierzchni (800 - 1800 m2/g) na aktywnym proszku węglowym (średni wymiar cząstki 10-30 pm) są odpowiednie do zastosowania jako anoda i katoda. W przypadku ogniwa chlorowanego, elektroda może być wykonana taka, w której cząstki dwutlenku rutenu są przygotowane przez termiczny rozkład azotanu rutenu przez 2 godz. przy temperaturze 450°C, a cząstki które przeszły przez sito 325 mesh (mniej niż 44//) używa się do przygotowania elektrody.
Elektrycznie przewodząca, hydraulicznie przepuszczalna matryca, która działa jako kolektor prądu, aby przekazywać energię elektryczną do lub z elektrody, może być złożona z różnych substancji zawierających tkaninę węglową, papier węglowy i arkusze porowatych metali. Korzystnie jednak elektrycznie przewodząca, hydraulicznie przepuszczalna matryca jest tkaniną węglową, ponieważ tkanina węglowa jest łatwo dostępna, dobrze spełnia swoje zadanie, jest łatwa w obsłudze i względnie tania.
Tkanina najkorzystniej stosowana w rozwiązaniu według wynalazku, jest względnie tania, posiada odpowiednią wytrzymałość mechaniczną i ma odpowiednie własności powierzchniowe, takie jak gładkość, zabezpiecza dobre spojenie pomiędzy przeponą jonowymienną i sobą. Należy również zabezpieczać dobry elektryczny kontakt pomiędzy tkaniną węglową a elektrycznie aktywnymi cząstkami elektrody.
153 051
Tkanina węglowa nadająca się do stosowania w rozwiązaniu według wynalazku jest powszechnie dostępna np. Stackpole Fibera Co. sprzedawana pod nazwą Panex PWB-3, PWB-6, KFE i SWB-8 z firmy Union Carbide Corp. sprzedawana pod nazwą WCA Graphile Cloth (tkanina grafitowa) oraz VCK i VCA carbon cloth (tkanina węglowa). Tkanina węglowa może być również tkana z włókien węglowych dostępna z firmy Fiberite Corp. pod nazwą Celion 1000, Celion 3000, Celion 6000, Celion 12000 lub z firmy Celanese Corporation sprzedawana jako C-6 lub C-50. Te materiały mogą różnić się swymi cechami fizycznymi, ale nadają się do stosowania w rozwiązaniu według wynalazku, jeśli tylko są dostatecznie mocne aby zachować swoją fizyczną integralność podczas tkania. Rozmiar włókna i wzory tkania mogą również zmieniać się.
Tkanina używana w rozwiązaniu według wynalazku korzystnie ma grubość od 0,05 do 0,65 mm i elektryczną rezystywność od 600000 do 1375 /toma/cm. Bardziej korzystnie tkanina stosowana w rozwiązaniu według wynalazku ma rezystywność w przybliżeniu ^^(M^/poma/cm.
Przepona polimerowa, wielowarstwowa może więc być wytwarzana przez przygotowanie przepony właściwej w postaci niejonowej, osadzenie elektrokatalitycznie aktywnych cząstek w przeponie, spojenie kolektora prądu z cząstkami, następnie odbywa się nadanie przeponie jej jonowej postaci w drodze reakcji, w przypdku -SO2F jako grupy uzupełniające, z NaOH przy następujących warunkach: (1) zanurzenie folii w około 25% wodorotlenku sodowym na około 16 godz. przy temperaturze około 90°C, (2) wypłukanie folii w zdejonizowanej wodzie ogrzanej do temperatury około 90°C w ciągu 30 do 60 minut. Grupa uzupełniająca jest wówczas w postaci -SO3-Na+. Kationy inne niż Na+ mogą ulec zmianie na Na+, jeśli to możliwe (takie jak H+).
Elektrokatalitycznie aktywne cząstki mogą być włączone w powierzchnię przepony z zastosowaniem różnych technik obejmujących na przykład wprasowywanie, zlewanie się z rozpuszczalnikiem i sporządzanie mieszanki z przeponą i innymi proszkami polimerowymi. Są to znane techniki. Jedna z technik wymaga stosowania cząstek platynowych wprowadzonych do proszku węglowego przez szczotkowanie równo po folii przepony fluorowęglowodorowej w jej termoplastycznej powierzchni. Tak pokryta folia zostaje umieszczona pomiędzy arkuszami włókna szklanego wzmocnionego politetrafluoroetylenem i prasowana na gorąco w temperaturze od 240°C do 310°C przy ciśnieniu od 6894 do 13788 kPa w czasie 1 do 10 minut. Kolektor prądu może być spojony z tak pokrytą przeponą przez umieszczenie go na przeponie tak, że pozostaje w kontakcie z cząstkami i prasowanie na gorąco tej kombinacji przy temperaturze od 240°C do 310°C i ciśnieniu od 0,5 do 1 tony/cal2 w czasie od 1 do 10 minut.
Ilość cząstek użytych na folii przepony aby utworzyć elektrodę elektrolityczną ze stałego polimeru może się zmieniać w zależności od aktywności elektrokatalizatora, jego ceny itp. Dla przepon stsruktur zasadowo-chlorowych, ilość użytego katalizatora wynosi zwykle od 0,4 do 1,0 mg katalizatora na 1 cm2 powierzchni przepony. Jest to górna granica liczby cząstek, które mogą być umieszczone na przeponie, aby zabezpieczyć przed przenikaniem cząstek przez przeponę. Górna granica jest określona na około 25 mg katalizatora na 1 cm2 powierzchni przepony.
Najlepszą drogą wprowadzania elektrycznie przewodzących cząstek jest zawieszenie cząstek w cieczy i natryskiwanie lub polewanie zawiesiny po przeponie pozostawiając ciecz do odparowania, a następnie wprasowanie cząstek na gorąco w przeponę z tkaniną lub bez tkaniny węglowej w tym miejscu. Na przykład platyna i cząstki węgla mogą być zawieszone w dwubromotetrafluoroetanie i polane lub natryskiwane na przeponę. Dwubromotetrafluoroetan pozostaje następnie do wyparowania. Kolektory prądu z tkaniny węglowej mogą być wówczas wprasowane na gorąco w tak uformowane elektrody.
Drugą możliwością wytworzenia przepony według wynalazku jest wykonanie cienkiej folii złożonej z elektrokatalitycznie aktywnych cząstek spojonych razem przy użyciu lepiszcza takiego jak politetrafluoroetylen lub przepona w swej niejonowej postaci. Korzystnie połączenie materiału lepiszcza i katalizatora jest w postaci porowatej folii. Ta folia może następnie być laminowana pomiędzy kolektorem prądu a przeponą. Na przykład, folia może być wykonana z mieszaniny termoplastycznej postaci jonowymiennej przepony zawierającej około 10% wagowo 5% platyny na 30 mm warstwie cząstek węglowych, a następnie prasowana na gorąco w temperaturze 310°C przy ciśnieniu 13788 kPa przez 1,25 mm dla wytworzenia folii mającej grubość mniejszą niż 0,025 mm. Ta folia może być laminowana pomiędzy rozdzielaczem prądu z tkaniny węglowej i przeponą na drodze konwencjonalnego prasowania na gorąco. Następnie tkanina węglowa może być osadzona
153 051 w arkuszu przepony przez wstępne grzanie zespołu przepona-tkanina węglowa przy temperaturze 120°C i ciśnieniu atmosferycznym przez około 30 sec. następnie grzanie w tej samej temperaturze pod ciśnieniem 1 do 2 ton/cal2 przez 225 sec. następnie ogrzanie pod ciśnieniem 2 do 3 ton/cal2 przez około 60 sec. (dla węglowodorowego podłoża przepony mającego punkt topienia od 125°C do 140°C). Czas przerwy, temperatura i ciśnienie mogą się zmieniać w zależności od. wyboru rodzaju i grubości przepony.
Korzystnie elektrycznie przewodzące cząstki mogą być wprowadzone -do tkaniny węglowej wcześniej, zanim tkanina węglowa zostanie osadzona w arkuszu przepony. Taki sposób przygotowania tkaniny jest przedstawiony w opisie patentowym USA nr 4 293 396. Tak przygotowana tkanina może następnie być spojona z przeponą właściwą przez zetknięcie i wstępne grzanie zespołu przepona-tkanina w temperaturze około 240°C i ciśnieniu atmosferycznym przez 60 sec. następnie doprowadza się ciśnienie 4 do 6 ton/cal2 przy temperaturze około 240°C w okresie od 40 do 120 sec. następnie ochładza się do temperatury od 20 do 25°C na powietrzu. Przepona polimerowa wielowarstwowa według wynalazku jest wykorzystywana do szeregu różnych elektrochemicznych ogniw wliczając w to na przykład ogniwa paliwowe do ciągłego wytwarzania energii elektrycznej, elektrolizery do wytwarzania produktów chemicznych, baterie do nieciągłego wytwarzania energii elektrycznej.
Claims (13)
- Zastrzeżenia patentowe1. Przepona wielowarstwowa, polimerowa do procesów elektrolitycznych zawierająca arkusz właściwej przepony, warstwę katalitycznie aktywnych i elektrycznie przewodzących cząstek i elektrycznie przewodzącą hydraulicznie przepuszczalną matrycę, znamienna tym, że w arkuszu przepony właściwej (120) jest osadzona lub wpojona warstwa cząstek (110), na której jest osadzona laminowana matryca (130) pozostająca w fizycznym i elektrycznym kontakcie z warstwą cząstek (110).
- 2. Przepona według zastrz. 1, znamienna tym, że arkusz przepony właściwej (120) jest wybrany z polimeru fluorowęglowodorowego.
- 3. Przepona według zastrz. 2, znamienna tym, że arkusz przepony właściwej (120) ma grubość od 0,0025 do 0,4mm,a jego ciężar równoważnikowy wynosi od 500 do 2000.
- 4. Przepona według zastrz. 1, znamienna tym, że przewodzące elektrycznie cząstki (110) mają postać cienkiej warstwy i stanowią anodę, przy czym są one wybrane z tlenków rutenu, irydu, rodu, platyny, palladu.
- 5. Przepona według zastrz. 1, znamienna tym, że przewodzące elektrycznie cząstki (110) stanowią katodę, przy czym są one wybrane z metali grupy platyny lub tlenków metali grupy platyny.
- 6. Przepona według zastrz. 5, znamienna tym, że przewodzące elektrycznie cząstki (110) wybrane są z rutenu lub tlenku rutenu.
- 7. Przepona według zastrz. 1, znamienna tym, że przewodzące elektrycznie cząstki (110) tworzą anodę po jednej stronie arkusza przepony właściwej (120), a katodę po przeciwnej stronie przepony właściwej (120).
- 8. Przepona według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, że elektrycznie przewodzące cząstki (110) tworzą elektrodę po jednej stronie arkusza przepony właściwej (120) i porowatą metalową płytę tworzącą elektrodę po drugiej stronie arkusza przepony właściwej (120).
- 9. Przepona według zastrz. 1, znamienna tym, że hydraulicznie przepuszczalna matryca (130) jest wybrana spośród tkaniny węglowej, papieru węglowego, filcu węglowego, ekranów metalowych, filcu metalowego i porowatych arkuszy metalowych, przy czym matryca (130) ma grubość od 0.05 do 0,65 mm, a jej rezystywność wynosi od 600 do 1375poma/cm.
- 10. Przepona według zastrz. 9, znamienna tym, że hydraulicznie przepuszczalna matryca (130) jest uformowana z tkaniny węglowej ewentualnie ze splecionych włókien węglowych.
- 11. Sposób wytwarzania przepony wielowarstwowej polimerowej do procesów elektrolitycznych, znamienny tym, że mieszaninę spoiwa i wielu katalitycznie aktywnych elektrycznie przewo153 051 dzących cząstek (110) osadza się na niejonowej fluorowęglowodorowej przeponie właściwej (120) w postaci cienkiej warstwy, następnie osadza się na tę warstwę elektrycznie przewodzącą, hydraulicznie przepuszczalną matrycę (130) i do otrzymanego laminatu doprowadza się ciśnienie wystarczające dla wtłoczenia przynajmniej części matrycy w niejonową przeponę właściwą.
- 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że jako spoiwo stosuje się politetrafluoroetylen lub fluorowęglowodorowy jonowymienny aktywny polimer w swej niejonowej postaci.
- 13. Sposób wytwarzania przepony wielowarstwowej, polimerowej do procesów elektrolitycznych, znamienny tym, że do ogrzanej do temperatury mięknięcia niejonowej fluorowęglowodorowej przepony właściwej (120) doprowadza się do styku z przynajmniej częścią jednej strony przepony właściwej w stanie miękkim wiele elektrycznie przewodzących, katalitycznie aktywnych cząstek (110), następnie przeponę z nałożoną kompozycją poddaje się działaniu ciśnienia wystarczającego do osadzenia przynajmniej części cząstek w przeponie właściwej, po czym na wytworzonej powierzchni osadza się elektrycznie przewodzącą, hydraulicznie przepuszczalną matrycę (130), a następnie matrycę (130) łączy się ciśnieniowo z przeponą, tak aby przynajmniej część matrycy wtłoczyć w przeponę.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US80671785A | 1985-12-09 | 1985-12-09 | |
| US06/806,715 US4654104A (en) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a fluorocarbon membrane in a thermoplastic state |
| US06/806,713 US4826554A (en) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL262867A1 PL262867A1 (en) | 1987-12-14 |
| PL153051B1 true PL153051B1 (en) | 1991-02-28 |
Family
ID=27420022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1986262867A PL153051B1 (en) | 1985-12-09 | 1986-12-09 | Multilayered polymer membrane for elektrolytic processes and method of obtaining the same |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0226911B1 (pl) |
| JP (1) | JPH07116630B2 (pl) |
| KR (1) | KR890002057B1 (pl) |
| CN (1) | CN1008123B (pl) |
| AU (1) | AU569830B2 (pl) |
| CA (1) | CA1315239C (pl) |
| DE (1) | DE3672975D1 (pl) |
| ES (1) | ES2017622B3 (pl) |
| FI (1) | FI80726C (pl) |
| HU (1) | HUT44086A (pl) |
| NO (1) | NO864935L (pl) |
| PL (1) | PL153051B1 (pl) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781588A3 (en) * | 1992-03-12 | 1998-11-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Oxygen concentration or humidity controlling apparatus |
| US5272017A (en) * | 1992-04-03 | 1993-12-21 | General Motors Corporation | Membrane-electrode assemblies for electrochemical cells |
| WO1994019839A1 (fr) * | 1993-02-26 | 1994-09-01 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Membrane d'echange d'ions pour cellule electrochimique |
| AU1531695A (en) * | 1994-02-11 | 1995-08-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Electro-chemical cell |
| DE19509749C2 (de) * | 1995-03-17 | 1997-01-23 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus Elektrodenmaterial, Katalysatormaterial und einer Festelektrolytmembran |
| DE19509748C2 (de) * | 1995-03-17 | 1997-01-23 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus Elektrodenmaterial, Katalysatormaterial und einer Festelektrolytmembran |
| EP0791974B2 (en) * | 1996-02-28 | 2005-08-17 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalytically active gas diffusion electrodes comprising a nonwoven fibrous structure |
| JP3262708B2 (ja) * | 1996-03-26 | 2002-03-04 | 日本電信電話株式会社 | 複合高分子電解質膜 |
| US6042959A (en) * | 1997-10-10 | 2000-03-28 | 3M Innovative Properties Company | Membrane electrode assembly and method of its manufacture |
| US5879828A (en) * | 1997-10-10 | 1999-03-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Membrane electrode assembly |
| CN1516311A (zh) * | 1998-06-16 | 2004-07-28 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 高分子电解质燃料电池 |
| WO2001091213A1 (fr) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Sony Corporation | Generateur de courant electrique et son procede de fabrication |
| TW525314B (en) * | 2000-09-29 | 2003-03-21 | Sony Corp | Fuel cell and method for preparation thereof |
| JP4642656B2 (ja) * | 2003-02-18 | 2011-03-02 | 日本電気株式会社 | 燃料電池用電極およびこれを用いた燃料電池 |
| WO2004075322A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Nec Corporation | 燃料電池用電極、燃料電池、およびこれらの製造方法 |
| CN100514735C (zh) * | 2003-02-18 | 2009-07-15 | 日本电气株式会社 | 燃料电池及其制造方法 |
| FR2852736B1 (fr) * | 2003-03-18 | 2005-04-22 | Pile a combustible planaire et procede de fabrication d'une telle pile. | |
| JP5108240B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2012-12-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及び燃料電池の製造方法 |
| CN103022508B (zh) * | 2012-12-07 | 2015-01-28 | 太原理工大学 | 涂覆型纳米钯薄膜催化电极及其制备方法 |
| CN105097275A (zh) * | 2014-05-13 | 2015-11-25 | 苏州容电储能科技有限公司 | 一种增加储能膜与电极有效接触面积的方法 |
| TWI697586B (zh) * | 2015-03-30 | 2020-07-01 | 義商第諾拉工業公司 | 包含釋氣電極和多孔性隔膜之總成，鹼水電解槽以及氫氣製法 |
| DE102015014515A1 (de) | 2015-11-11 | 2017-05-11 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Elektrolytleiter, Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytleiters sowie ein elektrochemischer Gassensor und ein Gasmessgerät mit einem solchen |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3134697A (en) * | 1959-11-03 | 1964-05-26 | Gen Electric | Fuel cell |
| DE2844496C2 (de) * | 1977-12-09 | 1982-12-30 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Verfahren zum Herstellen von Halogen und Alkalimetallhydroxiden |
| JPS5693883A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-29 | Permelec Electrode Ltd | Electrolytic apparatus using solid polymer electrolyte diaphragm and preparation thereof |
| IL67047A0 (en) * | 1981-10-28 | 1983-02-23 | Eltech Systems Corp | Narrow gap electrolytic cells |
| GB2117797B (en) * | 1981-12-28 | 1985-08-07 | Gen Electric | Fabricating membrane-electrode assembly |
| US4476002A (en) * | 1982-06-29 | 1984-10-09 | Union Carbide Corporation | Metal current carrier for electrochemical cell electrodes |
-
1986
- 1986-12-05 ES ES86116946T patent/ES2017622B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-05 EP EP86116946A patent/EP0226911B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-05 DE DE8686116946T patent/DE3672975D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-08 CA CA000524739A patent/CA1315239C/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-08 NO NO864935A patent/NO864935L/no unknown
- 1986-12-09 KR KR1019860010494A patent/KR890002057B1/ko not_active Expired
- 1986-12-09 JP JP61291664A patent/JPH07116630B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-09 CN CN86108792A patent/CN1008123B/zh not_active Expired
- 1986-12-09 AU AU66329/86A patent/AU569830B2/en not_active Ceased
- 1986-12-09 HU HU865125A patent/HUT44086A/hu unknown
- 1986-12-09 PL PL1986262867A patent/PL153051B1/pl unknown
- 1986-12-09 FI FI865014A patent/FI80726C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07116630B2 (ja) | 1995-12-13 |
| FI865014L (fi) | 1987-06-10 |
| EP0226911A1 (en) | 1987-07-01 |
| NO864935D0 (no) | 1986-12-08 |
| JPS62196389A (ja) | 1987-08-29 |
| DE3672975D1 (de) | 1990-08-30 |
| ES2017622B3 (es) | 1991-03-01 |
| AU569830B2 (en) | 1988-02-18 |
| CN86108792A (zh) | 1987-09-16 |
| FI80726C (fi) | 1990-07-10 |
| FI80726B (fi) | 1990-03-30 |
| FI865014A0 (fi) | 1986-12-09 |
| HUT44086A (en) | 1988-01-28 |
| EP0226911B1 (en) | 1990-07-25 |
| CN1008123B (zh) | 1990-05-23 |
| AU6632986A (en) | 1987-06-11 |
| KR870006239A (ko) | 1987-07-10 |
| NO864935L (no) | 1987-06-10 |
| CA1315239C (en) | 1993-03-30 |
| KR890002057B1 (ko) | 1989-06-15 |
| PL262867A1 (en) | 1987-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL153051B1 (en) | Multilayered polymer membrane for elektrolytic processes and method of obtaining the same | |
| US4826554A (en) | Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder | |
| US4654104A (en) | Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a fluorocarbon membrane in a thermoplastic state | |
| US7914652B2 (en) | Oxygen gas diffusion cathode for sodium chloride electrolysis | |
| US5039389A (en) | Membrane/electrode combination having interconnected roadways of catalytically active particles | |
| US6828056B2 (en) | Electrode catalyst composition, electrode, and membrane electrode assembly for electrochemical cells | |
| EP0786156A1 (en) | Process of imprinting catalytically active particles on membrane | |
| US4752370A (en) | Supported membrane/electrode structure combination wherein catalytically active particles are coated onto the membrane | |
| US4749452A (en) | Multi-layer electrode membrane-assembly and electrolysis process using same | |
| EP0228602B1 (en) | A method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent | |
| EP0305565B1 (en) | Current collector bonded to a solid polymer membrane | |
| EP0275466B1 (en) | A composite membrane/electrode structure having islands of catalytically active particles | |
| US4738741A (en) | Method for forming an improved membrane/electrode combination having interconnected roadways of catalytically active particles | |
| US4824508A (en) | Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent | |
| EP0275465B1 (en) | A composite membrane/electrode structure having interconnected roadways of catalytically active particles | |
| EP1724863A1 (en) | Metal foam materials in alkaline fuel cells and alkaline electrolysers | |
| CA1323556C (en) | Method for forming a solid polymer electrolyte structure | |
| EP1724861A1 (en) | Novel materials for alkaline electrolysers and alkaline fuel cells | |
| JPH09510571A (ja) | 触媒金属粒子により被覆された炭素繊維ペーパーを含む電気化学電池 | |
| CA1299936C (en) | Current collector bonded to a solid polymer membrane | |
| KR900007732B1 (ko) | 촉매적 활성 미립자의 상호 연결된 선을 갖는 막/전극 복합 구조물 | |
| JPS6325076B2 (pl) | ||
| JPS63179088A (ja) | 触媒活性粒子の島を有する膜／電極複合組合せ物 |