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DE102011106767B3 - Multilayer electrolyte membrane arrangement for fuel cell, has strengthening layer including perforated subregion, which is coated with ion-conductive material so that semipermeable membrane layer is formed - Google Patents

Multilayer electrolyte membrane arrangement for fuel cell, has strengthening layer including perforated subregion, which is coated with ion-conductive material so that semipermeable membrane layer is formed Download PDF

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DE102011106767B3
DE102011106767B3 DE102011106767A DE102011106767A DE102011106767B3 DE 102011106767 B3 DE102011106767 B3 DE 102011106767B3 DE 102011106767 A DE102011106767 A DE 102011106767A DE 102011106767 A DE102011106767 A DE 102011106767A DE 102011106767 B3 DE102011106767 B3 DE 102011106767B3
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semipermeable membrane
ion
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Dipl.-Ing. Lindenau Dirk
Dr. rer. nat. Scolari Matteo
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Abstract

Eine mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung (1) für eine Brennstoffzelle weist eine Verstärkerschicht (2) mit einem perforierten Teilbereich (2.1) und einen den perforierten Teilbereich (2.1) randseitig umgebenden, unperforierten Randbereich (2.2) auf. Der perforierte Teilbereich (2.1) ist mit einem ionenleitfähigen Material beschichtet, so dass eine semipermeable Membranschicht (3) gebildet ist.A multilayer electrolyte membrane arrangement (1) for a fuel cell has a reinforcing layer (2) with a perforated sub-area (2.1) and an imperforate edge area (2.2) surrounding the perforated sub-area (2.1). The perforated sub-area (2.1) is coated with an ion-conductive material so that a semipermeable membrane layer (3) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung mit einer Verstärkerschicht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrolytmembrananordnung für eine Brennstoffzelle, insbesondere eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle.The invention relates to a multilayer electrolyte membrane arrangement with an amplifier layer. The invention further relates to a method for producing an electrolyte membrane arrangement for a fuel cell, in particular a polymer electrolyte fuel cell.

Aus dem Stand der Technik sind Brennstoffzellen bekannt, welche eine feste Polyelektrolytmembran aus beispielsweise einem sulfoniertem Tetrafluorethylen-Polymer aufweisen. Die Polyelektrolytmembran trennt eine Anodenseite der Brennstoffzelle von einer Kathodenseite. Typischer Weise wird an der Anodenseite Wasserstoff unter Abgabe von Elektronen zu Protonen katalytisch oxidiert. Die Protonen diffundieren durch die Polymerelektrolytmembran zur Kathode, um dort mit Sauerstoff zu Wasser zu reagieren. Somit wird bei der Reaktion chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt, welche dazu genutzt wird, einen zwischen Anode und Kathode geschalteten elektrischen Verbraucher zu betreiben.Fuel cells are known from the prior art, which have a solid polyelectrolyte membrane of, for example, a sulfonated tetrafluoroethylene polymer. The polyelectrolyte membrane separates an anode side of the fuel cell from a cathode side. Typically, hydrogen is catalytically oxidized to protons at the anode side by the emission of electrons. The protons diffuse through the polymer electrolyte membrane to the cathode where they react with oxygen to form water. Thus, in the reaction, chemical energy is converted into electrical energy, which is used to operate an electrical load connected between the anode and the cathode.

Im Stand der Technik sind weiterhin Brennstoffzellen enthalten, bei denen an der Anodenseite als Brennstoff Methanol, Ameisensäure, Methan, ein Kohlegas, Kohlenstoff oder Magnesium verwendet wird. Als die Polymerelektrolytmembran diffundierendes Ion können entsprechend der Bauart der Brennstoffzelle auch Hydroxid-, Oxonium-, oder radikalische Dioxid-Ionen Verwendung finden.The prior art further includes fuel cells in which methanol, formic acid, methane, a coal gas, carbon or magnesium is used as fuel on the anode side. As the polymer electrolyte membrane diffusing ion, according to the type of fuel cell also hydroxide, oxonium, or radical dioxide ions can be used.

Aus der US 2005/0227132 A1 ist eine mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung bekannt, welche eine poröse Verstärkerschicht mit einem Öffnungsverhältnis zwischen 50% und 90% aufweist. Die Verstärkerschicht ist vollständig in eine Polymerelektrolytmembran eingebracht. Insbesondere überlappen sich die Verstärkerschicht und die daran angeordnete Polymerelektrolytmembran vollständig. Die Polyelektrolytmembran ist beidseitig mit einer Katalysatorschicht beschichtet, welche ein Kohlenstoffpulver aufweist, das als Trägermaterial für ein katalytisches Metall wie beispielsweise Platin dient.From the US 2005/0227132 A1 For example, a multilayered electrolyte membrane assembly is known which has a porous enhancer layer with an aperture ratio between 50% and 90%. The amplifier layer is completely incorporated in a polymer electrolyte membrane. In particular, the amplifier layer and the polymer electrolyte membrane arranged thereon completely overlap. The polyelectrolyte membrane is coated on both sides with a catalyst layer which has a carbon powder which serves as a carrier material for a catalytic metal such as platinum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Elektrolytmembrananordnung und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der Elektrolytmembrananordnung anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved over the prior art electrolyte membrane assembly and an improved method for producing the electrolyte membrane assembly.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Elektrolytmembrananordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung der Elektrolytmembrananordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 6.The object is achieved by an electrolyte membrane assembly with the features of claim 1 and by a method for producing the electrolyte membrane assembly with the characterizing features of claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung für eine Brennstoffzelle weist eine Verstärkerschicht mit einem perforierten Teilbereich und einen den perforierten Teilbereich randseitig umgebenden, unperforierten Randbereich auf. Der perforierte Teilbereich ist mit einem ionenleitfähigen Material beschichtet, so dass eine semipermeable Membranschicht gebildet ist. Die semipermeable Membranschicht ist insbesondere nur für Moleküle, Ionen oder Partikel unterhalb einer vorgebbaren Größe durchlässig.A multilayer electrolyte membrane arrangement for a fuel cell has an amplifier layer with a perforated subregion and an imperforate edge region surrounding the perforated subregion at the edge. The perforated portion is coated with an ion-conductive material, so that a semi-permeable membrane layer is formed. The semipermeable membrane layer is particularly permeable only to molecules, ions or particles below a predeterminable size.

Typischer Weise sind Polymerelektrolytmembrane des Standes der Technik, welche aus dem ionenleitfähigen Material gebildet sind, sehr dünn (10–30 μm) und mechanisch empfindlich. Daher lassen sich solche Polymerelektrolytmembrane nur aufwändig kleben oder schweißen, was zudem mit der Gefahr der Beschädigung der Polymerelektrolytmembran einher geht. Die Verstärkerschicht ist vorzugsweise aus einem mechanisch, thermisch und/oder chemisch widerstandsfähigen Material gebildet. Die Anordnung des ionenleitfähigen Materials auf dem Trägermaterial der Verstärkerschicht erhöht die mechanische Robustheit und trägt somit dazu bei, Beschädigungen bei der Fertigung zu vermeiden. Insbesondere kann so Ausschuss während der Produktion reduziert werden. Der überstehende Randbereich der Verstärkerschicht ermöglicht eine vereinfachte Handhabung der Elektrolytmembrananordnung während der Fertigung, wobei Kontakt mit dem empfindlichen Bereich der semipermeablen Membranschicht vermieden wird. Des Weitern stellt der überstehende Randbereich eine vergrößerte Fügefläche bereit, welche insbesondere schnell und einfach mit anderen Komponenten der Brennstoffzelle verklebt und/oder verschweißt werden kann. Vorzugsweise ist die Verstärkerschicht zur Reduktion von Herstellungskosten aus einem kostengünstigen Material gebildet.Typically, prior art polymer electrolyte membranes formed of the ionic conductive material are very thin (10-30 μm) and mechanically sensitive. Therefore, such polymer electrolyte membrane can only be laboriously glued or welded, which is also associated with the risk of damaging the polymer electrolyte membrane. The amplifier layer is preferably formed from a mechanically, thermally and / or chemically resistant material. The arrangement of the ionic conductive material on the support material of the amplifier layer increases the mechanical robustness and thus helps to avoid damage during production. In particular, so waste can be reduced during production. The protruding edge region of the amplifier layer allows a simplified handling of the electrolyte membrane assembly during manufacture, whereby contact with the sensitive region of the semipermeable membrane layer is avoided. Furthermore, the protruding edge region provides an enlarged joining surface, which in particular can be glued and / or welded quickly and easily to other components of the fuel cell. Preferably, the amplifier layer is formed from a low cost material to reduce manufacturing costs.

Vorzugsweise ist das ionenleitfähige Material ein Ionomer, wie beispielsweise ein sulfoniertes Tetrafluorethylen-Polymer, so dass die semipermeable Membranschicht der Elektrolytmembrananordnung zumindest für Protonen durchlässig ist. Alternativ dazu kann das ionenleitfähige Material eine Permeabilität aufweisen, so dass die von dem ionenleitfähigen Material gebildete semipermeable Membranschicht zumindest für ein Hydroxid-, ein Oxonium-, oder ein radikalisches Dioxid-Ion durchlässig ist.Preferably, the ionically conductive material is an ionomer, such as a sulfonated tetrafluoroethylene polymer, such that the semipermeable membrane layer of the electrolyte membrane assembly is permeable, at least to protons. Alternatively, the ionically conductive material may have a permeability such that the semipermeable membrane layer formed by the ionically conductive material is permeable to at least one of a hydroxide ion, an oxonium ion, and a free radical dioxide ion.

Bevorzugter Weise ist die Verstärkerschicht aus einem kostengünstigen Kunststoffmaterial, wie insbesondere einem Polymer gebildet, welches im Vergleich zu dem ionenleitfähigen Material eine erhöhte mechanische, thermische und/oder chemische Robustheit aufweist. Dadurch werden Materialkosten und Produktionskosten vorteilhaft reduziert.Preferably, the amplifier layer is formed of a low-cost plastic material, such as in particular a polymer, which in comparison to the ion-conductive material has an increased mechanical, thermal and / or chemical Robustness. This advantageously reduces material costs and production costs.

Einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zufolge ist zumindest ein verstärkendes Rahmenelement mit dem Randbereich der Verstärkerschicht derart stoffschlüssig verbunden, dass das Rahmenelement die semipermeable Membranschicht randseitig umläuft. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen Rahmenbereich und dem Randbereich erfolgt insbesondere mittels einer Verklebung oder einer Verschweißung. Dabei stellt der die semipermeable Membranschicht überstehende Randbereich eine flächige Verbindungsfläche sicher, so dass insbesondere die Verbindung zwischen Rahmenelement und Randbereich fluiddicht ausgebildet werden kann.According to a preferred embodiment of the invention, at least one reinforcing frame element is materially connected to the edge region of the amplifier layer such that the frame element surrounds the edge of the semipermeable membrane layer. The cohesive connection between the frame region and the edge region takes place in particular by means of a bond or a weld. In this case, the edge region projecting beyond the semipermeable membrane layer ensures a flat connection surface, so that in particular the connection between frame element and edge region can be made fluid-tight.

Vorzugsweise ist die semipermeable Membranschicht mit einer Katalysatorschicht beschichtet. Insbesondere kann die semipermeable Membranschicht mit der Katalysatorschicht bedruckt werden. Die Katalysatorschicht kann beispielsweise aus einem Kohlenstoffträger und einem katalytisch aktiven Material wie beispielsweise Platin bestehen. Die Katalysatorschicht dient zumindest als Teil einer Elektrode der Brennstofffzelle. Die semipermeable Membranschicht ist insbesondere mit einer Katalysatorschicht zur Ausbildung einer Anode oder einer Kathode beschichtet. Ferner können auf den Katalysatorschichten eine oder mehrere Gasdiffusionslagen angeordnet sein, welche entsprechend für Gase wie Wasserstoff oder Sauerstoff durchlässig sind.Preferably, the semipermeable membrane layer is coated with a catalyst layer. In particular, the semipermeable membrane layer can be printed with the catalyst layer. The catalyst layer may for example consist of a carbon support and a catalytically active material such as platinum. The catalyst layer serves at least as part of an electrode of the fuel cell. The semipermeable membrane layer is in particular coated with a catalyst layer for forming an anode or a cathode. Furthermore, one or more gas diffusion layers can be arranged on the catalyst layers, which are correspondingly permeable to gases such as hydrogen or oxygen.

Bei einem Verfahren zur Herstellung der Elektrolytmembrananordnung wird erfindungsgemäß in einem ersten Verfahrensschritt zumindest ein Teilbereich einer Verstärkerschicht derart perforiert, dass ein den Teilbereich randseitig umgebender, unperforierter Randbereich gebildet ist. In einem zweiten Verfahrensschritt wird der perforierte Teilbereich mit einem ionenleitfähigen Material zur Ausbildung einer semipermeablen Membranschicht der Elektrolytmembrananordnung beschichtet. Die so gebildete Elektrolytmembrananordnung weist eine erhöhte mechanische, thermische und/oder chemische Robustheit auf. Das Herstellungsverfahren ermöglicht eine wirtschaftliche Produktion der Elektrolytmembrananordnung, da eine direkte Verklebung oder Verschweißung des mechanisch empfindlichen ionenleitfähigen Materials der semipermeablen Membranschicht vermieden ist. Dies reduziert die Gefahr von Beschädigungen und somit Ausschuss während der Herstellung. Ferner kann ein kostengünstiges Kunststoffmaterial für die Verstärkerschicht verwendet werden, so dass Materialkosten eingespart werden. Als ionenleitfähiges Material kann insbesondere ein Ionomer verwendet werden.In a method for producing the electrolyte membrane arrangement, according to the invention, in a first method step, at least one subregion of an amplifier layer is perforated such that an imperforate edge region surrounding the subregion is formed on the edge. In a second method step, the perforated portion is coated with an ion-conductive material to form a semipermeable membrane layer of the electrolyte membrane assembly. The electrolyte membrane arrangement thus formed has an increased mechanical, thermal and / or chemical robustness. The manufacturing method allows an economical production of the electrolyte membrane arrangement, as a direct bonding or welding of the mechanically sensitive ion-conductive material of the semipermeable membrane layer is avoided. This reduces the risk of damage and thus rejects during production. Furthermore, a low-cost plastic material can be used for the amplifier layer, so that material costs are saved. In particular, an ionomer can be used as the ion-conductive material.

Bevorzugter Weise wird in einem anschließenden dritten Verfahrensschritt zumindest die semipermeable Membranschicht mit einer Katalysatorschicht bedruckt oder beschichtet. Die Katalysatorschicht umfasst zumindest ein katalytisch aktives Material wie Platin oder eine Platinlegierung und bildet eine Elektrode der Brennstoffzelle. Vorzugsweise wird die semipermeable Membranschicht auf beiden gegenüberliegenden Seiten zur Bildung der Anode und der Kathode der Brennstoffzelle mit der Katalysatorschicht beschichtet. Als katalytisch aktive Platinlegierung sind beispielsweise Platin-Ruthenium-, Platin-Nickel- oder Platin-Cobaltlegierungen geeignet.Preferably, in a subsequent third process step, at least the semipermeable membrane layer is printed or coated with a catalyst layer. The catalyst layer comprises at least one catalytically active material such as platinum or a platinum alloy and forms an electrode of the fuel cell. Preferably, the semipermeable membrane layer is coated on both opposite sides to form the anode and the cathode of the fuel cell with the catalyst layer. As a catalytically active platinum alloy, for example, platinum-ruthenium, platinum-nickel or platinum-cobalt alloys are suitable.

In einem bevorzugten Ausbildungsbeispiel wird in einem vierten Verfahrensschritt zumindest ein verstärkendes Rahmenelement mit dem Randbereich der Verstärkerschicht stoffschlüssig verbunden. Das Rahmenelement umläuft den semipermeablen Bereich der Verstärkerschicht randseitig vollständig, so dass sich die semipermeable Membranschicht und/oder die darauf angeordnete Katalysatorschicht mit einer inneren Ausschnittsfläche des Rahmenelements vollständig überdeckt.In a preferred exemplary embodiment, in a fourth method step, at least one reinforcing frame element is materially connected to the edge region of the amplifier layer. The frame element completely surrounds the semipermeable region of the amplifier layer at the edge, so that the semipermeable membrane layer and / or the catalyst layer arranged thereon are completely covered by an inner cutout surface of the frame element.

Vorzugsweise wird der Randbereich der Verstärkerschicht beidseitig mit zwei gegenüberliegenden Rahmenelementen verklebt oder verschweißt, um die mechanische Robustheit der Elektrolytmembrananordnung vorteilhaft zu erhöhen.Preferably, the edge region of the amplifier layer is adhesively bonded or welded on both sides with two opposite frame elements in order to advantageously increase the mechanical robustness of the electrolyte membrane arrangement.

Einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zufolge wird die Verstärkerschicht aus Rollenmaterial einer Kunststofffolie gefertigt. Zur Herstellung der Elektrolytmembrananordnung erfolgt entweder vor dem ersten Verfahrensschritt oder nach dem dritten Verfahrensschritt ein Vereinzelungsschritt, in welchem die Rollenware zugeschnitten wird. Verfahrenstechnisch besonders vorteilhaft ist es, wenn die Perforation des Teilbereichs, die Applikation des ionenleitfähigen Materials und die anschließende Beschichtung mit der Katalysatorschicht bereits auf der Rollenware der Kunststofffolie erfolgen. Die perforierte und beschichtete Kunststofffolie wird anschließend zugeschnitten und insbesondere mit dem Rahmenelement zur Bildung der Elektrolytmembrananordnung verschweißt oder verklebt. Die Verarbeitung von Rollenware ermöglicht einen kontinuierlichen Herstellungsprozess, welcher besonders vorteilhaft in eine entsprechend automatisierte Fertigungsstraße integriert werden kann.According to a preferred embodiment, the reinforcing layer is made of roll material of a plastic film. In order to produce the electrolyte membrane arrangement, either before the first method step or after the third method step, a separating step takes place in which the rolled goods are cut. It is particularly advantageous from a procedural point of view if the perforation of the subregion, the application of the ion-conductive material and the subsequent coating with the catalyst layer are already carried out on the roll material of the plastic film. The perforated and coated plastic film is then cut to size and in particular welded or glued to the frame member to form the electrolyte membrane assembly. The processing of roll goods enables a continuous production process, which can be integrated particularly advantageously into a correspondingly automated production line.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

1A bis 1D illustrieren schematisch Verfahrensschritte zur Herstellung einer Elektrolytmembrananordnung. 1A to 1D schematically illustrate process steps for producing an electrolyte membrane assembly.

2 zeigt Rollenware einer Kunststofffolie, welche Teilbereiche aufweist, die zur Herstellung der Elektrolytmembrananordnung perforiert und anschließend mit einer Katalysatorschicht beschichtet werden. 2 shows a rolled product of a plastic film having portions which are perforated to produce the electrolyte membrane assembly and then coated with a catalyst layer.

3 zeigt die Elektrolytmembrananordnung in einer Schnittdarstellung. 3 shows the electrolyte membrane assembly in a sectional view.

4 zeigt eine Schnittdarstellung der Elektrolytmembrananordnung mit einfassenden Rahmenelementen. 4 shows a sectional view of the electrolyte membrane assembly with bordering frame elements.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1A bis 1D illustrieren schematisch einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung einer Elektrolytmembrananordnung 1. 1A to 1D schematically illustrate individual process steps for producing an electrolyte membrane assembly 1 ,

1A zeigt eine Verstärkerschicht 2 für eine mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung 1. Ein innerer Teilbereich 2.1 der Verstärkerschicht 2 wird in einem ersten Verfahrensschritt mittels geeigneter Stanz- oder Perforationswerkzeuge perforiert. Die Verstärkerschicht 2 weist einen umlaufenden Randbereich 2.2 auf, der unperforiert ist und den perforierten Teilbereich 2.1 randseitig umläuft. 1A shows an amplifier layer 2 for a multilayered electrolyte membrane assembly 1 , An inner subarea 2.1 the amplifier layer 2 is perforated in a first process step by means of suitable punching or perforating tools. The amplifier layer 2 has a peripheral edge area 2.2 on, which is unperforated and the perforated portion 2.1 rotates at the edge.

Die Verstärkerschicht 2 wird beispielsweise aus Einzelbögen einer Kunststofffolie K oder aus Rollenware der Kunststofffolie K, wie in 2 dargestellt, hergestellt. Bei der Herstellung aus Rollenware werden vorzugsweise zunächst einzelne Abschnitte A1 bis An der Kunststofffolie K derart perforiert, dass jeder innere Teilbereich 2.1 des Abschnitts A1 bis An entsprechend vom unperforierten Randbereich 2.2 umgeben ist.The amplifier layer 2 For example, from single sheets of a plastic film K or roll of the plastic film K, as in 2 represented, manufactured. In the production of rolled goods, individual sections A1 to An of the plastic film K are preferably first perforated in such a way that each inner partial area 2.1 of the section A1 to An corresponding to the unperforated edge area 2.2 is surrounded.

Die Kunststofffolie K besteht aus einem kostengünstigen Material, welches eine ausreichende mechanische, thermische und chemische Robustheit aufweist. Geeignete Kunststofffolien können beispielsweise aus einem Polymer, Polyethylen oder einem Polypropylen bestehen.The plastic film K consists of a cost-effective material which has sufficient mechanical, thermal and chemical robustness. Suitable plastic films may for example consist of a polymer, polyethylene or a polypropylene.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird, wie in 1B gezeigt, der Teilbereich 2.1 mit einem ionenleitfähigen Material, wie beispielsweise einem sulfonierten Tetrafluorethylen-Polymer, beschichtet. Dabei wird eine semipermeable Membranschicht 3, welche für Partikel oder Ionen unterhalb einer vorgebbaren Größe durchlässig ist, gebildet.In a second process step, as in 1B shown, the subarea 2.1 coated with an ionic conductive material, such as a sulfonated tetrafluoroethylene polymer. This is a semi-permeable membrane layer 3 , which is permeable to particles or ions below a predeterminable size, formed.

Anschließend wird, wie in 1C dargestellt, die semipermeable Membranschicht 3 mit einer Katalysatorschicht 4 beschichtet oder bedruckt. Dazu kommen beispielsweise edelmetallhaltige Tinten zum Einsatz.Subsequently, as in 1C shown, the semipermeable membrane layer 3 with a catalyst layer 4 coated or printed. For example, precious metal-containing inks are used.

Bei der Herstellung aus Rollenware werden entsprechend die Teilbereiche 2.1 der einzelnen Abschnitte A1 bis An zunächst im zweiten Verfahrensschritt mit dem ionenleitfähigen Material beschichtet. Anschließend werden im dritten Verfahrensschritt die so gebildeten Membranschichten 3 mit der Katalysatorschicht 4 versehen. In einem darauf folgenden Vereinzelungsschritt wird die Rollenware der Kunststofffolie K zugeschnitten und dem weiteren Herstellungsverfahren zugeführt.In the production of roll goods are corresponding to the sub-areas 2.1 the individual sections A1 to An first coated in the second process step with the ion-conductive material. Subsequently, in the third process step, the membrane layers thus formed 3 with the catalyst layer 4 Mistake. In a subsequent separating step, the roll of plastic film K is cut and fed to the further manufacturing process.

In einem in 1D dargestellten vierten Verfahrensschritt wird der überstehende Randbereich 2.2 der Verstärkerschicht 2 mit gegenüberliegend angeordneten Rahmenelementen 5 stoffschlüssig verbunden. Das Rahmenelement 5 weist eine innere Ausschnittsfläche 5.1, welche sich mit der Katalysatorschicht 4 überdeckt auf. Beispielsweise wird die Verstärkerschicht 2 mit dem Rahmenelement 5 verklebt oder verschweißt. Dabei stellt der Randbereich 2.2 den flächigen Kontakt mit dem jeweiligen Rahmenelement 5 sicher.In an in 1D shown fourth process step is the protruding edge region 2.2 the amplifier layer 2 with oppositely arranged frame elements 5 cohesively connected. The frame element 5 has an inner cut surface 5.1 , which deals with the catalyst layer 4 covered up. For example, the amplifier layer 2 with the frame element 5 glued or welded. It represents the border area 2.2 the surface contact with the respective frame element 5 for sure.

3 zeigt die Elektrolytmembrananordnung 1 in einer Schnittdarstellung. Die Verstärkerschicht 2 weist einen inneren perforierten Teilbereich 2.1 auf. Der Teilbereich 2.1 der Verstärkerschicht 2 ist beidseitig mit der semipermeablen Membranschicht 3 beschichtet, so dass ein Ionenaustausch zwischen den gegenüberliegend angordneten Katalysatorschichten 4 ermöglicht ist. Je nach Wahl des ionenleitfähigen Materials ist die semipermeable Membranschicht 3 nur für Ionen vorgebbarer Größe durchlässig. Gemäß verschiedener Ausführungsformen der Erfindung ist die semipermeable Membranschicht 3 entsprechend der Zellchemie der Brennstoffzelle für Protonen, Hydroxid-, Oxonium-, oder radikalische Dioxid-Ionen durchlässig. 3 shows the electrolyte membrane assembly 1 in a sectional view. The amplifier layer 2 has an inner perforated portion 2.1 on. The subarea 2.1 the amplifier layer 2 is bilateral with the semipermeable membrane layer 3 coated so that an ion exchange between the oppositely arranged catalyst layers 4 is possible. Depending on the choice of ion-conductive material is the semipermeable membrane layer 3 permeable only to ions of a predefinable size. According to various embodiments of the invention, the semipermeable membrane layer 3 according to the cell chemistry of the fuel cell for proton, hydroxide, oxonium, or radical dioxide ions permeable.

Der Randbereich 2.2 der Verstärkerschicht 2 ist unbeschichtet und ragt randseitig über den beschichteten Bereich der Membranschicht 3 und der Katalysatorschicht 4 hinaus. Dies ermöglicht eine vereinfachte Handhabung und Verarbeitung der Elektrolytmembrananordnung 1 während der Herstellung, so dass Beschädigungen der empfindlichen Membranschicht 3 vermieden werden können.The border area 2.2 the amplifier layer 2 is uncoated and protrudes on the edge over the coated area of the membrane layer 3 and the catalyst layer 4 out. This allows for simplified handling and processing of the electrolyte membrane assembly 1 during manufacture, causing damage to the delicate membrane layer 3 can be avoided.

4 zeigt die Elektrolytmembrananordnung 1 mit den Rahmenelementen 5, welche mit den überstehenden Randbereichen 2.2 der Verstärkerschicht 2 stoffschlüssig verbunden sind. Die beiden gegenüberliegend angeordneten Rahmenelemente 5 stellen die mechanische Stabilität der Elektrolytmembrananordnung 1 sicher. Die innere Ausschnittsfläche 5.1 des Rahmenselements 5 überdeckt sich mit dem Bereich der Membranschicht 3 und der Katalysatorschicht 4, so dass dieser von der Verstärkerschicht 2 erhabene Bereich der Membran- und Katalysatorschicht 3, 4 formschlüssig an dem Rahmenelement 5 anliegt. 4 shows the electrolyte membrane assembly 1 with the frame elements 5 , which with the protruding edge areas 2.2 the amplifier layer 2 are connected cohesively. The two oppositely arranged frame elements 5 provide the mechanical stability of the electrolyte membrane assembly 1 for sure. The inner cut-out area 5.1 of the frame element 5 overlaps with the area of the membrane layer 3 and the catalyst layer 4 so that this from the amplifier layer 2 raised region of the membrane and catalyst layer 3 . 4 positively on the frame element 5 is applied.

In 3 und 4 ist jeweils eine Katalysatorschicht 4 an gegenüberliegende Seiten der Verstärkerschicht 2 angeordnet. Die beiden gegenüberliegenden Katalysatorschichten 4 dienen als Elektroden der Brennstoffzelle. An den Katalysatorschichten 4 können in nicht dargestellter Weise Gasdiffusionslagen angeordnet sein, so dass die der Zellchemie der Brennstoffzelle entsprechenden Gase der Anode bzw. der Kathode zuführbar sind.In 3 and 4 each is a catalyst layer 4 on opposite sides of the amplifier layer 2 arranged. The two opposite catalyst layers 4 serve as electrodes of the fuel cell. At the catalyst layers 4 can be arranged in a manner not shown gas diffusion layers, so that the cell chemistry of the fuel cell corresponding gases of the anode and the cathode can be fed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ElektrolytmembrananordnungElectrolyte membrane assembly
22
Verstärkerschichtpromoting layer
2.12.1
Teilbereichsubregion
2.22.2
Randbereichborder area
33
Membranschichtmembrane layer
44
Katalysatorschichtcatalyst layer
55
Rahmenelementframe element
5.15.1
innere Ausschnittsflächeinner cut-out area
A1 bis AnA1 to An
Abschnittsection
KK
KunststofffoliePlastic film

Claims (10)

Mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung (1) für eine Brennstoffzelle, welche eine Verstärkerschicht (2) mit einem perforierten Teilbereich (2.1) und einen den perforierten Teilbereich (2.1) randseitig umgebenden Randbereich (2.2) aufweist, wobei der perforierte Teilbereich (2.1) mit einem ionenleitfähigen Material beschichtet ist, so dass eine semipermeable Membranschicht (3) gebildet ist.Multilayer electrolyte membrane assembly ( 1 ) for a fuel cell which has an amplifier layer ( 2 ) with a perforated portion ( 2.1 ) and a perforated portion ( 2.1 ) edge area surrounding ( 2.2 ), wherein the perforated portion ( 2.1 ) is coated with an ion-conductive material, so that a semipermeable membrane layer ( 3 ) is formed. Mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ionenleitfähige Material ein Ionomer ist.Multilayer electrolyte membrane assembly ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the ion-conductive material is an ionomer. Mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerschicht (2) aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.Multilayer electrolyte membrane assembly ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the amplifier layer ( 2 ) is formed of a plastic material. Mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein verstärkendes Rahmenelement (5) mit dem Randbereich (2.2) der Verstärkerschicht (2) derart stoffschlüssig verbunden ist, dass das Rahmenelement (5) die semipermeable Membranschicht (3) umläuft.Multilayer electrolyte membrane assembly ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one reinforcing frame element ( 5 ) with the edge area ( 2.2 ) of the amplifier layer ( 2 ) is materially connected such that the frame element ( 5 ) the semipermeable membrane layer ( 3 ) rotates. Mehrschichtige Elektrolytmembrananordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die semipermeable Membranschicht (3) mit einer Katalysatorschicht (4) beschichtet ist.Multilayer electrolyte membrane assembly ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the semipermeable membrane layer ( 3 ) with a catalyst layer ( 4 ) is coated. Verfahren zur Herstellung einer Elektrolytmembrananordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt zumindest ein Teilbereich (2.1) einer Verstärkerschicht (2) derart perforiert wird, dass ein den Teilbereich (2.1) randseitig umgebender, unperforierter Randbereich (2.2) gebildet ist und in einem zweiten Verfahrensschritt der perforierte Teilbereich (2.1) mit einem ionenleitfähigen Material zur Ausbildung einer semipermeablen Membranschicht (3) beschichtet wird.Method for producing an electrolyte membrane arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in a first method step at least one subregion ( 2.1 ) an amplifier layer ( 2 ) is perforated such that the subregion ( 2.1 ) at the edge surrounding, unperforated border area ( 2.2 ) is formed and in a second process step, the perforated portion ( 2.1 ) with an ion-conductive material for forming a semipermeable membrane layer ( 3 ) is coated. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Verfahrensschritt die semipermeable Membranschicht (3) mit einer Katalysatorschicht (4) bedruckt oder beschichtet wird.A method according to claim 6, characterized in that in a third method step, the semipermeable membrane layer ( 3 ) with a catalyst layer ( 4 ) is printed or coated. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Verfahrensschritt zumindest ein verstärkendes Rahmenelement (5) mit dem Randbereich (2.2) der Verstärkerschicht (2) stoffschlüssig verbunden wird, so dass das Rahmenelement (5) die semipermeable Membranschicht (3) randseitig umläuft,Method according to claim 6 or 7, characterized in that in a fourth method step at least one reinforcing frame element ( 5 ) with the edge area ( 2.2 ) of the amplifier layer ( 2 ) is materially connected, so that the frame element ( 5 ) the semipermeable membrane layer ( 3 ) at the edge, Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (2.2) der Verstärkerschicht (2) beidseitig mit zwei gegenüberliegenden Rahmenelementen (5) verklebt oder verschweißt wird.Method according to claim 8, characterized in that the edge region ( 2.2 ) of the amplifier layer ( 2 ) on both sides with two opposing frame elements ( 5 ) is glued or welded. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerschicht (2) aus Rollenmaterial einer Kunststofffolie (K) gefertigt wird, wobei vor dem ersten Verfahrensschritt oder nach dem dritten Verfahrensschritt ein Vereinzelungsschritt erfolgt, in welchem die Rollenware zugeschnitten wird.Method according to one of claims 6 to 9, characterized in that the amplifier layer ( 2 ) is made of roll material of a plastic film (K), wherein prior to the first process step or after the third process step, a singulation step takes place in which the roll goods are cut.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015145127A1 (en) * 2014-03-24 2015-10-01 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Process
WO2016083785A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-02 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Membrane-seal assembly
US10186720B2 (en) 2014-03-24 2019-01-22 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Membrane-seal assembly
CN112186216A (en) * 2019-07-05 2021-01-05 深圳市南科燃料电池有限公司 Packaging method and membrane electrode assembly
WO2025103704A1 (en) * 2023-11-16 2025-05-22 Carl Freudenberg Kg Membrane electrode assembly comprising a planar reinforcement component

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5761417B1 (en) * 2014-03-31 2015-08-12 大日本印刷株式会社 Electrolyte membrane with support, and catalyst layer-electrolyte membrane laminate with support

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100882561B1 (en) * 2001-07-13 2009-02-12 세라믹 퓨얼 셀즈 리미티드 Fuel cell gas separator
WO2005086264A1 (en) 2004-03-04 2005-09-15 Matsushita Electric Industrial Co., Otd. Composite electrolytic membrane, catalytic layer membrane assembly, membrane electrode assembly and polymer electroytic fuel cell
KR101232396B1 (en) * 2004-08-30 2013-02-12 파나소닉 주식회사 Membrane electrode assembly for solid polymer fuel cell and solid polymer fuel cell
US7736787B2 (en) * 2005-09-06 2010-06-15 Nextech Materials, Ltd. Ceramic membranes with integral seals and support, and electrochemical cells and electrochemical cell stacks including the same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2538692B (en) * 2014-03-24 2021-09-01 Johnson Matthey Fuel Cells Ltd Process
GB2538692A (en) * 2014-03-24 2016-11-23 Johnson Matthey Fuel Cells Ltd Process
US10186720B2 (en) 2014-03-24 2019-01-22 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Membrane-seal assembly
US10218022B2 (en) 2014-03-24 2019-02-26 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Process for the manufacturing of a reinforced membrane-seal assembly
WO2015145127A1 (en) * 2014-03-24 2015-10-01 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Process
DE112015001444B4 (en) 2014-03-24 2025-02-06 Johnson Matthey Hydrogen Technologies Limited membrane sealing arrangement
WO2016083785A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-02 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Membrane-seal assembly
CN107004879A (en) * 2014-11-25 2017-08-01 庄信万丰燃料电池有限公司 Film seal assembly
GB2547859A (en) * 2014-11-25 2017-08-30 Johnson Matthey Fuel Cells Ltd Membrane-seal assembly
US10333157B2 (en) 2014-11-25 2019-06-25 Johnson Matthey Fuel Cells Limited Membrane-seal assembly
GB2547859B (en) * 2014-11-25 2021-09-29 Johnson Matthey Fuel Cells Ltd Membrane-seal assembly
CN112186216A (en) * 2019-07-05 2021-01-05 深圳市南科燃料电池有限公司 Packaging method and membrane electrode assembly
WO2025103704A1 (en) * 2023-11-16 2025-05-22 Carl Freudenberg Kg Membrane electrode assembly comprising a planar reinforcement component

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