用于制备催化剂涂覆的膜的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制备催化剂涂覆的膜的方法，包括以下步骤：用第一催化剂分散体涂覆基底；对膜的第二侧面设置支撑薄膜；用第二催化剂分散体涂覆膜的第一侧面；对第一催化剂分散体进行干燥或者对第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面进行干燥；将第一催化剂涂覆的基底层压至第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面或者将第一催化剂分散体涂覆的基底层压至第二催化剂涂覆的膜的第一侧面以使得第一催化剂和第二催化剂叠加，由此形成层压件，该层压件在膜上包括第一催化剂层；对层压件进行干燥；将支撑薄膜从膜的第二侧面移除；在膜的第二侧面上涂覆第三催化剂分散体；对第三催化剂分散体进行干燥；以及从第一催化剂涂覆的基底移除基底。

Method and device for preparing coating film for catalyst

The invention relates to a method for preparing a catalyst coated membrane, which comprises the following steps: coating the substrate with a first catalyst dispersion; second sides of the membrane support film; the first side dispersion coating with second catalyst; the first side of the first catalyst dispersion in the drying or second catalyst dispersion coating the film was dry; first side of the first side of the substrate is laminated to the second first catalyst catalyst coated dispersion coated membrane or the first catalyst dispersion coated substrate laminated to second catalyst coated membrane so that the first and second catalyst stack, thus forming a laminate, the laminate in the film include the first catalyst layer of laminate; drying; the supporting film from the second sides of the second side of the removal of the film; film The third catalyst dispersion is coated; the third catalyst dispersion is dried; and the substrate is removed from the substrate coated with the first catalyst.

【技术实现步骤摘要】
用于制备催化剂涂覆的膜的方法和装置
本专利技术涉及一种用于制备催化剂涂覆的膜的方法以及一种用于制造催化剂涂覆的膜的装置。
技术介绍
催化剂涂覆的膜在燃料电池中以膜电极组件的形式使用。膜电极组件(MEA)由阳极气体扩散层(A-GDL)、阳极催化剂层(A-cl)、聚合物电解质膜、阴极催化剂层(C-cl)和阴极气体扩散层(C-GDL)按照上述的顺序堆叠而构成。为了实现高催化活性，关键在于催化剂层具有用于电解质膜的大表面积和良好接触。在制备膜电极组件时，首先在气体扩散层上设置催化剂层，然后将催化剂层热压至膜。该方法带来的缺点缘于在湿段(wetstage)施加的催化剂与多孔的扩散层混合。在用于形成催化剂涂覆的膜的另一种方法中，催化剂层形成于惰性的临时性基底上且随后被转移至聚合物电解质膜。这样的工艺需要额外的临时性基底，增加了工艺成本。而且，这样的工艺复杂且耗时长。在另一种方法中，通过将催化剂分散体(catalystdispersion)直接涂覆到膜上来制备催化剂涂覆的膜。膜可以是自立式(free-standing)，这会导致膜的不受控的尺寸变化，尤其是在使用低厚度的膜时。专利申请US2002/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备催化剂涂覆的膜的方法，所述方法包括以下步骤：用第一催化剂分散体(2)涂覆基底(1)，由此获得第一催化剂分散体涂覆的基底(3a)，对膜的第二侧面(4b)设置支撑薄膜(6)，用第二催化剂分散体(7)涂覆膜的第一侧面(4a)，由此获得第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面(8)，对第一催化剂分散体(2)进行干燥以由此获得第一催化剂涂覆的基底(3b)或者对第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面(8)进行干燥以由此获得第二催化剂涂覆的膜的第一侧面，将第一催化剂涂覆的基底(3b)层压至第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面(8)或者将第一催化剂分散体涂覆的基底(3a)层压至第二催化剂涂覆的膜的第一侧面以使...

【技术特征摘要】
2016.04.06 EP 16163977.81.一种用于制备催化剂涂覆的膜的方法，所述方法包括以下步骤：用第一催化剂分散体(2)涂覆基底(1)，由此获得第一催化剂分散体涂覆的基底(3a)，对膜的第二侧面(4b)设置支撑薄膜(6)，用第二催化剂分散体(7)涂覆膜的第一侧面(4a)，由此获得第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面(8)，对第一催化剂分散体(2)进行干燥以由此获得第一催化剂涂覆的基底(3b)或者对第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面(8)进行干燥以由此获得第二催化剂涂覆的膜的第一侧面，将第一催化剂涂覆的基底(3b)层压至第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面(8)或者将第一催化剂分散体涂覆的基底(3a)层压至第二催化剂涂覆的膜的第一侧面以使得第一催化剂和第二催化剂叠加，由此形成层压件(9)，该层压件包括膜(4)，该膜(4)包括第一催化剂层(11)，对层压件(9)进行干燥，将支撑薄膜(6)从膜的第二侧面(4b)移除，在膜的第二侧面(4b)上涂覆第三催化剂分散体(12)，对第三催化剂分散体(12)进行干燥，由此获得膜(4)上的第二催化剂层(13)，以及从第一催化剂涂覆的基底(3b)移除基底(1)。2.根据权利要求1所述的方法，其中基底(1)是多孔的。3.根据权利要求2所述的方法，其中基底(1)的平均孔隙尺寸的范围是从30nm到300nm。4.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中基底(1)选自下列构成的组：多孔陶瓷基底及其组合件、膨体聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、以及聚丙烯。5.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中对基底(1)进行表面处理，尤其是使用等离子体处理或有机硅涂覆对基底(1)进行表面处理。6.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中使用刮刀、狭缝模具、帘式涂敷装置、或者旋转丝网印刷来实施用第一催化剂分散体(2)涂覆基底(1)的涂覆步骤。7.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中将第一催化剂涂覆的基底(3b)卷绕起来以用于储存。8.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中在第一催化剂分散体(2)中的第一催化剂以及在第二催化剂分散体(7)中的第二催化剂的总量被选择成对应于在第一催化剂层(11)中的总催化剂加载量。9.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中在被涂覆的膜的第一侧面(4a)的每单位面积中的第二催化剂分散体(7)中的溶剂的最大总量为4g/m2到21g/m2，和/或其中在第二催化剂分散体(7)中的溶剂与膜的质量比相应地为0.14g/g到0.21g/g。10.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中支撑薄膜(6)选自下列构成的组：聚对苯二甲酸乙二酯或者聚萘二甲酸乙二醇酯。11.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中膜(4)包括在膜的第一侧面(4a)上的覆盖层(5)，其中在用第二催化剂分散体(7)涂覆膜(4)的第一侧面之前，将覆盖层(5)移除。12.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中将第一催化剂涂覆的基底(3b)层压至第二催化剂分散体涂覆的膜的第一侧面(8)的层压步骤或者将第一催化剂分散体涂覆的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·莱拉塔纳法尼特，B·诺尔曼，
申请(专利权)人：格林纳瑞缇有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE