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WO2006005493A1 - Method and device for applying a catalytic layer to a membrane - Google Patents

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WO2006005493A1
WO2006005493A1 PCT/EP2005/007278 EP2005007278W WO2006005493A1 WO 2006005493 A1 WO2006005493 A1 WO 2006005493A1 EP 2005007278 W EP2005007278 W EP 2005007278W WO 2006005493 A1 WO2006005493 A1 WO 2006005493A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
membrane
layer
catalytic
applying
fuel cell
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/007278
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Haufe
Annette Reiche
Suzana Kiel
Ulrich MÄHR
Dieter Melzner
Manfred GOTTLÖBER
Original Assignee
Sartorius Ag
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Filing date
Publication date
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for applying a catalytic layer to a membrane, for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell.
  • Fuel cells are electrochemical systems that convert the chemical energy of fuels directly into electrical energy in an electrochemical reaction.
  • the anode-acting electrode is supplied with hydrogen gas or hydrogen-containing gas.
  • oxygen or oxygen-containing gas is supplied.
  • Hydrogen is catalytically oxidized at the anode.
  • the released electrons are removed via the electrode to the consumer and the resulting protons migrate through the electrolyte on the cathode side, where they are also catalytically reacted with water to oxygen.
  • the necessary electrons are supplied via the electrode.
  • the electrolyte consists of a proton-conducting membrane.
  • a fuel cell stack (stack) consists of several cells connected in series, each separated by a so-called bipolar plate. By engraved in this plate channels of the fuel or the oxide are distributed. In addition, the bipolar plate serves to cool the cell. In addition to the pure hydrogen-oxygen fuel cell, there are other cell types that differ primarily in terms of the electrolyte.
  • PEMFC Polymer Electrolytes Membrane Fuel Cell
  • MEA Membrane Electrode Assembly
  • An MEA consists of a solid ion-conducting, foil-shaped electrolyte membrane, which is provided on both sides with a catalytically active electrode layer which form the anode, or the cathode.
  • These highly porous catalyst layers essentially consist of an electrically conductive carrier material, for example carbon black, and of an electrocatalyst, preferably platinum (optionally in an alloy with other metals), which in highly dispersed form on the Carrier material is deposited.
  • GDL porous gas diffusion layer
  • the GDL forms a gas diffusion electrode (GDE) with the catalyst layer.
  • GDE gas diffusion electrode
  • the catalyst layers can first be applied to the GDL and subsequently joined to the membrane, or they can be applied directly to the membrane, with the GDL then being applied or in a single operation.
  • a mixture of a binder and a pore former containing the catalyst (eg, 30 weight percent platinum on carbon black) is first processed into a paste or ink with a solvent and then applied to the membrane or GDL , The binder can later be removed again, for example by heating.
  • the dispersed electrocatalyst platinum
  • the supplied working gases hydrogen at the anode, or oxygen or air at the cathode.
  • the quality of the catalyst layer (s) applied to the PEM crucially depends on the performance of the PEMFC. Therefore, the coating process is of particular importance in the production of the fuel cell.
  • US Pat. No. 5,211,984 discloses a brush technique in which a suspension is first brushed onto a carrier, then pressed hot with a membrane, and then the carrier is removed.
  • US Pat. No. 5,211,984 discloses another spraying technique in which the spraying process takes place via a template in order to obtain a specific electrode size.
  • Membrane can be applied, which is not discussed here on the individual methods.
  • a disadvantage of the known methods is that they are relatively expensive in terms of cost, time and complexity in the implementation and number of operations. Furthermore, it is particularly difficult with the known techniques to produce very thin (10 ⁇ m and below) uniform layer thicknesses. A further disadvantage is that with the methods mentioned no positionally accurate coating of the membrane or the gas diffusion layer is possible.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for applying a catalytic layer to a membrane, which is simpler and less expensive to carry out and enables and ensures a high quality of thin coatings.
  • This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 1 in that a catalytic coating material is prepared as an electrostatically active toner powder, and that subsequently the catalytic layer is xerographically transferred to the membrane and fixed.
  • a substantially of an ionomer (proton-conducting polymer material) and a carrier material, e.g. Carbon black having an electrocatalyst, e.g. Platinum is deposited, a finely divided catalytic powder prepared and provided.
  • a carrier material e.g. Carbon black having an electrocatalyst, e.g. Platinum
  • a finely divided catalytic powder prepared and provided.
  • other additives such as waxes, pore formers, metal oxides and a polymeric binder may be included therein.
  • a xerographic process is understood to mean an electrostatic printing process using dry toner powder.
  • the catalytic powder is in a first step in a
  • Developer unit negatively charged and applied to a rotating drum on which the powder adheres.
  • the membrane is passed between the drum and a positively charged corona unit, wherein the positive tension pulls the catalytic toner onto the membrane.
  • a fixation is performed
  • the xerographic coating allows opposite conventional rolling, printing (planographic printing, screen printing) and spraying techniques, in particular more uniform catalytic layers with small layer thicknesses of up to less than 10 ⁇ m and a consistently high quality standard of the coatings at a reduced cost.
  • the coating process is carried out by means of a xerographic printing process.
  • the coating process may be e.g. be performed by a laser printer or copier. This allows a positionally accurate application of the electrode layer on the membrane.
  • the catalytically processed toner powder is held in a toner cartridge associated with the laser printer or the copier. This type of provision at the same time allows easy storage and shipment of the toner material.
  • the coating process can be carried out particularly inexpensively and easily in a device based on a laser printer or copier.
  • a photosensitive layer is arranged on the drum, which is first negatively charged via a charging corona unit and then neutralized by targeted exposure via an exposure unit (eg laser) at the exposed locations again.
  • an exposure unit eg laser
  • the toner only sticks to the exposed areas (and is repelled by the unexposed areas) and a latent differentiated image is formed.
  • this can be exploited in order to coat the substrate (membrane) with a catalytic layer having exactly predetermined surface dimensions and precise positioning. For example, such a given frame area of the membrane remain uncoated.
  • Elaborate templates or positioning devices can be omitted, thereby saving further costs.
  • certain coating patterns are possible.
  • the method can also dispense with the photosensitive layer of the drum and the laser unit (exposure unit), so that a very inexpensive electrostatic printing apparatus is suitable. By simultaneously coating the membrane on both sides, additional time savings are possible.
  • the prerequisite for the coating according to the invention of a membrane having an electrocatalytic layer is a corresponding mechanical and thermal membrane stability. Therefore, the inventive method is particularly suitable for the production of membrane-electrode assemblies, which, as described in DE 20 2004 000 365 Ul, in the temperature range up to 250 0 C to be used.
  • a further object of the present invention is to provide a device which is improved in efficiency, accuracy and cost and allows the production of catalytic coatings with layer thicknesses in the range of 5 to 50 microns, preferably 10 to 20 microns.
  • the xerographic printer units enable the production of very thin electrode layers of high quality, ie with a defect-free coating and a very uniform layer thickness.
  • the provision of two xerographic units drums, corona units) enables simultaneous double-sided coating of the membrane, which increases the effectiveness of the production process of a membrane-electrode assembly.
  • the individual components can be inexpensively based on the construction of the corresponding components known from laser printers. In principle, it is of course also possible to carry out a one-sided coating with this device or with a corresponding device having only one xerographic unit, (laser printer) and to coat the two membrane sides in succession.
  • a catalytic coating material for producing an anode layer of a membrane side surface from a first cartridge and a catalytic coating material for producing a cathode layer of the other membrane side surface can be supplied from a second cartridge.
  • Figure 1 a construction diagram of a membrane-electrode unit in a perspective view
  • Figure 2 is a schematic representation of a device according to the invention with two xerographic printer units in a perspective view.
  • An apparatus for applying a catalytic layer (3, 4) to a membrane (2) for producing a membrane electrode assembly 1 for a fuel cell consists essentially of two xerographic printer units (6, 6 ').
  • the membrane 2 advantageously consists of a proton-conducting polymer material and is formed as a film.
  • the anode layer 3 and the cathode layer 4 are arranged.
  • the electrode layers consist in
  • Binders pore formers or waxes.
  • a porous gas diffusion pad 5 for distributing the fuels, which may be designed differently for the anode and cathode side in a particular embodiment.
  • Joined together layers 2 to 5 form the MEA 1.
  • the MEA 1, as shown in FIG. 1, may be enclosed by a frame, not shown, for arrangement in a fuel cell stack.
  • the fuel cell is composed of a stack of MEAs, each separated by a bipolar plate and terminated by two endplates, each unit providing an open circuit voltage of approximately IV, so that, depending on the number of MEAs, stack voltages of up to several Add one hundred volts.
  • the xerographic printing units (6, 6 ') shown in FIG. 2 are advantageously based on components of a laser printer known per se in their design.
  • the second xerographic unit 6 ' is arranged diametrically opposite the first unit 6, so that the membrane 2 can be guided in close contact between two drums 7, 7', with the drums 7, 1 'rotating in opposite directions.
  • the units 6, 6 ' substantially each consist of a rotatable, advantageously made of aluminum drum 7, T, a developer unit 8, 8' and a corona unit 9, 9 '.
  • the xerographic unit 6, 6 ' can be adapted to the size of the membrane 2 to be printed over the width of the drum 7, 1'.
  • the photoconductor layer applied to the surface of the drum in laser printers may be omitted here (as well as an exposure unit).
  • the developer units 8, 8 ' are arranged, each of which has a cartridge or cassette in which a catalytic powder, which is to form the later electrode layer, can be stored the same or different catalytic powder may be charged to an anode layer 3, or a cathode layer 4.
  • the catalytic powder may be negatively charged in the developer unit 8, 8 ', the corona unit 9, 9', advantageously formed from a tungsten wire , is rechargeable to a positive voltage and acts as a transfer charger, unit 6 being the corona Unit 9 'and the unit 6' associated with the corona unit 9
  • the transfer loaders 9, 9 ' are suitably shielded, or aligned so that they are effective only on the catalytic powder on the respective opposite drum 7, 1'.
  • a fixing unit not shown, arranged by means of which the transferred to the membrane sides catalytic layers 3, 4 are fixable and connectable to the membrane surface.
  • a control electronics also not shown, is provided, via which the charging voltages, the drum drive and the toner supply are controlled in the electrostatic transfer process.
  • a method for applying a catalytic layer 3, 4 to a membrane 2, for producing a membrane electrode assembly 1 for a fuel cell is essentially based on the fact that a catalytic coating material as an electrostatically chargeable toner powder xerographically on the membrane (2) is transferred.
  • the catalytic powder is negatively charged. If now the drum 7, 7 'rotates past the developer unit 8, 8', the catalytic powder is transferred to the drum. The latent electrode layer is then located on the drum 7, 7 '. The catalytic powder is then transferred to the membrane 2 by means of a corona unit 9, 9 '(transfer charger). For this purpose, a positive voltage is applied to the transfer charger 9, 9 '. The membrane 2 is now passed between the drum 7, 7 'and the corona 9, 9'. In this case, the negatively charged catalytic powder is drawn onto the membrane surface 2. Finally, the coating in the fuser is firmly connected to the membrane surface via temperature and / or pressure. The coated one Membrane 2 can then (possibly) be combined in a manner known per se with gas diffusion supports to form the finished MEA 1, as shown in FIG.

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Abstract

The invention relates to a method for applying a catalytic layer to a membrane in order to produce a membrane/electrode unit for a fuel cell, during which a catalytic coating material is provided in the form of an electrostatically active toner powder, whereupon the catalytic layer is xerographically transferred to the membrane and fixed. The invention also relates to a device for applying a catalytic layer to a membrane in order to produce a membrane/electrode unit for a fuel cell. To this end, two xerographic printer units are arranged opposite one another and enable the membrane to be coated on both sides in one pass.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbringung einer katalytischen Schicht auf eine MembranMethod and device for applying a catalytic layer to a membrane
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbringung einer katalytischen Schicht auf eine Membran, zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle.The invention relates to a method and a device for applying a catalytic layer to a membrane, for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell.
Brennstoffzellen sind elektrochemische Systeme, mit denen die chemische Energie von Brennstoffen in einer elektrochemischen Reaktion direkt in elektrische Energie umgesetzt wird. Zum Betrieb der Brennstoffzelle wird der als Anode wirkenden Elektrode Wasserstoffgas oder Wasserstoffhaltiges Gas zugeführt. An der als Kathode wirkenden Elektrode wird Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas zugeführt. An der Anode wird Wasserstoff katalytisch oxidiert. Die dabei freiwerdenden Elektronen werden über die Elektrode an den Verbraucher abgeführt und die entstehenden Protonen wandern durch den Elektrolyten auf die Kathodenseite, wo sie mit Sauerstoff ebenfalls katalytisch zu Wasser umgesetzt werden. Die dafür notwendigen Elektronen werden über die Elektrode zugeführt. Bei einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle besteht der Elektrolyt aus einer protonenleitenden Membran. Aus dem Elektronenüberschuss auf der Anodenseite und dem Elektronenmangel auf der Kathodenseite des Elektrolyts resultiert ein Spannungsgefälle, das zur Gewinnung von elektrischer Energie (Gleichstrom) genutzt werden kann. Ein Brennstoffzellen-Stapel (Stack) besteht aus mehreren hintereinander geschalteten Zellen, die jeweils durch eine sogenannte Bipolar-Platte voneinander getrennt sind. Durch die in diese Platte eingravierten Kanäle werden der Brennstoff bzw. das Oxidat verteilt. Außerdem dient die Bipolar-Platte zur Kühlung der Zelle. Neben der reinen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle gibt es weitere Zellentypen, die sich primär in Bezug auf den Elektrolyten unterscheiden.Fuel cells are electrochemical systems that convert the chemical energy of fuels directly into electrical energy in an electrochemical reaction. For operation of the fuel cell, the anode-acting electrode is supplied with hydrogen gas or hydrogen-containing gas. At the electrode acting as a cathode, oxygen or oxygen-containing gas is supplied. Hydrogen is catalytically oxidized at the anode. The released electrons are removed via the electrode to the consumer and the resulting protons migrate through the electrolyte on the cathode side, where they are also catalytically reacted with water to oxygen. The necessary electrons are supplied via the electrode. In a polymer electrolyte fuel cell, the electrolyte consists of a proton-conducting membrane. The electron surplus on the anode side and the electron deficiency on the cathode side of the electrolyte results in a voltage gradient that can be used to generate electrical energy (direct current). A fuel cell stack (stack) consists of several cells connected in series, each separated by a so-called bipolar plate. By engraved in this plate channels of the fuel or the oxide are distributed. In addition, the bipolar plate serves to cool the cell. In addition to the pure hydrogen-oxygen fuel cell, there are other cell types that differ primarily in terms of the electrolyte.
Wegen ihres hohen Wirkungsgrades, ihrer kompakten Bauweise und ihrer kurzen Startup-Zeiten gewinnen Polymer- Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC: Polymer- Electrolyte Membrane Fuel Cell) zunehmend als alternative Energiequelle zur mobilen oder dezentralen Stromerzeugung an Bedeutung. Insbesondere in Kraftfahrzeugen zum Antrieb oder zur elektrischen Versorgung zukünftiger Bordnetze oder als kleinere stationäre Anlagen zur Stromerzeugung haben sie ein hohes Anwendungspotenzial und werden ständig weiterentwickelt. PEMFCs sind Niedertemperatur-Zellen für typische Arbeitstemperaturen von 60-1200C. Neuere Entwicklungen, beispielsweise beschrieben in der DE 20 2004 000 365 Ul, arbeiten auch mit Temperaturen bis zu 2500C.Because of their high efficiency, their compact design and their short startup times, polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC: Polymer Electrolytes Membrane Fuel Cell) are increasingly gaining importance as an alternative energy source for mobile or decentralized power generation. In particular, in motor vehicles for driving or for the electrical supply of future vehicle electrical systems or as smaller stationary systems for power generation, they have a high application potential and are constantly being developed further. PEMFCs are low-temperature cells for typical working temperatures of 60-120 0 C. Recent developments, for example described in DE 20 2004 000 365 Ul, work even with temperatures up to 250 0 C.
Kernstück der PEM-BrennstoffZeilen ist ein Stapel aus sogenannten Membran-Elektroden-Einheiten (MEA: Membrane- Electrode-Assembly) . Eine MEA besteht aus einer festen ionenleitenden, folienförmigen Elektrolyt-Membran, die auf beiden Seiten jeweils mit einer katalytisch wirksamen Elektroden-Schicht, die die Anode, bzw. die Kathode bilden, versehen ist. Diese hochporösen Katalysator-Schichten bestehen im Wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Trägermaterial, beispielsweise Ruß, und aus einem Elektro- Katalysator, vorzugsweise Platin (ggf. in einer Legierung mit anderen Metallen) , der in hochdisperser Form auf das Trägermaterial abgeschieden wird. Daran schließt sich nach außen meist eine poröse Gasdiffusionslage (GDL) , beispielsweise aus Kohlefaserpapier, an, die einen guten Zugang der Reaktionsgase zu den Elektroden und eine gute Ableitung des Zellstromes ermöglicht. Die GDL bildet mit der Katalysatorschicht eine Gasdiffusions-Elektrode (GDE) . Die Katalysator-Schichten können zunächst auf der GDL aufgebracht sein und anschließend mit der Membran zusammengefügt werden oder sie können direkt auf die Membran aufgebracht werden, wobei dann die GDL anschließend oder in einem gemeinsamen Arbeitsgang aufgebracht wird.The core of the PEM fuel cell is a stack of so-called membrane-electrode assemblies (MEA: Membrane Electrode Assembly). An MEA consists of a solid ion-conducting, foil-shaped electrolyte membrane, which is provided on both sides with a catalytically active electrode layer which form the anode, or the cathode. These highly porous catalyst layers essentially consist of an electrically conductive carrier material, for example carbon black, and of an electrocatalyst, preferably platinum (optionally in an alloy with other metals), which in highly dispersed form on the Carrier material is deposited. This is followed to the outside mostly a porous gas diffusion layer (GDL), for example, made of carbon fiber paper, which allows a good access of the reaction gases to the electrodes and a good dissipation of the cell current. The GDL forms a gas diffusion electrode (GDE) with the catalyst layer. The catalyst layers can first be applied to the GDL and subsequently joined to the membrane, or they can be applied directly to the membrane, with the GDL then being applied or in a single operation.
Zur Herstellung der katalytischen Schicht wird beispielsweise zunächst ein Gemisch aus einem Binder und einem Porenbildner, das den Katalysator (z.B. 30 Gewichtsprozent Platin auf Ruß) enthält, mit einem Lösungsmittel zu einer Paste oder Tinte verarbeitet und dann auf die Membran, bzw. die GDL aufgebracht. Der Binder kann später, beispielsweise durch Ausheizen, wieder entfernt werden. Über die Poren in der GDL und in der katalytischen Schicht steht der dispergierte Elektro- Katalysator (Platin) mit den zugeführten Arbeits-Gasen (Wasserstoff an der Anode, bzw. Sauerstoff oder Luft an der Kathode) direkt in Kontakt.To prepare the catalytic layer, for example, a mixture of a binder and a pore former containing the catalyst (eg, 30 weight percent platinum on carbon black) is first processed into a paste or ink with a solvent and then applied to the membrane or GDL , The binder can later be removed again, for example by heating. Through the pores in the GDL and in the catalytic layer, the dispersed electrocatalyst (platinum) is in direct contact with the supplied working gases (hydrogen at the anode, or oxygen or air at the cathode).
Von der Qualität der auf die PEM aufgebrachten Katalysatorschicht (en) hängt entscheidend die Leistung der PEMFC ab. Daher kommt bei der Herstellung der Brennstoffzelle dem Beschichtungsverfahren besondere Bedeutung zu.The quality of the catalyst layer (s) applied to the PEM crucially depends on the performance of the PEMFC. Therefore, the coating process is of particular importance in the production of the fuel cell.
Aus der DE 196 11 510 Al ist eine Sprühtechnik zumFrom DE 196 11 510 Al is a spray technology for
Aufbringen einer katalytischen Schicht auf eine Membran bekannt. Dabei wird das als Dispersion vorbereitete Schichtmaterial auf eine nichtazidische Membran bei einer Temperatur zwischen 1300C bis 1700C aufgesprüht und anschließend getrocknet.Applying a catalytic layer to a membrane known. Here, the prepared as a dispersion layer material on a non-acidic membrane at a Temperature between 130 0 C to 170 0 C sprayed on and then dried.
Aus der US 5 211 984 ist eine Pinseltechnik bekannt, bei der zunächst eine Suspension auf einen Träger aufgepinselt, anschließend mit einer Membran heiß verpresst und dann der Träger abgezogen wird.US Pat. No. 5,211,984 discloses a brush technique in which a suspension is first brushed onto a carrier, then pressed hot with a membrane, and then the carrier is removed.
Weiterhin ist aus der US 5 211 984 eine weitere Sprühtechnik bekannt, bei der der Sprühvorgang über eine Schablone erfolgt, um ein bestimmte Elektrodengröße zu erhalten.Furthermore, US Pat. No. 5,211,984 discloses another spraying technique in which the spraying process takes place via a template in order to obtain a specific electrode size.
Aus der DE 100 37 074 Al ist es bekannt, dass eine katalytische Schicht durch Walzen, Rakeln oder DruckenFrom DE 100 37 074 Al it is known that a catalytic layer by rolling, doctoring or printing
(Siebdruck, Schablonendruck oder Offsetdruck) auf eine(Screen printing, stencil printing or offset printing) on one
Membran aufgebracht werden kann, wobei hier nicht auf die einzelnen Methoden eingegangen wird.Membrane can be applied, which is not discussed here on the individual methods.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, dass sie relativ aufwendig in Kosten, Zeit und Komplexität bei der Durchführung und Anzahl der Arbeitsgänge sind. Weiterhin ist es mit den bekannten Techniken besonders schwierig, sehr dünne (10 μm und darunter) gleichmäßige Schichtdicken zu erzeugen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass mit den genannten Verfahren keine positionsgenaue Beschichtung der Membran oder der Gasdiffusionslage möglich ist.A disadvantage of the known methods is that they are relatively expensive in terms of cost, time and complexity in the implementation and number of operations. Furthermore, it is particularly difficult with the known techniques to produce very thin (10 μm and below) uniform layer thicknesses. A further disadvantage is that with the methods mentioned no positionally accurate coating of the membrane or the gas diffusion layer is possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Aufbringung einer katalytischen Schicht auf eine Membran anzugeben, das einfacher und kostengünstiger durchführbar ist und eine hohe Qualität dünner Beschichtungen ermöglicht und sicherstellt. Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass ein katalytisches Beschichtungs-Material als ein elektrostatisch wirksames Toner-Pulver aufbereitet wird, und dass anschließend die katalytische Schicht xerografisch auf die Membran übertragen und fixiert wird.The object of the present invention is therefore to provide a method for applying a catalytic layer to a membrane, which is simpler and less expensive to carry out and enables and ensures a high quality of thin coatings. This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 1 in that a catalytic coating material is prepared as an electrostatically active toner powder, and that subsequently the catalytic layer is xerographically transferred to the membrane and fixed.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.Preferred embodiments of the invention are set forth in the subclaims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein im Wesentlichen aus einem Ionomer (protonenleitendes Polymermaterial) und aus einem Trägermaterial, z.B. Industrieruß, auf das ein Elektrokatalysator, z.B. Platin abgeschieden ist, ein feinteiliges katalytisches Pulver hergestellt und zur Verfügung gestellt. Ggf. können noch weitere Zusatzstoffe wie Wachse, Porenbildner, Metalloxide und ein polymerer Binder darin enthalten sein.In the method according to the invention, first a substantially of an ionomer (proton-conducting polymer material) and a carrier material, e.g. Carbon black having an electrocatalyst, e.g. Platinum is deposited, a finely divided catalytic powder prepared and provided. Possibly. For example, other additives such as waxes, pore formers, metal oxides and a polymeric binder may be included therein.
Unter einem xerografischen Verfahren wird ein elektrostatisches Druckverfahren verstanden, bei dem trockenes Tonerpulver verwendet wird.A xerographic process is understood to mean an electrostatic printing process using dry toner powder.
Bei dem xerografischen Beschichtungs-Prozess wird in einem ersten Arbeitsschritt das katalytische Pulver in einerIn the xerographic coating process, the catalytic powder is in a first step in a
Entwickler-Einheit negativ aufgeladen und auf eine sich drehende Trommel aufgebracht, auf der das Pulver haften bleibt. In einem zweiten Arbeitsschritt wird die Membran zwischen der Trommel und einer positiv aufgeladenen Korona- Einheit hindurchgeführt, wobei durch die positive Spannung der katalytische Toner auf die Membran gezogen wird. In einem abschießenden dritten Schritt wird in einer Fixier-Developer unit negatively charged and applied to a rotating drum on which the powder adheres. In a second step, the membrane is passed between the drum and a positively charged corona unit, wherein the positive tension pulls the catalytic toner onto the membrane. In a final step, a fixation is performed
Einheit der noch lose Toner mittels Druck und/oderUnit of still loose toner by means of pressure and / or
Wärmeeinwirkung mit der Membran fest verbunden. Die xerografische Beschichtung ermöglicht gegenüber herkömmlichen Walz-, Druck (Flachdruck, Siebdruck)- und Sprühtechniken insbesondere gleichmäßigere katalytische Schichten bei geringen Schichtdicken von bis zu unter lOμm und einen gleichbleibend hohen Qualitätsstandard der Beschichtungen bei verringertem Kostenaufwand.Heat action firmly connected to the membrane. The xerographic coating allows opposite conventional rolling, printing (planographic printing, screen printing) and spraying techniques, in particular more uniform catalytic layers with small layer thicknesses of up to less than 10 μm and a consistently high quality standard of the coatings at a reduced cost.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Beschichtungsvorgang mittels eines xerografischen Printverfahrens durchgeführt. Dabei kann der Beschichtungsvorgang z.B. durch einen Laserdrucker oder Kopierer durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine positionsgenaue Aufbringung der Elektrodenschicht auf der Membran.According to a preferred embodiment of the invention, the coating process is carried out by means of a xerographic printing process. The coating process may be e.g. be performed by a laser printer or copier. This allows a positionally accurate application of the electrode layer on the membrane.
Vorzugsweise wird dabei das katalytisch aufbereitete Tonerpulver in einer dem Laserdrucker bzw. dem Kopierer zugeordneten Toner-Kartusche vorgehalten wird. Diese Art der Vorhaltung ermöglicht zugleich eine einfache Lagerung und Versendung des Tonermaterials.Preferably, the catalytically processed toner powder is held in a toner cartridge associated with the laser printer or the copier. This type of provision at the same time allows easy storage and shipment of the toner material.
Der Beschichtungsvorgang kann besonders kostengünstig und einfach in einer Vorrichtung, die auf einem Laserdrucker oder Kopierer basiert, durchgeführt werden. Bei einem Laserdrucker oder Kopierer ist auf der Trommel eine fotoempfindliche Schicht angeordnet, die zunächst über eine Aufladungs-Korona-Einheit negativ aufgeladen und dann durch gezielte Belichtung über eine Belichtungseinheit (z.B. Laser) an den belichteten Stellen wieder neutralisiert wird. Dadurch bleibt der Toner nur an den belichteten Stellen haften (und wird von den unbelichteten Stellen abgestoßen) und ein latentes differenziertes Bild entsteht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dies ausgenutzt werden, um die Unterlage (Membran) mit einer katalytischen Schicht mit exakt vorgegebenen Flächenmaßen und genauer Positionierung zu beschichten. Beispielsweise kann so ein vorgegebener Rahmenbereich der Membran unbeschichtet bleiben. Aufwendige Schablonen oder Positionierungsvorrichtungen können dabei entfallen, wodurch weitere Kosten gespart werden. Auch sind grundsätzlich bestimmte Beschichtungsmuster möglich.The coating process can be carried out particularly inexpensively and easily in a device based on a laser printer or copier. In a laser printer or copier, a photosensitive layer is arranged on the drum, which is first negatively charged via a charging corona unit and then neutralized by targeted exposure via an exposure unit (eg laser) at the exposed locations again. As a result, the toner only sticks to the exposed areas (and is repelled by the unexposed areas) and a latent differentiated image is formed. In the method according to the invention, this can be exploited in order to coat the substrate (membrane) with a catalytic layer having exactly predetermined surface dimensions and precise positioning. For example, such a given frame area of the membrane remain uncoated. Elaborate templates or positioning devices can be omitted, thereby saving further costs. In principle, certain coating patterns are possible.
In der einfachsten Form kann das Verfahren jedoch auch auf die fotoempfindliche Schicht der Trommel und auf die Laser- Einheit (Belichtungs-Einheit) verzichten, so dass eine sehr kostengünstige elektrostatische Druck-Vorrichtung geeignet ist. Durch eine gleichzeitige beidseitige Beschichtung der Membran ist eine zusätzliche Zeitersparnis möglich.However, in the simplest form, the method can also dispense with the photosensitive layer of the drum and the laser unit (exposure unit), so that a very inexpensive electrostatic printing apparatus is suitable. By simultaneously coating the membrane on both sides, additional time savings are possible.
Voraussetzung für die erfindungsgemäße Beschichtung einer Membran mit einer elektrokatalytischen Schicht ist eine entsprechende mechanische und thermische Membranstabilität. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten geeignet, die, wie in DE 20 2004 000 365 Ul beschrieben, im Temperaturbereich bis zu 2500C eingesetzt werden sollen.The prerequisite for the coating according to the invention of a membrane having an electrocatalytic layer is a corresponding mechanical and thermal membrane stability. Therefore, the inventive method is particularly suitable for the production of membrane-electrode assemblies, which, as described in DE 20 2004 000 365 Ul, in the temperature range up to 250 0 C to be used.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die in Effektivität, Genauigkeit und Kosten verbessert ist und die Erzeugung von katalytischen Beschichtungen mit Schichtdicken im Bereich von 5 bis 50 μm, vorzugsweise 10 bis 20 μm erlaubt.A further object of the present invention is to provide a device which is improved in efficiency, accuracy and cost and allows the production of catalytic coatings with layer thicknesses in the range of 5 to 50 microns, preferably 10 to 20 microns.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 4 dadurch gelöst, dass zwei xerografische Drucker-Einheiten gegenüberliegend angeordnet sind, mittels derer die Membran in einem Arbeitsdurchgang beidseitig beschichtbar ist.This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 4, characterized in that two xerographic printer units are arranged opposite one another, by means of which the membrane is coatable on both sides in a working pass.
Die xerografischen Drucker-Einheiten ermöglichen die Herstellung dünnster Elektrodenschichten hoher Qualität, d.h. mit einer fehlerfreien Beschichtung und einer sehr gleichmäßigen Schichtdicke. Dadurch, dass zwei xerografische Einheiten (Trommeln, Korona-Einheiten) vorgesehen sind, wird eine gleichzeitige beidseitige Beschichtung der Membran ermöglicht, die die Effektivität des Herstellungsprozesses einer Membran-Elektroden-Einheit erhöht. Die einzelnen Komponenten können kostengünstig an die Bauweise der entsprechenden aus Laserdruckern bekannten Komponenten angelehnt sein. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich, mit dieser Vorrichtung oder mit einer entsprechenden Vorrichtung mit nur einer xerografischen Einheit, (Laserdrucker) eine einseitige Beschichtung vorzunehmen und die beiden Membranseiten nacheinander zu beschichten.The xerographic printer units enable the production of very thin electrode layers of high quality, ie with a defect-free coating and a very uniform layer thickness. The provision of two xerographic units (drums, corona units) enables simultaneous double-sided coating of the membrane, which increases the effectiveness of the production process of a membrane-electrode assembly. The individual components can be inexpensively based on the construction of the corresponding components known from laser printers. In principle, it is of course also possible to carry out a one-sided coating with this device or with a corresponding device having only one xerographic unit, (laser printer) and to coat the two membrane sides in succession.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist aus einer ersten Kartusche ein katalytisches Beschichtungs- Material zur Herstellung einer Anoden-Schicht einer Membran-Seitenfläche und aus einer zweiten Kartusche ein katalytisches Beschichtungs-Material zur Herstellung einer Kathoden-Schicht der anderen Membran-Seitenfläche zuführbar.According to a preferred embodiment of the invention, a catalytic coating material for producing an anode layer of a membrane side surface from a first cartridge and a catalytic coating material for producing a cathode layer of the other membrane side surface can be supplied from a second cartridge.
Dadurch, dass zwei Kartuschen vorgesehen sind, ist es möglich, die zwei Trommeln für die Anodenseite und dieThe fact that two cartridges are provided, it is possible, the two drums for the anode side and the
Kathodeseite bei der beidseitigen Beschichtung auf einfacheCathode side in the double-sided coating on easy
Weise mit Tonerpulver zu beschicken. Weiterhin wird ermöglicht, zur Leistungsoptimierung oder für zukünftigeWay with toner powder to feed. It also allows for performance optimization or for future
Entwicklungen von Membran-Elektroden-Einheiten, auf der Anodenseite und der Kathodeseite unterschiedliche katalytische Schichten aufzutragen.Development of membrane-electrode assemblies, on the anode side and the cathode side to apply different catalytic layers.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.Further details of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which preferred Embodiments of the invention are exemplified.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Figur 1: ein Aufbauschema einer Membran-Elektroden- Einheit in einer perspektivischen Ansicht undFigure 1: a construction diagram of a membrane-electrode unit in a perspective view and
Figur 2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei xerografischen Drucker-Einheiten in einer perspektivischen Ansicht.Figure 2 is a schematic representation of a device according to the invention with two xerographic printer units in a perspective view.
Eine Vorrichtung zur Aufbringung einer katalytischen Schicht (3, 4) auf eine Membran (2), zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Einheit 1 für eine Brennstoffzelle besteht im Wesentlichen aus zwei xerografische Drucker- Einheiten (6, 6' ) .An apparatus for applying a catalytic layer (3, 4) to a membrane (2) for producing a membrane electrode assembly 1 for a fuel cell consists essentially of two xerographic printer units (6, 6 ').
In Fig. 1 ist der Aufbau der Membran-Elektroden-EinheitIn Fig. 1, the structure of the membrane-electrode assembly
(MEA) 1 schematisch dargestellt. Die Membran 2 besteht vorteilhaft aus einem protonenleitenden Polymer-Material und ist als eine Folie ausgebildet. Auf den Membranflächen sind die Anodenschicht 3 und die Kathodenschicht 4 angeordnet. Die Elektrodenschichten bestehen im(MEA) 1 shown schematically. The membrane 2 advantageously consists of a proton-conducting polymer material and is formed as a film. On the membrane surfaces, the anode layer 3 and the cathode layer 4 are arranged. The electrode layers consist in
Wesentlichen aus einem Ionomer und einem ElektrokatalysatorEssentially of an ionomer and an electrocatalyst
(Pt auf Ruß) sowie ggf- weiteren Zusatzstoffen, wie(Pt on carbon black) and any other additives, such as
Bindemittel, Porenbildner oder Wachse. Nach außen hin schließt sich jeweils eine poröse Gasdiffusionsunterlage 5 zur Verteilung der Brennstoffe an, die in einer besonderen Ausführungsform für die Anoden- und Kathodenseite unterschiedlich ausgelegt sein kann. Zusammengefügt bilden die Schichten 2 bis 5 die MEA 1. Die MEA 1, wie in Figur 1 dargestellt, kann zur Anordnung in einem Brennstoffzellen- Stack von einen nicht dargestellten Rahmen eingefasst sein. Die Brennstoffzelle setzt sich aus einem Stapel von MEAs, jeweils durch eine Bipolar-Platte getrennt und abgeschlossen von zwei Endplatten zusammen, wobei jede einzelne Einheit eine Leerlaufspannung von etwa IV liefert, so dass sich je nach Anzahl der MEAs Stack-Spannungen von bis zu mehreren Hundert Volt addieren.Binders, pore formers or waxes. To the outside, in each case, adjoins a porous gas diffusion pad 5 for distributing the fuels, which may be designed differently for the anode and cathode side in a particular embodiment. Joined together layers 2 to 5 form the MEA 1. The MEA 1, as shown in FIG. 1, may be enclosed by a frame, not shown, for arrangement in a fuel cell stack. The fuel cell is composed of a stack of MEAs, each separated by a bipolar plate and terminated by two endplates, each unit providing an open circuit voltage of approximately IV, so that, depending on the number of MEAs, stack voltages of up to several Add one hundred volts.
Die in Fig. 2 dargestellten xerografischen Druckereinheiten (6, 6') beruhen in ihrer Bauweise vorteilhaft auf an sich bekannten Komponenten eines Laserdruckers.The xerographic printing units (6, 6 ') shown in FIG. 2 are advantageously based on components of a laser printer known per se in their design.
Die zweite xerografische Einheit 6' ist der ersten Einheit 6 diametral gegenüberliegend beabstandet angeordnet, so dass die Membran 2 zwischen zwei Trommeln 7, 7' dichtanliegend hindurchführbar ist, wobei die Trommeln 7, 1' gegensinnig rotieren. Die Einheiten 6, 6' bestehen im Wesentlichen jeweils aus einer drehbaren, vorteilhaft aus Aluminium hergestellten Trommel 7, T, einer Entwickler- Einheit 8, 8' und einer Korona-Einheit 9, 9' . Über die Breite der Trommel 7, 1' ist die xerografische Einheit 6, 6' an die Größe der zu bedruckenden Membran 2 anpassbar. Die in Laserdruckern auf die Oberfläche der Trommel aufgebrachte Fotoleiterschicht kann hier (ebenso wie eine Belichtungs-Einheit) entfallen. An den Trommeln 7, 1" sind die Entwickler-Einheiten 8, 8' angeordnet, die (jeweils) eine Kartusche, bzw. Kassette aufweisen, in denen ein katalytisches Pulver, das die spätere Elektrodenschicht bilden soll, bevorratbar ist. In den Kartuschen kann das gleiche oder unterschiedliche katalytische Pulver für eine Anodenschicht 3, bzw. eine Kathodenschicht 4 eingefüllt sein. Das katalytische Pulver kann in der Entwickler- Einheit 8, 8' negativ aufgeladen werden. Die Korona-Einheit 9, 9' , vorteilhaft aus einem Wolframdraht gebildet, ist auf eine positive Spannung aufladbar und wirkt als ein Übertragungslader. Dabei ist der Einheit 6 die Korona- Einheit 9' zugeordnet und der Einheit 6' die Korona-Einheit 9 Die Übertragungslader 9, 9' sind geeignet abgeschirmt, bzw. ausgerichtet, so dass sie nur auf das katalytische Pulver auf der jeweils gegenüberliegenden Trommel 7, 1' wirksam sind. Weiterhin ist eine nicht dargestellte Fixier- Einheit angeordnet, mittels derer die auf die Membranseiten übertragenen katalytischen Schichten 3, 4 fixierbar und mit der Membranoberfläche verbindbar sind. Schließlich ist eine ebenfalls nicht dargestellte Steuerelektronik vorgesehen, über die die Aufladungs-Spannungen, der Trommelantrieb und die Tonerzufuhr bei dem elektrostatischen Übertragungsprozess geregelt werden.The second xerographic unit 6 'is arranged diametrically opposite the first unit 6, so that the membrane 2 can be guided in close contact between two drums 7, 7', with the drums 7, 1 'rotating in opposite directions. The units 6, 6 'substantially each consist of a rotatable, advantageously made of aluminum drum 7, T, a developer unit 8, 8' and a corona unit 9, 9 '. The xerographic unit 6, 6 'can be adapted to the size of the membrane 2 to be printed over the width of the drum 7, 1'. The photoconductor layer applied to the surface of the drum in laser printers may be omitted here (as well as an exposure unit). On the drums 7, 1 ", the developer units 8, 8 'are arranged, each of which has a cartridge or cassette in which a catalytic powder, which is to form the later electrode layer, can be stored the same or different catalytic powder may be charged to an anode layer 3, or a cathode layer 4. The catalytic powder may be negatively charged in the developer unit 8, 8 ', the corona unit 9, 9', advantageously formed from a tungsten wire , is rechargeable to a positive voltage and acts as a transfer charger, unit 6 being the corona Unit 9 'and the unit 6' associated with the corona unit 9 The transfer loaders 9, 9 'are suitably shielded, or aligned so that they are effective only on the catalytic powder on the respective opposite drum 7, 1'. Furthermore, a fixing unit, not shown, arranged by means of which the transferred to the membrane sides catalytic layers 3, 4 are fixable and connectable to the membrane surface. Finally, a control electronics, also not shown, is provided, via which the charging voltages, the drum drive and the toner supply are controlled in the electrostatic transfer process.
Ein Verfahren zur Aufbringung einer katalytischen Schicht 3, 4 auf eine Membran 2, zur Herstellung einer Membran- Elektroden-Einheit 1 für eine Brennstoffzelle, beruht im Wesentlichen darauf, dass ein katalytisches Beschichtungs- Material als ein elektrostatisch aufladbares Toner-Pulver xerografisch auf die Membran (2) übertragen wird.A method for applying a catalytic layer 3, 4 to a membrane 2, for producing a membrane electrode assembly 1 for a fuel cell, is essentially based on the fact that a catalytic coating material as an electrostatically chargeable toner powder xerographically on the membrane (2) is transferred.
In einer Entwickler-Einheit 8, 8' wird das katalytische Pulver negativ aufgeladen. Dreht sich nun die Trommel 7, 7' an der Entwickler-Einheit 8, 8' vorbei, wird das katalytische Pulver auf die Trommel übertragen. Auf der Trommel 7, 7' befindet sich danach die latente Elektrodenschicht. Das katalytische Pulver wird dann mittels einer Korona-Einheit 9, 9' (Übertragungslader) auf die Membran 2 übertragen. Dazu wird an den Übertragungslader 9, 9' eine positive Spannung angelegt. Die Membran 2 wird nun zwischen der Trommel 7, 7' und der Korona 9, 9' hindurchgeführt. Dabei wird das negativ geladene katalytische Pulver auf die Membranoberfläche 2 gezogen. Abschließend wird die Beschichtung in der Fixierstation über Temperatur und/oder Druckeinwirkung mit der Membranoberfläche fest verbunden. Die beschichtete Membran 2 kann dann (ggf.) auf an sich bekannte Weise mit Gasdiffusionsunterlagen zu der fertigen MEA 1, wie in Figur 1 dargestellt, zusammengefügt werden.In a developer unit 8, 8 ', the catalytic powder is negatively charged. If now the drum 7, 7 'rotates past the developer unit 8, 8', the catalytic powder is transferred to the drum. The latent electrode layer is then located on the drum 7, 7 '. The catalytic powder is then transferred to the membrane 2 by means of a corona unit 9, 9 '(transfer charger). For this purpose, a positive voltage is applied to the transfer charger 9, 9 '. The membrane 2 is now passed between the drum 7, 7 'and the corona 9, 9'. In this case, the negatively charged catalytic powder is drawn onto the membrane surface 2. Finally, the coating in the fuser is firmly connected to the membrane surface via temperature and / or pressure. The coated one Membrane 2 can then (possibly) be combined in a manner known per se with gas diffusion supports to form the finished MEA 1, as shown in FIG.
Falls eine in der Fläche differenzierte Elektrodenschicht gewünscht ist oder Ränder auf der Membran frei bleiben sollen, bzw. eine genaue Positionierung und Abgrenzung der zu beschichteten Fläche erforderlich ist, kann dies mit einer Belichtungs-Einheit und einer fotoleitenden Schicht (Fotoleitertrommel) auf die aus der Laserdrucker-Technik an sich bekannte Weise realisiert werden. If an area-differentiated electrode layer is desired or edges on the membrane are to remain free, or an exact positioning and delimitation of the surface to be coated is required, this can with an exposure unit and a photoconductive layer (photoconductive drum) on the Laser printer technology known per se be realized.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Aufbringung einer katalytischen Schicht auf eine Membran, zur Herstellung einer Membran- Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein katalytisches Beschichtungs-Material als ein elektrostatisch wirksames Toner-Pulver aufbereitet wird, und dass anschließend die katalytische Schicht xerografisch auf die Membran (2) übertragen und fixiert wird.A method for applying a catalytic layer to a membrane, for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell, characterized in that a catalytic coating material is prepared as an electrostatically active toner powder, and then that the catalytic layer xerographically transferred to the membrane (2) and fixed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Tonerpulvers auf die Membran mittels eines xerografischen Printverfahrens erfolgt.2. Method according to claim 1, characterized in that the transfer of the toner powder to the membrane takes place by means of a xerographic printing process.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsvorgang mittels eines Laserdruckers durchgeführt wird und dass das katalytisch aufbereitete Toner-Pulver in einer dem Laserdrucker zugeordneten Toner-Kartusche (8, 8') vorgehalten wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the coating operation is carried out by means of a laser printer and that the catalytically processed toner powder in a laser printer associated Toner cartridge (8, 8 ') is maintained.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsvorgang mittels eines xerografischen Kopiergerätes durchgeführt wird und dass das katalytisch aufbereitete Toner-Pulver in einer dem Kopiergerät zugeordneten Toner-Kartusche vorgehalten wird. 4. The method according to claim 2, characterized in that the coating operation is performed by means of a xerographic copying machine and that the catalytically processed toner powder is held in a copier associated toner cartridge.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Arbeitsdurchgang gleichzeitig eine Anodenschicht (3) auf eine erste Seitenfläche der Membran (2) und eine Kathodenschicht (4) auf eine zweite Seitenfläche der Membran (2) aufgebracht werden.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that in a working pass simultaneously an anode layer (3) on a first side surface of the membrane (2) and a cathode layer (4) on a second side surface of the membrane (2) are applied.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei Arbeitsdurchgängen nacheinander eine Anodenschicht (3) auf eine erste Seitenfläche der Membran (2) und eine Kathodenschicht (4) auf eine zweite Seitenfläche der Membran (2) aufgebracht werden.6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that in two passes through an anode layer (3) on a first side surface of the membrane (2) and a cathode layer (4) on a second side surface of the membrane (2) are applied.
7. Vorrichtung zur Aufbringung einer katalytischen Schicht auf eine Membran, zur Herstellung einer Membran- Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle dadurch gekennzeichnet, dass zwei xerografische Drucker-Einheiten (6, 6') gegenüberliegend angeordnet sind, mittels derer die Membran (2) in einem Arbeitsdurchgang beidseitig beschichtbar ist.7. A device for applying a catalytic layer to a membrane, for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell, characterized in that two xerographic printer units (6, 6 ') are arranged opposite, by means of which the membrane (2) in a working passage can be coated on both sides.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer ersten Kartusche (8) ein katalytisches Beschichtungs-Material zur Herstellung einer Anoden- Schicht (3) der einen Membran-Seitenfläche zuführbar ist, und dass aus einer zweiten Kartusche- (8') ein katalytisches Beschichtungs-Material zur Herstellung einer Kathoden-Schicht (4) der anderen Membran- Seitenfläche zuführbar ist. 8. The device according to claim 7, characterized in that from a first cartridge (8), a catalytic coating material for producing an anode layer (3) of a membrane side surface can be fed, and that from a second cartridge (8 ' ) a catalytic coating material for producing a cathode layer (4) of the other membrane side surface can be fed.
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