Gas diffusion electrodes based on polyethersulfone carbon...

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H - Electricity

01

M

H01M 4/96 (2006.01) H01M 4/86 (2006.01) H01M 4/88 (2006.01)

Patent

CA 2213967

All electrocatalytic gas diffusion electrode for fuel cells and a process for its preparation is disclosed. The electrode comprises an anistropic gas diffusion layer and a catalytic layer. The gas-diffusion layer is made of a porous carbon matrix through which carbon particles and polyethersulfone are distributed so that the matrix is homogeneously porous in a direction lateral to gas flow and asymmetrically porous to gases in the direction of the gas flow. The porosity of the gas diffusion layer decreases in the direction of gas flow. The catalytic layer is made of a coagulated ink suspension containing catalytic carbon particles and a thermoplastic polymer selected from polyethersulfone, poly(vinylidene fluoride) and sulfonated polysulfone and covers the small pore surface of the gas diffusion layer. The gas diffusion layer has a thickness between 50 µm and 300 µm. The catalytic layer has thickness between 7 µm and 50 µm and a metal catalyst loading between 0.2 mg/cm2 and 0.5 mg/cm2.

Piles à combustibles avec électrode à diffusion gazeuse tout électrocatalyse; procédé de fabrication. L'électrode comprend une couche de diffusion gazeuse anisotrope et une couche catalytique. La couche gazeuse est constituée d'une matrice de charbon poreux, dans laquelle sont distribués les particules de charbon et une polyéthersulfone; la matrice a une porosité homogène dans une direction latérale à l'écoulement gazeux, et une porosité asymétrique par rapport aux gaz dans la direction de l'écoulement gazeux. La porosité de la couche de diffusion gazeuse diminue dans la direction de l'écoulement gazeux. La couche catalytique est faite d'une suspension d'encre coagulée, renfermant des particules de charbon activé et un polymère thermoplastique, choisi parmi une polyéthersulfone, le poly(fluorure de vinylidène) et une polysulfone sulfonatée; elle recouvre la surface à petits pores de la couche de diffusion gazeuse. Celle-ci a une épaisseur de 50 à 300 microns. La couche catalytique a une épaisseur de 7 à 50 microns, et une charge de catalyseur métallique de 0,2 mg/cm2 à 0,5 mg/cm2.

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