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1. (WO2018001930) METHOD FOR PRODUCING A SUPPORTED CATALYST MATERIAL FOR A FUEL CELL
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines geträgerten Katalysatormaterials (20) für eine

Brennstoffzellenelektrode, umfassend die Schritte:

- Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen, kohlenstoff basierten Trägermaterials (21 );

- Abscheiden einer Carbid bildenden Substanz aus der Gasphase auf das

kohlenstoffbasierte Trägermaterial (21 ) unter Erzeugung einer Carbid-haltigen Schicht (22) durch chemische Reaktion der Carbid bildenden Substanz mit dem Kohlenstoff des Trägermaterials (21 ) und

- Abscheiden eines katalytisch aktiven Edelmetalls oder einer Legierung eines

solchen aus der Gasphase unter Ausbildung einer katalytischen Schicht (23).

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Carbid bildende

Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf), Wolfram (W), Molybdän (Mo), Bor, (B), Vanadium (V), Aluminium (AI), Scandium (Sc), Yttrium (Y), Silizium (Si), Chrom (Cr) und Nickel (Ni) oder eine Mischung von diesen.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichtdicke der Carbid-haltigen Schicht (22) im Bereich von 1 bis 50 Atomlagen, insbesondere von 1 bis 20 Atomlagen, beträgt.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Edelmetall oder seine Legierung Platin (Pt), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Osmium (Os), Iridium (Ir) oder eine Legierung dieser Metalle umfasst, insbesondere Platin (Pt).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden der Carbid bildenden Substanz und das Abscheiden des katalytisch aktiven Edelmetalls oder seiner Legierung einander überschneidend unter Erzeugung einer graduellen Anreicherung des katalytisch aktiven Edelmetalls oder seiner Legierung in den abgeschiedenen Schichten erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abscheiden der Carbid bildenden Substanz Defektstellen und/oder

Funktionalisierungen (24) auf der Oberfläche des kohlenstoff basierten Trägermaterials (21 ) erzeugt werden, insbesondere durch Behandlung mit einem Gasplasma, mit einem chemischen Agens, mit einer Teilchenstrahlung oder mit einer elektromagnetischen Strahlung.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge aus Carbid-haltiger Schicht (22) und katalytischer Schicht (23) in Form von diskreten katalytischen Strukturen auf dem kohlenstoffbasierten Trägermaterial vorliegt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abscheiden der Carbid bildenden Substanz und vor dem Abscheiden des katalytisch aktiven Edelmetalls oder seiner Legierung eine Diffusionsbarriereschicht (26) abgeschieden wird, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Gold (Au), Palladium (Pd), Ruthenium (Ru) Wolfram (W), Osmium (Os), Rhodium (Rh) und Iridium (Ir) oder eine Mischung oder Legierung von diesen.

9. Geträgertes Katalysatormaterial (20) für eine Brennstoffzellenelektrode (12a, 12k)

herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend ein elektrisch leitfähiges, kohlenstoffbasiertes Trägermaterial (21 ), eine auf dem Trägermaterial (21 )

abgeschiedene Carbid-haltige Schicht (22) und ein auf der Oberfläche der Carbid- haltigen Schicht (22) abgeschiedene katalytische Schicht (23) eines katalytisch aktiven Edelmetalls oder einer Legierung eines solchen.

10. Elektrodenstruktur für eine Brennstoffzelle (10), umfassend einen flachen Träger (1 1 , 13), ausgewählt aus einer Polymerelektrolytmembran (1 1 ) und einem gasdurchlässigen elektrisch leitfähigen Substrat (13), und einer auf mindestens einer Flachseite des Trägers (1 1 , 13) angeordneten katalytischen Beschichtung (12a, 12k) umfassend ein geträgertes Katalysatormaterial (20) nach Anspruch 9.