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Paramétrages

Paramétrages

1. WO2005006480 - UNITE MEMBRANE-ELECTRODES POUR ELECTROLYSE DE L'EAU

Numéro de publication WO/2005/006480
Date de publication 20.01.2005
N° de la demande internationale PCT/EP2004/007802
Date du dépôt international 14.07.2004
CIB
C25B 1/10 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
25PROCÉDÉS ÉLECTROLYTIQUES OU ÉLECTROPHORÉTIQUES; APPAREILLAGES À CET EFFET
BPROCÉDÉS ÉLECTROLYTIQUES OU ÉLECTROPHORÉTIQUES POUR LA PRODUCTION DE COMPOSÉS ORGANIQUES OU MINÉRAUX, OU DE NON-MÉTAUX; APPAREILLAGES À CET EFFET
1Production électrolytique de composés inorganiques ou de non-métaux
02d'hydrogène ou d'oxygène
04par électrolyse de l'eau
10dans des cellules à diaphragme
C25B 9/10 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
25PROCÉDÉS ÉLECTROLYTIQUES OU ÉLECTROPHORÉTIQUES; APPAREILLAGES À CET EFFET
BPROCÉDÉS ÉLECTROLYTIQUES OU ÉLECTROPHORÉTIQUES POUR LA PRODUCTION DE COMPOSÉS ORGANIQUES OU MINÉRAUX, OU DE NON-MÉTAUX; APPAREILLAGES À CET EFFET
9Cellules ou assemblages de cellules; Éléments de structure des cellules; Assemblages d'éléments de structure, p.ex. assemblages d'électrode-diaphragme
06Cellules comportant des électrodes fixes de dimensions stables; Assemblages de leurs éléments de structure
08avec des diaphragmes
10comprenant une membrane d'échange d'ions dans ou sur laquelle est incrusté du matériau pour électrode
H01M 8/02 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
8Éléments à combustible; Leur fabrication
02Détails
H01M 8/10 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
8Éléments à combustible; Leur fabrication
10Éléments à combustible avec électrolytes solides
CPC
C25B 9/10
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
9Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies
06Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
08with diaphragms
10including an ion-exchange membrane in or on which electrode material is embedded
H01M 4/8626
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
8605Porous electrodes
8626characterised by the form
H01M 4/8896
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
88Processes of manufacture
8878Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
8896Pressing, rolling, calendering
H01M 8/0247
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
02Details
0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
0247characterised by the form
H01M 8/1004
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
10Fuel cells with solid electrolytes
1004characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
Y02E 60/366
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
60Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
30Hydrogen technology
36Hydrogen production from non-carbon containing sources
366by electrolysis of water
Déposants
  • UMICORE AG & CO. KG [DE/DE]; Rodenbacher Chaussee 4 63457 Hanau-Wolfgang, DE (AllExceptUS)
  • ZUBER, Ralf [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • SCHAACK, Klaus [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • WITTPAHL, Sandra [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • DZIALLAS, Holger [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • SEIPEL, Peter [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • BRAUN, Pia [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • ROHLAND, Lutz [DE/DE]; DE (UsOnly)
Inventeurs
  • ZUBER, Ralf; DE
  • SCHAACK, Klaus; DE
  • WITTPAHL, Sandra; DE
  • DZIALLAS, Holger; DE
  • SEIPEL, Peter; DE
  • BRAUN, Pia; DE
  • ROHLAND, Lutz; DE
Mandataires
  • VOSSIUS & PARTNER; Siebertstrasse 4 81675 München, DE
Données relatives à la priorité
10/699,15830.10.2003US
103 31 836.414.07.2003DE
Langue de publication allemand (DE)
Langue de dépôt allemand (DE)
États désignés
Titre
(DE) MEMBRAN-ELEKTRODEN-EINHEIT FÜR DIE WASSERELEKTROLYSE
(EN) MEMBRANE-ELECTRODE UNIT FOR THE ELECTROLYSIS OF WATER
(FR) UNITE MEMBRANE-ELECTRODES POUR ELECTROLYSE DE L'EAU
Abrégé
(DE)
Die Erfindung beschreibt Membran-Elektroden-Einheiten zur Elektrolyse von Wasser ('Elektrolyse-MEEs'), die eine ionenleitende Membran mit Vorder- und Rückseite, eine erste Katalysatorschicht auf der Vorderseite, ein erstes Gasverteilersubstrat auf der Vorderseite, eine zweite Katalysatorschicht auf der Rückseite sowie ein zweites Gasverteilersubstrat auf der Rückseite enthalten. Das erste Gasverteilersubstrat besitzt dabei eine geringere flächige Ausdehnung als die ionenleitende Membran, während das zweite Gasverteilersubstrat im wesentlichen die gleiche flächige Ausdehnung wie die ionenleitende Membran aufweist ('semi-coextensives Design'). Weiterhin besitzen die MEEs eine ungestützte, freie Membran-Oberfläche, die verbesserte Haftungseigenschaften des Dichtungsmaterials bewirkt. Ein Verfahren zur Herstellung der MEE-Produkte wird beschrieben. Man erhält druckstabile, gasdichte und kostengünstige Membran-Elektroden-Einheiten, die in PEM-Wasserelektrolyseuren, regenerativen Brennstoffzellen oder sonstigen elektrochemischen Vorrichtungen Verwendung finden.
(EN)
The invention relates to membrane-electrode units for the electrolysis of water ( electrolysis MEE's), which contain: an ion-conducting membrane having a front and rear side; a first catalyst layer on the front side; a first gas distributor substrate on the front side; a second catalyst layer on the rear side, and; a second gas distributor substrate on the rear side. The first gas distributor substrate has a two-dimensional extension that is smaller than the ion-conducting membrane, whereas the second gas distributor substrate has essentially the same two-dimensional extension as the ion-conducting membrane ('semi-coextensive design'). The MEE's also comprise an unsupported free membrane surface that yields improved adhesion properties of the sealing material. The invention also relates to a method for producing the MEE products. This results in obtaining pressure-resistant, gas-tight and cost-effective membrane-electrode units that are for use in PEM water electrolyzers, regenerative fuel cells or in other electrochemical devices.
(FR)
L'invention concerne des unités membrane-électrodes utilisées pour l'électrolyse de l'eau (« unités membrane-électrodes pour électrolyse » (MEE)), qui contiennent une membrane conductrice d'ions, avec face avant et face arrière, une première couche catalytique pour la face avant, un premier substrat de répartition de gaz sur la face avant, une seconde couche catalytique sur la face arrière et un second substrat de répartition de gaz sur la face arrière. Le premier substrat de répartition de gaz présente à cet effet une extension en nappe inférieure à celle de la membrane conductrice d'ions, alors que le second substrat de répartition de gaz présente sensiblement la même extension en nappe que celle de la membrane conductrice d'ions (« conception semi-extensive »). Les MEE présentent en outre une surface membranaire libre non protégée, qui induit de meilleures propriétés d'adhérence du matériau d'étanchéité. L'invention concerne un procédé de production des produits MEE. L'invention permet d'obtenir des unités membrane-électrodes stables à la pression, étanches aux gaz et économiques, qui s'utilisent dans des d'électrolyseurs d'eau à membrane électrolytique polymère, dans des cellules à combustible régénératrices ou dans d'autres dispositifs électrochimiques.
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