DE19548422A1 - Composites and their continuous production - Google Patents

Composites and their continuous production

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Joachim Dr Claus
Gregor Dr Deckers
Georg Dr Frank
Arnold Dr Schneller
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Description

Gegenstand dieser Erfindung sind kontinuierlich hergestellte Materialverbunde und Verfahren zu ihrer Herstellung. Die erfindungsgemäßen Materialverbunde bestehen aus mehreren Funktionsmaterialien und werden, gegebenenfalls nach geeigneter Weiterverarbeitung, in elektrochemischen Zellen, beispielsweise Brennstoffzellen und Elektrolyseuren, eingesetzt.This invention relates to continuously produced composite materials and Process for their production. The composite materials according to the invention exist from several functional materials and are, if necessary, suitable Further processing, in electrochemical cells, for example fuel cells and electrolysers.

Brennstoffzellen sind elektrochemische Apparate, in denen chemische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Eine besonders günstige Aus­ führungsform sind PEM-Brennstoffzellen (Polymer Electrolyte Membrane), deren Kernstücke Membran-Elektroden-Einheiten sind.Fuel cells are electrochemical devices in which chemical energy is converted directly into electrical energy. A particularly cheap out PEM fuel cells (Polymer Electrolyte Membrane) are the form of management The core elements are membrane electrode assemblies.

Membran-Elektroden-Einheiten enthalten mehrere Funktionsmaterialien und sind Materialverbunde im Sinne dieser Anmeldung. Unter Funktionsmaterialien werden allgemein elektronenleitende oder ionenleitende oder katalytisch aktive Materialien verstanden. Weitere Funktionsmaterialien sind beispielsweise Hydrophobierungs­ mittel, Gastransportmedien, Katalysatorträger, Stützstrukturen, Klebematerialien, Dichtungsmaterialien oder ähnliche Materialien.Membrane electrode units contain several functional materials and are Composite materials in the sense of this registration. Under functional materials generally electron-conducting or ion-conducting or catalytically active materials Roger that. Other functional materials are, for example, hydrophobization medium, gas transport media, catalyst supports, support structures, adhesive materials, Sealing materials or similar materials.

Eine Membran-Elektroden-Einheit (MEA) zeigt folgenden Aufbau (Abb. 1): Eine Ionenleiterschicht (III) ist beidseitig in Kontakt mit Katalysatorschichten (II und IV), die ihrerseits in Kontakt stehen mit Elektronenleiterschichten (I und V). Die Schich­ ten können mehrere Materialien enthalten, einen strukturierten Aufbau haben und sich gegebenenfalls wechselseitig teilweise durchdringen. Eine MEA kann zusätz­ lich zu den obengenannten Schichten noch weitere Schichten enthalten.A membrane electrode assembly (MEA) shows the following structure ( Fig. 1): An ion conductor layer (III) is in contact on both sides with catalyst layers (II and IV), which in turn are in contact with electron conductor layers (I and V). The layers can contain several materials, have a structured structure and, if necessary, partially penetrate one another. An MEA can contain additional layers in addition to the layers mentioned above.

Materialverbunde sind allgemein vollständige und funktionsfähige Membran- Elektroden-Einheiten oder Vorprodukte für Membran-Elektroden-Einheiten, die min­ destens aus zwei der genannten Funktionsmaterialien bestehen. Composites are generally complete and functional membrane Electrode units or intermediate products for membrane electrode units, the min consist of two of the functional materials mentioned.  

PEM-Brennstoffzellen zeichnen sich unter anderem durch niedrige Betriebs­ temperaturen, hohe Zuverlässigkeit und weitgehende Wartungsfreiheit aus. Dies sind einige der Vorzüge, warum solche Brennstoffzellen bereits als Energieversorgungssysteme in der Raumfahrt eingesetzt wurden. Obwohl PEM- Brennstoffzellen seit längerem bekannt sind und ihre Leistungsfähigkeit erwiesen ist, werden sie bislang kaum kommerziell eingesetzt. Einer breiten kommerziellen Verwendung von PEM-Brennstoffzellen stehen u. a. die hohen Herstellungskosten und die schwankende Fertigungsqualität von Materialverbunden entgegen.PEM fuel cells are characterized, among other things, by low operation temperatures, high reliability and extensive freedom from maintenance. This are some of the advantages why such fuel cells are already considered Energy supply systems were used in space. Although PEM Fuel cells have been known for a long time and their performance has been proven up to now, they have hardly been used commercially. A broad commercial Use of PEM fuel cells are available. a. the high manufacturing costs and the fluctuating manufacturing quality of composite materials.

Die Kosten von Materialverbunden werden u. a. durch die verwendeten Materialien aber auch durch die kostenintensiven Herstellungsverfahren verursacht, die eine Vielzahl meist manueller und schwer automatisierbarer Arbeitsgänge enthalten, die einer rationellen und kostengünstigen industriellen Fertigung entgegenstehen.The costs of composite materials are u. a. through the materials used but also caused by the costly manufacturing process, the one Large number of mostly manual and difficult to automate operations that prevent rational and inexpensive industrial production.

Unter gleichbleibender Fertigungsqualität versteht man allgemein, daß wichtige physikalische und chemische Eigenschaften von verschiedenen Materialverbunden, die aus einer Fertigung stammen, gleich sind oder nur sehr geringen Schwankun­ gen unterworfen sind. Gleichbleibende Fertigungsqualität kann auch bedeuten, daß wichtige physikalische und chemische Eigenschaften an verschiedenen äquivalen­ ten Stellen eines Materialverbundes gleich sind oder nur sehr geringen Schwankun­ gen unterworfen sind. Die relative Schwankungsbreite von Eigenschaften (von Materialverbund zu Materialverbund bzw. innerhalb eines Materialverbundes) ist daher ein gutes Maß für die Fertigungsqualität von Materialverbunden.Consistent manufacturing quality generally means that important physical and chemical properties of different materials, which originate from a production, are the same or have very little fluctuation are subject to. Consistent manufacturing quality can also mean that important physical and chemical properties at different equivalents th places of a material composite are the same or only very slight fluctuation are subject to. The relative range of variation of properties (from Material composite to material composite or within a material composite) therefore a good measure of the manufacturing quality of composite materials.

Die Fertigungsqualität von Materialverbunden hängt maßgeblich von den verwendeten Herstellungsverfahren ab. Die mit den bekannten diskontinuierlichen Verfahren hergestellten Materialverbunde weisen oft hohe Schwankungen in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften an verschiedenen äquivalenten Stellen im Materialverbund auf. Ebenso unterscheiden sich verschiedene aus einer Fertigung stammende diskontinuierlich hergestellte Materialverbunde in ihren Eigenschaften. Die mit den erfindungsgemäßen kontinuierlichen Verfahren hergestellten Materialverbunde weisen eine gleichmäßige Fertigungsqualität mit oft sehr geringen Schwankungen in ihren physikalischen und chemischen Eigen­ schaften im Materialverbund auf. The manufacturing quality of composite materials largely depends on the manufacturing process used. Those with the known discontinuous Processed material composites often show high fluctuations in their physical and chemical properties on different equivalents Set up in the material composite. Likewise, different ones differ from one Manufacturing discontinuously manufactured material composites in their Characteristics. The with the continuous process according to the invention Manufactured material composites often have a uniform manufacturing quality very small fluctuations in their physical and chemical properties create in the material composite.  

Die relative Schwankungsbreite Δx/x solcher Verbundeigenschaften, z. B. Dicke des Materialverbundes, Gleichstromleitfähigkeit, Wechselstromkapazität, Gaspermeabi­ lität und Oberflächenrauhigkeit, ist oft durch einfache Messungen direkt überprüfbar. Die Schwankungsbreite Δx für einen Materialverbund ist bei einem geeigneten kontinuierlichen Herstellungsverfahren klein gegenüber x, vorzugsweise gilt Δx/x < 25%, bevorzugt Δx/x < 10%, insbesondere Δx/x < 5%. Die bekannten Membran-Elektrodeneinheiten, die über diskontinuierliche Verfahren hergestellt wurden, weisen eine hohe Schwankungsbreite Δx/x < 25% bei mindestens einer der obengenannten relevanten Eigenschaften auf.The relative fluctuation range Δx / x of such composite properties, e.g. B. thickness of Compound material, direct current conductivity, alternating current capacity, gas permeabi lity and surface roughness, is often direct through simple measurements verifiable. The fluctuation range Δx for a material composite is one suitable continuous manufacturing process small compared to x, preferably applies Δx / x <25%, preferably Δx / x <10%, in particular Δx / x <5%. The known membrane electrode assemblies using discontinuous processes were produced, exhibit a wide fluctuation range Δx / x <25% at least one of the relevant properties mentioned above.

In Hinblick auf den angestrebten Einsatz von Materialverbunden in elektroche­ mischen Zellen, wie Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, direkt die Leistungsfähigkeit in einer solchen Anwendung zur Charakterisierung heranzuziehen; hier werden eine Vielzahl von Parametern gemeinsam erfaßt. In einigen Fällen hat es sich jedoch auch als sinnvoll erwiesen, die Schwankungsbreite einzelner Parameter in einem geeigneten Meßaufbau separat zu erfassen.With regard to the intended use of composite materials in electroche mix cells, such as fuel cells or electrolysers, it has proven to be proven to be directly beneficial in such an application Use characterization; here are a variety of parameters recorded together. In some cases, however, it has also proven useful the range of fluctuation of individual parameters in a suitable measurement setup to be recorded separately.

Für Materialverbunde, die eine vollständige Membran-Elektroden-Einheit darstellen, kann zum Beispiel das Leistungsverhalten in einer Brennstoffzelle zur Charakterisie­ rung herangezogen werden. Man erhält in Abhängigkeit von Betriebsparametern (z. B. Temperatur T, Gasdrucke p) eine Strom-Spannungs-Kennlinie, aus der die Leistung P als Funktion der Stromdichte I entnommen werden kann. An der Stelle des Leistungsmaximums P(I,T,p)/(I) = 0 liefert ein solcher Materialverbund die elektrische Leistung P₀. Die Schwankungsbreite ΔP₀ für einen Materialverbund ist bei einem geeigneten kontinuierlichen Herstellungsverfahren klein gegenüber P₀, vorzugsweise gilt ΔP₀/P₀ < 25%, bevorzugt ΔP₀/P₀ < 10%, insbesondere ΔP₀/P₀ < 5%. Die bekannten Membran-Elektrodeneinheiten, die über diskontinuierliche Verfahren hergestellt wurden, weisen üblicherweise eine Schwankungsbreite ΔP₀/P₀ < 25% auf.For composite materials that represent a complete membrane electrode assembly, can, for example, characterize the performance in a fuel cell tion can be used. One gets depending on operating parameters (e.g. temperature T, gas pressures p) a current-voltage characteristic from which the Power P as a function of current density I can be taken. At the point of the maximum power P (I, T, p) / (I) = 0, such a composite material provides the electrical power P₀. The fluctuation range ΔP₀ for a material composite is with a suitable continuous manufacturing process small compared to P₀, preferably ΔP₀ / P₀ <25%, preferably ΔP₀ / P₀ <10%, in particular ΔP₀ / P₀ <5%. The well-known membrane electrode assemblies using discontinuous processes were produced, usually have a fluctuation range ΔP₀ / P₀ <25%.

Für Materialverbunde, die Vorprodukte einer Membran-Elektroden-Einheit darstellen, kann zum Beispiel in analoger Weise das Leistungsverhalten in einer Zelle zur Charakterisierung herangezogen werden, nachdem man sie in nachgeschalteten Schritten in Membran-Elektroden-Einheiten überführt hat. Diskontinuierlich hergestellte Materialverbunde, die (gegebenenfalls nach der Überführung in eine Membran- Elektroden-Einheit und Verwendung in einer Brennstoffzelle) eine Schwankungsbreite der elektrischen Leistung P₀ am Leistungsmaximum ΔP₀/P₀ < 25% aufweisen, sind bisher nicht bekannt.For material composites, which are preliminary products of a membrane electrode unit, can, for example, the performance in a cell in an analogous manner Characterization can be used after placing it in downstream Steps in membrane electrode units. Discontinuously manufactured Composites of materials (if necessary after transfer to a membrane Electrode unit and use in a fuel cell) a range of fluctuation  of the electrical power P₀ at the maximum power ΔP₀ / P₀ <25% not yet known.

Für Materialverbunde kann zum Beispiel die komplexe Impedanzspektroskopie zur Charakterisierung der Gleichförmigkeit herangezogen werden. Obwohl in vielen Fällen eine vollständige Interpretation der erhaltenen Spektren schwierig oder unmöglich ist, gestattet es diese Methode dennoch zuverlässig die Gleichförmigkeit von Materialverbunden nachzuweisen: die mit Hilfe der Impedanzspektroskopie erhaltenen Spektren werden quasi als Fingerabdruck eines jeweiligen Materialver­ bundes genommen und miteinander verglichen. Diese Methode bietet den Vorteil, daß auch Materialverbunde, die keine Membran-Elektroden-Einheiten sind, direkt untersucht werden können. Zudem bietet diese Methode den Vorteil, daß die Gleichförmigkeit auch innerhalb eines Materialverbundes nachgewiesen werden kann, z. B. indem ein Verbund in kleine Probestücke zerlegt und anschließend vermessen wird. Bei einer gleichmäßigen Fertigungsqualität sind die Abweichungen zwischen unterschiedlichen Proben gering. Bei diskontinuierlich hergestellten Materialverbunden weisen die Impedanzspektren verschiedener Verbunde mehr oder minder große Abweichungen voneinander auf.For material composites, for example, complex impedance spectroscopy can be used Characterization of uniformity can be used. Although in many Cases a complete interpretation of the spectra obtained difficult or is impossible, this method still reliably allows uniformity of composite materials to be demonstrated: with the help of impedance spectroscopy spectra obtained are quasi as a fingerprint of each material ver taken nationwide and compared with each other. This method has the advantage that even material composites that are not membrane-electrode units, directly can be examined. This method also has the advantage that the Uniformity can also be demonstrated within a composite material can, e.g. B. by disassembling a composite into small test pieces and then is measured. With a uniform manufacturing quality, the deviations are low between different samples. For discontinuously manufactured The impedance spectra of different composites are more related to materials or minor deviations from each other.

Für Materialverbunde können weitere Methoden zur Charakterisierung der Gleichförmigkeit herangezogen werden. Die Messungen von Dicken, Gasdurch­ lässigkeiten, Gleichstrom- oder Wechselstromwiderständen und Oberflächeneigen­ schaften sind dem Fachmann geläufig. Eine geringe Schwankungsbreite der Eigenschaften spiegelt eine gleichmäßige Fertigungsqualität der Materialverbunde wider.For material composites, further methods for characterizing the Uniformity. The measurements of thicknesses, gas through non-permeability, direct current or alternating current resistances and surface properties are familiar to the expert. A small fluctuation range Properties reflects a uniform manufacturing quality of the material composites contrary.

Obwohl kontinuierliche Fertigungsverfahren für viele kommerzielle Produkte als Stand der Technik bekannt sind und obwohl viele Membran-Elektroden-Einheiten und ihre Herstellungsverfahren veröffentlicht sind, war es bis jetzt nicht möglich, Membran-Elektroden-Einheiten oder ihre Vorprodukte mit einer gleichbleibenden Fertigungsqualität kontinuierlich herzustellen.Although continuous manufacturing processes for many commercial products State of the art are known and although many membrane electrode units and their manufacturing processes are published, it has not been possible until now Membrane electrode units or their primary products with a constant Manufacturing quality continuously.

Es besteht daher die Aufgabe, kostengünstige Materialverbunde mit gleich­ bleibender Fertigungsqualität und geeignete Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen.There is therefore the task of using inexpensive material composites with the same lasting manufacturing quality and suitable processes for their production  to provide.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgaben und betrifft kontinuierlich hergestellte Materialverbunde mit gleichbleibender Fertigungsqualität enthaltendThe present invention solves these problems and relates continuously containing composite materials with constant manufacturing quality

  • a. mindestens eine Schicht, die ionenleitendes und/oder elektronenleiten des Material enthält, unda. at least one layer which is ion-conducting and / or electron-conducting contains the material, and
  • b. mindestens eine Schicht, die eines oder mehrere weitere Funktions­ materialien enthält, welche sich in innigem Kontakt zu einer elektronen­ leitenden und/oder einer ionenleitenden Schicht befinden,b. at least one layer that has one or more other functional contains materials that are in intimate contact with an electron conductive and / or an ion-conducting layer,

wobei die relative Schwankungsbreite mindestens einer Verbundeigenschaft Δx/x, ausgewählt aus der Gruppe: Dicke des Materialverbundes, Gleichstromleitfähigkeit, Wechselstromkapazität und Oberflächenrauhigkeit, < 25%, bevorzugt < 10%, insbesondere < 5% ist.the relative fluctuation range of at least one composite property Δx / x, selected from the group: thickness of the composite material, direct current conductivity, AC capacity and surface roughness, <25%, preferably <10%, in particular <5%.

Ferner zeigen die erfindungsgemäßen kontinuierlich hergestellten Materialverbunde, gegebenenfalls nach Überführung in eine Membran-Elektroden-Einheit, in einer Brennstoffzelle eine Schwankungsbreite der elektrischen Leistung P₀ am Leistungsmaximum von ΔP₀/P₀ < 25%.Furthermore, the continuously produced material composites according to the invention show if necessary after transfer to a membrane electrode assembly, in a Fuel cell a fluctuation range of electrical power P₀ am Power maximum of ΔP₀ / P₀ <25%.

Gegenstand dieser Anmeldung sind unterschiedliche Materialverbunde, z. B. Membran-Elektroden-Einheiten (a), Membran-Elektroden-Halbzeuge (b), beidseitig Katalysator-beschichtete Ionenleiter (c), einseitig Katalysator-beschichtete Ionenleiter (d) und Katalysator-beschichtete Elektronenleiter (e) (Abb. 2).The subject of this application is different composite materials, e.g. B. membrane electrode assemblies (a), membrane electrode semi-finished products (b), catalyst-coated ion conductors on both sides (c), catalyst-coated ion conductors on one side (d) and catalyst-coated electron conductors (e) ( Fig. 2) .

Weiterhin betrifft die vorliegende Anmeldung Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Materialverbunden mit gleichbleibender Fertigungsqualität, wobei mindestens ein flächiges Gebilde, das sogenannte Substrat, das ein Funktions­ material enthält, kontinuierlich geführt und mit mindestens einem weiteren Gebilde oder Material, das ein weiteres Funktionsmaterial enthält, dem sogenannten Belag, kontaktiert und verbunden wird.Furthermore, the present application relates to processes for continuous Production of composite materials with constant manufacturing quality, whereby at least one flat structure, the so-called substrate, which is a functional Contains material, continuously guided and with at least one other structure or material that contains another functional material, the so-called covering, is contacted and connected.

Ein kontinuierliches Verfahren im Sinne dieser Anmeldung ist weiterhin ein Verfahren, bei dem gegebenenfalls der Zeitraum zwischen der Entnahme zweier endlicher Produkte deutlich kleiner ist als der Zeitraum, der zur Herstellung jedes einzelnen endlichen Produktes benötigt wird. Auch Verfahren, die diskontinuierli­ che Schritte enthalten, sind kontinuierliche Verfahren, sofern mindestens ein Teilschritt kontinuierlich erfolgt.A continuous process in the sense of this application is still a Procedure whereby the period between the removal of two finite products is significantly shorter than the time it takes to manufacture each single finite product is needed. Also processes that are discontinuous che steps are continuous processes, provided at least one  Sub-step is carried out continuously.

Mittels Transport- und Zuführeinrichtungen wird beispielsweise ein flächiges, Funktionsmaterial enthaltendes Gebilde (Substrat) kontinuierlich geführt und mit mindestens einem weiteren, Funktionsmaterial enthaltendem Material (Belag) kontaktiert und verbunden.By means of transport and feeding devices, for example, a flat, Structure containing substrate (substrate) continuously guided and with at least one other material (covering) containing functional material contacted and connected.

Der Belag kann als flächiges Gebilde kontinuierlich zugeführt werden, das mit dem flächigen Substrat laminiert, geklebt oder sonstwie geeignet verbunden wird. Der Belag kann u. a. als Lösung, Dispersion, Paste oder Feststoffpulver zugeführt werden und u. a. durch Laminier-, Naßbeschichtungs- oder Druckverfahren mit dem Substrat geeignet verbunden werden. Voraussetzung für eine kontinuierliche Fertigung von Materialverbunden ist, daß mindestens eine Komponente als flächiges Gebilde geführt wird, zum Beispiel mittels einer geeigneten Anordnung von Rollen, Walzen oder sonstiger Transportvorrichtungen.The covering can be fed continuously as a flat structure, which with the laminated, laminated, glued or otherwise suitably bonded substrate. Of the Covering can a. supplied as a solution, dispersion, paste or solid powder become and u. a. by lamination, wet coating or printing processes with the Suitable substrate are connected. Prerequisite for a continuous Manufacturing of composite materials is that at least one component as flat structure is guided, for example by means of a suitable arrangement of rolls, rollers or other transport devices.

Insbesondere betrifft die vorliegende Anmeldung folgende Materialverbunde: Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde enthaltendIn particular, the present application relates to the following composite materials: Containing continuously manufactured composite materials

  • a. mindestens eine mittig angeordnete gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, und mindestens zwei gasdurchlässige Schichten, die elektronenleitende Materia­ lien enthalten, unda. at least one centrally arranged gas-tight layer, the ion-conducting Contains material, and at least two gas-permeable layers, the electron-conducting material lien included, and
  • b. mindestens zwei Schichten, die als weitere Funktionsmaterialien katalytisch aktive Materialien enthalten, welche sich in innigem Kontakt sowohl zu einer elektronenleitenden Schicht als
    auch zu einer ionenleitenden Schicht befinden (Abb. 1);
    sowie
    kontinuierlich hergestellte Materialverbunde enthaltend
    b. at least two layers which contain catalytically active materials as further functional materials, which are in intimate contact with both an electron-conducting layer and
    also to an ion-conducting layer ( Fig. 1);
    such as
    containing continuously produced composite materials
  • a. eine gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, und eine gasdurchlässige Schicht, die elektronenleitendes Material enthält, unda. a gas-tight layer containing ion-conducting material, and a gas-permeable layer containing electron-conducting material, and
  • b. eine Schicht, die als weiteres Funktionsmaterial katalytisch aktives Material enthält,
    welches sich in innigem Kontakt zu einer elektronenleitenden und/oder ionenleitenden Schicht befindet (Abb. 11a);
    sowie
    kontinuierlich hergestellte Materialverbunde enthaltend
    b. a layer which contains catalytically active material as a further functional material,
    which is in intimate contact with an electron-conducting and / or ion-conducting layer ( Fig. 11a);
    such as
    containing continuously produced composite materials
  • a. eine mittig angeordnete gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, unda. a gas-tight layer in the middle, the ion-conducting material contains, and
  • b. zwei Schichten, die katalytisch aktive Materialien enthalten, welche sich in innigem Kontakt mit ionenleitendem Material befinden (Abb. 10a); sowie
    kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach enthaltend
    b. two layers that contain catalytically active materials that are in intimate contact with ion-conducting material ( Fig. 10a); such as
    containing continuously produced composite materials
  • a. eine gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, unda. a gas-tight layer containing ion-conducting material, and
  • b. eine Schicht, die katalytisch aktives Material enthält (Abb. 9a); und
    kontinuierlich hergestellte Materialverbunde enthaltend
    b. a layer that contains catalytically active material ( Fig. 9a); and
    containing continuously produced composite materials
  • a. eine gasdurchlässige Schicht, die elektronenleitendes Material enthält, unda. a gas-permeable layer containing electron-conducting material, and
  • b. eine Schicht, die katalytisch aktives Material enthält (Abb. 8a).b. a layer that contains catalytically active material ( Fig. 8a).

Für die genannten Materialverbunde sind jeweils verschiedene kontinuierliche Fertigungsverfahren möglich. Bevorzugt sind hierbei Verfahren, bei denen Ionenleiter oder Elektronenleiter als flächige ausgedehnte Gebilde kontinuierlich gefördert werden. Als solche flächige ausgedehnte Substrate kommen zum Beispiel unverstärkte oder verstärkte dichte Filme in Frage, die ionenleitendes Materialien enthalten. Ebenfalls als flächige ausgedehnte Substrate kommen u. a. Gewebe, Vliese und Papiere in Frage, die elektronenleitende Materialien enthalten. Ebenfalls als flächige ausgedehnte Substrate sind flächige endliche Stücke, die elektronen­ leitende Materialien enthalten, geeignet, sofern sie auf einem flächigen ausgedehn­ ten Träger kontinuierlich gefördert werden können. Abb. 3 zeigt schematisch Beispiele von flächigen ausgedehnten Gebilden, die bevorzugt für eine kontinuierli­ che Förderung geeignet sind. Various continuous production processes are possible for the material composites mentioned. Methods are preferred in which ion conductors or electron conductors are continuously conveyed as flat, extensive structures. Such flat, extensive substrates are, for example, unreinforced or reinforced dense films which contain ion-conducting materials. Woven fabrics, nonwovens and papers which contain electron-conducting materials can also be used as flat, extensive substrates. Also suitable as flat, extensive substrates are flat finite pieces which contain electron-conducting materials, provided that they can be conveyed continuously on a flat, extensive support. Fig. 3 shows schematically examples of flat, extensive structures, which are preferably suitable for continuous conveying.

Flächige Gebilde, die insbesondere für das erfindungsgemäße kontinuierliche Verfahren geeignet sind, sind beispielsweise Elektronenleiter I oder V, z. B. a) als ungeträgertes, flächiges ausgedehntes Gebilde (I₀ oder V₀) oder b) als geträger­ tes, endliches Gebilde (IT oder VT) auf flächigem ausgedehntem Träger T oder Ionenleiter III, zum Beispiel c) als unverstärktes, flächiges ausgedehntes Gebilde (III₀) oder d) als verstärktes flächiges ausgedehntes Gebilde (III)S mit mittig eingebrachter Stützstruktur S (Abb. 3).Flat structures which are particularly suitable for the continuous process according to the invention are, for example, electron conductors I or V, e.g. B. a) as an unsupported, flat extended structure (I₀ or V₀) or b) as a carrier tes, finite structure (I T or V T ) on a flat extended support T or ion conductor III, for example c) as an unreinforced, flat extended structure (III₀) or d) as a reinforced, flat, extended structure (III) S with a centrally inserted support structure S ( Fig. 3).

Es können auch Materialverbunde als Substrat oder Belag eingesetzt werden, sofern sie als flächige Gebilde vorliegen. Solche Materialverbunde können getrennt (kontinuierlich oder diskontinuierlich) hergestellt worden sein oder auch in einem Arbeitsgang kontinuierlich erzeugt werden.Composites can also be used as a substrate or covering, if they are available as flat structures. Such composite materials can be separated (Continuous or discontinuous) or in one Operation can be generated continuously.

Erfindungsgemäß verwendbare Funktionsmaterialien sind z. B. ionenleitende Materialien, elektronenleitende Materialien und katalytisch aktive Materialien. Ebenfalls können Hydrophobierungsmittel, Katalysatorträger, Stützstrukturen, flächige Träger, Klebematerialien oder Dichtungsmaterialien sowie weitere ähnliche Funktionsmaterialien in den Materialverbunden enthalten sein.Functional materials usable according to the invention are e.g. B. ionic Materials, electron-conducting materials and catalytically active materials. Hydrophobing agents, catalyst supports, support structures, flat supports, adhesive materials or sealing materials and other similar Functional materials can be included in the composite materials.

Als elektronenleitende Materialien werden für die beanspruchten Materialverbunde Kohlenstoff in leitfähiger Modifikation, bevorzugt als Graphit, Ruß, Aktivkohle, Vulkanruß, karbonisierte oder graphitierte Pulver, Granulat, Papiere, Fasern, Vliese, Filze, Gewebe und Verbundstrukturen oder Metalle, bevorzugt Edelstahl, Nickel und Titan, bevorzugt als Pulver, Granulat, Papiere, Fasern, Vliese, Gewebe, Sinterplatten oder Kombinationen derselben eingesetzt.Electronically conductive materials are used for the claimed composite materials Carbon in a conductive modification, preferably as graphite, carbon black, activated carbon, Vulcan black, carbonized or graphitized powder, granules, papers, fibers, fleeces, Felts, fabrics and composite structures or metals, preferably stainless steel, nickel and titanium, preferably as powder, granules, papers, fibers, nonwovens, fabrics, Sintered plates or combinations thereof are used.

Gegebenenfalls werden die elektronenleitenden Materialien oder die Material­ verbunde, die elektronenleitende Materialien enthalten, einer Konditionierung unterworfen. Eine solche Konditionierung kann dazu dienen, den Kontakt zwischen elektronenleitenden Partikeln oder Strukturen zu verbessern und dadurch den elektrischen Widerstand zu senken, die Durchlässigkeit für Gase oder Wasser zu erhöhen oder die Anbindung an katalytisch aktive Materialien oder ionenleitende Materialien zu optimieren. Ein solcher Konditionierungsschritt kann u. a. Pressen, Tempern, Wässern, Quellen und Trocknen umfassen. If necessary, the electron-conducting materials or the material composites that contain electron-conducting materials, a conditioning subject. Such conditioning can serve to establish contact between to improve electron-conducting particles or structures and thereby the lower electrical resistance, permeability to gases or water too increase or the connection to catalytically active materials or ion-conducting Optimize materials. Such a conditioning step can u. a. Press, Annealing, watering, swelling and drying include.  

Elektronenleitende Materialien werden oft als poröse Flächengebilde oder dünne Schichten für gasdurchlässige Gebilde in Materialverbunden eingesetzt. Bevorzugt verwendet werden zum Beispiel Flächengebilde, die eine elektrische Leitfähigkeit < 0,01 µm aufweisen und eine Porosität von 10% bis 90% besitzen, die einen ausreichenden diffusiven Gastransport in elektrochemischen Anwendungen zuläßt.Electronically conductive materials are often called porous fabrics or thin Layers for gas-permeable structures used in composite materials. Prefers For example, fabrics are used that have an electrical conductivity <0.01 µm and have a porosity of 10% to 90%, the one allows sufficient diffusive gas transport in electrochemical applications.

Elektronenleitende Materialien werden oft auch als Pulver oder Granulate eingesetzt, sofern sie im Meterialverbund elektrische Leitfähigkeit und gute Gasdiffusionseigenschaften aufweisen. Elektronen leitende Materialien können u. a. als fluide Zubereitungen (z. B. als Dispersionen) eingesetzt werden. Elektronenlei­ tende Materialien können mit einer leitfähigen Schutzschicht (z. B. aus Gold) überzogen sein.Electronically conductive materials are often also called powders or granules used, provided they have electrical conductivity and good in the composite network Have gas diffusion properties. Electronically conductive materials can a. can be used as fluid preparations (e.g. as dispersions). Electron wire materials can be covered with a conductive protective layer (e.g. made of gold) be covered.

Katalytisch aktive Materialien sind z. B. Stoffe, die (direkt oder nach chemischer Umwandlung) die Fähigkeit zur Katalyse elektrochemischer Reaktionen aufweisen. Auch ein Material, das selbst noch nicht katalytisch wirkt, aber nach chemischer Umsetzung (z. B. Reduktion) als Katalysator fungiert, ist ein katalytisch aktives Material. Bevorzugte katalytisch aktive Materialien sind solche, die nach einer geeigneten Konditionierung die Reaktionen H₂ 2 H⁺ + 2 e⁻ und/oder 2 e⁻ + ½ O₂ O2- und/oder H₂ + ½ O₂ H₂O und/oder CH₃OH + H₂O 3H₂ + CO₂ katalysieren. Solche katalytisch aktiven Materialien enthalten oft Elemente der 1., 2. und 8. Nebengruppe des Periodensystems sowie Elemente anderer Gruppen, insbesondere Pt, Ir, Cu, Ag, Au, Ru, Ni, Zn, Rh, Sn, Re, Ti, W, und Mo.Catalytically active materials are e.g. B. Substances that (directly or after chemical conversion) have the ability to catalyze electrochemical reactions. A material that does not yet have a catalytic effect itself, but that acts as a catalyst after chemical conversion (e.g. reduction), is also a catalytically active material. Preferred catalytically active materials are those which, after suitable conditioning, the reactions H₂ 2 H⁺ + 2 e⁻ and / or 2 e⁻ + ½ O₂ O 2- and / or H₂ + ½ O₂ H₂O and / or CH₃OH + H₂O 3H₂ + Catalyze CO₂. Such catalytically active materials often contain elements of subgroups 1, 2 and 8 of the periodic table as well as elements of other groups, in particular Pt, Ir, Cu, Ag, Au, Ru, Ni, Zn, Rh, Sn, Re, Ti, W , and Mon.

Katalytisch aktive Materialien für Materialverbunde können geträgerte und ungeträgerte Katalysatoren, kolloidale Systeme sowie Katalysatorvorprodukte enthalten. Katalytisch aktive Materialien können Metalle, Oxide, Legierungen oder Mischoxide sowie Säuren, Salze oder Komplexe enthalten.Catalytically active materials for composite materials can be supported and unsupported catalysts, colloidal systems and catalyst precursors contain. Catalytically active materials can be metals, oxides, alloys or Mixed oxides and acids, salts or complexes contain.

Es kann notwendig sein, katalytisch aktive Materialien sowie Materialverbunde, die katalytisch aktive Materialien enthalten, einer Konditionierung zu unterwerfen. Eine solche Konditionierung kann z. B. dazu dienen, Oxidationsstufen zu ändern, den Katalysator zu fällen, ihn in seine aktive Form zu überführen, von Oberflächenbelä­ gen und potentiellen Giften zu befreien, die Zugänglichkeit oder Aktivität des Katalysators zu steigern oder die Anbindung an elektronenleitende oder ionenleiten­ de Materialien zu optimieren. Ein solcher Konditionierungsschritt kann u. a. Reduktion, Oxidation, chemische oder elektrochemische Abscheidung, Tempern, Wässern oder Trocknen umfassen.It may be necessary to use catalytically active materials as well as composite materials contain catalytically active materials to be subjected to conditioning. A such conditioning can e.g. B. serve to change oxidation levels Precipitation of the catalyst, converting it to its active form, from surface coverings genes and potential toxins, the accessibility or activity of the Increase catalyst or the connection to electron-conducting or ion-conducting optimize materials. Such a conditioning step can u. a. Reduction, oxidation, chemical or electrochemical deposition, tempering,  Include watering or drying.

Materialverbunde, die katalytisch aktives Material, das auf Elementen der achten Nebengruppe basiert, enthalten, weisen oft eine Konzentration des Katalysators auf, die 0,01 bis 4,0 mg Element der 8. Nebengruppe pro cm² Beschichtungs­ fläche entspricht. Hierbei ist die Obergrenze der Belegung mit katalytisch aktivem Material durch den Materialpreis gegeben, die Untergrenze wird durch die kata­ lytische Aktivität festgelegt. Aufgrund des oft hohen Preises von Katalysatoren ist eine örtlich gezielte Einbringung des katalytisch aktiven Materials in einem Materialverbund vorteilhaft, bei der eine enge Anbindung von einem hohen Prozentsatz des katalytisch aktiven Materials an elektronenleitendes und ionenleitendes Material gewährleistet ist. Daher enthalten Zubereitungen, die katalytisch aktives Material enthalten, oft auch ionenleitendes und/oder elek­ tronenleitendes Material.Composites, the catalytically active material based on elements of the eighth Subgroup based, contain, often have a concentration of the catalyst on the 0.01 to 4.0 mg element of the 8th subgroup per cm² of coating area corresponds. Here, the upper limit of the assignment with catalytically active Material is given by the material price, the lower limit is given by the kata lytic activity set. Because of the often high price of catalysts a locally targeted introduction of the catalytically active material in one Material composite advantageous, where a close connection of a high Percentage of the catalytically active material in electron-conducting and ion-conducting material is guaranteed. Therefore, preparations contain the contain catalytically active material, often also ion-conducting and / or electrical tron-conducting material.

Katalytisch aktive Materialien können u. a. als fluide Zubereitungen (z. B. Dispersio­ nen, Lösungen) eingesetzt werden.Catalytically active materials can u. a. as fluid preparations (e.g. Dispersio solutions) can be used.

Ionenleitende Materialien sind Stoffe, die allein oder in Anwesenheit von Wasser, einem wäßrigen Elektrolyten, einer Säure oder einer Lauge, die Fähigkeit zum Transport von Ionen aufweisen. Auch ein Material, das allein keinen oder nur geringen Ionentransport zuläßt, aber nach Quellen in Wasser oder einem anderen geeigneten Stoff, z. B. H₃PO₄ oder H₂SO₄, zu Ionentransport befähigt ist, ist somit ein ionenleitendes Material. Das gleiche gilt für ein Material, das in einer Salzform vorliegt und erst nach der Überführung in eine Säureform relevante Leitfähigkeiten für spezifische Ionen zeigt.Ion-conducting materials are substances that alone or in the presence of water, an aqueous electrolyte, an acid or an alkali, the ability to Have transport of ions. Also a material that alone or no allows low ion transport, but after swelling in water or another suitable substance, e.g. B. H₃PO₄ or H₂SO₄, is capable of ion transport, is thus an ion-conducting material. The same goes for a material that is in a salt form relevant conductivities are present and only after conversion into an acid form for specific ions.

Ionenleitende Materialien, die unter anderem für den Aufbau der gasdichten, ionenleitenden Schicht geeignet sind, enthalten zum Beispiel Polymere, die ionisch disoziierbare Gruppen aufweisen. Ionenleitende Materialien enthalten bevorzugt Polymere, die disoziierbare saure Gruppen aufweisen, entweder kovalent gebundene funktionelle Gruppen wie -SO₃M, -PO₃MM′, -COOM u. a. (M,M′ = H, NH₄, Metalle, insbesondere Alkali- und Erdalkalimetalle) oder Säuren als Quel­ lungsmittel wie H₃PO₄ oder H₂SO₄. Ion-conducting materials that are used, among other things, for the construction of the gas-tight, ion-conducting layer are suitable, for example, contain polymers that are ionic have dissociable groups. Ionic materials preferably contain Polymers that have disassociable acidic groups, either covalent bound functional groups such as -SO₃M, -PO₃MM ′, -COOM u. a. (M, M ′ = H, NH₄, metals, especially alkali and alkaline earth metals) or acids as sources solvents such as H₃PO₄ or H₂SO₄.  

Bevorzugt enthalten ionenleitende Materialien Polyarylene, mit funktionellen Gruppen wie -SO₃H (siehe Formel (I)). Besonders bevorzugte Polyarylene weisen als Hauptkette ein Polyetherketon, ein Polyethersulfon oder ein Polyarylensulfid auf. Ebenfalls bevorzugt werden perfluorierte Polymere mit sulfonsäuregruppenhal­ tigen Seitenketten eingesetzt. Ebenfalls bevorzugt sind Polybenzimidazole (PBI), die disoziierbare saure Gruppen enthalten (z. B. PBI gequollen mit H₃PO₄). Ionenleiten­ de Materialien enthalten ebenfalls bevorzugt Polymermischungen, die mindestens eines der oben genannten Polymere enthalten.Ion-conducting materials preferably contain polyarylenes, with functional ones Groups such as -SO₃H (see formula (I)). Particularly preferred polyarylenes have a polyether ketone, a polyether sulfone or a polyarylene sulfide as the main chain on. Perfluorinated polymers with a sulfonic acid group are also preferred side chains used. Polybenzimidazoles (PBI) are also preferred contain dissociable acidic groups (e.g. PBI swollen with H₃PO₄). Ion conducting de Materials also preferably contain polymer mixtures that at least contain one of the above-mentioned polymers.

X = (in beliebiger Reihenfolge) O, CO, SO₂, SO, S, C(CH₃)₂, O(CO), NH(CO)
Y = (in beliebiger Reihenfolge) H, SO₃M, PO₃MM′, COOM
M,M′ = H, NH₄, Metalle.
X = (in any order) O, CO, SO₂, SO, S, C (CH₃) ₂, O (CO), NH (CO)
Y = (in any order) H, SO₃M, PO₃MM ′, COOM
M, M ′ = H, NH₄, metals.

Es kann notwendig sein, ionenleitende Materialien sowie Filme oder Material­ verbunde, die ionenleitende Materialien enthalten, einer Konditionierung zu unterwerfen. Eine solche Konditionierung kann dazu dienen, gezielt bevorzugte Wasser-, Elektrolyt-, Ionen-, Lösemittel- oder Quellungsmittelgehalte einzustellen oder die Anbindung an katalytisch aktive Materialien oder elektronenleitende Materialien zu optimieren.It may be necessary to use ion conducting materials as well as films or material composites that contain ion-conducting materials for conditioning subject. Such conditioning can serve to be specifically preferred Adjust water, electrolyte, ion, solvent or swelling agent contents or the connection to catalytically active materials or electron-conducting Optimize materials.

Einen solchen Konditionierungsschritt kann der Eintrag oder die Entfernung von Hilfsstoffen (zum Beispiel Wasser, Lösemittel, Quellungsmittel) darstellen, beispielsweise (A) durch Wasserdampfbehandlung, durch Aufsprühen geeigneter Fluide, durch Rakeln oder Schlitzdüsenauftrag geeigneter Fluide oder durch Tauchen in ein geeignetes Konditionierungsbad oder (B) durch Trocknen oder durch extraktiven Austausch (zum Beispiel gekoppelt mit Phaseninversion). Der Konditionierungsschritt kann ebenfalls eine thermische Behandlung, z. B. Heizen in Konvektionskammern, Bestrahlung mit IR- oder MW-Strahlung oder Tauchen in ein Bad, umfassen.Such a conditioning step can be the entry or the removal of Represent auxiliary substances (e.g. water, solvents, swelling agents), for example (A) by steam treatment, by spraying more suitable  Fluids, by squeegees or slit nozzle application of suitable fluids or by Dip in a suitable conditioning bath or (B) by drying or through extractive exchange (for example coupled with phase inversion). Of the Conditioning step can also be a thermal treatment, e.g. B. heating in Convection chambers, irradiation with IR or MW radiation or diving into one Bathroom, include.

Eine Konditionierung kann ebenfalls dazu dienen, ionenleitende Materialien von einer Salzform in die Säureform zu überführen oder umgekehrt von der Säure in eine Salzform. Ein solcher Konditionierungsschritt beinhaltet bevorzugterweise das Tauchen in säure-, laugen- oder salzhaltige Lösungen. Die in diesem und im vorhergehenden Absatz beschriebenen Konditionierungsschritte können einzeln oder in Kombination miteinander erfolgen.Conditioning can also be used to remove ion-conducting materials from to convert a salt form into the acid form or vice versa from the acid in a salt form. Such a conditioning step preferably includes that Dipping in acidic, alkaline or saline solutions. The in this and in The conditioning steps described in the previous paragraph can be done individually or in combination with each other.

Ionenleitende Materialien können u. a. als fluide Zubereitungen (Pasten, Lösungen oder Dispersionen oder Aerosole basierend auf Lösungen oder Dispersionen) eingesetzt werden. Geeignete Hilfsmittel können hierbei Wasser und aprotisch dipolare Lösemittel (z. B. N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylformamid (DMF), Dimethylacetamid (DMAc), Dimethylsulfoxid (DMSO)) oder Säuren (z. B. Schwefel­ säure) sein.Ion conducting materials can a. as fluid preparations (pastes, solutions or dispersions or aerosols based on solutions or dispersions) be used. Suitable auxiliaries can be water and aprotic dipolar solvents (e.g. N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), Dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO)) or acids (e.g. sulfur acid).

Als Hydrophobierungsmaterialien werden zum Beispiel fluorhaltige Polymere (z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), CTFE) oder Silikone eingesetzt. Hydrophobisierungs­ materialien können als Fluide (z. B. Dispersionen) eingesetzt werden.For example, fluorine-containing polymers (e.g. Polytetrafluoroethylene (PTFE), CTFE) or silicones are used. Hydrophobization materials can be used as fluids (e.g. dispersions).

Katalytisch aktive Materialien können u. a. Katalysatorträger enthalten. Katalysator­ träger weisen oft neben einer hohen spezifischen Oberfläche eine hohe Porosität mit definierter Porengrößenverteilung auf. Um eine gute Anbindung des katalytisch aktiven Materials an ionenleitendes Material und elektronenleitendes Material zu gewährleisten, werden als Katalysatorträger bevorzugt poröse Carbonpartikel (z. B. Aktivkohle oder Vulcanruß, z. B. ®XC-72 und ®XC-72R der Firma E-TEK) eingesetzt. Diese können u. U. auch ionenleitendes Material enthalten.Catalytically active materials can u. a. Catalyst carrier included. Catalyst In addition to a high specific surface area, carriers often have a high porosity with a defined pore size distribution. To ensure a good connection of the catalytic active material to ion-conducting material and electron-conducting material porous carbon particles (e.g. Activated carbon or Vulcan black, e.g. B. ®XC-72 and ®XC-72R from E-TEK) used. These can U. also contain ion-conducting material.

Als Stützstrukturen werden Gewebe oder Vliese von Polymeren eingesetzt. Bevor­ zugt werden Monofilgewebe aus Hochleistungspolymeren, wie z. B. Polyarylenen, eingesetzt. Aber auch Vliese oder mikroporöse Membrane aus anderen Polymerma­ terialien, wie z . B. Polyethylenterephtalat (PET) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) sind oft geeignet.Fabrics or nonwovens of polymers are used as support structures. Before are fed monofilament fabrics made of high-performance polymers such. B. polyarylenes, used. But also nonwovens or microporous membranes from other polymer materials  materials such as B. polyethylene terephthalate (PET) or polytetrafluoroethylene (PTFE) are often suitable.

Als Trägerstrukturen werden Filme, Gewebe oder Vliese von Polymeren eingesetzt. Ebenfalls als Trägerstrukturen werden Folien, Gewebe oder Vliese aus Kohlenstoff oder Metallen eingesetzt. Bevorzugt werden Filme aus PET oder Polyamid (z. B. Mylar®), Monofilgewebe aus PET oder Hochleistungspolymeren (z. B. Polyethe­ retherketon (PEEK)) eingesetzt. Ebenfalls bevorzugt werden Folien aus Aluminium oder Edelstahl oder dünnmaschige Gewebe aus Edelstahl eingesetzt.Films, fabrics or nonwovens of polymers are used as support structures. Films, fabrics or nonwovens made of carbon are also used as support structures or metals used. Films made of PET or polyamide (e.g. Mylar®), monofilament made of PET or high-performance polymers (e.g. Polyethe retherketone (PEEK)) is used. Aluminum foils are also preferred or stainless steel or thin-mesh stainless steel mesh.

Klebematerialien enthalten oft Lösungsmittel und/oder Quellungsmittel für ionenleitende Materialien. Klebemittel können gegebenenfalls als Flüssigkeit oder in Dampfform eingesetzt werden. Ebenfalls enthalten Klebemittel oft ionenleitende Materialien. Klebemittel können als fluide Zubereitungen, das heißt als Pasten, Lösungen und Dispersionen sowie als Aerosole von Lösungen oder Dispersionen, eingesetzt werden.Adhesive materials often contain solvents and / or swelling agents for ion conducting materials. Adhesives can optionally be used as a liquid or be used in vapor form. Adhesives also often contain ion-conducting agents Materials. Adhesives can be used as fluid preparations, i.e. as pastes, Solutions and dispersions and as aerosols of solutions or dispersions, be used.

Als Dichtungsmaterialien werden oft hydrophobe Polymere eingesetzt. Bevorzugt sind hierbei fluorierte Polymere, wie z. B. PTFE, und auch vernetzte oder vernetzbare thermoplastische Polymere, wie z. B. Polysiloxane oder Polyurethane. Dichtungsmaterialien können als flächige Gebilde (z. B. Stanzlinge), Fluide (z. B. Lösungen, Pasten oder Dispersionen) oder in Substanz eingesetzt werden.Hydrophobic polymers are often used as sealing materials. Prefers are fluorinated polymers such. B. PTFE, and also cross-linked or crosslinkable thermoplastic polymers, such as. B. polysiloxanes or polyurethanes. Sealing materials can be sheet-like structures (e.g. die-cuts), fluids (e.g. Solutions, pastes or dispersions) or in bulk.

Als Hilfsmittel werden in dieser Anmeldung Stoffe verstanden, die als Lösemittel, Dispergiermittel, Quellungsmittel, Weichmacher, Nichtlösemittel, Trennmittel u.ä. während des Herstellungsverfahrens Verwendung finden. Im allgemeinen werden sie nur zeitweilig d. h. zur Formgebung, zur Einstellung physikalischer Eigen­ schaften oder zur Erzielung eines geeigneten Verbundes eingesetzt. Hilfsmittel können im resultierenden Materialverbund verbleiben (z. B. Wasser) oder vollständig, bzw. nahezu vollständig entfernt werden (z. B. Fällungsmittel).In this application, auxiliaries are understood to be substances which, as solvents, Dispersing agents, swelling agents, plasticizers, non-solvents, release agents and the like find use during the manufacturing process. Generally will they only temporarily d. H. for shaping, for setting physical properties shaft or used to achieve a suitable composite. Tools can remain in the resulting composite (e.g. water) or completely or almost completely removed (e.g. precipitant).

Eine Reihe von Herstellungsverfahren sind geeignet, Materialverbunde mit gleichmäßiger Fertigungsqualität kontinuierlich herzustellen. Hierbei wird ein Substrat kontinuierlich gefördert und mit einem Belag versehen. A number of manufacturing processes are suitable using composite materials continuous manufacturing quality. Here is a Continuously conveyed substrate and provided with a covering.  

Das Substrat wird bevorzugt als flächiges ausgedehntes Gebilde eingesetzt, vorzugsweise mit einer Dicke im Bereich von 5 µm bis 5 mm, insbesondere 10 µm bis 1 mm, einer Breite im Bereich von 5 cm bis 300 cm, bevorzugt 10 cm bis 100 cm, und einer Länge von deutlich mehr als 300 cm.The substrate is preferably used as a flat, extensive structure, preferably with a thickness in the range from 5 μm to 5 mm, in particular 10 μm to 1 mm, a width in the range of 5 cm to 300 cm, preferably 10 cm to 100 cm, and a length of well over 300 cm.

Als Substrate für kontinuierliche Verfahren sind flächige ausgedehnte Gebilde (Abb. 4(a)) oder flächige ausgedehnte Gebilde, z. B. als Träger, geeignet, auf denen flächige endliche Gebilde angeordnet sind (Abb. 4 (b)).Large substrates ( Fig. 4 (a)) or extensive flat structures, e.g. B. as a carrier, on which flat finite structures are arranged ( Fig. 4 (b)).

So können auf einem flächigen ausgedehnten Träger zum Beispiel in regelmäßiger Anordnung flächige endliche Stücke, die elektronenleitendes Material enthalten, aufgebracht sein.For example, on a flat, extensive support, in regular Arrangement of flat finite pieces containing electron-conducting material, be upset.

Die flächigen endlichen Gebilde weisen eine Dicke von 5 µm bis 5 mm auf, bevorzugt von 10 µm bis 1 mm, ihre Breite beträgt 5 cm bis 300 cm, bevorzugt 10 cm bis 100 cm, ihre Länge beträgt beträgt 5 cm bis 300 cm, bevorzugt 10 cm bis 100 cm. Der flächige ausgedehnte Träger weist eine Dicke von 5 µm bis 5 mm auf, bevorzugt von 10 µm bis 1 mm auf, seine Breite beträgt 5 cm bis 300 cm, bevorzugt 10 cm bis 100 cm, seine Länge beträgt deutlich mehr als 300 cm.The flat finite structures have a thickness of 5 µm to 5 mm, preferably from 10 μm to 1 mm, their width is 5 cm to 300 cm, preferably 10 cm to 100 cm, their length is 5 cm to 300 cm, preferably 10 cm to 100 cm. The flat, extensive carrier has a thickness of 5 μm to 5 mm, preferably from 10 µm to 1 mm, its width is 5 cm to 300 cm, preferably 10 cm to 100 cm, its length is significantly more than 300 cm.

Das Produkt kann als flächiger ausgedehnter Materialverbund entnommen werden, einem weiteren kontinuierlichen Beschichtungsverfahren zugeführt werden oder nach einem Zerteilungsprozeß, z. B. Stanzen oder Schneiden, als eine Vielzahl flächiger endlicher Materialverbunde anfallen.The product can be removed as a flat, extensive material composite, another continuous coating process or after a dicing process, e.g. B. punching or cutting, as a variety of flat finite material composites arise.

Der Belag kann als flächiges Gebilde kontinuierlich zugeführt und mit dem Substrat verbunden werden.The covering can be fed continuously as a flat structure and with the substrate get connected.

Der Belag wird zum Beispiel als flächiges ausgedehntes Gebilde eingesetzt, d. h. seine Dicke beträgt 5 µm bis 5 mm, bevorzugt 10 µm bis 1 mm, seine Breite beträgt 5 cm bis 300 cm, bevorzugt 10 cm bis 100 cm, seine Länge beträgt deutlich mehr als 100 cm. Ferner kann der Belag als flächiges ausgedehntes Gebilde, auf dem flächige endliche Gebilde aus Funktionsmaterialien angeordnet sind, eingesetzt werden. Die flächigen endlichen Gebilde weisen in diesem Fall vorzugsweise eine Dicke von 5 m bis 5 mm auf, insbesondere von 10 µm bis 1 mm, ihre Breite beträgt 5 cm bis 100 cm, bevorzugt 10 cm bis 60 cm, ihre Länge beträgt beträgt 5 cm bis 100 cm, bevorzugt 10 cm bis 60 cm. Der flächige ausgedehnte Träger weist eine Dicke von 5 µm bis 5 mm auf, bevorzugt von 10 µm bis 1 mm auf, seine Breite beträgt 5 cm bis 100 cm, bevorzugt 10 cm bis 60 cm, seine Länge beträgt deutlich mehr als 100 cm.The covering is used, for example, as a flat, extensive structure, i. H. his Thickness is 5 µm to 5 mm, preferably 10 µm to 1 mm, its width is 5 cm to 300 cm, preferably 10 cm to 100 cm, its length is significantly more than 100 cm. Furthermore, the covering can be a flat, extensive structure, on the flat finite one Structures made of functional materials are used. The flat In this case, finite structures preferably have a thickness of 5 m to 5 mm on, in particular from 10 microns to 1 mm, their width is 5 cm to 100 cm, preferred 10 cm to 60 cm, their length is 5 cm to 100 cm, preferably 10 cm to 60 cm. The flat, extensive carrier has a thickness of 5 μm to 5 mm, preferably from 10 μm to 1 mm, its width is 5 cm to 100 cm, preferably  10 cm to 60 cm, its length is significantly more than 100 cm.

Wird der Belag als flächiges Gebilde zugeführt, so kann es mit dem flächigen Substrat unter Einfluß von erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur und/oder Klebemittel laminiert, geklebt oder sonstwie geeignet verbunden werden. Enthält der Belag und das Substrat flächige endliche Gebilde, so werden die beiden zum Beispiel positionsgenau zusammengeführt.If the covering is supplied as a flat structure, it can with the flat substrate under the influence of increased pressure and / or elevated temperature and / or adhesive laminated, glued or otherwise suitably connected. Contains the topping and that Substrate-like finite structures, the two become positionally precise, for example merged.

Der Belag kann als fluide oder pulverige Zubereitung oder kontinuierlich zugeführt und mit dem Substrat verbunden werden. Die Zubereitung kann dabei zu 100% aus Funktionsmaterial bestehen oder dieses zwischen 1% und 99% enthalten. Als Fluid gelten flüssige, niederviskose und flüssige, viskose und flüssige bzw. pastöse, hochviskose Zubereitungsformen (Lösungen und Dispersionen) sowie gegebenenfalls Sprühtröpfchen bzw. Aerosole (von Lösungen und Dispersionen) als auch gegebenen­ falls Gase bzw. Dämpfe.The coating can be supplied as a fluid or powdery preparation or continuously and be connected to the substrate. The preparation can be 100% Functional material exist or contain this between 1% and 99%. As a fluid apply liquid, low-viscosity and liquid, viscous and liquid or pasty, highly viscous preparation forms (solutions and dispersions) and, if necessary Spray droplets or aerosols (from solutions and dispersions) as well as given if gases or vapors.

Der Belag wird zum Beispiel als Lösung oder Dispersion eingesetzt. Eine niederviskose Lösung oder Dispersion wird zum Beispiel durch Naßbeschichten, wie z. B. Sprühen, aufgetragen. Eine viskose Lösung oder Dispersion wird zum Beispiel durch Naß­ beschichten, wie z. B. Rakeln oder Schlitzdüsenantrag, aufgetragen. Es können Abdeckungen oder Masken zum Einsatz kommen, damit die fluide Zubereitung nur in ausgewählten Bereichen des Substrats aufgetragen wird.The covering is used, for example, as a solution or dispersion. A low-viscous Solution or dispersion is, for example, by wet coating, such as. B. spraying, applied. For example, a viscous solution or dispersion becomes wet coat such. B. doctor blade or slot nozzle application. It can Covers or masks are used so that the fluid preparation only in selected areas of the substrate is applied.

Der Belag wird zum Beispiel als Paste oder Lösung oder Dispersion eingesetzt. Ein solches Fluid wird zum Beispiel durch Drucktechniken wie Hoch-, Tief-, Flach- oder Siebdruck aufgetragen. Es können geformte Druckwerkzeuge oder Abdeckungen oder Masken zum Einsatz kommen, damit die fluide Zubereitung nur in ausgewählten Bereichen des Substrats aufgedruckt wird.The covering is used, for example, as a paste or solution or dispersion. On such fluid is, for example, by printing techniques such as high, low, flat or Screen printing applied. It can be shaped printing tools or covers or Masks are used so that the fluid preparation only in selected ones Areas of the substrate is printed.

Der Belag wird zum Beispiel als Feststoffpulver eingesetzt und auf ein Flüssigkeit­ benetztes oder gequollenes Substrat durch Besanden aufgebracht. Es können Abdeckungen oder Masken zum Einsatz kommen, damit die pulverige Zubereitung nur in ausgewählten Bereichen des Substrats aufgebracht wird.The covering is used, for example, as a solid powder and on a liquid wetted or swollen substrate applied by sanding. It can Covers or masks are used so that the powdery preparation only is applied in selected areas of the substrate.

Wird der Belag als Fluid oder Pulver zugeführt, so kann er mit dem flächigen Substrat unter Einfluß von erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur geeignet verbunden werden. If the coating is supplied as a fluid or powder, it can be used with the flat substrate suitably connected under the influence of increased pressure and / or elevated temperature will.  

Ein Substrat kann einseitig oder beidseitig mit einem Belag beschichtet werden. Abb. 5 zeigt schematisch Möglichkeiten des Auftrags. So kann bei dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Beschichtungsverfahren die Beschichtung auf drei verschiedenen Wegen erfolgen (Abb. 5):A substrate can be coated on one or both sides with a covering. Fig. 5 shows schematically the possibilities of the order. In the continuous coating method according to the invention, the coating can be carried out in three different ways ( Fig. 5):

  • a) einseitige Beschichtung des Substrats mit Belag,a) one-sided coating of the substrate with coating,
  • b) zweiseitige zweistufige Beschichtung (evtl. mit zwischengeschalteten Konditionierungsschritten),b) two-sided two-stage coating (possibly with intermediate conditioning steps),
  • c) zweiseitige einstufige Beschichtung.c) two-sided single-stage coating.

Unter anderen können folgende Techniken im Zusammenhang mit den aufgeführten Funktionsmaterialien zur kontinuierlichen Herstellung von Materialverbunden eingesetzt werden:Among others, the following techniques can be used in conjunction with the listed Functional materials for the continuous production of composite materials can be used:

Katalytisch aktives Material kann in fluiden oder pulverigen Zubereitungen aufgetragen werden oder als Bestandteil eines Materialverbundes als flächiges Gebilde geführt werden. Zubereitungen können katalytisch aktives Material als geträgerte Katalysato­ ren, ungeträgerte Katalysatoren, Katalysatorvorprodukte oder Mischungen hiervon enthalten. Katalytisch aktives Material kann u. a.
durch Sputtern, Chemical Vapour Deposition, Physical Vapour Deposition oder Plasmaabscheidung u.ä. von Metall, durch Naßbeschichtung, wie z. B. Rakeln oder Schlitzdüsenantrag von fluiden Zubereitungen, die katalytisch aktives Material enthalten durch Naßbeschichtung, wie z. B. Sprühen, von fluiden Zubereitungen, die katalytisch aktives Material enthalten, durch Drucktechniken (Hoch-, Tief-, Flach-, Siebdruck) mit fluiden Zubereitungen, die katalytisch aktives Material enthalten, durch chemische Abscheidung oder Fällung aus Lösungen, die katalytisch aktives Material enthalten, durch elektrochemische Abscheidung aus Lösungen, die katalytisch aktives Material enthalten, durch Besanden mit pulverförmigen Zubereitungen, die katalytisch aktives Material enthalten, oder durch Laminieren eines flächigen Gebildes, das katalytisch aktives Material enthält,
eventuell unter Anwendung von erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur und/oder eines Klebemittels auf Oberflächen oder in poröse Strukturen eines Substrats in kontinuierlicher Weise aufgebracht werden. Hierbei können Hilfs­ mittel verwendet werden, die u. a. durch Verdampfen oder extraktiven Aus­ tausch entfernt werden können.
Catalytically active material can be applied in fluid or powdery preparations or can be made as a flat structure as part of a material composite. Preparations can contain catalytically active material as supported catalysts, unsupported catalysts, catalyst precursors or mixtures thereof. Catalytically active material can include
by sputtering, chemical vapor deposition, physical vapor deposition or plasma deposition etc. of metal, by wet coating, such as. B. doctor blades or slot nozzle application of fluid preparations that contain catalytically active material by wet coating, such as. B. spraying of fluid preparations containing catalytically active material, by printing techniques (letterpress, gravure, flat, screen printing) with fluid preparations containing catalytically active material, by chemical deposition or precipitation from solutions containing catalytically active material contained, by electrochemical deposition from solutions which contain catalytically active material, by sanding with powdery preparations which contain catalytically active material, or by laminating a flat structure which contains catalytically active material,
possibly applied in a continuous manner to surfaces or in porous structures of a substrate using elevated pressure and / or elevated temperature and / or an adhesive. Here, aids can be used, which can be removed by evaporation or extractive exchange.

Katalytisch aktives Material kann in flächigen Gebilden (Substrat oder Belag) enthalten sein und kontinuierlich geführt werden. Das flächige Gebilde ist bevorzugt selbst ein Materialverbund und kann flächig ausgedehnt oder flächig endlich sein; es kann geträgert oder ungeträgert sein. Das flächige Gebilde kann eine Stützstruktur enthalten. Die Mikrostruktur des flächigen Gebildes trägt der Tatsache Rechnung, daß das katalytisch aktive Material gegebenfalls einen innigen Kontakt mit ionenleitendem und elektronenleitendem Material aufweisen soll, sowie gegebenenfalls An- und Abtransport von Reaktanden in einer elektrochemischen Zelle zuläßt.Catalytically active material can be in flat structures (substrate or covering) be included and continuously managed. The flat structure is prefers a material composite itself and can be extended or flat to be finite; it can be supported or unsupported. The flat structure can contain a support structure. The microstructure of the flat structure carries the The fact that the catalytically active material may have a have intimate contact with ion-conducting and electron-conducting material should, as well as, if appropriate, transport and removal of reactants in one allows electrochemical cell.

Ionenleitendes Material kann in fluiden oder pulverigen Zubereitungen aufgetra­ gen werden oder als flächiges Gebilde geführt werden. Ionenleitendes Material kann u. a.
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Rakeln oder Schlitzdüsenantrag, von fluiden Zubereitungen, die ionenleitendes Material enthalten,
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Sprühen, von fluiden Zubereitungen, die ionenleitendes Material enthalten,
durch Drucktechniken (Hoch-, Tief-, Flach-, Siebdruck) mit Zubereitungen, die ionenleitendes Material enthalten,
durch Laminieren eines flächigen Gebildes, das ionenleitendes Material enthält,
evtl. unter Anwendung von erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur und/oder eines Klebemittels oder durch Extrusion von schmelzbarem ionenlei­ tenden Material auf Oberflächen oder in poröse Strukturen anderer Materialien in kontinuierlicher Weise aufgebracht werden. Hierbei können als Hilfsmittel Flüssigkeiten verwendet werden, die u. a. durch Verdampfen oder extraktiven Austausch entfernt werden können.
Ion-conducting material can be applied in fluid or powdery preparations or can be carried out as a flat structure. Ion-conducting material can include
by wet coating, such as. B. doctor blade or slot nozzle application of fluid preparations containing ion-conducting material,
by wet coating, such as. B. spraying of fluid preparations containing ion-conducting material,
through printing techniques (high, low, flat, screen printing) with preparations containing ion-conducting material,
by laminating a flat structure which contains ion-conducting material,
possibly applied in a continuous manner to surfaces or in porous structures of other materials using elevated pressure and / or elevated temperature and / or an adhesive or by extrusion of fusible ion-conducting material. Liquids can be used as aids here, which can be removed by evaporation or extractive exchange, among other things.

Ionenleitendes Material kann in flächigen Gebilden (Substrat oder Belag) enthalten sein und kontinuierlich geführt werden. Das flächige Gebilde kann flächig ausgedehnt oder flächig endlich sein; es kann geträgert oder ungeträgert sein. Das flächige Gebilde kann eine Stützstruktur enthalten, die bevorzugt mittig im ionenleitenden Material eingebracht ist. Die Mikrostruktur des flächigen Gebildes, sofern es im Materialverbund als Schicht III fungieren soll, trägt der Tatsache Rechnung, daß die Schicht III einen hohen Diffusionswiderstand für Gase aufweisen soll, also weitgehend gasdicht sein soll.Ion-conducting material can be contained in flat structures (substrate or coating) be and be managed continuously. The flat structure can be flat  to be extended or finite; it can be supported or unsupported. The flat structures can contain a support structure, which is preferably in the center of the ion-conducting material is introduced. The microstructure of the flat structure, if it is to function as layer III in the material composite, this fact Calculation that layer III has a high diffusion resistance for gases should have, so should be largely gas-tight.

Elektronenleitendes Material kann in fluiden oder pulverigen Zubereitungen aufgetragen werden oder als flächiges Gebilde geführt werden. Elektronenleitendes Material kann u. a.
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Rakeln oder Schlitzdüsenantrag, von Dispersionen, die elektronenleitendes Material enthalten,
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Sprühen, von Dispersionen, die elektronenleitendes Material enthalten,
durch Drucktechniken (Hoch-, Tief-, Flach-, Siebdruck) mit fluiden Zubereitungen, die elektronenleitendes Material enthalten, oder
durch Laminieren eines flächigen Gebildes, das elektronenleitendes Material enthält,
evtl. unter Anwendung von erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur und/oder eines Klebemittels auf Oberflächen oder in poröse Strukturen anderer Materialien in kontinuierlicher Weise aufgebracht werden. Hierbei können als Hilfsmittel Flüssigkeiten verwendet werden, die u. a. durch Verdampfen oder extraktiven Austausch entfernt werden können.
Electron-conducting material can be applied in fluid or powdery preparations or can be carried out as a flat structure. Electronically conductive material can include
by wet coating, such as. B. doctor blade or slot nozzle application, of dispersions containing electron-conducting material,
by wet coating, such as. B. spraying of dispersions containing electron-conducting material,
by printing techniques (high, low, flat, screen printing) with fluid preparations containing electron-conducting material, or
by laminating a flat structure which contains electron-conducting material,
Possibly be applied to surfaces or in porous structures of other materials in a continuous manner using elevated pressure and / or elevated temperature and / or an adhesive. Liquids can be used as aids here, which can be removed by evaporation or extractive exchange, among other things.

Elektronenleitendes Material kann in flächigen Gebilden (Substrat oder Belag) enthalten sein und kontinuierlich geführt werden. Das flächige Gebilde kann flächig ausgedehnt oder flächig endlich sein; es kann geträgert oder ungeträgert sein. Die Mikrostruktur der flächigen Gebilde, sofern sie im Materialverbund als Schicht I oder V fungieren soll, trägt der Tatsache Rechnung, daß die Schichten I und V einen niedrigen Transportwiderstand für Gase aufweisen sollen, also gasdurchlässig sein sollen.Electron-conducting material can be used in flat structures (substrate or covering) be included and continuously managed. The flat structure can be extensive or finite; it can be supported or unsupported be. The microstructure of the flat structures, provided that they are in the material composite Layer I or V is to function takes into account the fact that the layers I and V should have a low transport resistance for gases, so should be gas permeable.

Hydrophobierungsmaterial kann z. B. in fluiden Zubereitungen aufgetragen werden. Hydrophobierungsmaterial kann u. a.
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Rakeln oder Schlitzdüsenantrag, von Fluiden, die hydrophobierendes Material enthalten,
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Sprühen, von Fluiden, die hydropho­ bierendes Material enthalten, oder
durch Drucktechniken (Hoch-, Tief-, Flach-, Siebdruck) mit Zubereitungen, die hydrophobierendes Material enthalten,
auf Oberflächen oder in poröse Strukturen anderer Materialien in kontinuierlicher Weise aufgebracht werden. Hierbei können als Hilfsmittel Flüssigkeiten verwendet werden, die u. a. durch Verdampfen oder extraktiven Austausch entfernt werden können.
Hydrophobing material can e.g. B. applied in fluid preparations. Hydrophobing material can include
by wet coating, such as. B. squeegees or slot nozzle application, of fluids that contain hydrophobic material,
by wet coating, such as. B. spraying, of fluids containing hydrophobic material, or
by printing techniques (high, low, flat, screen printing) with preparations that contain hydrophobic material,
applied to surfaces or in porous structures of other materials in a continuous manner. Liquids can be used as aids here, which can be removed by evaporation or extractive exchange, among other things.

Hydrophobierungsmaterial kann in einem Materialverbund an verschiedenen Stellen enthalten sein. Abb. 6 zeigt am Beispiel einer Membran-Elektroden-Einheit verschiedene Flächen, die Hydrophobierungsmittel enthalten können. So kann Hydrophobierungsmittel (H) in den Schichten I, II, III, IV, V oder in den Oberflächen solcher Schichten enthalten sein, bzw. die Schichten partiell durchdringen (HI außen auf Schicht I, HI/II zwischen Schicht I und II, HII/III zwischen Schicht II und III, HII/IV zwischen Schicht III und IV, HIV/V zwischen Schicht IV und V, HV außen auf Schicht V).Water-repellent material can be contained at different points in a composite. Fig. 6 shows various surfaces that can contain water repellents using the example of a membrane-electrode unit. Thus, water repellents (H) can be contained in layers I, II, III, IV, V or in the surfaces of such layers, or can partially penetrate the layers (H I outside on layer I, H I / II between layers I and II , H II / III between layers II and III, H II / IV between layers III and IV, H IV / V between layers IV and V, H V outside on layer V).

Stützstrukturen werden evtl. in flächigen Gebilden, die ionenleitendes oder elektronenleitendes Material enthalten, verwendet. Stützstrukturen können mit ionenleitenden oder elektronenleitenden Materialien nach den oben genannten Techniken verbunden werden.Support structures may be in flat structures that are ion-conducting or contain electron-conducting material used. Support structures can with ion-conducting or electron-conducting materials according to the above Techniques.

Trägerstrukturen werden u. a. dazu verwendet, um flächige endliche Gebilde, die z. B. elektronenleitendes Material enthalten, kontinuierlich als flächige ausgedehnte Gebilde fördern zu können. Trägerstrukturen können mit flächigen endlichen Gebilden, die z. B. elektronenleitendes Material enthalten, nach den obigen Techniken verbunden werden.Support structures are u. a. used to make flat finite structures that e.g. B. contain electron-conducting material, continuously as a flat extended To be able to promote structures. Support structures can be finite with flat Formations, the z. B. contain electron-conducting material, according to the above Techniques.

Flächige Gebilde, die Stütz- oder Trägerstrukturen enthalten, können getrennt (kontinuierlich oder diskontinuierlich) hergestellt worden sein oder auch in einem Arbeitsgang kontinuierlich erzeugt werden.Flat structures that contain support or support structures can be separated (Continuous or discontinuous) or in one Operation can be generated continuously.

Klebemittel kann als Fluid in Kontakt mit Materialien gebracht werden. Das Klebemittel kann u. a.
durch Tauchen in Bäder, die Klebemittel enthalten, oder
durch Bedampfen mit Fluiden (z. B. Lösemittel oder Quellungsmittel)
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Rakeln oder Schlitzdüsenantrag, von fluiden Zubereitungen, die Klebemittel enthalten,
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Sprühen, von fluiden Zubereitungen, die Klebemittel enthalten,
durch Drucktechniken (Hoch-, Tief-, Flach-, Siebdruck) mit fluiden Zubereitungen, die Klebemittel enthalten,
auf Oberflächen oder in poröse Strukturen anderer Materialien in kontinuierlicher Weise in Kontakt gebracht werden.
Adhesive can be brought into contact with materials as a fluid. The adhesive can include
by immersing in baths containing adhesives, or
by vapor deposition with fluids (e.g. solvents or swelling agents)
by wet coating, such as. B. doctor blades or slot nozzle application, of fluid preparations containing adhesives,
by wet coating, such as. B. spraying, of fluid preparations containing adhesives,
through printing techniques (high, low, flat, screen printing) with fluid preparations containing adhesives,
continuously brought into contact on surfaces or in porous structures of other materials.

Als Dichtungsmaterialien werden oft hydrophobe Polymere eingesetzt. Bevorzugt sind hierbei fluorierte Polymere, wie z. B. PTFE, und auch vernetzte oder vernetzbare thermoplastische Polymere, wie z. B. Polysiloxane oder Polyurethane. Dichtungsmaterialien können als Stanzlinge, Pasten, Lösungen, Dispersionen oder in Substanz eingesetzt werden.Hydrophobic polymers are often used as sealing materials. Prefers are fluorinated polymers such. B. PTFE, and also cross-linked or crosslinkable thermoplastic polymers, such as. B. polysiloxanes or polyurethanes. Sealing materials can be used as die cuts, pastes, solutions, dispersions or be used in substance.

Das Dichtungsmaterial kann als fluide Zubereitung oder als flächiges Gebilde aufgetragen werden. Das Dichtungsmaterial kann u. a.
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Rakeln oder Schlitzdüsenantrag, von Fluiden, die Dichtungsmaterial enthalten,
durch Naßbeschichtung, wie z. B. Sprühen, von Fluiden, die Dichtungsmaterial enthalten,
durch Drucktechniken (Hoch-, Tief-, Flach-, Siebdruck) mit Zubereitungen, die Dichtungsmaterial enthalten, oder
durch Einbringen eines flächigen Gebildes, das Dichtungsmaterial enthält,
evtl. unter Anwendung von erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur und/oder eines Klebemittels auf andere Materialien in kontinuierlicher Weise aufgebracht werden. Hierbei können als Hilfsmittel Flüssigkeiten verwendet werden, die durch Verdampfen oder extraktiven Austausch entfernt werden können.
The sealing material can be applied as a fluid preparation or as a flat structure. The sealing material can include
by wet coating, such as. B. squeegees or slot nozzle application, of fluids containing sealing material,
by wet coating, such as. B. spraying of fluids containing sealing material,
by printing techniques (high, low, flat, screen printing) with preparations containing sealing material, or
by introducing a flat structure that contains sealing material,
possibly applied to other materials in a continuous manner using elevated pressure and / or elevated temperature and / or an adhesive. Liquids that can be removed by evaporation or extractive exchange can be used as an aid.

Flächige Gebilde können das Dichtungsmaterial in Form von endlichen flächigen Stanzlingen enthalten. Das Dichtungsmaterial kann in gezielter Form mit angrenzenden Funktionsmaterialien flächig teilweise überlappen. Dichtungsmaterial kann in einem Materialverbund an verschiedenen Stellen enthalten sein.Flat structures can the sealing material in the form of finite flat Die cuts included. The sealing material can be used in a targeted form partially overlap adjacent functional materials. Sealing material can be contained at different points in a material composite.

Abb. 7 zeigt am Beispiel einer Membran-Elektroden-Einheit (MEA) ver­ schiedene Flächen, die Dichtungsmaterial enthalten können (Schematische Darstellung einiger Flächen a) einer Membran-Elektroden-Einheit, die mit Dichtungsmaterial (D) versehen sein können; b) DI außen auf Schicht I, DV außen auf Schicht V; c) DI/III zwischen Schicht I und III, DIII/V zwischen Schicht III und V; mögliche Positionen der Schichten II und IV sind angedeutet). Die Dichtungs­ schichten können mit angrenzenden Schichten flächig teilweise überlappen. Fig. 7 shows the example of a membrane electrode assembly (MEA) different surfaces that may contain sealing material (schematic representation of some surfaces a) of a membrane electrode assembly that can be provided with sealing material (D); b) D I outside on layer I, D V outside on layer V; c) D I / III between layers I and III, D III / V between layers III and V; possible positions of layers II and IV are indicated). The sealing layers can partially overlap with adjacent layers.

Hilfsmittel, also Lösemittel, Dispergiermittel, Quellungsmittel, Weichmacher, Nichtlösemittel, Trennmittel, können durch oben erwähnte Techniken eingebracht werden. Hilfsmittel können
durch Trocknen (Verdampfen bzw. Vakuumverdampfen),
durch extraktiven Austausch (evtl. mit Phaseninversion) oder
durch eine Kombination aus beiden Verfahren aus Materialverbunden entfernt werden.
Auxiliaries, ie solvents, dispersants, swelling agents, plasticizers, non-solvents, release agents, can be introduced by the above-mentioned techniques. Aids can
by drying (evaporation or vacuum evaporation),
through extractive exchange (possibly with phase inversion) or
can be removed from composite materials by a combination of both methods.

Abb. 8 zeigt schematisch a) einen Katalysator-beschichteten Elektronenleiter und b) ein bevorzugtes Herstellungsverfahren. Solche Materialverbunde mindestens bestehend aus einer gasdurchlässigen Schicht (I oder V), die elektronenleitendes Material enthält, und aus einer Schicht (II oder IV), die katalytisch aktives Material (in innigem Kontakt mit elektronenleitendem Material der Schicht I oder V) enthält, können durch kontinuierliche Verfahren mit gleichmäßiger Fertigungsqualität hergestellt werden. Bevorzugt sind hierbei Herstellungsverfahren, bei denen ein flächiges Gebilde, das elektronenleitendes Material enthält, als Substrat geführt wird und mit einem Belag einseitig beschichtet wird, der katalytisch aktives Material enthält. Fig. 8 shows schematically a) a catalyst-coated electron conductor and b) a preferred manufacturing process. Such material composites consisting at least of a gas-permeable layer (I or V) which contains electron-conducting material and of a layer (II or IV) which contains catalytically active material (in intimate contact with electron-conducting material of layer I or V) can by continuous processes with uniform manufacturing quality can be produced. Production methods are preferred in which a flat structure which contains electron-conducting material is guided as a substrate and is coated on one side with a coating which contains catalytically active material.

Abb. 9 zeigt schematisch a) einen einseitig Katalysator-beschichteten Ionenleiter und b) ein bevorzugtes Herstellungsverfahren. Solche Materialverbunde mindestens bestehend aus einer gasdichten Schicht (III), die ionenleitendes Material enthält, und aus einer Schicht (II oder IV), die katalytisch aktives Material (in innigem Kontakt mit ionenleitendem Material der Schicht III) enthält, können durch kontinuierliche Verfahren mit gleichmäßiger Fertigungsqualität hergestellt werden. Bevorzugt sind hierbei Herstellungsverfahren, bei denen ein flächiges Gebilde, das ionenleitendes Material enthält, als Substrat geführt wird und mit einem Belag einseitig beschichtet wird, der katalytisch aktives Material enthält. Fig. 9 shows schematically a) a one-sided catalyst-coated ion conductor and b) a preferred manufacturing process. Such material composites consisting at least of a gas-tight layer (III), which contains ion-conducting material, and of a layer (II or IV), which contains catalytically active material (in intimate contact with the ion-conducting material of layer III), can be obtained by continuous processes with uniform Manufacturing quality can be manufactured. Production methods are preferred in which a flat structure which contains ion-conducting material is guided as a substrate and is coated on one side with a covering which contains catalytically active material.

Abb. 10 zeigt schematisch a) einen beidseitig Katalysator-beschichteten Ionenleiter und b) ein bevorzugtes Herstellungsverfahren. Die Zusammensetzung der Schichten II und IV kann unterschiedlich sein. Solche Materialverbunde mindestens bestehend aus einer gasdichten Schicht (III), die ionenleitendes Material enthält, und aus zwei Schichten (II und IV), die jeweils katalytisch aktive Materialien enthalten, die sich jeweils in innigem Kontakt mit ionenleitendem Material der Schicht III befinden, können durch kontinuierliche Verfahren mit gleichmäßiger Fertigungsqualität hergestellt werden. Bevorzugt sind hierbei Herstellungsverfahren, bei denen ein flächiges Gebilde, das ionenleitendes Material enthält, als Substrat geführt wird und beidseitig mit Belägen beschichtet wird, die jeweils katalytisch aktive Materialien enthalten. Fig. 10 shows schematically a) a catalyst conductor coated on both sides with catalyst and b) a preferred manufacturing process. The composition of layers II and IV can be different. Such material composites consisting at least of a gas-tight layer (III), which contains ion-conducting material, and of two layers (II and IV), each containing catalytically active materials, which are in intimate contact with the ion-conducting material of layer III, can by continuous processes with uniform manufacturing quality can be produced. Production methods are preferred in which a flat structure which contains ion-conducting material is guided as a substrate and is coated on both sides with coatings which each contain catalytically active materials.

Abbildung II zeigt schematisch a) ein Membran-Elektroden-Halbzeug und b-g) sechs bevorzugte Herstellungsverfahren. Werden Materialverbunde als Substrat oder Belag eingesetzt, so können diese separat oder auch in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Solche Materialverbunde mindestens bestehend aus einer gasdichten Schicht (III), die ionenleitendes Material enthält, aus einer gasdurch­ lässigen Schichten (I oder V), die elektronenleitendes Material enthält, und aus einer Schicht (II oder IV), die katalytisch aktives Material enthält, das sich sowohl im innigen Kontakt zu der elektronenleitenden Schicht als auch zu der ionenleiten­ den Schicht (III) befindet, können durch kontinuierliche Verfahren mit gleich­ mäßiger Fertigungsqualität hergestellt werden. Bevorzugt sind hierbei Herstellungs­ verfahren, bei denen Substrat und Belag als flächige Gebilde gefördert und miteinander verbunden werden; ein flächiges Gebilde enthält hierbei ionenleitendes Material, das andere elektronenleitendes Material. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Klebemittel verwendet, das katalytisch aktives Material enthält. Ebenfalls bevorzugt sind Herstellungsverfahren, bei denen auf eine flächiges Substrat, das elektronenleitendes Material enthält, als Belag ein Fluid aufgebracht wird, das ionenleitendes Material enthält. Ebenfalls bevorzugt sind hierbei Herstellungsverfahren, bei denen ein Substrat als flächiges Gebilde gefördert wird, das elektronenleitendes Material enthält, auf das erst ein Belag, der katalytisch aktives Material enthält, und später ein Belag, der ionenleitendes Material enthält, aufgetragen werden.Figure II shows schematically a) a semi-finished membrane electrode and b-g) six preferred manufacturing processes. Are material composites as a substrate or topping, they can be used separately or in one operation getting produced. Such composite materials consisting of at least one gas-tight layer (III), which contains ion-conducting material, from a gas through allowable layers (I or V), which contains electron-conducting material, and from a layer (II or IV) that contains catalytically active material that is both in intimate contact with the electron-conducting layer as well as with the ion-conducting the layer (III) is located by continuous methods with the same moderate manufacturing quality. Manufacturing is preferred here procedures in which the substrate and covering are promoted as flat structures and be connected to each other; a flat structure contains ion-conducting Material, the other electron-conducting material. In a particularly preferred Embodiment an adhesive is used, the catalytically active material contains. Also preferred are manufacturing processes in which a flat substrate, which contains electron-conducting material, as a coating a fluid  is applied, which contains ion-conducting material. Are also preferred Here manufacturing processes in which a substrate as a flat structure is promoted, which contains electron-conducting material, on which only a coating that contains catalytically active material, and later a coating, the ion-conducting Contains material to be applied.

Abb. 12 zeigt schematisch a) eine Membran-Elektroden-Einheit und b-h) sieben bevorzugte Herstellungsverfahren. Werden Materialverbunde als Substrat oder Belag eingesetzt, so können diese separat oder auch in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Die Zusammensetzung aller Schichten kann unterschiedlich sein. Solche Materialverbunde mindestens bestehend aus einer gasdichten Schicht (III), die ionenleitendes Material enthält, aus zwei gasdurchlässigen Schichten (I und V), die elektronenleitende Materialien enthalten, aus zwei Schichten (II und IV), die jeweils katalytisch aktive Materialien enthalten, die sich sowohl im innigen Kontakt zu einer elektronenleitenden Schicht (I oder V) als auch zu der ionenleiten­ den Schicht (III) befinden, können durch kontinuierliche Verfahren mit gleich­ mäßiger Fertigungsqualität hergestellt werden. Bevorzugt sind hierbei Herstellungs­ verfahren, bei denen das Substrat und mindestens ein Belag als flächige Gebilde gefördert und miteinander verbunden werden; ein flächiges Gebilde enthält hierbei ionenleitendes Material, mindestens ein anderes enthält elektronenleitendes Material; mindestens ein flächiges Gebilde stellt bereits selbst einen Material­ verbund im Sinne der vorliegenden Anmeldung dar. Ebenfalls bevorzugt sind hierbei Herstellungsverfahren, bei denen flächige Gebilde unter Verwendung eines Klebemittels verbunden werden, das katalytisch aktives Material enthält; das mittig einzubringende flächige Gebilde enthält ionenleitendes Material, zwei weitere flächige Gebilde enthalten elektronenleitendes Material. Ebenfalls bevorzugt sind hierbei Herstellungsverfahren, bei denen ein Substrat als flächiges Gebilde gefördert wird, das elektronenleitendes Material enthält, auf das erst Beläge, die katalytisch aktives Material enthalten, und später Beläge, die ionenleitende Materialien enthalten, aufgetragen werden. Fig. 12 shows schematically a) a membrane electrode assembly and bh) seven preferred manufacturing processes. If composite materials are used as a substrate or covering, they can be produced separately or in one operation. The composition of all layers can be different. Such material composites consisting at least of a gas-tight layer (III), which contains ion-conducting material, of two gas-permeable layers (I and V), which contain electron-conducting materials, of two layers (II and IV), each containing catalytically active materials, which are both in intimate contact with an electron-conducting layer (I or V) and with the ion-conducting layer (III) can be produced by continuous processes with uniform manufacturing quality. Manufacturing processes are preferred in which the substrate and at least one covering are conveyed as flat structures and connected to one another; one flat structure contains ion-conducting material, at least one other contains electron-conducting material; at least one flat structure itself already represents a composite material in the sense of the present application. Also preferred here are production processes in which flat structures are connected using an adhesive which contains catalytically active material; the flat structure to be introduced in the middle contains ion-conducting material, two further flat structures contain electron-conducting material. Also preferred here are production processes in which a substrate is conveyed as a flat structure which contains electron-conducting material, to which coatings which contain catalytically active material are applied first, and coatings which contain ion-conducting materials later.

Bei der kontinuierlichen Herstellung von Materialverbunden ist unter anderem das Verfahren, mit dem der Belag auf das Substrat aufgebracht wird, qualitäts­ bestimmend. Bei der kontinuierlichen Herstellung von Materialverbunden mit gleichmäßiger Fertigungsqualität sind folgende Parameter für die verschiedenen Verfahrensschritte besonders zu berücksichtigen. In the continuous production of composite materials, this is among other things Process with which the covering is applied to the substrate, quality determining. In the continuous production of composite materials with Uniform manufacturing quality are the following parameters for the different Particular attention should be paid to procedural steps.  

So gilt beispielsweise für den Sprühvorgang, daß in Abhängigkeit von der Menge Fluid bzw. Aerosol, die pro Fläche des Substrats aufgebracht werden soll, die Düsenart, die Düsengeometrie, der Abstand Düse zu Substrat, die Substratförder­ geschwindigkeit, die Zusammensetzung des zu versprühenden Fluids, der wirk­ same Differenzdruck und andere Parameter sorgfältig ausgewählt werden müssen. Von der Zusammensetzung des zu versprühenden Fluids hängen dessen Viskosität und damit die bevorzugte Düsenart und ihre Betriebsparameter ab. Beim Aufbringen von Fluiden auf Substrate können Einstoff- oder Zweistoffdüsen verwendet werden. Geeignete Düsengeometrien sind u. a. Drallkammerdüsen, Hohlkegel- oder Vollkegeldüsen, Flachstrahldüsen, Pralldüsen und Rotationszer­ stäuber. Es können damit Sprühwinkel zwischen 30 und 160, Volumendurchsätze des Fluids von 100 ml/h bis 100 I/h und mittlere Tröpfchendurchmesser von 5 µm bis 1 mm realisiert werden. Bevorzugt werden mittlere Tröpfchendurchmesser von weniger als 100 µm. Statische Drücke vor der Düse bzw. Differenzdrücke über die Düse liegen zwischen 0,2 bar und 100 bar, bevorzugt zwischen 1 bar und 5 bar. Gut zum Zerstäuben dickflüssiger Fluide sind Rotationszerstäuber geeignet. Bei Scheibendurchmessern von 2-50 cm können Drehzahlen von 60 bis 1000 Upm realisiert werden.For example, the spraying process depends on the amount Fluid or aerosol to be applied per area of the substrate Nozzle type, the nozzle geometry, the distance nozzle to substrate, the substrate conveying speed, the composition of the fluid to be sprayed, the active same differential pressure and other parameters must be carefully selected. Its viscosity depends on the composition of the fluid to be sprayed and thus the preferred type of nozzle and its operating parameters. At the Applying fluids to substrates can be single-substance or two-substance nozzles be used. Suitable nozzle geometries are u. a. Swirl chamber nozzles, Hollow-cone or full-cone nozzles, flat jet nozzles, impact nozzles and rotary nozzles dust. It can spray angles between 30 and 160, volume flow rates of the fluid from 100 ml / h to 100 I / h and average droplet diameter of 5 µm up to 1 mm. Average droplet diameters of less than 100 µm. Static pressures in front of the nozzle or differential pressures above the The nozzle is between 0.2 bar and 100 bar, preferably between 1 bar and 5 bar. Rotary atomizers are suitable for atomizing viscous fluids. At Disc diameters of 2-50 cm can be speeds from 60 to 1000 rpm will be realized.

So gilt beispielsweise für die Naßbeschichtung mit Schlitzdüsen, Rakeln u.ä. daß in Abhängigkeit von der Menge Druckzubereitung, die pro Fläche des Substrats aufgebracht werden soll, die Beschichtungsart (z. B. Schlitzdüse, Rakel, usw.), die Substratfördergeschwindigkeit, die Zusammensetzung der Beschichtungs­ zubereitung sowie weitere Betriebsparameter (z. B. Schlitzbreite, Temperatur, usw.) ausgewählt werden müssen. Von der Zusammensetzung der Zubereitung hängen deren Viskosität und damit die bevorzugte Naßbeschichtungsart und ihre Betriebsparameter ab. Die Zubereitung wird zum Beispiel als Paste oder Lösung oder Dispersion eingesetzt. Statische Drücke vor der Düse bzw. Differenzdrücke über die Düse liegen zwischen 0,01 bar und 10 bar. Es werden damit Beschich­ tungsdicken von 1 µm bis zu 300 µm, bevorzugt von 5 µm bis 100 µm, realisiert. Als Schlitzdüsen eignen sich erfindungsgemäß Düsen die eine Breite im Bereich von 0,1 bis 5 m und eine Schlitzweite im Bereich von 10 bis 1000 mm aufweisen. Das Substrat wird zur Naßbeschichtung entweder in horizontaler Richtung (über oder unter der Düse) oder in vertikaler Richtung (aufsteigend oder absteigend) an der Schlitzdüse vorbeigeführt. Bei einer beidseitigen Konditionierung des Substrates kann die Aufbringung des Belags entsprechend über eine Durchführung des Substrates zwischen zweier Schlitzdüsen oder durch ein Tauchbad mit geeigneten Abstreifern erfolgen. Alternativ kann das Substrat beschichtet werden, indem es an einer Rakel vorbeigeführt wird. Die Breite der Rakel liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 5 m bei einer Schlitzweite im Bereich von 5 bis 500 mm. Die Substratfördergeschwindigkeit liegt hierbei zwischen 0,5 mm/s bis 10 m/s, vorzugsweise 5 mm/s bis 1 m/s.For example, for wet coating with slot nozzles, doctor blades, etc. that depending on the amount of pressure preparation per surface of the substrate to be applied, the type of coating (e.g. slot nozzle, squeegee, etc.), the Substrate conveying speed, the composition of the coating preparation and other operating parameters (e.g. slot width, temperature, etc.) must be selected. Depending on the composition of the preparation their viscosity and thus the preferred type of wet coating and their Operating parameters. The preparation is used, for example, as a paste or solution or dispersion used. Static pressures in front of the nozzle or differential pressures The nozzle is between 0.01 bar and 10 bar. It will make you tion thicknesses from 1 µm to 300 µm, preferably from 5 µm to 100 µm. As Slot nozzles according to the invention are suitable nozzles that have a width in the range of 0.1 up to 5 m and have a slot width in the range of 10 to 1000 mm. The substrate becomes wet coating either in the horizontal direction (above or below the Nozzle) or in the vertical direction (ascending or descending) at the slot nozzle passed by. If the substrate is conditioned on both sides, the Applying the covering accordingly by carrying out the substrate  between two slot nozzles or by an immersion bath with suitable wipers respectively. Alternatively, the substrate can be coated by using a squeegee is led past. The width of the doctor blade is preferably in the range from 0.1 to 5 m with a slot width in the range of 5 to 500 mm. The substrate conveying speed is between 0.5 mm / s to 10 m / s, preferably 5 mm / s to 1 m / s.

So gilt beispielsweise für den Druckvorgang, daß in Abhängigkeit von der Menge Druckzubereitung, die pro Fläche des Substrats aufgebracht werden soll, die Druckart, die Substratfördergeschwindigkeit, die Zusammensetzung der Druckzubereitung sowie weitere Betriebsparameter (z. B. Temperatur, Anpreßdruck, Anpreßzeit usw.) ausgewählt werden müssen. Von der Zusammensetzung der Druckzubereitung hängen deren Viskosität und damit die bevorzugte Druckart und ihre Betriebsparameter ab. Die Druckzubereitung wird zum Beispiel als Paste oder Lösung oder Dispersion eingesetzt. Eine solche Zubereitung wird zum Beispiel durch Drucktechniken wie Hoch-, Flach,- Tief- oder Siebdruck aufgetragen.For example, the printing process depends on the quantity Printing preparation to be applied per surface of the substrate, the type of printing, the substrate conveying speed, the composition of the print preparation and other operating parameters (e.g. temperature, contact pressure, contact time, etc.) must be selected. Depend on the composition of the print preparation their viscosity and thus the preferred type of printing and their operating parameters. The Print preparation is used, for example, as a paste or solution or dispersion. Such a preparation is, for example, by printing techniques such as high, flat, Gravure or screen printing applied.

Die Druckzubereitung kann z. B. mit Hilfe von Walzen örtlich unselektiv auf das Substrat übertragen werden. Die Druckzubereitung kann u. a. mit Hilfe einer Druckform örtlich selektiv auf das Substrat übertragen werden. Die Druckzubereitung wird von der Druckform auf das Substrat übertragen evtl. unter Verwendung einer zwischen­ geschalteten elastischen Walze oder Fläche. Bevorzugt sind Rotationsdrucktechniken, die eine kontinuierliche Bedruckung mit endlichen Belagflächen erlauben. Die Substratfördergeschwindigkeit beträgt bis zu 10 m/s, bevorzugt bis zu 0,5 m/s.The print preparation can e.g. B. with the help of rollers locally unselective on the substrate be transmitted. The print preparation can u. a. with the help of a printing form locally be selectively transferred to the substrate. The preparation of pressure is by the Transfer printing form to the substrate possibly using an intermediate switched elastic roller or surface. Rotary printing techniques are preferred, which allow continuous printing with finite covering surfaces. The Substrate conveying speed is up to 10 m / s, preferably up to 0.5 m / s.

Die Druckzubereitung kann mit Hilfe von Einfärbewalzen auf erhaben liegende Flächen einer Druckform aufgetragen werden (Hochdruck). Die Druckform kann aus Metall (z. B. Edelstahl) oder Kunststoffen (z. B. Nyloprint, Fa. BASF; Dycril, Fa. DuPont) bestehen. Ebenso kann die Druckzubereitung kann mit Hilfe von Einfärbewalzen auf benetzbare Flächen einer Druckform aufgetragen werden (Flachdruck). Die Druckform kann aus Metall oder Kunststoffen bestehen.The printing preparation can be done with the help of inking rollers on raised surfaces a printing form (high pressure). The printing form can be made of metal (e.g. Stainless steel) or plastics (e.g. Nyloprint, from BASF; Dycril, from DuPont). Likewise, the print preparation can be wetted with the help of inking rollers Surfaces of a printing form are applied (planographic printing). The printing form can be made Metal or plastics exist.

Ferner ist es möglich, daß die Druckzubereitung mit Hilfe von Walzen und Rakeln in Vertiefungen einer Druckform eingetragen wird (Tiefdruck). Auch hier kann die Druckform aus Metall bestehen und Vertiefungen von 3 bis 60 nm in einer Dichte von 40 bis 80 cm-2 aufweisen.It is also possible for the printing preparation to be introduced into the depressions of a printing form with the aid of rollers and doctor blades (gravure printing). Here, too, the printing form can consist of metal and have depressions of 3 to 60 nm in a density of 40 to 80 cm -2 .

Weitere Alternativen sind z. B., daß die Druckzubereitung mit Hilfe von Walzen auf eine Druckform aufgetragen wird (Siebdruck). Die Druckform kann aus Seide-, Kunstfaser- oder Metalldrahtgewebe bestehen, wobei nichtdruckende Teile abgedeckt sind. Other alternatives are e.g. B. that the pressure preparation with the help of rollers on a Printing form is applied (screen printing). The printing form can be made of silk, synthetic fiber or metal wire mesh, covering non-printing parts.  

Katalytisch aktives Material kann u. U. als Metall aufgebracht werden, wobei die Metallisierung auftrockenen, physikalischen Wegen erfolgt. Man kann im Vakuum bei einem Druck von ca. 10-5-10-3-1 mbar Metall auf ein Substrat aufdampfen. Dabei wird feinst verteiltes Metall durch eine Hochspannungsentladung von einer Kathode oder durch ein Plasma von einer geeigneten Quelle generiert und auf dem Substrat kondensiert.Catalytically active material can U. can be applied as metal, the metallization taking place on dry, physical paths. Metal can be evaporated onto a substrate in vacuo at a pressure of approx. 10 -5 -10 -3 -1 mbar. Finely distributed metal is generated by a high voltage discharge from a cathode or by a plasma from a suitable source and condensed on the substrate.

Ferner kann katalytisch aktives Material kann als Metall aufgebracht werden, wobei die Metallisierung über nasse, chemische Verfahren erfolgt. Diese können u. a. Fällungen und Reduktionen beinhalten. Als Reduktionsmittel kommen u. a. Formaldehyd, Glyoxal, Hydrazin, Natriumhypophosphit, Diethylaminoboran in Frage.Furthermore, catalytically active material can be applied as metal, the Metallization takes place via wet, chemical processes. These can a. Precipitations and include reductions. As a reducing agent u. a. Formaldehyde, glyoxal, Hydrazine, sodium hypophosphite, diethylaminoborane in question.

Eine zusätzliche Möglichkeit besteht in der Aufbringung des katalytisch aktiven Material als Niederschlag, welcher die Metalle in Form von Verbindungen, Salzen, Säuren, Basen, Komplexen enthält.An additional possibility is the application of the catalytically active material as a precipitate, which the metals in the form of compounds, salts, acids, Contains bases, complexes.

Ebenso kann das katalytisch aktive Material in Mischungen mit ionenleitenden und/oder mit elektronenleitenden Materialien oder Kombinationen mit beiden aufgebracht werden (Inktechniken).Likewise, the catalytically active material in mixtures with ion-conducting and / or with electron-conducting materials or combinations with both be applied (inktechnics).

Bei der kontinuierlichen Herstellung von Materialverbunden ist unter anderem das Verfahren, wie Belag und Substrat miteinander verbunden werden, qualitäts­ bestimmend. Das Verbinden geschieht gegebenenfalls durch Laminieren oder durch Pressen und/oder durch Kleben.In the continuous production of composite materials, this is among other things Processes of how covering and substrate are connected, quality determining. The connection may be done by lamination or by Pressing and / or by gluing.

Beim Laminieren werden Substrat und Belag in einer Anordnung von Rollen und Walzen miteinander verbunden. Besonders geeignet sind parallelisierte Walzenpaare mit einstellbarem Abstand. Das Laminieren erfolgt bei geeigneten Drucken, vorzugs­ weise im Bereich von 10⁷ bis 10¹² Pa, insbesondere 10⁸ bis 10¹⁰ Pa und bei geeigneten Temperaturen, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 300°C, insbesondere 25 bis 200°C. Dabei ist zu beachten, daß der Anpreßdruck bei der Verwendung von Walzen oft stark von dem Walzenmaterial und -durchmesser abhängig ist. Der Durchmesser der erfindungsgemäß verwendeten Walzen liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 m.When laminating, the substrate and covering are arranged in an arrangement of rolls and Rolls connected together. Parallelized pairs of rollers are particularly suitable with adjustable distance. The lamination is done with suitable prints, preferably as in the range of 10⁷ to 10¹² Pa, in particular 10⁸ to 10¹⁰ Pa and suitable temperatures, preferably in the range from 5 to 300 ° C., in particular 25 to 200 ° C. It should be noted that the contact pressure when using Rolls is often heavily dependent on the roll material and diameter. Of the The diameter of the rolls used according to the invention is preferably in the range from 0.1 to 2 m.

Beim Pressen werden Substrat und Belag in einer Anordnung von Druckgeber und parallelisiertem Gegenstück miteinander verbunden. Pressen können diskontinuierlich oder kontinuierlich beschickt und entleert werden; im Gegensatz zum Laminieren findet während des eigentlichen Preßvorgangs findet kein Transport von Substrat und Belag statt. Das Pressen erfolgt bei geeigneten Drucken, vorzugsweise im Bereich von 10⁷ bis 10¹² Pa, insbesondere 10⁸ bis 10¹⁰ Pa und bei geeigneten Temperaturen, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 300°C, insbesondere 25 bis 200°C.When pressing, the substrate and coating are arranged in an arrangement of pressure transducer and parallelized counterpart connected together. Presses can be discontinuous  or fed and emptied continuously; as opposed to laminating during the actual pressing process there is no transport of substrate and covering instead of. The pressing is carried out with suitable prints, preferably in the range of 10⁷ up to 10¹² Pa, in particular 10⁸ to 10¹⁰ Pa and at suitable temperatures, preferably in the range from 5 to 300 ° C, in particular 25 to 200 ° C.

Beim Laminieren wie beim Pressen können Substrat und/oder Belag durch geeignete Konditionierungsschritte Lösungsmittel oder Quellungsmittel enthalten und dadurch teilweise plastifiziert sein. Ebenfalls können beim Laminieren oder Pressen Klebemittel zwischen Substrat und Belag eingebracht sein.In lamination as in pressing, the substrate and / or covering can be suitably Conditioning steps contain solvents or swelling agents and thereby be partially plasticized. Adhesives can also be used when laminating or pressing be placed between the substrate and the covering.

Klebemittel führen dazu, daß Körper durch Adhäsion und Kohäsion miteinander verbunden werden. Fluide Klebemittel können durch verschiedene Techniken in Kontakt mit dem Substrat gebracht werden: Tauchen, Bedampfen, Naßbeschichten, Drucken. In Abhängigkeit von der Menge Klebemittel, die pro Fläche des Substrats aufgebracht werden soll, müssen die Auftrageart, die Substratfördergeschwindigkeit, die Zusammensetzung des Klebemittels und Betriebsparameter (Trocknungs­ temperatur, Trocknungszeit, Anpreßdruck, Anpreßzeit usw.) gewählt werden. Die Klebezubereitung wird zum Beispiel als Paste oder Lösung oder Dispersion eingesetzt. Die bevorzugte Auftragetechnik hängt u. a. von der Viskosität der Zubereitung ab. Für relativ niederviskose Klebemittel sind Sprühtechniken geeignete Auftragsverfahren.Adhesives cause bodies to stick together through adhesion and cohesion get connected. Fluid adhesives can be made by various techniques in Brought into contact with the substrate: dipping, vapor deposition, wet coating, To press. Depending on the amount of adhesive per surface area of the substrate the type of application, the substrate conveying speed, the composition of the adhesive and operating parameters (drying temperature, drying time, contact pressure, contact time etc.) can be selected. The Adhesive preparation is used, for example, as a paste or solution or dispersion. The preferred application technique depends. a. on the viscosity of the preparation. For Relatively low-viscosity adhesives are suitable application methods for spraying techniques.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Material­ verbunden weist eine Reihe von Vorteilen auf: der wirtschaftliche Vorteil des beanspruchten Verfahrens spiegelt sich insbesondere in den niedrigen Fertigungs­ kosten wider, wobei der technische Vorteil auf der anderen Seite besonders in der gleichmäßigen Fertigungsqualität der erhaltenen Materialverbunde zu sehen ist.The process according to the invention for the continuous production of material combined has a number of advantages: the economic advantage of claimed process is particularly reflected in the low manufacturing cost reflected, the technical advantage on the other hand especially in the uniform manufacturing quality of the material combinations obtained can be seen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Materialverbunde eigen sich aufgrund ihrer hohen Fertigungsqualität insbesondere für den Einsatz in elektrochemischen Zellen, vorzugsweise in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren. Ebenso ist die Verwendung der Verbunde in Elektrolytkondensatoren bevorzugt.The material composites produced according to the invention are suitable due to their high Manufacturing quality especially for use in electrochemical cells, preferably in fuel cells and electrolysers. The use of the Compounds preferred in electrolytic capacitors.

Claims (41)

1. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde mit gleichmäßiger
Fertigungsqualität enthaltend
  • a. mindestens eine Schicht die ionenleitendes und/oder elektronenleitendes Material enthält,
  • b. mindestens eine Schicht die eines oder mehrere weitere Funktionsmaterialien enthält welche sich in innigem Kontakt zu einer elektronenleitenden
1. Continuously manufactured material composites with even
Containing manufacturing quality
  • a. at least one layer containing ion-conducting and / or electron-conducting material,
  • b. at least one layer containing one or more other functional materials which are in intimate contact with an electron-conducting
und/oder
ionenleitenden Schicht befinden,
wobei die relative Schwankungsbreite mindestens einer Verbundeigenschaft Δx/x, ausgewählt aus der Gruppe: Dicke des Materialverbundes, Gleichstromleitfähigkeit, Wechselstromkapazität und Oberflächenrauhigkeit, < 25% ist.
and or
ion-conducting layer,
the relative fluctuation range of at least one composite property Δx / x, selected from the group: thickness of the composite material, direct current conductivity, alternating current capacity and surface roughness, is <25%.
2. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese, gegebenenfalls nach Überführung in eine Membran- Elektroden-Einheit, in einer Brennstoffzelle am Leistungsmaximum eine Schwan­ kungsbreite der elektrischen Leistung ΔP₀ aufweisen, die klein ist gegenüber der elektrischen Leistung P₀ und bevorzugt ΔP₀/P₀ < 25% ist.2. Continuously produced composite materials according to claim 1, characterized records that this, if necessary after transfer into a membrane Electrode unit, a swan in a fuel cell at maximum power kungsbreite the electrical power ΔP₀ have, which is small compared to the electrical power P₀ and preferably ΔP₀ / P₀ <25%. 3. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 1 und/oder 2 enthaltend
  • a. mindestens eine mittig angeordnete gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, und mindestens zwei gasdurchlässige Schichten, die elektronenleitende Materialien enthalten, und
  • b. mindestens zwei Schichten die als weitere Funktionsmaterialien katalytisch aktive Materialien enthalten, welche sich in innigem Kontakt sowohl zu einer elektronenleitenden Schicht als auch zu einer ionenleitenden Schicht befinden.
3. Continuously produced composite materials according to claim 1 and / or 2 containing
  • a. at least one centrally arranged gas-tight layer which contains ion-conducting material and at least two gas-permeable layers which contain electron-conducting materials, and
  • b. at least two layers which contain, as further functional materials, catalytically active materials which are in intimate contact both with an electron-conducting layer and with an ion-conducting layer.
4. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 1 enthaltend
  • a. eine gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, und eine gasdurchlässige Schicht, die elektronenleitendes Material enthält, und
  • b. eine Schicht, die als weiteres Funktionsmaterial katalytisch aktives Material enthält, welches sich in innigem Kontakt zu einer elektronenleitenden und/oder ionenleitenden Schicht befindet.
4. Continuously produced composite materials according to claim 1 containing
  • a. a gas-tight layer which contains ion-conducting material and a gas-permeable layer which contains electron-conducting material, and
  • b. a layer which contains, as a further functional material, catalytically active material which is in intimate contact with an electron-conducting and / or ion-conducting layer.
5. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 1 enthaltend
  • a. eine mittig angeordnete gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, und
  • b. zwei Schichten, die katalytisch aktive Materialien enthalten und sich beide in innigem Kontakt mit ionenleitendem Material befinden.
5. Continuously produced composite materials according to claim 1 containing
  • a. a centrally arranged gas-tight layer which contains ion-conducting material, and
  • b. two layers that contain catalytically active materials and both are in intimate contact with ion-conducting material.
6. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 1 enthaltend
  • a. eine gasdichte Schicht, die ionenleitendes Material enthält, und
  • b. eine Schicht, die katalytisch aktives Material enthält.
6. Continuously produced composite materials according to claim 1 containing
  • a. a gas-tight layer containing ion-conducting material, and
  • b. a layer that contains catalytically active material.
7. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 1 enthaltend
  • a. eine gasdurchlässige Schicht, die elektronenleitendes Material enthält, und
  • b. eine Schicht, die katalytisch aktives Material enthält.
7. Continuously produced composite materials according to claim 1 containing
  • a. a gas-permeable layer containing electron-conducting material, and
  • b. a layer that contains catalytically active material.
8. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte, ionenleiten­ de Schicht ein Polymer mit dissozierbaren Gruppen enthält.8. Continuously manufactured composite materials according to at least one of the Claims 1 to 6, characterized in that the gas-tight, ion conducting de layer contains a polymer with dissociable groups. 9. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte, ionenleitende Schicht ein Polymer aus der Gruppe der sulfonierten Polyarylene enthält.9. Continuously produced composite materials according to claim 8 thereby characterized in that the gas-tight, ion-conducting layer of a polymer contains the group of sulfonated polyarylenes. 10. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte, ionenleitende Schicht ein Polymer mit einer Polyetherketon-, Polyethersulfon- oder Polyphenylensulfid-Hauptkette enthält.10. Continuously produced composite materials according to claim 8, characterized characterized in that the gas-tight, ion-conducting layer with a polymer a polyether ketone, polyether sulfone or polyphenylene sulfide main chain contains. 11. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach mindestens einem der Ansprüche 3, 4 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß die elektronenleitende Schicht Metalle oder Kohlenstoff in leitfähiger Modifikation oder Mischungen hieraus enthält. 11. Continuously manufactured composite materials according to at least one of the Claims 3, 4 or 7, characterized in that the electron-conducting Layer of metals or carbon in conductive modification or mixtures contains from this.   12. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdurchlässige, elektronenleitende Schicht Papiere, Fasern, Vliese, Gewebe, Pulver, Granulate, Filze oder Sinterplatten aus Metall, insbesondere Edelstahl Nickel, Titan, oder aus Kohlenstoff in leitfähiger Modifikation, insbesondere Graphit, Aktivkohle, Ruß, oder Mischungen hieraus enthält.12. Continuously produced composite materials according to claim 11, characterized characterized in that the gas-permeable, electron-conducting layer Papers, fibers, nonwovens, fabrics, powders, granules, felts or sintered plates Made of metal, especially stainless steel, nickel, titanium, or carbon in conductive modification, in particular graphite, activated carbon, carbon black, or Contains mixtures thereof. 13. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material mindestens ein Element der 1., 2. oder 8. Nebengruppe des Periodensystems, insbesondere Pt, oder Verbindungen eines solchen Elementes enthält.13. Continuously produced composite materials according to at least one of the Claims 3 to 7, characterized in that the catalytically active Material at least one element of the 1st, 2nd or 8th subgroup of the Periodic table, in particular Pt, or compounds of such Contains element. 14. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material mindestens einen geträgerten Katalysator und ionenleitendes Material enthält.14. Continuously produced composite materials according to at least one of the Claims 3 to 7, characterized in that the catalytically active Material at least one supported catalyst and ion-conducting Contains material. 15. Kontinuierlich hergestellte Materialverbunde nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material einen geträgerten Katalysator enthält, dessen Träger ionenleitendes Material enthält.15. Continuously produced composite materials according to at least one of the Claims 3 to 7, characterized in that the catalytically active Material contains a supported catalyst, the support of which is ion-conducting Contains material. 16. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Materialverbunden mit gleichbleibender Fertigungsqualität, wobei mindestens ein flächiges Gebilde, das ionenleitendes oder elektronenleitendes Material enthält, kontinuierlich geführt und mit mindestens einem weiteren Gebilde oder Material kontaktiert und verbunden wird, das ein weiteres Funktionsmaterial enthält.16. Process for the continuous production of material composites with constant manufacturing quality, with at least one flat structure, which contains ion-conducting or electron-conducting material, continuously performed and contacted with at least one other structure or material and is connected, which contains another functional material. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Schwankungsbreite der Verbundeigenschaften Δx/x, ausgewählt aus der Gruppe: Dicke des Materialverbundes, Gleichstromleitfähigkeit, Wechsel­ stromkapazität und Oberflächenrauhigkeit, in den erhaltenen Material­ verbunden < 25% ist. 17. The method according to claim 16, characterized in that the relative Fluctuation range of the compound properties Δx / x, selected from the Group: thickness of the composite material, direct current conductivity, alternation current capacity and surface roughness in the material obtained connected <25%.   18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Materialverbunde, gegebenenfalls nach Überführung in eine Membran- Elektroden-Einheit, in einer Brennstoffzelle am Leistungsmaximum eine Schwankungsbreite der elektrischen Leistung ΔP₀ aufweisen, die klein ist gegenüber der elektrischen Leistung P₀ und bevorzugt ΔP₀/P₀ < 25% ist.18. The method according to claim 16, characterized in that the obtained Composites, if necessary after transfer into a membrane Electrode unit, in a fuel cell at the maximum power Have fluctuation range of electrical power ΔP₀, which is small compared to the electrical power P₀ and preferably ΔP₀ / P₀ <25%. 19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Funktionsmaterial ein elektronen- oder ionenleitendes und/oder katalytisch aktives Material ist.19. The method according to claim 16, characterized in that the further Functional material is an electron or ion conducting and / or catalytic is active material. 20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige, kontinuierlich geführte Gebilde ionenleitendes Material enthält.20. The method according to claim 16, characterized in that the flat, continuously guided structures contains ion-conducting material. 21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige, kontinuierlich geführte Gebilde elektronenleitendes Material enthält.21. The method according to claim 16, characterized in that the flat, continuously guided structures contains electron-conducting material. 22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Materialverbund nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4 bis 7 als flächiges Gebilde verwendet wird.22. The method according to claim 16, characterized in that at least one Composite material according to claims 1, 2 or 4 to 7 as a flat Structure is used. 23. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei flächige ausgedehnte Gebilde kontinuierlich gefördert und miteinander verbunden werden.23. The method according to claim 16, characterized in that two planar extensive structures continuously promoted and connected will. 24. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß drei flächige ausgedehnte Gebilde kontinuierlich gefördert und miteinander verbunden werden.24. The method according to claim 16, characterized in that three planar extensive structures continuously promoted and connected will. 25. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Materialverbunde nach den Ansprüchen 4 und/oder 7 als flächige Gebilde verwendet werden.25. The method according to at least one of claims 23 or 24, characterized characterized in that two material composites according to claims 4 and / or 7 can be used as flat structures. 26. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüchen 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Materialverbunde nach den Ansprüchen 4 und/oder 7 unter mittiger Einbringungen eines gasdichten flächigen Gebildes, das ionenleitendes Material enthält, zu einem Verbund vereinigt werden.26. The method according to at least one of claims 24 or 25, characterized characterized in that two material composites according to claims 4 and / or 7 with the central introduction of a gas-tight flat Formed, which contains ion-conducting material, combined into a composite  will. 27. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüchen 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Materialverbunde nach den Ansprüchen 4 und/oder 7 unter mittiger Einbringungen eines Materialverbundes nach Anspruch 5, zu einem Verbund vereinigt werden.27. The method according to at least one of claims 24 or 25, characterized characterized in that two material composites according to claims 4 and / or 7 with the central introduction of a composite material Claim 5, to be combined into a network. 28. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein flächiges, kontinuierlich geführtes Gebilde durch Naßbeschichtung, Besprühen oder Bedrucken mit einem Fluid kontaktiert wird, das ein weiteres Funktionsmaterial enthält.28. The method according to claim 16, characterized in that at least one flat, continuously guided structure by wet coating, Spraying or printing is contacted with a fluid that is another Contains functional material. 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschich­ tung Lösungen oder Dispersionen, die eines oder mehrere katalytisch aktive Materialien enthalten, verwendet werden.29. The method according to claim 28, characterized in that for coating tion solutions or dispersions containing one or more catalytically active Contain materials used. 30. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei flächige Gebilde durch Laminieren und/oder unter Verwendung eines Klebemittels zu einem Verbund vereinigt werden.30. The method according to claim 16, characterized in that at least two flat structures by laminating and / or using a Adhesive can be combined into a composite. 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel, ionenleitendes und/oder katalytisch aktives Material enthält.31. The method according to claim 30, characterized in that the adhesive, contains ion-conducting and / or catalytically active material. 32. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein flächiges Gebilde, das ionenleitendes Material enthält, einseitig oder beidseitig mit einer Zubereitung kontaktiert und verbunden wird, die katalytisch aktives Material enthält.32. The method according to claim 16, characterized in that a flat A structure containing ion-conducting material on one or both sides a preparation is contacted and connected, the catalytically active Contains material. 33. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein flächiges Gebilde, das elektronenleitendes Material enthält, durch Sputtern, Chemical Vapour Deposition, Physical Vapour Deposition oder Plasmaabscheidung mit einem weiteren Funktionsmaterial kontaktiert wird.33. The method according to claim 16, characterized in that a flat Structure containing electron-conducting material by sputtering, Chemical Vapor deposition, physical vapor deposition or plasma deposition with another functional material is contacted. 34. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein flächiges Gebilde, das elektronenleitendes Material enthält, mit einer Paste, Lösung, Dispersion oder einem Aerosol, enthaltend katalytisch aktives Material, kontaktiert und verbunden wird. 34. The method according to claim 16, characterized in that a flat Structure containing electron-conducting material with a paste, solution, Dispersion or an aerosol containing catalytically active material, is contacted and connected.   35. Verfahren nach Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, daß das elek­ tronenleitende Material Kohlenstoff in leitfähiger Modifikation enthält.35. The method according to claim 34, characterized in that the elec tron-conducting material contains carbon in a conductive modification. 36. Verfahren nach Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, daß das elek­ tronenleitende Material Metall, vorzugsweise Edelstahl, Nickel, Titan, enthält.36. The method according to claim 34, characterized in that the elec tron-conducting material contains metal, preferably stainless steel, nickel, titanium. 37. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Gebilde mit einer Paste, einer Lösung, einer Dispersion oder einem Aerosol, enthaltend katalytisch aktives Material und/oder ionenleitendes Material, naßbeschichtet wird.37. The method according to at least one of claims 34 to 36, characterized characterized in that the flat structure with a paste, a solution, a dispersion or an aerosol containing catalytically active material and / or ion-conducting material is wet-coated. 38. Materialverbunde erhältlich nach einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 37.38. Material composites obtainable by a process according to at least one of claims 16 to 37. 39. Verwendung von Materialverbunden gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 und 38 in elektrochemischen Zellen, insbesondere in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren.39. Use of composite materials according to at least one of the Claims 1 to 15 and 38 in electrochemical cells, in particular in Fuel cells and electrolysers. 40. Verwendung von Materialverbunden gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 und 38 in Elektrolytkondensatoren.40. Use of composite materials according to at least one of the Claims 1 to 15 and 38 in electrolytic capacitors.
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