DE4419383A1

DE4419383A1 - Process for the production of catalytically active gas diffusion electrodes for electrochemical cells

Info

Publication number: DE4419383A1
Application number: DE4419383A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl Phys Dr Braden; Martina Gojowczik; Karl-Heinz Dipl Chem Pettinger
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Compur Monitors Sensor Technology GmbH
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: DE59408027D1; DE4419383C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung katalytisch wirksamer Gasdiffusionselektroden für elektrochemische Zellen, bei dem eine hydrophobe, gasdurchlässige Membran mit einem Katalysator in feinverteilter Form beschichtet wird.The invention relates to a method for producing catalytically effective gas diffusion electrodes for electrochemical cells, in which a hydrophobic, gas permeable membrane with a catalyst in finely divided form is coated.

Die Membran bildet dabei eine Diffusionsbarriere, die in feinverteilter Form einen elektrisch leitenden Katalysator enthält. Bei elektrochemischen Gassensoren für den Umwelt- und Arbeitsschutz werden katalysatorbeschichtete Gasdiffusionsmembranen zur quantitativen elektrochemischen Umsetzung und damit zur Messung von Gasspuren im ppm- und ppb-Bereich in großen Stückzahlen eingesetzt. Die Sensorspezifikationen (Empfindlichkeit, Temperaturabhängigkeit, Alterungsbeständigkeit etc.) und vor allem die Exemplarstreuung werden maßgebend durch die Homogenität, die Haftfähigkeit und die Reinheit der aufgetragenen Katalysatorbeschichtung bestimmt. The membrane forms a diffusion barrier that is finely divided Form contains an electrically conductive catalyst. At electrochemical gas sensors for environmental and occupational safety catalyst-coated gas diffusion membranes for quantitative electrochemical conversion and thus for measuring gas traces in ppm and ppb range used in large quantities. The Sensor specifications (sensitivity, temperature dependence, Resistance to aging etc.) and especially the specimen scatter decisive due to the homogeneity, the adherence and the purity of the applied catalyst coating determined.

Eine große effektive Katalysatorfläche ist im Hinblick auf eine große Stromausbeute der Gasdiffusionselektrode ebenfalls von großer Bedeutung. Die verwendeten Membranen (typischerweise PTFE-Membranen) müssen eine Gasdiffusion von außen zur katalysatorbeschichteten Innenseite zulassen, d. h. gasdurchlässig sein. Außerdem muß die Membran hydrophob sein, um eine Überflutung durch den Elektrolyt der Zelle zu verhindern. Die Hydrophobie der Katalysatorschicht läßt sich durch den Zusatz von Teflon oder anderen hydrophoben Materialien bei der Beschichtung mit dem Katalysatormaterial erreichen.A large effective catalyst area is large Current efficiency of the gas diffusion electrode also of great Meaning. The membranes used (typically PTFE membranes) need a gas diffusion from the outside to the catalyst-coated Allow inside, d. H. be gas permeable. In addition, the membrane be hydrophobic to prevent flooding by the cell's electrolyte prevent. The hydrophobicity of the catalyst layer can be determined by the Addition of Teflon or other hydrophobic materials to the Reach coating with the catalyst material.

Eine ausreichend große effektive Oberfläche zur Erzielung einer guten Stromausbeute in der elektrochemischen Meßzelle wird dadurch erreicht, daß der Katalysator in feinverteilter Form als Pulver oder im Falle von Platin als Platin-Mohr auf die Membran aufgebracht wird. Feines Metallpulver oder Platin-Mohr ist aufgrund der Kapillarwirkung stark hydrophil und bildet zusammen mit einer Dispersion eines hydrophoben Materials, z. B. einer Teflon-Dispersion, eine thixotrope Mischung mit instabilen Viskositäten, die obendrein zur Koagulation neigt. Solche Mischungen werden nach dem Stand der Technik auf die Membran aufgebracht und durch Trocknen, thermisches Tempern und mechanisches Pressen stabilisiert (siehe z. B. DE 12 68 118 und L.W. Niederach, H.R. Alford, J. elektrochem. Soc. (1965), S. 117). Bei diesen Verfahren läßt aber die Reproduzierbarkeit der Schichtdicke und die Homogenität der Beschichtung, für die ein reproduzierbares elektrochemisches Verhalten der fertigen Gasdiffusionselektrode Voraussetzung sind, zu wünschen übrig. Ferner ist eine gezielte strukturierte Beschichtung von Membranfeldern nur mit erheblichen Schwierigkeiten zu realisieren und führt zu einer zusätzlichen Verschlechterung der Reproduzierbarkeit. A sufficiently large effective surface to achieve a good one Current efficiency in the electrochemical measuring cell is achieved that the catalyst in finely divided form as a powder or in the case of Platinum as platinum black is applied to the membrane. Fine Metal powder or platinum black is strong due to the capillary action hydrophilic and forms a hydrophobic together with a dispersion Materials, e.g. B. a Teflon dispersion, a thixotropic mixture with unstable viscosities, which also tends to coagulate. Such Mixtures are applied to the membrane according to the prior art applied and by drying, thermal annealing and mechanical Presses stabilized (see e.g. DE 12 68 118 and L.W. Niederach, H.R. Alford, J. Electrochem. Soc. (1965), p. 117). With these procedures lets but the reproducibility of the layer thickness and the homogeneity of the Coating for which a reproducible electrochemical behavior of the finished gas diffusion electrode are required left. Furthermore, a targeted structured coating of Realizing membrane fields only with considerable difficulty and leads to an additional deterioration in reproducibility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung katalytisch wirksamer Gasdiffusionselektroden für elektrochemische Zellen zu entwickeln, welche eine hohe Reproduzierbarkeit der Einzelelektroden und eine sehr gute Homogenität der Katalysatorbeschichtung gewährleisten. Außerdem sollen die Verfahren leicht zu automatisieren und auch zur Herstellung komplizierter strukturierter Elektrodengeometrien oder Miniaturelektroden geeignet sein.The invention has for its object methods of manufacture Catalytically active gas diffusion electrodes for electrochemical To develop cells that are highly reproducible Single electrodes and a very good homogeneity of the Ensure catalyst coating. In addition, the procedure easy to automate and more complicated to manufacture structured electrode geometries or miniature electrodes his.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch verschiedene Verfahren gelöst. In einem ersten Verfahren wird eine Strukturierungsmaske mit Aussparungen auf die hydrophobe, gasdurchlässige Membran aufgebracht und der Katalysator in Pulverform mit einer Teflondispersion und einem Polyethergel zu einer Paste dispergiert, die mit Hilfe einer Dosiervorrichtung in die Aussparungen der Strukturierungsmaske aufgetragen wird. Vorteilhafterweise wird danach die auf die Membran aufgebrachte, die Katalysatorpaste enthaltende Strukturierungsmaske mit einer Folie abgedeckt und der gesamte Schichtverbund mit einem Druck von 1 bar bis 20 bar gepreßt. Anschließend wird das Polyethergel vorzugsweise durch Spülen und Trocknen vollständig aus der Katalysatorschicht entfernt. Gemäß einer Abwandlung der Erfindung können ferner durch die Strukturierungsmaske den Aussparungen zugeordnete Membranfelder abgegrenzt werden. Eine weitere erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art auch wiederum der Katalysator in Pulverform mit einer Teflondispersion und einem Polyethergel zu einer Paste dispergiert wird, daß die Strukturierungsmaske mit Aussparungen in Form einer Druckschablone auf die Membran aufgelegt wird, und die Paste unter Anwendung eines Schablonendruckverfahrens entsprechend dem Lochmuster der Aussparungen der Druckschablone auf die Membran aufgebracht wird. According to the invention, the object is achieved by various methods. In A first method is a structuring mask with cutouts applied to the hydrophobic, gas permeable membrane and the Powdered catalyst with a teflon dispersion and a Dispersed polyether gel into a paste, which can be prepared using a Dosing device in the recesses of the structuring mask is applied. The membrane is then advantageously applied applied structuring mask containing the catalyst paste covered with a film and the entire layer composite with a pressure of 1 bar to 20 bar pressed. Then the polyether gel preferably by rinsing and drying completely from the Removed catalyst layer. According to a modification of the invention can also assigned to the cutouts by the structuring mask Membrane fields are delimited. Another solution according to the invention is that in a method of the generic type also again the catalyst in powder form with a teflon dispersion and a polyether gel is dispersed into a paste that the Structuring mask with cutouts in the form of a printing template the membrane is placed, and the paste is applied using a Stencil printing process according to the hole pattern of the recesses the printing template is applied to the membrane.

Eine weitere erfindungsgemäße Verfahrensweise besteht darin, daß bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art der Katalysator auch wiederum in Pulverform mit einer Teflondispersion und einem Polyethergel zu einer Paste dispergiert wird und daß unstrukturierte Schichten im Filmziehverfahren auf die Membran aufgebracht werden. Im Falle der Anwendung des Schablonendruckverfahrens weist die Schablone in vorteilhafter Ausgestaltung eine Dicke von 50 bis 700 µm auf. Wahlweise können für alle Verfahren als Katalysatormaterial entweder Goldpulver, Silberpulver, Platin-Mohr oder Ruthenium-Mohr verwendet werden. Mit der Erfindung bzw. den Erfindungen werden folgende Vorteile erzielt:Another procedure according to the invention is that at a method of the generic type, the catalyst also in turn Powder form with a teflon dispersion and a polyether gel into one Paste is dispersed and that unstructured layers in the Film pulling process can be applied to the membrane. In case of Using the stencil printing process shows the stencil in advantageous embodiment has a thickness of 50 to 700 microns. Optional For all processes, either gold powder, Silver powder, platinum black or ruthenium black can be used. The following advantages are achieved with the invention or inventions:

- High reproducibility and low specimen spread at the Mass production of gas diffusion electrodes.
- Very good homogeneity, i.e. H. uniform layer thickness and Area thickness when applying the catalyst layer.
- In the case of application of the method according to claim 1 or 5 arises when taking into account the expensive No loss of catalyst material because the coating only on the desired positions in the cutouts of the structuring mask or the printing template.
- By adding the polyether gel, the flow properties the thixotropic catalyst-teflon dispersion stabilized so that high-precision dosing is possible and when pressing according to The method of claim 1 or according to the printing process or Film drawing method according to claims 5 and 6 a uniform Run and thus a homogeneous distribution of the catalyst mass he follows.
- The processes can also be automated with little effort that cost-effective production with high reproducibility is possible.
- In the case of the production of unstructured layers in the Film drawing processes can make the layers extremely thin be so in this way gas diffusion electrodes to be able to produce miniaturized form.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention with reference to drawings and Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen aus Strukturierungsmaske, Membran und Unterlage bestehenden Schichtverbund, Fig. 1 is a group consisting of mask structure, membrane and substrate layer composite,

Fig. 2 einen ähnlich wie in Fig. 1 aufgebauten Schichtverbund, bei dem einzelne Membranen durch die Strukturierungsmaske abgegrenzt sind, Fig. 2 is a demarcated similarly as in Fig. 1 constructed layer composite, in which individual membranes through the structuring mask,

Fig. 3a-3c Draufsichten von verschiedenen Strukturierungsmasken zur Massenfertigung von Gasdiffusionselektroden. FIGS. 3a-3c are plan views of different patterning masks for the mass production of gas diffusion electrodes.

Fig. 4 Herstellung nach Schablonendruckverfahren und Fig. 4 production by stencil printing and

Fig. 5 Herstellung nach Filmziehverfahren. Fig. 5 production by film drawing process.

In den Fig. 1 bis 3c wird eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Verfahren 1 bis 4 bzw. 1 bis 4 in Verbindung mit 8 bis 10 dargestellt. Die erfindungsgemäße Anwendung des Schablonendruckverfahrens gemäß Anspruch 5 ist in Fig. 4 dargestellt. Hinsichtlich eines Verfahrens gemäß Anspruch 6 wird ein Filmziehverfahren angewendet, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. In FIGS. 1 through 3c, an embodiment of the invention, the methods 1 to 4 or 1 to 4 in connection with Figure 8 is illustrated in accordance to 10. The inventive use of the stencil printing method according to claim 5 is shown in Fig. 4. With regard to a method according to claim 6, a film drawing method is used, as shown in FIG. 5.

Zu Fig. 1.With FIG. 1.

Die zu beschichtende Gasdiffusionsmembran, z. B. eine poröse PTFE-Membran 1 wird auf einer ebenen Unterlage, z. B. einer Gasplatte 2, aufgespannt und mit einer Strukturierungsmaske 3 aus PVC, Edelstahl, PTFE abgedeckt. Die Strukturierungsmaske 3 ist mit Aussparungen 4 versehen, deren Form und Größe mit den gewünschten Elektrodenflächen übereinstimmen. Durch die Dicke der Strukturierungsmaske 3, die üblicherweise in einem Bereich von 0,05 bis 0,7 mm liegt, wird die Dicke der Katalysatorschicht festgelegt. Das Katalysatormaterial (Zusammensetzung nachfolgend beschrieben) wird in Form einer Paste mit Hilfe einer handelsüblichen Mikrodosiervorrichtung in die Aussparungen 4 gebracht, in den Fig. 1 und 2 ist jeweils ein Tropfen 5 der in die Aussparungen 4 eindosierten Katalysatorpaste angedeutet.The gas diffusion membrane to be coated, e.g. B. a porous PTFE membrane 1 is on a flat surface, for. B. a gas plate 2 , stretched and covered with a structuring mask 3 made of PVC, stainless steel, PTFE. The structuring mask 3 is provided with cutouts 4 , the shape and size of which correspond to the desired electrode surfaces. The thickness of the structuring mask 3 , which is usually in a range from 0.05 to 0.7 mm, determines the thickness of the catalyst layer. The catalyst material (composition described below) is brought into the recesses 4 in the form of a paste with the aid of a commercially available microdosing device. A drop 5 of the catalyst paste metered into the recesses 4 is indicated in FIGS . 1 and 2.

Die Katalysatorpaste wird in der Weise hergestellt, daß das pulverförmige Katalysatormaterial, z. B. Platin-Mohr, mit einer handelsüblichen Teflon-Dispersion, z. B. Hostaflon TF 5032 der Firma Hoechst AG, zusammen mit einem Polyethergel vermischt und dispergiert wird. Polyether sind gut lösliche Polymere, die nicht thixotrope Gele bilden. Sie sind außerordentlich stabil gegen Säuren und Laugen. Die Wasserlöslichkeit nimmt mit steigender Temperatur ab, weil die Hydrophilie des Moleküls durch Aufspaltung der Wasserstoffbrücken-Bindungen verringert wird. Die Molmasse muß über 2000 g/mol liegen. Ein geeigneter Polyether ist z. B. Poly-(ethylenglykol)methylether (Handelsprodukt der Fa. Aldrich). Ein Ansatz für die Katalysatorpaste wird z. B. in der Weise hergestellt, daß zu einer aus 0,1 g Polyether, 0,4 ml Hostaflonlösung und 2,0 ml Wasser bestehenden Lösung 1,2 g Platin-Mohr zugegeben werden und die Mischung anschließend gut homogenisiert wird. The catalyst paste is produced in such a way that the powdered catalyst material, e.g. B. Platinum-Mohr, with a commercial Teflon dispersion, e.g. B. Hostaflon TF 5032 from the company Hoechst AG, mixed and dispersed together with a polyether gel becomes. Polyethers are highly soluble polymers that are not thixotropic gels form. They are extremely stable against acids and bases. The Water solubility decreases with increasing temperature because the Hydrophilicity of the molecule by splitting the Hydrogen bonds are reduced. The molecular weight must be above 2000 g / mol. A suitable polyether is e.g. B. Poly (ethylene glycol) methyl ether (commercial product from Aldrich). A Approach for the catalyst paste is e.g. B. manufactured in such a way that to one of 0.1 g polyether, 0.4 ml Hostaflon solution and 2.0 ml water existing solution 1.2 g of platinum carrot are added and the mixture is then homogenized well.

Durch den Zusatz des Polyethergels werden die Fließeigenschaften der thixotropen Katalysatorpaste im Hinblick auf eine unerwünschte Entmischung und Koagulation stabilisiert. Diese Katalysatorpaste wird dann - wie schon erwähnt - in ein oder mehreren Schritten exakt dosiert in die Aussparungen 4 der Strukturierungsmaske 3 gebracht. Das Aufbringen der Katalysatorpaste kann entweder gemäß Fig. 1 in der Weise erfolgen, daß das Katalysatormaterial auf die unter den Aussparungen 4 liegenden Membranfelder einer gemeinsamen, zusammenhängenden Membran 1 aufgetragen wird oder daß gemäß Fig. 2 einzelne, getrennte, durch die Strukturierungsmaske 3 fixierte Membranen 1 in einem gemeinsamen Arbeitsgang beschichtet werden. Die vorgefertigten Einzelmembranen 1 werden dazu in die Aussparungen 4 eingelegt und dort während der Beschichtung durch die Strukturierungsmaske 3 fixiert.By adding the polyether gel, the flow properties of the thixotropic catalyst paste are stabilized with regard to undesired segregation and coagulation. This catalyst paste is then - as already mentioned - brought into the recesses 4 of the structuring mask 3 in exactly one or more steps. The catalyst paste can either be applied in accordance with FIG. 1 in such a way that the catalyst material is applied to the membrane fields of a common, coherent membrane 1 lying under the recesses 4 or in accordance with FIG. 2 individual, separate membranes fixed by the structuring mask 3 1 can be coated in one step. For this purpose, the prefabricated individual membranes 1 are inserted into the cutouts 4 and fixed there by the structuring mask 3 during the coating.

Die Fig. 3a bis 3c zeigen verschiedene Strukturierungsmasken in Draufsicht. Gemäß Fig. 3a bestehen die Aussparungen 4 aus Kreisflächen und gemäß Fig. 3b und 3c aus sektorförmigen Flächen. Die sektorförmigen Flächen werden durch Unterteilung mittels der Stege 6 und 7 gebildet. Solche Maskenformen können für die Herstellung von Multielektrodensensoren verwendet werden. FIGS. 3a to 3c show different patterning masks in plan view. According to FIG. 3a, the recesses 4 consist of circular surfaces and according to FIGS . 3b and 3c from sector-shaped surfaces. The sector-shaped surfaces are formed by subdivision by means of the webs 6 and 7 . Such mask shapes can be used for the production of multi-electrode sensors.

Nach der Beschichtung der Membranfelder mit der Katalysatorpaste wird die Strukturierungsmaske (Fig. 1 und Fig. 2) mit einer Trennfolie (nicht gezeigt), z. B. einer 50 µm dicken Polyehtylenfolie, abgedeckt und der gesamte Schichtverbund mit einem Druck im Bereich von 1 bar bis 20 bar vorgepreßt. Dabei verläuft die Katalysatorpaste in den Aussparungen 4 und füllt sie gleichmäßig aus, so daß eine homogene Flächenverteilung auf den Membranfeldern erzielt wird. Anschließend kann die Strukturierungsmaske 3 entfernt werden. Die Katalysatorschicht wird dann bei Raumtemperatur einige Stunden getrocknet. After coating the membrane fields with the catalyst paste structuring mask (Fig. 1 and Fig. 2) (not shown) with a release film, z. B. a 50 micron thick polyethylene film, covered and the entire layer composite pre-pressed with a pressure in the range of 1 bar to 20 bar. The catalyst paste runs in the recesses 4 and fills them evenly, so that a homogeneous surface distribution is achieved on the membrane fields. The structuring mask 3 can then be removed. The catalyst layer is then dried at room temperature for a few hours.

Nach dem Trocknen erfolgt zweckmäßig eine erneute Pressung des Schichtverbundes bei Drücken von 5 bar bis 50 bar. Das in der Katalysatorschicht noch vorhandene Polyehtergel wird durch mehrmaliges Spülen in destilliertem Wasser oder einem anderen Lösungsmittel und anschließendes Trocknen vollständig aus der Katalysatorschicht entfernt. Abschließend wird der Schichtverbund entsprechend den Herstellerangaben für die Teflondispersion z. B. 90 Minuten lang bei Temperaturen von 275 Grad Celsius getempert und von der Unterlage 2 abgezogen. Die fertig beschichtete Membran kann dann ebenfalls durch ein letztes Pressen mit Drücken von 10 bar bis 50 bar noch weiter stabilisiert werden.After drying, the layer composite is expediently pressed again at pressures of 5 bar to 50 bar. The polymer gel still present in the catalyst layer is completely removed from the catalyst layer by repeated rinsing in distilled water or another solvent and subsequent drying. Finally, the layer composite according to the manufacturer's instructions for the teflon dispersion z. B. annealed for 90 minutes at temperatures of 275 degrees Celsius and removed from the base 2 . The finished coated membrane can then also be further stabilized by a final pressing with pressures from 10 bar to 50 bar.

Zwei weitere erfindungsgemäße Verfahren sind in den Fig. 4 und 5 gegeben. So zeigt Fig. 4 das Schablonendruckverfahren, und Fig. 5 das Filmziehverfahren, zur Herstellung unstrukturierter zusammenhängender Schichten.Two further methods according to the invention are given in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the stencil printing process and FIG. 5 the film drawing process for the production of unstructured coherent layers.

Nach den weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird nach Herstellung der entsprechenden Paste und nach Auflegung der Strukturierungsmaske mit den Aussparungen 4 bzw. mit dem Lochmuster der Aussparungen auf die Membran, die Paste 5 beispielsweise mit einem Rakel oder einer Metallkante 6 durch die Druckschablone 3 auf Membran 1 gestrichen. Das Ganze liegt auf einer ebenen Unterlage 2. Die Dicke der Schablone liegt dabei je nach Anwendungsfall zwischen 50 und 700 µm. Auch dieses Verfahren kann automatisiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Anwendung des Filmziehverfahrens für unstrukturierte Schichten, d. h. bei denen keine Maske verwendet wird, sondern bei dem die Paste 5 gleichmäßig auf die Membran 1 aufgebracht wird, lassen sich beispielsweise auch sehr dünne Schichten bzw. Gasdiffusionselektroden erzeugen. Das Ganze liegt wiederum auf einer ebenen Unterlage 2. Die Paste 5 wird mittels eines Filmziehrahmens 7 aufgebracht. Dieses Filmziehverfahren kann im weiteren durch herkömmliche Filmziehgeräte realisiert werden, die aus der Dünnschichtchromatographie bekannt sind. Die Elektroden können bei den so hergestellten unstrukturierten Schichten anschließend aus der beschichteten Membran vereinzelt werden. Dabei kann beispielsweise die Geometrie für die auszubringenden Gasdiffusionselektroden so gewählt werden, daß möglichst wenig Abfall entsteht, und somit möglichst wenig des teuren Pastenmaterials verschwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß Gasdiffusionselektroden, die nach dem Schablonendruckverfahren oder nach dem Filmziehverfahren hergestellt sind, den Anforderungen ebenso genügen, wie die nach Anspruch 1 hergestellten Elektroden.According to the further methods according to the invention, after the corresponding paste has been produced and the structuring mask has been placed with the cutouts 4 or with the hole pattern of the cutouts on the membrane, the paste 5 is, for example, passed through the printing template 3 onto membrane 1 using a squeegee or a metal edge 6 . The whole is on a flat surface 2 . The thickness of the template is between 50 and 700 µm depending on the application. This process can also be automated. When using the film-drawing method according to the invention for unstructured layers, ie in which no mask is used, but in which the paste 5 is applied uniformly to the membrane 1 , very thin layers or gas diffusion electrodes can also be produced, for example. The whole is again on a flat surface 2 . The paste 5 is applied by means of a film pulling frame 7 . This film-drawing process can also be implemented using conventional film-drawing devices known from thin-layer chromatography. The electrodes in the unstructured layers produced in this way can then be separated from the coated membrane. For example, the geometry for the gas diffusion electrodes to be applied can be selected so that as little waste as possible is generated and thus as little of the expensive paste material as possible is wasted. It has been shown that gas diffusion electrodes, which are produced by the stencil printing process or by the film drawing process, meet the requirements as well as the electrodes produced according to claim 1.

Claims

1. A method for producing catalytically active gas diffusion electrodes for electrochemical cells, in which a hydrophobic gas-permeable membrane is coated with a catalyst in finely divided form, characterized in that a structuring mask ( 3 ) with recesses ( 4 ) is applied to the membrane ( 1 ) and the catalyst is dispersed in powder form with a teflon dispersion and a polyether gel to form a paste which is applied into the recesses ( 4 ) of the structuring mask ( 3 ) with the aid of a metering device.

2. The method according to claim 1, characterized in that the structuring mask ( 3 ) applied to the membrane ( 1 ) and containing the catalyst paste is covered with a film and the entire layer composite ( 1 , 2 , 3 ) at a pressure of 1 bar 20 bar is pressed.

3. The method according to claim 1 to 2, characterized, that the polyether gel by rinsing and then drying is completely removed from the catalyst layer.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that through the structuring mask ( 3 ) in the recesses ( 4 ) individual membranes ( 1 ) are fixed and coated with the paste.

5. A process for producing catalytically active gas diffusion electrodes for electrochemical cells, in which a hydrophobic gas-permeable membrane ( 1 ) is coated with a catalyst in finely divided form, characterized in that the catalyst in powder form with a teflon dispersion and a polyether gel to form a paste ( 5 ) is dispersed that a structuring mask ( 3 ) with recesses in the form of a printing stencil is placed on the membrane and that the paste is applied to the membrane using a stencil printing process corresponding to the hole pattern ( 4 ) of the recesses in the printing stencil.

6. A process for producing catalytically active gas diffusion electrodes for electrochemical cells, in which a hydrophobic, gas-permeable membrane is coated with a catalyst in finely divided form, characterized in that the catalyst is dispersed in powder form with a teflon dispersion and a polyether gel to form a paste ( 5 ) and that unstructured layers are applied to the membrane using the film-drawing process.

7. Process for making catalytically more effective Gas diffusion electrodes according to claim 6, characterized, that electrodes from the unstructured coated membranes be isolated.

8. Process for making catalytically more effective Gas diffusion electrodes according to claim 5 or one or more of the preceding claims, characterized, that the printing stencil used has a thickness between 0.05 and 0.7 mm.

8. Process for making catalytically more effective Gas diffusion electrodes according to one or more of the preceding Expectations, characterized, that gold powder is used as a catalyst.

10. Process for the production of catalytically effective Gas diffusion electrodes according to one or more of the previous claims, characterized, that platinum-black is used as catalyst.

11. Method of making catalytically more effective Gas diffusion electrodes according to one or more of the previous claims, characterized, that ruthenium black is used as catalyst.

12. Process for the production of catalytically effective Gas diffusion electrodes according to one or more of the previous claims, characterized, that silver powder is used as a catalyst.