DE102016225970A1 - Method for producing a fuel and / or electrolysis cell and a fuel and / or electrolysis cell - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle (10a; 10b).Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Funktionsschicht (22a-b, 24a-b, 26a-b) zumindest teilweise lithographisch strukturiert wird.The invention is based on a method for producing a fuel and / or electrolysis cell (10a, 10b). It is proposed that at least one functional layer (22a-b, 24a-b, 26a-b) be at least partially lithographically patterned.
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist bereits ein Verfahren zur Strukturierung einer Funktionsschicht bekannt, bei welchem in einem Sintervorgang eine Porosität der Funktionsschicht gezielt eingestellt wird.A method for structuring a functional layer is already known, in which a porosity of the functional layer is deliberately set in a sintering process.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle, bei welchem insbesondere zumindest eine Funktionsschicht hergestellt wird.The invention is based on a method for producing a fuel and / or electrolysis cell, in which, in particular, at least one functional layer is produced.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Funktionsschicht der Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle zumindest teilweise lithographisch strukturiert wird.It is proposed that at least one functional layer of the fuel and / or electrolysis cell is at least partially lithographically structured.
Vorteilhaft kann mittels einer lithographischen Strukturierung ein kostengünstiges, großtechnisch skalierbares und einsetzbares Herstellungsverfahren bereitgestellt werden. Insbesondere ist eine derartig strukturierte Funktionsschicht weniger störanfällig gegen prozessbedingt abweichende Herstellparameter, wodurch eine gleichbleibend hohe Zellqualität erreicht werden kann. Ferner kann insbesondere eine Brennstoffzelle mit einer verbesserten Effizienz hergestellt werden. Vorteilhaft kann durch die lithographische Strukturierung eine Wirkeffizienz der Funktionsschicht verbessert werden, indem insbesondere eine elektrochemisch aktive Gesamtoberfläche vergrößert und Transportpfade, insbesondere der Perkolation und/oder der Tortuosität, sowie vorteilhafterweise einzelner Phasen, wie beispielsweise einer Gasphase, einer Elektrolytphase und/oder der elektronisch leitenden Phase der Zelle, verbessert werden. Besonders bevorzugt kann eine katalytische Aktivität verbessert und insbesondere können Degradationseffekte, wie beispielsweise eine stöchiometrische Abweichung, eine Oxidation, eine Agglomeration und/oder eine Mischphasenbildung, verringert werden. Weiter vorteilhaft kann durch eine gesteigerte katalytische Aktivität eine Betriebstemperatur trotz vergleichsweise gleichbleibender Effizienz verringert werden, wodurch insbesondere eine Lebensdauer und/oder eine Standzeit erhöht und Wartungsintervalle verringert werden können.Advantageously, by means of a lithographic structuring, a cost-effective, scalable and industrially scalable production method can be provided. In particular, such a structured functional layer is less susceptible to process-related deviating production parameters, as a result of which a consistently high cell quality can be achieved. Further, in particular, a fuel cell having improved efficiency can be manufactured. Advantageously, through the lithographic patterning, an effective efficiency of the functional layer can be improved by, in particular, enlarging an electrochemically active overall surface and transport paths, in particular percolation and / or tortuosity, and advantageously individual phases, such as a gas phase, an electrolyte phase and / or the electronically conductive Phase of the cell to be improved. Particularly preferably, a catalytic activity can be improved and, in particular, degradation effects such as stoichiometric deviation, oxidation, agglomeration and / or mixed phase formation can be reduced. Further advantageously, by an increased catalytic activity, an operating temperature can be reduced despite comparatively constant efficiency, which in particular increases a service life and / or a service life and maintenance intervals can be reduced.
Unter einer „Funktionsschicht“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schicht verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Transport entlang einer Phase, wie beispielsweise einer Gasphase, einer Elektrolytphase und/oder einer elektronisch leitenden Phase, der Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle zu beeinflussen. Die Funktionsschicht wird zumindest teilweise durch einen Umformprozess, insbesondere durch Prägen, und/oder einen Urformprozess, insbesondere durch Gießen, Drucken und/oder Extrudieren, hergestellt. Insbesondere kann eine Funktionsschicht zumindest teilweise von einer Folie, insbesondere eine Polymerfolie, ausgebildet sein. Insbesondere weist die Brennstoff und/oder Elektrolysezelle mehrere Funktionsschichten auf, welche insbesondere zumindest teilweise ein Funktionsschichtpaket ausbilden. Die Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle weist insbesondere zumindest eine, insbesondere zumindest zwei und besonders bevorzugt zumindest drei Funktionsschichten auf, wobei zumindest eine Funktionsschicht, vorzugsweise zwei Funktionsschichten als Elektrodenschichten, insbesondere als eine Anodenschicht und/oder eine Kathodenschicht, ausgebildet sind und/oder zumindest eine Funktionsschicht als eine Elektrolytschicht ausgebildet ist, welche insbesondere zwischen den weiteren Funktionsschichten angeordnet ist, diese vorzugsweise kontaktiert und besonders bevorzugt mit diesen stoffschlüssig verbunden ist. Insbesondere kann die Brennstoff und/oder Elektrolysezelle Bipolarplatten aufweisen, zwischen welchen zumindest eine Funktionsschicht, insbesondere das Funktionsschichtpaket, angeordnet ist. Alternativ kann die Brennstoff und/oder Elektrolysezelle einen Tubus aufweisen, an welchem zumindest eine Funktionsschicht, insbesondere das Funktionsschichtpaket, angeordnet ist. Darunter, dass „eine Funktionsschicht zumindest teilweise strukturiert wird“, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest eine Oberfläche und/oder eine Grenzfläche der Funktionsschicht zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig strukturiert wird. Unter dem Ausdruck „zumindest zu einem Großteil“ soll dabei insbesondere zumindest zu 55 %, vorteilhaft zumindest zu 65 %, vorzugsweise zumindest zu 75 %, besonders bevorzugt zumindest zu 85 % und besonders vorteilhaft zumindest zu 95 % einer Fläche, eines Volumens, einer Masse und/oder einer Erstreckung, insbesondere einer Haupterstreckung, eines Objekts verstanden werden. Für den Fall, dass die Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle als eine Elektrolytträgerzelle ausgebildet ist, ist ein Mittelwert einer Dicke der Elektrolytschicht wesentlich größer als eine mittlere Abweichung der Dicke der Elektrolytschicht. Unter „wesentlich größer“ soll in diesem Zusammenhang zumindest um einen Faktor zwei, vorzugsweise zumindest um einen Faktor drei und besonders bevorzugt zumindest um einen Faktor vier größer verstanden werden. Die Elektrolytschicht besteht insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einer Keramik, insbesondere aus yttriumstabilisiertem Zirconiumoxid (YSZ), aus scandiumstabilisiertem Zirconiumoxid (ScSZ) und/oder gadoliniumstabilisiertem Ceriumoxid (CGO). Bei einer Herstellung besteht ein Rohmaterial zur Herstellung der Elektrolytschicht insbesondere zumindest aus einer Keramik, insbesondere aus yttriumstabilisiertem Zirconiumoxid (YSZ), aus scandiumstabilisiertem Zirkoniumoxid (ScSZ) und/oder gadoliniumstabilisiertem Ceriumoxid (CGO), welche insbesondere mit weiteren, insbesondere organischen Bestandteilen vermischt sein kann, wie insbesondere einem Binder, wie beispielsweise Polyvinylbutral, Acrylat, Methyl- und/oder Ethylcellulose, sowie vorzugsweise einem Lösemittel, wie beispielsweise Alkohol oder Ether, sowie einem Dispergator, einem Weichmacher und oder einem Entschäumer. Die Anodenschicht besteht insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einer Keramik, insbesondere aus einem Verbundstoff von Nickeloxid und yttriumstabilisiertem Zirconiumoxid. Bei einem Herstellungsschritt besteht ein Rohmaterial zur Herstellung der Anodenschicht insbesondere zumindest aus Nickeloxid und yttriumstabilisiertem Zirconiumoxid, welches mit weiteren, insbesondere organischen Bestandteilen vermischt ist, wie insbesondere einem Binder, wie beispielsweise Polyvinylbutral, Acrylat, Methyl- und/oder Ethylcellulose, sowie vorzugsweise einem Lösemittel, wie beispielsweise Alkohol oder Ether, sowie einem Dispergator, einem Weichmacher und/oder einem Entschäumer. Die Kathodenschicht besteht insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig aus einem Perowskitmaterial, wie beispielsweise LSC oder LSCF, und/oder einer Keramik, wie beispielsweise yttriumstabilisiertem Zirconiumoxid. Bei einem Herstellungsprozess besteht ein Rohmaterial zur Herstellung der Kathodenschicht insbesondere zumindest aus Keramik und/oder einem Perowskitmaterial , welches mit weiteren, insbesondere organischen Bestandteilen vermischt ist, wie insbesondere einem Binder, wie beispielsweise Polyvinylbutral, Acrylat, Methyl- und/oder Ethylcellulose, sowie vorzugsweise einem Lösemittel, wie beispielsweise Alkohol oder Ether, sowie einem Dispergator, einem Weichmacher und oder einem Entschäumer. Bei einer Herstellung bildet ein Rohmaterial insbesondere eine/n vorzugsweise homogenisierte/n Paste und/oder Schlicker aus. Unter „lithographisch strukturieren“ soll insbesondere das Herstellen einer Strukturierung mittels eines lithographischen Verfahrens verstanden werden. Insbesondere ist das lithographische Verfahren ein Fotolithographieverfahren und/oder Prägelithographieverfahren, insbesondere Mikro- und/oder Nanoprägelithographieverfahren.In this context, a "functional layer" is to be understood as meaning, in particular, a layer which is intended to convey at least one transport along a phase, such as a gas phase, an electrolyte phase and / or an electronically conductive phase, to the fuel cell and / or electrolysis cell influence. The functional layer is at least partially produced by a forming process, in particular by embossing, and / or a primary molding process, in particular by casting, printing and / or extrusion. In particular, a functional layer may be at least partially formed by a film, in particular a polymer film. In particular, the fuel and / or electrolysis cell has a plurality of functional layers, which in particular at least partially form a functional layer package. The fuel and / or electrolysis cell has in particular at least one, in particular at least two, and more preferably at least three functional layers, wherein at least one functional layer, preferably two functional layers are formed as electrode layers, in particular as an anode layer and / or a cathode layer, and / or at least a functional layer is formed as an electrolyte layer, which is arranged in particular between the further functional layers, these are preferably contacted and particularly preferably connected to these materially. In particular, the fuel and / or electrolysis cell may comprise bipolar plates, between which at least one functional layer, in particular the functional layer packet, is arranged. Alternatively, the fuel and / or electrolysis cell may have a tube, on which at least one functional layer, in particular the functional layer packet, is arranged. By "at least partially structuring a functional layer", it should be understood, in particular, that at least one surface and / or an interface of the functional layer is at least partially, preferably at least to a large extent and particularly preferably completely structured. In particular, at least 55%, advantageously at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85% and particularly advantageously at least 95% of a surface, a volume, a mass is intended to mean by the term "at least to a large extent" and / or an extension, in particular a main extension, of an object. In the event that the fuel and / or electrolysis cell is designed as an electrolyte carrier cell, an average value of a thickness of the electrolyte layer is substantially greater than an average deviation of the thickness of the electrolyte layer. By "substantially greater" is meant in this context at least a factor of two, preferably at least a factor of three and more preferably at least a factor of four greater. The electrolyte layer consists in particular at least partially, preferably at least for the most part and particularly preferably completely, of a ceramic, in particular of yttrium-stabilized zirconium oxide (YSZ), of scandium-stabilized zirconium oxide (ScSZ) and / or gadolinium-stabilized cerium oxide (CGO). In one production, a raw material for producing the electrolyte layer consists in particular of at least one ceramic, in particular of yttrium-stabilized Zirconium oxide (YSZ), of scandium-stabilized zirconium oxide (ScSZ) and / or gadolinium-stabilized cerium oxide (CGO), which may in particular be mixed with other, in particular organic constituents, in particular a binder, such as, for example, polyvinylbutral, acrylate, methyl and / or ethylcellulose, and preferably a solvent such as alcohol or ether, and a dispersant, a plasticizer and / or a defoamer. The anode layer consists in particular at least partially, preferably at least for the most part and particularly preferably completely, of a ceramic, in particular of a composite of nickel oxide and yttrium-stabilized zirconium oxide. In one production step, a raw material for producing the anode layer consists in particular of nickel oxide and yttrium-stabilized zirconium oxide which is mixed with further, in particular organic components, in particular a binder, such as polyvinylbutral, acrylate, methyl and / or ethylcellulose, and preferably a solvent , such as alcohol or ether, and a dispersant, a plasticizer and / or a defoamer. The cathode layer is in particular at least partially, preferably at least for the most part and particularly preferably completely made of a perovskite material, such as LSC or LSCF, and / or a ceramic such as yttrium-stabilized zirconium oxide. In a production process, a raw material for producing the cathode layer is in particular at least ceramic and / or a perovskite material which is mixed with further, in particular organic constituents, in particular a binder, such as polyvinylbutral, acrylate, methyl and / or ethylcellulose, and preferably a solvent such as alcohol or ether, as well as a dispersant, a plasticizer and / or a defoamer. In one production, a raw material forms in particular a preferably homogenized paste and / or slip. By "structuring lithographically" is meant in particular the production of a structuring by means of a lithographic process. In particular, the lithographic process is a photolithography process and / or emboss lithography process, in particular micro and / or nanoprint lithography processes.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Funktionsschicht mit zumindest einer Strukturierung versehen wird, welche höchstens Mikrostrukturen aufweist. Unter einer „Strukturierung“ soll insbesondere eine periodische Formgebung verstanden werden, welche insbesondere von einer Porosität eines Materials verschieden und insbesondere dieser übergeordnet ist. Darunter, dass eine „Strukturierung höchstens Mikrostrukturen aufweist“, soll insbesondere verstanden werden, dass die Strukturierung Strukturen einer Größe insbesondere von höchstens 100 µm, vorzugsweise von höchstens 50 µm und besonders bevorzugt von höchstens 20 µm aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Strukturierung insbesondere höchstens Nanostrukturen aufweisen. Darunter, dass eine „Strukturierung höchstens Nanostrukturen aufweist“, soll insbesondere verstanden werden, dass die Strukturierung Strukturen einer Größe insbesondere von höchstens 1000 nm, vorzugsweise von höchstens 750 nm und besonders bevorzugt von höchstens 500 nm aufweist. Hierdurch kann insbesondere eine Oberfläche vergrößert und Transportpfade können verbessert werden.It is further proposed that the functional layer is provided with at least one structuring having at most microstructures. A "structuring" is to be understood in particular a periodic shaping, which is different in particular from a porosity of a material and in particular superior to this. The fact that a "structuring has at most microstructures" is to be understood in particular to mean that the structuring has structures of a size, in particular of at most 100 μm, preferably of at most 50 μm and particularly preferably of not more than 20 μm. Alternatively or additionally, the structuring may in particular have at most nanostructures. The term "structuring having at most nanostructures" is to be understood in particular to mean that the structuring has structures of a size in particular of at most 1000 nm, preferably of at most 750 nm and particularly preferably of at most 500 nm. As a result, in particular, a surface can be enlarged and transport paths can be improved.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Funktionsschicht zumindest teilweise von einem Musterelement strukturiert wird, welches zumindest im Wesentlichen einem Abbild einer vorgesehenen Strukturierung entspricht. Das Musterelement weist insbesondere eine Strukturierung auf, welche von der vorgesehen Strukturierung insbesondere um weniger als 25%, vorzugsweise um weniger als 10% und besonders bevorzugt um weniger als 5% abweicht. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Insbesondere ist das Abbild ein Negativ oder ein Positiv der vorgesehenen Strukturierung. Insbesondere weist das Musterelement eine gleich Periodizität und/oder Anzahl an Strukturelementen auf wie die vorgesehene Strukturierung. Vorzugsweise ist das Abbild eine zweidimensionale Abbildung der vorgesehenen Strukturierung, insbesondere bei einer Anwendung in einem Fotolithographieverfahren. Besonders bevorzugt ist das Abbild eine dreidimensionale Abbildung der vorgesehenen Struktur, insbesondere bei einer Anwendung in einem Prägelithographieverfahren. Das Musterelement ist insbesondere als ein Stempel, welcher zu einem Umformprozess vorgesehen ist, und/oder als eine Matrize, welche zu einem Urformprozess vorgesehen ist, ausgebildet. Das Musterelement kann insbesondere selbst in einem lithographischen Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise durch ein Ätz- und/oder Nanolithographieverfahren. Insbesondere ist das Musterelement aus einem Urmusterelement hergestellt. Das Urmusterelement wird insbesondere in ein das Musterelement ausbildendes Material eingedrückt, insbesondere während das das Musterelement ausbildende Material sich in einem niederviskosen Zustand befindet, wobei das Urmusterelement insbesondere nach teilweiser Aushärtung des Materials, insbesondere beispielsweise durch Temperaturbeaufschlagung und/oder UV-Bestrahlung, entfernt wird. Ferner ist denkbar, dass das Urmusterelement bei der Herstellung des Musterelements zerstört wird, um dieses von dem Musterelement zu trennen, wie beispielsweise durch einen chemisch und/oder thermisch selektiven Verfahrensschritt. Das Musterelement kann insbesondere an und/oder auf einer Folie und/oder einer Walze, insbesondere in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren, aufgebracht werden oder kann diese zumindest teilweise ausbilden, um insbesondere mit diesen das Funktionsschichtpaket zu strukturieren. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise und insbesondere reproduzierbar eine Strukturierung erfolgen.It is further proposed that the functional layer is at least partially structured by a pattern element which at least substantially corresponds to an image of a proposed structuring. The pattern element has, in particular, a structuring which deviates from the provided structuring, in particular by less than 25%, preferably by less than 10% and particularly preferably by less than 5%. By "intended" is intended to be understood in particular specially designed and / or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. In particular, the image is a negative or a positive of the proposed structuring. In particular, the pattern element has the same periodicity and / or number of structural elements as the intended structuring. Preferably, the image is a two-dimensional image of the structure provided, in particular when used in a photolithography process. Particularly preferably, the image is a three-dimensional image of the structure provided, in particular when used in an embossing lithography process. The pattern element is in particular formed as a stamp, which is provided for a forming process, and / or as a die, which is provided for a primary molding process. In particular, the pattern element may itself be produced in a lithographic process, such as by an etching and / or nanolithography process. In particular, the pattern element is made from a master pattern element. The master pattern element is in particular pressed into a material forming the pattern element, in particular while the material forming the pattern element is in a low-viscosity state, the original pattern element being removed, in particular after partial curing of the material, in particular by exposure to temperature and / or UV irradiation. Furthermore, it is conceivable that the original pattern element is destroyed in the production of the pattern element, to separate it from the pattern element, such as by a chemically and / or thermally selective process step. The pattern element can in particular be applied to and / or on a film and / or a roll, in particular in a roll-to-roll process, or can form this at least partially, in particular with these to structure the functional layer package. This can be done in a simple manner and in particular reproducible structuring.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Funktionsschicht zumindest teilweise von dem Musterelement, insbesondere zur lithographischen Strukturierung, umgeformt wird. Insbesondere wird das Musterelement zumindest teilweise auf und/oder in zumindest einen, zumindest teilweise viskosen Teil der Funktionsschicht, insbesondere auf ein Rohmaterial der Funktionsschicht, gepresst, wobei die Funktionsschicht, insbesondere das Rohmaterial der Funktionsschicht, die vorgesehene Strukturierung des Musterelements annimmt. Insbesondere ist es denkbar, dass die Funktionsschicht, insbesondere das Rohmaterial der Funktionsschicht, während und/oder nach der Umformung ausgehärtet wird, insbesondere durch Hitzebeaufschlagung und/oder durch elektromagnetische Bestrahlung, vorzugsweise mit UV-Licht. Das Musterelement kann insbesondere nach dem Umformen von der Funktionsschicht, insbesondere der Funktionsschicht, entfernt werden. Denkbar ist, dass das Musterelement zur Entfernen von der Funktionsschicht zerstört wird. Vorzugsweise wird das Musterelement zerstörungsfrei entfernt, um dieses vorteilhaft wieder verwenden zu können. Das zur Umformung verwendete Musterelement ist insbesondere als ein Stempel ausgebildet. Insbesondere erfolgt ein Umformen zur Strukturierung vorzugsweise in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Hierdurch kann eine besonders schnelle und einfache Strukturierung erfolgen.It is further proposed that the functional layer is at least partially reshaped by the pattern element, in particular for lithographic structuring. In particular, the pattern element is pressed on at least partially and / or in at least one, at least partially viscous part of the functional layer, in particular on a raw material of the functional layer, wherein the functional layer, in particular the raw material of the functional layer, assumes the intended structuring of the pattern element. In particular, it is conceivable that the functional layer, in particular the raw material of the functional layer, is cured during and / or after the forming, in particular by applying heat and / or by electromagnetic radiation, preferably with UV light. The pattern element can be removed, in particular after the forming, from the functional layer, in particular the functional layer. It is conceivable that the pattern element for removal from the functional layer is destroyed. Preferably, the pattern element is removed non-destructively in order to be able to reuse it advantageously. The pattern element used for forming is designed in particular as a stamp. In particular, reshaping for structuring preferably takes place in a roll-to-roll process. This allows a particularly quick and easy structuring done.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Funktionsschicht zumindest teilweise von dem Musterelement urgeformt wird. Das Musterelement wird insbesondere mit einem Rohmaterial zumindest einer Funktionsschicht gefüllt. Das Rohmaterial wird insbesondere in dem Musterelement zumindest teilweise ausgehärtet, insbesondere durch Beaufschlagung mit Temperatur und/oder UV-Strahlung. Das zumindest teilweise ausgehärtete Rohmaterial nimmt insbesondere die vorgesehene Strukturierung des Musterelements an und bildet insbesondere zumindest teilweise die Funktionsschicht aus. Das zur Urformung verwendete Musterelement ist insbesondere als eine Matrize ausgebildet. Hierdurch kann eine besonders präzise Strukturierung erfolgen.It is further proposed that the functional layer is at least partially formed from the pattern element. The pattern element is filled in particular with a raw material of at least one functional layer. The raw material is at least partially cured, in particular in the pattern element, in particular by exposure to temperature and / or UV radiation. The at least partially cured raw material in particular assumes the intended structuring of the pattern element and in particular at least partially forms the functional layer. The pattern element used for the primary molding is designed in particular as a die. This allows a particularly precise structuring.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die zumindest eine Funktionsschicht von dem Musterelement auf eine Grundschicht aufgebracht wird. Die Grundschicht kann dabei insbesondere ein Substrat sein, welches in zumindest einem Verfahrensschritt entfernt wird oder zumindest teilweise eine Funktionsschicht ausbildet. Das Musterelement wird, insbesondere zusammen mit einem insbesondere zumindest teilweise ausgehärteten Rohmaterial der Funktionsschicht, auf/an die Grundschicht, insbesondere unter Temperaturbeaufschlagung, angepresst, wodurch sich das insbesondere zumindest teilweise ausgehärtete Rohmaterial mit der Grundschicht verbindet und insbesondere zumindest teilweise eine Funktionsschicht ausbildet. Alternativ ist es denkbar, dass die Grundschicht auf das mit dem Rohmaterial der Funktionsschicht versehene Musterelement aufgebracht wird, wie beispielsweise durch einen Druck-, insbesondere Siebdruck-, und/oder durch einen Gieß- und/oder Extrusionsprozess. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Funktionsschicht zumindest teilweise als zumindest eine Elektrodenschicht ausgebildet wird. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Funktionsschicht zumindest teilweise als zumindest eine Elektrolytschicht ausgebildet wird. Hierdurch kann insbesondere auf einfache Art und Weise ein Schichtaufbau einer Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle erfolgen.It is further proposed that the at least one functional layer is applied from the pattern element to a base layer. The base layer may in particular be a substrate which is removed in at least one method step or at least partially forms a functional layer. The pattern element is, in particular together with a particular at least partially cured raw material of the functional layer, pressed on / to the base layer, in particular under temperature, whereby the particular at least partially cured raw material connects to the base layer and in particular at least partially forms a functional layer. Alternatively, it is conceivable for the base layer to be applied to the pattern element provided with the raw material of the functional layer, for example by a printing, in particular screen printing, and / or by a casting and / or extrusion process. In one embodiment of the invention, it is proposed that the functional layer is at least partially formed as at least one electrode layer. In a particularly preferred embodiment of the invention, it is proposed that the functional layer is at least partially formed as at least one electrolyte layer. As a result, a layer structure of a fuel cell and / or electrolysis cell can be carried out in a simple manner, in particular.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle vorgeschlagen, welche zumindest eine Funktionsschicht aufweist, welche zumindest eine, insbesondere periodische, lithographische Strukturierung aufweist. Die Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle ist insbesondere als eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle (SOFC) und/oder Hochtemperatur-Elektrolysezelle (SOEC). Vorzugsweise ist die Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle von der Bauart einer Elektrolytträgerzelle, bei welcher eine als Elektrodenschicht ausgebildete Funktionsschicht als Träger weiterer Funktionsschichten, insbesondere Elektrodenschichten, vorgesehen ist. Hierdurch kann insbesondere eine präzise und insbesondere periodische Strukturierung erreicht werden, insbesondere gegenüber selbst-assimilierenden Strukturierungen. Ferner kann insbesondere eine Brennstoffzelle mit einer verbesserten Effizienz bereitgestellt werden.In a further aspect of the invention, a fuel and / or electrolysis cell is proposed which has at least one functional layer which has at least one, in particular periodic, lithographic structuring. The fuel and / or electrolysis cell is in particular as a high-temperature fuel cell (SOFC) and / or high-temperature electrolysis cell (SOEC). Preferably, the fuel and / or electrolytic cell is of the type of an electrolyte carrier cell, in which a functional layer formed as an electrode layer is provided as a carrier of further functional layers, in particular electrode layers. In this way, in particular, a precise and, in particular, periodic structuring can be achieved, in particular with respect to self-assimilating structuring. Further, in particular, a fuel cell having improved efficiency can be provided.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Strukturierung zumindest eine Unterstrukturierung aufweist. Die Strukturierung ist insbesondere eine Strukturierung, welche zumindest Mikrostrukturelemente aufweist. Ferner weist die Strukturierung insbesondere als Unterstrukturierung zumindest Nanostrukturelemente auf. Hierdurch kann insbesondere eine Oberfläche und/oder Grenzfläche weiter vergrößert werden und vorteilhaft können Transportpfade weiter verbessert werden. It is further proposed that the structuring has at least one substructuring. The structuring is in particular a structuring which has at least microstructure elements. Furthermore, the structuring has, in particular as substructuring, at least nanostructure elements. In this way, in particular, a surface and / or interface can be further increased and, advantageously, transport paths can be further improved.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Strukturierung eine Oberfläche und/oder eine Grenzfläche der Funktionsschicht zumindest um den Faktor zwei, insbesondere zumindest um den Faktor drei und bevorzugt zumindest um den Faktor vier, vergrößert.It is further proposed that the structuring increases a surface and / or an interface of the functional layer by at least a factor of two, in particular by at least a factor of three, and preferably by at least a factor of four.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Strukturierung zumindest teilweise lamellenartig, zylinderartig, pyramidenartig und/oder kugelsegmentartig ist. Hierdurch kann eine besonders gezielte Strukturierung insbesondere zur Fluidleitung erreicht werden.It is further proposed that the structuring is at least partially lamellar, cylinder-like, pyramidal and / or spherical segment-like. As a result, a particularly targeted structuring, in particular for fluid conduction, can be achieved.
Das Verfahren sowie die Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren sowie die Brennstoff- und/oder Elektrolysezelle zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Verfahrensschritte, Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The method and the fuel and / or electrolysis cell should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the method and the fuel and / or electrolytic cell may have a different number from a number of individual method steps, elements, components and units mentioned herein for performing a function described herein.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Brennstoffzelle in einer perspektivischen Ansicht, -
2 einen Teil eines Funktionsschichtpakets der Brennstoffzelle in einer Schnittdarstellung, -
3 a-d beispielhafte lithographische Strukturierungen einer Funktionsschicht des Funktionsschichtpakets in einer perspektivischen Ansichten, -
4 einen schematischen Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung der Brennstoffzelle, -
5 a, b einen beispielhaften Umformschritt des Verfahrens zur Herstellung der Brennstoffzelle, -
6 einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzelle in einer perspektivischen Ansicht, -
7 eine beispielhafte lithographische Strukturierung einer Funktionsschicht eines Funktionsschichtpakets der Brennstoffzelle aus6 in einer perspektivischen Ansicht, -
8 einen schematischen Ablaufplan eines alternativen Verfahrens zur Herstellung der Brennstoffzelle aus6 , -
9 einen beispielhaften Urformschritt des Verfahrens zur Herstellung der Brennstoffzelle aus6 und -
10 einen schematischen Ablaufplan eines weiteren alternativen Verfahrens zur Herstellung der Brennstoffzelle aus6 .
-
1 a schematic representation of a fuel cell in a perspective view, -
2 a part of a functional layer package of the fuel cell in a sectional view, -
3 ad exemplary lithographic structuring of a functional layer of the functional layer package in a perspective view, -
4 a schematic flowchart of a method for producing the fuel cell, -
5 a, b an exemplary forming step of the method for producing the fuel cell, -
6 a part of another embodiment of a fuel cell in a perspective view, -
7 an exemplary lithographic structuring of a functional layer of a functional layer package of the fuel cell6 in a perspective view, -
8th a schematic flowchart of an alternative method for producing the fuel cell6 . -
9 an exemplary primary forming step of the method for producing the fuel cell6 and -
10 a schematic flowchart of another alternative method for producing the fuel cell6 ,
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die erste Funktionsschicht
Das Funktionsschichtpaket
In
In
Das Verfahren weist zumindest einen Verfahrensschritt
Das Verfahren umfasst einen weiteren Verfahrensschritt
Das Verfahren umfasst einen weiteren Verfahrensschritt
Das Verfahren umfasst einen weiteren Verfahrensschritt
Das Verfahren umfasst einen weiteren Verfahrensschritt
Ferner weist das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt
In den
Das Funktionsschichtpaket
In
In
Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt
Das Verfahren weist einen weiteren Verfahrensschritt
Das Verfahren weist einen weiteren Verfahrensschritt
In
Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt
Ferner weist das Verfahren die Verfahrensschritte
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020126416A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing an electrochemical cell |
DE102020206225A1 (en) | 2020-05-18 | 2021-11-18 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Process for the manufacture of an electrochemical cell |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018216100A1 (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Electrode support device for supporting an electrode unit |
DE102019119571A1 (en) * | 2019-07-18 | 2021-01-21 | Uwe Beier | Method and device for producing a substrate composite |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020132156A1 (en) * | 1999-12-06 | 2002-09-19 | Technology Management, Inc. | Electrochemical apparatus with reactant micro-channels |
US20060210706A1 (en) * | 2003-11-10 | 2006-09-21 | Board Of Regents, University Of Houston | Thin film solid oxide fuel cell with lithographically patterned electrolyte and anode layers |
US20080003485A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Ramkumar Krishnan | Fuel cell having patterned solid proton conducting electrolytes |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6890677B2 (en) * | 1999-05-06 | 2005-05-10 | Sandia Corporation | Fuel cell and membrane |
US7090942B2 (en) * | 2002-09-18 | 2006-08-15 | General Electric Company | Flow disruptor enhanced fuel cell |
JP5379147B2 (en) * | 2007-10-31 | 2013-12-25 | 本田技研工業株式会社 | Layered fuel cell catalyst and current collector |
US9011651B2 (en) * | 2010-12-09 | 2015-04-21 | Ut-Battelle, Llc | Apparatus and method for the electrolysis of water |
-
2016
- 2016-12-22 DE DE102016225970.9A patent/DE102016225970A1/en active Pending
-
2017
- 2017-12-13 WO PCT/EP2017/082549 patent/WO2018114505A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020132156A1 (en) * | 1999-12-06 | 2002-09-19 | Technology Management, Inc. | Electrochemical apparatus with reactant micro-channels |
US20060210706A1 (en) * | 2003-11-10 | 2006-09-21 | Board Of Regents, University Of Houston | Thin film solid oxide fuel cell with lithographically patterned electrolyte and anode layers |
US20080003485A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Ramkumar Krishnan | Fuel cell having patterned solid proton conducting electrolytes |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020126416A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing an electrochemical cell |
DE102020206225A1 (en) | 2020-05-18 | 2021-11-18 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Process for the manufacture of an electrochemical cell |
Also Published As
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