Brevet FR2028997A1 — publié le 19701016

- t - 2028997 La présente invention concerne une électrode de catalyse utilisable pour des procédés électro-chimiques, en particulier pour des cellules à combustibles avec un support en matière fibreuse à base de carbone ou de graphite» 5 Les éleptrodes pour catalyse avec un support en matière fibreuse .à.base de carbone sont déjà connues, le tissu de carbone convient-,en raison de sa grande élasticité et de sa résistance chimique vis-rà-yis des lessives alcalines et des acides^particulièrement biéh pour cela. Mais 10 un inconvénient réside dans la résistance électrique relativement élevée du tissu dans le cas des débits assez élevés des cellules. Dans le cas de courants supérieurs à 5 mA/cm2, ceci conduit à de très fortes chutes du potentiel d'électrode. Pour obtenir des éleetrodes susceptibles d'une capacité plus élevée dans le.cas 15 d'un fonctionnement comme électrode d.e diffusion proprement dite il est nécessaire de maintenir les résistances internes à des valeurs aussi basses que possible. Le tissu de fibres de carbone servant pour le branchement contribue dans une proportion essentielle à la résistance interne. 20 Une possibilité pour l'améliora tion de la conductibilité du tissu en fibres de carbone réside dans la graphitisation de celui-ci. Mais par là on diminue la solidité mécanique du tissu. La présente invention a pour but 25 de réaliser un support pour électrode de catalyse qui possède, tout en conservant les propriétés chimiques et mécaniques des tissus en fibres de carbone, une conductibilité plus élevée. L'invention a pour objet une électrode de catalyse du type indiqué au début, caractérisée en ce que 30 la matière fibreuse de carbone ou graphite porte une couche super-fiGielle de. pyrocarbone* ' .-L'épaisseur de la couche de surface de pyrocarbone est avantageusement calculée de telle sorte que la proportion pondérale de pyrocarbone représente entre 0,5 et 20$ 35 du poids total du support. Les avantages de l'invention res-sortent clairement des essais comparatifs décrits ci-après. Sur des électrodes qui ont été réalisées de la manière décrite ci-après î 40 1. Tissu de base 70 02490 2028997 10 15 20 2. Couche de "base hydrophobe obtenue à partir d'une dispersion de polyté-trafluoroéthylène . 1 « Oouche Carbone + liant 1 18,4 mg/cm2 7,5 njg/cm2 7,5 mg/cmZ 6,2 mg/cm2 2 mg/ cm2 6,2 mg/cm2 4 mg/ cm2 29,4 mg/cm2. Couche de catalyse ■ ' * 'Garbone . .. + liant + catalyseur 2. Couche de catalyse Liant • . - — • + catalyseur On dépose les couches avec chaque fois un séchage intermédiaire. Le pressage a lieu sous une pression spécifique de 300 kp/cm2 à 250°C pendant 10 secondes, pour toutes les couches* Ensuite on soumet au frittage sans pression à 350°C dans une atmosphère protectrice pendant une heure» On détermine la résistance électrique sur des bandes de 2 cm de large et 5 cm de long sur lesquelles on a appuyé; à une distance de 14 cm, les extrémités de deux électrodes rondes en cuivre avec un diamètre de 4 mm sous une charge de 2 kp perpendiculairement à la base. La mesure e fait, sans courant, dans un pont Wheatstone* On a reporté les valeurs- trouvées pour les propriétés électriques et le taux de pyrocarbone : Traitement du tissu Proportion en poids de pyrocarbone Résistance électrique -Si- Débit mA/cm2 Potentiel (contre HgO mV 25 Cokéfié 0 12 10 -180 Graphité 0 5,8 10 -115 Graphité + pyrocarbone 8 4,7 10 - 95 Cokéfié 30 + pyroearbone 6 7,5 8 -100 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes jcj et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 70 02490 - 3 = 2028997 REVENDICATIONS 10) Electrode pour catalyse pour des processus électrochimiques du type comportant un support" en matériau fibreux à "base de carbone ou de graphite; électrode caractérisée en ce que la matière fibreuse à base de carbone ou de graphite porte une couche de recouvrement en pyrocarbone. 2°) Eleetrode pour catalyse suivant la revendication lycaractérisé en ce qu'elle présente une couche de recouvrement en pyro carbone avec une épaisseur correspondant à un pourcentage en poids de 0,5 à 20$.