Brevet FR2064243A1 — publié le 19710716

La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'une électrode à gaz du type comportant deux couches poreuses dont les pores ont des dimensions différentes. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on 5 revêt l'une des surfaces d'un substrat conducteur poreux constituant une partie de l'électrode, avec une couche de copeaux d'une matière inerte vis à vis de 1'électrolyte de la cellule dans laquelle l'électrode doit être utilisée et pouvant être frittée ; on astreint ces copeaux à se disposer parallèlement à la surface dudit substrat et 10 l'on fritte ensuite les copeaux de façon à former une seconde couche poreuse sur le substrat. Suivant un exemple de mise en oeuvre de l'invention, on forme au moyen de techniques classiques un substrat en nickel à pores grossiers dont les pores ont une dimension d'environ 20 microns, et 15 l'on revêt ce substrat d'une couche de ocpeaux d'argent. Une forme appropriée de copeaux d'argent est celle vendue par la Société JOHNSON-MATTHEY aux Etats-Unis sous la dénomination "FS2", ces copeaux ayant des dimensions approximatives telles qu'un diamètre de 10 microns et une épaisseur de 0,1 micron. On remarquera cependant 20 qu'il n'est pas essentiel que les dimensions des copeaux soient inférieures à la dimension maximale des pores du substrat. On frotte les copeaux d'argent sur la surface du substrat en nickel afin d'astreindre les copeaux à adhérer sur ce substrat et l'on enlève toute matière en excès. On traite le substrat en nickel 25 par un procédé de flottation de telle sorte que la couche argentée se trouve dirigée vers le haut, sur la surface d'un liquide tel que de/l'acétone, qui est inerte à la fois vis à vis du nickel et vis à vis de l'argent. De cette façon, le liquide pénètre dans les pores du substrat par effet capillaire et astreint les copeaux d'argent 30 à flotter et à se disposer parallèlement à la surface du substrat. On enlève alors l'ensemble obtenu du liquide et on le chauffe si cela est nécessaire afin d'en faire évaporer tout liquide en excès. En utilisant un liquide volatil tel que de l'acétone, l'évapora tion se produit facilement sans chauffage. L'ensemble obtenu 35 est ensuite chauffé sous une atmosphère non oxydante afin de fritter les copeaux d'argent en place sur le substrat en nickel. Si cela est nécessaire on peut procéder à de nouvelles applications de copeaux d'argent jusqu'à ce que l'on ait obtenu par accroissement l'épaisseur désirée, de sorte que l'interface électrolyte 40 gaz dans l'électrode terminée soit stabilisé à l'interface entre le 70 36603 2 2064243 substrat en nickel à pores grossiers et la couche de copeaux d'argent. Dans l'exemple décrit, la .couche stabilisante nécessaire a été obtenue après trois applications de copeaux d'argent. On remarquera que l'électrode à gaz fabriquée dans l'exemple ci-dessus est 5 destinée à être utilisée dans une cellule à combustible ou métal-gaz contenant un électrolyte alcalin. Dans un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention les copeaux d'argent sont en suspension dans du glycerol, afin de former une suspension d'environ 5$ d'argent en poids. La suspension de 10 glycérol est appliquée comme une peinture sur le substrat en nickel afin de constituer une couche contenant de 3 à 4 mg/cm2 de la suspension sur le substrat. On frotte le mélange sur le substrat, le glycerol agissant comme un lubrifiant au cours de cette opération et on laisse les copeaux former une couche en se disposant paral-15 lèlement à la surface du substrat. Le glycerol est visqueux et est ainsi lentement absorbé dans les pores du substrat en nickel et, au cours de cette absorption, entraîne les copeaux d'argent en alignement dans les pores du substrat afin de former la seconde couche poreuse sur ce substrat. Les copeaux d'argent sont ensuite frittés 20 en place sur le substrat sous une atmosphère non oxydante, et l'on remarquera que pour des substrats autres que le nickel il n'est pas nécessaire que l'opération de frittage s'effectue sous une atmosphère non oxydante. Dans un autre exemple encore de mise en oeuvre de l'invention, 25 les copeaux d'argent sont frottés sur la surface du substrat et s'alignent avec la surface du substrat sans que l'on utilise un produit de flottation ou un lubrifiant pour faciliter leur mise en place en alignement. Comme dans les exemples précédents, les copeaux sont ensuite frittés afin de constituer une seconde couche poreuse 30 sur le substrat. On remarquera que des substrats poreux autres que du nickel peuvent être utilisés dans les exemples ci-dessus, par exemple d'autres substrats appropriés comprennent des substrats constitués par un chlorure de polyvinyle poreux métallisé avec de l'argent ou 35 du nickel, des substrats en nickel et des substrats en graphite fritte. D'autres matières sous forme de copeaux peuvent être utilisées au lieu de copeaux d'argent, par exemple des copeaux d'or et des copeaux de nickel. On remarquera en outre que bien que les exemples décrits ci-40 dessus soient relatifs à la fabrication d'électrodes à gaz destinées 70 36603 3 2064243 à être utilisées dans des piles contenant un électrolyte alcalin, le procédé peut également être utilisé pour fabriquer des électrodes à gaz destinées à être utilisées avec des électrolytes acides. Dans un exemple du procédé utilisé dans la fabrication d'une électrode à gaz appropriée pour être ùtilisée avec un électrolyte acide, on applique des copeaux d'or sur une surface d'un substrat eri chlorure de polyvinyle poreaux métallisé d'une façon analogue à celle décrité dans les exemples ci-dessus. / 70 36603 2064243 REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'une électrode à gaz du type comportant deux couches poreuses dont les pores ont des dimensions différentes caractérisé en ce que l'on revêt une surface d'un subs- 5 trat conducteur poreux constituant une partie de l'électrode avec une couche de copeaux d'une matière pouvant être frittée et qui est inerte vis à vis de l'électrolyte de la cellule dans laquelle l'électrode doit être utilisée, on astreint lesdits copeaux à se disposer parallèlement à la surface dudit substrat et l'on fritte en-10 suite les copeaux afin de constituer une seconde couche poreuse sur le substrat. 2 - Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on traite en outre ledit substrat par flottation avec ladite couche de copeaux dirigée vers le haut sur un liquide inerte vis à 15 vis des copeaux et vis à vis du substrat afin d'astreindre les copeaux à se disposer parallèlement à la surface dudit substrat. 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit liquide est de l'acétone. 4 - Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que 20 les copeaux sont en suspension dans un liquide visqueux qui est inerte vis à vis d'eux et du substrat de telle sorte que lorsque les copeaux sont appliqués sur le substrat le liquide facilite l'alignement des copeaux avec la surface du substrat. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que 25 le liquide visqueux est du glycerol. 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes^ caractérisé en ce que le substrat est du nickel. 7 - Procédé suivant 1'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les copeaux sont des copeaux d'argent. 30 8 - Electrode à gaz, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée par un procédé tel que défini suivant l'une quelconque des revendications précédentes»