Brevet FR2108133A1 — publié le 19720519

L'invention concerne les électrodes à gaz pour piles à combustibles et plus particulièrement celles du type comportant un support métallique poreux sur lequel est déposée une couche poreuse conductrice contenant un catalyseur, et formes à partir de particules solidarisées au moyen d'un liant plastique. On connaît ainsi des électrodes à gaz comportant un support conducteur poreux en nickel et une couche active formée à partir de particules de charbon activé ou de particules de charbon sur lesquelles a été déposé un catalyseur, par exemple un métal ou un oxyde métallique, ladite couche active contenant en outre un liant plastique qui peut servir également d'agent hydrophobe pour l'électrode ; ce liant plastique peut être par exemple du polytétrafluoréthylène ou PTFE. La réalisation d'une telle électrode peut s'effectuer par exemple conformément au procédé décrit dans la demande de brevet français PV 17 277 déposée le 6.11.68 au nom de la demanderesse et ayant pour titre "Electrode à gaz pour pile à combustible et son procédé de fabrication". On peut également opérer selon le procédé décrit dans la demande de brevet français no. 69 40 156 déposée le 21 novembre 1969 au nom de la demanderesse et ayant pour titre "Perfectionnement à la fabrication des électrodes à gaz pour piles à combustibles". Toutefois, la demanderesse a constaté que dans certaines desdites électrodes, il se produisait au cours du fonctionnement électrochimique un décollement entre le support métallique et la couche active déposée dessus, ce qui nécessitait alors le remplacement de ces électrodes. La demanderesse a alors cherché à favoriser l'accrochage de la couche active sur le support métallique en introduisant entre eux des particules métalliques, de préférence constituées par le même métal que le support. Si, effectivement. dans ces électrodes modifiées, on n'observait plus de décollement, elles présentaient par contre l'inconvénient de se noyer rapidement. La présente invention permet de remédier aux inconvénients précités: Elle a pour objet un procédé de fabrication d'une électrode à gaz pour pile à combustible du type comportant un support métallique poreux sur lequel est déposée une couche poreuse conductrice contenant un catalyseur et formée à partir de particules solidarisées au moyen d'un liant plastique, caractérisé par le fait que préalablement au dépôt de ladite couche poreuse, on crée en certains points de la surface du support destinée à la recevoir des aspérités constituées de préférence par le liant plastique présent dans la couche poreuse. Dans une électrode réalisée conformément au procédé décrit ci-dessus, on n'observe d'une part aucun décollement entre le support et la couche active lors du fonctionnement électrochimique, d'autre part, aucune tendance à se noyer pour l'électrode. Les aspérités créées sur la surface du support doivent être très localisées et très dispersées. On ne doit en aucun cas créer une couche continue qui isolerait électriquement le support de la couche active. On donnera ci-après, à titre illustratif, mais nullement limitatif, la description d'un mode d'exécution conforme à l'invention, relatif à la fabrication d'une électrode à air, ou oxygène, pour pile à combustible. On utilise un support conducteur en nickel. Celui-ci peut être réalisé par projection électrostatique d'une poudre de nickel sur une toile métallique, par exemple en nickel, la projection étant suivie d'un laminage puis d'un frittage sous azote hydrogéné ou argon hydrogéné, vers 700 c, pendant une heure environ. Dans l'exemple décrit, la couche active comprend des particules de charbon argentées et du PTFE. Conformément à l'invention, on crée sur le support en nickel, préalablement au dépôt du matériau constitutif de la couche active, des aspérités en PTFE. Celles- & peuvent être réalisées en déposant sur le support une émulsion ou suspension de PTFE, par exemple par pulvérisation, puis en éliminant, par exemple par séchage le liquide contenu dans ladite émulsion ou suspension. On peut ainsi utiliser une émulsion constituée par une solution ammoniacale, à 60% en poids, de PTFE, les dimensions des grains de PTFE étant de l'ordre de 0,1 à 0,4 micron. Le dépôt de cette émulsion sur le support en nickel est effectué par projection au pistolet pneumatique. La quantité de PTFE ainsi déposée est très faible. Elle peut ainsi être de l'ordre de 1mg/cm2. On réalise ensuite le dépôt du matériau constitutif de la couche active. On peut pour ce faire utiliser l'un ou l'autre des procédés décrits dans les demandes de brevet français précitées PV 17277 et 69 40 156. Les aspérités de PTFE constituent des points d'accrochage renforcé pour la couche active et évitent ainsi son décollement, sans perturber cependant l'équilibre électrolyte-gaz au sein de l'électrode. Sien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions ou remc3cce certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/- Procédé de fabrication d'une électrode à gaz pour pile à combustible du type comportant un support métallique poreux sur lequel est déposée une couche poreuse conductrice contenant un catalyseur et formée à partir de particules solidarisées au moyen d'un liant plastique, caractérisé par le fait que préalablement au dépôt de ladite couche poreuse, on crée en certains points de la surface du support destinée à la recevoir des aspérités constituées de préférence par le liant plastique présent dans la couche poreuse. 2/- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche poreuse étant formée à partir de particules de charbon activé ou de particules de charbon sur lesquelles a été déposé un catalyseur, solidarisées au moyen de po#ytétrafluor- éthylène ou PTFE, les aspérités sur le support métalliques sont constituées par du PTFE. 3/- Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les aspérités, en PTFE, sont réalisées en déposant sur le support une émulsion ou suspension de PTFE puis en éliminant, par exemple, par séchage, le liquide contenu dans ladite émulsion ou suspension. 4/- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit dépôt est réalisé par pulvérisation. 5/- Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la quantité de PTFE ainsi déposée sur le support est de l'ordre de 1 mmg/cm2. 6/- Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le support est en nickel. 7/- Electrode à gaz pour pile à combustible, caractérisée par le fait qu'elle a été réalisée selon une des revendications précédentes. B/- Pile à combustible, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une électrode selon la revendication 7.