Verfahrensanspruchs. Die Erfindung betrifft ferner eine poröse Schicht, die gemäss einem solchen Verfahren hergestellt ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere auch die Herstellung solcher porösen Schichten, wie sie als Elektroden in elektrochemischen Zellen eingesetzt werden. Elektrochemische Zellen können zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden. Dazu wird eine als Katalysator wirkende ionenleitende Membran auf zwei gegenüberliegenden Flächen mit je einer Schicht versehen, die sowohl elektrisch leitend als auch porös ist, so dass ein

Prozessgas, z. B. molekularer Wasserstoff H ₂ , leicht durch die Schicht an die Membran heran diffundieren kann. Diese beiden Schichten fungieren als Elektroden. Die Membran selbst ist nur ionenleitend, aber konventionell gesehen ein Isolator, welcher elektrischen Strom in Form von Elektronen nicht leitet. Zur Erzeugung elektrischer Energie wird ein Verbraucher oder ein

Akkumulator mit den beiden elektrisch leitenden Schichten verbunden. Wird nun auf einer Seite das Prozessgas, z.B. H ₂ unter hohem Druck bereitgestellt, so diffundiert der Wasserstoff durch die elektrisch leitende hochdruckseitige Schicht und wird an der Membran in elektrisch positive H ⁺ -lonen

umgewandelt, die ihre Elektronen über die hochdruckseitig angeordnete als Elektrode dienende Schicht an den angeschlossenen Verbraucher abgeben. Die H ⁺ -lonen diffundieren durch die Membran und nehmen an der

gegenüberliegenden, niederdruckseitig angeordneten Schicht (Elektrode) wieder Elektronen auf und rekombinieren wieder zu molekularem Wasserstoff H2. Die erzeugte elektrische Energie wird also aus der Druckenergie gewonnen, die das Prozessgas beim Übergang von der Hoch- zur

Niederdruckseite verliert.

Dieser Prozess kann auch umgekehrt werden. Man legt eine elektrische Spannung aus einer Gleichspannungsquelle an die beiden als Elektroden dienenden porösen Schichten an. Dadurch verläuft der Prozess so, dass das Prozessgas von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite„gepumpt" wird, so dass elektrische Energie, beispielsweise aus einer Solarzelle, als

Druckenergie gespeichert wird.

Somit können elektrochemische Zellen zum Komprimieren und zum

Entspannen von Wasserstoff eingesetzt werden.

Häufig werden mehrere solcher elektrochemischer Zellen, die dann

scheibenförmig ausgestaltet sind, zu einem Stapel übereinader angeordnet, sodass sich insgesamt ein rohrförmiges Gebilde ergibt. Üblicherweise ist die Niederdruckseite dann die Innenseite des Rohres und die Hochdruckseite seine Aussenseite.

Neben der ionenleitenden Membran, kommt der Herstellung der Elektroden eine wichtige Bedeutung zu. Die als Elektroden dienenden Schichten müssen eine hohe klassische elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Sie müssen ferner einer hohen mechanischen Druckbelastung von bis zu einigen hundert bar standhalten und sie müssen porös sein, damit der Wasserstoff ohne grösseren Widerstand zu der Membran vordringen kann.

Üblicherweise werden solche als Elektroden dienenden Schichten für elektrochemische Zellen heute in einer Art von Sinter-Prozess unter Druck- und Wärmeeinwirkung hergestellt bzw. auf die Membran aufgebracht.

Derartige aus gesintertem Material hergestellten Elektroden sind

üblicherweise sehr teuer und erfüllen die an sie gestellten

Anforderungen oft erst nach aufwändigen Nachbehandlungen. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges und einfaches Verfahren zum Herstellen poröser Schichten vorzuschlagen, die insbesondere auch für den Einsatz als Elektroden in elektrochemischen Zellen geeignet sind. Ferner soll durch die Erfindung eine entsprechende poröse Schicht bereitgestellt werden.

Die diese Aufgabe lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch den unabhängigen Anspruch der jeweiligen Kategorie gekennzeichnet.

Erfindungsgemäss wird also ein Lichtbogenspritzverfahren vorgeschlagen zum Herstellen einer porösen Schicht auf einem Substrat, bei welchem an zwei elektrisch leitende Spritzdrähte eine elektrische Spannung angelegt wird, mit welcher ein Lichtbogen zwischen den Spritzdrähten gezündet wird, wobei aus den Spritzdrähten in einem Schmelzbereich eine Schmelze erzeugt wird, wobei die Schmelze mit einem Fluid beaufschlagt wird, welches die Schmelze zu dem Substrat transportiert, wo die Schmelze zur Erzeugung der Schicht abgeschieden wird. Der Schmelze werden flüchtige Partikel derart zugeführt, dass die flüchtigen Partikel in der Schmelze im wesentlichen fest und formbeständig bleiben und gemeinsam mit der Schmelze auf dem Substrat abgelagert werden und nach Beendigung des Spritzens werden zur

Erzeugung der Porosität die flüchtigen Partikel aus der Schicht entfernt. Da üblicherweise ionenleitende Membrane sehr empfindliche und oft auch sehr dünne Gebilde sind, wird bei dieser Anwendung die poröse Schicht nicht direkt auf die Membrane gespritzt, sondern die poröse Schicht wir zunächst mittels des beschriebenen Lichtbogenspritzverfahrens auf einem geeigneten Substrat abgelagert, anschliessend wird die Schicht von dem Substrat gelöst und mit der Membrane verbunden oder die Membrane wird auf die poröse Schicht aufgebracht.

Lichtbogenspritzen, dass häufig auch genauer als Lichtbogendrahtspritzen bezeichnet wird, ist ein thermisches Spritzverfahren, mit welchem sich in kostengünstiger und einfacher Weise Schichten auf einem Substrat

abscheiden lassen. Die der Schmelze zugeführten flüchtigen Partikel dienen als Platzhalter in der sich abscheidenden Schicht. Wenn der

Lichtbogenspritzprozess abgeschlossen ist, werden diese flüchtigen Partikel aus der Schicht entfernt, wodurch die gewünschte Porosität generierbar ist. Hierbei ist es wesentlich, dass die flüchtigen Partikel in der Schmelze im wesentlichen fest und formstabil bleiben, das heisst diese Partikel werden nicht aufgeschmolzen, sondern höchstens etwas weich oder an ihrer

Oberfläche angeschmolzen. Die Formstabilität ist von Bedeutung, weil hierdurch die Geometrie der Hohlräume in der porösen Schicht kontrollierbar ist. Somit können beispielsweise Hohlräume in der Schicht generiert werden, die aufgrund ihrer Geometrie der porösen Schicht eine deutlich höhere Druckbelastbarkeit verleihen. Zum Erzeugen einer stabilen porösen Schicht hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die flüchtigen Partikel eine Grösse von höchstens 400 Mikrometer haben.

Um den chemischen und morphologischen Aufbau der Schicht besser kontrollieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren unter einer kontrollierbaren Atmosphäre durchgeführt wird.

Gemäss einer ersten bevorzugten Verfahrensführung werden die flüchtigen Partikel dem Fluid beigemischt, bevor das Fluid die Schmelze beaufschlagt. Die Partikel treffen dann also gemeinsam mit dem Fluid auf den

Schmelzbereich auf und transportieren von dort die Schmelze auf das Substrat.

Eine andere bevorzugte Verfahrensführung besteht darin, die flüchtigen Partikel der Schmelze zwischen dem Schmelzbereich und dem Substrat beizufügen. Bei dieser Variante werden die flüchtigen Partikel also

stromabwärts des Schmelzbereichs in den„Strahl" eingebracht, welcher die Schmelze zum Substrat transportiert.

Ferner ist es möglich, dass die flüchtigen Partikel Bestandteil zumindest eines Spritzdrahtes sind. Der Spritzdraht ist dann beispielsweise als Hohldraht oder als sogenannter„cored wire" ausgestaltet, d. h. die flüchtigen Partikel sind in den Spritzdraht integriert. Insbesondere im Hinblick auf die mechanische Stabilität der Schicht ist es vorteilhaft, wenn die flüchtigen Partikel derart eingebracht werden, dass abschliessend eine Porosität von 5% bis 50%, vorzugsweise von 10% bis 20% in der Schicht resultiert. Dabei ist die Porosität vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie durchgehend ist, womit gemeint ist, dass die einzelnen Kavitäten, welche die Porosität realisieren, zumindest grösstenteils

untereinander verbunden sind.

Speziell für die Anwendung als Elektrode in einer elektrochemischen Zelle ist es bevorzugt, wenn mindestens ein Spritzdraht eine Aluminiumlegierung umfasst, denn durch diese wird die benötigte elektrische Leitfähigkeit gewährleistet.

Um die mechanische Stabilität der Schicht zu erhöhen, enthält vorzugsweise mindestens ein Spritzdraht Magnesium. Das Magnesium kann beispielsweise Bestandteil der Aluminiumlegierung sein. Im Hinblick auf die Anwendung in elektrochemischen Zellen zur Kompression und Entspannung von Wasserstoff ist es bevorzugt, wenn die poröse Schicht eine Druckfestigkeit von mindestens 50 MPa, vorzugsweise mindestens 200 MPa aufweist.

Durch die Erfindung wird ferner eine derart hergestellte poröse Schicht vorgeschlagen.

Insbesondere kann diese poröse Schicht eine Elektrode einer

elektochemischen Zelle sein.

Für die Verwendung in einer elektrochemischen Zelle wird die poröse Schicht vorzugsweise von dem Substrat gelöst und anschliessend auf einer

Membrane als Substrat aufgebracht. Auch ist es umgekehrt möglich, die

Membrane auf der porösen Schicht aufzubringen. Wesentlich ist nur, dass die poröse Schicht und die ionenleitende Membrane miteinander verbunden werden. In einem bevorzugten Anwendungsfall ist die poröse Schicht auf einer Membran aufgebracht, die eine wasserstoffpermeable Membrane ist. Damit ist z. B. gemeint, dass die Membrane auch eine lonenleitfähigkeit für Wasserstoff-Ionen hat. Weitere vorteilhafte Massnahmen und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen teilweise im Schnitt: Fig. 1 die wesentlichen Teile einer Lichtbogenspritzvorrichtung zum

Durchführen eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 2 wie Fig. 1 jedoch für ein zweites Ausführungsbeispiel des

erfindungsgemässen Verfahrens, und Fig. 3 einen Spritzdraht für ein weitere Ausführungsbeispiel des

erfindungsgemässen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung die wesentlichen Teile einer Lichtbogenspritzvorrichtung, die zur Durchführung eines ersten

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet ist, und mit welcher eine poröse Schicht 18 auf einem Substrat 10 herstellbar ist.

Im Folgenden wird auf den für die Praxis besonders wichtigen

Anwendungsfall Bezug genommen, dass die poröse Schicht 18 die Elektrode einer elektrochemischen Zelle zur Kompression oder zur Entspannung von Wasserstoff ist. Diese poröse Schicht 18 wird zunächst in dem Spritzprozess auf dem Substrat 10 aufgebracht. Anschliessend wird die poröse Schicht 18 von dem Substrat 10 getrennt und mit einer Membrane verbunden. Diese ist vorzugsweise eine wasserstoffpermeable Membran, d.h. eine Membran die eine hohe lonenleitfähigkeit für H ⁺ -lonen aufweist und damit selektiv für Wasserstoff permeabel ist. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf solche Schichten 18 beschränkt ist, sondern allgemein zur Herstellung poröser Schichten auf einem Substrat 10 geeignet ist.

Die Lichtbogenspritzvorrichtung umfasst eine Spritzpistole 1 , eine erste Zuführeinrichtung 3, einen Vorratsbehälter 12 für flüchtige Partikel 1 1 und eine Ansteuereinheit 14 zum Steuern des Prozesses. Die Spritzpistole 1 umfasst in an sich bekannter Weise zwei elektrisch leitende Spritzdrähte 2, die zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einer Energiequelle 16 verbunden sind, so dass zwischen den Spritzdrähten 2 in einem

Schmelzbereich 7 ein Lichtbogen 6 gezündet und über einen vorgebbaren Zeitraum stabil aufrecht erhalten werden kann. Die Spritzdrähte 2 sind aus einer nicht dargestellten Vorratseinrichtung einer Drahtführung 5 zuführbar. Die Drahtführung 5 umfasst einen Drahtvorschubl 3, der dazu geeignet ist, den Spritzdraht 2 durch eine Führungseinrichtung 17 dem Schmelzbereich 7 zuzuführen. Die Führungseinrichtung 17 ist bevorzugt so ausgelegt, dass sie als elektrisch leitende Einrichtung mit der Energiequelle 16 verbindbar ist und mit dem Spritzdraht 2 elektrisch leitend in Kontakt steht, so dass über die Führungseinrichtung 17 die für die Erzeugung des Lichtbogens 6 notwendige elektrische Energie dem Spritzdraht 2 zugeführt werden kann. Da beim Lichtbogenspritzen im Schmelzbereich 7 kontinuierlich Material des

Spritzdrahtes 2 in eine Schmelze 8 überführt wird, muss der Spritzdraht 2 zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens 6 kontinuierlich durch die Drahtführung 5 in den Schmelzbereich 7 nachgeführt werden.

Vorzugsweise wird das Lichtbogenspritzverfahren unter einer kontrollierten Atmosphäre durchgeführt. Dazu wird das Verfahren in einer Prozesskammer 30 durchgeführt, die in Fig. 1 nur angedeutet ist und deren Atmosphäre in an sich bekannter weise mit nicht dargestellten Pumpen und Gaszuführungen einstellbar bzw. kontrollierbar ist.

Die aus dem Material des Spritzdrahtes 2 im Lichtbogen 6 gebildete

Schmelze 8 wird durch ein Fluid 4 beaufschlagt, welches über die erste Zuführeinrichtung 3 aus einem Gasvorrat 19 zugeführt wird. Das Fluid 4 transportiert die Schmelze 8 auf eine Oberfläche 9 des zu beschichtenden Substrats 10, wodurch sich die Schicht 18 ausbildet. Durch das Fluid 4, das bevorzugt ein Gas, insbesondere Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Helium, Umgebungsluft, ein Gemisch dieser oder ein anderes Gas ist, wird die

Schmelze 8 mit einem vorgebbaren Arbeitsdruck beaufschlagt, wodurch die Schmelze 8 auf die Oberfläche 9 des Substrats 10 geschleudert wird. Dort kondensiert die Schmelze 8 in einen festen Zustand.

Erfindungsgemäss werden der Schmelze 8 die flüchtigen Partikel 1 1 derart zugeführt, dass die flüchtigen Partikel in der Schmelze 8 im wesentlichen fest und formbeständig bleiben, und gemeinsam mit der Schmelze 8 auf dem Substrat 10 abgelagert werden. Dazu werden gemäss dem hier

beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel die flüchtigen Partikel 1 1 dem Fluid 4 beigemischt, bevor das Fluid 4 die Schmelze 8 beaufschlagt.

Dazu ist eine Verbindung 15 vorgesehen, durch welche die flüchtigen Partikel 1 1 aus dem Vorratsbehälter 12 in die Zuführeinrichtung 3 gelangen können, wo sie von dem Fluid 4 mitgenommen werden, sodass die Partikel 1 1 gemeinsam mit dem Fluid 4 die Schmelze 8 im Schmelzbereich 7

beaufschlagen. Somit werden der Schmelze 8 durch das Fluid 4 die flüchtigen Partikel 1 1 zugeführt, sodass die Partikel 1 1 im Schmelzbereich 7 mit der Schmelze 8 vermischt werden und gemeinsam mit der Schmelze 8 auf die Oberfläche 9 des Körpers 10 aufgebracht werden. Bei diesem Prozess wirken die flüchtigen Partikel 1 1 als Platzhalter, deren Aufgabe es ist, in der sich aufbauenden Schicht 18 kleine Räume zu schaffen, die nicht von der Schmelze 8 eingenommen werden. Nach Beendigung des thermischen Spritzvorgangs werden die flüchtigen Partikel 1 1 aus der Schicht 18 entfernt, sodass der ursprünglich von ihnen ausgefüllte Raum nun als Hohlraum in der Schicht 18 zurückbleibt. Auf diese Weise lässt sich in einfacher weise eine Porosität in der Schicht 18 erzeugen.

Ein wesentlicher Aspekt ist dabei, dass die flüchtigen Partikel 1 1 während ihres Transports in der Schmelze 8 im wesentlichen fest und formbeständig bleiben. Die Partikel 1 1 , die Festkörperpartikel sind, werden also in der

Schmelze 8 selbst nicht geschmolzen, sondern behalten ihre äussere Form und bleiben im wesentlichen fest. Natürlich ist es möglich, dass es zu einem geringfügigen Anschmelzen der Partikel 1 1 an ihrer Oberfläche kommt. Aber das ist nicht störend, solange die äussere Form der Partikel 1 1 erhalten bleibt. Die Partikel 1 1 bilden somit eine nicht-aufschmelzende Komponente in dem Beschichtungsstrahl, welcher die Schmelze 8 zur Oberfläche 9 des Substrats 10 transportiert.

Damit kann über die äussere Form der flüchtigen Partikel 1 1 die Geometrie der in der Schicht 18 generierten Hohlräume direkt beeinflusst werden. Dies ist insbesondere auch für die Druckstabilität der Schicht 18 von grosser Bedeutung. Sind die flüchtigen Partikel 1 1 beispielsweise sphärisch

ausgestaltet, so sind später die Hohlräume in der porösen Schicht 18 ähnlich wie Gewölbe ausgestaltet, die einer Druckbelastung wesentlich besser standhalten als beispielsweise solche Hohlräume, die geschmolzene Partikel hinterlassen würden. Letztere sind eher flach, weil geschmolzene Partikel in Form von Spritzern (splash) abgelagert würden. Solche flachen Hohlräume sind statisch gesehen jedoch ungünstiger, weil sie schon bei deutlich kleineren Drücken zusammenbrechen als die durch formstabile Partikel 1 1 generierten Hohlräume, die beispielsweise in Form geodätischer Kuppeln ausgebildet sein können.

Die Formstabilität der flüchtigen Partikel 1 1 in der Schmelze 8 lässt sich durch einige Parameter beeinflussen, zum einen natürlich durch eine geeignete Wahl des Materials für die Partikel 1 1 , zum anderen durch die Grösse der Partikel 1 1 oder durch die Flussrate des Fluids 1 1 .

Im Falle des Anwendungsbeispiels, dass die poröse Schicht 18 die Elektrode einer elektrochemischen Zelle für die Kompression und die Entspannung von Wasserstoff ist, bestehen die beiden Spritzdrähte 2 beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder beinhalten zumindest eine Aluminiumlegierung. Denn hiermit lassen sich poröse Schichten 18 generieren, die sehr gut für diese Anwendung geeignet sind. Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die Aluminiumlegierung Magnesium enthält, um die mechanische Stabilität der Schicht 18 zu erhöhen. Als flüchtige Partikel 1 1 , die als Platzhalter zur Generierung der Porosität dienen, sind sehr viele Materialien in Form von Festkörperpartikeln geeignet, die insbesondere auch unter dem Aspekt der Formbeständigkeit ausgewählt werden. Beispielsweise geeignet sind: verschiedene Salze, Zucker, Zink. In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Grösse der Partikel 1 1 den Wert von 400 μιη nicht überschreitet.

Zur Steuerung oder Regelung des Prozesses weist die

Lichtbogenspritzvorrichtung beispielsweise eine frei programmierbare

Ansteuereinheit 14 auf, mit welcher insbesondere die folgenden Parameter geregelt bzw. eingestellt werden können: der Arbeitsdruck, mit dem das Fluid 4 die Schmelze 8 beaufschlagt, die zugeführte Menge von Partikeln 1 1 , der Drahtvorschub 13, die den Spritzdrähten 2 zugeführte elektrische Energie. Dazu ist die Ansteuereinheit 14 über Signalleitungen 20 mit den jeweiligen Komponenten der Vorrichtung verbunden. Desweiteren kann die

Ansteuereinheit 14 Sensorleitungen 21 umfassen, durch die der

Ansteuereinheit 14 von nicht dargestellten Sensoren verschiedene

Betriebsparameter, wie beispielsweise aktueller Arbeitsdruck, Gasdruck in der Prozesskammer, Umgebungsdruck, Temperatur, elektrische

Betriebsparameter der Energiequelle oder andere Parameter, übermittelbar sind.

Zur Herstellung der porösen Schicht 18 wird nun zunächst mittels des

Lichtbogenspritzverfahrens die im Schmelzbereich 7 generierte Schmelze 8 von dem mit den Partikeln 1 1 beladenen Fluidstrom zur Oberfläche 9 des Substrats 10 transportiert, wo die Schmelze 8 - hier also die verflüssigte Aluminiumlegierung - in Form von Spritzern bzw. Tropfen (droplets) abgelagert wird. In die sich ausbildenden Schicht 18 werden die flüchtigen Partikel 1 1 , die ja immer noch in Form fester Partikel vorliegen, eingebaut. Ist die gewünschte Schichtdicke erreicht, so wird der thermische Spritzvorgang beendet. In einem weiteren Bearbeitungsschritt werden nun die flüchtigen Partikel 1 1 aus der erstarrten Schicht 18 herausgelöst. Je nach Art und Beschaffenheit der Partikel 1 1 kann dieses Entfernen auf verschiedene Arten geschehen, beispielsweise durch Auflösen der Partikel 1 1 in Wasser oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel oder durch elektrochemische Prozesse oder in anderer Weise durch chemische Mittel oder durch

Beaufschlagung mit einer geeigneten Strahlung. Nachdem die flüchtigen Partikel entfernt worden sind, bleiben die Hohlräume zurück, wodurch die poröse Schicht 18 entsteht. Insbesondere für den Anwendungsfall der elektrochemischen Zelle ist eine Porosität von 5-50% und besonders bevorzugt von 10-20% bevorzugt. Die Porosität lässt sich beispielsweise über die Grösse der individuellen Partikel 1 1 beeinflussen oder über die Rate, mit welcher die Partikel 1 1 in den Strom des Fluids 4 eingebracht werden. Fig. 2 zeigt die wesentlichen Teile einer Lichtbogenspritzvorrichtung zum Durchführen eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Verfahrens. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zum ersten

Ausführungsbeispiel eingegangen. Die vorangehenden Erläuterungen bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels gelten in sinngemäss gleicher Weise auch für das zweite Ausführungsbeispiel. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Teile bzw. von der Funktion her gleichwertige Teile wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Der wesentliche Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel liegt darin, dass beim zweiten Ausführungsbeispiel die flüchtigen Partikel 1 1 in

Strömungsrichtung gesehen erst hinter dem Schmelzbereich 7 beigefügt werden.

Dazu ist eine zweite Zuführeinrichtung 31 vorgesehen, durch welche die flüchtigen Partikel 1 1 aus dem Vorratsbehälter 12 in die Schmelze 8 eingebracht werden können, wobei hier der Eintrag der Partikel 1 1 erst zwischen dem Schmelzbereich 7 und dem Substrat 10 erfolgt. Dazu weist die zweite Zuführung 31 eine Mündung 32 auf, welche in der Nähe des

Schmelzbereichs 7 jedoch substratseitig des Schmelzbereichs 7 angeordnet ist, sodass die Partikel 1 1 von dort in den von Schmelze 8 und Fluid 4 gebildeten Beschichtungsstrahl eingebracht werden können. Die Partikel 1 1 können auch bei diesem Ausführungsbeispiel mithilfe des Fluids 4 durch die zweite Zuführeinrichtung 31 transportiert werden. Dazu ist beispielsweise die zweite Zuführung 31 mit dem Gasvorrat 19 oder einem separaten Fluidvorrat verbunden (in Fig. 2 nicht dargestellt). Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung weißt natürlich auch eine Energiequelle 16 auf, auf deren Darstellung hier aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde.

Die aus dem Material des Spritzdrahtes 2 im Lichtbogen 6 gebildete

Schmelze 8 wird analog zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel auch hier durch das Fluid 4 über die erste Zuführeinrichtung 3 aus einem Gasvorrat 19 auf die Oberfläche 9 des Substrats 10 aufgebracht. Die flüchtigen Partikel 1 1 gelangen aus der Mündung 32 in die Schmelze 8 und werden dann zusammen mit dieser zu dem Substrat 10 transportiert. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens können die flüchtigen Partikel auch in einem oder beiden der Spritzdrähte 2 vorgesehen sein. Der Spritzdraht 2 ist dann als Fülldraht (cored wire) ausgestaltet, der neben dem metallischen Material - also beispielsweise der Aluminiumlegierung - zusätzlich die flüchtigen Partikel 1 1 enthält. Fig. 3 zeigt einen solchen Spritzdraht 2 im Querschnitt. Bei diesem

Ausführungsbeispiel ist es dann nicht mehr notwendig, die flüchtigen Partikel 1 1 zusätzlich aus einem Vorratsbehälter zuzuführen so wie das in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel werden die flüchtigen Partikel 1 1 beim Schmelzen des Spritzdrahtes 2 im Schmelzbereich 7 freigesetzt und gelangen dann vom Fluid 4 zusammen mit der Schmelze 8 transportiert zum Substrat 10. Die erzielte Porosität lässt sich dann über den relativen Anteil der Partikel 1 1 im Spritzdraht 1 einstellen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden die flüchtigen Partikel 1 1 so gewählt, dass sie während des Spritzprozesses höchstens geringfügig anschmelzen aber ihre äussere Form im wesentlichen beibehalten.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere für die

Herstellung von Elektroden für elektrochemische Zellen zur Kompression und Entspannung von Wasserstoff. Aufgrund der hohen Porosität mit

optimierbarer Geometrie der Hohlräume weisen derartige poröse Schichten sehr hohe Druckbeständigkeiten von mindestens 50 MPa vorzugsweise von mindestens 200 MPa auf. Zudem haben diese porösen Schichten eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Wasserstoffdurchlässigkeit. Werden die porösen Schichten auf scheibenförmigen, stapelbaren

Membranen aufgebracht, so ist die Wasserstoffdurchlässigkeit auch in der Beschichtungsebene also in radialer Richtung - oder im allgemeinen - parallel zu Grenzfläche zwischen Substrat 10 und Schicht 18 sehr gross.