Titel:

Gasdiffusionslage für eine Brennstoffzelle mit entlang einer Flächenerstreckung variablen Eigenschaften

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasdiffusionslage für eine Brennstoffzelle, eine Brennstoffzelle mit einer solchen Gasdiffusionslage und ein Verfahren zum Herstellen einer Gasdiffusionslage.

Stand der Technik

PEM-Brennstoffzellenstapel umfassen üblicherweise mehrere gestapelte Brennstoffzellen, die jeweils eine hydrophile Membran mit beidseitiger Katalysatorauflage und angrenzenden hydrophobierten Gasdiffusionslagen besitzen, welche mit einem Strömungsfeld zum Verteilen von Edukten in Kontakt stehen. Die Membran kann durch die Gasdiffusionslagen einerseits eine bestimmte Feuchtigkeit aufweisen und andererseits können gasförmige Edukte in Gegenrichtung an die Katalysatorschicht der Membran gelangen. Bei dem durchgeführten elektrochemischen Prozess reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff und es wird eine elektrische Spannung an den Elektroden der Brennstoffzellen bereitgestellt. Hierbei entsteht Wasser an der Kathode. Wird nicht der gesamte Wasserdampf abgeführt, kann es bei ungünstigen Bedingungen zur Konden sation von Wasser kommen. Die betreffende Brennstoffzelle könnte dadurch lokal geflutet werden und die Edukte können durch die hierdurch entstandene Wasserbarriere zumindest lokal nicht mehr mit dem Katalysator in Kontakt geraten. Die Leistung der Zelle verringert sich lokal und damit verringert sich die Gesamtleistung des Systems. Derartige geflutete Bereiche könnten Zonen oder Ausgangsstellen von Degradationseffekten sein, wie etwa Korrosion. Zum Verhindern der übermäßigen Kondensation können Gasdiffusionslagen aus einer dichten hydrophoben partikulären Schicht auf einem Carbonfaservlies angeordnet und zwischen das Strömungsfeld und die Membran mit ihrer Katalysatorschicht gelegt werden, sodass stets Gas und Wasserdampf durchgelassen werden und dennoch ausreichend flüssiges Wasser an der Membran gehalten wird, wobei zusätzlich benötigtes oder überschüssiges flüssiges Wasser durchgelassen wird. Die Gasdiffusionslagen können zudem als Gasdiffusionselektrode zum Ableiten des erzeugten Stroms verwendet werden.

Edukte, die über die Strömungsfelder und über die Gasdiffusionslage der Membran zugeleitet werden, erfordern stets einen bestimmten Druck zur Überwindung des Strömungswiderstands entlang der gesamten Strömungsstrecke. Der lokale Druck über der Membran ist selbst bei konstanten Betriebsparametern über der Flächenausdehnung nicht konstant. Es ist ein Verfahren zum Herstellen von Gasdiffusionslagen, insbesondere der partikulären hydrophoben Schicht, bekannt, bei denen integral optimierte Eigenschaften eingestellt werden sollen. Es werden entweder statistisch gleichmäßige Eigenschaften (z.B. Risse, Poren, Löcher) in der Flächenausdehnung eingestellt, oder ein Gradientenprofil senkrecht zur Flächenausdehnung vorgesehen.

Eine Gasdiffusionslage bzw. eine Gasdiffusionselektrode muss einerseits eine gewisse Menge flüssiges Wasser an der Membran halten, andererseits das bei dem Brennstoffzellenprozess produzierte überschüssige Wasser abführen und die gasförmigen Reaktanden an die Membran gelangen lassen. Mit einer porösen Struktur ist dies durchführbar.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung liegt folglich darin, eine Gasdiffusionslage vorzuschlagen, mit der lokale Kondensation vermieden werden kann, gleichzeitig aber auch die gewünschte Feuchtigkeit der Membran aufrechterhalten wird und der Zufuhr der Edukte nicht behindert wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Gasdiffusionslage für eine Brennstoffzelle mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Es wird eine Gasdiffusionslage für eine Brennstoffzelle vorgeschlagen, wobei die Gasdiffusionslage eine flächige Ausdehnung und eine zu der flächigen Ausdehnung senkrecht gemessene Lagendicke aufweist und wobei die Gasdiffusionslage vorgegebene physikalische Eigenschaften besitzt, die zumindest eine Permeabilität und eine Hydrophobizität umfassen. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass sich mindestens eine der physikalischen Eigenschaften von einem Anfangswert in einem Anfangsbereich zu einem Endwert in einem davon beabstandeten Endbereich in zumindest einer Richtung entlang der flächigen Ausdehnung ändert.

Ein Kern der Erfindung liegt folglich darin, die bestimmenden physikalischen Eigenschaften der Gasdiffusionslage hinsichtlich des anfallenden Wassers in der Flächenerstreckung der jeweiligen Brennstoffzellen, d.h. in der Zellebene senkrecht zu einer Stapelrichtung, nicht konstant zu halten. Sie ändern sich daher im Wesentlichen mit dem Druckverlauf entlang des Strömungsfelds, sodass trotz der Druckunterschiede die Funktionalität der Gasdiffusionslage, insbesondere für das Rückhaltevermögen von flüssigem Waser und die Durchlässigkeit von gasförmigen Edukten, überall annähernd gleich ist. Die Gasdiffusionslage kann damit überall gleich belastet werden, um hohe Leistungen und geringe Degradation bei hoher Leistungsdichte in einem gestapelten System zu erzielen.

Die physikalischen Eigenschaften umfassen, wie vorangehend erwähnt, zumindest die Permeabilität und die Hydrophobizität. Die Hydrophobizität kann dort einen vergleichsweise geringen Wert aufweisen, wo noch kein Wasser anfällt. In einem davon gegenüberliegenden Bereich, in dem mit dem stärksten Wasseranfall zu rechnen ist, ist es sinnvoll, eine höhere Hydrophobizität zu wählen. Die Hydrophobizität kann etwa durch einen sich entlang der Flächenerstreckung ändernden Gehalt an darin eingebundenem hydrophobierenden Material erreicht werden. Dieses Material kann etwa PTFE umfassen. Der Einsatz des hydrophobierenden Materials kann den Wasserüberschuss verhindern oder reduzieren. Die Permeabilität, welche etwa durch die Porosität der Gasdiffusionslage steuerbar ist, kann ebenso eine Anpassung an den Druckverlauf erlauben. In einem Bereich, in dem ein hoher Druck in dem Strömungsfeld vorliegt, kann eine geringere Permeabilität vorgesehen werden als in einem Bereich mit niedrigem Druck. Bei einer idealen Anpassung der Permeabilität an den Druckverlauf kann ein gleichmäßiger Volumenstrom über die gesamte Fläche der Gasdiffusionslage erreicht werden.

Bei einer aufgebrachten mikroporösen Schicht kann ihre Dicke beeinflusst werden, was auch unter anderem zu einer sich ändernden lokalen Eindringtiefe in die Trägerschicht führt. Mittels eines Mehrlagendrucks könnte die mikroporöse Schicht lokal unterschiedlich aufgetragen werden. Der elektrische Kontaktwiderstand, der elektrische Durchgangswiderstand, der Benetzungswinkel und die Hydrophobizität können angepasst werden, etwa durch Verwendung von unterschiedlichen lokalen Dichten oder Gehalten eines hydrophobierenden Materials. Die mikroporöse Schicht könnte auf die Trägerschicht aufgedruckt werden, wobei durch Bedrucken verschiedener Bereiche mit unterschiedlichem Gehalt an hydrophobierendem Material, einer ungleichmäßigen Trocknung, unterschiedlichen Massen oder ähnlichem unterschiedliche Porenbilder und damit variable Eigenschaften herstellbar sind. Die Porosität kann bei Verwendung eines Lasers zudem durch ein variables Bohrbild eingestellt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Gasdiffusionslage eine Trägerschicht aus einem Faservlies auf, bei dem sich entlang der flächigen Ausdehnung zumindest eines der Hydrophobizität, Schichtdicke und Faserdichte ändert. Das Faservlies kann Kohlefasern aufweisen. Die Hydrophobizität kann durch die Verwendung eines hydrophoben Materials erreicht werden, das in die Trägerschicht integrierbar ist. Das Beeinflussen der Schichtdicke und der Faserdichte erlauben die Einstellung der Permeabilität über die flächige Ausdehnung der Gasdiffusionslage. Beispielhaft könnte die Trägerschicht eine Basislage aufweisen, auf der mehrere Abschnitte von Vliesen mit unterschiedlichen Faserdichten nebeneinander aufgebracht sind, sodass dadurch insgesamt ein Faserdichtenverlauf realisierbar ist. Die lokale Dicke und die lokale Faserdichte können die Permeabilität steuern.

Es ist vorteilhaft, wenn sich ein lokaler Gehalt eines hydrophobierenden Materials in oder auf der Trägerschicht entlang der flächigen Ausdehnung ändert. Das hydrophobierende Material, etwa PTFE, führt zu einem Kontaktwinkel von mehr als 90° gegenüber Wasser, sodass eine wasserabweisende Wirkung erzielt wird. Über die lokale Variation der Eigenschaften der Trägerschicht lassen sich der lokale PTFE-Gehalt oder das Fehlen von hydrophobierendem Material einstellen.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Gasdiffusionslage eine mikroporöse Schicht aufweist, bei der sich entlang der flächigen Ausdehnung zumindest eines der Hydrophobizität, Schichtdicke und Porosität ändert. Eine solche mikroporöse Schicht kann auf eine vorangehend genannte Trägerschicht aufgebracht oder als eigenständige Lage vorgesehen sein. Die mikroporöse Lage kann eine oder mehrere Schichten aus Kohlenstoffallotropen umfassen. Hydrophobierende Eigenschaften der mikroporösen Schicht können auch durch Auswahl der Kohlenstoffallotrope beeinflusst werden.

Die mikroporöse Lage könnte zudem auf der Trägerschicht angeordnet sein und zumindest teilweise in die Trägerschicht eindringen. Folglich weist die Gasdiffusionslage mehrere Schichten auf, die eine zusammenhängende mechanische Einheit bilden. Die Anpassung der physikalischen Eigenschaften kann durch Kombination unterschiedlicher Maßnahmen erreicht werden. Die Trägerschicht könnte eine sich ändernde Permeabilität aufweisen, während beispielsweise die mikroporöse Schicht über die flächige Ausdehnung unterschiedliche Partikelgrößen oder Partikeldichten aufweisen kann, sodass sich die Porosität ändert. Die Trägerschicht und/oder die mikroporöse Schicht können jeweils mit einem hydrophobierenden Material durchsetzt sein, wobei sich dessen Dichte bzw. der lokale Gehalt ebenso über die flächige Ausdehnung ändern kann.

Bevorzugt sind die Eigenschaften der Trägerschicht weitgehend konstant und die bestimmenden Eigenschaften wie Hydrophobizität und Permeabilität, werden im Wesentlichen durch die mikroporöse Schicht eingestellt. Bei dem Aufbau der Gasdiffusionslage aus der Trägerschicht und der mikroporösen Schicht werden die Eigenschaften beider Lagen superponiert. Die mikroporöse Schicht kann demnach auch bei einer konstanten Struktur der Trägerschicht die wesentlichen, druckabhängigen Anpassungen der Gasdiffusionslage generieren.

Es ist zudem vorteilhaft, wenn die mikroporöse Schicht eine sich entlang der flächigen Ausdehnung ändernde Eindringtiefe aufweist. Auch dadurch lassen sich zumindest die Permeabilität und Hydrophobizität einstellen.

Es ist vorteilhaft, wenn die Änderung der mindestens einen physikalischen Eigenschaft zumindest in mehreren Stufen erfolgt. Die Gasdiffusionslage kann folglich mehrere Abschnitte aufweisen, in denen die entsprechenden physikalischen Eigenschaften jeweils konstant sind. Die Fertigung kann sich dadurch vereinfachen. Indes ist es auch denkbar, dass sich die Eigenschaften kontinuierlich über die flächige Ausdehnung ändern. Damit könnte eine noch bessere Anpassung an den zu erwartenden Druckverlauf erreicht werden. Beispielsweise kann ein vereinfachter Ansatz zur Generierung einer Gasdiffusionslage verwendet werden, bei dem die betreffende Brennstoffzelle gedacht in mehrere kleine Brennstoffzellen unterteilt wird, die jeweils eine Gasdiffusionslage mit konstanten Eigenschaften aufweist. Die Unterteilung könnte etwa in 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr einzelne gedachte Brennstoffzellen erfolgen.

Bevorzugt erfolgt die Änderung der mindestens einen physikalischen Eigenschaft indes kontinuierlich.

Die Erfindung betrifft ferner eine Brennstoffzelle mit einer Membran, die von zwei Gasdiffusionslagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche umgeben ist, die in Fluidverbindung mit die Gasdiffusionslagen umgebenden Strömungsfeldern stehen.

Dabei ist besonders bevorzugt, wenn sich die mindestens eine der physikalischen Eigenschaften in Abhängigkeit einer Druckänderung jeweils entlang eines Strömungskanals der Strömungsfelder ändert. Abhängig von der gewählten Form des Strömungskanals kann die Druckänderung, d.h. insbesondere der Druckabfall, mäanderförmig, spiralförmig, in Streifen oder auf andere Art über dem Strömungsfeld ergeben. Hieran sind die Eigenschaften der Gasdiffusionslage angepasst. Der Anfangsbereich ist ein Bereich höchsten Drucks, von dem sich der Strömungskanal zu einem Endbereich als Bereich niedrigsten Drucks erstreckt. Entlang der dabei zurückgelegten Strecke ändert sich der Druck und korrespondierend dazu ändern sich die vorgesehenen Eigenschaften der Gasdiffusionslage.

Die Herstellung einer einzelnen Bahn kann beispielsweise mittels Filmextrusion oder Zusammenpressen der Masse mit einem Walzwerk oder Filmziehen wie bei Lithium-Ionen-Batterie-Anoden (Kohlenstoffpartikel+Binderpolymer) erfolgen, die dieses Eigenschaftsprofil aufweist. Dabei kann ein Fluidisierungsmittel zur Herstellung verwendet werden oder ein Lösemittel für ein darin gelöstes Binderpolymer oder dergleichen.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.

Ausführungsbeispiele

Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellenstapels Figur 2 eine Draufsicht auf ein Strömungsfeld Figuren 3 bis 5 unterschiedliche Gasdiffusionslagen.

Fig. 1 zeigt einen Brennstoffzellenstapel 2 in einer vereinfachten, schematischen Schnittdarstellung. Der Brennstoffzellenstapel 2 wird an einander gegenüberliegenden Enden jeweils durch eine Endplatte 4 begrenzt. An den Endplatten 4 wird eine elektrische Spannung bereitgestellt. Zwischen den Endplatten 4 sind mehrere Brennstoffzellen 6 angeordnet, die jeweils als eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) ausgeführt sind. Diese weisen eine Membran 8 auf, an die beidseitig Elektroden 10 anschließen, welche jeweils eine Gasdiffusionslage 12 und eine Katalysatorschicht 14 aufweisen. Die Gasdiffusionslage 12 könnte, wie in der Detailansicht angedeutet, eine Trägerschicht 16 in Form eines Carbonfaservlieses mit einer darauf angeordneten mikroporösen Schicht 18 umfassen. Die Trägerschicht 16 könnte eine gleichförmige Dicke in einer Ebene parallel zu der Membran 8 aufweisen. Die mikroporöse Schicht 18 kann teilweise in die Trägerschicht 16 eindringen. Sie weist exemplarisch Partikel aus einem Kohlenstoffallotropen auf, wie etwa Graphit. Die Gasdiffusionslage 12 weist eine Lagendicke d auf, die bevorzugt konstant ist.

Zwischen den einzelnen Brennstoffzellen 6 sind Bipolarplatten 20 angeordnet, die beidseitig jeweils ein Strömungsfeld 22 mit einer Reihe von Strömungskanälen 24 aufweisen, die zum Zuführen von Edukten und zum Abführen von Reaktionsprodukten vorgesehen sind. Die Strömungskanäle 22 stehen über die jeweilige Gasdiffusionslage 12 in Fluidverbindung mit der jeweiligen Membran 8.

In Fig. 2 ist das Strömungsfeld 22 mit einem exemplarisch mäanderförmig ausgeführten Strömungskanal 24 gezeigt. Selbstverständlich sind die Ausführungen zu der Gasdiffusionslage 12 auch für andere Formen des Strömungskanals 24 möglich. Diese könnten als Kammverteiler, mit einer Bandstruktur, einer Spiralstruktur oder als gegenläufiger Gasverteiler ausgeführt sein. In einem in der Zeichnungsebene oben angeordneten ersten Bereich 26 erfolgt die Einleitung eines Edukts in das Strömungsfeld 22. Dort strömt es entlang des Strömungskanals 24 und gerät dabei kontinuierlich durch die Gasdiffusionslage 12 zu der jeweiligen Membran 8. Ein verbleibender Teil des Edukts kann aus einem in der Zeichnungsebene unten angeordneten zweiten Bereich 28 das Strömungsfeld 22 verlassen. Zur Gewährleistung der Strömung durch den gesamten Strömungskanal 24 ist ein ausreichender Anfangsdruck an dem ersten Bereich 26 notwendig. Abhängig von den geometrischen Eigenschaften des Strömungskanals 24 und der Entnahme durch die jeweilige Brennstoffzelle 6 ist mit einem bestimmten Strömungswiderstand zu rechnen. Durch diesen sinkt der örtliche Druck des Edukts kontinuierlich von dem ersten Bereich 26 zu dem zweiten Bereich 28 hin. Der Enddruck am Ende des Strömungskanals 24 im zweiten Bereich 28 liegt dann mehr oder weniger deutlich unterhalb des Anfangsdrucks. Aufgrund des prägnanten Druckverlaufs könnte lokal eine übermäßige Kondensation an der Membran 8 eintreten, an denen Druck und Temperatur unterhalb einer Sattdampfkurve liegen. Um dies zu vermeiden, sodass eine freie Eduktströmung zu der Membran möglich ist, müsste bei konstanter Temperatur innerhalb einer Brennstoffzelle jedoch über die flächige Ausdehnung des Strömungsfeldes 22 überall derselbe Druck eingestellt werden. Dies ist aufgrund des Strömungswiderstands nur bei sehr kleinen Brennstoffzellen mit großzügigem Strömungsfeld unter Laborbedingungen denkbar.

Erfindungsgemäß ist die Gasdiffusionslage 12 so ausgebildet, dass den Wasserhaushalt und die Permeabilität bestimmende, physikalische Eigenschaften der Gasdiffusionslage in der Flächenerstreckung der jeweiligen Brennstoffzellen nicht konstant, sondern an den Druckverlauf des Strömungsfelds 22 angepasst sind. Sie ändern sich mit dem Druckverlauf entlang des Strömungskanals 24. Dort, wo viel Wasser auskondensieren könnte, ist es von Vorteil, die Hydrophobierung der Gasdiffusionslage 12 besonders hoch einzustellen. Dort, wo wenig oder kein Wasser auskondensieren könnte, wäre eine geringere Hydrophobierung sinnvoll. An Orten mit hohem Druck könnte die Gasdiffusionslage 12 weniger gasdurchlässig, d.h. permeabel, sein, als an Orten mit geringerem Druck. Insgesamt kann dann trotz der Druckunterschiede das Rückhaltevermögen von flüssigem Waser und die Durchlässigkeit von gasförmigen Edukten überall entlang der Gasdiffusionslage 12 annähernd gleich sein.

Ein vereinfachtes Beispiel für eine Gasdiffusionslage 12a wird in Fig. 3 gezeigt. Hier ist die flächige Ausdehnung zu erkennen, durch die Strömungspfade 30 in einer Richtung vertikal zu der Flächenerstreckung liegen. Die Strömungspfade 30 könnten etwa als Perforationsöffnungen sichtbar sein. Die Gasdiffusionslage 12a kann insgesamt eine poröse Oberfläche aufweisen, sodass die Darstellung in Fig. 3 schematisch zu verstehen ist. Alternativ zu dieser poröse Ausführung könnten allerdings auch Gasdiffusionslagen aus einem festen Material verwendet werden, die mit einzelnen Bohrungen 30 versehen sind.

Die Gasdiffusionslage 12a weist in der Zeichnungsebene am oberen Ende eine höhere Dichte an Strömungspfaden 30 auf, was folglich zu einer höheren Porosität bzw. einer höheren Permeabilität führt. Am unteren Ende ist die Dichte an Strömungspfaden 30 deutlich geringer. Zwischen den beiden Enden ändert sich die Permeabilität entweder stetig, d.h. kontinuierlich, oder stufenweise. Folglich kann das untere Ende auf den ersten Bereich 26 des Strömungsfelds 22 gelegt werden. Dieser Bereich der Gasdiffusionslage 12a wird hier Anfangsbereich 27 genannt. Das obere Ende, welches hier einen Endbereich 29 darstellt, sollte indes auf den zweiten Bereich 28 gelegt werden. Die Permeabilität kann weitgehend umgekehrt proportional dem Druck in dem Strömungskanal 24 folgen, sodass sich ein zumindest weitgehend gleichmäßiger Volumenstrom über den gesamten Strömungskanal 24 durch die Gasdiffusionslage 12 zu der Membran 8 einstellt. Der Verlauf kann streifenweise von dem Anfangsbereich 27 zu dem Endbereich 29 verlaufen. In feineren Abstufungen könnte der Verlauf auch mäanderförmig oder zumindest in einer Ebenenrichtung kontinuierlich eingestellt sein.

Die variable Permeabilität könnte auch durch eine sich ändernde Eindringtiefe der in Fig. 1 gezeigten mikroporösen Schicht 18 in die Trägerschicht 16 erreicht werden, wie in Fig. 4 mit einer Gasdiffusionslage 12b angedeutet. Hier ist die Eindringtiefe der mikroporösen Schicht 18 an dem in der Zeichnungsebene oberen Ende größer als an dem unteren Ende. Es ist vorstellbar, dass die Dicke der mikroporösen Schicht mit der Eindringtiefe steigt, sodass die Gasdiffusionslage 12b insgesamt eine konstante Dicke aufweist. Mit höherer Eindringtiefe könnte die Permeabilität verringert werden. Bei der größeren Eindringtiefe ist der Anfangsbereich 27 gebildet. Bei der geringeren Eindringtiefe der Endbereich 29.

Fig. 5 zeigt eine Gasdiffusionslage 12c, in die ein hydrophobierendes Material 32 integriert ist, beispielsweise PTFE. Die Dichte bzw. der Gehalt des hydrophobierenden Materials 32 ändert sich hier entlang der flächigen Ausdehnung. Mit der höheren Dichte bzw. dem höheren Gehalt könnte einem höheren Wassereintrag begegnet werden, sodass die Dichte bzw. der Gehalt des hydrophobierenden Materials 32 weitgehend umgekehrt proportional zu dem Druckverlauf gewählt werden kann. Der Anfangsbereich 27 liegt folglich bei dem geringeren Gehalt des hydrophobierenden Materials, der Endbereich 29 bei dem höheren Gehalt des hydrophobierenden Materials 32. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend erörterte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise auch eine Herstellung möglich, die bezüglich einer Bahn geometrisch die Faserlage (carbon backbone) und die PTFE-Partikellage (MPL) vereint und in Summe dasselbe Eigenschaftsprofil vorbekannter Gasdiffusionslagen aufweist. Diese Bahn kann zusätzlich mit dem hier beschriebenen Eigenschaftsgradienten versehen werden. Dabei wird eine Gasdiffusionsschicht analog einer Batterie- Kohlenstoff- Anode hergestellt, indem diese mit Lösemittel auf eine Unterlage beschichtet, getrocknet und anschließend von der Unterlage gelöst wird, dann als frei stehende Bahn zusammengepresst wird. Diese Schichten können Fasern enthalten. Hierbei wird nicht ausschließlich PTFE verarbeitet, sondern es können weitere Binderpolymere zum Einsatz kommen, was die Variation des PTFE-Gehaltes und damit die Einstellung der

Benetzungseigenschaften wesentlich vereinfacht. Die Herstellung solcher Bahnen mit einem Gradienten ist besonders einfach, da die Mischung zeitlich oder örtlich bei der Herstellung variiert werden kann, beispielsweise der Gradient in Bahnrichtung.