Vorrichtung zur Herstellung einer Membranelektrodenanordnung für eine

Brennstoffzelle,

Brennstoffzelle sowie Brennstoffzellenstapel

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelle, um fassend die Schritte a) Anfertigen einer Mehrzahl von Katalysatorpasten, die sich mindestens hinsichtlich eines die katalytische Eigenschaft beeinflussenden Parame ters unterscheiden, b) Füllen von mindestens zwei der Mehrzahl der Katalysatorpasten in ein erstes Auftragungswerkzeug mit einer der Anzahl der einzufüllenden Katalysatorpasten entsprechenden Anzahl von Kammern, wobei in jede der Kammern nur eine der Katalysatorpasten eingefüllt wird, c) Füllen von mindestens zwei der Mehrzahl der Katalysatorpasten in ein zweites Auftragungswerkzeug mit einer der Anzahl der einzufüllenden Katalysatorpasten entsprechenden Anzahl von Kammern, wobei in jede der Kammern nur eine der Katalysatorpasten eingefüllt wird, d) Beschichten einer ersten Seite einer an dem ersten Auftragungswerk zeug und dem zweiten Auftragungswerkzeug vorbeigeführten Folien bahn einer Elektrolytmembran mittels des ersten Auftragungswerkzeug, e) Beschichten einer zweiten Seite der Folienbahn mittels des zweiten Auftragungswerkzeug, f) Zuschnitt der Elektrolytmembran aus der Folienbahn und Verdrehen der Elektrolytmembran um 90° gegenüber einer Förderrichtung der Folien bahn, g) Platzieren der Elektrolytmembran zwischen zwei Flussfeldplatten mit einem senkrecht zu dem Flussfeld orientierten Gradienten hinsichtlich des Parameters, und h) Verpressen der Flussfeldplatten. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Fierstellen einer Memb ranelektrodenanordnung für eine Brennstoffzelle, eine Brennstoffzelle sowie einen Brennstoffzellenstapel. Der Begriff katalytische Eigenschaft ist dabei weit zu verstehen und schließt auch das Zeitverhalten, die Stabilität der Elektroden und/oder deren Tendenz zur Reaktantenzufuhr und Reaktanten- abfuhr ein, insbesondere die Porosität. Die Katalysatorpasten unterscheiden sich durch Bestandteile und Zusätze, die im getrockneten Zustand zu Elekt rodenbahnen mit den entsprechenden Eigenschaften führen.

Brennstoffzellenvorrichtungen werden für die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser genutzt, um elektrische Energie zu er zeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente einen Elek trolyten und zugeordnete Elektroden. Im Betrieb der Brennstoffzellenvorrich tung mit einer Mehrzahl zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefasster Brennstoffzellen wird der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff (H2) oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch der Anode zugeführt. In Falle eines wasser stoffhaltigen Gases wird dieses zunächst reformiert und so Wasserstoff be reit gestellt. An der Anode findet eine elektrochemische Oxidation von H2 zu FT unter Abgabe von Elektronen statt. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, so dass eine Reduktion von O2 zu O ² unter Aufnahme der Elektronen statt findet.

Bei Festoxid-Brennstoffzellen besteht der Elektrolyt aus einem festen kera- mischen Werkstoff, der in der Lage ist, Sauerstoffionen zu leiten, aber für Elektronen isolierend wirkt. Für diese Festoxid-Brennstoffzellen liegen die Betriebstemperaturen zwischen 650°C und 1000°C. In Polymer- Elektrolytmembran (PEM)-Brennstoffzellen besteht der Elektrolyt aus einer festen Polymermembran, wie diese beispielsweise unter dem Namen Nafion bekannt ist. PEM-Brennstoffzellen haben eine deutlich niedrigere Betriebs temperaturen und werden bevorzugt in mobilen Anwendungen ohne Nutzung der Abwärme eingesetzt. In der EP 2 660 918 A2 wird eine Festoxid-Brennstoffzelle beschrieben, die Kohlenwasserstoffe wie Methan als Brennstoff nutzt, der zunächst zur Bil dung von Wasserstoff reformiert wird. Dies führt zu einem großen Tempera turunterschied innerhalb der Festoxid-Brennstoffzelle, der deren mechani sche und chemische Haltbarkeit beeinträchtigt. Um dies zu mildern wird die Verwendung einer gradierten Elektrode vorgeschlagen, bei der ein Katalysa torbogen Verwendung findet, bei dem der Katalysatorgehalt sich graduell verändert. Der Katalysator-Bogen wird so gefertigt, dass eine Mehrzahl von Bereichen mit einem unterschiedlichen Katalysatorgehalt gebildet wird, so dass bezüglich des Katalysatorgehalts ein Gradient in der Strömungsrichtung des Brennstoffes bereit gestellt ist, um die Temperaturunterschiede zu ver ringern. Dazu wird mittels einer Langschlitzdüse mit mehreren Kammern, die der Aufnahme unterschiedlicher Katalysatorpasten dienen, eine Transferfolie beschichtet. Die Festoxid-Brennstoffzelle selber wird gefertigt, indem aus separat gefertigten Bögen, nämlich einem Elektrolyt-Bogen, einem Funkti- onslagen-Bogen, einem Unterstützungslagen-Bogen und dem Katalysator- Bogen ein Schichtung gebildet wird, die dann einem Sinterprozess unterzo gen wird.

Die DE 10 2016 224 398 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen ei- ner Membranelektrodenanordnung für eine PEM-Brennstoffzelle, bei der durch eine Elektrolyt-Zuführvorrichtung eine Elektrolytmembran abgewickelt und einer Übergabestrecke zugeführt wird, wobei auf der einen Seite der Elektrolytmembran mit einer ersten Katalysatorbeschichtungsvorrichtung ei ne homogene Katalysatorbeschichtung und auf der anderen Seite der Elek- trolytmembran mit einer zweiten Katalysatorbeschichtungsvorrichtung eine homogene Katalysatorschicht auftragen wird. In der DE 102007 014046 A1 ist eine Brennstoffzelle beschrieben, bei der benachbarte Bereiche mit unter schiedlichem Diffusionstransport für Edukte und Produkte ausgebildet sind. Im industriellen Maßstab fertigbar sind bisher nur Elektroden für Brennstoff zellen, die aus homogenen Elektrodenschichten aufgebaut sind. Für den Be trieb von Brennstoffzellen kann es aber von Vorteil sein, wenn die Elektroden hinsichtlich einer Eigenschaft einen Gradienten aufweisen in der vom Fluss- feld weggegebenen Strömungsrichtung parallel zur Ausrichtung der Memb ran, also nicht homogene, sondern gradierte Elektroden vorliegen. Eigen schaften der Elektroden sind beispielsweise deren katalytische Aktivität, Hyd- rophobizität, Oberflächengröße, Porosität und dergleichen. Als Eigenschafts gradiert wird die gradierte Verteilung einer der vorstehenden Eigenschaften verstanden, die durch die nachstehend dargelegten Parameter für die gra dierte Elektrode bestimmt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren im industriellen Maßstab einsetzbares Verfahren zur Fierstellung einer Brennstoffzelle mit einer gradierten Elektrode bereit zu stellen. Aufgabe ist weiterhin, eine Vor richtung zum Fierstellen einer Membranelektrodenanordnung mit einer gra dierten Elektrode, eine verbesserte Brennstoffzelle und einen verbesserten Brennstoffzellenstapel bereit zu stellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, durch ein Brennstoffzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und durch einen Brenn stoffzellenstapel nach dem Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das eingangs genannte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine große Variabilität hinsichtlich der Eigenschaften der Elektroden einer Memb ranelektrodenanordnung ermöglicht ist, insbesondere die Möglichkeit be- steht, eine auf die Elektrolytmembran aufgetragene Katalysatorschicht für eine Elektrode speziell zu adaptieren hinsichtlich ihrer Eigenschaften entlang des zugeordneten Flussfeldes in dessen Strömungsrichtung. Die andere Elektrode kann konventionell, also ohne einen Eigenschaftsgradienten oder auch gradiert ausgeführt sein. Die so gefertigte Membranelektrodenanord- nung wird zugeschnitten und der Zuschnitt gedreht, damit der Gradient in der gewünschten Orientierung entlang des Flussfeldes der Flussfeldplatten vor liegt. Der Gradient kann dabei steigend oder fallend vorliegen. Dabei besteht die Möglichkeit, die katalytische Eigenschaft in einem weiten Rahmen zu variieren, indem der katalytische Parameter aus einer Gruppe ausgewählt ist, die umfasst einen Katalysatortyp, eine Katalysatorbeladung einen Katalysatorträgertyp, einen lonomertyp, eine lonomerkonzentration, eine Porosität. Es ist darauf hinzuweisen, dass gemäß dem eingangs ge- nannten Verfahren mehr als ein Parameter variiert werden kann.

Dabei ist vorgesehen, dass die auf die Folienbahn auf einer Seite aufge brachten Katalysatorpasten sich randseitig berühren, da so auch die Mög lichkeit geschaffen ist, dass in den Randbereichen, die Katalysatorpasten sich vermischen und so der Unterschied zwischen den Katalysatorpasten sich zum Teil ausgleicht, also hinsichtlich der katalytischen Aktivität keine Stufung vorliegt.

Um die Elektrolytmembran bei der Beschichtung mit der Katalysatorschicht nicht mechanisch zu überlasten, ist vorgesehen, dass die Schritte d) und e) nacheinander ausgeführt werden.

Vor dem Schritt f), also dem Zuschnitt der Elektrolytmembran, kann ein Schritt des Trocknens durchgeführt werden, um die weitere Verarbeitung der Membranelektrodenanordnung zu ermöglichen und zu vereinfachen.

Bevorzugt ist dabei, dass als das Auftragungsmittel eine Schlitzdüse oder eine Beschichtungsrakel genutzt wird, da diese Mittel sich für industrielle Be schichtungsverfahren bei laufenden Bahnen oder Folien bewährt haben.

Eine Vorrichtung zum Fierstellen einer Membranelektrodenanordnung für eine Brennstoffzelle gemäß den vorstehen genannten Verfahren umfasst eine Elektrolytmembran-Zuführvorrichtung, durch die eine Elektrolytmembran von einer Vorratsrolle abwickelbar und an einen Bahnpfad zuführbar ist, an dem ein erstes Auftragungsmittel mit einer Mehrzahl von Kammern auf einer ersten Seite des Bahnpfades und ein zweites Auftragungsmittel mit einer Mehrzahl von Kammern auf einer zweiten Seite des Bahnpfades angeordnet, sowie eine stromab des ersten Auftragungsmittel und des zweiten Auftra gungsmittel angeordnete Trocknungseinheit. Eine nach dem vorstehend genannten Verfahren hergestellte Brennstoffzelle ist optimiert hinsichtlich ihrer Eigenschaften und besitzt insbesondere einem höheren Wirkungsgrad und damit eine höhere Effizienz, da die Brennstoff nutzung und das Wassermanagement verbessert werden können. Auch führt dies zu einer höheren Lebensdauer und zu geringeren Kosten.

In einem Brennstoffzellenstapel liegt eine Mehrzahl von Brennstoffzellen vor, wobei mindestens eine der Brennstoffzellen aufgrund ihrer Stellung innerhalb des Brennstoffzellenstapels mit einer Mehrzahl von Katalysatorpasten verse hen ist, von denen sich mindestens eine sich mindestens hinsichtlich eines die katalytische Aktivität beeinflussenden Parameters von den Katalysator pasten der anderen Brennstoffzellen unterscheiden. Diese Brennstoffzelle ist damit optimiert, wobei aber auch mehrere Brennstoffzellen in dem Brenn stoffzellenstapel mit einem Eigenschaftsgradienten versehen sein können. Dieser Eigenschaftsgradient muss nicht für alle Brennstoffzellen gleich sein, insbesondere können die endständigen Brennstoffzellen einen von den mitti gen Brennstoffzellen abweichenden Eigenschaftsgradienten aufweisen.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmals kombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombina tionen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombi nationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh rungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Brennstoff zelle,

Fig. 2 eine lediglich schematisch dargestellte Detailansicht II einer Elektrode aus Figur 1 ,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Fierstel len einer Membranelektrodenanordnung in einer Seitenansicht,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine mit einer Mehrzahl von Katalysatorpas ten mittels einer Schlitzdüse beschichtete Elektrolytmembran, mit dem durch den Pfeil symbolisierten Eigenschaftsgradienten hinsichtlich einer katalytischen Aktivität, und

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Zuschnitt der Elektrolytmembran nach deren Drehung um 90°, mit der durch den Pfeil symbolisierten Strömungsrichtung in dem Flussfeld.

In Figur 1 ist eine Brennstoffzelle 1 gezeigt. Hierbei ist eine semipermeable Elektrolytmembran 2 auf einer ersten Seite 3 mit einer ersten Elektrode 4, vorliegend der Anode, und auf einer zweiten Seite 5 mit einer zweiten Elekt rode 6, vorliegend der Kathode, bedeckt. Die erste Elektrode 4 und die zwei te Elektrode 6 umfassen Trägerpartikel 14, auf denen Katalysatorpartikel 13 aus Edelmetallen oder Gemischen umfassend Edelmetalle wie Platin, Palla dium, Ruthenium oder dergleichen, angeordnet oder geträgert sind. Diese Katalysatorpartikel 13 dienen als Reaktionsbeschleuniger bei der elektro chemischen Reaktion der Brennstoffzelle 1. Die Trägerpartikel 14 können kohlenstoffhaltig sein. Es kommen aber auch Trägerpartikel 14 in Betracht, die aus einem Metalloxid gebildet sind oder Kohlenstoff mit einer entspre chenden Beschichtung. In einer derartigen Polymerelektrolytmembran- Brennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle) werden an der ersten Elektrode 5 (Anode) Brennstoff oder Brennstoffmoleküle, insbesondere Wasserstoff, in Protonen und Elektronen aufgespaltet. Die Elektrolytmembran 2 lässt die Protonen (z.B. H ⁺ ) hindurch, ist aber undurchlässig für die Elektronen (e-). Die Elektrolytmembran 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem lo- nomer, vorzugsweise einem sulfonierten Tetrafluorethylen-Polymer (PTFE) oder einem Polymer der perfluorierten Sulfonsäure (PFSA) gebildet. An der Anode erfolgt dabei die folgende Reaktion: 2H2 -> 4FT + 4e ^_ (Oxidati on/Elektronenabgabe).

Während die Protonen durch die Elektrolytmembran 2 zur zweiten Elektrode 6 (Kathode) hindurchtreten, werden die Elektronen über einen externen Stromkreis an die Kathode oder an einen Energiespeicher geleitet. An der Kathode ist ein Kathodengas, insbesondere Sauerstoff oder Sauerstoff ent haltende Luft, bereitgestellt, so dass hier die folgende Reaktion stattfindet: O2 + 4FT + 4e ^_ -> 2H2O (Reduktion/Elektronenaufnahme).

Vorliegend ist den Elektroden 4, 6 jeweils eine Gasdiffusionslage 7, 8 zuge ordnet, wovon die eine Gasdiffusionslage 7 der Anode und die andere Gas diffusionslage 8 der Kathode zugeordnet ist. Zudem ist der anodenseitigen Gasdiffusionslage 7 eine als Bipolarplatte 9 gestaltete Flussfeldplatte zur Zuführung des Brennstoffgases zugeordnet, die über ein Brennstoffflussfeld 11 verfügt. Mittels des Brennstoffflussfeldes 11 wird der Brennstoff durch die Gasdiffusionslage 7 hindurch der Elektrode 4 zugeführt. Kathodenseitig ist der Gasdiffusionslage 8 eine ein Kathodengasflussfeld 12 umfassende, ebenfalls als Bipolarplatte 10 gestaltete Flussfeldplatte zur Zuführung des Kathodengases an die Elektrode 6 zugeordnet.

Es sei angemerkt, dass die Elektroden 4, 6 auch als integraler Bestandteil der Gasdiffusionslagen 7, 8 vorliegen können. Die Gasdiffusionslagen 7, 8 können außerdem eine mikroporöse Lage (MPL) umfassen. Die Elektroden 4, 6 sind vorliegend mit einer Mehrzahl an Katalysatorpartikeln 13 gebildet, die als Nanopartikel, zum Beispiel als Kern-Hülle-Nanopartikel („core-shell- nanoparticles“) gebildet sein können. Sie weisen den Vorteil einer großen Oberfläche auf, wobei das Edelmetall oder die Edelmetalllegierung lediglich an der Oberfläche angeordnet ist, während ein geringerwertiges Metall, bei spielsweise Nickel oder Kupfer, den Kern des Nanopartikels bilden. Die Katalysatorpartikel 13 sind auf einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Trägerpartikeln 14 angeordnet oder geträgert. Zudem ist zwischen den Trä gerpartikeln 14 und/oder den Katalysatorpartikeln 13 ein lonomerbinder 15 vorhanden, der vorzugsweise aus demselben Material wie die Membran 2 gebildet ist. Dieser lonomerbinder 15 ist vorzugsweise als ein eine perfluo- rierte Sulfonsäure enthaltendes Polymer oder lonomer gebildet. Der lono merbinder 15 liegt vorliegend in porösen Form vor, der eine Porosität von größer als 30 Prozent aufweist. Dies gewährleistet, insbesondere auf der Kathodenseite, dass der Sauerstoffdiffusionswiderstand nicht erhöht wird und dadurch eine geringere Beladung des Katalysatorpartikels 13 mit Edel- metall oder eine geringere Beladung der Trägerpartikel 14 mit Katalysator partikeln 13 ermöglicht ist (Figur 2).

Nachfolgend soll die Fierstellung der Elektrode 4, 6 erläutert werden. Zu nächst werden die auf Trägerpartikeln 14 geträgerten Katalysatorpartikeln 13 in einer Lösung eines lonomerbinders 15 suspergiert. Vorzugsweise enthält die Lösung des lonomerbinders 15 zwischen 15- und 25-Gewichtsprozent (Gew.%), vorzugsweise genau 20 Gew.% eines Polymers aus perfluorierter Sulfonsäure. Zudem kann Isopropanol beigemengt sein. Zeitgleich oder nachfolgend wird ein anorganischer Schaumbildner ebenfalls suspergiert und eine Katalysatorpaste 16 gebildet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelle 1 wird eine Mehrzahl von Katalysator pasten 16 hergestellt, die sich mindestens hinsichtlich eines die katalytische Eigenschaft beeinflussenden Parameters unterscheiden. Dann werden min destens zwei Katalysatorpasten 16 aus der Mehrzahl der Katalysatorpasten 16 in ein erstes Auftragungsmittel 17 mit einer der Anzahl der einzufüllenden

Katalysatorpasten 16 entsprechenden Anzahl von Kammern 18 gefüllt, wobei in jede der Kammern 18 nur eine der Katalysatorpasten 16 eingefüllt wird. Beispielhaft kann auf ein als eine Schlitzdüse oder eine Beschichtungsrakel gestaltetes Auftragungsmittel 17 verwiesen werden, das über 7 Kammern verfügt, so dass bis zu 7 unterschiedliche Katalysatorpasten 16 eingefüllt werden können. Eine andere Anzahl von Katalysatorpasten 16 und Kam mern ist möglich. Vergleichbar wird verfahren für die zweite Seite der Elektrolytmembran 2, indem mindestens zwei der Mehrzahl der Katalysatorpasten 16 in ein zweites Auftragungsmittel mit einer der Anzahl der einzufüllenden Katalysatorpasten 16 entsprechenden Anzahl von Kammern 18 eingefüllt wird, wobei in jede der Kammern 18 nur eine der Katalysatorpasten 16 eingefüllt wird. Auch hier können mehr als zwei Kammern 18 realisiert sein. Zu beachten ist auch, dass dann die Mehrzahl der Katalysatorpasten 16 bis zu 14 umfassen kann, aber auch gegebenenfalls teilweise identische Katalysatorpasten 16 auf bei den Seiten Verwendung finden können. Nach dem Füllen der Auftragungsmittel 17 erfolgt das Beschichten einer ers ten Seite einer an dem ersten Auftragungsmittel 17 und dem zweiten Auftra gungsmittel 17 vorbeigeführten Folienbahn 20 einer Elektrolytmembran 2 mittels des ersten Auftragungsmittels 17 und das Beschichten einer zweiten Seite der Folienbahn mittels des zweiten Auftragungsmittels 17. Diese Schrit- te können prinzipiell simultan erfolgen, wobei es aber vorteilhaft ist, wenn diese Schritte nacheinander ausgeführt werden und nachfolgend mit einer Trocknungseinheit 19 die aufgetragenen Katalysatorpasten 16 zu einer Kata lysatorschicht für die Elektrode getrocknet werden. Anschließend erfolgt die Bildung eines Zuschnitts 26 aus der Elektrolyt membran 2 aus der Folienbahn 20 und Verdrehen der Elektrolytmembran 2 um 90° gegenüber einer Förderrichtung 21 der Folienbahn 20, um so die gewünschte Orientierung des Eigenschaftsgradienten in Strömungsrichtung 22 des Flussfeldes zu erhalten, wie dies für in Figur 2 gekennzeichneten Be- reich in der Anwendung in Figur 3 gezeigt ist.

Es erfolgt dann ein Platzieren der Elektrolytmembran 2 zwischen zwei Fluss feldplatten den Bipolarplatten 9, 10 mit dem senkrecht zu dem Flussfeld ori- entierten Gradienten hinsichtlich des Parameters, und das Verpressen der Flussfeldplatten.

Der katalytische Parameter ist dabei aus einer Gruppe ausgewählt, die um- fasst einen Katalysatortyp, eine Katalysatorbeladung einen Katalysatorträ gertyp, einen lonomertyp, eine lonomerkonzentration, eine Porosität.

Die Figuren 4 und 5 lassen erkennen, dass die auf die Folienbahn 20 auf einer Seite aufgebrachten Katalysatorpasten 16 sich an ihrem Rand berüh- ren, so dass die Ausbildung eines Gradienten statt einer Stufung der katalyti schen Aktivität gefördert ist.

Die in Figur 3 gezeigte Vorrichtung zum Fierstellen einer Membranelektro denanordnung für eine Brennstoffzelle 1 umfasst eine Elektrolytmembran- Zuführvorrichtung 22, durch die eine Elektrolytmembran 2 von einer Vorrats rolle abwickelbar und an einen Bahnpfad 24 zuführbar ist, an dem ein erstes Auftragungsmittel 17 mit einer Mehrzahl von Kammern 18 auf einer ersten Seite des Bahnpfades 24 und ein zweites Auftragungsmittel 17 mit einer Mehrzahl von Kammern 18 auf einer zweiten Seite des Bahnpfades 24 an- geordnet ist. Für die Verbesserung der Übersichtlichkeit ist nur eines der Auf tragungsmittel 17 dargestellt. Weiterhin liegt eine stromab des ersten Auftra gungsmittel 17 und des zweiten Auftragungsmittel 17 angeordnete Trock nungseinheit 19 vor. Die so bearbeitete und zur Membranelektrodenanord nung umgestaltete Elektrolytmembran 2 kann vor der weiteren Bearbeitung auf einem Coil 25 gesammelt werden.

Bei einem Brennstoffzellenstapel mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen 1 ist mindestens eine der Brennstoffzellen 1 aufgrund ihrer Stellung innerhalb des Brennstoffzellenstapels mit einer Mehrzahl von Katalysatorpasten 16 versehen, von denen sich mindestens eine sich mindestens hinsichtlich ei nes die katalytische Aktivität beeinflussenden Parameters von den Katalysa torpasten 16 der anderen Brennstoffzellen 1 unterscheidet. Bevorzugt wei sen dabei insbesondere die endständigen Brennstoffzellen 1 einen von den mittigen Brennstoffzellen 1 abweichenden Eigenschaftsgradienten auf. BEZUGSZEICHENLISTE:

1 Brennstoffzelle

2 Elektrolytmembran 3 erste Seite der Membran

4 Elektrode / Anode

5 zweite Seite der Membran

6 Elektrode / Kathode

7 anodenseitige Gasdiffusionslage 8 kathodenseitige Gasdiffusionslage

9 Bipolarplatte Brennstoffgas

10 Bipolarplatte Kathodengas

11 Brennstoffflussfeld

12 Kathodengasflussfeld 13 Katalysatorpartikel

14 Trägerpartikel

15 lonomerbinder

16 Katalysatorpaste

17 Auftragungsmittel 18 Kammer

19 Trocknungseinheit

20 Folienbahn

21 Förderrichtung

22 Strömungsrichtung 23 Elektrolytmembran-Zuführvorrichtung

24 Bahnpfad

25 Coil

26 Zuschnitt

27 Rand