Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Grünpapiers zur Herstellung eines Gas-Diffusion-Layers (GDL) für eine Brennstoffzelle. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung eines entsprechend her gestellten Gas-Diffusion-Layers (GDL) in einer Brennstoffzelle.

Bei einer Brennstoffzelle vom Typ Proton Exchange Membrane Fuel Gell (PEMFC), auch als Polymerelektrolytbrennstoffzelle bezeichnet, wird die Gasverteilung über eine sogenannte Bipolarplatte (BPP) und das Gas Diffusion Layer (GDL) an die, mit katalytischem Platin beschichtete, Membran (auch als GL bzw. Catalyst Layer bezeichnet) erreicht. Der gesamte Aufbau zwischen zwei Bipolarplatten wird auch als Membrane-Electrode Assembly (MEA) bezeichnet.

Die Brennstoffzelle produziert unter der katalytischen Oxidation von Wasserstoff und Sauerstoff, elektrischen Strom, Wasserdampf und Wärme.

Für den Automotive-Bereich hat sich mittlerweile ein GDL durchgesetzt, die aus einem Fasermaterial, beispielsweise aus Carbonfasern hergestellt wird, und eine beschichtete BPP aus Stahl. Das Fasermaterial kann dabei als textiles Gewebe/ Gewirke oder als papiertechnisch hergestellte Fasermatte ausgeführt sein, wie es beispielsweise aus DE 10 2008 042415 B3 bekannt ist. Es kann auch aus zwei Lagen bestehen, einer feinen Lage, die an die CL grenzt und einer gröberen Lage, die an die BPP und das Flow-Field grenzt. Die papiertechnisch hergestellte Fasermatte wird als Grünpapier oder Sinterpapier bezeichnet, das in einem der nachfolgenden Arbeitsschritte entbindert und/ oder gesintert und damit zu einem GDL weiterverarbeitet wird.

Nachteilig bei der Herstellung von GDLs basierend auf Carbonfasern ist insbesondere, dass Carbonfasern sowie deren Weiterverarbeitung mit relativ hohen Kosten verbunden sind. Des Weiteren sind Carbonfasern druckempfindlich, was zum Brechen von Fasern führen kann, die dann möglicherweise die CL/PEM verletzten können. Des Weiteren können die Carbonfasern aufwölben oder aufquellen und dabei in die Kanäle der BPP eindringen, wodurch der Gas- und Wasser durchfluss gemindert wird und die Effizienz der Brennstoffzelle leidet. Des Weiteren ist die Porosität des GDL nur begrenzt einstellbar und sind bei einem zweischichtigen GDL mit einer Kombination aus grober und feiner Porosität mindestens zwei zusätzliche Arbeitsschritte notwendig.

Schließlich muss das Flow-Field vollständig von der BPP gebildet werden, weil ein aus dem Stand der Technik bekanntes GDL keine Möglichkeit zur Strukturierung bietet. Dazu muss die BPP geprägt werden oder das Grünpapier bearbeitet werden, um eine Gasverteilungsstruktur bzw. eine Strukturierung für das Flow-Field zu erreichen. Dies ist in der Regel ein eigener, aufwändiger Arbeitsgang.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Grünpapiers zur Herstellung eines_Gas-Dif- fusion-Layers (GDL) für eine Brennstoffzelle derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird eine erste bevorzugt mit Metall-Pulver und/ oder Metall-Fasern versetzte Papierbahn erzeugt und wird auf die Papierbahn ein Micro-Porous-Layer (MPL) in Form mindestens einer Beschichtung aufgebracht. Diese Papierbahn wird anschließend durch Entbindern, Sintern, Beschichten, Abscheiden von Atomschichten (ALD - atomic layer deposition) mittels des thermischen ALD-Verf ährens und gegebenenfalls weiteren Prozessschritten zur endgültigen GDL verarbeitet.

Nach dem Sintern sind alle organischen Bestandteile des Grünpapiers pyro- lysiert und damit nicht mehr in dem GDL enthalten, das GDL besteht nahezu ausschließlich aus einem Metallgerüst. Die Porosität des Metallgerüstes ist nach derzeitiger Ansicht abhängig insbesondere von der Faserdichte der Papierbahnen, der (Korn-)-Größe der Metall-Pulver und/ oder Metall-Fasern und zugegebenen Additiven.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Beschichtung durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Papierstrichverfahren, Siebdruckverfahren oder Plasmabeschichten auf die Papierbahn aufgebracht wird.

Wird die Beschichtung vor einem Sintern des Grünpapiers auf die Papierbahn aufgebracht, weist die Beschichtung bevorzugt Pulver/ Fasern mit Korngröße/ Faserdurchmesser von bevorzugt 0,4 gm bis 5 gim auf, das sich bei dem Papierstrichverfahren oder Siebdruckverfahren in einer organischen Bindemittelmatrix befindet. Nach dem Sintern entstehen dabei in der GDL bzw. MPL Porengrößen in der Größenordnung von 0,1 gm bis 3 m. Wird die Beschichtung nach einem Sintern des Grünpapiers auf die Papierbahn aufgebracht, weist die Beschichtung bevorzugt eine aus dem Stand der Technik bekannte Zusammensetzung auf, die beispielsweise aus DE 10 2008 042415 B3 bekannt ist.

Für die Beschichtung des Papieres können als Auftragswerk entweder ein LTDA (LongTimeDwellApplicator) - Walzenauftragswerk bzw. STDA (ShortTimeDwellApplicator) - Düsenauftragswerk zum Einsatz kommen. Nach dem Auftrag erfolgt die Egalisierung durch ein geeignetes Rakelverfahren. (Rollrakel / bend/ stiff Blade, Airblade). Um die Konturierung des Strichens relativ zur Oberfläche zu erreichen, kann der Auftrag des Striches über Curtaincoater bzw. Filmpresse (Sizepress, Gravurecoater, Leimpressen) erfolgen. Erreicht man mit Bladestrichen Aufträge von bis zu 30 g/ m ² , kann man mit Filmpressen bis Strichaufträgen bis 7 g/ m ² erreichen.

Wird die Beschichtung mittels Siebdruckverfahren vor dem Sintern auf die Papierbahn aufgebracht, wird der Siebdruck bevorzugt mit einem Rundsieb auf einer Rolle-zu-Rolle-Maschine oder einer Kaschieranlage durchgeführt. Wird die Beschichtung mittels Siebdruckverfahren nach dem Sintern auf die Papierbahn aufgebracht, wird der Siebdruck bevorzugt auf einer Bogenmaschine durchgeführt, besonders bevorzugt kann dabei eine Rundsiebmaschine, beispielsweise eine NotaScreen, oder eine Flachsiebmaschine eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird dabei der Siebdruck mit weiteren Verfahren in einer Druckmaschine durchgeführt, beispielsweise mit Stanzen und etwaigem zusätzlichen Prägen der GDL.

Wird die Beschichtung mittels Plasmabeschichten durchgeführt, wird bevorzugt in einem Plasmakopf ein Metallpulver zugeführt und auf eine Papier- bahn gesprüht. Durch die Plasmaenergie verbacken die Metallkörner miteinander. Die Korngröße des Metallpulvers ist so zu wählen, dass sich die gewünschte Porengröße ergibt. Ein sehr feinkörniges Pulver mit einer Korngröße von 0,4 jim bis 5 jun ergibt eine Porengrößen in der Größenordnung von 0,1 |im bis 3 m. Die Plasmabeschichtung kann vor oder nach dem Sintern durchgeführt werden. Nach dem Sintern bevorzugt in einem Bogenverfahren.

Besonders bevorzugt wird für das Plasmabeschichten ein atmosphärisches Heißplasma verwendet das die Metallpartikel/ -körner auf schmilzt, sodass sie sich mit den Papierfasern, bzw. dem Untergrund verbinden. Für die MPL ist darauf zu achten, dass der Schmelzprozess nur die Oberfläche der Metallpartikel betrifft, damit deren Form im Wesentlichen noch erhalten bleibt und sich dadurch die gewünschte Porenstruktur ausbildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in mindestens eine Papierbahn ein Wasserzeichen eingebracht wird. Es hat sich überraschend gezeigt, dass ein papiermacherisch hergestelltes Grünpapier durch Einbringung eines Wasserzeichens in eine Papierbahn des Grünpapiers derart strukturiert werden kann, dass eine aufwendige Prägung der BPP oder Nachbearbeitung des Grünpapiers bzw. des aus dem Grünpapier hergestellten GDL entfällt oder zumindest einfacher ausgeführt werden kann.

Dabei wird das spätere Flow-Field ohne eigenen Arbeitsgang in das Grünpapier integriert, indem ein entsprechendes Wasserzeichen in die Wasserzeichenlage am Rundsieb einer Papiermaschine integriert wird. Dabei kann, ohne besonderen Aufwand, durch die Design-abhängige Strukturierung des Wasserzeichensiebes, mit der damit verbundenen Dickenmodulation des Papiers, jede beliebige Form und Abstufung der Flow-Field-Kanäle erzielt wer- den. Um die Auflösung der Strukturierung zu erhöhen, kann auch ein hochaufgelöstes bzw. mehr- oder vielstufiges Wasserzeichen eingesetzt werden, wie es beispielsweis aus EP 1432868 Al oder WO 2014/ 040706 Al bekannt ist.

Ein Wasserzeichen ist im Sinne dieser Erfindung ein echtes Wasserzeichen, bei dem die Dicke des Papiers variiert, die Dichte des Papiers jedoch nicht variiert. Das Papier weist hierbei Bereiche auf, die gegenüber den benachbarten Bereichen eine größere und/ oder geringere Dicke aufweisen, wobei die Dichte des Papiers in allen Bereichen gleich ist. Ein derartiges Wasserzeichen kann entweder bei der Papierherstellung in die Papierbahn eingebracht werden, indem beispielsweise in ein Rundsieb Vertiefungen oder Erhöhungen eingebracht sind, an denen sich beim Schöpfen des Papiers aus der Pulpe mehr oder weniger Papierfasern anlagern. Es kann jedoch auch nachträglich in die Papierbahn eingebracht werden, indem Teile des Papiers abgetragen werden, beispielsweise mechanisch durch Fräsen oder durch lasern.

Alternativ ist auch ein unechtes Wasserzeichen möglich, bei dem die noch nasse Papierbahn durch einen Prägevorgang nach dem Abnehmen der Papierbahn beispielsweise von dem Rundsieb geprägt wird. Ein derartiges Wasserzeichen wird auch als Egoutteur-Wasserzeichen bezeichnet. Durch das Prägen wird die Dicke des Papiers reduziert, wobei jedoch gleichzeitig die Dichte des Papiers erhöht wird. Die Papierfasern werden also verdichtet bzw. zusammengepresst. Diese Verdichtung hat den Vorteil, dass sie verhindert, dass zu viel Gas bereits im vorderen Bereichs des Kanals Richtung Catalyst Layer (CL) durch die GDL hindurchdiffundiert und sorgt damit für eine gleichmäßigere Gasverteilung.

Besonders bevorzugt können ein echtes Wasserzeichen und ein unechtes Wasserzeichen miteinander kombiniert werden, indem beispielsweise Teile eines Wasserzeichens durch ein echtes Wasserzeichen und andere Teile durch ein unechtes Wasserzeichen gebildet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Grünpapier aus einer ersten Papierbahn und mindestens einer zweiten Papierbahn besteht. Das Grünpapier wird hierbei aus der ersten Papierbahn und mindestens eine zweite Papierbahn gebildet. Die zweite Papierbahn wird im noch feuchten Zustand mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden. Hierbei kann auch die zweite und/ oder jede weitere Papierbahn ein Wasserzeichen aufweisen.

Die erste und/ oder mindestens eine zweite Papier bahn kann hierbei in einer Rundsieb-Papiermaschine erzeugt werden. Alternativ kann die erste und/ o- der mindestens eine zweite Papierbahn auch in einem Kurzformer erzeugt werden, bei dem die Papiermasse auf ein Rundsieb aufgedüst wird. Diese Herstellungsverfahren sind für die Herstellung von Sicher heits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten oder Ausweiskarten, aus WO 2006/ 099971 A2 bekannt und sind auch erfindungs gemäß bevorzugte Verfahren zur Herstellung eines GDL aus mindestens einer Papierbahn.

So entsteht in einem Arbeitsgang das mit Metall-Pulver und/ oder Metall-Fasern hochgefüllte Grünpapier, das nach DE 10 2008 042415 B3 mit mindestens zwei verschiedene Rezepturen zu einem kombinierten Grünpapier mit verschiedenen Eigenschaften verarbeitet wird. Für die Brennstoffzelle sind dies zum Beispiel eine dünne Lage mit feinen Poren und eine dickere Lage mit gröberen Poren. Auch die Porosität kann zwischen zwei Papierbahnen variieren.

Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn das Grünpapier aus zwei Papierbahnen besteht, die jeweils ein Wasserzeichen aufweisen, wobei die Strukturen des Wasserzeichens der ersten Papierbahn und des Wasserzeichens der zweiten Papierbahn nicht identisch sind, sondern genau spiegelsymmetrisch in der Fläche und in Richtung der Materialstärke. Anders ausgedrückt sind die Strukturen des Wasserzeichens der ersten Papier bahn um 180° phasenverschoben zu den Strukturen des Wasserzeichens der zweiten Papierbahn. Das bedeutet, dass wenn die erste Papierbahn und die zweite Papierbahn mit ihrer durch das Wasserzeichen strukturierten Seite zusammengefügt werden, die Erhebungen der ersten Papierbahn mit den Vertiefungen der zweiten Papierbahn zusammenfallen. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass die erste und die zweite Papierbahn nach dem Sintern eine unterschiedlich Porosität aufweisen können. Beispielsweise weist die erste Papierbahn, die der Membran zugewandt ist, nach dem Sintern eine geringere Porosität von 20 % bis 75 % auf und die zweite Papierbahn nach dem Sintern eine höhere Porosität von 30 % bis 90 %, so dass die zweite Papier bahn kaum als Widerstand für das Gas, sondern nur als Abstandhalter zur Bipolarplatte wirkt. Auf diese Weise kann eine optimale Gasverteilung mit optimaler Stapelfähigkeit und optimal gleichmäßiger Verteilung des mechanischen Drucks über die gesamte PEM-Membran kombiniert werden. Besonders vorteilhaft befindet sich zwischen der ersten Papierbahn und der Membran eine Micro-Porous-Layer (MPL), die eine feine Oberfläche mit geringer Rauigkeit und kleinere Poren aufweist, als die erste und zweite Papierbahn.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Papierbahn eine höhere Dichte aufweist, als die zweite Papierbahn. Die erste Papierbahn weist beispielsweise eine Dichte von 3 g/ cm ³ bis 10 g/ cm ³ , die zweite eine Dichte von 1 g/ cm ³ bis 5 g/ cm ³ auf. Besonders bevorzugt wird hierbei die erste Papierbahn durch einen feineren Papierfaserbrei gebildet, als die zweite Papierbahn, was dementsprechend zu feineren Poren in diesem Teilbereich des Sinterpapiers führt. Die Dicke der ersten Papierbahn beträgt bevorzugt 5 gm bis 50 gm, besonders bevorzugt 10 gm bis 20 gm und die der zweiten Papierbahn 50 pm bis 400 |im, besonders bevorzugt 80 gm bis 200 m.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Wasserzeichen als Vertiefung in Form von mindestens einem Kanal ausgestaltet ist, wobei der Kanal zur Durchleitung von Gas dient, also dem Brennstoff oder dem Sauerstoff. Dieser Kanal ist bevorzugt mäanderförmig über die Fläche der Papierbahn ausgeführt. Alternativ sind auch mehrere Kanäle, gitterförmig oder strahlenförmig mit kreissegmentartigen Verbindungskanälen möglich.

In einer oder mehreren der Papierlagen können auch zusätzliche Kanäle für den Wassertransport nach einem der oben beschriebenen Verfahren eingebracht werden. Diese sorgen für einen ausgewogenen Wassertransport und haben den besonderen Vorteil, dass die PEM-Zelle weder überflutet wird noch austrocknet, denn beides wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad der Zelle aus. Des Weiteren können Wasserkanäle auch für die nachhaltige Kühlung der Zelle eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in die Oberfläche des Grünpapiers oder des gesinterten Grünpapiers zusätzlich zu dem Wasserzeichen eine Strukturierung durch Lasern eingebracht ist. Dies hat den Vorteil, dass durch einen Laserstrahl beispielsweise tiefere Strukturen oder Strukturen mit steileren Flanken eingebracht werden können oder dass bereits bestehende Strukturen vertieft oder mit steileren Flanken versehen werden können. Des Weiteren kann eine Laserung auch in einer oder mehreren Formerlagen erfolgen, um Strukturierungen oder Kanäle in die Zwischenschicht zwischen Wasserzeichen und Formerlage einzubringen und so die Gasverteilung noch weiter zu verbessern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gase in der Mitte der Bipolarplatten (bezogen auf die Draufsicht auf die Bipolarplatten) in das GDL eingekoppelt werden und dann über verschiedene Wasserzeichenstrukturen und/ oder Kanäle des GDL nach außen bzw. zum äußeren Rand des GDL hin verteilt werden. Die Wasserzeichenstrukturen und/ oder Kanäle können dabei beispielsweise ausgehend von der Mitte des GDL strahlenförmig oder spiralförmig nach außen führen, die durch konzentrisch angeordnete ringförmige Wasserzeichenstrukturen und/ oder Kanäle ergänzt werden können.

Das GDL hat üblicherweise eine Fläche von 300 cm ² bis 350 cm ² und ist je nach System und Funktion zwischen 100 gm bis 300 gm dick. Wenn die Funktion des Flow-Fields mit in das GDL integriert wird, kann die Dicke des GDL auch größer sein. Die Tiefe der Kanäle beträgt bis zu 350 gm. Da das GDL auch eine gewisse Kompressibilität aufweisen und gleichzeitig den Strom zwischen den einzelnen Zellen leiten muss, weist das GDL mit Formerlage und Rundsieblage eine Dicke von 100 gm bis 400 jun auf und ist die BPP als glattes Blech mit einer Dicke von 75 jun oder weniger auszuführen. Da die BPP üblicherweise auch eine Kühlfunktion für die Brennstoffzelle übernimmt, kann die BPP dann auch als Komposit-Sandwich ausgeführt sein, das einen porösen oder kanalartigen Durchlass für Kühlmittel aufweist. Alternativ können die Kühlkanäle auch in das GDL oder MEA integriert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die BPP eine vereinfachte Flow-Field-Struktur aufweist und zusätzlich ein Teil-Flow-Field in dem GDL erzeugt wird. Die Formerlage ist dabei dünn ausgeführt, um nicht zu viel Platz in Anspruch zu nehmen.

Der Zell-Pitch beträgt bevorzugt 0,8 mm bis 1 mm, da für eine 120 kW Brennstoffzelle in einer KFZ-Anwendung etwa 400 Zellen übereinander gestapelt werden. Die feine Formerlage weist bevorzugt eine Dicke zwischen 5 |im bis 50 jun auf. Die Formerlage weist bevorzugt in dem Gesamt-GDL einen Anteil von 2 % bis 40 % auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden mit Hilfe von hochaufgelösten bzw. mehr- oder vielstufigen Wasserzeichen Passermarken, Positionierhilfen, Zentrierhilfen und Ansätze für Durchlässe erzeugt. Hierdurch wird vorteilhaft die weitere Verarbeitung des GDL zum Brennstoffzel- len-Stack vereinfacht, da beispielsweise mit Hilfe von Durchlicht/ Auflicht Bildverarbeitungssystemen eine genaue Positionierung des GDL relativ zu den anderen Komponenten, wie BPP oder GL möglich ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Strukturen des GDL der Anodenseite und der Kathodenseite nicht identisch, sondern genau spiegelsymmetrisch in der Fläche und in Richtung der Materialstärke sind. Anders ausgedrückt sind die Strukturen des GDL der Anodenseite um 180° phasenverschoben zu den Strukturen des GDL der Kathodenseite. Das bedeutet, dass wenn ein Anoden-GDL mit der Flow-Field- Seite auf die Flow-Field-Seite eines Kathoden-GDL gelegt wird, die Erhebungen des einen GDL exakt mit den Vertiefungen des anderen GDL zusammenfallen. Die Kombination aus zwei 3D-spiegelsymmetrischen Anoden- /Kathoden-GDLs ergibt somit übereinandergelegt ein exakt planes Stück Grünpapier, Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Grünpapier mit beliebigem mechanischen Druck verdichtet werden kann, ohne seine Kanalstruktur zu verlieren. Denn durch das Wasserzeichen erzeugten, Flow- Field-Kanäle bildende Erhebungen und Vertiefungen des Grünpapiers werden durch späteres Verpressen und andere mechanische Belastungen weder verletzt, zurückgedrückt oder egalisiert, so dass die Kanäle wirksam bleiben können. Diese Ausführungsform hat auch den weiteren Vorteil, dass das Anoden-GDL und das Kathoden-GDL eine unterschiedlich Porosität aufweisen können. Alternativ zur alternierenden Struktur von Anoden- und Kathoden-GDL kann auch jedes zweite Anoden-/ Kathoden-Paar im Stack oder jeder zweite Stack mit 3D-Spiegesysmmetrischen GDLs ausgestattet sein.

Die Brennstoffzelle ist besonders bevorzugt eine Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) Brennstoffzelle. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bildet die erste Papierbahn hierbei in dem aus dem Grünpapier hergestellten Gas-Diffusion-Layer eine Diffusionsschicht für eine mit katalytischem Metall, bevorzugt Platin, beschichtete Membran (GL) und die zweite Papierbahn in dem aus dem Grünpapier hergestellten Gas-Diffusion-Layer eine Verteilschicht mit Flow-Field. Das aus einem erfindungsgemäßen Grünpapier hergestellte GDL kann jedoch auch für andere Arten von Brennstoffzellen verwendet werden, die eine poröse, leitfähige Schicht zur Gasverteilung benötigen, beispielsweise eine Proton Exchange Membrane Electrolyser Cell (PEMEC), Elektrolyseur-Zellen oder einer anderen Power to X Technologie.

Die Papierbahn besteht unter anderem bevorzugt aus Papier aus Zellstofffasern oder aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern. Weiterhin bevorzugt besteht die Papierbahn aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Angaben zum Gewicht der ver- wendeten Papierbahn sind beispielsweise in der Schrift DE 10243 653 A9 angegeben, deren Ausführungen diesbezüglich vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen werden. Das metallgefüllte Grünpapier kann eine Grammatur von 100 g/ m ² bis 1200 g/ m ² aufweisen.

Als Füllstoff-Materialien für das Sinterpapier können alle Metallpulver und Metallfasern im Mikromaßstab verwendet werden, beispielsweise Titan, Kupfer, Zink oder rostfreie Edelstähle, wie sie aus DE 10 2008 042415 B3 bekannt sind. Wichtig ist dabei, dass für die Formerlage und die Rundsieblage unterschiedliche Mischungen verwendet werden, um eine unterschiedliche Porosität der Papierlagen zu erreichen. Dabei ist die Formerlage feiner zu gestalten als die Rundsieblage. In der Formerlage können auch Nanopulver zum Einsatz kommen.

Um die Metalle bis in die kleinsten Poren vor Korrosion zu schützen und die meist gewünschten hydrophoben Eigenschaften bevorzugt auf der dem Katalysator zugewandten Seite zu erzeugen, werden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in einem der nachfolgenden Prozessschritte eine (thermische) ALD-Beschichtung oder andere Beschichtungsverfahren eingesetzt. Bevorzugt nach dem Entbindern und Sintern und vor dem Stanzen und Konfektionieren des GDL, sofern die Schnitte außerhalb des Korrosionsgefährdeten Bereichs liegen, oder die Schnitte in den weiteren Prozessschritten für zur fertigen Zelle extra versiegelt werden. Ansonsten besteht auch die Möglichkeit, die GDL nach dem Stanzen und Konfektionieren mit ALD, etc. zu beschichten.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.