本発明は、電気化学的デバイス、特に膜燃料電池における使用のための膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）に関する。この膜電極アセンブリは、半同一広がり設計を有し、イオン伝導膜、２つの触媒層、および前側および後側上の異なるサイズの気体拡散層を備える。この第１の気体拡散基体は、より小さい２次元領域、それからイオン伝導膜を覆い、その一方で第２の気体拡散基体は、イオン伝導膜と実質的に同じ面積を有し、これによって気体拡散基体によって支持されていない前面を有するイオン伝導膜を残す。この特定の設計に起因して、この膜電極アセンブリは、安定な取り扱い易い構造体を有し、良好な電気特性を有し、そして反応性気体の互いからの封止において有利である。特に、本発明は、水素貫通電流の実質的な減少を可能にする。本発明はまた、本発明のＭＥＡを作成するための新規な方法、特に熱パルス溶接方法に関する。
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本発明は、以下を備える、水の電気分解のための膜電極アセンブリ（電解ＭＥＥ）に関する：正面および裏面を有するイオン伝導性膜；正面上の第１の触媒層；正面上の第１のガス拡散層；裏面上の第２の触媒層；ならびに裏面上の第２のガス拡散層。第１のガス拡散基材は、イオン伝導性膜よりも小さい面積を有するが、第２のガス拡散層は、イオン導電性膜と本質的に同じ面積を有する（「半同延設計」）。これらのＭＥＥはまた、シーリング材の改善された接着特性を生じる、非担持の遊離型膜表面を備える。本発明はまた、ＭＥＥ製品を製造するための方法に関する。これにより、ＰＥＭ水電気分解、再生式燃料電池、または他の電気化学的デバイスにおける使用のための、圧力抵抗性、機密性、かつコスト効率が高い膜電極アセンブリが得られる。
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本発明は、電気化学的デバイスのための触媒でコーティングされたポリマー電解質膜（ＣＣＭ）を製造するためのプロセスに関する。このプロセスは、背面で第一の支持箔に支持されている、ポリマー電解質膜が使用されることを特徴とする。前面のコーティング後、第二の支持箔が、この前面に適用され、第一の支持箔が除去され、そして引き続いて、第二の触媒層が、この背面に適用される。このプロセスにおいて、この膜は、全ての処理工程の間、少なくとも１つの支持箔に接触している。平滑な、しわのない、触媒でコーティングされた膜が、高い生産速度で、連続プロセスで得られる。この３層の、触媒でコーティングされた膜（ＣＣＭ）は、ＰＥＭ燃料電池、直接メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）、センサまたは電解槽のような、電気化学的デバイスにおいて使用される。 （もっと読む）