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Dokumentenidentifikation DE10052223A1 02.05.2002
Titel Mehrschichtiges, flexibles, kohlenstoffhaltiges Schichtpapier mit hoher Biegesteifigkeit
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Dolny, Thomas, Dipl.-Ing., 73732 Esslingen, DE;
Kübler, Eberhard, Dipl.-Ing., 71272 Renningen, DE;
Löhr, Karsten, Dipl.-Phys. Dr., 89075 Ulm, DE
DE-Anmeldedatum 21.10.2000
DE-Aktenzeichen 10052223
Offenlegungstag 02.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.05.2002
IPC-Hauptklasse D21H 27/00
IPC-Nebenklasse D21H 27/30   H01M 4/94   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein elektrisch leitfähiges Schichtpapier mit einem Schichtaufbau aus mindestens einer ersten, einer zweiten und einer dritten Schicht, umfassend mindestens ein elektrisch leitfähiges Material in Form von Kohlefasern, wobei die erste, zweite und dritte Schicht nacheinander mittels Airlaid-Technik in einem Luftstrom hergestellt oder abgelegt sind und die Kohlefasern in der ersten Schicht 1 überwiegend in der Schichtebene, in der zweiten Schicht 2 zunehmend schräg und/oder zunehmend senkrecht zur Schichtebene und in der dritten Schicht 3 in gemahlener Form oberhalb der zweiten Schicht angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers und seine Verwendung als Gasdiffusionselektrode in Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein elektrisch leitfähiges Schichtpapier mit einem Schichtaufbau aus mindestens einer ersten, einer zweiten und einer dritten Schicht, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrisch leitfähigen Schichtpapiers und seine Verwendung als Gasdiffusionselektrode, insbesondere in Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen.

Brennstoffzellen sind Systeme, die chemische in elektrische Energie umwandeln. PEM-Brennstoffzellen weisen eine zentrale Membran/Elektroden-Einheit auf, die aus einem polymeren, protonenleitenden Festkörperelektrolyt besteht, an dem beidseitig möglichst glatte hydrophobe, poröse Gasdiffusionselektroden mit einer Katalysatorbeschichtung angeordnet sind. Der Elektrode auf der Kathodenseite wird Sauerstoff oder Luft zugeführt, der Elektrode auf der Anodenseite Wasserstoff. An der Anode werden aus dem Brennstoff Protonen unter Freisetzung von Elektronen abgespalten. Die Protonen wandern durch den protonenleitfähigen Elektrolyten zu der Kathode, an der sie mit dem Sauerstoff unter Aufnahme von Elektronen zu Wasser reagieren. Die Elektroden müssen daher eine gute elektrische Leitfähigkeit, eine gute Gasdurchlässigkeit, ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, und an der zum Elektrolyten weisenden Seite durch eine glatte Oberfläche einen guten Kontakt zum Elektrolyten gewährleisten.

Um die genannten Anforderungen zu erfüllen, werden in Gasdiffusionselektroden modifizierte Kohlepapiere eingesetzt, d. h. Kohlepapiere, die an der Oberfläche mit Ruß oder Graphit verdichtet sind. Diese Materialien sind aber hinsichtlich Oberflächenglätte und Porengröße nicht ausreichend.

Aus der DE-A1-197 21 952 ist es bekannt, Gasdiffusionsschichten einzusetzen, die aus pulver- oder staubförmigen elektrisch leitfähigem Material in Verbindung mit Partikeln eines thermoplastischen Binders hergestellt werden. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften können diese Schichten noch eine geringe Menge an carbonisierten Kohlefasern oder Fasern aus Polymeren enthalten. Zur Einstellung der Porosität dieser Gasdiffusionsschichten werden chemische oder physikalische Treibmittel bzw. sogenannte Platzhalter eingesetzt, die zum Teil wieder entfernt werden müssen. Das aufwendige Verfahren setzt eine exakte Reaktionsführung voraus, vor allem auch im Hinblick auf die Ausbildung von Perkolationspfaden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch leitfähiges Schichtpapier bereitzustellen, das eine reproduzierbare Porosität bei gleichzeitiger Formstabilität zur Vermeidung von Deformationen gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Schichtpapier mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schichtpapiers gemäß Anspruch 16 bzw. die Verwendung dieses Schichtpapiers als Gasdiffusionselektrode in einer Brennstoffzelle nach Anspruch 15 vor.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Schichtpapiers sind neben einer verbesserten elektrischen Leitfähigkeit auch eine optimierte Beschichtbarkeit hinsichtlich der Beschichtung mit Polymerfilmen und eine auf den Herstellprozeß/Einsatzzweck abgestimmte Temperaturstabilität. Die gewünschten Produkteigenschaften können gezielt und vor allem kostengünstig generiert werden.

An das Schichtpapier wird außerdem noch folgende Anforderung gestellt: es muß eine ausreichende Zugfestigkeit neben einer hohen Biegesteifigkeit und Rollbarkeit für die papiertechnische Verarbeitung in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verahren aufweisen.

Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch einen möglichen Aufbau des erfindungsgemäßen Schichtpapiers.

Das elektrisch leitfähige Schichtpapier gemäß der Erfindung besteht aus einem Schichtaufbau aus mindestens einer ersten, einer zweiten und einer dritten Schicht, die sich in Ihrer Funktionalität deutlich unterscheiden. Gesteuert wird dies durch die Geometrie (Länge etc.), die Morphologie (Glattheit, Kräuselung etc.) und die chemische Beschaffenheit (Temperaturbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit etc.) der Fasern und letzlich durch die Herstellungstechnik des Papiers (Airlaid- Technik, Heißpressen, Nachbehandlungen etc.). Jede dieser Schichten umfaßt mindestens ein elektrisch leitfähiges Material in Form von Kohlefasern, wobei die erste, zweite und dritte Schicht nacheinander mittels Airlaid-Technik in einem Luftstrom hergestellt oder abgelegt sind. Die Kohlefasern in der ersten Schicht 1 sind überwiegend in der Schichtebene, die in der zweiten Schicht 2 zunehmend schräg und/oder zunehmend senkrecht zur Schichtebene und die in der dritten Schicht 3 in gemahlener Form oberhalb der zweiten Schicht angeordnet. Die erste und die zweite Schicht enthalten lange, glatte Kohlenstoff- oder kohlenstoffhaltige Fasern einer Länge im Bereich von ca. 1 mm und 12 mm, wobei die erste Schicht 1 ein Flächengewicht von mindestens 5 g/m2 und höchstens 50 g/m2 aufweist. Die dritte Schicht weist dagegen gemahlene Kohlenstoff- oder kohlenstoffhaltige Fasern einer Länge im Bereich von kleiner 0,5 mm auf. Das elektrisch leitfähige Schichtpapier enthält in der ersten Schicht 1 und/oder zweiten Schicht 2 und/oder dritten Schicht 3 ein Bindemittel aus thermoplastischem Material. Der Anteil des Binders kann bezogen auf das gesamte Schichtpapier oder auf die jeweilige Schicht mindestens 0 Gewichtsprozent bis höchstens 30 Gewichtsprozent, bevorzugt mindestens 2 bis höchstens 20, besonders bevorzugt mindestens 5 bis höchstens 15 Gewichtsprozent betragen. Als Binder kommen vorzugsweise Polymere aus Polyethylen und/oder polyethylenhaltigen Polymeren, aus Polypropylen und/oder polypropylenhaltigen Polymeren, aus Polysulfon und/oder polysulfonhaltigen Polymeren, aus Polyethylenterephthalat und/oder polyethylenterephthalathaltigen Polymeren, aus Polyamid und/oder polyamidhaltigen Polymeren, fluorierte Polymere, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) und/oder Bikomponentenfasern und/oder Gemische aus mehreren verschiedenen Bindern in Betracht.

Bei Verwendung von Bikomponentenfasern ist die geometrische Anordnung vom Typ Kern/Mantel (C/C) bevorzugt. In einer vorzugsweisen Ausführungsform wird eine Bikomponentenfaser auf Polyesterbasis verwendet, beispielhaft sei an dieser Stelle die Handelsmarke Trevira des Typs XXX der Fa. Höchst erwähnt.

Besonders bevorzugt werden jedoch Bindefasern des Aramid-Typs, beispielsweise die Handelsmarke Kevlar des Typs XXX der Fa. Du Pont oder Twaron der Fa. Nippon Aramid Yugen (PPTA (Poly(p- Phenylenterephthalamid)) eingesetzt. Als besonders vorteilhaft hat sich auch die Verwendung von Bindefasern aus einem fluoriertem Polymer herausgestellt, insbesondere PTFE-Fasern.

Das Bindemittel ist als Pulver und/oder Faser in eine oder mehrere Schichten 1, 2 und/oder 3 eingemischt oder aufgebracht, z. B. aufgesprüht. Erfindungsgemäß kann das Schichtpapier durch mindestens ein fluoriertes Polymer hydrophobiert sein, wobei das fluorierte Polymer teil- und/oder perfluoriert und ein Thermoplast sein kann. Besonders bevorzugt wird als fluoriertes Polymer Polytetrafluorethylen verwendet. Das Schichtpapier kann im weiteren mit einer katalytisch aktiven Schicht ausgerüstet sein. Als Katalysator bzw. katalysatorhaltige Materialien können geträgerte und ungeträgerte Katalysatoren eingesetzt werden. Es finden platinhaltige und platinfreie Katalysatoren Anwendung. Als platinfreie Katalysatoren sind solche bevorzugt, die mindestens ein Übergangsmetall und mindestens ein Chalkogen enthalten oder daraus bestehen, wobei das mindestens eine Übergangsmetall aus den Nebengruppen des Periodensystems VI b und/oder VIII b ausgewählt ist. Besonders bevorzugt werden Rutheniumchalkogenide eingesetzt. Als platinhaltige Katalysatoren können beispielsweise Platin oder Platinkomplexe mit Elementen der Nebengruppe VIII b, insbesondere Platin- Ruthenium-Komplexe, Einsatz finden.

Der Aufbau des elektrisch leitfähigen Schichtpapiers wird anhand Fig. 1 beispielhaft erläutert:

Schicht (1) stellt ein luftiges Gelege aus langen, glatten, zugfesten großen Fasern dar. Diese Schicht wird mittels der an sich bekannten Airlaid-Technik hergestellt, wobei sich die Fasern überwiegend in der Schichtebene anordnen. Bei der Airlaid-Technik handelt es sich um eine sogenannte aerodynamische Vlieslegung. Die Fasern werden mittels Luftverwirbelung in der Luft fein verteilt und in Form eines Flores auf einen Träger abgelegt. Es entsteht eine isotrope Wirrlage mit größeren Freiheitsgraden als es eine hydrodynamische Behandlung ergeben würde. Diese Schicht zeichnet sich durch eine erhöhte Formstabilität gegen Preßdruck bei der Weiterverarbeitung des Schichtpapiers aus und zeigt eine erhöhte Zugfestigkeit. Als Trägermaterial sind Materialien mit guten Gasverteilungseigenschaften bevorzugt. Dies kann ein Kohlepapier, Glasfasergewebe, Metalldrahtgewebe oder Vergleichbares sein.

Schicht 2 stellt ebenfalls eine Mischung aus langen, glatten Fasern dar und wird gleichermaßen mittels Airlaidtechnik hergestellt, wobei sich hier durch das Aufbringen auf Schicht 1 die Fasern zunehmend schräg und/oder zunehmend senkrecht zur Schichtebene anordnen. Schicht 2 zeichnet sich durch eine hohe Porosität für Gase aus und trägt durch die spezielle Anordnung der Fasern zu einer optimierten Gasverteilung bei. Vorteilhaft ist außerdem die hohe Biegesteifigkeit dieser Schicht. Durch Variation der Verfahrensparameter läßt sich die Porosität optimal und reproduzierbar einstellen.

Schicht 3 enthält gemahlene Fasern mit großer Oberfläche und zeigt nach der Weiterverarbeitung eine äußerst glatte, mikroporöse Oberfläche, die im Falle der Ausbildung des Schichtpapiers als Gasdiffusionselektrode für einen guten Kontakt zwischen Elektrode, Katalysator und Elektrolyt sorgt.

Schicht 1, 2 und/oder 3 können noch zusätzlich mindestens ein Bindemittel und wahlweise ein Hydrophobierungsmittel enthalten. Das faserförmige und/oder pulverförmige Hydrophobierungsmittel kann z. B. fluorierte Polymere wie Polytetrafluorethylen enthalten. Bei Verwendung eines Bindemittels aus fluoriertem Polymer kann die Zugabe eines Hydrophobierungsmittels entfallen. Die als Binder wirkenden Fasern sind als Pulver und/oder Faser mittels an sich bekannter Technik in die jeweilige Schicht 1, 2 und/oder 3 aufgebracht oder eingemischt. Diese Fasern haben einen thermoplastischen Bereich, dessen klebende Wirkung als Bindemittel oder Kleber ausgenützt wird.

Das erfindungsgemäße Schichtpapier besitzt durch seine Schicht 3 eine sehr glatte, feinporige Oberfläche, die für eine weitere Beschichtung mit Polymerfilmen (Elektrolyten) vorzüglich geeignet ist, wobei das Schichtpapier durch eine Nachbehandlung (Oxidieren, Pyrolysieren und Pressen) zusätzlich carbonisiert, verbunden; verdichtet und geglättet ist. Die Erfindung weist außerdem zum einen eine Schicht mit hoher Porosität auf, damit die Reaktionsgase zur katalytischen Schicht durchdiffundieren können, zum anderen gewährleistet ihre nach dem Heißverpressen unter Druck ausgebildete Gradientenstruktur eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit, um den in der Membran erzeugten Strom abzuleiten. Die durch den Aufbau vorgegebene Formstabilität erspart den Einsatz weiterer Verstärkungsgerüste. Sofern die Elektrode keine katalytisch aktive Schicht enthält, muß eine mit Katalysator beschichtete Membran verwendet werden. Alternativ kann jedoch auch das erfindungsgemäße Schichtpapier mit einer katalytisch aktiven Schicht ausgerüstet sein. Die katalytische Schicht muß gasdurchlässig sein, elektrisch leitfähig sein und die elektrochemische Reaktion katalysieren. Das wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Schichtpapier kann in einer Polyelektrolytmembran-Brennstoffzelle als Gasdiffusionselektrode eingesetzt werden.

Das Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers mittels Airlaid-Technik kann beispielsweise mit einer Anlage, wie sie in dem Firmenprospekt M&J Fibretech A/S, 8700 Horsens/Dänemark, unter "Hybrid plants" beschrieben ist, durchgeführt werden. Die Technik selbst ist prinzipiell bereits aus dem Bereich Non-wovens, d. h. beispielsweise aus dem Bereich der Faserverbundstoffe und Textilverbundstoffe, insbesondere Vliesstoffe, hinreichend bekannt. Ein Hinweis hierauf kann auch der nachfolgend angegebenen Internetadresse http:/ / www.nonwovens.com/facts/technology/overview.htm entnommen werden.

Bei der Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers wird eine Anlage mit drei oder mehr Legeköpfen, die in Tandem- Formation hintereinander angeordnet sind, verwendet. Die erste, zweite und dritte Schicht des Schichtpapiers wird durch Ablegen der Kohlefasern in einem Luftstrom mittels Airlaid-Technik hergestellt, wobei die Länge der Fasern in der ersten und zweiten Schicht größer als die in der dritten Schicht gewählt ist. Der Bildung der ersten Schicht erfolgt durch Ablegen von Kohlefasern einer Länge von 1 bis 12 mm mit einem Faserquerschnitt von etwa 5 bis 15 µm2 in einem Luftstrom von 1 bis 7 m/s und einer Ablegegeschwindigkeit von 0,02 m/s bis 5 m/s mit einem Flächengewicht von 5 bis 50 g/m2 auf einer glatten Unterlage bzw. einem Träger, wobei sich die Fasern überwiegend in der Schichtebene anordnen. Die zweite Schicht wird nun anschließend mit einem zweiten Legekopf unter annähernd den gleichen Betriebsbedingungen wie die erste Schicht hergestellt. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß hier eine zunehmende Orientierung der Fasern schräg und/oder senkrecht zur Schichtebene stattfindet, wobei sich ein kontinuierlicher, gradierter Übergang zwischen den beiden benachbarten Schichten durch eine lokale Faserorientierung ausbildet, der für einen ersten Gradienten hinsichtlich der morphologischen Eigenschaften des Schichtpapiers sorgt. Ein darauffolgender dritter Legekopf legt bei etwa denselben Betriebsbedingungen, die bei der Herstellung der beiden ersten Schichten bereits verwandt wurden, gemahlene Fasern einer Länge kleiner als 0,5 mm auf die zweite Schicht ab. Diese sinken bereits bei diesem Verfahrensschritt teilweise in die darunterliegenden Schichten ein und stellen auf diese Weise wiederum einen gradierten, kontinuierlichen Übergang hinsichtlich der morphologischen Eigenschaften des Schichtpapiers dar.

Die aufeinanderliegenden Schichten mit einem in mindestens eine der Schichten eingebrachten Bindemittel werden unter Druck und Temperatur heißverpreßt, wobei die gemahlenen Fasern in die anderen Schichten weiter eindringen, von oben nach unten abnehmend. Durch das Herstellverfahren verlieren diese Schichten ihre diskrete Ausbildung und vermischen sich in ihren angrenzenden Bereichen miteinander, so daß zusätzlich zu dem durch die Kohle- und die Mahlfasern aufgebauten Gradienten eine graduelle Abstufung der Schichten innerhalb des Gesamtaufbaus daraus resultiert und somit ein kontinuierlicher Übergang von einer Schicht zur anderen Schicht geschaffen wird. Die Zwischenräume des Aufbaus werden durch die Mahlfasern gefüllt. Durch die dichtere Packung resultiert zum einen eine größere elektrische Leitfähigkeit und zum anderen eine größere Formstabilität z. B. gegen Preßdruck, wie er beispielsweise beim Zusammenbau einer Membranelektrolyteinheit auftritt. Die gemahlenen Fasern ergeben nach dem Preßschritt außerdem eine Schicht hoher Dichte und feiner Porenstruktur, die eine sehr glatte Oberfläche aufweist, die sich äußerst vorteilhaft zur Beschichtung mit Polymerfilmen eignet. Die vorgenannten Binder entfalten gleichzeitig bei Temperaturen zwischen 80 und 500°C, bevorzugt zwischen 120 und 420°C ihre klebende Wirkung und verbinden dann die verschiedenen Fasern miteinander. Hierdurch bildet sich ein inneres Netz, das einer Delaminierung oder Verwerfung der einzelnen Schichten gezielt entgegenwirkt.

Gleichzeitig oder als Nachbehandlung in einem weiteren Arbeitsschritt werden die aufeinandergelegten Schichten bzw. das bereits heißverpreßte Schichtpapier mittels bekannter Technik zur Herstellung von Kohlepapieren einem Oxidations-, Pyrolyse- und Preßschritt unterworfen, wobei das Papier zusätzlich carbonisiert, verbunden, verdichtet und geglättet wird. Die Dicke des Schichtpapiers liegt im Bereich von 30 bis 150 µm, bevorzugt im Bereich von 50 bis 120 µm. Das erfindungsgemäße Schichtpapier läßt sich vorteilhafterweise aufgrund seiner Flexibilität und Biegefestigkeit als Rollenware in der papiertechnischen Verarbeitung einsetzen.

Sofern die Elektrode keine katalytisch aktive Schicht enthält, muß eine mit Katalysator beschichtete Membran verwendet werden. Alternativ kann jedoch auch das erfindungsgemäße Schichtpapier mit einer katalytisch aktiven Schicht ausgerüstet sein. Das Aufbringen dieser Schicht kann z. B. durch Siebdruck, Aufsprühen oder mittels elektrochemischer Abscheidung gemäß dem Stand der Technik erfolgen. Das beanspruchte Schichtpapier kann mit einer Polymerelektrolytmembran zu einer Membran-Elektrodeneinheit kombiniert werden und zwar dergestalt, daß die glatte Seite des Schichtpapiers, das, gegenenenfalls die katalytisch aktive Schicht enthält, unter definierter Temperatur und definiertem Druck mit der Elektrolytmembran verpreßt wird. Das so erhaltene Schichtpapier findet als Gasdiffusionselektrode in Brennstoffzellen Verwendung.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier mit einem Schichtaufbau aus mindestens einer ersten, einer zweiten und einer dritten Schicht, umfassend mindestens ein elektrisch leitfähiges Material in Form von Kohlefasern, wobei die erste, zweite und dritte Schicht nacheinander mittels Airlaid-Technik in einem Luftstrom hergestellt oder abgelegt sind und die Kohlefasern in der ersten Schicht 1 überwiegend in der Schichtebene, in der zweiten Schicht 2 zunehmend schräg und/oder zunehmend senkrecht zur Schichtebene und in der dritten Schicht 3 in gemahlener Form oberhalb der zweiten Schicht angeordnet sind.
  2. 2. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht 1 und die zweite Schicht 2 glatte Kohlenstoff- und/oder kohlenstoffhaltige Fasern einer Länge im Bereich von ca. 1 mm und 12 mm enthält.
  3. 3. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht 3 gemahlene Kohlenstoff- und/oder kohlenstoffhaltige Fasern einer Länge im Bereich von kleiner 0,5 mm aufweist.
  4. 4. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht 1 ein Flächengewicht von mindestens 5 g/m2 und höchstens 50 g/m2 aufweist.
  5. 5. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Schicht 1 und/oder zweiten Schicht 2 und/oder dritten Schicht 3 ein Bindemittel enthalten ist.
  6. 6. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein thermoplastisches Material ist.
  7. 7. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material Polyethylen, Polypropylen, Polysulfon, Polyethylenterephthalat, Polyamid, fluorierter Thermoplast und/oder Bikomponentenfasern enthält.
  8. 8. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Anordnung der Bikomponenten-Fasern vorzugsweise vom Typ Kern/Mantel (C/C) ist.
  9. 9. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bikomponentenfaser bevorzugt auf Polyesterbasis ist.
  10. 10. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel als Pulver und/oder Faser in eine oder mehrere Schichten 1, 2 und/oder 3 eingemischt oder aufgebracht ist.
  11. 11. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtpapier durch ein fluoriertes Polymer hydrophobiert ist.
  12. 12. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtpapier mit einer katalytisch aktiven Schicht ausgerüstet ist.
  13. 13. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtpapier nach dem Heißverpressen unter Druck eine gradientenartige Struktur ausbildet ist.
  14. 14. Elektrisch leitfähiges Schichtpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtpapier durch eine Nachbehandlung (Oxidieren, Pyrolysieren und Pressen) zusätzlich carbonisiert, verbunden, verdichtet und geglättet ist.
  15. 15. Verwendung des elektrisch leitfähigen Schichtpapiers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 als Gasdiffusionselektrode für eine Polymerelektrolytmembran- Brennstoffzelle.
  16. 16. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die erste, zweite und dritte Schicht durch Ablegen von Kohlefasern in einem Luftstrom mittels Airlaid-Technik erfolgt, wobei die Länge der Fasern in der ersten und zweiten Schicht größer als die der dritten Schicht gewählt ist.
  17. 17. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers nach Anspruch 16, bei dem die erste Schicht durch Ablegen von Kohlefasern einer Länge von 1 bis 12 mm in einem Luftstrom von 1 bis 7 m/s und einer Ablegegeschwindigkeit von 0,02 m/s bis 5 m/s mit einem Flächengewicht von 5 bis 50 g/m2 auf einer glatten Unterlage erfolgt.
  18. 18. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers gemäß Anspruch 17, bei dem die zweite Schicht unter annähernd gleichen Betriebsbedingungen wie die erste hergestellt wird.
  19. 19. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers gemäß Anspruch 18, wobei die Faserlänge bei der Herstellung der dritten Schicht weniger als 0,5 mm beträgt und wobei die dritte Schicht unter annähernd gleichen Betriebsbedingungen wie die ersten beiden Schichten hergestellt wird.
  20. 20. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers gemäß Anspruch 19, wobei nach dem Herstellen der drei Schichten der Schichtaufbau unter Druck und Temperatur mit einem in mindestens eine der Schichten eingebrachten Bindemittel verpresst wird.
  21. 21. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Schichtpapiers nach Anspruch 20, wobei in dem Schichtaufbau nach dem Heißverpressen unter Druck eine gradientenartige Struktur erzeugt wird.






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