[发明专利]通过催化剂对膜的直接涂层

权利要求书

1.一种用于利用催化剂(7、8)对膜(6；22)涂层的方法，其包括：

a)在反应器室(1)中提供膜(6；22)；

b)利用至少一种金属和/或至少一种金属化合物、通过原子层沉积、在至少一个第一表面上对膜(6；22)涂层(2)，其中，所述至少一种金属和/或至少一种金属化合物被送入反应器室并通过原子层沉积、在膜(6；22)的至少一个表面上涂层；

c)冲洗(3)反应器室，使留在反应器室中和未沉积在膜(6；22)的至少一个表面上的金属和/或留在反应器室中和未沉积在膜(6；22)的至少一个表面上的金属化合物从反应器室中被去除；

d)通过反应器室内的等离子体源(27)产生(4)等离子体(33)，并使等离子体(33)与所述至少一种沉积在膜(6；22)的至少一个表面上的金属和/或所述至少一种沉积在膜(6；22)的至少一个表面上的金属化合物接触，其中，等离子体(33)与所述至少一种金属和/或所述至少一种金属化合物反应；和

e)冲洗(5)反应器室，使在步骤d)中在反应时产生的挥发性化合物被去除，其中，在步骤d)中在等离子体源(27)和涂层的膜之间布置格栅(34)或孔板。

2.按照权利要求1所述的方法，所述膜(6；22)是聚合物交换膜。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，至少一种金属或至少一种金属化合物包括从由Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、Au组成的组中选出的金属。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，在步骤d)中，用包括氧气的气体进行等离子体生成，其中，反应时产生至少一种金属的氧化合物和/或至少一种金属化合物的氧化合物。

5.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，步骤b)在低于300℃的温度，优选低于100℃的温度时进行。

6.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，在涂层的步骤b)中，通过惰性载气将至少一种金属和/或至少一种金属化合物和/或至少一种金属的前驱物引入反应器室。

7.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，步骤d)中的等离子体通过空心阴极等离子体源(31)产生。

8.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，直流电压发生器(35)连接在其上固定有膜的基层支架和格栅(34)或孔板上，其中，格栅(34)或孔板连接在直流电压发生器(35)的负极上。

9.按照权利要求8所述的方法，其中，在步骤d)期间，通过基础电压向直流电压发生器(35)施加叠加的脉冲电压，以使正电压和负电压交替施加到格栅(34)或孔板上。

10.按照权利要求9所述的方法，其中，叠加的电压具有0.5至30kHz，优选1至25KHz的脉冲频率。

11.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，步骤b)至e)多次相继进行。

12.一种涂层的膜，其通过按照上述权利要求之一所述的方法制成。

13.一种电解装置，其包括按照权利要求12所述的涂层的膜。

14.一种按照权利要求12所述的涂层的膜在电解装置中、优选在PEM电解中的应用，在PEM电解中，所述膜是聚合物电解膜(PEM)。

15.一种用于对膜(6；22)涂层的装置，包括：

-包含反应器室的反应器(20)；

-反应器室中的基层支架(21)，其设计用于固持膜(6；22)；

-布置在反应器室内的等离子体源(27)，其设计用于在反应器室内从反应气体至少部分地产生等离子体(33)；

-用于至少一种金属和/或至少一种金属化合物的第一输入装置，其设计用于将至少一种金属和/或至少一种金属化合物输送到反应器室中；

-用于反应气体的第二输入装置，其设计用于将反应气体输送到反应器室，使得通过等离子体源(27)从反应气体产生等离子体(33)；

-至少一个用于冲洗气体的第三输入装置，其设计为将至少一种冲洗气体输送到反应器室，其中，至少一个第三输入装置也可以与第一和/或第二输入装置部分结合，还包括：

布置在等离子体源(27)和基层支架(21)之间的格栅(34)或孔板。