BE1008455A3 - Gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt en werkwijze ter vervaardiging van dergelijke elektrode. - Google Patents

Abstract

Gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt, in het bijzonder voor een brandstofcel met vast elektrolyt, welke elektrode een hydrofobe poreuse rugsteun (12) bevat, een niet katalytische tussenlaag (13) die elektronengeleidend materiaal bevat en een aktieve katalytische laag (14) die gebonden katalysatordeeltjes bevat, daardoor gekenmerkt dat de tussenlaag (13) een mengsel van elektronengeleidend materiaal en een proton geleidend ionomeer bevat en de aktieve laag (14) de buitenlaag vormt en de katalysatordeeltjes gebonden zijn door een proton geleidend ionomeer.

Description

Gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt en werkwijze ter vervaardiging van dergelijke elektrode.

De uitvinding heeft betrekking op een gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt, in het bijzonder voor een brandstofcel met vast elektrolyt, welke elektrode een hydrofobe poreuse rugsteun bevat, een niet katalytische tussenlaag die elektronengeleidend materiaal bevat en een aktieve katalytische laag die gebonden katalysatordeeltjes bevat.

Katalysatoren voor elektrochemische reakties zijn meestal vrij duur zodat uiteraard beoogd wordt de hoeveelheid katalysator zoveel mogelijk te beperken. Dit is onder meer het geval voor platina dat op heden voor veel gevallen waaronder brandstofcellen de meest geschikte katalysator is en meestal wordt gebruikt onder vorm van geplatineerde koolstofdeeltj es.

Vastgesteld werd dat een groot gedeelte van de katalysator bij de klassieke elektroden voor brandstofcellen niet effektief wordt gebruikt voor de reaktie. Enkel op de plaatsen waar de katalysator bereikbaar is voor de reaktiegassen en daarenboven in kontakt is met zowel de elektrische als de proton geleiders is de katalysator werkzaam.

Vandaar dat het voor de hand ligt de hoeveelheid katalysator te beperken door de katalysator in hoofdzaak daar aan te brengen waar hij effektief werkzaam is.

Verschillende technieken werden met dit doel reeds ontworpen.

In een aantal technieken brengt men de katalysator rechtstreeks op het vaste elektrolyt membraan aan en niet op de elektrode.

Het artikel "Thin-film catalyst layers for polymer electrolyte fuel cell électrodes" van M.S. Wilson en S. Gottesfeld, versehenen in "Journal of applied electrochemistry" 22 (1992) p.1-7, beschrijft bijvoorbeeld

het gieten of schilderen van een inkt van opgeloste NAFION ® 5 gew. %/Pt-C/glycerol op een vel van PTFE

(polytetrafluorethyleen), waarna dit beklede vel warm-geperst wordt op het vaste polymeer elektrolyt en het vel wordt verwijderd onder achterbiljving van de katalysatorbekleding. NAFION® is het handelsmerk waaronder Dupont de Nemours een perfluorkoolstof materiaal in de handel brengt. Een gewone niet-gekatalyseerde gasdiffusie elektrode wordt als rugsteun voor de dunne katalytische laag in de brandstofcel aangebracht.

Volgens het artikel "New electrodes for hydrogen/oxygen solid polymer electrolyte fuel cell" van R. Mosdale en P. Stevens, versehenen in "Solid State Ionics" 61 (1993), p 251-255 wordt een oplossing vervaardigd van Pt/C katalysator poeder in ethanol, een NAFION® oplossing, PTFE in suspensie en acetyleenzwart. Deze oplossing wordt rechtstreeks op een NAFION®membraan gesproeid.

EP-A-0.483.085 beschrijft een andere techniek waarbij Pt/C katalysatordeeltjes worden doordrenkt met een oplossing van een ionenwisselaar en gedroogd, niet-katalysator koolstofdeeltjes worden doordrenkt met voornoemde oplossing van een ionenwisselaar en gedroogd, waarna een mengsel van deze gedroogde deeltjes in een PTFE dispersie worden gebracht en vervolgens gedroogd en op een hydrofobe binder aangebracht. De aldus gevormde elektrode wordt dan onder druk thermisch aan een ionenenwisselend membraan gebonden.

Een nog andere techniek is beschreven in US-A-5.084.144, waarbij een niet katalytische koolstofelektrode geïmpregneerd wordt met een ionen-wisselend polymeer zoals NAFION® en daarna het geheel via elektrochemische weg katalytisch wordt gemaakt.

Volgens US-A-4.876.115 wordt nog anders tewerk gegaan. Op een klassieke gekatalyseerde gasdiffusie elektrode, bijvoorbeeld van koolstof met Pt/C deeltjes, wordt een oplossing van een protongeleidend materiaal aangebracht.

Een meer recente werkwijze is beschreven in "Nouveau type d'électrodes pour piles à combustible hydrogène/oxygène" van S. Escribano, R. Mosdale en P. Aldebert geplubliceerd in "Proc. Symposium Réalités et Perspectives du Véhicule Electrique" La Rochelle (Frankrijk) 15-19 november 1993. Deze werkwijze bestaat erin op een poreuze rugsteun achtereenvolgens een mengsel van acetyleenzwart als electronische geleider en een suspensie van PTFE in water aan te brengen als tussenlaag en na het verdampen van het oplosmiddel daarop een mengsel van Pt/C deeltjes als katalysator, acetyleenzwart als elektronische geleider en een suspensie van PTFE als hydrofoob materiaal, ter vorming van een aktieve laag. De tussenlaag vermijdt een te diepe indringing van de aktieve laag. Tenslotte wordt op de aktieve laag nog een NAFION®oplossing gesproeid.

Volgens deze werkwijze wordt een gasdiffusie elektrode verkregen zoals hiervoor in de eerste paragraaf beschreven en die dus een poreuze rugsteun bevat, daarop een niet katalytische maar ionengeleidende tussenlaag en een aktieve katalysatorlaag. De aktieve katalysatorlaag die uit katalysator, acetyleenzwart en PTFE is gevormd is evenwel nog bekleed met een NAFION®laag.

De uitvinding heeft tot doel een gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt te verschaffen die een nog efficiënter gebruik van de katalysator toelaat en die bijzonder geschikt is als zuurstofelektrode voor een brandstofcel waarbij de elektrode met een groot rendement onder atmosferische druk en met lucht kan werken.

Dit doel wordt volgens de uitvinding verwezenlijkt doordat de tussenlaag een mengsel van elektronengeleidend materiaal en een proton geleidend ionomeer bevat en de aktieve laag de buitenlaag vormt en de katalysatordeeltjes gebonden zijn door een proton geleidend ionomeer.

Doelmatig is de katalysator onder de vorm van geplatineerde koolstof.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding is het proton geleidend ionomeer NAFION®.

De tussenlaag bestaat doelmatig uit koolstofpoeder en ionomeer, terwijl de katalytische laag doelmatig uit geplatineerd koolstofpoeder en het ionomeer bestaat.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze die bijzonder geschikt is voor het vervaardigen van de gasdiffusie elektrode volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft aldus als doel een werkwijze te verschaffen die verschilt van de hoger beschreven bekende werkwijzen en een optimaal gebruik toelaat van de katalysator en toelaat een zeer efficiënte elektrode te verkrijgen.

De uitvinding betreft bijgevolg een werkwijze voor het vervaardigen van een gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt, volgens welke werkwijze men op een poreuse hydrofobe rugsteun een katalysatorvrije tussenlaag sproeit onder vorm van een vloeistof die een elektronengeleidend materiaal in een oplosmiddel bevat en men na het verwijderen van het oplosmiddel, een aktieve katalysatorlaag sproeit die onder vorm van een vloeistof die ten minste katalysatordeeltjes en een oplosmiddel bevat, en die daardoor gekenmerkt is dat men als tussenlaag een inkt sproeit of verstuift van een elektronengeleider en een ionomeer in een oplosmiddel en als aktieve katalytische laag een suspensie van katalysatordeeltjes en een ionomeer in een oplosmiddel.

Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiervolgende beschrijving van een gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt en van een werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke elektrode, volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers betreffen de hieraantoegevoegde tekeningen, waarin :

Figuur 1 schematisch een brandstofcel weergeeft voorzien van een elektrode volgens de uitvinding; figuur 2 schematisch een doorsnede weergeeft van voornoemde elektrode, op grotere schaal getekend.

In figuur 1 is een brandstofcel met vast elektrolyt of een zogenoemde PEM (Proton Exchange Membrane) cel weergegeven van een op zichzelf bekend type. Deze brandstofcel is in hoofdzaak samengesteld uit een samenstel van een kathode 1, een anode 2 en daartussen een vast elektrolyt membraan 3, welk samenstel geklemd is tussen twee elektrisch geleidende folies of platen 4 waartegen aan de buitenzijde een metalen stroomkollektor 5 is aangebracht.

De platen 4 zijn van groeven voorzien waarlangs die de reagerende gassen die via kanalen 6 of 7 worden toegevoerd, over de kathode 1 en anode 2 worden verdeeld.

Aan de oxyderende elektrode of anode 2 wordt via het kanaal 7 waterstof toegevoerd die katalytisch ontbonden wordt in waterstofionen die doorheen het vast elektrolyt membraan 3 stromen naar de reducerende elektrode of kathode 1 waaraan zuurstof via het kanaal 6 wordt toegevoerd. Daar reageren de waterstofionen katalytisch met de zuurstof en met elektronen om water te vormen.

De reaktieprodukten en de overmaat aan toegevoerde zuurstof en waterstof worden afgevoerd via de kanalen 8 en 9 in de platen 4.

De stroom die door de voornoemde elektrochemische reakties wordt geproduceerd wordt via de stroomkollektoren 5 en daarop aangesloten elektrische leidingen 10 naar een elektrische belasting 11 gevoerd.

Als anode 2 kan een E-TEK elektrode worden gebruikt, terwijl het vaste elektrolyt membraan 3 van ionenwisselend polymeer of ionomeer vervaardigd is. Dergelijke ionomeren zijn in de handel en zijn meestal perfluorosulfonzuren, dit zijn polymeren gelijkend op polytetrafluorethyleen met zijtakken eindigend op sulfonzure groepen. Een zeer geschikt ionomeer is dit in de handel onder het handelsmerk NAFION® van Du Pont de Nemours. De dikte van het membraan ligt normaal tussen 50 en 175 mikrometer.

Kenmerkend voor de uitvinding is de samenstelling van de kathode 1 die, zoals in detail weergegeven in figuur 2, opgebouwd is uit een rugsteun 12, een overgangs- of tussenlaag 13, en een aktieve katalytische laag 14.

De rugsteun vervult de funktie van de stroomkollektor en de steun voor de katalytische laag. Deze rugsteun kan vervaardigd zijn uit korrosiebestendig metaalgaas zoals RVS 316L, of koolstofpapier maar is bij voorkeur vervaardigd van koolstofweefsei zoals CPW-003 koolstofweefsel van TEXTRON USA of TCM 128 en TGM 389 koolstofweefsel van LE CARBONE-LORRAINE uit Frankrijk.

Op het koolstofweefsel is een laag van een mengsel van elektronengeleidend materiaal zoals koolstof met een hydrofoob makend materiaal zoals polytetrafluorethyleen (PTFE) aangebracht. Dit mengsel, geeft het geheel niet alleen een hydrofoob karakter maar vult ook de grote poriën van het weefsel op om een relatief vlak oppervlak te leveren waarop dan de andere lagen kunnen worden aangebracht. Een optimale hoeveelheid PTFE in het mengsel bedraagt 15 tot 20 gew.%.

Deze rugsteun 12 bezit een goede elektrische geleidbaarheid, is voldoende poreus voor een goede toevoer en afvoer van reagentiagassen en reaktieprodukten is hydrofoob en mechanisch stabiel.

De tussenlaag 13 is vrij van katalysator en bestaat uit een mengsel van koolstof en een ionomeer in een verhouding tussen 2/10 en 3/10. Doelmatig is op deze wijze op de rugsteun ongeveer 0,10 tot 0,30 en bij voorkeur ongeveer 2 2 0,16 mg per cm koolstof en 0,30 mg tot 1,5 mg per cm en bij voorkeur ongeveer 0,70 mg per cm ionomeer. Een geschikt ionomeer is het voornoemde NAFION®.

De katalytische laag 14 bestaat uit een mengsel uit Pt/C

deeltjes en ionomeer. Dergelijke katalysatordeeltjes waarbij platina deeltjes gehecht zijn op koolstofkorrels wordt onder meer door E-TEK in de handel gebracht. Ze bevatten 10 tot 40 gew.% platina op XC-72 koolstofpoeder.

De hoeveelheid Pt/C deeltjes hangt sterk af van de te verrichten elektrochemische reakties en van de celparameters en is bijvoorbeeld zodanig dat de hoeveelheid 2

Pt per cm tussen 0,10 en 0,50 en bij voorkeur tussen 2 .

0,21 mg en 0,43 mg per cm is gelegen.

Voornoemde elektrode wordt als volgt vervaardigd.

De rugsteun wordt afzonderlijk vervaardigd. Men plet de koolstof in een mortier om de aglommeraten te breken, en vervaardigt een mengsel van de verkregen koolstof met organisch bindmiddel zoals PTFE in suspensie in een gewichtsverhouding van ongeveer 2 tot 1. Men lengt dit mengsel aan met gedemineraliseerd water en roert gedurende één uur met een magneetroerder. Hierdoor zetten de bindmiddel vezels zich vast op de koolstofkorrels.

Vervolgens filtert men in een glasvezelfilter het mengsel en men strijkt de afgefiltreerde pasta uit op een koolstofweefsel dat men intussen geweekt heeft in hydrofoob makend materiaal zoals PTFE in suspensie dat aangelengd werd met water in een gewichtsverhouding van 5/1.

Men gebruikt hiertoe een afschraapmatrijs met een diepte van ongeveer 0,40 mm op de bodem waarvan men het koolstofweefsel met één rand bevestigd. De pasta die men op dit koolstofweefsel aanbrengt en over uitstekende randen van de matrijs beweegt brengt men met een schraapmes op een konstant dikte van ongeveer 0,40 mm terwijl men ze in het weefsel perst.

Na een tiental uur drogen op kamertemperatuur brengt men het beklede koolstofweefsel in een oven waar men het gedurende één uur bij 40°C verder droogt. Daarna verhoogt men de temperatuur tot een sintering van het hydrofoob makend materiaal wordt verkregen, bijvoorbeeld tot 380eC.

Men brengt de aldus verkregen rugsteun aan op een roterende tafel of een bewegende band en men brengt eerst de overgangsfilm aan in meerdere stappen, bij voorkeur in twee stappen, met tussen elke stap een pauze om de reeds aangebrachte laag te drogen. Het aanbrengen van elk van de lagen voert men uit door middel van sproeien of verstuiven van een inkt die men vervaardigt door een suspensie te vervaardigen van een elektronengeleidend materiaal zoals koolstof in een oplossing van ionomeer, in het bijzonder NAFION® en een oplosmiddel zoals ethanol.

Het is van essentieel belang dat de inkt homogeen is, hetgeen men verkrijgt door na schudden en mengen het mengsel gedurende een twintigtal uren in een ultrasonisch bad te behandelen.

Na het aanbrengen van de tussenlaag dampt men ze verder uit in een oven bij 85°C gedurende 1 uur.

Tenslotte brengt men op gelijkaardige wijze de katalytische laag in meerdere en bij voorkeur in twee stappen aan, waarbij men in elke stap een inkt sproeit of verstuift bestaande uit een suspensie van katalysator en een oplossing van proton-geleidend ionomeer zoals NAFION® en een oplosmiddel zoals ethanol.

Voor het vervaardigen van de brandstofcel warm-perst men op een bekende manier voornoemde elektrode als kathode, een membraan gevormd door een protongeleidend ionomeer en de anode samen tot één eenheid.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van volgend praktische voorbeelden.

Voorbeeld 1.

Een rugsteun werd vervaardigd door 66 gew.% koolstof VULCAN XC -72 van CABOT CORP. te mengen met 34 gew.% van een in de handel zijnde PTFE suspensie (PTFE 30N van Du Pont). Dit geheel werd aangelengd met gedemineraliseerd water en gedurende 1 uur met een magneetroerder gemengd.

Het homogene mengsel werd in een glasvezelfilter (Whatman GF/A-B) afgefilterd.

Gelijktijdig werd een koolstofweefsel CPW-003 van TEXTRON geweekt in met water aangelengde PTFE 3ON van Du Pont in een gewichtsverhouding 5 H20/1 PTFE suspensie. Dit nat koolstofweefsel werd bevestigd op de bodem van een afschraapmatrijs. De afgefilterde pasta werd op dit weefsel aangebracht en met behulp van een schraapmes in het koolstofweefsel geperst en tegelijk geëgaliseerd tot een dikte van 0,40 mm.

Na drogen gedurende een 10-tal uren op kamertemperatuur werd het koolstofweefsel in een oven gebracht en gedurende 1 uur op 40°C verder gedroogd, waarna de oventemperatuur verhoogd tot 380°C gedurende 2 h tot het PTFE gesinterd is.

De aldus verkregen rugsteun werd vastgemaakt op een roterende tafel die met een snelheid van ongeveer 40 toeren per minuut gewenteld werd. Door middel van een excentrisch daarboven geplaatste sproeikop werd in twee stappen een inkt voor een tussenlaag verstoven met tussen de twee stappen twee minuten drogen met infraroodstralen.

De inkt werd bereid door 10 g koolstof XC-72 van CABOT en 1 liter van een 5% NAFION oplossing van SOLUTION TECHNOLOGY INC. en 1 liter ethanol te mengen en schudden op een roltafel en dit mengsel daarna homogeen te maken door een behandeling gedurende een 20-tal uren in een ultrasonisch bad.

De rugsteun met de tussenlaag werd in een oven bij 85°C gedurende 1 uur verder uitgedampt.

De dikte van de tussenlaag, namelijk enkele mikrometer, is 2 zo dat op de rugsteun 0,16 mg/cm koolstof en 0,70 mg/cm2 NAFION®onder droge vorm aanwezig is.

Op juist dezelfde manier als voor de tussenlaag verstuift men op deze tussenlaag in twee stappen een katalysatorlaag.

De inkt voor dit sproeien werd bereid door 50 g katalysator 20% Pt/C van E-TEK te mengen met 1 liter van een 5% oplossing van NAFION® van SOLUTION TECHNOLOGY INC. en 1 liter ethanol.

Het verstuiven werd zodanig uitgevoerd dat een hoeveelheid 2 van 0,43 mg Pt/cm werd verkregen*

De aldus vervaardigde elektrode werd afgesneden tot een 2 oppervlakte van 50 cm en als kathode gebruikt in een brandstofcel.

De elektrode werd tot een éénheid verwerkt met een NAFION® 117 vast elektrolyt membraan dat op de gebruikelijke manier werd vervaardigd en gereinigd en een in de handel zijnde elektrode van E-TEK als anode.

Hiertoe werden aan weerszijden van het nog vochtige membraan de elektroden geplaatst, aan de buitenzijde daarvan glasvezel-versterkte PTFE folie met een uitsparing ter grootte van het elektrodeoppervlak, en aan de buitenzijde een metalen plaat in RVS met een dikte van 0,5 mm, af geschermd van de elektroden met een vlies je van PTFE van 0,25 mm dikte.

Dit geheel werd in een pers warm-geperst. Dit warmpersen werd uitgevoerd bij 135°C gedurende 120 s met een druk van 50 kPa en gedurende 30 s met een druk van 6000 kPa.

De bekomen enkelcel werd in een celbehuizing gemonteerd en zuurstof en waterstof respektievelijk aan de kathode en anode toegevoegd bij verschillende drukken. De resultaten, bij een celtemperatuur van 80°C, zijn terug te vinden in de hierna weergegeven tabel.

Voorbeeld 2.

Het voorbeeld 1 werd volledig herhaald maar bij het sproeien van de inkt met de katalysator werd slechts zolang gesproeid tot de hoeveelheid Pt op de tussenlaag 0,21 mg Pt/cm2 bedroeg. De resultaten, bij een celtemperatuur van 80°C, zijn eveneens in volgende tabel terug te vinden.

De brandstofcel geeft uitstekende resultaten. De hoeveelheid gebruikte Pt katalysator is minimaal en optimaal benut.

Door de niet katalytische tussenlaag 13 wordt de spanning op de scheiding tussen de dunne katalytische laag en de rugsteun weggenomen.

Het gebruik van NAFION® of een gelijkaardig ionomeer biedt duidelijk betere resultaten dan het gebruik van PTFE als bindmiddel voor de niet katalytische tussenlaag 13 en voor de katalytische laag 14. Ook het vervaardigen van deze laag door sproeien of verstuiven van een inkt blijkt de resultaten gunstig te beïnvloeden.

Claims (10)

1. Gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt, in het bijzonder voor een brandstofcel met vast elektrolyt, welke elektrode een hydrofobe poreuse rugsteun (12) bevat, een niet katalytische tussenlaag (13) die elektronengeleidend materiaal bevat en een aktieve katalytische laag (14) die gebonden katalysatordeeltjes bevat, daardoor gekenmerkt dat de tussenlaag (13) een mengsel van elektronengeleidend materiaal en een proton geleidend ionomeer bevat en de aktieve laag (14) de buitenlaag vormt en de katalysatordeeltjes gebonden zijn door een proton geleidend ionomeer.

2. Gasdiffusie elektrode volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat de katalysator onder de vorm van geplatineerde koolstof is.

3. Gasdiffusie elektrode volgens een van de konklusies 1 en 2, daardoor gekenmerkt dat de tussenlaag (13) bestaat uit een elektrisch geleidend poeder en een proton geleidend ionomeer.

4. Gasdiffusie elektrode volgens een van de konklusies 1 tot 3, daardoor gekenmerkt dat het proton geleidend ionomeer NAFION® is.

5. Gasdiffusie elektrode, volgens de konklusies 1,2 en 3, daardoor gekenmerkt dat de tussenlaag (13) bestaat uit koolstofpoeder en ionomeer, terwijl de katalytische laag (14) uit geplatineerd koolstofpoeder en het ionomeer bestaat.

6. Gasdiffusie elektrode volgens een van de konklusies 1 tot 5, daardoor gekenmerkt dat de ruglaag (12) bestaat uit koolstofdoek opgevuld met een mensel van koolstofpoeder en een organisch hydrofoob bindmiddel.

7. Gasdiffusie elektrode volgens de konklusie 6, daardoor gekenmerkt dat het bindmiddel PTFE is.

8. Werkwijze voor het vervaardigen van een gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt, volgens welke werkwijze men op een poreuse hydrofobe rugsteun (12) een katalysatorvrije tussenlaag sproeit (13) onder vorm van een vloeistof die een elektronengeleidend materiaal en een oplosmiddel bevat en men na het verwijderen van het oplosmiddel, een aktieve katalysatorlaag (14) sproeit onder vorm van een vloeistof die ten minste katalysatordeeltjes en een oplosmiddel bevat, daardoor gekenmerkt is dat men als tussenlaag (13) een inkt sproeit of verstuift van een elektronengeleider en een ionomeer in een oplosmiddel en als aktieve katalytische laag (14) een inkt van katalysatordeeltjes en een ionomeer in een oplosmiddel.

9. Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men de rugsteun (12) vervaardigt door een pasta van een elektrisch geleidend materiaal en een organisch hydrofoob bindmiddel op een weefsel aan te brengen dat men in een schraapmatrijs heeft bevestigd en men deze pasta op een uniforme dikte en in dit weefsel drukt met behulp van een schraapmes dat men over de matrijs verplaatst.

10. Werkwijze volgens een van de konklusies 8 en 9, daardoor gekenmerkt dat men de tussenlaag (13) en de katalysatorlaag (14) in meerdere stappen sproeit met een pauze tussenin tijdens dewelke men de inkt aangebracht in de eerste stap laat drogen.