BRPI0706616A2 - método e sistema para formar um componente de célula de combustìvel - Google Patents

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Abstract

MéTODO E SISTEMA PARA FORMAR UM COMPONENTE DE CéLULA DE COMBUSTìVEL. Um método para formar um componente de célula de combustível, que inclui os estágios de prover um agente de vedação de duas partes, tendo uma primeira parte que compreende um iniciador e uma segunda parte, que compreende um material polimerizável; aplicar a primeira parte do agente de vedação a um substrato de um primeiro componente de célula de combustível; aplicar a segunda parte do agente de vedação a um substrato de um segundo componente de célula de combustível; alinhar, de um modo justaposto, os substratos dos primeiro e segundo componentes de célula de combustível; e curar o agente de vedação, de modo a ligar o primeiro e o segundo componentes, um ao outro. O iniciador pode ser um iniciador de radiação actínica, pelo que o agente de vedação é curado através de radiação actínica. O material polimerizável pode ser um monómero polimerizável, oligómero, polímero telequélico, polímero funcional e combinações dos mesmos. De um modo desejável, o grupo funcional é epóxi, alila, vinila, acrilato, metacrilato, imida, amida, uretano, e combinações dos mesmos. Componentes de célula de combustível úteis para serem ligados incluem uma placa de campo de fluxo de catodo, uma placa de campo de fluxo de anodo, uma armação de resina, uma camada de gás de difusão, uma camada de catalisador de catodo, um eletrólito de membrana, uma armação de conjunto de membrana- eletrodo, e combinações dos mesmos.

Description

"MÉTODO E SISTEMA PARA FORMAR UM COMPONENTE DECÉLULA DE COMBUSTÍVEL"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um método para a ligação e avedação de componentes de uma célula eletroquímica, tal que uma célula decombustível, e a uma célula eletroquímica formada a partir dos mesmos. Demodo mais particular, a presente invenção refere-se a um método e a umprojeto para a ligação de componentes de célula de combustível, de um modoadequado para a produção contínua dos componentes de célula decombustível.
BREVE DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA
Embora existam vários tipos conhecidos de célulaseletroquímicas, um tipo comum é uma célula de combustível, tal que umacélula de combustível de membrana de troca de próton ("PEM"). A célulacombustível PEM contém um conjunto de membrana- eletrodo ("MEA")provido entre duas placas de campo ou placas bipolares. As gaxetas sãousadas entre as placas bipolares e o MEA, de modo a prover vedações nosmesmos. Em adição, como uma célula de combustível PEM individual provê,de modo típico, voltagem ou potência relativamente baixa, células decombustível PEM múltiplas são empilhadas, de modo a aumentar a saídaelétrica total do conjunto de célula de combustível resultante. É tambémrequerida a vedação entre as células de combustível PEM individuais. Alémdisso, placas de resfriamento são também providas, de um modo típico, paracontrolar a temperatura no interior da célula de combustível. Tais placas sãotambém vedadas, de modo a prover o vazamento interior da célula decombustível. Após a montagem, a pilha de célula de combustível é presa, demodo a fixar o conjunto.
Conforme descrito na Patente U.S. 6. 057. 054, foi propostoque borrachas de silicone líquidas fossem moldadas sobre conjuntos decombustível. Tais composições de silicone, no entanto, são degradadas antesque o período de vida útil operacional da célula de combustível sejaalcançado. Além disso, tais borrachas de silicone liberam materiais quecontaminam a célula de combustível, afetando, de modo adverso, odesempenho da célula de combustível. A moldagem da borracha de siliconelíquida sobre as placas do separador é também descrita na Patente U.S.5.264.299. De modo a aumentar o período de vida útil operacional,elastômeros mais duráveis, tais que os fluoroelastômeros, conforme descritona Patente U.S. 6.165.634, e hidrocarbonetos de poliolefma, tal como descritona Patente U.S. 6.159.628, foram propostos para ligar a superfície doscomponentes da célula de combustível. A aplicação destas composições, noentanto, é demorada, pois cada elemento individual da célula de combustívelou cada arranjo dos componentes da célula de combustível têm que serindividualmente ligados com estas composições.
A Publicação do Pedido de Patente U.S. 2005/0263246 Aldescreve um método para a produção de uma vedação extrema sobre umconjunto de membrana - eletrodo, que impregna a camada de difusão de gás,usando um filme termoplástico. As temperaturas de aplicação adequadas paraa ligação do filme termoplástico podem limitar o projeto de uma célula decombustível e são também de difícil aplicação, pois as pilhas alinhadas decomponentes de combustível têm que ser aquecidas e resfriadas sob condiçõescontroladas.
A Patente U.S. 6.884.537 descreveu o uso de gaxetas deborracha com contas de vedação para a vedação de componentes de célula decombustível. As gaxetas são presas aos componentes da célula de combustívelatravés do uso de camadas de adesivo, de modo a evitar o movimento ou odeslizamento das gaxetas. De um modo similar, as Publicações de PatenteInternacionais N0S WO 2004/ 061338 e WO 2004/ 079839 A2 descrevem ouso de gaxetas de peça única e de várias peças para a vedação decomponentes de células de combustível. As gaxetas são fixadas aoscomponentes da célula de combustível através do uso de um adesivo. Acolocação dos adesivos e das gaxetas não é apenas demorada, mas tambémrevela-se problemática pelo fato de que o desalinhamento pode causar ovazamento e a perda de desempenho da célula de combustível.
A Patente U.S. 6.875.534 descreve uma composição curada nolocal para a vedação de uma periferia de uma placa de separador de célula decombustível. A composição curada no local inclui um polímero depoliisobutileno tendo um radical alila terminal em cada extremidade, umorganopolissiloxano, um organoidrogenopolissiloxanto tendo pelo menos doisátomos de hidrogênio, cada qual ligado a um átomo de silício e um catalisadorde platina. A Patente U.S. 6.451.468 descreve uma composição formada nolocal para a vedação de um separador, um eletrodo ou uma membrana detroca iônica de uma célula de combustível. A composição formada no localinclui um perfluoropoliéter de poliisobutileno linear, tendo um grupoalquenila terminal em cada extremidade, um reticulador ou um agente deendurecimento tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio, cada qual ligadoa um átomo de silício, e um catalisador de hidrossililação. A densidadereticulada e as propriedades resultantes destas composições são limitadasatravés do uso de oligômeros de poliisobutileno linear tendo umafuncionalidade alila ou alquenila, de dois. A funcionalidade destascomposições é modificada pela variação da funcionalidade hidrossilila, quelimita as propriedades das composições resultantes.
A publicação de patente internacional N0 WO 2004/ 047212A2 descreve o uso de uma gaxeta de borracha de espuma, um agente devedação de silicone líquido, ou um fluoroplástico sólido, para vedar a camadade transporte de fluido ou uma camada de difusão de gás de uma célula decombustível. O uso de gaxetas sólidas, isto é, de espuma de borracha e/ ou fitaou filme fluoroplástico sólido, torna a colocação destes materiais e osubseqüente alinhamento dos componentes da célula de combustível e dasgaxetas demorado e problemático.
A Publicação de Pedido de Patente U. S de N0 2003/ 0054225descreve o uso de um equipamento rotativo, tal que tambores ou rolos, para aaplicação do material do eletrodo aos eletrodos da célula de combustível.Embora esta publicação descreva um processo automatizado para a formaçãode eletrodos de célula de combustível, a publicação falha em tratar dequestões relativas à vedação das células de combustível formadas.
A EP 159 477 Al descreve um terpolímero curável deisobutileno, isopreno e para-metil estireno. O uso da composição em célulasde combustível é mencionado, mas não são providas informações quanto àaplicação, processamento ou detalhes do dispositivo.
A Patente U.S. 6.942. 941 descreve o uso de um adesivocondutivo para ligar diferentes folhas, de modo a formar uma placa deseparador bipolar. Uma base condutora é primeiramente aplicada sobre asduas placas e particularmente curada através de aquecimento a cerca de IOO0F(37°C). Um adesivo é então aplicado entre as duas placas, e após aprensagem, as placas são curadas junto com o adesivo, através deaquecimento a cerca de 260°C.
A despeito do estado da técnica, permanece uma necessidadequanto a uma composição de vedação, adequada para o uso com componentesde célula eletroquímica, de modo desejável aplicados através de moldagempor injeção de líquido.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO:
A presente invenção provê um método, uma composição e umsistema para ligar e vedar componentes de célula de combustível. Acomposição do agente de vedação, usada para ligar e vedar partes de célula decombustível, pode incluir dois ou mais componentes, que são separadamenteestáveis, no entanto, quando combinados ou expostos a uma fonte de energia,são curáveis. Em um sistema de agente de vedação de dois componentes, umaparte do agente de vedação pode ser aplicada ao primeiro substrato docomponente da célula de combustível, e a segunda parte pode ser aplicada aum segundo substrato de célula de combustível. Os substratos são unidos e oagente de vedação é curado para formar um conjunto de componentes decélula de combustível ligados.
Em um aspecto da presente invenção, um método para formarum componente de célula de combustível inclui prover um agente de vedaçãode duas partes, tendo uma primeira parte que inclui um iniciador e umasegunda parte, que inclui um material polimerizável; a aplicação da primeiraparte do agente de vedação ao substrato de um primeiro componente de célulade combustível; a aplicação da segunda parte do agente de vedação a umsubstrato de um segundo componente de célula de combustível; alinhar, deum modo justaposto, os substratos do primeiro e do segundo componente dacélula de combustível; e curar o agente de vedação, de modo a ligar oprimeiro e o segundo componente de combustível, um ao outro. De um mododesejável, o iniciador é um iniciador de radiação actínica, pelo que o agentede vedação é curado através de radiação actínica. O material polimerizávelpode ser um monômero polimerizável, oligômero, polímero telequélico,polímero funcional e combinações dos mesmos. De um modo desejável, ogrupo funcional é epóxi, alila, vinila, acrilato, metacrilato, imida, amida,uretano e combinações dos mesmos. Componentes de célula de combustívelúteis para serem ligados incluem uma placa de campo de fluxo de catodo,uma placa de campo de fluxo de anodo, uma armação de resina, uma camadade difusão de gás, uma camada de catalisador de anodo, uma camada decatalisador de catodo, um eletrólito de membrana, uma armação de conjuntode membrana - eletrodo, e combinações dos mesmos.
Em um outro aspecto da presente invenção, um método paraformar um componente de célula de combustível inclui prover um agente devedação de duas partes, em que uma primeira parte inclui um iniciador e asegunda parte inclui um material polimerizável; prover uma primeira e umasegunda placas de separador e uma primeira e uma segunda armações deresina; revestir um lado ou ambos os lados, de um modo desejável ambos oslados, da primeira placa do separador com a primeira parte do agente devedação; ativar a primeira parte do agente de vedação sobre a primeira placado separador com radiação actínica; revestir um lado ou ambos os lados, deum modo desejável um lado, da primeira armação de resina com a segundaparte do agente de vedação; alinhar, de um modo justaposto, a primeira placado separador e a primeira armação de resina; curar o agente de vedação, demodo a ligar a primeira placa do separador e a primeira armação de resina,uma à outra; revestir um lado ou ambos os lados, de modo desejável ambos oslados, da segunda placa do separador com a segunda parte do agente devedação; revestir um lado ou ambos os lados, de modo desejável um lado, dasegunda armação de resina com a primeira parte do agente de vedação; ativara primeira parte do agente de vedação sobre a segunda armação de resina comradiação actínica; alinhar, de um modo justaposto, a segunda placa doseparador e a segunda armação de resina ; curar o agente de vedação, de modoa ligar a segunda placa do separador e a segunda armação de resina, uma àoutra; alinhar, de um modo justaposto, a primeira e a segunda placas doseparador; curar o agente de vedação, de modo a ligar a primeira e a segundaplacas do separador, uma à outra, de modo a formar uma placa de separadorbipolar. De um modo desejável, o iniciador é um iniciador de radiaçãoactínica, em que o agente de vedação é curado através de radiação actínica. Omaterial polimerizável pode ser um monômero polimerizável, oligômero,polímero telequélico, polímero funcional e combinações dos mesmos. De ummodo desejável, o grupo funcional é epóxi, alila, vinila, acrilato, metacrilato,imida, amida, uretano e combinações dos mesmos. Componentes de célula decombustível úteis a serem ligados incluem uma placa de campo de fluxo decatodo, uma placa de campo de fluxo de anodo, uma armação de resina, umacamada de difusão de gás, uma camada de catalisador de anodo, uma camadade catalisador de catodo, um eletrólito de membrana, uma armação deconjunto de membrana - eletrodo, e combinações dos mesmos.
Em um outro aspecto da presente invenção, um sistema paraformar um componente de célula de combustível inclui um primeirodistribuidor para prover uma primeira parte de um agente de vedação de duaspartes, em que a primeira parte do agente de vedação inclui um iniciador; umsegundo distribuidor para prover uma segunda parte de um agente de vedaçãode duas partes, em que a segunda parte do agente de vedação inclui ummaterial polimerizável; uma primeira estação para aplicar a primeira parte doagente de vedação a um substrato de um primeiro componente de célula decombustível; uma segunda estação para aplicar a segunda parte do agente devedação a um substrato de um segundo componente de célula de combustível;uma terceira estação para alinhar, de um modo justaposto, os substratos doprimeiro e do segundo componentes da célula de combustível; e uma estaçãode cura, para curar o agente de vedação, de modo a ligar o primeiro e segundocomponentes da célula de combustível, um ao outro. De um modo desejável,o iniciador é um iniciador de radiação actínica, em que o agente de vedação écurado através de radiação actínica. O material polimerizável pode ser ummonômero polimerizável, oligômero, polímero telequélico e polímerofuncional, e combinações dos mesmos. De um modo desejável, o grupofuncional é epóxi, alila, vinila, acrilato, metacrilato, imida, amida, uretano ecombinações dos mesmos. De um modo desejável, o grupo funcional é epóxi,alila, vinila, acrilato, metacrilato, imida, amida, uretano, e combinações dosmesmos. Componentes de célula de combustível úteis, a serem ligados,incluem uma placa de campo de fluxo de catodo, uma placa de campo defluxo de anodo, uma armação de resina, uma camada de difusão de gás, umacamada de catalisador de anodo, uma camada de catalisador de catodo, umeletrólito de membrana, uma armação de conjunto de membrana - eletrodo, ecombinações dos mesmos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma célula decombustível tendo uma placa de campo de fluxo de anodo, uma camada dedifusão de gás, um catalisador de anodo, uma membrana de troca de próton,um catalisador de catodo, uma segunda camada de difusão de gás, umasegunda armação de resina, e uma placa de campo de fluxo de catodo.
A Figura 2 é uma vista em seção transversal, explodida, de umconjunto de placa de separador e de armação de resina, de acordo com apresente invenção.
A Figura 3 é uma vista em seção transversal de um conjuntode placa de separador e de armação de resina reunidos, de acordo com apresente invenção.
A Figura 4 é uma vista esquemática de um conjunto para aformação de componentes de célula de combustível ligados da presenteinvenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO:
A presente invenção é dirigida a um método para a ligação e acomposições para a ligação de componentes de uma célula eletroquímica.Como aqui usado, uma célula eletroquímica é um dispositivo que produzeletricidade a partir de fontes químicas, incluindo, mas não limitadas areações químicas e combustão química. Células eletroquímicas úteis incluemcélulas de combustível, células secas, células úmidas e os similares. Umacélula de combustível, que é descrito em maiores detalhes abaixo, utilizareagentes químicos para produzir eletricidade. Uma célula úmida possui umeletrólito líquido. Uma célula seca possui um eletrólito absorvido em um meioporoso, ou de outro modo impedido de ser escoável.
A Figura 1 apresenta uma vista em seção transversal doselementos básicos de uma célula de combustível eletroquímica, tal que umacélula de combustível 10. As células de combustível eletroquímicasconvertem o combustível e o oxidante para a eletricidade e o produto dereação. A célula de combustível 10 consiste de um a placa de campo de fluxode anodo 12 com canais refrigerantes de face aberta 14 sobre um lado e canaisde fluxo de anodo 16 sobre o segundo lado, uma placa de resina 13, umacamada de difusão de gás 18, um catalisador de anodo 20, uma membrana detroca de próton 22, um catalisador de catodo 24, uma segunda camada de gásde difusão 26, uma segunda placa de resina 13 e uma placa de campo de fluxode catodo 28 com canais refrigerantes de face aberta 30 sobre um lado ecanais de fluxo de catodo 32 sobre o outro lado, inter-relacionados comomostrado na Figura 1. A camada de difusão de gás 18, o catalisador de anodo20, a membrana de troca de próton 22, o catalisador de catodo 24 e acombinação da segunda camada de difusão de gás 26 são, de modo freqüente,referidos como a um conjunto de membrana - eletrodo 36. As camadas dedifusão de gás 18 e 26 são, de um modo típico, formadas de um material emfolha eletricamente condutor, poroso, tal que papel de fibra de carbono. Apresente invenção não está, no entanto, limitada ao uso de papel de fibra decarbono e outros materiais podem ser usados, de um modo adequado. Ascélulas de combustível não estão, no entanto, limitadas a um tal arranjoilustrado de componentes.
As camadas de catalisador de anodo e de catodo 20e 24 estão, de modo típico, sob a forma de platina finamente triturada. Oanodo 34 e o catodo 38 estão acoplados eletricamente (não mostrado) de ummodo a prover um trajeto para a condução de elétrons entre os eletrodos auma carga externa (não mostrada). As placas de campo de fluxo 12 e 28 são,de um modo típico, formadas de plástico impregnado com grafita, grafitaesfoliada e comprimida; grafita porosa; aço inoxidável ou outros compósitosde grafita. As placas pode ser tratadas de modo a efetuar propriedadessuperficiais, tais que a umectação superficial, ou podem permanecer não-tratadas. A presente invenção não está, no entanto, limitada ao uso de taismateriais para o uso como placas de campo de fluxo e outros materiais podemser usados, de um modo adequado. Por exemplo, em algumas células decombustível, as placas de campo de fluxo são produzidas a partir de ummaterial metálico ou de um material contendo metal, de um modo típico, masnão estão limitadas a, aço inoxidável. As placas de campo de fluxo podem serplacas bipolares, isto é, uma placa tendo canais de fluxo sobre as superfíciesda placa opostas. Por exemplo, tal como ilustrado nas Figuras 2-3, as placas dcampo de fluxo bipolares 15 podem ser produzidas a partir das placasmonopolares 12, 28, tendo um canal de fluxo apenas sobre um lado. As placasmonopolares 12 e 28 estão fixadas, uma à outra, de modo a formar as placasbipolares 15. Em um aspeto da presente invenção, as placas 12 e 28 sãotambém vedadas com a composição e através dos métodos da presenteinvenção.
Alguns projetos de célula de combustível utilizam armações deresina 13 entre o conjunto de membrana - eletrodo 36 e as placas de separador12, 28, de modo a aperfeiçoar a durabilidade do conjunto de membrana -eletrodo 36 e fornecer o espaçamento correto entre o conjunto de eletrodo demembrana 36 e as placas do separador 12, 28, durante a montagem da célulade combustível. Em um tal projeto, é necessário que exista uma vedação entreas placas do separador 12, 28 e as armações de resina 13.
A presente invenção não está limitada aos componentes decélula de combustível e a seu arranjo, tal como ilustrado na Figura 1. Porexemplo, uma célula de combustível de metanol direta ("DMFC") podeconsistir dos mesmos componentes apresentados na Figura 1, com exceçãodos canais de refrigerante. Além disso, a célula de combustível 10 pode serprojetada com coletores internos ou externos (não mostrados).
Embora esta invenção tenha sido descrita em termos de umacélula de combustível de membrana de troca de próton (PEM), deve serapreciado que a invenção pode ser aplicada a qualquer tipo de célula decombustível. Os conceitos desta invenção podem ser aplicados a células decombustível de ácido fosfórico, células de combustível alcalinas, células decombustível de temperatura mais alta, tais que células de combustível deóxido sólidas, e células de combustível de carbonato fundido, e outrosdispositivos eletroquímicos.
No anodo 34, um combustível (não mostrado), que trafegaatravés dos canais de fluxo de anodo 16, permeia a camada de difusão de gás18 e reage com a camada de catalisador de anodo 20, de modo a formar oscátions de hidrogênio (prótons), que migram através da membrana de troca depróton 22 para o catodo 38. A membrana de troca de próton 22 facilita amigração dos íons de hidrogênio a partir do anodo 34 para o catodo 38. Emadição a conduzir íons de hidrogênio, a membrana de troca de próton 22isolada a corrente de combustível contendo hidrogênio a partir da corrente deoxidante contendo oxigênio.
No catodo 38, um gás contendo oxigênio, tal que ar ouoxigênio substancialmente puro, reage com os cátions ou íons de hidrogênio,que cruzaram a membrana de troca de próton 22, de modo a formar águalíquida como o produto de reação. As reações do anodo e do catodo nascélulas de combustível de hidrogênio / oxigênio são mostradas nas equaçõesque se seguem:
Reação de anodo: H2 2 H+ + 2 e" (I)
Reação de catodo: V2 O2 + 2 H+ + 2 e" H2O (II)
Em um aspecto da presente invenção, um agente de vedaçãode duas partes é usado para ligar as placas do separador 12, 28 e as armaçõesde resina 13. A parte A do agente de vedação pode conter um iniciadorativado por UV, que pode ser um ácido, base, radical, iniciador aniônico e/ oucatiônico. A parte B do agente de vedação pode incluir um monômeropolimerizável, oligômero, polímero telequélico e/ ou polímero funcional. Ogrupo funcional pode ser, como um exemplo, um epóxi, alila, vinila,acrilato,metacrilato, imida, amida ou uretano. As armações de resina 13 são usadaspara o espaçamento no interior do conjunto da célula de combustível. Asarmações de resina 13 são colocadas sobre as laterais do trajeto de gás dosseparadores 12, 28 e as vedações são providas entre cada elemento. Naprimeira linha de manufatura, uma placa de separador 12, de modo típico umafolha metálica, tal que aço inoxidável, é revestida, de um modo desejável,sobre ambos os lados com a parte A do agente de vedação, cortadas eestampadas para produzir os canais necessários para o gás reativo e os trajetosde refrigerante e ativadas com luz UV. Uma armação de resina 13 é revestidasobre pelo menos um lado com a parte B do agente de vedação e é montadacom a placa do separador revestida 12, de modo a prover um separador deanodo com armação ligada. Na segunda linha de manufatura uma segundaplaca de separador, de modo típico uma folha de aço inoxidável, é revestida,de modo desejável, sobre ambos os lados com a parte B do agente de vedação,cortada e estampada de modo a produzir os canais necessários para o gásreativo e os trajetos de refrigerante, de modo a formar a placa do separador28. Uma segunda armação de resina 13, revestida sobre pelo menos um ladocom a parte A do agente de vedação e irradiada com luz UV, é montada coma placa de separador 28, de modo a prover um separador de catodo com umaarmação ligada. Finalmente, as duas linhas de manufatura se encontram, de talmodo que o separador do anodo ligado, tendo um revestimento exposto daparte A do agente de vedação sobre um de seus lados e separador do catodoligado tendo um revestimento exposto da parte B do agente de vedação sobreum de seus lados são alinhados, a parte Aea parte B do agente de vedaçãoreagem e vedam as interfaces da célula de combustível para formar o conjuntoligado.
Em um outro aspecto da presente invenção, um agente devedação de duas partes é usado para ligar as placas do separador 12, 28. Aparte A do agente de vedação contém um iniciador ativado por UV5 que podeser um ácido, base, radical iniciador aniônico e/ ou catiônico. A parte B doagente de vedação é composta de um monômero polimerizável, oligômero,polímero telequélico, e/ ou polímero funcional. O grupo funcional pode ser,por exemplo, um epóxi, alila, vinila, acrilato, metacrilato, imida, amida ouuretano. A parte A é aplicada à primeira placa do separador, e a parte B éaplicada à segunda placa do separador. A parte A é aplicada ao lado do trajetodo refrigerante do separador de anodo 12. A parte B é aplicada ao lado dotrajeto de refrigerante do separador de catodo 28. Sobre o separador de anodo12, a parte A é submetida à irradiação UV para ativar o iniciador, seguidopelo conjunto de compressão com o separador de catodo 28. Os separadores12, 28 são unidos, de tal modo que a parte Aea parte B reajam e possamvedar os componentes, de modo a formar a placa bipolar 15.
Em um outro aspecto da presente invenção, um agente devedação de parte única é usado para ligar as placas do separador 12, 28 e asarmações de resina 13. O agente de vedação que pode ser composto de umácido ativado por UV, base, radical, iniciador aniônico e/ ou catiônico emonômero polimerizável, oligômero, polímero telequélico e/ ou polímerofuncional, pode ser aplicado a um substrato, irradiado com luz UV, ecomprimido com um segundo substrato de modo a formar a vedação.
Em um outro aspecto da presente invenção, uma composiçãode duas partes é usada para a ligação e a vedação. A parte A é aplicada aoprimeiro substrato. A parte B é aplicada ao segundo substrato. Os doissubstratos são combinados e fixados. A polimerização pode ser alcançada emsua forma mais simples, através da aplicação dos dois substratos de um modoconjunto, ou através da combinação dos substratos e usando alguma formaadicional de energia, tal que pressão, calor, energia ultra- sônica, demicroondas, ou quaisquer combinações das mesmas.
Em um outro aspecto da presente invenção, o material deformação de gaxeta líquido pode incluir acrilatos curáveis por radiaçãoactínica, uretanos, poliéteres, poliolefinas, poliésteres, copolímeros dosmesmos e combinações dos mesmos. De um modo desejável, o materialcurável inclui um material terminado com (met)acriloíla tendo pelo menosdois grupos (met)acriloíla pendentes. De modo desejável, o grupo pendente(met)acriloíla é representado pela fórmula geral:
- OC(O) CCR1) = CH2, em que R1 é hidrogênio ou metila. Demodo mais desejável, o material formador de gaxeta líquido é um poliacrilatoterminado por (met)acriloíla. O poliacrilato terminado com (met)acriloílapode, de um modo desejável, possuir um peso molecular de cerca de 3.000 acerca de 40.000, de modo mais desejável de cerca de 8.000 a cerca de 15.000.
Além disso, o poliacrilato terminado com (met)acriloíla pode, de um mododesejável, apresentar uma viscosidade de cerca de 200 Pas (200.000 cPs) acerca de 800 Pas (800.000 cPs) a 25°C (77°F), de modo mais desejável decerca de 450 Pas a (450.000 cPs) a cerca de 500 Pas (500.000 cPs). Osdetalhes de tais materiais terminados com (met) acriloíla curáveis podem serencontrados no Pedido de Patente Europeu N°. EP 1 059 308 Al deNakagawa et al., e estão comercialmente disponíveis de Kaneka Corporation,Japão.
De um modo desejável, a composição líquida inclui umfotoiniciador. Um número de fotoiniciadores pode ser aqui empregado, demodo a prover os benefícios e as vantagens da presente invenção, à qual éfeito referência acima. Os fotoiniciadores aumentam a rapidez do processo decura quando as composições fotocuráveis, como um todo, são expostas àradiação eletromagnética, tal que a radiação actínica. Exemplos defotoiniciadores adequados para o uso nesta incluem, mas não estão limitadosa, fotoiniciadores comercialmente disponíveis de Ciba Specialty Chemicals,sob as marcas registradas "IRGACURE" e "DAROCUR", de um modo maisespecífico "IRGACURE " 184 (1- hidroxicicloexil fenil cetona), 907 (2-metil-l-[4-(metiltio) fenil]-2-morfolino propan-l-ona), 369 (2- benzil-2- N5N-dimetilamino-l-(4-morfolinometil)-l-butanona), 500 (a combinação de 1-hidróxi cicloexil fenil cetona e de benzofenona), 651 (2,2-dimetóxi-2-fenilacetofenona), 1700 (a combinação de óxido de bis (2,6-dimetoxibenzoíla-2,4,4-trimetil fenil fosfina) e de 2-hidróxi-2-metil-l-fenil- propan-l-ona), e819 óxido de [bis (2,4,6-trimetil benzoil)fenil fosfina] e "DAROCUR" 1173(2- hidróxi-2-metil-l-fenil-1-propan-l-ona) e 4265 (a combinação de óxido de2,4,6- trimetilbenzoildifenil- fosfina e 2- hidróxi-2-metil-l-fenil- propan-l-ona); e iniciadores de luz visível [ azul], di- canforquinona e "IRGACURE"784 DC. Naturalmente, combinações destes materiais podem ser também aquiempregadas.
Outros fotoiniciadores úteis neste incluem piruvatos de alquila, tais que metila, etila, propila e piruvatos de butila, e piruvatos de arila, taisque fenila, benzila e derivados apropriadamente substituídos dos mesmos.Fotoiniciadores particularmente adequados para o uso neste incluem osfotoiniciadores de ultravioleta, tais que 2,2-dimetóxi-2-fenil acetofenona (porexemplo, "IRAGACURE" 651), e 2-hidróxi-2-metil-l-fenil-1-propano (porexemplo, "DAROCUR" 1173), óxido de bis (2,4,6-trimetil benzoíla) (porexemplo "IRGACURE" 819), e a combinação de fotoiniciador ultravioleta /visível de óxido de bis (2,6-dimetoxibenzolil-2, 4,4-trimetilpentil) fosfina e 2-hidróxi-2-metil-1 -fenil-propan-1 -ona (por exemplo, "IRGACURE" 1700),assim como o fotoiniciador visível bis (η5-2,4- ciclopentadien-l-il)-bis[ 2,6-difluoro-3-( 1 H-pirrol-1 -il) fenil] titânio (por exemplo, "IRGACURE" 784DC). A radiação actínica inclui a luz ultravioleta, luz visível, e combinaçõesdos mesmos. De modo desejável, a radiação actínica usada para curar omaterial possui um comprimento de onda de cerca de 200 nm a cerca de 1.000nm. O UV útil inclui, mas não está limitado a, UVA (cerca de 320 nm a cercade 410 nm), UVB (cerca de 290 nm a cerca de 320 nm), UVC (cerca de 220nm a cerca de 290 nm) e combinações dos mesmos. A luz visível útil inclui,mas não está limitada a, luz azul, luz verde, e combinações das mesmas. Taisluzes visíveis úteis possuem um comprimento de onda de cerca de 450 nm acerca de 550 nm.
A presente invenção, no entanto, não está limitada apenas aouso de radiação UV e a outras fontes de energia, tais que calor, pressão,ultravioleta, microondas, radiação ultra- sônica ou eletromagnéticas podemser usadas para iniciar a polimerização de uma ou mais das composições. Demodo adicional, o iniciador poderia ser ativado sem um agente de ativação.Além disso, o processo de ativação pode ser aplicado antes, durante e/ ouapós a montagem.
A Figura 4 ilustra um sistema 50 para a formação de conjuntosligados, tais que células de combustível ou componentes de célula decombustível ligados, de acordo com a presente invenção. O sistema 50 incluidiferentes estações 52, 64 para o processamento de diferentes componentes decélula de combustível. O sistema inclui os distribuidores 56 e 58 paradistribuir a primeira e a segunda partes, respectivamente, de uma composiçãode agente de vedação de duas partes, para revestir diferentes componentes decélula de combustível. O sistema inclui ainda as fontes 60 de energia, tais quea radiação actínica.
Em um outro aspecto da presente invenção, uma pilha decélula de combustível pode ser preparada a partir de um conjunto modular ede uma gaxeta. Um MEA com armação de resina é produzido no primeiroestágio. As armações de resina de anodo e catodo são revestidas com umagente de vedação ativado por UV com um componente único sobre um ladoda armação de resina. O agente de vedação é ativado através de irradiação UVe as armações de resina são fixadas sobre qualquer um dos lados do MEA.
Em um segundo estágio, os separadores são ligados às armações de resinausando um agente de vedação de duas partes. Em um sistema de doiscomponentes, a parte A seria aplicada ao substrato um, e a parte B seriaaplicada ao substrato dois. A parte A e B, quando combinadas, poderiam serpolimerizadas em uma forma desta invenção. O MEA com armação de resinaé revestido sobre a parte A sobre as armações de resina, e então ativadoatravés de irradiação de UV. Ao mesmo tempo, os lados do gás reagente dosseparadores são revestidos com a parte Β. O MEA com armação de resina éfixado com os separadores de anodo e de catodo de modo a produzir umacélula unitária (separador de anodo, armação de resina de anodo, MEA,armação de resina de catodo, e separador de catodo). No estágio seguinte, ascélulas unitárias são ligadas, de um modo conjunto, com um agente devedação de duas partes, de modo a formar um módulo, contendo um númeroselecionado de células unitárias, tal que dez, por exemplo. A célula unitária éprocessada através de uma operação para aplicar o polímero não- curado àsuperfície de um ou mais substratos. O lado do trajeto do refrigerante doseparador de anodo pode ser revestido com a parte A e ativado com radiaçãoUV. O lado do trajeto de refrigerante do separador de catodo pode serrevestido com a parte B. As células são empilhadas e fixadas de modo a que aparte A reaja com a parte B e de modo a vedar os trajetos de refrigerante domódulo. Os separadores nas extremidades do módulo podem não serrevestidos no processo acima descrito. Em uma linha de manufatura separada,uma gaxeta é produzida a partir da folha metálica e de um agente de vedaçãoativado por UV. Um rolo de folha metálica é cortado, revestido com umagente de vedação ativado por UV de componente único, e colocado sob luzUV. A pilha de célula de combustível pode ser montada por meio daalternação das gaxetas com os módulos até que o número de células desejadona pilha seja alcançado. E também considerado que as armações de resina e osseparadores podem ser revestidos, em ambos os lados, com o agente devedação apropriado, fixados ao primeiro componente e então fixados aosegundo componente.
Em um outro aspecto da presente invenção, uma pilha e célulade combustível pode ser preparada a partir de um conjunto modular e de umagaxeta. Um MEA com armação de resina é produzido no primeiro estágio.Duas armações de resina são revestidas com um agente de vedação ativadopor UV de componente único sobre um lado da armação de resina. O agentede vedação é ativado através de irradiação de UV e as armações de resina sãofixadas a qualquer um dos lados do MEA. Em um segundo estágio, umseparador ligado é vedado ao MEA com armação de resina usando um a gentede vedação de duas partes. Em um sistema de dois componentes, a parte A doagente de vedação poderia ser aplicada a um primeiro substrato, a parte B doagente de vedação poderia ser aplicada a um segundo substrato. A Parte AeaParte B do agente de vedação, quando combinadas, são polimerizadas demodo a formar um conjunto ligado, de acordo com um aspecto da presenteinvenção. Por exemplo, uma armação de resina de anodo pode ser revestidacom a parte A do agente de vedação, e então ativada através de irradiação deUV. Um MEA com armação de resina pode ser fixado com os separadoresligados de modo a produzir uma célula unitária (separador de catodo,separador de anodo, armação de resina de anodo, MEA, e armação de resinade catodo). Os separadores de anodo e de catodo são ligados em uma outralinha de manufatura, usando um agente de vedação de dois componentes. Olado do trajeto de refrigerante do separador de anodo é revestido com a parteA do agente de vedação, e então ativado a através de irradiação de UV. Olado do trajeto de refrigerante do separador de catodo é revestido com a parteB do agente de vedação, e fixado ao separador de anodo, de modo a reagir aparte A do agente de vedação com a parte B. No estágio que se segue, ascélulas unitárias são ligadas, de um modo conjunto, com um agente devedação de duas partes para formar um módulo, contendo um númeroselecionado de células unitárias, tal que, mas não limitado a dez. A célulaunitária é então processada através de uma operação de revestimento. O ladodo trajeto de gás do separador de catodo pode ser revestido com a parte A doagente de vedação e ativado com irradiação UV. A armação de resina decatodo pode ser revestida com a parte B do agente de vedação. As célulasunitárias são empilhadas e fixadas, de modo a que a parte A do agente devedação reja com a parte B do agente de vedação, de modo a produzir ummódulo de células unitárias ligadas. O separador e a armação de resina nasextremidades do módulo não seriam revestidos no processo acima descrito.
Em uma linha de manufatura separada, uma gaxeta é produzida a partir deuma folha metálica e um agente de vedação ativado por UV. Um rolo demetal em folha é cortado, revestido com um agente de vedação ativado porUV de componente único, e colocada sob luz UV. A pilha da célula decombustível é montada através da alternação das gaxetas com os módulos, atéque o número desejado de células na pilha seja alcançado. Pode ser tambémconsiderado que as armações de resina e os separadores possam ser revestidosem ambos os lados com o agente de vedação apropriado, fixados ao primeirocomponente, e então fixados ao segundo componente.

Claims (15)

1. Método para formar um componente de célula decombustível, caracterizado pelo fato de que compreende:- prover um agente de vedação de duas partes, tendo umaprimeira parte que compreende um iniciador e uma segunda parte, quecompreende um material polimerizável;- aplicar a primeira parte do agente de vedação a um substratode um primeiro componente de célula de combustível;- aplicar a segunda parte do agente de vedação a um substratode um segundo componente de célula de combustível; alinhar, de um modojustaposto, os substratos do primeiro e do segundo componentes da célula decombustível; e curar o agente de vedação de modo a ligar o primeiro e osegundo componentes da célula de combustível, um ao outro.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o iniciador é um iniciador de radiação actínica.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que o agente de vedação é curado através de radiação actínica.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o material polimerizável é selecionado a partir do grupo queconsiste de um monômero polimerizável, oligômero, polímero telequélico,polímero funcional, e combinações dos mesmos.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que o material polimerizável compreende um grupo funcional, que éselecionado a partir do grupo, que consiste de epóxi, alila, vinila, acrilato,metacrilato, imida, amida, uretano e combinações dos mesmos.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os componentes da célula de combustível são selecionados a partirdo grupo, que consiste de uma placa de campo de fluxo de catodo, uma placade campo de fluxo de anodo, uma armação de resina, uma camada de difusãogasosa, uma camada de catalisador de anodo, uma camada de catalisador decatodo, um eletrólito de membrana, uma armação de conjunto de membrana -eletrodo e combinações dos mesmos.
7. Método para formar um componente de célula decombustível, caracterizado pelo fato de que compreende:- prover um agente de vedação de duas partes, em que umaprimeira parte compreende um iniciador e a segunda parte compreende ummaterial polimerizável;- prover a primeira e a segunda placas do separador e aprimeira e a segunda armações de resina;- revestir a primeira placa do separador com a primeira partedo agente de vedação;- ativar a primeira parte do agente de vedação sobre a primeiraplaca do separador com radiação actínica;- revestir a primeira armação de resina com a segunda parte doagente de vedação;- alinhar, de um modo justaposto, a primeira placa doseparador e a primeira armação de resina;- curar o agente de vedação de modo a ligar a primeira placado separador e a primeira armação de resina, uma à outra;- revestir a segunda placa do separador com a segunda parte doagente de vedação;- revestir a segunda armação de resina com a primeira parte doagente de vedação;- ativar a primeira parte do agente de vedação sobre a segundaarmação de resina com radiação actínica;- alinhar, de um modo justaposto, a segunda placa doseparador e a segunda armação de resina;- curar o agente de vedação, de modo a ligar a segunda placado separador e a segunda armação de resina, uma à outra;- alinhar, de um modo justaposto, a primeira e a segundaplacas do separador;- curar o agente de vedação, de modo a ligar a primeira e asegunda placas do separador, uma à outra, de modo a formar uma placa deseparador bipolar.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que o iniciador é um iniciador de radiação actínica.
9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que o material polimerizável é selecionado a partir do grupo, queconsiste de um monômero polimerizável, oligômero, polímero telequélico,polímero funcional, e combinações dos mesmos.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que o material polimerizável, que compreende um grupofuncional, é selecionado a partir do grupo que consiste de epóxi, alila, vinila,acrilato, metacrilato, imida, amida, uretano e combinações dos mesmos.
11. Sistema para formar um componente de célula decombustível, caracterizado pelo fato de que compreende:- um primeiro distribuidor para prover uma primeira parte deum agente de vedação de duas partes, em que a primeira parte do agente devedação compreende um iniciador;- um segundo distribuidor para prover uma segunda parte deum agente de vedação de duas partes, em que a segunda parte do agente devedação compreende um material polimerizável;- uma primeira estação para aplicar a primeira parte do agentede vedação a um substrato de um primeiro componente de célula decombustível;- uma segunda estação para aplicar a segunda parte do agentede vedação e um substrato de um segundo componente de célula decombustível;- uma terceira estação para alinhar, de um modo justaposto, ossubstratos do primeiro e do segundo componentes de célula de combustível; e- uma estação de cura para curar o agente de vedação, de modoa ligar o primeiro e o segundo componentes de combustível, um ao outro.
12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o iniciador é um iniciador de radiação actínica.
13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que o agente de vedação é curado através de radiação actínica.
14. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o material polimerizável é selecionado a partir do grupo queconsiste de um monômero polimerizável, oligômero, polímero telequélico,polímero funcional e combinações dos mesmos.
15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que o material polimerizável, que compreende um grupofuncional, é selecionado a partir do grupo que consiste de epóxi, alila, vinila,acrilato, metacrilato, imida, amida, uretano e combinações dos mesmos.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0706615A2 (pt) * 2006-01-17 2011-04-05 Henkel Corp célula de combustìvel, e, método para formar a mesma
JP5404511B2 (ja) * 2010-04-09 2014-02-05 サンユレック株式会社 電解液循環型二次電池用セルスタックおよび電解液循環型二次電池
US9312548B2 (en) * 2011-03-15 2016-04-12 Audi Ag Fuel cell plate bonding method and arrangement
KR101337905B1 (ko) * 2011-09-21 2013-12-09 기아자동차주식회사 초음파 진동 접합을 이용한 연료전지 막-전극 접합체 제조 방법
US8679697B1 (en) * 2012-08-30 2014-03-25 GM Global Technology Operations LLC Compressible fuel cell subgasket with integrated seal
EP2832812A1 (en) * 2013-07-29 2015-02-04 Nitto Shinko Corporation Sealant
DE102014216613A1 (de) 2014-08-21 2016-02-25 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Herstellung einer Dichtung an einem Bauteil sowie formgebendes Werkzeug zur Verwendung in einem derartigen Verfahren
WO2017018547A1 (ja) 2015-07-30 2017-02-02 株式会社スリーボンド 光硬化性樹脂組成物、燃料電池およびシール方法
US10800952B2 (en) 2016-03-09 2020-10-13 Threebond Co., Ltd. Curable resin composition, fuel cell, and sealing method
JP6547729B2 (ja) * 2016-12-01 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の製造方法
US11114679B2 (en) 2017-04-14 2021-09-07 Threebond Co., Ltd. Curable resin composition, and fuel cell and sealing method using the same
SE544014C2 (en) * 2018-06-26 2021-11-02 Powercell Sweden Ab Manufacturing arrangement for a fuel cell stack and method for manufactur-ing a fuel cell stack
KR102493869B1 (ko) 2018-08-10 2023-01-30 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 복합 구조체 및 전자 기기용 하우징

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3220972A (en) * 1962-07-02 1965-11-30 Gen Electric Organosilicon process using a chloroplatinic acid reaction product as the catalyst
US3159601A (en) * 1962-07-02 1964-12-01 Gen Electric Platinum-olefin complex catalyzed addition of hydrogen- and alkenyl-substituted siloxanes
US3159662A (en) * 1962-07-02 1964-12-01 Gen Electric Addition reaction
US3516946A (en) * 1967-09-29 1970-06-23 Gen Electric Platinum catalyst composition for hydrosilation reactions
US3814730A (en) * 1970-08-06 1974-06-04 Gen Electric Platinum complexes of unsaturated siloxanes and platinum containing organopolysiloxanes
US4018851A (en) * 1975-03-12 1977-04-19 Loctite Corporation Curable poly(alkylene) ether polyol-based grafted resins having improved properties
US4219377A (en) * 1979-03-14 1980-08-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Photocurable epoxy composition having improved flexibility comprising vinyl terminated acrylonitrile-butadiene polymer
US5264299A (en) * 1991-12-26 1993-11-23 International Fuel Cells Corporation Proton exchange membrane fuel cell support plate and an assembly including the same
US5736269A (en) * 1992-06-18 1998-04-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell stack and method of pressing together the same
CA2296384C (en) * 1997-07-16 2004-09-28 Ballard Power Systems Inc. Resilient seal for membrane electrode assembly (mea) in an electrochemical fuel cell and method of making same
JP3918265B2 (ja) * 1997-11-21 2007-05-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の製造方法
US6964999B1 (en) * 1998-02-27 2005-11-15 Kaneka Corporation Polymer and curable composition
CA2328615C (en) * 1998-04-14 2007-10-23 Three Bond Co., Ltd. Sealing material for fuel cell
US6337120B1 (en) * 1998-06-26 2002-01-08 Nok Corporation Gasket for layer-built fuel cells and method for making the same
US6165634A (en) * 1998-10-21 2000-12-26 International Fuel Cells Llc Fuel cell with improved sealing between individual membrane assemblies and plate assemblies
US6159628A (en) * 1998-10-21 2000-12-12 International Fuel Cells Llc Use of thermoplastic films to create seals and bond PEM cell components
KR100341402B1 (ko) * 1999-03-09 2002-06-21 이종훈 고체산화물 연료전지의 단전지와 스택구조
EP1073138B1 (en) * 1999-07-26 2012-05-02 Tigers Polymer Corporation Sealing structure of fuel cell and process for molding rubber packing
JP4539896B2 (ja) * 1999-09-17 2010-09-08 独立行政法人産業技術総合研究所 プロトン伝導性膜、その製造方法及びそれを用いた燃料電池
WO2001043964A1 (en) * 1999-12-17 2001-06-21 Loctite Corporation Impregnation of a graphite sheet with a sealant
JP4743356B2 (ja) * 2000-05-15 2011-08-10 日清紡ホールディングス株式会社 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータ及び固体高分子型燃料電池
US6773758B2 (en) * 2000-05-17 2004-08-10 Kaneka Corporation Primer composition and bonding method
US6824874B1 (en) * 2000-08-23 2004-11-30 Dana Corporation Insulator and seal for fuel cell assemblies
JP3571687B2 (ja) * 2000-12-07 2004-09-29 本田技研工業株式会社 シール一体型セパレータの製造方法
US6852439B2 (en) * 2001-05-15 2005-02-08 Hydrogenics Corporation Apparatus for and method of forming seals in fuel cells and fuel cell stacks
JP4151314B2 (ja) * 2001-06-18 2008-09-17 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP3786185B2 (ja) * 2001-06-22 2006-06-14 信越化学工業株式会社 固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータ
JP3888233B2 (ja) * 2001-09-17 2007-02-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池電極の製造方法と製造装置
US20030116185A1 (en) * 2001-11-05 2003-06-26 Oswald Robert S. Sealed thin film photovoltaic modules
JP3952139B2 (ja) * 2001-11-22 2007-08-01 Nok株式会社 燃料電池
US6884537B2 (en) * 2001-12-20 2005-04-26 Freudenberg-Nok General Partnership Structural seal for a fuel cell
JP4134731B2 (ja) * 2002-01-25 2008-08-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池のシール構造
US6783884B2 (en) * 2002-04-12 2004-08-31 Ballard Power Systems Inc. Flow field plate assembly for an electrochemical fuel cell
US6979383B2 (en) * 2002-12-17 2005-12-27 3M Innovative Properties Company One-step method of bonding and sealing a fuel cell membrane electrode assembly
JP4155054B2 (ja) * 2003-02-18 2008-09-24 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
US7195690B2 (en) * 2003-05-28 2007-03-27 3M Innovative Properties Company Roll-good fuel cell fabrication processes, equipment, and articles produced from same
WO2004107476A2 (en) * 2003-05-29 2004-12-09 Henkel Corporation Method and composition for bonding and sealing fuel cell components
US6942941B2 (en) * 2003-08-06 2005-09-13 General Motors Corporation Adhesive bonds for metalic bipolar plates
US20080241637A1 (en) * 2004-01-22 2008-10-02 Burdzy Matthew P Polymerizable Compositions for Bonding and Sealing Low Surface Energy Substrates for Fuel Cells
US20050173833A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Dale Cummins Method of forming bipolar plate modules
JP4945094B2 (ja) * 2005-06-07 2012-06-06 東海ゴム工業株式会社 燃料電池

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