CN101595585A - 具有返回冷凝电解质的高透过率芯吸件的液体电解质燃料电池 - Google Patents

Abstract

一种液体电解质燃料电池发电设备(6)包括由流体不可透过的隔板(19、23)分开的燃料电池(8)形成的燃料电池堆(7)，所述燃料电池具有附加的芯吸件以便确保冷凝电解质从冷凝区(27)回流通过燃料电池的活性区域。芯吸材料(49)被设置在通道中，所述通道被散置在反应剂气体通道(20、21)中；芯吸材料(54)被设置在被成形于电极基板(16、17)内的区(53)中；芯吸材料(58)被设置在反应剂气体通道(20、21)的底部表面上；芯吸材料(62)被设置在隔板(19、23)的肋部(50)与基板(16、17)的相邻表面之间；且芯吸材料(65)被成形为呈平面的隔板(19a、23a)上的肋部，芯吸肋部(65)之间的空间包括反应剂气体通道(20、21)。

Description

具有返回冷凝电解质的高透过率芯吸件的液体电解质燃料电池

技术领域

液体电解质燃料电池包括位于阳极侧和/或阴极侧上的每块电极基板与隔板之间的孔隙较小且透过率较高的芯吸件(wicking)，以促进将冷凝的电解质从冷凝区往回传送通过所述电池的位于相应侧上的剩余部分。

背景技术

磷酸燃料电池中的酸会由于蒸发进入反应剂物质流内而随时间产生消耗，目前有两种方法将酸提供给磷酸燃料电池来弥补这种消耗。一些已公知的加酸方法是连续地或周期性地将液体形式或蒸气形式的酸添加到电池中。这些方法既复杂又昂贵。更优选采用的方法是被动方法，该方法在电池的初始组装过程中将足以满足电池寿命需求的酸置于电池中的多孔部件内。

常规的磷酸燃料电池发电设备通常包括由燃料电池8构成的燃料电池堆7，如图1所示，燃料电池的温度受到通过冷却板9的冷却剂的控制，所述冷却板被插置在燃料电池组之间，该燃料电池组中的电池数介于5与10个之间。参见图2，每个燃料电池8包括酸保持基体11，所述酸保持基体具有位于一侧上的阳极催化剂12和位于另一侧上的阴极催化剂13。所述催化剂分别由多孔阳极基板16和多孔阴极基板17担载。正如所属领域已公知地，多孔阳极基板16和多孔阴极基板17都是亲水性的。燃料电池堆中的这些电池(除了位于燃料电池堆端部处或与冷却板相邻的电池以外)共用无孔疏水性隔板组件19，所述隔板组件包括与阳极基板16相邻的燃料通道20和与阴极基板17相邻的空气(或其它氧化剂)通道21。通道20、21中的反应剂气体扩散通过相应的基板16、17；所述基板因此被称作气体扩散层(GDLs)。在与冷却板9相邻的位置处，燃料流动通道20可被成形于其中不具有空气流动通道的燃料流场板23中；阴极侧的情况与此相似。

本文结合隔板19所使用的术语“无孔(non-porous)”和“疏水的(hydrophobic)”意味着隔板19是无孔且疏水的，这足以使得基本上没有液体电解质能透过该隔板。

如图2所示，传统的磷酸燃料电池具有与阳极催化剂12相邻的基板16，基板16的厚度与基板17的厚度大体上相同，基板17与阴极催化剂13相邻。然而，阳极基板也可比阴极基板更厚，正如Breault在于2006年10月27日提交的PCT/US06/42495中所披露地那样。

在液体电解质燃料电池堆的正常运行过程中，随着反应剂从入口向出口流动，电解质既会蒸发进入阴极反应剂气体物质流内也会蒸发进入阳极反应剂气体物质流内。为了能保持住酸从而延长燃料电池发电设备的寿命，在反应剂气体的出口附近会对汽化的液体电解质进行冷凝，从而基本上回收所有的电解质。

在美国专利4,345,008中，通过设置冷凝区以便回收已蒸发进入两种反应剂气体流内或其中一种反应剂气体流内的电解质蒸气的方式而明显地改进了对液体电解质的保持。

参见图3，一种典型的燃料电池发电设备6具有燃料电池堆7，所述燃料电池堆包括燃料电池8，每个燃料电池都具有冷凝区27。在图3中，点线表示催化剂12、13的范围且短划线表示三组燃料流动通道，燃料会相继地流动通过这三组燃料流动通道。其中，基体11在总平面图28的全部范围内延伸，但催化剂12、13却仅在该总平面图28的一部分上延伸而形成了活性区域29，在该总平面图的剩余部分中留下的是非活性区域，该非活性区域构成了酸冷凝区27。

另一种可选方式是，阳极催化剂可在整个平面图上延伸，而阴极催化剂13则仅在平面图的一部分上进行延伸，正如Breault等在WO2006071209A1中所披露地那样。

在图1至图3所示的实例中，燃料电池发电设备包括燃料源30，所述燃料通过燃料入口歧管31被施加到燃料流场(20，如图2所示)上，该燃料向着如图3所示的右方流动通过每个燃料电池的一部分到达转向歧管32且随后流向如图3所示的左方。随后，该燃料流动通过第二转向歧管32且向右流动通过每个燃料电池的剩余部分而到达燃料出口歧管33，在该歧管处燃料流出而到达燃料再循环布置、燃料处理装置或环境。

燃料电池发电设备25还包括用来导致含氧气体如空气从空气入口歧管38流动通过所有的燃料电池而到达空气出口歧管39的泵37。空气随后可被提供给进一步的处理装置如焓交换(enthalpy exchange)装置、燃料处理设备或环境。冷凝区27与燃料流动通过电池所经的最后的通路相重合，且位于空气流动通道21的出口端处(图2)。通常情况下，可在冷却区附近进行集中冷却以便提供足够低的温度来实现充分的冷凝，从而能够基本上回收所有的电解质，正如所属领域已公知地那样。

磷酸燃料电池堆沿空气流路径具有明显的温度分布。这导致蒸发进入气体物质流内的磷酸朝向电池入口流动且导致从气体物质流中冷凝出来的磷酸朝向电池出口流动。酸在毛细管流的影响作用下被连续地芯吸通过多孔电池部件而从冷却器的冷凝器区返回更热的蒸发器区。这种内部回流必须被保持住才能防止基体和密封件变干而进一步导致电池失效。

对液体电解质燃料电池中的电极担载基板存在着竞争性需求。总体而言，为了使基板中能够贮存的电解质量最大化，需要较大的孔隙和较高的孔隙率。大孔隙和高孔隙率还有助于反应剂气体从反应剂流动通道扩散至催化剂。为了使电解质贮存量最大化且为了使反应剂气体的扩散绰绰有余，需要选择孔隙尺寸、孔隙率和设计充注水平。

需要关注的是：在较低的电解质充注水平下，酸的回流速率也会不足，电解质充注水平较低表示电池的寿命已达5到10年。在改进的设计中，阳极多孔电解质贮存板和阴极多孔电解质贮存板都被致密的石墨-流场所取代，这种设计使得在面内进行的酸传送变得更为困难。

可用作磷酸替代品的质子传导液体电解质在所属领域中也是已公知的。美国专利No.5,344,722披露了一种电解质，该电解质是磷酸和含氟化合物的混合物或者是磷酸和硅氧烷的混合物。公开号为No.2006/0027789的美国专利申请披露了一种质子传导液体电解质，其中的阴离子是氟硼酸盐或fluoroheteroborate。

发明内容

本发明所作出的改进考虑到了以下事实：尽管大孔隙降低了液体流动的阻力，但小孔隙会增强毛细管作用且因此增加了可使液体移动通过孔隙的毛细管压力。

尽管在包含固体流场板和防水基板(气体扩散层)的燃料电池中使用芯吸件将流体从液体冷凝区输运至液体蒸发区是已公知的做法，但在具有亲水性(可润湿)基板的电池中使用芯吸件却并不是已公知的且人们对此会有独特的需求。

在具有可润湿基板的电池中，存在可将酸从酸冷凝区芯吸至酸蒸发区的多条平行路径。这些路径是阳极基板、阴极基板和电解质保持基体。被芯吸通过特定路径的酸的量取决于该路径的剖面面积和透过率。对于被引入电池内的任何附加的芯吸件而言，必须根据为保证该芯吸件有效工作所使用的现有材料的特性来构建该芯吸件的特性。

正如Porous Media：Fluid Transport and Pore Structure(第二版，Dullien著，Academic出版社，圣迭戈，1992年)这本书所阐明地那样，透过率是关于孔隙尺寸、孔隙率和液体在多孔介质中的饱和度的复杂函数。Dullien提出的关于孔隙率的公式如下：

$k=\frac{{\mathrm{CD}}_p^2{E}^3{S}^{3.3}}{{(1-E)}^2}$

其中k＝透过率、D_p＝孔隙尺寸、E＝孔隙率、C＝常数且S＝液体的百分比饱和度。

现在我们发现：有效的芯吸件必须具有相对于电极基板的较高的液体饱和度，且进一步地，这意味着该芯吸件的平均孔隙尺寸应该小于基板的平均孔隙尺寸的约50％，且优选小于基板的平均孔隙尺寸的约25％。

典型的燃料电池中所使用的基板具有大小为20至50微米的平均孔隙尺寸，且优选使用大小为约30微米的孔隙尺寸。为了改进燃料电池中的液体电解质的回流，除了由基板提供的芯吸以外，还借助于被设置在每块隔板与两块基板中的一块基板之间或与两块基板之间的附加的多孔亲水性材料来实现芯吸，该附加的多孔亲水性材料的平均孔隙尺寸小于基板的平均孔隙尺寸的约一半。

在一种形式中，该附加的芯吸材料被设置在沟槽中，在隔板中，每三条或四条(或其它数量的)反应剂气体沟槽就散布设置所述附加的芯吸材料的所述沟槽。在另一种形式中，该附加的芯吸材料被设置在从隔板表面延伸进入基板内的区中；该区可优选仅部分地延伸通过每块基板片，但也可完全地延伸通过该基板片；该区可优选被成形以便与隔板的相邻反应剂气体流场中的肋部(介于沟槽之间)实现面对面的匹配。在另一种形式中，该附加的芯吸材料可被设置在反应剂气体沟槽的底部表面上，留出足够的剖面区域以供充足的反应剂气体流动。在另一种形式中，该附加的芯吸材料被设置在所述基板中的至少一块基板的表面与肋部的面向该表面的表面之间，所述肋部位于隔板中的反应剂气体流场通道之间。在又一种形式中，芯吸材料被设置在致密的呈平面的疏水性隔板上以便形成肋部，介于成形芯吸材料肋部之间的空间包括用于阳极反应剂气体和阴极反应剂气体中的任一种反应剂气体或既用于阳极反应剂气体又用于阴极反应剂气体的反应剂气体流场通道。

可通过众所周知的工艺如丝网印刷工艺设置所述芯吸材料。该芯吸材料必须是可润湿的且必须在化学上与燃料电池电解质和运行条件是相容的，且该芯吸材料可由以各种形式如颗粒、薄片和纤维形式存在的众所周知的材料如碳化硅或碳或石墨制成。上述各种形式的材料的孔隙尺寸、颗粒尺寸、孔隙率和百分比覆盖率应该被设置以使得当电解质贮存件(所述基板)近似为空时，所述芯吸件是近似饱和的，由此实现良好的平面内传送。尽管电解质传送路径起始于所述冷凝区，但特定的终止点将取决于特定的燃料电池堆设计及其相关的蒸发区。

通过下面对附图所示的典型实施例的详细描述将更易于理解本发明的其它改进、特征和优点。

附图说明

图1是现有技术中已公知的磷酸燃料电池堆的简化示意侧视图；

图2是现有技术中已公知的磷酸燃料电池堆中的一对燃料电池和冷却板的简化的不完整侧部剖视图，该图并未按比例进行绘制，且为清晰起见而省去了剖面线；

图3是现有技术中已公知的燃料电池发电设备的简化的程式化(stylized)顶部平面图；和

图4-8是具有本文所述改进的各种形式的一对磷酸燃料电池的简化的不完整侧部剖视图，该图并未按比例进行绘制，且为清晰起见而省去了剖面线，且图中以点刻的方式强调出了本发明所述改进的芯吸材料的位置。

具体实施方式

图4所示的本发明的第一种形式在每四条燃料通道20或空气通道21的通道中设置芯吸材料49。尽管在图4所示的内容中，芯吸材料49似乎被简单地插置在空气通道或燃料通道中，但在本发明的改进的任何给定实施方式中都可使用除空气通道和燃料通道以外的不同构型的通道。此外，设置芯吸材料的周期性可以是除了在每4条通道中的1条通道中设置芯吸材料以外的周期性，例如在每N条反应剂气体通道中的一条通道中设置芯吸材料，其中N是大于1的正整数。

在一种典型的磷酸燃料电池堆中，基板16、17的平均孔隙尺寸大小可介于20微米与50微米之间；相比之下，本发明的改进中所使用的芯吸材料所具有的平均孔隙尺寸则小于该基板的平均孔隙尺寸的约一半且优选为该基板的平均孔隙尺寸的约25％。

图5所示的本发明的第二种形式包括在基板16、17中形成的区53，且在该区中设置了芯吸材料54。可利用已公知的技术将包含碳化硅或碳颗粒的墨丝网印刷在电极基板内而形成该区53。在图5所示的实例中，该区53并未完全延伸通过基板16、17，而是可在本发明的改进的任何实施方式中使用具有并未完全延伸通过基板16、17的芯吸件的区。如图5的实例所示，该区53与隔板19、23的肋部50成面对面关系地被设置；这将对从反应剂气体流动通道20、21流向电极12、13的反应剂气体流所造成的障碍降至最低程度。然而，本发明的改进也可以这种方式实施：即，区53相对于肋部50以随意方式或任何其它方式被设置。

在图6所示的改进中，芯吸材料58被设置在反应剂气体通道20、21的底表面处。由于该材料并未提供结构性功能或电功能，因此可利用已公知的丝网印刷技术沉积该材料。在该形式中，由于反应剂气体流动通道的剖面积被减少了，因此这将通常导致在反应剂流场上形成更高的压力降。这进一步将导致在燃料电池发电设备上施加略微更高的寄生负载(parasiticload)，从而在氧化剂通道中提供附加的压力，但通常易于通过简单地调节燃料压力控制阀而在燃料电池通道中提供该更高的压力降。另一种可选方式是，该通道可被制得更深或更宽以便保持足够大的流量剖面。

在图4-图6所示改进的形式中，芯吸材料的孔隙率可超过50％或60％且可简单地选择孔隙尺寸和孔隙率以便实现所需的酸流量特性，这是因为芯吸件无论如何也不会实施结构性功能或电气功能。

在图7所示的形式中，芯吸材料62被设置在基板16、17与隔板19、23的相应肋部50的面向该基板的表面之间。在本实例中，芯吸材料62必须提供高导电性且必须具有足够大的强度以便承受端板之间的燃料电池堆中的压缩力。因此，孔隙率可能不得不低于50％且厚度大小限于125微米(0.005英寸)。由于将材料添加到隔板19、23的肋部面上将导致形成更大的空气通道，因此空气通道的宽度可被减少从而使得肋部更宽，由此使得更易于适宜地设计芯吸材料62，从而使其在承受机械应力的同时保持足够的孔隙率以便提供本文所述的改进的电解质回流。

图8示出了结合图7所示的形式的延伸形式。其中芯吸材料65被成形于致密的疏水性隔板19a、23a上，所述疏水性隔板是呈平面的，即两个表面都是平的。在本实例中，芯吸材料65必须提供肋部的电需求和机械需求且可包括被丝网印刷到呈平面的致密的疏水性隔板19a、23a上的碳颗粒或石墨颗粒。该呈平面的隔板可以是导电的碳-塑料复合物隔板或其它隔板。

在前面的所有披露内容中，披露了将芯吸材料既设置在燃料电池的阳极侧上又设置在燃料电池的阴极侧上的情况。即使在空气流内出现了更大量的电解质蒸发，且因此在冷凝区内的空气流动通道中出现了最大比例的被冷凝的电解质，但尽管如此，在燃料流动通道内仍会出现明显的电解质蒸发和电解质冷凝。然而，在一些实例中，与空气流动通道21所需的芯吸材料的量相比，燃料流动通道20可能使用更少量的芯吸材料(例如62、65)，或反之亦然。这可帮助限制燃料电池堆的体积尺寸并改进其电性质和机械性质。

Claims (22)

1、燃料电池设备，所述燃料电池设备包括：

由相邻燃料电池(8)形成的燃料电池堆(7)，每个电池具有一对电极和基体(11)，所述一对电极包括被设置在可润湿的多孔阳极基板(16)上的阳极催化剂(12)和被设置在可润湿的多孔阴极基板(17)上的阴极催化剂(13)，所述基体被构造以便保持被设置在所述催化剂之间的液体电解质；

被散置在所述燃料电池之间的多块流体不可透过的隔板(19)，所述隔板具有位于其相对表面处的通道，所述通道包括位于一个表面处的燃料反应剂气体流动通道(20)和位于与所述一个表面相对的第二表面处的氧化剂反应剂气体流动通道(21)；

其特征在于：

多孔的亲水性芯吸材料(49、53、58、62、65)被构造以便在与选自所述燃料反应剂气体流动通道和所述氧化剂反应剂气体流动通道中的通道大体上具有相同范围的情况下传送电解质，所述芯吸材料的平均孔隙尺寸小于所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的约一半。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸材料(49、53、58、62、65)的平均孔隙尺寸小于所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的约四分之一。

3、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸材料被设置在每个电池中而(a)处在所述基板(16、17)中的至少一块基板内(49、58)，或(b)处在所述隔板(19)中的至少一块隔板内(54)，或(c)处在所述基板(16、17)中的至少一块基板与相应的邻接的隔板(19)之间(62、65)。

4、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述隔板(19)呈平面且具有大体上平的相对表面；且

所述芯吸材料包括被相邻地设置在(a)每块隔板的一个或两个表面与(b)相应基板(16、17)之间的多个肋部(65)，处在与所述阳极基板相邻的表面上的所述肋部形成了所述燃料反应剂气体流动通道，且与所述阴极基板相邻的所述肋部形成了所述氧化剂反应剂气体流动通道，所述肋部既提供了与所述基板和所述隔板的电连续性又在所述基板与所述隔板之间形成了机械隔离。

5、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述隔板(19)具有从所述相对表面中的至少一个表面向内延伸的附加通道，对于所述附加通道与从所述相对表面中的所述至少一个表面延伸出来的反应剂气体流动通道(20、21)而言，基本上在每N条所述反应剂气体流动通道中散置着一条附加通道，其中N是大于1的正整数，且所述芯吸材料(49)被设置在所述附加通道内。

6、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸材料(49、58)被设置在从所述相对表面中的至少一个表面向内延伸的所述反应剂气体流动通道(20、21)中的至少一些反应剂气体流动通道中。

7、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸材料(58)覆盖了从所述相对表面中的至少一个表面向内延伸的基本上所有的所述反应剂气体流动通道(20、21)的底部表面。

8、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述隔板(19)具有限定出所述反应剂气体流动通道(20、21)的肋部(50)，且所述芯吸材料(62)被设置在每个电池中的所述基板(16、17)中的一块基板或两块基板与所述隔板的面向所述一块或两块基板的肋部的表面之间。

9、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸材料(54)被设置在每个电池中的区(53)内，所述区从位于每个电池中的所述基板(16、17)中的至少一块基板的与所述隔板(19)中相应的一块隔板相邻的表面向内延伸。

10、根据权利要求9所述的设备，其特征进一步在于：

所述区(53)仅部分地延伸通过所述相应基板(16、17)。

11、根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于：

第一量的所述芯吸材料(49、53、58、62、65)被构造以便在与所述燃料反应剂气体流动通道(20)大体上具有相同范围的情况下传送电解质；

第二量的所述芯吸材料被构造以便在与所述氧化剂反应剂气体流动通道(21)大体上具有相同范围的情况下传送电解质；且

所述第一量不同于所述第二量。

12、燃料电池设备，所述燃料电池设备包括：

由相邻燃料电池(8)形成的燃料电池堆(7)，每个电池包括：

电解质基体(11)，所述基体被构造以便保持液体电解质，所述基体具有总体平面形状(28)；

被设置与所述基体的一个表面的一部分相邻的阳极催化剂(12)和被设置与所述基体的与所述一个表面相对的第二表面的一部分相邻的阴极催化剂；

在所述总体平面形状的阳极侧上进行延伸的可润湿的多孔阳极基板(16)和在所述总体平面形状的阴极侧上进行延伸的可润湿的多孔阴极基板(17)；

与所述阳极基板相邻的多条燃料流动通道(20)，所述多条燃料流动通道被构造以便在大体上所述总体平面形状上将燃料从燃料入口传送至燃料出口；

与所述阴极基板相邻的多条氧化剂流场通道(21)，所述氧化剂流场通道被构造以便在大体上所述整个平面形状上将氧化剂从氧化剂入口传送至氧化剂出口；

所述催化剂中的至少一种催化剂在所述基体的一部分上进行延伸，所述基体的所述一部分少于所述总体平面形状的范围且限定出所述燃料电池的活性区域(29)，所述基体的并不与所述催化剂中的一种催化剂相邻的一部分(i)与(a)所述燃料流动通道的出口，或(b)所述氧化剂流动通道的出口，或(c)所述燃料流动通道和所述氧化剂流动通道的出口是相邻的，并且(ii)构成了电解质冷凝区(27)；

被构造以使燃料反应剂气体(30-33)和氧化剂反应剂气体(37-39)流动通过所述相应流动通道的装置，由此使得当所述燃料电池设备处于运行状态时，电解质被蒸发进入所述燃料反应剂气体和所述氧化剂反应剂气体中的一种或两种反应剂气体内且电解质在所述冷凝区从所述一种或两种反应剂气体中被冷凝出来；

多块流体不可透过的隔板(19)，所述反应剂流动通道被成形在所述隔板内或与所述隔板相邻的位置处，所述隔板被插置在相邻的燃料电池之间；

其特征在于：

多个芯吸件(49、53、58、62、65)被构造以便将电解质从所述电解质冷凝区传送穿过每个电池的所述总体平面形状，所述芯吸件的平均孔隙尺寸小于所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的约一半。

13、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸件的平均孔隙尺寸小于所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的约四分之一。

14、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸件被设置在每个电池中而(a)处在所述基板(16、17)中的至少一块基板内(49、58)，或(b)处在所述隔板(19)中的至少一块隔板内(54)，或(c)处在所述基板中的至少一块基板与相应的邻接的隔板之间(62、65)。

15、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述隔板(19)大体上呈平面且具有平的相对表面；且

所述芯吸件包括被相邻地设置在(a)每块隔板的一个或两个表面与(b)相应基板(16、17)之间的多个肋部(65)，处在与所述阳极基板相邻的表面上的所述肋部形成了所述燃料反应剂气体流动通道，且与所述阴极基板相邻的所述肋部形成了所述氧化剂反应剂气体流动通道，所述肋部既提供了与所述基板和所述隔板的电连续性又在所述基板与所述隔板之间形成了机械隔离。

16、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述隔板(19)具有从所述相对表面中的至少一个表面向内延伸的附加通道，对于所述附加通道与从所述相对表面中的所述至少一个表面延伸出来的反应剂气体流动通道(20、21)而言，基本上在每N条所述反应剂气体流动通道中散置着一条附加通道，其中N是大于1的正整数，且所述芯吸件(49)被设置在所述附加通道内。

17、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸件(49、58)被设置在从所述相对表面中的至少一个表面向内延伸的所述反应剂气体流动通道(20、21)中的至少一些反应剂气体流动通道中。

18、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸件(58)覆盖了从所述相对表面中的至少一个表面向内延伸的基本上所有的所述反应剂气体流动通道(20、21)的底部表面。

19、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述隔板(19)具有限定出所述反应剂气体流动通道(20、21)的肋部(50)，且所述芯吸件(62)被设置在每个电池中的所述基板(16、17)中的一块基板或两块基板与所述隔板的面向所述一块或两块基板的肋部的表面之间。

20、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

所述芯吸件(54)被设置在每个电池中的区(58)内，所述区从位于每个电池中的所述基板(16、17)中的至少一块基板的与所述隔板(19)中相应的一块隔板相邻的表面向内延伸。

21、根据权利要求20所述的设备，其特征进一步在于：

所述区(53)仅部分地延伸通过所述相应基板(17、17)。

22、根据权利要求12所述的设备，其特征进一步在于：

具有第一量的芯吸材料的第一数量的所述多个芯吸件(49、53、58、62、65)被设置在与所述阳极基板(16)相邻的位置处，且具有与所述第一量的芯吸材料的不同的第二量的芯吸材料的第二数量的多个芯吸件被设置在与所述阴极基板(17)相邻的位置处。

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