CN108091901A - 用于燃料电池和电池单元的极板组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池的极板组件(50)，包括‑极板(2)，其在其平侧的至少一个处具有抬高部(52)和在其间布置的自由腔(54)，其构造用于反应物的流动结构，和‑支撑结构(56)，其构造用于防止或至少减少邻接到支撑结构(56)处的气体扩散层(40)和/或膜片电极组件(10)到流动结构的自由腔(54)中的穿入。设置成，极板组件(50)构造成，使极板(12)伸入到支撑结构(56)中。此外，本发明涉及一种带有根据本发明的极板组件(10)的电池单元(11)。

Description

用于燃料电池和电池单元的极板组件

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池的极板组件。极板组件包括极板，其在其平侧的至少一个处具有抬高部和在其间布置的自由腔，该自由腔构成用于反应物的流动结构。此外，极板包括支撑结构，其构造用于防止或至少减少邻接到支撑结构处的气体扩散层和/或膜片电极组件到流动结构的自由腔中的穿入。本发明另外涉及一种电池单元，其具有这样的极板组件。

背景技术

燃料电池利用燃料与氧气化学地转化成水以产生电能。为此，燃料电池包含所谓的膜片电极组件(membrane electrode assembly简称MEA)作为核心部件，其为一种由传导离子(大多传导质子)的膜片和分别在两侧布置在膜片处的催化电极(阳极和阴极)构成的结构。后者包括大多被承载的贵金属、尤其铂。此外，气体扩散层(GDL)可在膜片电极组件的两侧布置在电极的背对膜片的侧处。通常，燃料电池通过多个在堆垛(燃料电池垛)中布置的其电功率相叠加的MEA来形成。在各个膜片电极组件之间通常布置有双极板(还称为流动场板或分离器板)，其确保以运行介质、即反应物供给电池单元并且一般还用于冷却。此外，双极板用于与膜片电极组件的可导电的接触。

在燃料电池的运行中，将燃料(阳极运行介质)、尤其氢气H₂或含氢气的混合气体经由双极板的阳极侧的敞开的流动场输送给阳极，在该处，在释放电子的情况下进行H₂至质子H⁺的电化学的氧化(H₂→2H⁺+2e^-)。经由使反应腔气密地彼此分离且电绝缘的膜片或电解质实现质子从阳极室到阴极室中的(水合的或无水的)运送。将在阳极处提供的电子经由电导线导送给阴极。经由双极板的阴极侧的敞开的流动场将氧气或含氧气的混合气体(例如空气)作为阴极运行介质输送给阴极，从而在吸收电子的情况下进行O₂到O^2-的还原(½O²+2e^-→O^2-)。同时，在阴极室中这些氧阴离子在形成水的情况下与经由膜片运送的质子反应(O^2-+2H⁺→H₂O)。

在燃料电池垛的垛端部处代替双极板布置有所谓的单极板，其仅在面向燃料电池垛的侧上具有流动场。总的来说，双极板和单极板可归纳为概念“极板”。

燃料电池垛的以其运行介质、即阳极运行气体(例如氢气)、阴极运行气体(例如空气)和冷却介质的供给经由主供给通道来实现，该主供给通道在堆垛的整个堆垛方向上穿过该堆垛并且由该主供给通道将运行介质经由双极板输送给电池单元。对于每种运行介质而言存在至少两个这样的主供给通道、即一个用于输入而另一个用于导出相应的运行介质。

典型地，膜片电极组件包括薄膜框架，其包围带有电极的膜片。其允许将膜片和电极限制到活性区域上，以便于节省用于相对昂贵的膜片和电极的材料成本。然而，薄膜框架的热塑性薄膜大多对于蠕变而言不具有抵抗性并且因此限制了双极板的所谓的分配区域的通道。而且还可使用热固性薄膜(框架)，然而其处理起来更为复杂。

此外已知的是，膜片电极组件的膜片延伸直至双极板的边缘并且密封部在邻接的双极板上针对膜片密封或密封部直接布置在膜片上并且针对双极板密封。这里还存在所述如下问题，即，膜片随时间蠕变到分配区域和汇集区域的通道中。

在活性区域中，在膜片电极组件与双极板之间布置的气体扩散层变小，从而膜片电极组件在活性区域中使流动场的通道变窄。然而由于燃料电池垛在堆垛方向上被挤压，气体扩散层被压到流动场的通道中，由此同样可引起通道的限制。

文件US 6,007,933A公开了一种网格形式的支撑结构，其布置在燃料电池垛的双极板与气体扩散层之间。在此，支撑结构构造有规律地布置的用于使反应物穿过的开口的场域(Feld)。布置在开口之间的接片引起是的，气体扩散层仅仅还穿入到支撑结构的开口中，然而不(或仅仅还稍微)穿入双极板的通道中。然而，证实为不利的是，由于该支撑结构而出现欧姆损失。

发明内容

现在，本发明的目的在于提出带有支撑结构的极板组件，其相对于现有技术被进一步改善。

该目的通过带有独立权利要求的特征的用于燃料电池和燃料电池垛的极板组件来实现。

用于燃料电池的极板组件包括

-极板，其在其平侧的至少一个处具有抬高部和在其间布置的自由腔，其构造用于反应物的流动结构，和

-支撑结构，其构造用于防止或至少减少邻接到支撑结构处的气体扩散层和/或膜片电极组件到流动结构的自由腔中的穿入。

设置成，电池单元组件构造成，使得极板伸入到支撑结构中。

根据本发明的设计方案通过使极板伸入到支撑结构中来改善极板组件的稳定性、引起节省空间的和/或减小的电阻。极板组件还可称为“极板结构组合件”、“带有支撑结构的极板”或“带有支撑结构的分离器板”。

在过去，通道宽度常常被膜片电极组件层压(Membran-Elektroden-Anordnungs-Delaminierung)所限制，因为在抬高部之间的高压缩是不可行的。通过支撑结构可更宽地设计自由腔、尤其通道，由此减少压力损失。此外最小化气体扩散层和/或膜片电极组件的穿入。此外，改善膜片电极组件在抬高部之间的压缩，由此减少损失。此外加固燃料电池。

流动结构典型地用于在极板的表面上引导反应物并且使其均匀地分布在该表面上处。流动结构可尤其如此来构造，即，使得自由腔构成通道。备选地，抬高部例如还可构成结节。

支撑结构可通过如下方式来防止或至少减少气体扩散层和/或膜片电极组件到流动结构的自由腔中的穿入，即，使得该支撑结构优选地具有支撑器件、即例如至少部分遮盖自由腔的接片、支撑部等等。为此，支撑结构布置在极板的外侧、尤其流动结构的外侧处。极板伸入到支撑结构中、尤其极板伸入穿过支撑结构，由此可强化根据本发明的效果。

支撑结构优选地是单独的构件，其于是邻接到极板处，然而其也可以是板设计的部分。支撑结构尤其是单独的层、尤其板(支撑板或加固板)。由此，支撑结构布置在极板和气体扩散层和/或膜片电极组件之间的电池单元内。当从整体上来看时，仅需要稍微匹配极板。在此，支撑结构优选地一方面直接贴靠在极板处且另一方面直接贴靠在气体扩散层和/或膜片电极组件处。

优选地设施成，支撑结构嵌入到极板中，由此获得紧凑的极板组件。根据本发明的一优选的设计方案，设置成，抬高部具有下沉部，支撑结构放置在该下沉部上。

优选地设置成，支撑结构具有穿过该支撑结构的接触开口，流动结构的抬高部伸入该接触开口中。由此设置尤其单独的开口，其用于使流动结构的抬高部直接接触气体扩散层和/或膜片电极组件。

优选地设置成，接触开口的边缘环绕地放置在抬高部的下沉部上。由此在燃料电池垛的堆垛方向上实现支撑结构在下沉部上尤其稳定的放置。

优选地设置成，抬高部的伸入到接触开口中部分区域分别构造与包围该部分区域的接触开口的环绕的形状配合。由此在燃料电池垛内在所有垂直于堆垛方向的方向上防止支撑结构的滑动。在此，形状配合表示一种连接，其通过至少两个连接对(Verbindingspartner)到彼此中的接合来形成。由此，该连接对在没有或在中断的力传递的情况中均不可松开。此外，由此还加固双极板，尤其改善弯曲刚度。

优选地设置成，极板的抬高部与支撑结构的背对极板的侧齐平的结束。由此确保用于放置气体扩散层和/或薄膜电极单元的平的表面。

根据本发明的一优选的设计方案，设置成，支撑结构具有支撑器件，其构造用于至少部分桥接自由腔。尤其地，支撑器件从一抬高部至另一(尤其直接)相邻的抬高部完全桥接自由腔。由此，支撑器件使反应物开口彼此界限开。在燃料电池内，通过反应物开口使极板的流动结构的自由腔与气体扩散层和/或膜片电极组件在流动技术上相连接。由此发生接触开口与反应物开口之间的功能分离，该反应物开口用于将反应物引导穿过支撑结构。支撑器件由此尤其沿着构造成通道的自由腔的长度布置。

通过支撑器件的合适的布置几乎排除了膜片电极组件层压。

优选地设置成，流动结构构成通道并且支撑器件垂直于通道的通道方向(即垂直于纵向走向)延伸，由此给出最优的材料充分利用。

优选地设置成，流动结构构成通道并且支撑器件相继沿通道的纵向走向布置。由此，该布置尤其相应于开口与支撑器件沿通道的纵向走向的交替的前后顺序。尤其在通道的整个长度上是这种情况。由此确保，在如下处支撑器件和反应物开口还准确地布置，即，在该处流动结构具有自由腔。

优选地，支撑结构构造成网格。在此，网格尤其具有接触开口和反应物开口。这样的网格可简单地例如通过冲裁来实现。

优选地，支撑结构是极板的整体的组成部分。极板和支撑结构由此构造成一件式。例如当支撑结构与极板材料配合地相连接(即通过原子或分子力相连接)、例如焊接或粘结时可以是这种情况。

优选地，极板是双极板。由此极板具有在两侧布置的流动结构。此外，极板还可以是带有仅单侧布置的流动结构的单极板，如其例如设置在燃料电池垛的端部处那样。共同得出双极板的两个单板还可被称为极板。

优选地，极板组件在其两个相对而置的平侧上分别包括支撑结构。由此，在极板组件的两侧借助于支撑结构防止或至少减少邻接到支撑结构的气体扩散层和/或膜片电极组件到流动结构的自由腔中的穿入。

根据本发明的另一方面，提供一种电池单元以供使用，其包括

-带有膜片和在两侧面式地布置在膜片处的电极的膜片电极组件，

-根据本发明的极板组件，和

-气体扩散层，其在膜片电极组件与极板之间延伸。

通过根据本发明的极板组件，在电池单元的运行中防止或至少减少邻接到支撑结构处的气体扩散层和/或膜片电极组件到流动结构的自由腔中的穿入。

根据本发明的一优选的设计方案，设置成，极板组件构造成，极板穿过支撑结构直接接触气体扩散层和/或膜片电极组件。由此防止由于在其它方面电气地联接在其间的支撑结构所引起的欧姆损失。如下是这种情况，因为例如在不带有单独的支撑结构的电池单元组件的情况中，极板直接(即没有联接在中间的构件)接触气体扩散层和/或膜片电极组件。

气体扩散层典型地沿着膜片电极组件的活性区域延伸。尤其在活性区域外部不存在气体扩散层，由此节省结构高度和/或提供更多的空间以供分配区域使用。分配区域或汇集区域使极板的流动场在活性区域中与穿过极板的供给开口相连接。平侧典型地表示极板的两个相对而置的侧，其具有在面积上最大的伸展。

优选地，膜片电极组件包括带有中央开口的薄膜框架，其中，薄膜框架环绕重叠地包围膜片电极组件的膜片。由此尤其防止薄膜框架到流动结构的自由腔中的穿入。这尤其在极板的构造成分配区域的流动结构的情形中是这样的情况。

优选地设置成，自由腔构造成通道，其与稍长的抬高部彼此分离，其中，在电池单元内与阴极侧的通道相互对立有多个阳极侧的稍长的抬高部。由此进一步提高膜片电极组件的压缩。

此外提供一种带有多个堆垛的、即在其平侧处彼此成排的根据本发明的电池单元组件的燃料电池垛。根据本发明的燃料电池垛由于其减少的欧姆损失而尤其特征在于提高的效用。燃料电池垛尤其是燃料电池系统的部分，燃料电池系统除了燃料电池垛之外还具有带有相应的周缘部件的阳极供给部和阴极供给部。

此外，提供一种车辆，其包括根据本发明的燃料电池垛。该车辆优选的是电动车，在其中由燃料电池系统产生的电能用于供给电动牵引马达和/或牵引电池。

本发明的另外优选的设计方案由其余的在从属权利要求中提到的特征得出。

本发明的在该申请文件中提到的不同的实施形式，只要不另外具体阐述，可有利地相互组合。

附图说明

接下来在实施例中根据附图阐述本发明。其中，

图1显示了根据一优选的设计方案的燃料电池垛的示意图；

图2显示了朝向膜片电极组件的示意性俯视图；

图3显示朝向极板的示意性俯视图；

图4显示了根据本发明的一优选的设计方案的电池单元的一部分；

图5显示了电池单元的部分的截面图；

图6显示了根据本发明的一优选的设计方案的极板组件的一部分；

图7显示了极板组件的一部分的截面图；

图8显示了根据本发明的一优选的设计方案的支撑结构的部分区域；

图9显示了气体扩散层内部的压力曲线；

图10显示了气体扩散层到通道中的侵入；以及

图11显示了沿通道的压力曲线。

附图标记清单

10膜片电极组件

11电池单元

12极板

14双极板

16单极板

18端板

20密封部

21牵引元件

22阳极入口

24阳极出口

26阴极入口

28阴极出口

30冷却介质入口

32冷却介质出口

34膜片

36电极

38薄膜框架

40气体扩散层

41第一单板

42第二单板

43阳极侧

44阴极侧

46通道

48部分区域

50极板组件

52抬高部

54自由腔

56支撑结构

57支撑结构的延伸

58下沉部

60反应物开口

62接触开口

64抬高部的进入穿过接触开口的部分区域

66冷却介质中空腔

68支撑器件/接片

100燃料电池垛

102入口侧的阳极主供给通道

104出口侧的阳极主供给通道

106入口侧的阴极主供给通道

108出口侧的阴极主供给通道

110入口侧的冷却介质主供给通道

112出口侧的冷却介质主供给通道

AA活性区域(反应区域，active area)

IA非活性区域(inactive area)

SA供给区域(supply area)

DA分配区域(distribution area)

S堆垛方向。

具体实施方式

图1以示意图显示了整体以100表示的根据本发明的优选的一设计方案的燃料电池垛。燃料电池垛100是未进一步示出的车辆、尤其具有通过燃料电池垛100供给以电能的电动牵引马达的电动车的部分。

燃料电池垛100包括多个交替的、在其平侧彼此成排(堆垛的)膜片电极组件10和极板12，其中，极板12属于根据本发明的极板组件50。于是，多个堆垛的电池单元11整体上形成燃料电池垛100，其中，不仅电池单元11而且燃料电池垛100一般还可被称为燃料电池。

只要极板12布置在膜片电极组件10之间，则极板12构造成双极板11。布置在膜片电极组件10与燃料电池垛100的端板18之间的两个极板12被称为单极板16。在极板12与相应的膜片电极组件10之间布置有未示出的阳极和阴极室，其由环绕的密封部20限制。尤其地，为了建立密封部20的密封功能，借助于牵引元件21、例如拉杆在堆垛方向S上挤压燃料电池垛100。

燃料电池垛100在堆垛方向S上被多个主供给通道102-112穿过，主供给通道在燃料电池垛10内由膜片电极组件10和极板12的供给开口22-32构成(参见图2和图3)。

图2示意性地显示了带有膜片34和在膜片34两侧面式地布置的电极36的膜片电极组件10(MEA)。此外，膜片电极组件10可具有薄膜框架38，其典型地在两侧重叠地包围膜片电极组件10。

图3示意性地显示了极板12且典型地包括第一单板41和第二单板42，其中，在图3中仅第一单板41可见，第二单板42被第一单板41掩盖。

不仅膜片电极组件10而且极板12划分成活性区域AA和非活性区域IA。活性区域AA特征在于，在该区域中发生燃料电池反应。为了该目的，膜片电极组件10在活性区域AA中在膜片34两侧(传导离子的聚合物电解质膜片)具有催化电极36。在燃料电池100中典型地存在的、在膜片电极组件10两侧布置的气体扩散层(在图1至3中未示出)典型地同样具有如同活性区域AA那样大致相同的伸展。(电化学)的非活性区域IA可相应地划分成供给区域SA和分配区域DA。在供给区域SA内布置有供给开口22至23，其在堆垛的状态中彼此大致对齐且构造成在燃料电池垛100内的主供给通道102至112(参见图1)。

MEA12具有阳极侧43，其在图2中可见。由此，示出的在阳极侧43上的催化电极36构造成阳极，例如构造成在聚合物电解质膜片上的涂层。在图2中不可见的阴极侧44具有相应的催化电极36，这里是阴极。

在图3中示出的构造成双极板14的极板12同样具有然而这次在在图中可见的阴极侧44，其在燃料电池垛100内邻接到膜片电极组件10的阴极侧44处。此外，极板12具有在图3中不可见的阳极侧43，其在燃料电池垛100内邻接到膜片电极组件10的阳极侧43处。在极板12的可见的平侧上示出了敞开的、尤其槽状的通道结构，其使阴极入口26与阴极出口28相连接。示出了仅仅5个示例性的通道46，其中，通常存在显著更大的数量。代替分立的通道46还可实现另外的结构。同样地，双极板14的这里不可见的阳极侧43具有相应的通道，其使阳极入口22与阳极出口24相连接。这些用于阳极运行介质的通道也构造成敞开的、尤其槽状的通道结构。在两个单板41,42之间伸延有包含在极板12的内部中的冷却介质通道，其使冷却介质入口30与冷却介质出口32相连接。

在图3中此外存在虚线，其显现出密封部20、例如弹性体密封部的走向。

在燃料电池垛100的运行中，冷却介质通过入口侧的冷却介质主供给通道110流入并且经由冷却介质入口30到达极板12内的冷却介质中空腔66中(见图7)。在冷却介质流动穿过了冷却介质流动场之后，其通过冷却介质出口32和出口侧的冷却介质主供给通道112又离开燃料电池垛100。为了防止冷却介质的无意的离开，将单板41与42彼此密封。

阳极气体(即燃气、例如氢气)穿过入口侧的阳极主供给通道102进入到燃料电池垛100中并且经由阳极入口22达到双极板14的阳极侧43上的分配区域DA中。紧接着，阳极气体流入到活性区域AA中，穿过邻接的气体扩散层(未示出)并且在电极36处参与燃料电池反应。剩余的阳极气体流动穿过分配区域DA至阳极出口24并且通过从属的出口侧的阳极主供给通道104离开燃料电池垛100。在膜片电极组件10的阳极侧43上通过密封部20实现阳极室朝向燃料电池垛100的周围环境和朝向开口22至32的密封，该密封部在燃料电池垛100内被挤压到邻接的薄膜框架38上。

在膜片电极组件10的阴极侧44上，阴极气体(尤其氧气或含氧气的混合气、优选地空气)通过入口侧的阴极主供给通道106进入到燃料电池垛100中并且经由阴极入口26到达双极板30的阴极侧44上的分配区域DA中。紧接着，阳极气体流入到活性区域AA中，穿过邻接的气体扩散层并且在电极(两者均未示出)处参与燃料电池反应。反应产物和剩余阴极气体穿过分配区域DA流动至阴极出口28并且穿过从属的出口侧的阴极主供给通道108离开燃料电池垛100。在膜片电极组件10的阴极侧44上通过密封部20实现阴极室朝向燃料电池垛100的周围环境以及朝向开口22至32的密封，该密封部在燃料电池垛100内被挤压到邻接的薄膜框架38上。

阳极和阴极室相互通过薄膜框架38和膜片电极组件10彼此密封。

现在，图4根据本发明的一优选的设计方案显示了带有根据本发明的极板组件50的根据本发明的电池单元11的部分区域。为了指出部分区域的尺寸布置，在图3中根据极板12示出了部分区域48。在图4,5,6,7,9和10中示出了坐标系，其y方向相应于堆垛方向S。此外，在示出的部分区域中，z方向相应于通道46的纵向走向的方向。

膜片电极组件10布置在两个气体扩散层40之间。极板组件50相应地邻接到气体扩散层40处。

极板组件50包括极板12，其可构造成双极板14。在图4中仅示出了第一双极板14的阳极侧43的单板42和第二双极板14的阴极侧44的单板41。单板41,42具有抬高部52和布置在其间的自由腔54，其构造用于反应物的流动结构。在所示示例中，抬高部52稍长地构造，使得自由腔54构成通道46。

极板组件50包括支撑结构56，其构造用于防止或至少减少邻接到支撑结构处的气体扩散层40到流动结构的自由腔54中的穿入。在单板11的在其中不存在气体扩散层40的区域中，支撑结构56可另外构造用于支撑膜片电极组件10。

支撑结构56在极板12处尤其覆盖活性区域AA，以便于防止气体扩散层40穿入到自由腔46中。附加地或备选地，支撑结构46还可沿着分配区域DA延伸。在图3中呈阴影地示出了包括活性区域AA和分配区域DA的支撑结构56的延伸57，而不详细绘出支撑结构56自身。

图5以截面图显示了在图4中示出的部分区域。可见的是，极板12伸入到支撑结构56中。对此，抬高部52可具有下沉部58，支撑结构56放置在下沉部上。

图6根据本发明的一优选的设计方案显示了极板组件50的一部分的图示。现在又绘出极板12的仅一个单板41。

可见的是，除了反应物开口60以外，支撑结构还仍可具有单独的接触开口62，流动结构的抬高部52伸入到该接触开口中以进入到支撑结构56中。在此，接触开口62的边缘可环绕地放置在抬高部52的下沉部58上，从而在堆垛方向S上的力作用的情况中得出支撑结构56在极板12上的环绕的支撑。

通过抬高部的进入穿过接触开口62的部分区域64相应地构成与包围这些部分区域的接触开口62的环绕的形状配合。

图7又显示了极板组件50的一部分，其中，这次示出了双极板14的两个单板41,42。在两个单板41,42的外部的平侧处相应布置有支撑结构56。此外在单板41,42之间设置有冷却介质中空腔66，其使冷却介质入口30与冷却介质出口32相连接。

总览图6和图7尤其可识别的是，抬高部52、尤其部分区域64与包围这些部分区域的接触开口62的环绕的形状配合引起极板12的加固，由此提高其弯曲刚性。

极板12的抬高部52可与支撑结构56的背对极板12的侧齐平地结束。由此确保，在电池单元11内抬高部52与气体扩散层40达到直接接触(参见图5)，由此即使有支撑结构56也不会提高极板12与气体扩散层40之间的欧姆电阻。

为了阻碍气体扩散层40穿入到构造成通道46的自由腔54中，支撑结构56具有支撑器件68，其在反应物开口60之间桥接自由腔54。在此，支撑器件68从抬高部52延伸至相邻的抬高部52。支撑结构56于是形成用于气体扩散层40和/或邻接的膜片电极组件10的支座。

看向图3可识别出的是，通道46不必直线地伸延。在活性区域AA中，通道例如还可构造成正弦形走向。为了该考虑，可使支撑器件68的布置与通道46的纵向走向一致。支撑器件68和反应物开口60于是"依从"通道46的走向。

在图8中另外单独示出了根据本发明的另一优选的设计方案的支撑结构56的部分区域56。支撑器件68根据该设计方案直接过渡到使接触开口62彼此界限开的区域中。在图6中可见的支撑结构56是仅对于每个第二支撑器件68而言的情况。此外可行的是，布置局部的弹簧器件。

支撑结构56典型地可构造成与极板12分离的构件。此外，支撑结构56还可与极板12相连接。为此，根据支撑结构56和极板12的材料借助于粘结或焊接提供一种材料配合的连接。

图9根据带有根据图8的支撑结构56的极板组件50显示了在气体扩散层40与膜片电极组件10之间的接触压力的压力曲线。甚至在通道宽度、即抬高部52之间的自由腔54的宽度为1.4mm的情况中，接触压力在反应物开口60的中间也保持超过0.1Mpa(百万帕)、即超过100kPa(千帕)。抬高部的区域中的压力为0.56MPa并且直至支撑器件68的中间降低到0.27MPa。

图10同样根据带有根据图8的支撑结构56的极板组件50显示了气体扩散层40到反应物开口60中的侵入的走向。在反应物开口60中间的最大侵入为仅仅0.016mm(毫米)、即16μm(微米)。即使在支撑器件68中间记入0.011的侵入，支撑器件68和支撑结构56尽管如此仍可描述为相对不可挠曲的。

图11最后还显示了沿通道46的在阴极侧44上压力曲线。在通道的入口处存在231200N/mm²的绝对压力P_abs，而在通道46的出口处存在230000N/mm²的压力。在通道宽度为1.4mm的情况中，在120mm单元宽度的情形中约70个通道是可行的。在单元长度为350mm的情况中，总压力损失达到仅260mbar(毫帕)，由此符合当前设计规定。

Claims (10)

1. 一种用于燃料电池的极板组件(50)，其包括

-极板(12)，其在其平侧的至少一个处具有抬高部(52)和在其间布置的自由腔(54)，其构造用于反应物的流动结构，和

-支撑结构(56)，其构造用于防止或至少减少邻接到所述支撑结构(56)处的气体扩散层(40)和/或膜片电极组件(10)到所述流动结构的自由腔(54)中的穿入，

其特征在于，所述极板组件(50)构造成，使所述极板(12)伸入到所述支撑结构中。

2.根据权利要求1所述的极板组件(50)，其特征在于，所述抬高部(52)具有下沉部(58)，所述支撑结构(56)放置在该下沉部上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的极板组件(50)，其特征在于，所述支撑结构具有穿透该支撑结构的接触开口(62)，所述流动结构的抬高部(52)伸入到该接触开口中。

4.根据权利要求2和3所述的极板组件(50)，其特征在于，所述接触开口(62)的边缘环绕地放置在所述抬高部(52)的下沉部(58)上。

5.根据权利要求3至4中任一项所述的极板组件(50)，其特征在于，所述抬高部(52)的伸入到所述接触开口(62)中的部分区域(64)相应地构造与包围这些部分区域的所述接触开口(62)的环绕的形状配合。

6.根据前述权利要求中任一项所述的极板组件(50)，其特征在于，所述极板(12)的抬高部(52)与所述支撑结构(56)的背对所述极板(12)的侧齐平地结束。

7.根据前述权利要求中任一项所述的极板组件(50)，其特征在于，所述支撑结构具有支撑器件(68)，其构造用于至少部分桥接自由腔。

8. 根据前述权利要求7所述的极板组件(50)，其特征在于，所述流动结构构成通道并且所述支撑器件(68)相继沿着所述通道(46)的纵向走向布置。

9.一种用于燃料电池的电池单元(11)，其包括

-带有膜片(34)和在两侧面式地布置在所述膜片(34)处的电极(36)的膜片电极组件(10),

-根据权利要求1至8中任一项所述的电极组件(50)，和

-气体扩散层(40)，其在所述膜片电极组件(10)与所述极板(12)之间延伸。

10.根据权利要求9所述的电池单元(11)，其特征在于，所述极板组件(50)构造成，使得所述极板(12)穿过所述支撑结构(56)直接接触所述气体扩散层(40)和/或所述膜片电极组件(10)。