CN1181584C - 用于聚合电解隔膜燃料电池的片状金属双极型板设计 - Google Patents

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Abstract

一种用于聚合电解隔膜燃料电池堆的隔离板由至少两个同延片状金属元件(30，31)所构成，该同延片状金属元件被构形为促使反应气体分布到燃料电池和燃料电池单元的电极上。同延片状金属元件贴在一起并在它们之间形成一个冷却流体空间(32)。

Description

用于聚合电解隔膜燃料电池的片状金属双极型板设计
发明背景
发明领域
本发明涉及一种用于聚合电解隔膜(PEM)燃料电池中的双极型隔离板。更特别地，本发明涉及用于聚合电解隔膜燃料电池中的一种液冷却双极型片状金属隔离板。尽管本发明的思想可以应用于各种燃料电池设计的双极型隔离板，它特别适合于用在聚合电解隔膜燃料电池堆，其中燃料和氧化剂通过内部支管被提供到构成燃料电池堆的每个燃料电池单元。
现有技术的描述
当前存在和/或正在开发的多种燃料电池系统，其已经被设计并且推荐用于各种应用领域，包括发电、汽车以及要避免环境污染的其它应用。这些包括熔碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池磷酸燃料电池以及聚合电解隔膜燃料电池。与每种燃料电池的成功应用相关的一个问题是控制燃料电池的温度以及除去由在燃料电池内的电化学反应所产生的产物。
聚合电解隔膜燃料电池特别具有优势，因为它能够提供潜在的高能量输出，并且具有轻重量和小体积。聚合电解隔膜燃料电池在本领域内是众所周知的。每种这样的燃料电池包括一个“隔膜电极组件”，其中包含具有形成在它的一个表面上的阳极膜以及形成在其相对表面上的阴极膜的薄的质子传导聚合隔膜电解质。通常，这种隔膜电解质由离子交换树脂所制成，并且一般包括全氟化磺酸聚合物，例如可以从E.I.DuPont DeNemours & Co.公司获得的NAFION。阳极和阴极膜一般包括精细分割的碳粒、在该碳粒的内外表面上的非常精细分割的催化颗粒、以及与催化和碳颗粒相混合的质子传导材料，或者催化颗粒分散在聚四氟乙烯(PTFE)粘合剂中。
用于每个燃料电池的隔膜电极组件被夹在一对导电元件中，该导电元件作为阳极/阴极的集电器，并且通常包含在其表面上的一个凹槽阵列，用于在各个阳极和阴极的表面上分布燃料电池气态反应物。
商用的燃料电池堆可能包含多达600个燃料电池(或者燃料电池单元)，每个具有多达几个平方英尺的平面区域。在一个燃料电池堆中，多个燃料电池单元被以电串联的方式堆叠在一起，在一个燃料电池单元的阳极与相邻燃料电池单元的阴极之间由一个不可渗透的导电双极型隔离板所隔离，该隔离板在其两个外表面上提供反应气体分布，并在该堆叠中的一个电池的阳极与相邻电池的阴极之间导电，并且在大多数情况中，包括在其中的由内部热交换表面所确定的内部通道，冷却剂通过该通道以从该堆叠中排除热量。这种双极型隔离板例如由美国专利5,776,624所公开。在这种燃料电池堆中，燃料在隔离板的一个表面与电解质的阳极侧之间导入，并且氧化剂在隔离板的另一个表面与第二电解质的阳极侧之间导入。
包括600个电池的电池堆可能高达几英尺高，在燃料电池堆的升温和工作过程中要保持电池的完整性是一个严重的问题。由于电池组件与电池工作环境之间的热梯度、不同的热膨胀、以及各种部件所需的材料的必要强度，存在严格的容限和非常困难的工程问题。在这种考虑下，电池温度控制是非常重要的，如果它没有用最小温度梯度来实现的，则将不能保持均匀的电流密度，并且将出现电池老化的情况。
除了温度方面的考虑之外，燃料电池堆的完整性也是该堆叠的物理尺寸的一个函数。燃料电池堆越大，则越难维持堆叠的完整性和工作。相应地，除了温度控制之外，对于给定的电池输出，其是构成该燃料电池堆的燃料电池单元数目的一个函数，希望使燃料电池堆的尺寸，特别是燃料电池堆的高度对于给定的电能输出尽可能的小。
发明概述
相应地，本发明的一个目的是提供一种聚合电解隔膜燃料电池，其具有紧凑的设计，使得对于给定的电能输出，每英寸燃料电池的高度的燃料电池单元的数目比常规的聚合电解隔膜燃料电池堆增加。
本发明的另一个目的是提供一种用于聚合电解隔膜燃料电池堆中的紧凑的水冷却双极型隔离板。
本发明的这些和其它目的是通过一种聚合电解隔膜燃料电池堆来实现的，该聚合电解隔膜燃料电池堆包括多个聚合电解隔膜燃料电池单元，每个单元包括一个隔膜电极组件，其中包含具有形成在它的一个表面上的阳极膜以及形成在其相对表面上的阴极膜的薄的质子传导聚合隔膜电解质。置于一个燃料电池单元的隔膜电极组件的阳极电极膜侧与相邻燃料电池单元的隔膜电极组件的阴极电极膜侧之间的是具有用于把燃料和氧化气体分别分布到阳电极和阴电极上的引导装置。隔离板由至少两个同延片状金属元件所构成，其具有基本相同形状的引导装置，该同延片状金属元件紧贴在一起，并且在它们之间形成冷却剂流动空间。
根据本发明的一个优选实施例，该引导装置包括多个形成在两个片状金属元件中的皱折。根据本发明的另一个优选实施例，该引导装置包括多个形成在两个片状金属元件中的波纹。尽管两个同延片状金属元件紧贴在一起，但是它们相互保持小的距离，从而在它们之间形成冷却剂流动空间。贴在一起的同延片状金属元件之间的距离由隔离装置所维持，例如置于至少一个面对另一个所述同延片状金属元件的多个节结或者凸块，或者用于维持同延片状金属元件之间的间隔的其它装置，并且仍然在同延片状金属元件之间提供良好的导电性。
附图简述
从下文结合附图的详细描述中，本发明的这些和其它目的和特点将得到更好的理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例包括隔离板的一个聚合电解隔膜燃料电池堆的一部分的部件分解透视图；
图2为根据本发明一个实施例用于聚合电解隔膜燃料电池的一个隔离板的顶示图；
图3为在图2中所示的隔离板的一部分沿着III-III的箭头方向截取的一部分的截面视图；
图4为根据本发明一个实施例的隔离板的片装金属元件的电极表面侧的平面示图；以及
图5为根据本发明一个实施例的隔离板的片状金属元件的冷却流体侧的平面示图。
优选实施例的描述
图1为根据本发明一个实施例的聚合电解隔膜燃料电池堆10的一部分的部件分解透视图。聚合电解隔膜燃料电池堆10包括多个聚合电解隔膜燃料电池单元，每个单元包括一个隔膜电极组件(MEA)20，其中包含具有形成在它的一个表面上的阳极膜(阳极)以及形成在其相对表面上的阴极膜(阴极)的薄的质子传导聚合隔膜电解质，该隔膜电极组件20夹在用作为集电器的导电元件26、27和用于阳极和阴极的气体分布层之间。隔离板40隔离相邻的聚合电解隔膜燃料电池单元，并且置于一个所述聚合电解隔膜燃料电池单元的阳极侧与相邻的所述聚合电解隔膜燃料电池单元的阴极侧之间。隔离板40由用于把燃料和氧化反应气体分别分布到阳极和阴极的引导装置所形成。这种引导装置可以采用任何适当的形式，但是根据本发明的一个优选实施例，其包括如图2中所示的多个皱折60，其形成用于把反应气体分布到电极上的通道。根据本发明的另一个实施例，所述引导装置包括如图2中所示的多个波纹。如图2中所示，隔离板40可以包括多个引导装置，例如皱折与波纹的组合。
根据本发明的一个特定优选实施例，本发明的聚合电解隔膜燃料电池堆是一个具有完全内部支管的燃料电池堆，从而反应气体被提供到电极，并且反应产物被从燃料电池堆内的反应区域通过由置于一个隔离板和聚合电解隔膜上的对齐穿孔所形成的内部支管排出。具有内部支管的燃料电池由美国专利4,963,442号、美国专利5,077,148号、美国专利5,227,256号以及美国专利5,342,706号所公开，这些发明的思想被包含于此以供参考。但是本领域内的专业人员显然可以看出包括外部支管的燃料电池堆的其它燃料电池结构也适合于采用本发明的隔离板。
如图1中所示，根据本发明一个实施例的聚合电解隔膜燃料电池堆的一个燃料电池单元包括隔离板40、隔膜电极组件20，其中包含具有形成在它的一个表面上的阳极膜以及形成在其相对表面上的阴极膜的薄的质子传导聚合隔膜电解质、以及阴极集电器27。隔离板40、隔膜电极组件20、以及集电器26、27延伸到电池的边缘区域，并且在隔膜电极组件20和/或集电器26、27之间的隔离板40的两个表面上形成封条，该封条在外围密封区域中围绕电池的整个外围。外围密封结构43从隔离板40的主平面向上和向下延伸，以提供与集电器26、27和/或隔膜电极组件20的外围之间的接触。隔离板40、隔膜电极组件20和集电器26、27分别被相应的燃料支管孔24和氧化剂支管孔25所穿透，其中一个燃料支管孔用于供料另一个用于排出，并且一个氧化剂支管孔用于供料，另一个用于排出。尽管图1中所示的支管孔是优选的三角形状，它容易直接形成在薄的片状支管密封区域中，但是该支管孔可以是圆形、方形或者其它任何所需形状。图1中所示的支管孔为单个开孔，但是可以在单个开孔中采用分割，以便于把气流引导通过电池反应腔。燃料支管密封区域45和氧化剂支管密封区域46从隔离板40的主平面向上和向下延伸，以提供与集电器26、27和/或隔膜电极组件20之间的接触，以在隔膜电极组件与相邻的集电器26、27之间形成封条。
氧化剂支管孔25由氧化剂支管封条46所密封，仅仅使氧化剂流通过氧化剂供给开孔48和氧化剂排出开孔48’流进和流出与隔离板40的上表面相邻的阴极腔，并且避免气体流进和流出阳极腔，而燃料支管孔24由燃料支管封条45所密封，仅仅使燃料流通过燃料供给开孔47和燃料排出开孔47’流进和流出与隔离板40的下表面相邻的阳极腔，并且避免气体流进和流出阴极腔。尽管所示的是直接压紧的片状金属结构，但是支管封条45、46可以是避免气体流动的任何所需形状或结构。支管封条45、46形成燃料支管孔24和氧化剂支管孔25之间的双重封条。
如上文所述，在聚合电解隔膜燃料电池堆的工作过程中必须解决的一个实质问题是控制由构成燃料电池堆的燃料电池单元内的燃料和氧化反应剂的电化学反应所产生的燃料电池温度。该目的是通过根据本发明的隔离板40所实现的，该隔离板如图1和3中所示包括至少两个同延片状金属元件30、31，其具有基本上相同形状的引导装置，例如皱折60a和60b，其中至少两个同延片状金属元件30、31被贴在一起，以在它们之间形成冷却剂流动空间32。冷却剂流动空间32是通过使至少两个贴在一起的同延片状金属元件30、31之间相互保持一段距离而形成的。根据本发明的一个特定优选实施例，该距离是通过在两个贴在一起的同延片状金属元件30、31的至少一个的片状金属元件相对表面上的多个凸块或节结33而维持的。本领域内的专业人员显然可以看出这种凸块或节结33可以置于两个贴在一起的同延片状金属元件30、31的片状金属元件相对表面上。另外，本领域内的专业人员显然可以看出在这些点的熔焊或铜焊可以提供更好的导电性。本领域内的专业人员还可以看出包括两个以上的贴在一起的同延片状金属元件从而提供冷却剂流动空间的一个隔离板40也可以用于根据本发明的聚合电解隔膜燃料电池堆中。
为了把冷却剂提供到冷却剂流动空间32，隔离板40、隔膜电极组件20、以及集电器26、27被提供有冷却剂流体支管开孔50、50’，用于输入和输出冷却流体。冷却剂流体支管密封区域51从隔离板40的主平面在两个表面延伸，以提供用于在隔离板40与隔膜电极组件20和/或集电器26、27之间的密封的接触，并且确定一个冷却剂流体支管。冷却剂流体支管开孔50、50’在每个电池部件中具有相同的直径，以使得冷却剂流体密封区域51的平坦表面强制使隔膜电极组件20在一侧与阳极集电器26相接触，并且在另一侧与阴极集电器27相接触，以形成一个环绕冷却剂流体支管的封条。延伸的冷却剂流体支管密封区域51的侧壁固定在隔离板40中，从而排除冷却剂流体进入到阳极腔或者阴极腔。在延伸的冷却剂流体支管密封区域51的侧壁中的冷却剂流体开孔53提供冷却剂流体支管开孔50、50’与冷却剂流动空间32之间的连通。
本发明的另一个方面是提供一种具有比常规燃料电池堆更高的能量密度的燃料电池堆。通过贴紧构成根据本发明的双极型隔离板的片状金属元件，可以提供在每英寸的燃料电池堆中具有15-30个燃料电池单元的燃料电池堆。也就是说，根据本发明的聚合电解隔膜燃料电池的1英尺高的燃料电池堆包含多达360个燃料电池单元。如果每个燃料电池单元具有大约一平方英尺的面积，则获得86400瓦每立方英尺或者3050瓦每升的能量密度(360燃料电池单元×400安培每平方英尺×0.6v/电池)。
如上文所述，隔离板40包括至少两个贴在一起并形成冷却剂流动空间32的同延片状金属元件30、31。同延片状金属元件30、31之间的距离使得通过冷却剂流动空间32的冷却剂流体压差尽可能的低。根据本发明一个优选实施例，同延片状金属元件30、31之间的距离在大约0.002英寸到大约0.010之间的范围内。同延片状金属元件30、31最好由镍、不锈钢、高合金钢、钛和/或涂有防蚀层的金属所构成，其具有在大约0.002至大约0.004英寸范围内的厚度。由于片状金属元件30、31的厚度，使得片状金属元件30、31之间保持一定距离的凸块或节结33，最好被压印在片状金属元件30、31中。但是，本领域内的专业人员显然可以看出还可以采用用于在片状金属元件30、31之间保持距离的其它方法，包括至少一些凸块和节结的电阻焊接。电阻焊接至少一些凸块或节结除了能够在片状元件30、31之间保持距离之外，还提供片状金属元件30、31之间的较低接触电阻，从而防止在隔离板40上产生高电阻。
图4示出根据本发明一个实施例的隔离板的片状金属元件70的电极面对表面的平面视图。片状金属元件70的中部是活动区域，并且包括皱折60形式的引导装置，用于把气态反应物分布到隔膜电极组件的一个电极上，该引导装置一般被压在所述片状金属元件70上。围绕活动区域的片状金属元件70的区域通常为平坦，该区域提供构成本发明的隔离板的片断金属元件之间以及隔离板与燃料电池堆的相邻元件之间的密封。为了有助于反应气体分布到电极，一般相应于图2中所示的隔离板的波纹部分的平坦区域的一部分被提供有把反应气体分布到隔离板的活动区域的反应气体引导装置。与图2中所示的波纹61不同，其通常通过片状金属元件的冲压而形成，通过本领域内所公知的丝网印刷方法把也为波纹61a形式的图4中所示的引导装置应用到片状金属元件70的平坦部位。本领域内的专业人员显然可以看出，还要以采用其它形式的丝网印刷的引导装置，例如导轨，并且这也被认为在本发明的范围内。
图5为片状金属元件70的冷却流体相对侧的平面示图，其包括对应于在片状金属元件70的电极相对侧上的皱折和平坦部分的皱折和平坦部分。如图4和5中所示，片状金属元件70的平坦部分包括片状金属元件70的外围以及围绕气体支管开孔24、25和冷却流体支管开孔50、50’。如图3中所示，片状金属元件30、31之间的密封是由垫圈材料34所提供的，该垫圈绕着隔离板的周围以及绕着由片状金属元件30、31所形成的支管开孔周围延伸。垫圈材料34可以是适用于执行该功能的任何密封材料。根据本发明的一个优选实施例，该垫圈是通过直接丝网印刷到片状金属元件70的平坦部分上而形成的。
为了把进入冷却流体空间32的冷却流体分布通过冷却流体开孔50，在其冷却流体相对表面上的片状金属元件70的平坦部分被提供有冷却流体引导装置，该装置也是丝网印在该表面上的。所述冷却流体引导装置最好为波纹或导轨66的形式。除了提供用于分布冷却流体的装置之外，冷却流体引导装置以及垫圈34适合于维持片状金属元件之间的间隔。
尽管在上述说明中已经描述了与特定实施例相关的本发明，并且为了说明目的提供了许多细节，但是本领域内的专业人员显然可以构思出其它实施例，并且在此所述的特定细节可以被相当大地改变，而不脱离本发明的基本原理。

Claims (19)

1.一种聚合电解隔膜燃料电池堆包括多个聚合电解隔膜燃料电池单元，每个所述燃料电池单元具有隔膜电极组件，其在一个表面上具有阳极膜，以及在一个相对表面上具有阴极膜，一个阳极集电器在所述隔膜电极组件的阳极膜侧，以及一个阴极集电器在所述隔膜电极组件的所述阴极膜侧，以及一个隔离板置于一个所述燃料电池单元的所述隔膜电极组件的所述阳极膜侧与一个相邻的所述燃料电池单元的所述隔膜电极组件的所述阴极膜之间，其具有用于把燃料和氧化气体分别分布到所述阳极膜侧和所述阴极膜侧的引导装置，其改进包括：
所述隔离板由至少两个具有基本相同形状的所述引导装置的同延片状金属元件所构成，所述至少两个同延片状金属元件贴在一起并在它们之间形成冷却剂流动空间。
2.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述引导装置包括形成在所述至少两个片状金属元件中的多个皱折。
3.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述引导装置包括形成在所述至少两个片状金属元件中的多个波纹。
4.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个贴在一起的同延片状金属元件相互之间由多个凸块保持一定的距离，所述多个凸块是压印在所述至少两个贴在一起的同延片状金属元件的至少一个的片状金属元件相对表面上。
5.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述燃料电池堆在每英寸燃料电池堆高度中包括15至30个聚合电解隔膜燃料电池单元。
6.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个片状金属元件之间的距离在0.002至0.010英寸的范围内。
7.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个片状金属元件由从包括镍、不锈钢、高合金钢、钛和涂有防蚀层的金属的组中选择的一种材料所构成。
8.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中包括多个内部支管，用于把所述燃料和氧化气体提供到每个所述聚合电解隔膜燃料电池，以及用于排除从燃料电池排出的气体。
9.根据权利要求2所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个贴在一起的同延片状金属元件相互之间由多个凸块保持一定的距离，所述多个凸块是压印在所述至少两个贴在一起的同延片状金属元件的至少一个的片状金属元件相对表面上。
10.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个贴在一起的同延片状金属元件相互之间由垫圈材料保持一定的距离，所述垫圈材料是置于在所述贴在一起的同延片状金属元件之间的所述贴在一起的同延片状金属元件外围的周围。
11.根据权利要求1所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述隔离板包括一个位于中心的反应区域，以及包括所述隔离板的所述同延片状金属元件在所述位于中心的反应区域周围基本上为平坦。
12.根据权利要求11所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述同延片状金属元件的所述平坦部位包括所述引导装置，用于把燃料和氧化气体分布到所述位于中心的反应区域分别到达所述阳极膜侧和所述阴极膜侧，所述引导装置包括丝网印刷到所述平坦部分上的至少一个导轨和波纹。
13.根据权利要求11所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述同延片状金属元件的所述平坦部位包括在所述同延片状金属元件的所述相对表面上的冷却流体引导装置。
14.根据权利要求13所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述冷却流体引导装置是丝网印刷在所述平坦部位上的导轨和波纹中的一个。
15.一种聚合电解隔膜燃料电池堆包括多个聚合电解隔膜燃料电池单元，每个所述燃料电池单元具有隔膜电极组件，其在一个表面上具有阳极膜，以及在一个相对表面上具有阴极膜，一个阳极集电器在所述隔膜电极组件的阳极膜侧，以及一个阴极集电器在所述隔膜电极组件的所述阴极膜侧，以及一个隔离板置于一个所述燃料电池单元的所述隔膜电极组件的所述阳极膜侧与一个相邻的所述燃料电池单元的所述隔膜电极组件的所述阴极膜之间，其具有用于把燃料和氧化气体分别分布到所述阳极膜侧和所述阴极膜侧的引导装置，并且在所述隔离板的阳极膜相对表面与所述阳极膜之间形成一个阳极腔，并且在所述隔离板的相对阴极膜的相对表面与相邻的所述燃料电池单元的阴极膜之间形成一个阴极腔，所述阳极腔与一个燃料气体源和出口之间气体连通，所述阴极腔与一个氧化气体源和出口之间气体连通，其改进包括：
所述隔离板由至少两个具有基本相同形状的所述引导装置的同延片状金属元件所构成，所述至少两个同延片状金属元件贴在一起并在它们之间形成冷却剂流动空间；
所述隔离板具有一个平坦的外围密封结构，其延伸到分别与在所述隔离板的每个表面上的所述隔膜电极组件与所述集电器中的一个相接触，完全环绕所述阳极腔和所述阴极腔，在电池工作条件下形成一个外围封条；
所述隔膜电极组件和所述隔离板分别具有多个对齐通孔，在所述隔离板中的所述通孔在所述阳极膜相对表面和所述阴极膜相对表面上被平坦的支管密封结构所环绕，该支管密封结构延伸到与所述隔离板的所述阳极膜相对侧和所述阴极膜相对侧上的所述隔膜电极组件与所述集电器中的一个相接触，在电池工作条件下形成支管封条，以形成通过所述电池堆延伸的多个燃料气体和氧化气体支管；
通过所述平坦支管密封结构的燃料导管提供所述燃料气体支管与在所述隔离板的所述阳极膜相对表面上的阳极腔之间的燃料气体连通，从而提供通向在所述燃料电池堆中的每个所述燃料电池单元的完全内部的燃料支管；以及
通过所述平坦支管密封结构的氧化剂导管提供所述氧化气体支管与在所述隔离板的所述阴极膜相对表面上的阴极腔之间的氧化气体连通，从而提供通向在所述燃料电池堆中的每个所述燃料电池单元的完全内部的氧化剂支管。
16.根据权利要求15所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述隔离板和所述隔膜电极组件形成多个对齐的冷却流体开孔，在所述隔离板中的开孔在所述阳极膜相对表面和所述阴极膜相对表面上被延伸到所述隔离板的所述阳极膜相对表面和所述阴极膜相对表面上的所述隔膜电极组件和所述集电器中的一个相接触的平坦冷却流体支管密封结构所环绕，在电池工作条件下形成一个冷却流体支管封条，以形成通过所述电池堆延伸的多个冷却流体支管。
17.根据权利要求15所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个贴在一起的同延片状金属元件相互之间由多个凸块保持一定的距离，所述多个凸块是压印在所述至少两个贴在一起的同延片状金属元件的至少一个的片状金属元件相对表面上。
18.根据权利要求15所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个片状金属元件之间的距离在0.002至0.010英寸的范围内。
19.根据权利要求15所述的聚合电解隔膜燃料电池堆，其中所述至少两个片状金属元件由从包括镍、不锈钢、高合金钢、钛和涂有防蚀层的金属的组中选择的一种材料所构成。
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Families Citing this family (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6777126B1 (en) 1999-11-16 2004-08-17 Gencell Corporation Fuel cell bipolar separator plate and current collector assembly and method of manufacture
AU2291201A (en) * 1999-12-22 2001-07-03 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell design using a bipolar plate
DE10015360B4 (de) * 2000-03-28 2006-11-23 Ballard Power Systems Inc., Burnaby Separatoreinheit für Elektrolysezellen und Brennstoffzellen
WO2002015302A2 (en) 2000-08-14 2002-02-21 World Properties Inc. Thermosetting composition for electrochemical cell components and methods of making thereof
AU2001293536A1 (en) * 2000-09-14 2002-03-26 H. Power Enterprises Of Canada Inc. Bipolar separator plate assembly for a fuel cell
JP3541172B2 (ja) * 2000-10-04 2004-07-07 本田技研工業株式会社 燃料電池およびそのセパレータ
US20020155333A1 (en) * 2001-01-19 2002-10-24 Fitts Bruce B. Apparatus and method for electrochemical cell components
US7138203B2 (en) * 2001-01-19 2006-11-21 World Properties, Inc. Apparatus and method of manufacture of electrochemical cell components
US6623882B2 (en) * 2001-04-16 2003-09-23 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Bipolar plate for a fuel cell
JP4151314B2 (ja) * 2001-06-18 2008-09-17 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP4812990B2 (ja) * 2001-09-19 2011-11-09 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP3830805B2 (ja) * 2001-11-07 2006-10-11 本田技研工業株式会社 燃料電池
US6703155B2 (en) 2001-11-13 2004-03-09 Avista Laboratories, Inc. Power tap device, fuel cell stack, and method of dividing a fuel cell stack
US20030118888A1 (en) * 2001-12-05 2003-06-26 Gencell Corporation Polymer coated metallic bipolar separator plate and method of assembly
JP3700642B2 (ja) * 2001-12-11 2005-09-28 日産自動車株式会社 燃料電池
US6620538B2 (en) 2002-01-23 2003-09-16 Avista Laboratories, Inc. Method and apparatus for monitoring equivalent series resistance and for shunting a fuel cell
ATE435507T1 (de) * 2002-01-31 2009-07-15 Sfc Smart Fuel Cell Ag Dichtrahmen für brennstoffzellenstacks
US6998188B2 (en) * 2002-02-19 2006-02-14 Petillo Phillip J Fuel cell components
JP3913573B2 (ja) * 2002-02-26 2007-05-09 本田技研工業株式会社 燃料電池
US6924052B2 (en) 2002-04-24 2005-08-02 General Motors Corporation Coolant flow field design for fuel cell stacks
JP4663967B2 (ja) * 2002-05-21 2011-04-06 本田技研工業株式会社 燃料電池
US20040028972A1 (en) * 2002-08-12 2004-02-12 General Electric Company Method and apparatus for fuel cell thermal management
GB2386467B (en) * 2002-08-27 2004-02-18 Morgan Crucible Co Bipolar plates
EP1557894B1 (en) 2002-10-28 2015-03-11 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell
US7745062B2 (en) 2002-10-28 2010-06-29 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell having coolant inlet and outlet buffers on a first and second side
US6772617B1 (en) 2003-01-24 2004-08-10 Gencell Corporation Method and apparatus for in-situ leveling of progressively formed sheet metal
JP3972832B2 (ja) * 2003-02-10 2007-09-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
DE10307278B4 (de) * 2003-02-20 2008-03-27 Staxera Gmbh Brennstoffzellenstapel
WO2004086543A2 (en) * 2003-03-25 2004-10-07 E.I. Du Pont Canada Company Electrochemical cell component
US20090280374A2 (en) * 2003-03-25 2009-11-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for sealing plates in a fuel cell
US7459227B2 (en) * 2003-04-18 2008-12-02 General Motors Corporation Stamped fuel cell bipolar plate
US6905793B2 (en) * 2003-05-05 2005-06-14 Gas Technology Institute Folded metal bipolar sheets for fuel cells
DE10323882A1 (de) 2003-05-26 2004-12-23 Siemens Ag Brennstoffzelle und Heizeinrichtung einer Brennstoffzelle
JP2004362991A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Honda Motor Co Ltd 燃料電池
US20040247927A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-09 Kurz Douglas L. Method of producing seamless, multi-layer, bonded, metallic, laminate strips or coils of arbitrarily long length
FR2857162B1 (fr) * 2003-07-01 2014-04-11 Commissariat Energie Atomique Pile a combustible comportant des collecteurs de courant integres a l'empilement electrode-membrane-electrode.
JP4384485B2 (ja) * 2003-07-09 2009-12-16 本田技研工業株式会社 燃料電池
KR100524819B1 (ko) * 2003-07-14 2005-10-31 학교법인 서강대학교 고온용 양성자 전도성 고분자막과 이의 제조방법 및 이를이용한 막-전극 어셈블리와 이를 포함하는 연료전지
US20050017055A1 (en) * 2003-07-24 2005-01-27 Kurz Douglas L. Electrochemical fuel cell component materials and methods of bonding electrochemical fuel cell components
US6974648B2 (en) * 2003-09-12 2005-12-13 General Motors Corporation Nested bipolar plate for fuel cell and method
US20050064270A1 (en) * 2003-09-24 2005-03-24 Marianowski Leonard G. Fuel cell bipolar separator plate
JP4803957B2 (ja) * 2003-09-29 2011-10-26 本田技研工業株式会社 内部マニホールド型燃料電池
US20050255364A1 (en) * 2003-12-12 2005-11-17 Cho Tae-Hee Bipolar plate of fuel cell
US20050130014A1 (en) * 2003-12-12 2005-06-16 Myung-Seok Park Bipolar plate of fuel cell and fabrication method thereof
JP4081433B2 (ja) * 2003-12-25 2008-04-23 本田技研工業株式会社 燃料電池
US7781122B2 (en) * 2004-01-09 2010-08-24 Gm Global Technology Operations, Inc. Bipolar plate with cross-linked channels
US8486575B2 (en) * 2004-02-05 2013-07-16 GM Global Technology Operations LLC Passive hydrogen vent for a fuel cell
JP4268536B2 (ja) * 2004-02-19 2009-05-27 本田技研工業株式会社 燃料電池
US20050249998A1 (en) * 2004-05-07 2005-11-10 Constantinos Minas Fuel cell with pre-shaped current collectors
JP2005327670A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータ
KR100599776B1 (ko) * 2004-05-25 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 그 스택
TWI244798B (en) * 2004-09-01 2005-12-01 Nan Ya Printed Circuit Board C Method of improving contact between bipolar plate and mea of flat panel fuel cell
US7402358B2 (en) * 2004-09-30 2008-07-22 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell bipolar plate
US7491463B2 (en) * 2004-11-11 2009-02-17 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell bipolar plate with sealing feature
US7452623B2 (en) * 2004-11-11 2008-11-18 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell bipolar plate with sealing feature
US20080014486A1 (en) * 2004-11-24 2008-01-17 Shigeyuki Unoki Fuel Cell
US7348094B2 (en) * 2004-12-10 2008-03-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Enhanced flowfield plates
US7291414B2 (en) * 2004-12-10 2007-11-06 General Motors Corporation Reactant feed for nested stamped plates for a compact fuel cell
US20060127710A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-15 Juergen Schulte System and method for bypassing failed stacks in a multiple stack fuel cell
DE102005031081A1 (de) * 2005-06-27 2006-12-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Bipolarplatte, Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte und Brennstoffzellenblock-Anordnung
FR2887689B1 (fr) * 2005-06-28 2007-09-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Plaque bipolaire pour pile a combustible comprenant un canal de liaison
US7368200B2 (en) 2005-12-30 2008-05-06 Tekion, Inc. Composite polymer electrolyte membranes and electrode assemblies for reducing fuel crossover in direct liquid feed fuel cells
GB0601813D0 (en) * 2006-01-30 2006-03-08 Ceres Power Ltd Fuel cell
KR100806102B1 (ko) * 2006-06-02 2008-02-21 엘지전자 주식회사 연료전지의 바이폴라 플레이트
EP2087543B1 (en) 2006-10-16 2013-04-24 Hyundai Hysco Metal separator for fuel cell and fuel cell stack having the same
US20080199739A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Electrochemical cell stack and a method of forming a bipolar interconnect for an electrochemical cell stack
JP5216240B2 (ja) * 2007-05-24 2013-06-19 本田技研工業株式会社 燃料電池
US8394547B2 (en) * 2007-09-07 2013-03-12 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell bipolar plate exit for improved flow distribution and freeze compatibility
US8227145B2 (en) * 2008-03-18 2012-07-24 GM Global Technology Operations LLC Interlockable bead seal
JP2009252470A (ja) * 2008-04-04 2009-10-29 Hitachi Ltd セパレータ及びそれを用いた固体高分子形燃料電池
CN102113159B (zh) * 2009-04-22 2015-06-03 松下电器产业株式会社 燃料电池堆以及具备其的燃料电池热电联供系统
CA2760129A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Fdi Energy, Inc. High-volume-manufacture fuel cell arrangement and method for production thereof
JP4901913B2 (ja) * 2009-06-05 2012-03-21 本田技研工業株式会社 燃料電池
DE102009036039B4 (de) * 2009-08-03 2014-04-17 Reinz-Dichtungs-Gmbh Bipolarplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung
US8968904B2 (en) 2010-04-05 2015-03-03 GM Global Technology Operations LLC Secondary battery module
JP5786419B2 (ja) * 2011-04-05 2015-09-30 日産自動車株式会社 燃料電池セル
DE102012206459A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennstoffzellen-Stack, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
US20140057194A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Ford Global Technologies, Llc Proton exchange membrane fuel cell with stepped channel bipolar plate
US10122025B2 (en) 2012-08-24 2018-11-06 Ford Global Technologies, Llc Proton exchange membrane fuel cell with stepped channel bipolar plate
US9786928B2 (en) 2012-08-24 2017-10-10 Ford Global Technologies, Llc Proton exchange membrane fuel cell with stepped channel bipolar plate
RU2516245C1 (ru) * 2012-11-29 2014-05-20 Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" Биполярная пластина топливного элемента круглой формы
GB2509317A (en) * 2012-12-27 2014-07-02 Intelligent Energy Ltd Fluid flow plate for a fuel cell
GB2509319A (en) 2012-12-27 2014-07-02 Intelligent Energy Ltd Fluid flow plate for a fuel cell
GB2509318A (en) * 2012-12-27 2014-07-02 Intelligent Energy Ltd Flow plate for a fuel cell
GB2509320A (en) * 2012-12-27 2014-07-02 Intelligent Energy Ltd Flow plate for a fuel cell
EP3098885B1 (en) 2014-01-22 2019-04-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Titanium material or titanium alloy material that have surface conductivity, fuel cell separator using same, and fuel cell
US10522850B2 (en) * 2014-09-30 2019-12-31 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Three-dimensionally printed bipolar plate for a proton exchange membrane fuel cell
CN104868129A (zh) * 2015-05-26 2015-08-26 昆山弗尔赛能源有限公司 一种质子交换膜燃料电池用金属双极板
KR101951163B1 (ko) * 2016-02-15 2019-02-21 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 연료 전지의 단셀 구조
US10211477B2 (en) 2016-08-10 2019-02-19 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell stack assembly
RU2626463C1 (ru) * 2016-08-16 2017-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") Биполярная пластина топливного элемента круглой формы
WO2018108546A2 (de) * 2016-12-12 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur herstellung einer bipolarplatte, bipolarplatte für eine brennstoffzelle und brennstoffzelle
TWI624989B (zh) 2016-12-14 2018-05-21 財團法人工業技術研究院 雙極板、燃料電池及燃料電池組
US20180248203A1 (en) * 2017-02-28 2018-08-30 GM Global Technology Operations LLC System and method for manufacturing channels in a bipolar plate
GB2565370B (en) 2017-08-11 2020-10-07 Intelligent Energy Ltd Fuel cell units having angled offset flow channels
US10964956B2 (en) * 2018-06-06 2021-03-30 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell stack assembly
US11888187B2 (en) 2018-11-30 2024-01-30 ExxonMobil Technology and Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization
US11424469B2 (en) 2018-11-30 2022-08-23 ExxonMobil Technology and Engineering Company Elevated pressure operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization
WO2020112806A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Layered cathode for molten carbonate fuel cell
KR102610184B1 (ko) 2018-11-30 2023-12-04 퓨얼셀 에너지, 인크 용융 탄산염 연료 전지를 위한 연료 전지 스테이징
KR102610181B1 (ko) 2018-11-30 2023-12-04 퓨얼셀 에너지, 인크 향상된 co2 이용률로 작동되는 연료 전지를 위한 촉매 패턴의 개질
KR20210107700A (ko) 2018-11-30 2021-09-01 퓨얼 셀 에너지, 인크 심층 co2 포획을 위한 용융 탄산염 연료전지들의 재생성
CN114830387A (zh) 2019-11-26 2022-07-29 埃克森美孚技术与工程公司 燃料电池模块组件和使用该燃料电池模块组件的系统
KR20220107179A (ko) * 2019-11-26 2022-08-02 엑손모빌 테크놀로지 앤드 엔지니어링 컴퍼니 병렬 유동을 위한 외부 매니폴드를 갖는 연료 전지 어셈블리
KR20220107183A (ko) 2019-11-26 2022-08-02 엑손모빌 테크놀로지 앤드 엔지니어링 컴퍼니 높은 전해질 충전 수준을 갖는 용융 탄산염 연료 전지의 작동
RU2723294C1 (ru) * 2019-12-30 2020-06-09 Акционерное общество "Группа компаний ИнЭнерджи" (АО "ГК ИнЭнерджи") Биполярная пластина для стеков топливных элементов
FR3118320B1 (fr) * 2020-12-21 2023-10-27 Commissariat Energie Atomique Procédé de fabrication d’un guide d’écoulement à canal structuré pour réacteur électrochimique
CN112615021B (zh) * 2020-12-24 2022-07-12 海卓动力(青岛)能源科技有限公司 一种对称式燃料电池双极板
CN117317325B (zh) * 2023-11-29 2024-02-20 北矿新材科技有限公司 质子传输型固体氧化物燃料电池单体、电池组及制备方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4175165A (en) 1977-07-20 1979-11-20 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Fuel cell system utilizing ion exchange membranes and bipolar plates
US4678724A (en) 1982-06-23 1987-07-07 United Technologies Corporation Fuel cell battery with improved membrane cooling
JP2569550B2 (ja) 1987-05-08 1997-01-08 石川島播磨重工業株式会社 燃料電池の温度分布改善方法
US4963442A (en) 1989-05-03 1990-10-16 Institute Of Gas Technology Internal manifolded molten carbonate fuel cell stack
US5077148A (en) 1989-05-03 1991-12-31 Institute Of Gas Technology Fully internal manifolded and internal reformed fuel cell stack
US5227256A (en) 1989-05-03 1993-07-13 Institute Of Gas Technology Fully internal manifolded fuel cell stack
US5342706A (en) 1989-05-03 1994-08-30 Institute Of Gas Technology Fully internal manifolded fuel cell stack
US5606641A (en) 1992-03-27 1997-02-25 Bucaille; Joel Device for thermal regulation of a circulating fluid comprising a stacked corrugated plate heat exchanger with heat transfer and cooling paths and electrical heating element therebetween
DE4234093A1 (de) * 1992-10-09 1994-04-14 Siemens Ag Bauelement zum Einbau in eine verfahrenstechnische Einrichtung
IT1270878B (it) 1993-04-30 1997-05-13 Permelec Spa Nora Migliorata cella elettrochimica utilizzante membrane a scambio ionico e piatti bipolari metallici
US5429643A (en) 1993-06-02 1995-07-04 Gnb Battery Technologies Inc. Method of assembling a bipolar lead-acid battery and the resulting bipolar battery
JPH07220743A (ja) 1994-01-27 1995-08-18 Kansai Electric Power Co Inc:The 燃料電池、そのバイポーラ板、およびバイポーラ板の製造方法
AU1531695A (en) 1994-02-11 1995-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Electro-chemical cell
DE19602315C2 (de) * 1996-01-23 2001-10-11 Siemens Ag Flüssigkeitsgekühlte Brennstoffzelle mit Verteilungskanälen
JP3660754B2 (ja) 1996-06-25 2005-06-15 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 固体高分子電解質型燃料電池
JPH10125338A (ja) * 1996-10-22 1998-05-15 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池
EP0953217B1 (de) 1996-12-13 2001-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Kühlsystem für eine brennstoffzellenbatterie
US5776624A (en) 1996-12-23 1998-07-07 General Motors Corporation Brazed bipolar plates for PEM fuel cells
JP3829883B2 (ja) 1997-02-20 2006-10-04 石川島播磨重工業株式会社 固体高分子型燃料電池
JPH10308227A (ja) 1997-05-07 1998-11-17 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池
DE69804829T2 (de) * 1997-07-16 2002-11-07 Ballard Power Systems Elastische dichtung für eine membranelektrodenanordnung in einer elektrochemischen brennstoffzelle und herstellungsverfahren dafür
GB9808524D0 (en) 1998-04-23 1998-06-17 British Gas Plc Fuel cell flow-field structure formed by layer deposition

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Publication number Publication date
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