DE10109654A1 - Brennstoffzelle - Google Patents

Abstract

Eine Brennstoffzelle ist aus einer Aufschichtung (10) mehrerer Einheitszellen ausgebildet, wobei jede Einheitszelle eine von Separatoren (1D) gehaltene Elektrodeneinheit und jede Elektrodeneinheit eine von einem Paar Elektroden gehaltene Festpolymerelektrolytmembran aufweist. In Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung verlaufen Fluiddurchlässe (15M) durch die Aufschichtung hindurch. Mit zumindest einem der durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässe steht ein isolierendes Zuführungs-Abgabebauteil (22) in Verbindung, das einen Fluiddurchlass (15B) aufweist. Zwischen dem Zuführungs-Abgabebauteil und der Aufschichtung wird ein Stromkollektorbauteil (20) gehalten. Ein Sperrmittel (25) ist so positioniert, dass es das Stromkollektorbauteil von einem Fluid in dem Fluiddurchlass des Zuführungs-Abgabebauteils und von den durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässen fluidtrennt. Die Brennstoffzelle hat eine hohe Zuverlässigkeit und einen hohen Wirkungsgrad bei der Erzeugung elektrischer Leistung und kann zu niedrigen Kosten hergestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit hoher Zuverlässigkeit und hohem Wirkungsgrad bei der Elektrizitätserzeugung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennstoffzelle mit gutem Kostenverhältnis aufgrund eines verbesserten Montagevorgangs.

Die Luftverschmutzung durch Automobilabgase stellt ein gravierendes Problem dar. Um die Automobilabgase zu vermindern, wurden verschiedene Bauarten elektrischer Fahrzeuge eingeführt. Allerdings sind elektrische Fahrzeuge bislang nicht besonders beliebt, da sie beispielsweise häufig mit Strom aufgeladen werden müssen und eine unzureichende Reichweite haben.

In letzter Zeit haben aufgrund von Umweltbedenken Automobile starke Beachtung gefunden, die Brennstoffzellen einsetzen. Solche Brennstoffzellen erzeugen unter Verwendung von Wasserstoff und Sauerstoff durch eine Elektrolyse-Umkehrreaktion Elektrizität und geben bis auf Wasser keine anderen Stoffe ab. Die vielversprechendsten Brennstoffzellen zur Verwendung an Bord sind die der Festpolymerelektrolyt-Bauart, die bei niedriger Umgebungs­ temperatur betrieben werden können.

Die Brennstoffzelle umfasst eine Aufschichtung mehrerer Einheitszellen, die zur Erzeugung eines gewünschten Leistungsniveaus imstande sind. Eine Einheitszelle weist eine Elektrodeneinheit und Separatoren auf. Die Elektroden­ einheit weist einen zwischen zwei Elektroden (d. h. zwischen einer Brennstoffelektrode und einer Oxidationsmittel­ elektrode) vorgesehenen Elektrolyten auf. Jeder Separator hat Gasdurchgangsleitungen, um das Brennstoffgas oder das Oxidationsgas zuzuführen. Jede Elektrodeneinheit wird zwischen zwei Separatoren gehalten. Als Elektrolyt für die Festpolymerelektrolyt-Brennstoffzelle wird eine Fest­ polymerelektrolytmembran eingesetzt.

Parallel zur Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung verlaufen Gaszuführungsverteiler und Gasabgabeverteiler. Die Gaszuführungsverteiler führen den Gasdurchgangs­ leitungen der Separatoren das Brennstoffgas und das Oxidationsgas zu. Die Gasabgabeverteiler geben aus den Separatoren Emissionsprodukte ab. Einige Separatoren weisen Kühlmitteldurchgangsleitungen auf, um die Brennstoffzelle innerhalb eines geeigneten Temperaturbereichs zu halten. Um das Kühlmittel in den Kühlmitteldurchgangsleitungen des Separators zu zirkulieren, sind parallel zur Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung zudem ein Kühlmittelzuführungsverteiler und ein Kühlmittelabgabe­ verteiler vorgesehen.

Die Gaszuführungsverteiler für Brennstoffgas und Oxidationsgas, der Kühlmittelzuführungsverteiler und der Kühlmittelabgabeverteiler sind üblicherweise als eine Reihe Verbindungslöcher ausgebildet, die sich in Randteilen der Separatoren befinden. Die Ausgangsleistung der Brennstoff­ zelle wird an Stromkollektorplatten abgegriffen, die an beiden Enden der Aufschichtung vorgesehen sind. An den Außenseiten der Stromkollektorplatten befinden sich Isolationsverkleidungen. An den Außenseiten der Isolations­ verkleidungen sind Pressbauteile vorgesehen, um die Aufschichtung durch Druck auf die Mitte der Aufschichtung zusammenzuhalten.

Der Aufbau einer herkömmlichen Brennstoffzelle ist in der am 4. April 1997 veröffentlichten Japanischen Offenlegungs­ schrift Nr. H09-266007 offenbart. Bei diesem Stand der Technik umfasst die Brennstoffzelle Stromkollektorplatten und Ausgangsanschlüsse. Die Stromkollektorplatten sind parallel zu den Einheitszellen angeordnet und weisen Lochabschnitte auf, um Zuführungs- und Abgabeverteiler zu bilden.

Eine weitere herkömmliche Brennstoffzelle ist in der am 7. Oktober 1997 veröffentlichten Japanischen Offenlegungs­ schrift Nr. H09-92324 offenbart. Bei diesem Stand der Technik umfasst die Brennstoffzelle Zuführungs-Abgabe­ bauteile und Stromkollektorplatten. Die Zuführungs-Abgabe­ bauteile befinden sich in Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung in der Mitte. Die Stromkollektorplatten weisen keine Lochabschnitte auf, um Zuführungs- und Abgabeverteiler zu bilden. Bei diesem Stand der Technik werden das Brennstoffgas, das Oxidationsgas und das Kühlmittel über Zuführungs- und Abgabeverteiler zugeführt und abgegeben, die von einer Seite der Aufschichtung aus senkrecht zur Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung verlaufen.

Die in der Veröffentlichung Nr. H09-266007 offenbarte herkömmliche Brennstoffzelle hat jedoch folgende Nachteile. Da die Zuführungs- und Abgabeverteiler durch die Loch­ abschnitte der Stromkollektorplatten hindurch verlaufen, sind die jeweiligen Teile der Stromkollektorplatten dem reduzierend wirkenden Brennstoffgas, dem oxidierend wirkenden Oxidationsgas oder einem Kühlmittel ausgesetzt. Das Material der Stromkollektorplatte muss daher eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

Obwohl Kohlenstoff eine hervorragende Korrosionsbeständig­ keit hat und typischerweise für eine Stromkollektorplatte verwendet wird, ist es sehr teuer und hat einen höheren elektrischen Widerstand als Metall. Wenn die Strom­ kollektorplatte einen hohen elektrischen Widerstand aufweist, wird ein Teil der von der Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Leistung an der Stromkollektorplatte verbraucht. Daher sinkt der Wirkungsgrad bei der Erzeugung elektrischer Leistung. Falls das Material der Strom­ kollektorplatte Kohlenstoff ist, lässt sich die elektrische Leitung außerdem nur schwer mit dem Ausgangsanschluss der Stromkollektorplatte verbinden. Darüber hinaus kann der Ausgangsanschluss der aus Kohlenstoff bestehenden Strom­ kollektorplatte leicht brechen, da Kohlenstoff ein zerbrechliches Material ist.

Diese Nachteile können durch den Einsatz von Metall für die Stromkollektorplatte gelöst werden. Allerdings ließe sich dadurch nicht das Problem der Korrosion der Metall­ kollektorplatte lösen, da das Abgas Wasser enthält, das an der Elektrode durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff gebildet wird. Darüber hinaus könnte eine solche Korrosion der Stromkollektorplatte aufgrund der in der Brennstoffzelle erzeugten elektromotorischen Kraft durch eine elektrochemische Reaktion verstärkt werden.

Um das Korrosionsproblem zu lösen, kann die Stromkollektor­ platte mit einem korrosionsbeständigen Material wie etwa Gold beschichtet werden. Eine solche Goldbeschichtung ist jedoch teuer. Außerdem verkürzt sich die Langzeit­ haltbarkeit der Kollektorplatte, da sich eine Grübchen­ bildung kaum abstellen lässt.

Als eine alternative Möglichkeit zur Lösung des Korrosions­ problems wurde daran gedacht, die Stromkollektorplatte mit einer Dichtung abzudecken, die die Umgebung der Verbindungslöcher abdichtet. Allerdings ist es aufgrund des komplizierten Aufbaus der Dichtung schwierig, eine solche Brennstoffzelle herzustellen, sodass die Brennstoffzelle teurer wird.

Die in der Veröffentlichung Nr. H09-92324 offenbarte herkömmliche Brennstoffzelle zeigt ähnliche Nachteile. Sie hat zwar nicht den Nachteil im Zusammenhang mit dem elektrischen Ausgangsanschluss, da die Stromkollektor­ platten keinem Brennstoffgas, Oxidationsgas oder Kühlmittel ausgesetzt sind. Doch ist es notwendig, bei den in Aufschichtungsrichtung betrachtet in der Mitte der Aufschichtung befindlichen Verbindungslöchern für die Gaszuführungs- und -abgabeteile elektrisch leitfähige Materialien einzusetzen.

Damit diese Art von Brennstoffzelle funktionsfähig ist, müssen die Zuführungs- und Abgabeteile darüber hinaus Verbindungslöcher aufweisen, die in mehreren Richtungen verlaufen. Dementsprechend ist die Herstellung dieser Brennstoffzelle aufgrund ihres komplizierten Aufbaus äußerst schwierig. Diese Art von Brennstoffzelle wird deswegen zu teuer.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die obigen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile und Schwierigkeiten zu überwinden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuartigen Aufbau einer Brennstoffzelle mit hoher Zuverlässigkeit, hoher elektrischer Leistungserzeugung und geringen Herstellungskosten zur Verfügung zu stellen.

Um die oben genannten Nachteile und Schwierigkeiten zu überwinden, umfasst die erfindungsgemäße Brennstoffzelle eine aus einer Aufschichtung mehrerer Einheitszellen ausgebildete Brennstoffzelle, bei der jede Einheitszelle eine von Separatoren gehaltene Elektrodeneinheit aufweist und jede Elektrodeneinheit eine von einem Paar Elektroden gehaltene Festpolymerelektrolytmembran aufweist. Durch die Aufschichtung verlaufen in Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung Fluiddurchlässe. Mit zumindest einem der durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässe steht ein einen Fluiddurchlass aufweisendes isolierendes Zuführungs-Abgabebauteil in Verbindung. Zwischen dem Zuführungs-Abgabebauteil und der Aufschichtung wird ein Stromkollektorbauteil gehalten. Ein Sperrmittel oder Isolationsbauteil ist so positioniert, dass es das Strom­ kollektorbauteil von einem Fluid in dem Fluiddurchlass des Zuführungs-Abgabebauteil und von den durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässen fluidtrennt oder -isoliert.

Da das Stromkollektorbauteil von dem korrosiven Fluid isoliert ist, korrodiert das Stromkollektorbauteil nicht, sodass die Zuverlässigkeit der Brennstoffzelle erhöht werden kann.

Da das Stromkollektorbauteil außerdem kein Abdichtungs­ bauteil benötigt, kann der Aufbau der Brennstoffzelle vereinfacht und können die Herstellungskosten der Brenn­ stoffzelle gesenkt werden. Da das Stromkollektorbauteil klein ist, lassen sich die Herstellungskosten der Brenn­ stoffzelle weiter senken.

Bei der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle kann ein elektrischer Ausgangsanschluss, der mit dem Stromkollektor­ bauteil verbunden ist, durch das Zuführungs-Abgabebauteil hindurch von der Brennstoffzelle aus nach außen vorragen.

Da der elektrische Ausgangsanschluss von der Brennstoff­ zelle aus durch das Zuführungs-Abgabebauteil hindurch nach außen vorragt, kann der elektrische Ausgangsanschluss auch dann von dem Zuführungs-Abgabebauteil aus nach außen vorragen, wenn die Elektrode von dem Zuführungs-Abgabe­ bauteil umgeben ist.

Sowohl für den elektrischen Ausgangsanschluss wie auch für das Stromkollektorbauteil lässt sich ein Metall mit hervor­ ragender elektrischer Leitfähigkeit einsetzen. Daher lässt sich der Leistungsverlust der Brennstoffzelle verringern und der Wirkungsgrad bei der Erzeugung elektrischer Leistung verbessern.

Da der elektrische Ausgangsanschluss aus einem Metall bestehen kann, kann sein elektrischer Widerstand an der Kontaktstelle zwischen dem elektrischen Ausgangsanschluss und externen Schaltungen gesenkt werden. Dank der Haltbarkeit eines aus Metall gefertigten elektrischen Ausgangsanschluss lässt sich außerdem die Zuverlässigkeit der Brennstoffzelle erhöhen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ragt der elektrische Ausgangsanschluss von der Aufschichtung aus in Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung nach außen vor.

Da sich der elektrische Ausgangsanschluss in der Nähe der Mitte des Stromkollektorbauteils anordnen lässt, lässt sich der Abstand zwischen dem elektrischen Ausgangsanschluss und dem Stromkollektorbauteil verringern. Wegen des kleineren Stromkollektorbauteils lassen sich dementsprechend die Herstellungskosten der Brennstoffzelle senken.

Darüber hinaus kann der Aufbau des Zuführungs-Abgabe­ bauteils, durch das der elektrische Ausgangsanschluss verläuft, vereinfacht werden, sodass sich die Herstellungs­ kosten der Brennstoffzelle weiter senken lassen.

Erfindungsgemäß weist die Brennstoffzelle einen Einlass mit einem Flanschanschluss und einen Auslass mit einem weiteren Flanschanschluss auf. Diese Flanschanschlüsse stoßen an das Zuführungs-Abgabebauteil, sodass das Fluid durch den Einlass und den Auslass strömen kann. Die Brennstoffzelle umfasst außerdem ein Pressbauteil, um das Zuführungs- Abgabebauteil zur Mitte der Aufschichtung hin zu pressen und um die Flanschanschlüsse zu dem Zuführungs-Abgabe­ bauteil hin zu pressen.

Erfindungsgemäß lassen sich der Einlass, der Auslass und das Zuführungs-Abgabebauteil separat fertigen. Außerdem können der Einlass und der Auslass jeweils mit dem Zuführungsdurchlass und dem Abgabedurchlass verbunden werden. Daher können für den Einlass und den Auslass die besten Materialien gewählt werden. Darüber hinaus lassen sich die Herstellungskosten der Brennstoffzelle senken. Da sich die Flanschanschlüsse ohne Weiteres aus einem korrosionsbeständigen Material wie etwa rostfreiem Stahl formen lassen, können der Einlass und der Auslass zu geringen Kosten hergestellt werden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Zuführungs-Abgabebauteil einen Mantelabschnitt, der durch das Pressbauteil verläuft und den elektrischen Ausgangs­ anschluss aufnimmt.

Da sich der elektrische Ausgangsanschluss in dem Mantel befindet, der isolierend ist, kann als Pressbauteil ein Metall mit hoher Festigkeit und hoher Steifigkeit verwendet werden. Der elektrische Ausgangsanschluss kann daher dem durch die Fluidzuführung zur Brennstoffzelle bedingten Innendruck der Brennstoffzelle standhalten.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Pressbauteil einen Schutzabschnitt auf, der zumindest einen Teil des Zuführungs-Abgabebauteils bedeckt.

Da das Zuführungs-Abgabebauteil von dem Schutzabschnitt bedeckt ist, kann eine Beschädigung des Zuführungs-Abgabe­ bautelis infolge eines erhöhten Innendrucks der Brennstoff­ zelle verhindert werden. Dementsprechend lässt sich die Zuverlässigkeit der Brennstoffzelle erhöhen.

Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt eine Teilansicht einer Aufschichtung bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 im Teilschnitt eine Ansicht einer Brennstoffzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Stromkollektorplatte gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 von der Seite einer Stromkollektorplatte aus gesehen einen Separator gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung, der mit der Stromkollektorplatte in Kontakt steht;

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Pressbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 6 im Teilschnitt eine Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das einen elektrischen Ausgangsanschluss mit unterschiedlicher Form aufweist.

Es wird zunächst auf das in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung Bezug genommen, bei dem eine Festpolymerelektrolytmembran 4 zwischen zwei Elektroden, und zwar einer Oxidationsmittelelektrode 5 und einer Brennstoffelektrode 6, gehalten wird, um dadurch die zwei Elektroden zu verbinden. Die Festpolymerelektrolyt­ membran 4 ist größer als die Oxidationsmittelelektrode 5 und auch als die Brennstoffelektrode 6. Infolgedessen ragt der Außenrandabschnitt der Festpolymerelektrolytmembran 4 von den jeweiligen Außenrändern der Oxidationsmittel­ elektrode 5 und der Brennstoffelektrode 6 vor. An dem vorragenden Abschnitt der Festpolymerelektrolytmembran 4 ist durch Spritzguss eine Ethylen-Propylen-Gummidichtung 7 ausgebildet. Die Festpolymerelektrolytmembran 4, die Oxidationsmittelelektrode 5, die Brennstoffelektrode 6 und die Dichtung 7 bilden eine Elektrodeneinheit 3.

Von einem Separator 1A, einem Separator 1B und einer Elektrodeneinheit 3 wird eine Einheitszelle 2a gebildet. Die Elektrodeneinheit 3 wird zwischen dem Separator 1A und dem Separator 1B getragen und gehalten. Außerdem wird von dem Separator 1B und einem Separator 1C und einer Elektrodeneinheit 3 eine weitere Einheitszelle 2b gebildet. Jede Elektrodeneinheit 3 wird zwischen dem Separator 1B und einem weiteren Separator getragen und gehalten. Da sich die Einheitszelle 2a und die Einheitszelle 2b den Separator 1B teilen, kann die Brennstoffzelle bei diesem Ausführungs­ beispiel eine kleine Größe aufweisen. Die Aufschichtung 10 wird durch eine Vielzahl der Einheitszellen 2a und 2b gebildet.

Eine der Dichtungen 7 wird von dem Separator 1A und dem Separator 1B getragen. Eine andere Dichtung 7 wird von dem Separator 1B und dem Separator 1C getragen. Diese Dichtungen 7 dichten die Ränder der Separatoren 1A, 1B und 1C hermetisch ab, sodass das Brennstoffgas, das Oxidations­ gas und das Kühlmittel innen bleiben. Außerdem ist zwischen dem Separator 1A und dem Separator 1C eine Dichtung 7a angeordnet, um das Brennstoffgas, das Oxidationsgas und das Kühlmittel innen zu halten.

Auf dem Separator 1A und dem Separator 1B sind jeweils Brennstoffgaszuführungsleitungen 11a angeordnet, um das Brennstoffgas zwischen dem Separator 1A und der Elektroden­ einheit 3 und zwischen dem Separator 1B und der Elektroden­ einheit 3 durchzulassen. Auf dem Separator 1B und dem Separator 1C sind jeweils Oxidationsgaszuführungsleitungen 11b angeordnet, um das Oxidationsgas zwischen dem Separator 1B und der Elektrodeneinheit 3 und zwischen dem Separator 1C und der Elektrodeneinheit 3 durchzulassen. Zwischen dem Separator 1A und dem Separator 1C befindet sich keine Elektrodeneinheit 3. Zwischen dem Separator 1C und dem Separator 1A ist eine Kühlwasserzuführungsleitung 11c angeordnet, um Kühlwasser durchzulassen.

Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht eines Separators 1D. Die anderen Separatoren 1A, 1B und 1C weisen bezüglich der Zuführungslöcher und Abgabelöcher den gleichen Aufbau wie der Separator 1D auf. An den Separatoren 1A, 1B, 1C, 1D sind die Dichtungen 7, Brennstoffgaszuführungslöcher 13, Brennstoffgasabgabelöcher 9, Oxidationsgaszuführungslöcher 15, Oxidationsgasabgabelöcher 16, Kühlmittelzuführungs­ löcher 17 und Kühlmittelabgabelöcher 18 vorgesehen.

Wenn die Separatoren in der Brennstoffzelle zusammengebaut sind, bilden die Oxidationsgaszuführungslöcher 15 einen Oxidationsgaszuführungsverteiler 15M. Der Oxidationsgas­ zuführungsverteiler 15M ist ein Oxidationsgasdurchlass, der entlang der Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung ein Oxidationsgas durchlässt.

Entsprechend bilden die Oxidationsgasabgabelöcher 16, die Brennstoffgaszuführungslöcher 13, die Brennstoffgasabgabe­ löcher 9, die Kühlmittelzuführungslöcher 17 und die Kühl­ mittelabgabelöcher 18 einen Oxidationsgasabgabeverteiler 16M, einen Brennstoffgaszuführungsverteiler 13M, einen Brennstoffgasabgabeverteiler 9M, einen Kühlmittel­ zuführungsverteiler 17M und einen Kühlmittelabgabeverteiler 18M, wenn diese Komponenten in der Brennstoffzelle zusammengebaut sind.

Auf den Separatoren 1A, 1B, 1C und 1D sind Vertiefungen 8 vorgesehen. Die Vertiefungen 8 stehen mit Vorsprüngen der Dichtungen 7 in Kontakt, um das Brennstoffgas, das Oxidationsgas und das Kühlmittel innen zu halten, wenn die Separatoren in der Brennstoffzelle zusammengebaut sind. An den vier Ecken der Separatoren 1A, 1B, 1C und 1D befinden sich Schraubenlöcher, um Schrauben einzuführen, wenn diese Komponenten zu der Brennstoffzelle zusammengebaut werden. Auf dem Separator 1D ist eine Kontaktebene 30 für eine Stromkollektorplatte 20 vorgesehen. Die Kontaktebene ist eine flache Ebene, mit der die Stromkollektorplatte 20 in Kontakt gebracht wird.

Die Stromkollektorplatte 20 stellt das Stromkollektor­ bauteil dar, das mit der Kontaktebene 30 der Aufschichtung 10 zu verbinden ist. An den Außenseiten der Stromkollektor­ platten 20 befinden sich Zuführungs-Abgabebauteile 22 aus elektrisch isolierend wirkendem Poly(phenylensulfid). Die Stromkollektorplatte 20 wird zwischen den Zuführungs- Abgabebauteilen 22 und der Aufschichtung 10 gehalten.

An den Außenseiten der Zuführungs-Abgabebauteile 22 befinden sich Endplatten 23. Die Endplatten 23 stellen aus einer Aluminiumdruckgusslegierung angefertigte Press­ bauteile dar. Die Stromkollektorplatten 20 haben ungefähr die gleiche Größe wie die Elektroden und sind an der Innenseite der Vertiefungen 8 angeordnet.

Die Stromkollektorplatte 20 ist mit einem elektrischen Anschluss 21 verbunden. Die Stromkollektorplatte 20 und der elektrische Anschluss 21 bestehen beide aus Kupfer. Der elektrische Anschluss 21 ist L-förmig, wobei eine Seiten­ fläche des elektrischen Anschlusses 21 an die Strom­ kollektorplatte 20 geschweißt ist.

Eines der Zuführungs-Abgabebauteile 22 weist einen an einem oberen Abschnitt des Zuführungs-Abgabebauteils 22 vorgesehenen Oxidationsgaszuführungsdurchlass 15B auf (in Fig. 2 auf der rechten Seite gezeigt), um den Oxidations­ gaszuführungsdurchlass 15B mit dem Oxidationsgaszuführungs­ verteiler 15M in Verbindung zu bringen. Das Zuführungs- Abgabebauteil 22 weist außerdem einen entsprechenden Brennstoffgaszuführungsdurchlass und einen (nicht gezeigten) Kühlmittelzuführungsdurchlass auf.

Den elektrischen Ausgangsanschluss umgibt ein an dem Zuführungs-Abgabebauteil 22 befindlicher Mantelabschnitt 22a. Das andere Zuführungs-Abgabebauteil weist (nicht gezeigte) Abgabedurchlässe auf, die an einem unteren Abschnitt des anderen Zuführungs-Abschnittabgabebauteil mit einem Fluidabgabeverteiler in Verbindung stehen. An dem anderen Zuführungs-Abgabebauteil befindet sich ein weiterer Mantelabschnitt und umgibt den anderen elektrischen Ausgangsanschluss 21.

Bei einer der Endplatten 23 sind Löcher 23b, 23c und 23d vorgesehen (Fig. 5), die Einlässe mit Flanschanschlüssen 24, 27 und 28 darstellen und jeweils mit dem Oxidations­ gaszuführungsdurchlass 15B, dem Brennstoffgaszuführungs­ durchlass und dem Kühlmittelzuführungsdurchlass in Verbindung stehen.

Bei der anderen Endplatte 23 sind (nicht gezeigte) ähnliche Löcher für weitere (nicht gezeigte) Flanschanschlüsse vorgesehen. Diese weiteren Flanschanschlüsse stellen Anschlüsse dar, die mit den Fluidabgabedurchlässen des anderen Zuführungs-Abgabebauteils 22 in Verbindung zu bringen sind.

Die Flanschanschlüsse bestehen aus korrosionsbeständigem rostfreiem Stahl.

An der Endplatte 23 ist ein Loch 23a und ein Schutz­ abschnitt 23f vorgesehen. Der Schutzabschnitt 23f umgibt entlang der Aufschichtungsrichtung die Außenseite des Zuführungs-Abgabebauteils. An den vier Ecken des Zuführungs-Abgabebauteils 22 und der Endplatte 23 befinden sich Schraubenlöcher, um Schrauben 29b aufzunehmen, wenn diese Komponenten zur Brennstoffzelle zusammengebaut werden.

Nachstehend wird der Montagevorgang der verschiedenen Teile und Komponenten, wie der Stromkollektorplatte 20, des Zuführungs-Abgabebauteils 22 und der Endplatte 23, beschrieben.

Zunächst wird an einem Endabschnitt der Aufschichtung 10 der Separator 1D angeordnet. Die Stromkollektorplatte 20 wird mit der Kontaktebene 30 des Separators 1D in Kontakt gebracht und ein Abdichtungsbauteil 25 in der Vertiefung 8 des Separators 1D angeordnet. Das Abdichtungsbauteil 25 stellt bei diesem Ausführungsbeispiel ein Sperrmittel dar. Als nächstes wird der Oxidationsgaszuführungsdurchlass 15B mit dem Oxidationsgaszuführungsverteiler 15M verbunden. Der Brennstoffgaszuführungsdurchlass wird mit dem Brennstoff­ gaszuführungsverteiler verbunden, und der Kühlmittel­ zuführungsdurchlass wird mit dem Kühlmittelzuführungs­ verteiler verbunden. Dann wird das Zuführungs-Abgabebauteil 22 auf den Separator 1D geschoben, sodass der elektrischen Ausgangsanschluss 21 durch den Mantelabschnitt 22a des Zuführungs-Abgabebauteils 22 eingeführt und die Strom­ kollektorplatte 20 umschlossen wird.

Ein Flanschabschnitt 24a des Flanschanschlusses 24, der in das Loch 23b eingepasst ist, wird über einen O-Ring 26 mit dem Zuführungs-Abgabebauteil 22 in Kontakt gebracht, um den Flanschanschluss 24 mit dem Oxidationsgaszuführungs­ durchlass 15B des Zuführungs-Abgabebauteils 22 zu verbinden.

Entsprechend werden die Flanschabschnitte der Flansch­ anschlüsse 27 und 28 über einen O-Ring 26 mit dem Zuführungs-Abgabebauteil 22 in Kontakt gebracht, um die Flanschanschlüsse 27 und 28 mit dem Brennstoffgas­ zuführungsdurchlass und dem Kühlmittelzuführungsdurchlass des Zuführungs-Abgabebauteils 22 zu verbinden.

Die Endplatte 23 mit den in den jeweiligen Löchern 23b, 23c und 23d befindlichen Flanschanschlüssen 24, 27 und 28 wird an der Außenseite des Zuführungs-Abgabebauteils 22 angeordnet, sodass das Zuführungs-Abgabebauteil 22 von dem Schutzabschnitt 23f umgeben ist, nachdem der Mantel­ abschnitt 22a des Zuführungs-Abgabebauteils 22 durch das Loch 23a geführt wurde.

Die verschiedenen in Fig. 2 auf der linken Seite gezeigten Teile und Komponenten, wie etwa die Stromkollektorplatte 20, das Zuführungs-Abgabebauteil 22 und die Endplatte 23, werden auf ähnliche Weise angeordnet. Anschließend werden die Schrauben 29a in die an den vier Ecken des Separators 1A, 1B, 1C und 1D befindlichen Schraubenlöcher eingeführt. Danach werden diese Teile und Komponenten, wie etwa das Zuführungs-Abgabebauteil 22 und die Endplatte 23, mit Hilfe der Schrauben 29a und Muttern 29b befestigt. Die Strom­ kollektorplatten 20, die Zuführungs-Abgabebauteile 22 und die Flanschanschlüsse 24, 27, 28 werden dadurch fixiert. Gleichzeitig wird der Kontaktwiderstand zwischen dem Separator 1D und der Stromkollektorplatte 20 gesenkt. Außerdem wird das Fluid an den verschiedenen Abdichtungs­ abschnitten hermetisch abgedichtet.

Es folgt nun eine Erläuterung der Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels. Bei der in Fig. 2 gezeigten Brenn­ stoffzelle wird der Brennstoffzelle durch die Flansch­ anschlüsse 24, 27 und 28 Oxidationsgas (d. h. Luft), Brennstoffgas und Kühlmittel (d. h. Kühlwasser) zugeführt.

Das der Brennstoffzelle zugeführte Oxidationsgas wird der Oxidationsgaszuführungsleitung 11b der Separatoren 1B und 1C über den Oxidationsgaszuführungsverteiler 15M zugeführt. An der Oxidationsmittelelektrode 5 findet eine Reaktion statt, die den Sauerstoff in dem Oxidationsgas nutzt, das in der Oxidationsgaszuführungsleitung 11b strömt. Das nicht für die Reaktion genutzte Oxidationsgas wird über den Oxidationsgasabgabeverteiler 16M links unten aus der Brennstoffzelle ausgegeben.

Auf ähnliche Weise wird das der Brennstoffzelle zugeführte Brennstoffgas über den Brennstoffgaszuführungsverteiler der Brennstoffgaszuführungsleitung 11a der Separatoren 1A und 1B zugeführt. An der Brennstoffelektrode 6 findet eine Reaktion statt, die den Wasserstoff in dem Brennstoffgas nutzt, das in der Brennstoffgaszuführungsleitung 11a strömt. Das nicht für die Reaktion genutzte Brennstoffgas wird über den Brennstoffgasabgabeverteiler unten links aus der Brennstoffzelle abgegeben.

Das der Brennstoffzelle zugeführte Kühlmittel wird über den Kühlmittelzuführungsverteiler der Kühlmittelzuführungs­ leitung 11c der Separatoren 1A und 1C zugeführt. Das der Zuführungsleitung 11c zugeführte Kühlmittel hält die Brennstoffzelle zur effizienten elektrischen Leistungs­ erzeugung auf einer passenden Temperatur. Anschließend wird das Kühlmittel über den Kühlmittelabgabeverteiler unten links aus der Brennstoffzelle ausgegeben.

An der Elektrodeneinheit 3 wird infolge der Reaktionen an der Oxidationsmittelelektrode 5 und der Brennstoffelektrode 6 eine elektromotorische Kraft (von ungefähr 0,5 bis 0,8 V) erzeugt, sodass sich ein Ausgangsstrom ergibt. Um die notwendige elektromotorische Gesamtkraft zu erzielen, sind mehrere Elektrodeneinheiten 3 in Serie aufeinander­ geschichtet. Die elektromotorische Gesamtkraft der aufeinandergeschichteten Elektrodeneinheiten 3 kann an den Separatoren 1D abgegriffen werden, die an den beiden Enden der Aufschichtung 10 angeordnet sind.

Die elektromotorische Gesamtkraft wird auf die Strom­ kollektorplatte 20 übertragen, um über den elektrischen Ausgangsanschluss 21 einer (nicht gezeigten) externen Schaltung zugeführt zu werden. Die elektromotorische Gesamtkraft kann von verschiedenen Vorrichtungen wie etwa einem Motor und Hilfssteuerungsvorrichtungen für das Elektrofahrzeug verbraucht werden.

Es reicht aus, dass die Stromkollektorplatten 20 die gleiche Fläche wie die Elektroden 5 und 6 haben, da die elektromotorische Kraft der Brennstoffzelle lediglich an den Elektroden 5 und 6 erzeugt wird. Die Fläche der Strom­ kollektorplatte 20 kann jedoch so weit angepasst werden, wie die Stromkollektorplatte 20 nicht den Durchgang der Fluide verhindert.

Für die Mindestfläche der Stromkollektorplatte 20 lässt sich keine genaue Grenze angeben. Es ist jedoch vorzuziehen, dass die Fläche der Stromkollektorplatten 20 mehr als 60% der Fläche der Elektroden 5 und 6 beträgt. Im Hinblick auf einen Ausgleich zwischen dem Stromsammel­ wirkungsgrad und den Kosten sollte die Fläche der Strom­ kollektorplatten 20 ungefähr der Fläche der Elektroden 5 und 6 entsprechen. Dadurch können die Stromkollektorplatten 20 kleiner als bisherige Stromkollektorplatten sein und lassen sich die Herstellungskosten der Brennstoffzelle senken.

Da die Stromkollektorplatte 20 durch das Abdichtungsbauteil 25 als dem Sperrmittel von den Fluiden getrennt wird, kommt die Stromkollektorplatte 20 niemals mit dem Oxidationsgas, dem Brennstoffgas oder dem Kühlmittel in Kontakt. Daher korrodiert die Stromkollektorplatte 20 nicht und kann die Zuverlässigkeit der Brennstoffzelle erhöht werden. Außerdem lässt sich die Stromkollektorplatte 20 aus einem Metall mit hervorragender Leitfähigkeit herstellen. Daher kann der Leistungsverlust der Brennstoffzelle gesenkt und der Wirkungsgrad bei der elektrischen Leistungserzeugung verbessert werden.

Da die Stromkollektorplatte 20 aus einem kostengünstigen Material wie etwa Aluminium, Eisen oder Kupfer gefertigt werden kann und da die Stromkollektorplatte 20 nicht mit einer Beschichtung hoher Korrosionsbeständigkeit versehen werden muss, lassen sich die Herstellungskosten der Brenn­ stoffzelle senken.

Während eine herkömmliche Stromkollektorplatte als Abdichtung auf beiden Seiten Dichtungsbauteile benötigt, sind diese Bauteile bei der Erfindung nicht notwendig. Dementsprechend lässt sich der Aufbau der Brennstoffzelle vereinfachen und können die Kosten zur Herstellung der Brennstoffzelle gesenkt werden.

Auch wenn der elektrische Ausgangsanschluss 21 in Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung 10 durch das Zuführungs-Abgabebauteil 22 hindurch vorragt, sind die Form des elektrischen Ausgangsanschlusses 21 und die Richtung, in der er vorragt, nicht darauf beschränkt, solange der elektrische Ausgangsanschluss 21 von sämtlichen Fluiden getrennt ist.

Der elektrische Ausgangsanschluss 21 kann mit der Strom­ kollektorplatte 20 beispielsweise in einem Stück ausgebildet sein und der elektrische Ausgangsanschluss 21 kann in einer zu der Aufschichtrichtung der Aufschichtung 10 senkrechten Richtung vorragen.

Fig. 6 zeigt eine Teilschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem der elektrische Ausgangsanschluss eine unterschiedliche Form hat. Bis auf die Form des Separators 1E, des elektrischen Ausgangs­ anschlusses 21A, des Zuführungs-Abgabebauteils 22A und der Endplatte 23A hat das zweite Ausführungsbeispiel den gleichen Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel. Daher werden für identische Bauteile oder Teile die gleichen Bezugszahlen verwendet und ihre Erläuterung weggelassen.

Mit Ausnahme dessen, das der Separator 1E kein Brennstoff­ ausgabeloch 9, kein Oxidationsgasausgabeloch 16 und kein Kühlmittelausgabeloch 18 aufweist, hat der Separator 1E den gleichen Aufbau wie der Separator 1D. Der elektrische Ausgangsanschluss 21A ist mit der Stromkollektorplatte 20 in einem Stück ausgebildet und ragt von der Brennstoffzelle aus seitlich (d. h. nach unten) vor. Die Richtung, in der die Stromkollektorplatte 20 vorragt, kann abhängig vom Anwendungsbereich der Brennstoffzelle gewählt werden, solange die Stromkollektorplatte 20 von jeglichem Fluid getrennt ist. So kann die Stromkollektorplatte 20 beispielsweise von der Seite der Brennstoffzelle aus vorragen.

Die Stromkollektorplatte 20 wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel von dem Zuführungs-Abgabebauteil 22A zum Separator 15 hin gepresst. Das Zuführungs-Abgabebauteil 22A wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel von der Endplatte 23A gepresst. Da es bei dem zweiten Ausführungs­ beispiel nicht notwendig ist, an den Zuführungs-Abgabe­ bauteil 22A den Mantelabschnitt 22a und in der Endplatte 23A das Loch 23a vorzusehen, lässt sich der Aufbau dieser Bauteile vereinfachen.

Da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die andere Elektrode von dem Fluidzuführungsloch und dem Fluidabgabeloch umgeben ist, kann der elektrische Ausgangsanschluss 21 nicht zur Seite der Brennstoffzelle herausgeführt werden, sofern der elektrische Ausgangsanschluss von jeglichem Fluid zu trennen ist. Daher wird nur der elektrische Ausgangs­ anschluss 21A von der Seite des Zuführungs-Abgabebauteils der Brennstoffzelle aus nach außen herausgeführt, wobei der elektrische Ausgangsanschluss 21A aus der Brennstoffzelle nach außen vorragt, während er von dem Fluid getrennt ist.

Da es kaum korrodiert, kann für den elektrischen Ausgangs­ anschluss ein Metall mit hervorragender elektrischer Leitfähigkeit verwendet werden. Daher lässt sich der Widerstandsverlust der Brennstoffzelle senken. Wenn der elektrische Ausgangsanschluss 21 aus Metall besteht, lässt sich auch der Widerstand zwischen dem elektrischen Ausgangsanschluss 21 und der externen Schaltung senken. Bei einem elektrischen Ausgangsanschluss 21 aus Metall kommt es außerdem kaum zu einem elektrischen Bruch des elektrischen Ausgangsanschlusses 21.

Wenn der elektrische Ausgangsanschluss 21 seitlich von der Brennstoffzelle vorragt, ist der Stromkollektorabschnitt weit von dem elektrischen Ausgangsanschluss 21 beabstandet, sodass zwischen dem nahe dem elektrischen Ausgangsanschluss 21 liegenden Stromkollektorabschnitt und dem von dem elektrischen Ausgangsanschluss 21 entfernt liegenden Stromkollektorabschnitt eine Spannungsdifferenz auftreten kann. Demnach muss der Widerstand des Stromkollektor­ bauteils gesenkt werden, um diese Differenz zu minimieren. Es ist daher notwendig, das Stromkollektorbauteil 20 dicker auszuführen.

Wenn der elektrische Ausgangsanschluss 21 jedoch wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel von der Innenseite des Zuführungs-Abgabebaubauteils aus der Brennstoffzelle nach außen herausgeführt wird, kann der elektrische Ausgangs­ anschluss 21 näher an der Mitte des Stromkollektorbauteils 20 angeordnet werden. Wegen der kurzen Länge des Strom­ kollektorabschnitts und des elektrischen Ausgangs­ anschlusses 21 kann das Stromkollektorbauteil 20 daher dünner ausgeführt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem der außen von der Aufschichtung in Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung vorragende elektrische Ausgangsanschluss 21 zum Einsatz kommt, lässt sich der elektrische Ausgangsanschluss 21 einfach entlang der Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung durch ein in dem Zuführungs-Abgabebauteil 22 vorgesehenes Loch hinausführen. Daher lässt sich die Brennstoffzelle zu geringen Kosten fertigen.

Obwohl die Zuführungs-Abgabebauteile 22 und 22A bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen aus elektrisch isolierendem PPS bestehen, kann für die Zuführungs-Abgabe­ bauteile 22 und 22A anstelle dessen auch ein anderes Material als PPS verwendet werden, solange das Material elektrisch isolierend, wärmebeständig und chemisch beständig ist. So ist für das Material der Zuführungs- Abgabebauteil 22 und 22A ein thermoplastisches Harz wie etwa Phenolharz, Epoxydharz oder ein wärmehärtbares Harz wie etwa PPS, denaturiertes Poly(phenylenoxid)-Harz geeignet. Diese Materialien lassen sich zu geringen Kosten in die komplexe Form der Zuführungs-Abgabebauteile 22 und 22A bringen, die den Zuführungsdurchlass, den Abgabe­ durchlass und den Mantelabschnitt 22a aufweisen. Unter diesen Materialien ist das in diesem Ausführungsbeispiel verwendete PPS aufgrund seiner hervorragenden Wärme­ beständigkeit und chemischen Beständigkeit das geeignetste.

Obwohl das Zuführungs-Abgabebauteil 22 bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem Mantelabschnitt 22a in einem Stück ausgebildet ist, können diese auch separat ausgebildet werden. Auch in diesem Fall ragt der elektrische Ausgangsanschluss vom Inneren des Zuführungs- Abgabebauteils aus der Brennstoffzelle nach außen vor.

Obwohl bei diesen Ausführungsbeispielen die Flansch­ anschlüsse 24, 27, 28 von den Zuführungs-Abgabebauteilen 22, 22A getrennt sind und für den Einlass oder den Auslass verwendet werden, kann der Einlass oder der Auslass mit dem Zuführungs-Abgabebauteilen 22 und 22A auch in einem Stück ausgebildet werden. Wenn der Einlass oder der Auslass jedoch von den Zuführungs-Abgabebauteilen 22 und 22A gebildet wird, kann das Material des Einlasses oder des Auslasses separat gewählt werden. Die Materialien können daher unter Berücksichtigung der Verbindbarkeit des Einlasses, des Auslasses und des Außenrohrs sowie der für diese Verbindung erforderlichen Festigkeit ausgewählt werden.

Der Einlass oder der Auslass ist nicht auf einen flansch­ artigen Anschluss beschränkt. So kann zum Beispiel auch ein Anschluss mit Schraubengewinde Anwendung finden. Doch es ist für den Anschluss erforderlich, dass er eine hervor­ ragende Korrosionsbeständigkeit hat, da korrosives Fluid durch den Anschluss strömt. Da die Form des Flansch­ anschlusses so gestaltet ist, dass er sich unter Verwendung eines korrosionsbeständigen Materials wie etwa rostfreiem Stahl leicht herstellen lässt, lassen sich die Herstellungskosten für den Einlass oder den Auslass bei hervorragender Korrosionsbeständigkeit senken.

Obwohl anstelle der Endplatten 23 und 23A auch die Zuführungs-Abgabebauteile 22 und 22A für das Pressbauteil verwendet werden können, ist es vorteilhaft, wenn die Zuführungs-Abgabebauteile 22 und 22A von den Endplatten 23 und 23A getrennt sind, da für das Pressbauteil die besten Materialien mit ausreichender Festigkeit und Steifigkeit gewählt werden können, um den in der Brennstoffzelle erzeugten Innendruck zu halten. Wenn das Zuführungs-Abgabe­ bauteil und das Pressbauteil getrennt sind, kann das Pressbauteil (d. h. die Endplatten 23 und 23A) abgesehen davon auch dazu verwendet werden, den Flanschabschnitt 24a des Flanschanschlusses 24 zu dem Zuführungs-Abgabebauteil 22 hin zu pressen.

Da an den Endplatten 23 und 23A der Schutzabschnitt 23f vorgesehen ist, um so das Zuführungs-Abgabebauteil 22 zu umgeben, wird das Zuführungs-Abgabebauteil 22 nicht ohne Weiteres durch einen hohen Innendruck beschädigt.

Da der elektrische Ausgangsanschluss in den Mantelabschnitt 22a des Zuführungs-Abgabebauteils 22 eingeschoben ist und der Mantelabschnitt 22a durch das in dem Pressbauteil vorgesehene Loch 23a hindurchgeht, kann für das Material des Pressbauteils eine Aluminiumlegierung oder eine Eisen­ legierung verwendet werden, die keine isolierenden Eigen­ schaften hat. Dadurch kann das Pressbauteil eine hervor­ ragende Festigkeit und Steifigkeit gegen hohe Innen­ fluiddrücke aufweisen. Außerdem lässt sich ein Pressbauteil mit einer komplexen Form herstellen, wobei für das Press­ bauteil ein Kunststoffwerkstoff mit ausreichender Festigkeit und Steifigkeit verwendet werden kann.

Die obige detaillierte Beschreibung dient nur zu Darstellungszwecken, wobei die Erfindung in erster Linie durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche bestimmt wird.

Claims (19)

1. Brennstoffzelle, mit:
einer eine Vielzahl von Einheitszellen (2a, 2b) umfassenden Aufschichtung (10), wobei jede Einheitszelle eine von Separatoren (1A, 1B, 1C, 1D) gehaltene Elektroden­ einheit (3) und jede Elektrodeneinheit eine von einem Paar Elektroden (5, 6) gehaltene Festpolymerelektrolytmembran (4) umfasst;
Fluiddurchlässen (15M, 16M), die in Aufschichtungs­ richtung der Aufschichtung durch die Aufschichtung verlaufen;
einem isolierenden Zuführungs-Abgabebauteil (22), das einen zumindest mit einem der durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässe in Verbindung stehenden Fluiddurchlass (15B) aufweist;
einem Stromkollektorbauteil (20), das zwischen dem Zuführungs-Abgabebauteil und der Aufschichtung gehalten wird;
einem Sperrmittel (25), das so positioniert ist, dass es das Stromkollektorbauteil von einem Fluid in dem Fluid­ durchlass des Zuführungs-Abgabebauteils und von den durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässen fluid­ trennt.

2. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, mit einem elektrischen Ausgangsanschluss (21), der mit dem Strom­ kollektorbauteil (20) verbunden ist und, indem er durch das Zuführungs-Abgabebauteil (22) hindurchgeht, aus der Brenn­ stoffzelle nach außen vorragt.

3. Brennstoffzelle nach Anspruch 2, wobei der elektrische Ausgangsanschluss (21) aus der Brennstoffzelle in Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung nach außen vorragt.

4. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, mit einem Flansch­ anschluss (24, 27, 28), der an dem Zuführungs-Abgabebauteil (22) anliegt und mit dem Fluiddurchlass (15B) des Zuführungs-Abgabebauteils in Fluidverbindung steht, und einem Pressbauteil (23), das das Zuführungs-Abgabebauteil zur Mitte der Aufschichtung hin und den Flanschanschluss zu dem Zuführungs-Abgabebauteil hin presst.

5. Brennstoffzelle nach Anspruch 4, wobei das Zuführungs- Abgabebauteil (22) einen Mantelabschnitt (22a) umfasst, der den elektrischen Ausgangsanschluss (21) aufnimmt, und der Mantelabschnitt das Pressbauteil (23) durchdringt.

6. Brennstoffzelle nach Anspruch 4, wobei das Zuführungs- Abgabebauteil (22) einen Mantelabschnitt (22a) umfasst, der den elektrischen Ausgangsanschluss (21) aufnimmt.

7. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Pressbauteil (23), das einen Schutzabschnitt (23f) aufweist, der zumindest einen Teil des Zuführungs-Abgabe­ bauteils (22) bedeckt.

8. Brennstoffzelle nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Pressbauteil (23) einen Schutzabschnitt (23f) umfasst, der zumindest einen Teil des Zuführungs-Abgabebauteils (22) bedeckt.

9. Brennstoffzelle, mit:
Separatoren (1A, 1B, 1C, 1D), die mindestens einen Durchlass (8, 9, 13, 15, 16, 17, 18) zum Durchgang entweder eines Brennstoffgases, eines Oxidationsgases oder eines Kühl­ mittels aufweisen;
einer Elektrodeneinheit (3), die ein Paar Elektroden (5, 6) und einen zwischen den Elektroden gehaltenen Elektrolyten (4) aufweist;
einer Einheitszelle (2a, 2b), die aus den Separatoren und der von den Separatoren gehaltenen Elektrodeneinheit besteht;
einer aus einer Vielzahl der Einheitszellen ausgebildeten Aufschichtung (10);
einem entlang der Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlass (15M, 16M) zum Durchgang des Brennstoffgases, des Oxidationsgases und/oder Kühlmittels;
einem an zumindest einem Ende der Aufschichtung vorgesehenen isolierenden Zuführungs-Abgabebauteil (22) zur Zuführung und Abgabe des Brennstoffgases, des Oxidations­ gases und des Kühlmittels für den Fluiddurchlass;
einem zwischen dem Zuführungs-Abgabebauteil und der Aufschichtung gehaltenen Stromkollektorbauteil (20); und
einem Sperrmittel (25), das so positioniert ist, dass es das Stromkollektorbauteil von einem Fluid in dem Fluid­ durchlass des Zuführungs-Abgabebauteils und von den durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässen fluid­ trennt.

10. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, mit einem elektrischen Ausgangsanschluss (21), der mit dem Strom­ kollektorbauteil (20) verbunden ist und, indem er durch das Zuführungs-Abgabebauteil (22) hindurchgeht, aus der Brenn­ stoffzelle nach außen vorragt.

11. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, mit einem elektrischen Ausgangsanschluss (21), der von der Aufschichtung (10) aus in Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung nach außen vorragt.

12. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, mit einem Einlass, der einen Flanschanschluss (24) aufweist, und einem Auslass, der einen anderen Flanschanschluss aufweist, wobei die Flanschanschlüsse an den Zuführungs-Abgabebauteilen (22) anliegen, um das Fluid durch den Einlass und den Auslass durchzulassen.

13. Brennstoffzelle nach Anspruch 12, mit einem Press­ bauteil (23), das das Zuführungs-Abgabebauteil zur Mitte der Aufschichtung hin und die Flanschanschlüsse zu dem Zuführungs-Abgabebauteil hin presst.

14. Brennstoffzelle nach Anspruch 13, mit einem elektrischen Ausgangsanschluss (21), der von der Aufschichtung (10) aus in der Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung nach außen vorragt, wobei das Zuführungs- Abgabebauteil (22) einen Mantelabschnitt (22a) umfasst, der durch das Pressbauteil verläuft und den elektrischen Ausgangsanschluss aufnimmt.

15. Brennstoffzelle nach Anspruch 13, wobei das Press­ bauteil (23) einen Schutzabschnitt (23f) umfasst, der zumindest einen Teil des Zuführungs-Abgabebauteils (22) bedeckt.

16. Brennstoffzelle, mit:
einer Aufschichtung (10), die eine Vielzahl von Einheitszellen (2a, 2b) umfasst, wobei jede Einheitszelle eine von Separatoren (1A, 1B, 1C, 1D) gehaltene Elektroden­ einheit (3) umfasst;
Fluiddurchlässen (15M, 16M), die in Aufschichtungs­ richtung der Aufschichtung durch die Aufschichtung verlaufen;
einem isolierenden Zuführungs-Abgabebauteil (22), das einen mit zumindest einem der durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässen in Verbindung stehenden Fluiddurchlass (15B) aufweist;
einem zwischen dem Zuführungs-Abgabebauteil und der Aufschichtung gehaltenen Stromkollektorbauteil (20); und
einem Sperrmittel zur Fluidtrennung des Strom­ kollektorbauteils von einem Fluid in dem Fluiddurchlass des Zuführungs-Abgabebauteils und von den durch die Aufschichtung verlaufenden Fluiddurchlässen.

17. Brennstoffzelle nach Anspruch 16, mit einem elektrischen Ausgangsanschlussmittel (21) zum Ausspeisen von in der Brennstoffzelle erzeugter Elektrizität aus der Brennstoffzelle nach außen.

18. Brennstoffzelle nach Anspruch 17, wobei das elektrische Ausgangsanschlussmittel (21) aus der Brennstoffzelle in der Aufschichtungsrichtung der Aufschichtung nach außen vorragt.

19. Brennstoffzelle nach Anspruch 16, mit einem Press­ mittel (23) zum Pressen des Zuführungs-Abgabebauteils (22) zur Mitte der Aufschichtung hin und zum Pressen eines Flanschanschlusses (24, 27, 28) zu dem Zuführungs-Abgabe­ bauteil hin.