DE10135336C1 - Fuel cell unit for fuel cell block has 2 housing parts sealed together via coupling surface parallel to stacking direction of fuel cell units within fuel cell block - Google Patents

Fuel cell unit for fuel cell block has 2 housing parts sealed together via coupling surface parallel to stacking direction of fuel cell units within fuel cell block

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Abstract

The fuel cell unit has a housing with 2 housing parts which are sealed together via a coupling surface parallel to the stacking direction of fuel cell units within a fuel cell block, provided by a flange extending perpendicular to the stacking direction. An Independent claim for a fuel cell block with a number of fuel cell units is also included.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenein­ heit für einen Brennstoffzellenblockverbund, welcher eine Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheiten umfaßt, die längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgen, wobei die Brennstoff­ zelleneinheit ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, welche im wesentlichen gasdicht miteinander verbunden sind, umfaßt, und wobei der erste Ge­ häuseteil eine erste Verbindungsfläche aufweist, an welcher der erste Gehäuseteil an dem zweiten Gehäuseteil festgelegt ist.The present invention relates to a fuel cell unit for a fuel cell block assembly, which one Includes a plurality of fuel cell units, the longitudinal follow a stacking direction, the fuel cell unit a housing with a first housing part and a second housing part, which is essentially gas-tight are connected together, and wherein the first Ge housing part has a first connecting surface on which the first housing part fixed to the second housing part is.

Aus der deutschen Patentanmeldung 100 44 703 derselben Anmel­ derin ist eine solche Brennstoffzelleneinheit bekannt, bei welcher ein als Kontaktplatte ausgebildetes erstes Gehäuse­ teil eine Verbindungsfläche aufweist, welche senkrecht zu der Stapelrichtung ausgerichtet ist, wobei die Kontaktplatte an dieser Verbindungsfläche durch Verschweißen oder Verlöten an einem als Fluidführungsrahmen ausgebildeten zweiten Gehäuse­ teil festgelegt ist.From German patent application 100 44 703 of the same application Such a fuel cell unit is known in which is a first housing designed as a contact plate part has a connecting surface which is perpendicular to the Stack direction is aligned, with the contact plate this connection surface by welding or soldering a second housing designed as a fluid guide frame part is fixed.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Kontaktplatte und des Fluidführungsrahmens oder aufgrund von Montagetoleranzen beim Zusammenbau des Gehäuses der Brenn­ stoffzelleneinheit kann es jedoch vorkommen, daß die Verbin­ dungsfläche der Kontaktplatte nicht überall flächig an dem Fluidführungsrahmen anliegt, so daß die miteinander zu ver­ bindenden Bereiche der Kontaktplatte und des Fluidführungs­ rahmens während des Verschweißens oder des Verlötens gegen­ einander gepreßt werden müssen, um eine ausreichende Gas­ dichtheit der Verbindung zwischen diesen beiden Gehäuseteilen zu erreichen.Due to manufacturing tolerances in the manufacture of the Contact plate and the fluid guide frame or due to Assembly tolerances when assembling the casing of the burner unit cell unit, however, it may happen that the conn contact surface of the contact plate not everywhere on the Fluid guide frame rests so that the ver to each other binding areas of the contact plate and the fluid guide frame during welding or soldering  must be pressed against each other to get sufficient gas tightness of the connection between these two housing parts to reach.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzelleneinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Gehäuse einfach und rasch montierbar ist.The present invention is therefore based on the object a fuel cell unit of the type mentioned create, whose housing is easy and quick to assemble.

Diese Aufgabe wird bei einer Brennstoffzelleneinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß die erste Verbindungsfläche im wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung des Brennstoffzellenblockver­ bunds ausgerichtet ist.This task is carried out with a fuel cell unit Features of the preamble of claim 1 according to the invention solved by that the first interface substantially parallel to the stacking direction of the fuel cell block ver is aligned.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenein­ heit die erste Verbindungsfläche parallel zu der Stapelrich­ tung ausgerichtet ist, können Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der beiden Gehäuseteile dadurch ausgeglichen wer­ den, daß die beiden miteinander zu verbindenden Gehäuseteile beim Zusammenbau des Gehäuses längs der Stapelrichtung so ge­ geneinander verschoben werden, daß die gasdichte Verbindung zwischen der ersten Verbindungsfläche des ersten Gehäuseteils und dem zweiten Gehäuseteil hergestellt werden kann.The fact that in the fuel cells according to the invention the first connection surface parallel to the stack direction device, manufacturing tolerances at the Manufacture of the two housing parts thereby compensated for who that the two housing parts to be connected to each other when assembling the housing along the stacking direction so ge be moved towards each other, that the gas-tight connection between the first connecting surface of the first housing part and the second housing part can be manufactured.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennstoffzelleneinheit ist vorgesehen, daß die erste Verbin­ dungsfläche an einem ersten Verbindungsflansch angeordnet ist, wobei der erste Verbindungsflansch längs einer Biegeli­ nie an einen Bereich des ersten Gehäuseteils angrenzt, der im wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung ausgerichtet ist, und wobei sich der erste Verbindungsflansch von diesem Bereich des ersten Gehäuseteils aus im wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung erstreckt.In a preferred embodiment of the invention Fuel cell unit is provided that the first connection arranged on a first connecting flange is, wherein the first connecting flange along a bend never adjoins an area of the first housing part that is in the aligned substantially perpendicular to the stacking direction is, and wherein the first connecting flange of this  Area of the first housing part from substantially parallel extends to the stacking direction.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der erste Verbindungs­ flansch den im wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung aus­ gerichteten Bereich des ersten Gehäuseteils ringförmig um­ gibt.In particular, it can be provided that the first connection flange out essentially perpendicular to the stacking direction directed area of the first housing part in a ring shape gives.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, daß der zweite Gehäuse­ teil einen zweiten Verbindungsflansch aufweist, welcher längs einer Biegelinie an einen Bereich des zweiten Gehäuseteils angrenzt, der im wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung ausgerichtet ist, und welcher sich von diesem Bereich des zweiten Gehäuseteils aus im wesentlichen parallel zu der Sta­ pelrichtung erstreckt.It is also preferably provided that the second housing partly has a second connecting flange, which is longitudinal a bending line to an area of the second housing part adjacent, which is substantially perpendicular to the stacking direction and which is different from this area of the second housing part from substantially parallel to the Sta direction extends.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der zweite Verbin­ dungsflansch des zweiten Gehäuseteils einen Schiebesitz bil­ det, in dem der erste Verbindungsflansch des ersten Gehäuse­ teils längs der Stapelrichtung verschieblich aufgenommen ist. Auf diese Weise können eventuell auftretende Fertigungs- und Montagetoleranzen besonders einfach ausgeglichen werden.In particular, it can be provided that the second connection tion flange of the second housing part a sliding seat bil det, in which the first connecting flange of the first housing partly slidably received along the stacking direction. In this way, possibly occurring manufacturing and Assembly tolerances can be compensated particularly easily.

Ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der zweite Verbin­ dungsflansch einen freien Rand aufweist, an dem der zweite Verbindungsflansch mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist, so bietet dies den Vorteil, daß die Verbindungsstelle zwi­ schen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil be­ sonders leicht von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist. It is advantageously provided that the second connection has a free edge on which the second Connecting flange is connected to the first housing part, so this has the advantage that the connection point between rule the first housing part and the second housing part is particularly easy to access from outside the housing.  

Aus demselben Grund ist es von Vorteil, wenn der erste Ver­ bindungsflansch einen freien Rand aufweist, an dem der erste Verbindungsflansch mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden ist.For the same reason, it is advantageous if the first ver binding flange has a free edge on which the first Connecting flange is connected to the second housing part.

Der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil sind vor­ zugsweise durch Verschweißen, insbesondere durch Laser­ schweißen und/oder durch Verlöten, insbesondere durch Hartlö­ ten, im wesentlichen gasdicht miteinander verbunden.The first housing part and the second housing part are in front preferably by welding, especially by laser welding and / or by soldering, in particular by brazing ten, essentially gas-tight.

Anspruch 8 ist auf einen Brennstoffzellenblockverbund gerich­ tet, welcher eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Brennstoff­ zelleneinheiten umfaßt, die längs der Stapelrichtung aufein­ anderfolgen.Claim 8 is for a fuel cell block composite tet, which is a plurality of fuel according to the invention comprises cell units which are aligned along the stacking direction other follow.

Um die Herstellung des Gehäuses der Brennstoffzelleneinheit weiter zu vereinfachen, sind die Gehäuseteile der Brennstoff­ zelleneinheit vorzugsweise als Blechformteile ausgebildet, die durch einen oder mehrere Umformvorgänge, insbesondere durch Prägen und/oder Tiefziehen, aus im wesentlichen ebenen Blechzuschnitten hergestellt werden.To manufacture the housing of the fuel cell unit To simplify further, the housing parts are the fuel cell unit preferably designed as sheet metal parts, by one or more forming processes, in particular by stamping and / or deep drawing, from essentially flat Sheet metal blanks are produced.

Der erfindungsgemäße Aufbau einer Brennstoffzelleneinheit eignet sich insbesondere für sogenannte Hochtemperatur-Brenn­ stoffzelleneinheiten, die eine Betriebstemperatur von bis zu 1000°C aufweisen und ohne externen Reformer direkt mit einem kohlenwasserstoffhaltigen Brenngas wie beispielsweise Methan oder Erdgas oder, alternativ hierzu, unter Verwendung eines externen Reformers, mit einem kohlenwasserstoffhaltigen Brenngas, wie beispielsweise Methan, Erdgas, Diesel- oder Benzinkraftstoff, betrieben werden können. The construction of a fuel cell unit according to the invention is particularly suitable for so-called high-temperature firing fabric cell units that have an operating temperature of up to Have 1000 ° C and directly with an external reformer hydrocarbon-containing fuel gas such as methane or natural gas or, alternatively, using a external reformer, with a hydrocarbon Fuel gas, such as methane, natural gas, diesel or Gasoline fuel can be operated.  

Zur Verwendung in einer solchen Hochtemperatur-Brennstoffzel­ leneinheit werden die Gehäuseteile des Gehäuses der Brenn­ stoffzelleneinheit aus einem Blechmaterial hergestellt, das bei den auftretenden Temperaturen von bis zu 1000°C chemisch beständig gegenüber den Bestandteilen des Brenngases, der zu­ geführten Verbrennungsluft und eines gegebenenfalls zugeführ­ ten Kühlmittels (beispielsweise Kühlluft) ist.For use in such a high temperature fuel cell leneinheit the housing parts of the housing of the Brenn fabric cell unit made of a sheet material, the chemically at temperatures of up to 1000 ° C resistant to the components of the fuel gas, which too guided combustion air and one supplied if necessary th coolant (for example cooling air).

Besonders geeignet hierfür sind hochtemperaturbeständige Edelstahlbleche oder mit einem anorganischen oder keramischen Material beschichtete Stahlbleche.High-temperature resistant are particularly suitable for this Stainless steel sheets or with an inorganic or ceramic Material coated steel sheets.

Die Stärke des verwendeten Blechmaterials beträgt vorzugs­ weise höchstens ungefähr 3 mm, insbesondere höchstens unge­ fähr 1 mm.The thickness of the sheet material used is preferred wise at the most about 3 mm, in particular at the most about 1 mm.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen zeigen:Other features and advantages of the invention are the subject the following description and graphic representation of embodiments. The drawings show:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Brennstoffzellenvorrichtung mit Zuführlei­ tungen und Abführleitungen für das Oxidationsmit­ tel und das Brennstoffgas; Figure 1 is a schematic perspective view of a fuel cell device with feed lines and discharge lines for the Oxidationsmit tel and the fuel gas.

Fig. 2 einen schematischen vertikalen Schnitt durch einen in dem Gehäuse der Brennstoffzellenvorrich­ tung aus Fig. 1 angeordneten Brennstoffzellen­ blockverbund; FIG. 2 shows a schematic vertical section through a composite fuel cell arranged in the housing of the fuel cell device from FIG. 1; FIG.

Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf Endplatten des Brennstoffzellenblockverbunds aus Fig. 2; Fig. 3 is a plan view from above of the end plates of the fuel cell stack assembly of Fig. 2;

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ka­ thoden-Anoden-Elektrolyt-Einheit mit daran an­ grenzenden Kontaktplatten; Figure 4 is a schematic longitudinal section through a Ka anode-anode electrolyte unit with adjoining contact plates.

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf eine Kontakt­ platte einer Brennstoffzelleneinheit; Fig. 5 is a schematic plan view of a contact plate of a fuel cell unit;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf einen Fluidfüh­ rungsrahmen einer Brennstoffzelleneinheit; Fig. 6 is a schematic plan view of a fluid guide frame of a fuel cell unit;

Fig. 7 den rechten Teil eines schematischen Querschnitts durch vier in der Stapelrichtung des Brennstoff­ zellenblockverbunds aufeinanderfolgende Brenn­ stoffzelleneinheiten; Figure 7 shows the right part of a schematic cross section through four consecutive fuel cell units in the stacking direction of the fuel cell block assembly.

Fig. 8 den rechten Teil eines schematischen Längs­ schnitts durch vier längs der Stapelrichtung des Brennstoffzellenblockverbunds aufeinanderfolgende Brennstoffzelleneinheiten im Bereich eines Gaska­ nals; Figure 8 shows the right part of a schematic longitudinal section through four consecutive fuel cell units in the region of a gas channel along the stacking direction of the fuel cell block assembly.

Fig. 9 den rechten Teil eines schematischen Längs­ schnitts durch vier längs der Stapelrichtung des Brennstoffzellenblockverbunds aufeinanderfolgende Brennstoffzelleneinheiten im Bereich zwischen zwei Gaskanälen; Figure 9 is the right part of a schematic longitudinal section through four along the stacking direction of the fuel cell stack assembly successive fuel cell units in the region between two gas channels.

Fig. 10 eine schematische perspektivische Darstellung eines einen Gaskanal umgebenden ringförmigen Ab­ stützelements einer Brennstoffzelleneinheit; Fig. 10 is a schematic perspective view of a surrounding a gas duct from the annular support member of a fuel cell unit;

Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus Fig. 7; FIG. 11 shows an enlarged representation of area I from FIG. 7;

Fig. 12 eine schematische perspektivische Explosionsdar­ stellung zweier in der Stapelrichtung aufeinan­ derfolgender Brennstoffzelleneinheiten; FIG. 12 is a schematic perspective Explosionsdar two position in the stacking direction aufeinan derfolgender fuel cell units;

Fig. 13 eine Draufsicht auf das Gehäuse einer Brennstoff­ zelleneinheit im Bereich einer Gasdurchgangsöff­ nung bei einer zweiten Ausführungsform der Brenn­ stoffzelleneinheit, welche eine Vielzahl ein­ stückig mit den Gehäusewänden ausgebildeter Ab­ stützelemente aufweist; FIG. 13 is a plan view of the housing of a fuel cell unit in the region of Gasdurchgangsöff voltage in a second embodiment of the internal material-cell unit, which support members a plurality a lumps formed with the housing walls From comprises;

Fig. 14 einen schematischen Schnitt durch das Gehäuse der Brennstoffzelleneinheit aus Fig. 13 längs der Li­ nie 14-14 in Fig. 13; und FIG. 14 shows a schematic section through the housing of the fuel cell unit from FIG. 13 along the line 14-14 in FIG. 13; and

Fig. 15 einen schematischen Schnitt durch das Gehäuse der Brennstoffzelleneinheit aus Fig. 13 längs der Li­ nie 15-15 in Fig. 13. Fig. 15 is a schematic section through the housing of the fuel cell unit of Fig. 13 along the Li never 15-15 in Fig. 13.

Gleiche oder funktional äquvalente Elemente sind in allen Fi­ guren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.The same or functionally equivalent elements are in all fi guren with the same reference numerals.

Eine in den Fig. 1 bis 12 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Brennstoffzellenvorrichtung umfaßt ein im wesent­ lichen quaderförmiges Gehäuse 102 (siehe Fig. 1), in das eine Oxidationsmittel-Zuführleitung 104 mündet, über die dem In­ nenraum des Gehäuses 102 ein Oxidationsmittel, beispielsweise Luft oder reiner Sauerstoff, von einem (nicht dargestellten) Zuführgebläse unter einem Überdruck von beispielsweise unge­ fähr 50 mbar zugeführt wird.A shown in FIGS. 1 to 12, as a whole by reference 100 fuel cell device comprising a cuboid in Wesent union housing 102 (see Fig. 1) into which an oxidizing agent supply line empties 104, on the the inner space of the housing 102, an oxidizing agent , for example air or pure oxygen, is supplied by a (not shown) supply fan under an excess pressure of, for example, approximately 50 mbar.

Ferner mündet in das Gehäuse 102 eine Oxidationsmittel-Ab­ führleitung 105, durch welche überschüssiges Oxidationsmittel aus dem Innenraum des Gehäuses 102 abführbar ist.Furthermore, an oxidant discharge line 105 opens into the housing 102 , through which excess oxidant can be removed from the interior of the housing 102 .

Im Innenraum des Gehäuses 102 ist ein in den Fig. 2 und 3 als Ganzes dargestellter Brennstoffzellenblockverbund 106 ange­ ordnet, welcher eine untere Endplatte 108, eine mittlere obere Endplatte 110, zwei seitliche obere Endplatten 111 und eine Vielzahl zwischen der unteren Endplatte 108 und den obe­ ren Endplatten 110, 111 angeordneter, längs einer Stapelrich­ tung 112 aufeinanderfolgender Brennstoffzelleneinheiten 114 umfaßt.In the interior of the housing 102 shown as a whole in FIGS. 2 and 3 fuel cell block composite 106 is arranged, which has a lower end plate 108, a middle upper end plate 110, two side upper end plates 111 and a plurality between the lower end plate 108 and the obe Ren end plates 110 , 111 arranged, along a stack direction 112 consecutive fuel cell units 114 comprises.

Wie am besten aus Fig. 12 zu ersehen ist, welche eine per­ spektivische Explosionsdarstellung zweier längs der Stapel­ richtung 112 aufeinanderfolgender Brennstoffzelleneinheiten 114 zeigt, umfaßt jede der Brennstoffzelleneinheiten 114 eine im wesentlichen plattenförmige Kathoden-Anoden-Elektrolyt- Einheit 116 (im folgenden kurz als KAE-Einheit bezeichnet), die zwischen einer Kontaktplatte 118 und einem Fluidführungs­ rahmen 120 gehalten ist.As best seen from Fig. 12 showing a via-perspective exploded view of two along the stacking direction 112 of successive fuel cell units 114, each of the fuel cell units 114 comprises a substantially plate-shaped cathode-anode-electrolyte unit 116 (hereinafter referred to briefly as KAE -Unit designated), which is held between a contact plate 118 and a fluid guide frame 120 .

Die KAE-Einheit 116 umfaßt, wie in Fig. 4 rein schematisch dargestellt ist, ein gasdurchlässiges, elektrisch leitfähiges Substrat 121, das beispielsweise als Metalldrahtgeflecht, Me­ talldrahtvlies, Metalldrahtgewebe, Metalldrahtgestrick oder als ein aus gesinterten oder gepreßten Metallpartikeln beste­ hender poröser Körper ausgebildet sein kann, wobei durch das Substrat 121 ein Brenngas aus einem an das Substrat 121 an­ grenzenden Brenngasraum 124 hindurchtreten kann.The KAE unit 116 comprises, as shown purely schematically in FIG. 4, a gas-permeable, electrically conductive substrate 121 , which can be designed, for example, as a metal wire mesh, metal wire fleece, metal wire mesh, metal wire knit or as a porous body consisting of sintered or pressed metal particles can, whereby a fuel gas can pass through a substrate 121 from a fuel gas space 124 adjacent to the substrate 121 .

Ferner umfaßt die KAE-Einheit 116 eine auf dem Substrat 121 angeordnete plattenförmige Anode 122 aus einem elektrisch leitfähigen keramischen Material, beispielsweise Ni-ZrO2-Cermet (Keramik-Metall-Gemisch), welches porös ist, um dem Brenngas aus dem Brenngasraum 124 den Durchtritt durch die Anode 122 zu dem an die Anode 122 angrenzenden Elektroly­ ten 126 zu ermöglichen.Furthermore, the KAE unit 116 comprises a plate-shaped anode 122, which is arranged on the substrate 121 and is made of an electrically conductive ceramic material, for example Ni-ZrO 2 cermet (ceramic-metal mixture), which is porous in order to remove the fuel gas from the fuel gas chamber 124 Allow passage through the anode 122 to the electrolyte 126 adjacent to the anode 122 .

Als Brenngas kann beispielsweise ein kohlenwasserstoffhalti­ ges Gasgemisch oder reiner Wasserstoff verwendet werden.A hydrocarbon content, for example, can be used as the fuel gas gas mixture or pure hydrogen can be used.

Der Elektrolyt 126 ist vorzugsweise als Feststoffelektrolyt ausgebildet uns beispielsweise aus Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumdioxid gebildet.The electrolyte 126 is preferably designed as a solid electrolyte and is formed, for example, from yttrium-stabilized zirconium dioxide.

Auf der der Anode 122 gegenüberliegenden Seite des Elektroly­ ten 126 grenzt an denselben eine plattenförmige Kathode 128, die aus einem elektrisch leitfähigen keramischen Material, beispielsweise aus LaMnO3, gebildet ist und eine Porösität aufweist, um einem Oxidationsmittel, beispielsweise Luft oder reinem Sauerstoff, aus einem an die Kathode 128 angrenzenden Oxidationsmittelraum 130 den Durchtritt zu dem Elektrolyten 126 zu ermöglichen. On the side of the electrolyte 126 opposite the anode 122 , a plate-shaped cathode 128 , which is formed from an electrically conductive ceramic material, for example from LaMnO 3 , and has a porosity around an oxidizing agent, for example air or pure oxygen, borders on the same to allow an oxidant space 130 adjacent to the cathode 128 to pass through to the electrolyte 126 .

Der Elektrolyt 126 ist im wesentlichen gasdicht, so daß kein Oxidationsmittel aus dem Oxidationsmittelraum 130 durch den Elektrolyten 126 in den Brenngasraum 124 und kein Brenngas aus dem Brenngasraum 124 durch den Elektrolyten 126 in den Oxidationsmittelraum 130 gelangen kann.The electrolyte 126 is essentially gas-tight, so that no oxidizing agent can pass from the oxidizing agent space 130 through the electrolyte 126 into the fuel gas space 124 and no fuel gas from the fuel gas space 124 through the electrolyte 126 into the oxidizing agent space 130 .

Im Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung weist die KAE-Ein­ heit 116 jeder Brennstoffzelleneinheit 114 eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 850°C auf, bei welcher der Elek­ trolyt 126 für Sauerstoffionen leitfähig ist. Das Oxidations­ mittel aus dem Oxidationsmittelraum 130 nimmt an der Anode 122 Elektronen auf und gibt zweiwertige Sauerstoffionen an den Elektrolyten 126 ab, welche durch den Elektrolyten 126 hindurch zur Anode 122 wandern. An der Anode 122 wird das Brenngas aus dem Brenngasraum 124 durch die Sauerstoffionen aus dem Elektrolyten 126 oxidiert und gibt dabei Elektronen an die Anode 122 ab.In operation of the fuel cell device, the KAE unit 116 of each fuel cell unit 114 has a temperature of, for example, approximately 850 ° C., at which the electrolyte 126 is conductive for oxygen ions. The oxidizing agent from the oxidizing agent space 130 receives electrons at the anode 122 and emits divalent oxygen ions from the electrolyte 126 , which migrate through the electrolyte 126 to the anode 122 . At the anode 122 , the fuel gas from the fuel gas chamber 124 is oxidized by the oxygen ions from the electrolyte 126 and thereby releases electrons to the anode 122 .

Die Kontaktplatten 118 dienen dazu, die bei der Reaktion an der Anode 122 frei werdenden Elektronen von der Anode 122 über das Substrat 121 abzuführen bzw. die für die Reaktion an der Kathode 128 benötigten Elektronen der Kathode 128 zuzu­ führen.The contact plates 118 serve to remove the electrons released during the reaction at the anode 122 from the anode 122 via the substrate 121 or to feed the electrons required for the reaction at the cathode 128 to the cathode 128 .

Hierzu besteht jede der Kontaktplatten 118 aus einem elek­ trisch gut leitfähigen Metallblech, das (wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist) mit einer Vielzahl von Kontaktelemen­ ten 132 versehen ist, welche beispielsweise die Form sich in der Längsrichtung 133 der Kontaktplatte 118 erstreckender Rippen aufweisen, die in der Querrichtung 131 der Kontakt­ platte 118 aufeinander folgen, wobei die in der Querrichtung 131 aufeinanderfolgenden Kontaktelemente 132 unmittelbar an­ einander angrenzen und von der Mittelebene 139 der Kontakt­ platte 118 aus abwechselnd zu verschiedenen Seiten der Kon­ taktplatte 118 vorspringen. Die von der Kontaktplatte 118 nach oben und somit zu der Anode 122 der derselben Brenn­ stoffzelleneinheit 114 zugehörigen KAE-Einheit 116 vorspring­ enden anodenseitigen Kontaktelemente sind mit dem Bezugszei­ chen 132a, die von der Kontaktplatte 118 nach unten und damit zu der Kathode 128 der einer benachbarten Brennstoffzellen­ einheit 114 zugehörigen KAE-Einheit 116 vorspringenden katho­ denseitigen Kontaktelemente sind mit dem Bezugszeichen 132b bezeichnet.For this purpose, each of the contact plates 118 consists of an electrically electrically conductive metal sheet which (as can best be seen from FIG. 5) is provided with a plurality of contact elements 132 , which for example have the shape extending in the longitudinal direction 133 of the contact plate 118 have ribs, which follow 118 to each other in the transverse direction 131 of the contact plate, wherein the following one another in the transverse direction 131. Contact elements 132 are immediately adjacent to each other and from the central plane 139 of the contact plate 118 projecting from alternately clock-plate to different sides of the Kon 118th The protruding from the contact plate 118 up and thus to the anode 122 of the same fuel cell unit 114 associated KAE unit 116 ends anode-side contact elements are with the reference symbol 132 a, which from the contact plate 118 down and thus to the cathode 128 one adjacent fuel cell unit 114 associated KAE unit 116 projecting catho-side contact elements are denoted by reference numeral 132 b.

Jedes der Kontaktelemente 132 weist einen mittigen, streifen­ förmigen Kontaktbereich 137 auf, an dem es mit einer angren­ zenden KAE-Einheit 116 in elektrisch leitendem Kontakt steht (siehe insbesondere Fig. 4 und Fig. 7).Each of the contact elements 132 has a central strip-shaped contact area 137, where it communicates with a angren collapsing KAE unit 116 in electrically conductive contact (see, in particular Fig. 4 and Fig. 7).

Die Kontaktbereiche 137 der anodenseitigen Kontaktelemente 132a einer Kontaktplatte 118 stehen mit dem Substrat 121 und somit mit der Anode 122 der derselben Brennstoffzelleneinheit 114 zugehörigen KAE-Einheit 116 in elektrischem Flächenkon­ takt, so daß Elektronen von der jeweiligen Anode 122 in die Kontaktplatte 118 gelangen können.The contact areas 137 of the anode-side contact members 132 a of a contact plate 118 are provided with the substrate 121 and thus 114 associated with the anode 122 of the same fuel cell unit KAE unit 116 clocking in electrical Flächenkon so that electrons may reach the contact plate 118 from the respective anode 122 ,

Die kathodenseitigen Kontaktelemente 132b der Kontaktplatten 118 stehen jeweils mit der Kathode 128 der einer benachbarten Brennstoffzelleneinheit 114 zugehörigen KAE-Einheit 116 in elektrisch leitfähigem Flächenkontakt, so daß Elektronen von der Kontaktplatte 118 zu der Kathode 128 gelangen können. Auf diese Weise ermöglichen die Kontaktplatten 118 den Ladungs­ ausgleich zwischen den Anoden 122 und den Kathoden 128 längs der Stapelrichtung 112 aufeinanderfolgender KAE-Einheiten 116.The cathode-side contact elements 132 b of the contact plates 118 are each in electrically conductive surface contact with the cathode 128 of the KAE unit 116 belonging to an adjacent fuel cell unit 114 , so that electrons can reach the cathode 128 from the contact plate 118 . In this way, the contact plates 118 enable the charge balance between the anodes 122 and the cathodes 128 along the stacking direction 112 of successive KAE units 116 .

Die an den Enden des Brennstoffzellenblockverbunds 106 ange­ ordneten Kontaktplatten 118 sind (auf nicht zeichnerisch dar­ gestellte Weise) mit einem externen Stromkreislauf verbunden, um die an diesen randständigen Kontaktplatten 118 entstehen­ den elektrischen Ladungen abzugreifen.The at the ends of the fuel cell block assembly 106 arranged contact plates 118 are connected (in a manner not shown in the drawing) to an external circuit in order to tap off the electrical charges that are formed on these marginal contact plates 118 .

Das aus den Kontaktelementen 132 gebildete Kontaktfeld 134 jeder Kontaktplatte 118 weist die Struktur eines in der Quer­ richtung 131 der Kontaktplatte 118 gewellten Wellblechs auf.The contact field 134 formed from the contact elements 132 of each contact plate 118 has the structure of a corrugated sheet in the transverse direction 131 of the contact plate 118 .

Wie am besten aus der Draufsicht der Fig. 5 zu ersehen ist, ist das mit den Kontaktelementen 132 versehene mittige, im wesentlichen rechteckige Kontaktfeld 134 jeder Kontaktplatte 118 in einen ebenen, im wesentlichen rechteckigen Gasfüh­ rungsbereich 136 der Kontaktplatte 118 eingebettet.As best seen in the plan view of Fig. 5, is the central, substantially rectangular contact array 134 approximate range embedded provided with the contact elements 132 of each contact plate 118 in a flat, substantially rectangular Gasfüh 136 of the contact plate 118.

Der Gasführungsbereich 136 weist zu beiden Seiten des Kon­ taktfeldes 134 jeweils einen Seitenbereich 140a bzw. 140b auf.The gas guide area 136 has on both sides of the contact field 134 each a side area 140 a and 140 b.

In dem Seitenbereich 140a sind mehrere, beispielsweise zwei, im wesentlichen kreisförmige Brenngasdurchgangsöffnungen 142 ausgebildet.Several, for example two, substantially circular fuel gas through openings 142 are formed in the side region 140 a.

Jede der Brenngasdurchgangsöffnungen 142 ist von einem ring­ förmigen Randbereich 144 umgeben, wobei jeder der Bereiche 142 gegenüber dem Gasführungsbereich 136 längs der Stapel­ richtung 112 nach unten versetzt und mit dem Gasführungsbe­ reich 136 über eine Schräge 146, welche an einer inneren Bie­ gelinie 148 an den jeweiligen Randbereich 144 und längs einer äußeren Biegelinie 150 an den Gasführungsbereich 136 an­ grenzt, verbunden ist.Each of the fuel gas passage openings 142 is surrounded by a ring-shaped edge region 144 , each of the regions 142 being offset relative to the gas guide region 136 along the stacking direction 112 downward and with the gas guide region 136 via a slope 146 , which on an inner bending line 148 to the each border area 144 and along an outer bending line 150 adjacent to the gas guide area 136 , is connected.

Die Brenngasdurchgangsöffnungen 142 dienen dem Durchtritt von den Brennstoffzelleneinheiten 114 zuzuführendem Brenngas durch die jeweilige Kontaktplatte 118.The fuel gas through openings 142 serve for the passage of fuel gas to be supplied from the fuel cell units 114 through the respective contact plate 118 .

Der dem Seitenbereich 140a gegenüberliegende Seitenbereich 140b jeder Kontaktplatte 118 ist mit mehreren, beispielsweise mit drei, im wesentlichen kreisförmigen Abgasdurchgangsöff­ nungen 152 versehen.The side region 140 a opposite side region 140 b of each contact plate 118 is provided with a plurality, for example with three, substantially circular exhaust passage openings 152 .

Jede der Abgasdurchgangsöffnungen 152 ist von einem ringför­ migen Randbereich 154 umgeben, welcher gegenüber dem Gasfüh­ rungsbereich 136 der Kontaktplatte 118 längs der Stapelrich­ tung 112 nach unten versetzt ist und mit dem Gasführungsbe­ reich 136 über eine Schräge 156, welche an einer inneren Bie­ gelinie 158 an den Randbereich 154 und längs einer äußeren Biegelinie 160 an den Gasführungsbereich 136 angrenzt, mit dem Gasführungsbereich 136 verbunden ist (siehe insbesondere Fig. 8).Each of the exhaust gas passage openings 152 is surrounded by a ring-shaped edge region 154 , which is offset relative to the gas guide region 136 of the contact plate 118 along the stack direction 112 and down with the gas guide region 136 via a slope 156 , which is at an inner bending line 158 the edge area 154 and along an outer bending line 160 adjacent to the gas guide area 136 to which the gas guide area 136 is connected (see in particular FIG. 8).

Die Abgasdurchgangsöffnungen 152 der Kontaktplatte 118 ermög­ lichen den Durchtritt von aus den Brennstoffzelleneinheiten 114 abzuführendem Abgas, welches überschüssiges Brenngas und Verbrennungsprodukte, insbesondere Wasser, enthält, durch die Kontaktplatte 118. The exhaust gas passage openings 152 of the contact plate 118 enable the passage of exhaust gas to be discharged from the fuel cell units 114 , which contains excess fuel gas and combustion products, in particular water, through the contact plate 118 .

Ferner ist jede Kontaktplatte 118 mit einem den Gasführungs­ bereich 136 umschließenden Randbereich 162 versehen, welcher senkrecht zur Stapelrichtung 112 ausgerichtet ist, gegenüber dem Gasführungsbereich 136 längs der Stapelrichtung 112 nach oben versetzt ist und mit dem Gasführungsbereich 136 über eine Schräge 164, welche längs einer inneren Biegelinie 166 an den Gasführungsbereich 136 und längs einer äußeren Biege­ linie 168 an den Randbereich 162 angrenzt, verbunden ist.Furthermore, each contact plate 118 is provided with an edge area 162 which surrounds the gas guide area 136 and which is oriented perpendicular to the stacking direction 112 , is offset upwards with respect to the gas guide area 136 along the stacking direction 112 and with the gas guide area 136 via a slope 164 which is along an inner one Bending line 166 is adjacent to the gas guide area 136 and along an outer bending line 168 to the edge area 162 .

Der äußere Rand des Randbereichs 162 ist mit einem Verbin­ dungsflansch 170 versehen, welcher längs einer Biegelinie 172 an den Randbereich 162 angrenzt und sich von dem Randbereich 162 im wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung 112 nach unten erstreckt.The outer edge of the edge region 162 is provided with a connec tion flange 170 , which adjoins the edge region 162 along a bending line 172 and extends downward from the edge region 162 substantially parallel to the stacking direction 112 .

Die im wesentlichen parallel zur Stapelrichtung 112 ausge­ richtete Außenfläche des Verbindungsflansches 170 bildet eine erste Verbindungsfläche 174.The substantially parallel to the stacking direction 112 aligned outer surface of the connecting flange 170 forms a first connecting surface 174 .

Jede der Kontaktplatten 118 ist als Blechformteil ausgebil­ det, welches aus einer im wesentlichen ebenen, im wesentli­ chen rechteckigen Blechlage durch Prägen und/oder Tiefziehen sowie durch Ausstanzen oder Ausschneiden der Brenngasdurch­ gangsöffnungen 142 und der Abgasdurchgangsöffnungen 152 ge­ bildet ist.Each of the contact plates 118 is ausgebil det as a sheet metal part, which is formed from a substantially flat, in wesentli Chen rectangular sheet metal layer by embossing and / or deep drawing and by punching or cutting out the fuel gas through openings 142 and the exhaust gas passage openings 152 .

Auch die Fluidführungsrahmen 120 sind als Blechformteile aus einer im wesentlichen ebenen, im wesentlichen rechteckigen Blechlage gebildet. The fluid guide frames 120 are also formed as sheet metal parts from an essentially flat, substantially rectangular sheet metal layer.

Wie am besten aus Fig. 6 zu ersehen ist, weist jeder Fluid­ führungsrahmen 120 eine im wesentlichen rechteckige, mittige Durchtrittsöffnung 176 für den Durchtritt der KAE-Einheit 116 derselben Brennstoffzelleneinheit 114 auf.As can best be seen from FIG. 6, each fluid guide frame 120 has a substantially rectangular, central passage opening 176 for the passage of the KAE unit 116 of the same fuel cell unit 114 .

Diese Durchtrittsöffnung 176 ist von einem im wesentlichen ebenen, senkrecht zur Stapelrichtung 112 ausgerichteten Gas­ führungsbereich 178 umgeben, welcher zwei Seitenbereiche 180a, 180b umfaßt, welche einander an der Durchtrittsöffnung 176 gegenüberliegen.This passage opening 176 is surrounded by a substantially flat gas guide region 178 oriented perpendicular to the stacking direction 112 , which comprises two side regions 180 a, 180 b, which are opposite one another at the passage opening 176 .

In dem Seitenbereich 180a sind mehrere, beispielsweise zwei, im wesentlichen kreisförmige Brenngasdurchgasöffnungen 182 ausgebildet, welche den Durchtritt von Brenngas durch den Fluidführungsrahmen 120 ermöglichen.Several, for example two, substantially circular fuel gas through-openings 182 are formed in the side region 180 a, which allow fuel gas to pass through the fluid guide frame 120 .

In dem dem Seitenbereich 180a gegenüberliegenden Seitenbe­ reich 180b des Gasführungsbereichs 178 sind mehrere, bei­ spielsweise drei, im wesentlichen kreisförmige Abgasdurch­ gangsöffnungen 184 ausgebildet, welche den Durchtritt von aus den Brennstoffzelleneinheiten 114 abzuführendem Abgas durch den Fluidführungsrahmen 120 ermöglichen.In the side area 180 a opposite Seitenbe rich 180 b of the gas guide area 178 are formed several, for example three, substantially circular exhaust gas passage openings 184 which allow the passage of exhaust gas to be removed from the fuel cell units 114 through the fluid guide frame 120 .

Der Gasführungsbereich 178 jedes Fluidführungsrahmens 120 ist an seinem äußeren Rand mit einem Verbindungsflansch 186 ver­ sehen, welcher längs einer Biegelinie 188 an den Gasführungs­ bereich 178 angrenzt und sich von dem Gasführungsbereich 178 im wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung 112 nach unten erstreckt. The gas guide area 178 of each fluid guide frame 120 is seen at its outer edge with a connecting flange 186 , which adjoins the gas guide area 178 along a bending line 188 and extends downward from the gas guide area 178 substantially parallel to the stacking direction 112 .

Die im wesentlichen parallel zur Stapelrichtung 112 ausge­ richtete Innenseite des Verbindungsflansches 186 bildet eine zweite Verbindungsfläche 190.The inside of the connecting flange 186, which is oriented essentially parallel to the stacking direction 112 , forms a second connecting surface 190 .

Jeweils ein Fluidführungsrahmen 120 und eine Kontaktplatte 118 bilden zusammen ein Gehäuse 192 einer Brennstoffzellen­ einheit 114.In each case a fluid guide frame 120 and a contact plate 118 together form a housing 192 of a fuel cell unit 114 .

Wie aus den Fig. 7 bis 9 zu ersehen ist, sind der Fluidfüh­ rungsrahmen 120 und die Kontaktplatte 118 eines solchen Ge­ häuses 192 einer Brennstoffzelleneinheit 114 an ihren Verbin­ dungsflanschen 186 bzw. 170 aneinander festgelegt und gas­ dicht gegeneinander abgedichtet.As can be seen from FIGS . 7 to 9, the fluid guide frame 120 and the contact plate 118 of such a housing 192 of a fuel cell unit 114 are fixed to one another at their connecting flanges 186 and 170 and sealed gas-tight to one another.

Dabei umgreift der im wesentlichen parallel zur Stapelrich­ tung 112 ausgerichtete Verbindungsflansch 186 des Fluidfüh­ rungsrahmens 120 den ebenfalls im wesentlichen parallel zur Stapelrichtung 112 ausgerichteten Verbindungsflansch 170 der Kontaktplatte 118 derart, daß die erste Verbindungsfläche an dem Verbindungsflansch 170 der Kontaktplatte 118 und die zweite Verbindungsfläche 190 an dem Verbindungsflansch 186 des Fluidführungsrahmens 120 einander gegenüberstehen.In this case, surrounds the substantially parallel to the stacking Rich tung 112 aligned connecting flange 186 of the Fluidfüh approximately frame 120 to also aligned substantially parallel to the stacking direction 112 connecting flange 170 of the contact plate 118 such that the first connecting surface of the connecting flange 170 of the contact plate 118 and the second connecting surface 190 at the connection flange 186 of the fluid guide frame 120 face each other.

Wie aus den Fig. 7 bis 9 zu ersehen ist, sind der untere Rand 194 und die zweite Verbindungsfläche 190 des Verbindungsflan­ sches 186 des Fluidführungsrahmens 120 mittels einer Schweiß­ naht 196 mit der ersten Verbindungsfläche 174 und an dem un­ teren Rand 198 des Verbindungsflansches 170 der Kontaktplatte 118 verbunden und so an dem Verbindungsflansch 170 der Kon­ taktplatte 118 festgelegt. As can be seen from FIGS. 7 to 9, the lower edge 194 and the second connecting surface 190 of the connecting flange 186 of the fluid guiding frame 120 are welded by means of a weld 196 to the first connecting surface 174 and at the lower edge 198 of the connecting flange 170 contact plate 118 is connected and thus to the connecting flange 170 of the con tact plate 118 fixed.

Dabei sorgt die längs der Ränder der Kontaktplatte 118 und des Fluidführungsrahmens 120 umlaufende Schweißnaht 196 für einen gasdichten Verschluß des Zwischenraums zwischen den Verbindungsflanschen 186 und 170.The weld seam 196 running along the edges of the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 ensures a gas-tight closure of the space between the connecting flanges 186 and 170 .

Die Schweißnaht 196 kann beispielsweise im Laserschweißver­ fahren oder im Elektronenstrahlverfahren hergestellt werden.The weld 196 can, for example, run in the laser welding process or be produced in the electron beam process.

Alternativ oder ergänzend zu einer Verschweißung kann die Verbindung zwischen den Verbindungsflanschen 186 und 170 auch durch Verlötung, insbesondere durch eine Hartlötung, erfol­ gen.As an alternative or in addition to welding, the connection between the connecting flanges 186 and 170 can also be achieved by soldering, in particular by brazing.

Dadurch, daß die Verbindungsflansche 186 und 170 und insbe­ sondere die einander gegenüberstehenden Verbindungsflächen 174 und 190 parallel zur Stapelrichtung 112 ausgerichtet sind, ist die Kontaktplatte 118 in einer Art Schiebesitz in dem Fluidführungsrahmen 120 aufgenommen, so daß die Verbin­ dungsflansche 186 und 170 auch dann problemlos gasdicht mit­ einander verbunden werden können, wenn der Abstand zwischen den unteren Rändern 194 und 198 längs der Stapelrichtung 112 aufgrund von Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Kontaktplatte 118 und des Fluidführungsrahmens 120 oder auf­ grund von Montagetoleranzen beim Zusammenbau der Brennstoff­ zelleneinheit 114 längs des Randes der Kontaktplatte 118 und des Randes des Fluidführungsrahmens 120 variiert.Characterized in that the connecting flanges 186 and 170 and in particular the mutually opposing connecting surfaces 174 and 190 are aligned parallel to the stacking direction 112 , the contact plate 118 is accommodated in a kind of sliding fit in the fluid guide frame 120 , so that the connecting flanges 186 and 170 also then without problems can be gas-tightly connected to one another if the distance between the lower edges 194 and 198 along the stacking direction 112 due to manufacturing tolerances in the manufacture of the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 or due to assembly tolerances when assembling the fuel cell unit 114 along the edge of the contact plate 118 and the edge of the fluid guide frame 120 varies.

Wie am besten aus Fig. 8 zu ersehen ist, sind im Bereich der Abgasdurchgangsöffnungen 152, 184 ringförmige Abstützelemente 200 angeordnet, welche mit ihrer Unterseite 202 jeweils an der Oberseite eines eine Abgasdurchgangsöffnung 152 umgeben­ den Randbereichs 154 einer Kontaktplatte 118 und mit ihrer Oberseite 204 jeweils an der Unterseite des eine Abgasdurch­ gangsöffnung 184 in dem Fluidführungsrahmen 120 umgebenden Bereichs des Fluidführungsrahmens 120 anliegen.As can best be seen from FIG. 8, ring-shaped supporting elements 200 are arranged in the area of the exhaust gas passage openings 152 , 184 , which with their underside 202 each surround the edge area 154 of a contact plate 118 on the upper side of an exhaust gas passage opening 152 and each have their upper side 204 abut on the underside of an area of the fluid guide frame 120 surrounding an exhaust gas passage opening 184 in the fluid guide frame 120 .

Ähnliche, sich nur in ihren Abmessungen von den Abstützele­ menten 200 an den Abgasdurchgangsöffnungen 152, 184 unter­ scheidende Abstützelemente 200 sind zwischen der Kontakt­ platte 118 und dem Fluidführungsrahmen 120 im Bereich der Brenngasdurchgangsöffnungen 142, 182 angeordnet.Similar, only in their dimensions of the support elements 200 to the exhaust gas passage openings 152 , 184 under outgoing support elements 200 are arranged between the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 in the area of the fuel gas passage openings 142 , 182 .

Ein solches Abstützelement 200 ist in Fig. 10 perspektivisch dargestellt und weist die Form eines Kreisringes mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Um einen Gasdurch­ tritt von der Innenseite zur Außenseite des Abstützelements 200 (oder in umgekehrter Richtung) zu ermöglichen, ist das Abstützelement 200 mit radial ausgerichteten, das Abstützele­ ment 200 von dessen Innenseite 206 bis zu dessen Außenseite 208 durchsetzenden, in der Umfangsrichtung des Abstützele­ ments 200 voneinander beabstandeten, im wesentlichen zylin­ drischen Gasdurchtrittskanälen 210 versehen.Such a support element 200 is shown in perspective in FIG. 10 and has the shape of a circular ring with an essentially rectangular cross section. A gas passage from the inside to the outside of the support element 200 (or in the reverse direction) to enable the supporting element 200 with radially aligned, the Abstützele element 200 from the inner side 206 to penetrating to the outer side 208, in the circumferential direction of Abstützele ments 200 spaced apart, substantially cylindrical gas passage channels 210 are provided.

Die Abstützelemente 200 dienen dazu, die Kontaktplatte 118 und den Fluidführungsrahmen 120 eines Gehäuses 192 einer Brennstoffzelleneinheit 114 auf Abstand voneinander zu halten und so ein Zusammendrücken des Gehäuses 192 durch die bei der Montage des Brennstoffzellenblockverbunds 106 auf das Gehäuse 192 einwirkende Einspannkraft zu verhindern.The support elements 200 are used, 192 to hold the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 of a casing of a fuel cell unit 114 at a distance from each other and thus to prevent compression of the housing 192 through which, in the assembly of the fuel cell stack assembly 106 acting on the housing 192 clamping force.

Die Abstützwirkung der Abstützelemente 200 spielt bei der Be­ triebstemperatur der Brennstoffzellenvorrichtung 100, welche bei einer Hochtemperatur-Brennstoffzellenvorrichtung im Be­ reich von ungefähr 800°C bis ungefähr 1000°C liegt, eine be­ sondere Rolle, da bei solchen Betriebstemperaturen die Streckgrenze des Stahls, aus welchem die Kontaktplatte 118 und der Fluidführungsrahmen 120 gebildet sind, auf Werte von weniger als ungefähr 10 N/mm2 abfällt, so daß ohne das Vor­ handensein der Abstützelemente 200 bereits geringe Einspann­ kräfte dazu ausreichen würden, die Kontaktplatte 118 und den Fluidführungsrahmen 120 eines Gehäuses 192 gegeneinander zu drücken.The supporting action of the supporting elements 200 plays a special role at the operating temperature of the fuel cell device 100 , which in the case of a high-temperature fuel cell device is in the range from approximately 800.degree. C. to approximately 1000.degree. C., since the yield strength of the steel is used at such operating temperatures which the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 are formed, drops to values of less than approximately 10 N / mm 2 , so that without the presence of the support elements 200, even small clamping forces would suffice to effect the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 of a housing 192 to press against each other.

Die Abstützelemente 200 können aus einem metallischen Mate­ rial oder aus einem keramischen Material gebildet sein.The support elements 200 can be formed from a metallic material or from a ceramic material.

Statt eines massiven Abstützelements mit Gasdurchtrittskanä­ len 210 kann auch ein Abstützelement verwendet werden, wel­ ches als poröses Sinterelement aus einem keramischen und/oder einem metallischen Material gebildet ist. Ein solches Sinter­ element weist bereits aufgrund seiner Porösität eine ausrei­ chende Gasdurchlässigkeit auf, so daß ein solches Element nicht mit Gasdurchtrittskanälen versehen werden muß.Instead of a solid support element with gas passage channels 210 , a support element can also be used, which is formed as a porous sintered element from a ceramic and / or a metallic material. Such a sintered element already has sufficient gas permeability due to its porosity, so that such an element does not have to be provided with gas passage channels.

Wie am besten aus den Fig. 8 und 12 zu ersehen ist, ist zwi­ schen der Unterseite des Randbereichs 154 jeder Abgasdurch­ gangsöffnung 152 in einer Kontaktplatte 118 und der Oberseite des Gasführungsbereichs 178 des in der Stapelrichtung 112 un­ ter der betreffenden Kontaktplatte 118 angeordneten Fluidfüh­ rungsrahmens 120 einer benachbarten Brennstoffzelleneinheit 114 jeweils eine Gaskanal-Dichtung 212 angeordnet. Jede der Gaskanaldichtungen 212 dichtet den Zwischenraum zwischen der angrenzenden Kontaktplatte 118 und dem angrenzenden Fluidfüh­ rungsrahmen 120 gasdicht ab und umschließt die jeweilige Ab­ gasdurchgangsöffnung 152, 184 in der Kontaktplatte 118 bzw. in dem Fluidführungsrahmen 120 ringförmig.As best seen in FIGS. 8 and 12, Zvi the underside rule of the edge portion 154 of each exhaust passage opening 152 in a contact plate 118 and the top of the gas guide portion 178 of in the stacking direction 112 un ter of the contact plate in question 118 arranged Fluidfüh approximately frame 120 of an adjacent fuel cell unit 114 each have a gas channel seal 212 . Each of the gas channel seals 212 seals the space between the adjacent contact plate 118 and the adjacent fluid guide frame 120 in a gas-tight manner and encloses the respective exhaust passage opening 152 , 184 in the contact plate 118 and in the fluid guide frame 120 in an annular manner.

Wie am besten aus Fig. 8 zu erkennen ist, begrenzen die in der Stapelrichtung 112 aufeinanderfolgenden Kontaktplatten 118 und Fluidführungsrahmen 120 mit den jeweils dazwischen angeordneten Abstützelementen 200 und Gaskanal-Dichtungen 212 mehrere, beispielsweise drei, Abgaskanäle 214, in welche Ab­ gas aus den Brenngasräumen 124 der Brennstoffzelleneinheiten 114 durch die Gasdurchtrittskanäle 210 in den Abstützelemen­ ten 200 eintreten kann und die durch die Gaskanal-Dichtungen 212 gasdicht von den Oxidationsmittelräumen 130 der Brenn­ stoffzelleneinheiten 114 getrennt sind.As can best be seen from FIG. 8, the successive contact plates 118 and fluid guide frames 120 with the support elements 200 and gas channel seals 212 arranged in between in the stacking direction 112 limit several, for example three, exhaust gas channels 214 , into which exhaust gas from the combustion gas spaces 124 of the fuel cell units 114 th through the gas transit channels 210 in the Abstützelemen may occur 200 and the through the gas channel 212 seals in a gastight manner from the oxidant chambers 130 of the fuel cell units are separated material 114th

In entsprechender Weise sind auch zwischen den Randbereichen 144 der Brenngasdurchgangsöffnungen 142 jeder Kontaktplatte 118 und dem Fluidführungsrahmen 120 einer in der Stapelrich­ tung 112 unter der betreffenden Kontaktplatte 118 angeordne­ ten Brennstoffzelleneinheit 114 Gaskanal-Dichtungen 212 ange­ ordnet, welche die Brenngasdurchgangsöffnungen 142 und 182 in der Kontaktplatte 118 bzw. in dem Fluidführungsrahmen 120 ringförmig umschließen, so daß die in der Stapelrichtung 112 aufeinanderfolgenden Kontaktplatten 118 und Fluidführungsrah­ men 120 zusammen mit den jeweils dazwischen angeordneten Ab­ stützelementen 200 und Gaskanal-Dichtungen 212 mehrere, bei­ spielsweise zwei, Brenngaskanäle 216 bilden, welche sich längs der Stapelrichtung 112 erstrecken, aus welchen Brenngas durch die Gasdurchtrittskanäle 210 in den Abstützelementen 200 in die Brenngasräume 124 der Brennstoffzelleneinheiten 114 austreten kann und welche durch die Gaskanal-Dichtungen 212 gasdicht von den Oxidationsmittelräumen 130 der Brenn­ stoffzelleneinheiten 114 getrennt sind.In a corresponding manner, between the edge regions 144 of the fuel gas passage openings 142 of each contact plate 118 and the fluid guide frame 120, a fuel cell unit 114 arranged in the stacking direction 112 under the relevant contact plate 118 , gas channel seals 212 are arranged, which the fuel gas passage openings 142 and 182 in the contact plate 118 or enclose in the fluid guide frame 120 so that the successive in the stacking direction 112 contact plates 118 and Fluidführungsrah men 120 together with the interposed support elements 200 and gas channel seals 212 several, for example two, fuel gas channels 216 , which form Extend along the stacking direction 112 , from which fuel gas can escape through the gas passage channels 210 in the support elements 200 into the fuel gas spaces 124 of the fuel cell units 114 and which gas-tight from the oxide through the gas channel seals 212 Ationsmittel spaces 130 of the fuel cell units 114 are separated.

Die Gaskanal-Dichtungen 112 können beispielsweise jeweils eine Flachdichtung aus Glimmer, insbesondere aus Phlogopit, umfassen.The gas channel seals 112 can, for example, each comprise a flat seal made of mica, in particular of phlogopite.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Gaskanal-Dichtungen 212 jeweils eine gasdichte, elek­ trisch isolierende Beschichtung umfassen, die als Paste im Siebdruckverfahren oder mittels Walzenbeschichtung auf die Oberfläche der Kontaktplatte 118 oder auf die Oberfläche des Fluidführungsrahmens 120 aufgebracht wird.Alternatively or additionally, it can also be provided that the gas channel seals 212 each comprise a gas-tight, electrically insulating coating which is applied as a paste by screen printing or by means of roller coating to the surface of the contact plate 118 or to the surface of the fluid guide frame 120 .

Ferner ist der Brenngasraum 124 jeder Brennstoffzelleneinheit 114 von dem Oxidationsmittelraum 130 einer in der Stapelrich­ tung 112 darüber angeordneten Brennstoffzelleneinheit 114 gasdicht durch eine Brenngasraum-Dichtung 218 getrennt, deren Aufbau im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 11 detail­ liert beschrieben wird.Further, the combustion gas chamber 124 of each fuel cell unit 114 from the oxidizing agent chamber 130 a in the stacking Rich tung 112 arranged above the fuel cell unit 114 in a gastight manner by a fuel gas chamber seal 218 separately, the structure in the following with reference to Fig. 11 will be described in detail lines.

Wie aus Fig. 11 zu ersehen ist, weist das Substrat 121 der KAE-Einheit 116 einen verdichteten Außenbereich 220 auf, der sich längs des gesamten Umfangs des Substrats 121 erstreckt und in welchem die Dicke des Substrats 121 durch einen Press­ vorgang auf beispielsweise ungefähr 20 . der Anfangsdicke, d. h. der Dicke des ungepreßten Bereichs des Substrats 121, reduziert worden ist.As can be seen from FIG. 11, the substrate 121 of the KAE unit 116 has a compressed outer region 220 which extends along the entire circumference of the substrate 121 and in which the thickness of the substrate 121 is, for example, approximately 20 by a pressing process , the initial thickness, that is, the thickness of the unpressed portion of the substrate 121 , has been reduced.

Bei diesem Verdichtungsvorgang wird die Porosität des Sub­ strats 121, d. h. der prozentuale Anteil des gasgefüllten Vo­ lumens des Substrats 121 am Gesamtvolumen des Substrats 121, in dem verdichteten Außenbereich 220 auf nahezu Null verrin­ gert.In this compression process, the porosity of the sub strats 121, the percentage of the gas-filled lumens Vo that is the substrate 121 of the total volume of the substrate 121, Gert verrin in the compressed outer region 220 to almost zero.

Um dies zu erreichen, wird bei einem Substrat 121, das eine Porosität von x% aufweist, die Dicke im verdichteten Außen­ bereich 220 durch den Verdichtungsvorgang vorzugsweise auf (100 - x)% der Anfangsdicke reduziert; im Falle einer Poro­ sität von 80% also auf 20% der Anfangsdicke.In order to achieve this, in the case of a substrate 121 which has a porosity of x%, the thickness in the compressed outer region 220 is preferably reduced to ( 100 - x)% of the initial thickness by the compression process; in the case of a porosity of 80% to 20% of the initial thickness.

Das Substrat 121 wird mit der Unterseite 222 des verdichteten Außenbereichs 220 auf den Fluidführungsrahmen 120 aufgelegt und durch einen Schweißvorgang, beispielsweise durch Laser­ schweißen, Elektronenstrahlschweißen, Buckelschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen, gasdicht mit dem metallischen Material des Fluidführungsrahmens 120 verbunden.The substrate 121 is placed with the underside 222 of the compressed outer region 220 on the fluid guide frame 120 and is gas-tightly connected to the metallic material of the fluid guide frame 120 by a welding process, for example by laser welding, electron beam welding, projection welding or capacitor discharge welding.

Durch den Schweißvorgang wird in dem verdichteten Außenbe­ reich 220 des Substrats 121 eine keine Porösität mehr aufwei­ sende gasdichte Zone 224 gebildet, welche sich von der Unter­ seite 222 bis zu der Oberseite 226 des verdichteten Außenbe­ reichs 220 durch den verdichteten Außenbereich 220 des Sub­ strats 121 hindurch erstreckt und eine sich längs des gesam­ ten Umfangs des Substrats 121 erstreckende gasdichte Barriere bildet, welche einen Gasdurchtritt von dem außerhalb der gas­ dichten Zone 224 liegenden Randbereich 228 in den von der gasdichten Zone 224 umschlossenen Innenbereich 230 des Sub­ strats 121 ebenso wie einen Gasdurchtritt in umgekehrter Richtung verhindert. By the welding process in the compressed outer region 220 of the substrate 121, a gas-tight zone 224 no longer having porosity is formed, which extends from the lower side 222 to the upper side 226 of the compressed outer region 220 through the compressed outer region 220 of the substrate 121 extends therethrough and forms a gas-tight barrier extending along the entire circumference of the substrate 121 , which gas passage from the edge region 228 lying outside the gas-tight zone 224 into the inner region 230 of the substrate 121 enclosed by the gas-tight zone 224 as well as a gas passage prevented in the opposite direction.

Statt durch Verschweißen des Substrats 121 mit dem Fluidfüh­ rungsrahmen 120 kann die gasdichte Zone 224 im verdichteten Außenbereich 220 des Substrats 221 auch durch Verlöten des Substrats 121 mit dem Fluidführungsrahmen 120 gebildet wer­ den. Dabei wird das verwendete Lot aufgrund der Kapillarwir­ kung in die noch vorhandenen Poren und Durchgangskanäle in dem verdichteten Außenbereich 220 des Substrats 121 hineinge­ sogen und verschließt diese Durchgangsöffnungen dauerhaft, so daß eine sich über die gesamte Höhe des verdichteten Außenbe­ reichs 220 erstreckende gasdichte Zone 224 entsteht.Instead of welding the substrate 121 to the fluid guide frame 120 , the gas-tight zone 224 in the compressed outer region 220 of the substrate 221 can also be formed by soldering the substrate 121 to the fluid guide frame 120 . The solder used is due to the capillary effect into the still existing pores and through channels in the compressed outer region 220 of the substrate 121 so-called and closes these through openings permanently, so that a gas-tight zone 224 extends over the entire height of the compressed outer region 220 ,

Wie aus Fig. 11 ferner zu ersehen ist, erstreckt sich der gasdichte Elektrolyt 126 der KAE-Einheit 116 über den Rand der gasdurchlässigen Anode 122 und über den Rand der gas­ durchlässigen Kathode 128 hinaus und liegt mit seiner Unter­ seite direkt auf der Oberseite 226 des verdichteten Außenbe­ reichs 220 des Substrats 121 auf.As can also be seen from FIG. 11, the gas-tight electrolyte 126 of the KAE unit 116 extends over the edge of the gas-permeable anode 122 and over the edge of the gas-permeable cathode 128 and lies with its underside directly on the top 226 of the compacted outer region 220 of the substrate 121 .

Dieser direkt auf dem Substrat 121 angeordnete Außenbereich 232 des Elektrolyts 126 erstreckt sich zum Rand des Substrats 121 hin so weit nach außen, daß er die gasdichte Zone 224 überdeckt und somit der Innenbereich 230 des Substrats 121 gasdicht von dem über dem Elektrolyten 126 liegenden Oxida­ tionsmittelraum 130 getrennt ist, ohne daß für diese gas­ dichte Abtrennung ein zusätzliches Abdichtmedium benötigt wird.This directly arranged on the substrate 121 outer region 232 of the electrolyte 126 extends to the edge of the substrate 121 so far outward that it covers the gas-tight zone 224 and thus the inner region 230 of the substrate 121 gas-tight from the overlying the electrolyte 126 oxidizing agent space 130 is separated without an additional sealing medium being required for this gas-tight separation.

Der Außenbereich 232 des Elektrolyten 126 bildet somit zusam­ men mit der gasdichten Zone 224 des verdichteten Außenbe­ reichs 220 des Substrats 121 eine gasdichte Brenngasraum- Dichtung 218, welche den oberhalb des Fluidführungsrahmens 120 angeordneten Oxidationsmittelraum 130 gasdicht von dem unterhalb des Fluidführungsrahmens 120 angeordneten Brenngas­ raum 124 trennt.The outer region 232 of the electrolyte 126 thus forms, together with the gas-tight zone 224 of the compressed outer region 220 of the substrate 121, a gas-tight fuel gas chamber seal 218 which gas-tightly seals the oxidant chamber 130 arranged above the fluid guide frame 120 from the fuel gas chamber 124 arranged below the fluid guide frame 120 separates.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform der Brenn­ gasraum-Dichtung 218 wird diese Dichtung im Bereich zwischen dem äußeren Rand der Anode 122 und der gasdichten Zone 224 des verdichteten Außenbereichs 220 des Substrats 121 durch den über die Anode 122 hinausgeführten Außenbereich 232 des Elektrolyten 126 gebildet.In the embodiment of the combustion gas chamber seal 218 shown in FIG. 11, this seal is in the region between the outer edge of the anode 122 and the gas-tight zone 224 of the compressed outer region 220 of the substrate 121 by the outer region 232 of the electrolyte 126 which extends beyond the anode 122 educated.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Brenngasraum-Dichtung 218 einen aus einer Vergußmasse gebildeten Dichtungsbereich umfaßt, welcher den Bereich vom äußeren Rand der Anode 122 bis zu der gasdichten Zone 224 gasdicht überdeckt.As an alternative or in addition to this, it can also be provided that the fuel gas chamber seal 218 comprises a sealing area formed from a sealing compound, which covers the area from the outer edge of the anode 122 to the gas-tight zone 224 in a gas-tight manner.

Eine solche Vergußmasse kann beispielsweise ein Glaslot, ein Metallot oder eine anorganische Paste umfassen.Such a potting compound can be a glass solder, for example Metallot or include an inorganic paste.

Umfaßt die Brenngasraum-Dichtung 218 sowohl einen bis über die gasdichte Zone 224 hinausgezogenen Elektrolyten 126 als auch eine diesen Außenbereich 232 des Elektrolyten 126 über­ deckende Vergußmasse, so wird hierdurch eine besonders dichte und zuverlässige Abdichtung des Brenngasraums 124 gegenüber dem Oxidationsmittelraum 130 erzielt.If the fuel gas chamber seal 218 comprises both an electrolyte 126 which extends beyond the gas-tight zone 224 and a potting compound covering this outer region 232 of the electrolyte 126 , this results in a particularly tight and reliable seal of the fuel gas chamber 124 with respect to the oxidant chamber 130 .

Wie insbesondere aus Fig. 7 zu ersehen ist, liegt im montier­ ten Zustand einer Brennstoffzelleneinheit 114 die KAE-Einheit 116 der betreffenden Brennstoffzelle 114 mit dem Substrat 121 auf den anodenseitigen Kontaktelementen 132a der Kontaktplat­ te 118 der Brennstoffzelleneinheit 114 auf.As can be seen in particular from FIG. 7, in the assembled state of a fuel cell unit 114, the KAE unit 116 of the fuel cell 114 in question with the substrate 121 rests on the anode-side contact elements 132 a of the contact plate 118 of the fuel cell unit 114 .

Ferner liegt die KAE-Einheit 116 mit dem verdichteten Außen­ bereich 220 des Substrats 121 auf dem Fluidführungsrahmen 120 derselben Brennstoffzelleneinheit 114 auf, wobei sich der un­ verdichtete Bereich des Substrats 121 durch die Durchtritts­ öffnung 176 des Fluidführungsrahmen 120 hindurch erstreckt, das Substrat 121 durch Verschweißung oder Verlötung an dem Fluidführungsrahmen 120 festgelegt ist und der Fluidführungs­ rahmen 120 durch Verschweißung an der Schweißnaht 196 oder durch Verlötung seines Verbindungsflansches 186 mit dem Ver­ bindungsflansch 170 der Kontaktplatte 118 an der Kontaktplat­ te 118 festgelegt ist.Furthermore, the KAE unit 116 rests with the compressed outer area 220 of the substrate 121 on the fluid guide frame 120 of the same fuel cell unit 114 , the uncompressed area of the substrate 121 extending through the passage opening 176 of the fluid guide frame 120 , the substrate 121 by welding or soldering is fixed on the fluid guiding frame 120 and the fluid guide frame 120 by welding at the weld 196 by soldering or its connecting flange 186 to the Ver binding flange 170 of the contact plate 118 on the Kontaktplat te is set 118th

Die Brennstoffzelleneinheiten 114 des Brennstoffzellenblock­ verbunds 106 sind längs der Stapelrichtung 112 so aufeinan­ dergestapelt, daß die kathodenseitigen Kontaktelemente 132b jeder Kontaktplatte 118 sich zu der Kathode der KAE-Einheit 116 der darunter angeordneten Brennstoffzelleneinheit 114 er­ strecken und im elektrisch leitenden Kontakt an derselben an­ liegen.The fuel cell units 114 of the fuel cell block assembly 106 are stacked along the stacking direction 112 so that the cathode-side contact elements 132 b of each contact plate 118 extend to the cathode of the KAE unit 116 of the fuel cell unit 114 arranged underneath it and are in electrical contact with the same ,

Dabei fluchten die Brenngasdurchgangsöffnungen 142, 182 und die Abgasdurchgangsöffnungen 152, 184 längs der Stapelrich­ tung 112 aufeinanderfolgender Hrennstoffzelleneinheiten 114 miteinander, um so die Brenngaskanäle 216 bzw. die Abgaska­ näle 214 zu bilden.The fuel gas passage openings 142 , 182 and the exhaust gas passage openings 152 , 184 along the stack direction 112 of successive fuel cell units 114 are aligned with one another, so as to form the fuel gas channels 216 and the exhaust gas channels 214 .

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, mündet an dem unterem Ende je­ des Brenngaskanals 216 in denselben eine Brenngaszuführöff­ nung 234, welche die untere Endplatte 108 des Brennstoffzel­ lenblockverbunds 106 koaxial zu dem jeweiligen Brenngaskanal 216 durchsetzt.As can be seen from Fig. 2, opens at the lower end of each of the fuel gas channel 216 in the same Brenngaszuführöff opening 234 , which passes through the lower end plate 108 of the fuel cell lenblockverbunds 106 coaxially to the respective fuel gas channel 216 .

An das dem jeweiligen Brenngaskanal 216 abgewandte Ende der Brenngaszuführöffnung 234 ist eine Brenngas-Zweigleitung 236 angeschlossen, welche von einer Brenngas-Zuführleitung 238 abzweigt, die durch das Gehäuse der Brennstoffzellenvorrich­ tung 100 gasdicht hindurchgeführt und an eine (nicht darge­ stellte) Brenngaszufuhr angeschlossen ist, welche der Brenn­ gas-Zuführleitung 238 ein Brenngas, beispielsweise ein koh­ lenwasserstoffhaltiges Gas oder reinen Wasserstoff, unter einem Überdruck von beispielsweise ungefähr 50 mbar zuführt.At the end of the fuel gas supply opening 234 facing away from the respective fuel gas channel 216 , a fuel gas branch line 236 is connected, which branches off from a fuel gas supply line 238 which passes through the housing of the fuel cell device 100 in a gas-tight manner and is connected to a fuel gas supply (not shown). which supplies the fuel gas supply line 238 with a fuel gas, for example a gas containing hydrocarbon or pure hydrogen, under an excess pressure of, for example, approximately 50 mbar.

Die Abgaskanäle 214 des Brennstoffzellenblockverbunds 106 münden an ihren oberen Enden jeweils in eine zum betreffenden Abgaskanal 214 koaxiale Abgasabführöffnung 240 (siehe Fig. 3), welche die seitliche obere Endplatte 111 durchsetzt und an ihrem dem jeweiligen Abgaskanal 214 abgewandten Ende an jeweils eine Abgas-Zweigleitung 242 angeschlossen ist.The exhaust gas channels 214 of the fuel cell block assembly 106 each open at their upper ends into an exhaust gas discharge opening 240 which is coaxial with the relevant exhaust gas channel 214 (see FIG. 3) and which passes through the lateral upper end plate 111 and at each end facing away from the respective exhaust gas channel 214 to an exhaust gas branch line 242 is connected.

Diese Abgas-Zweigleitungen 242 münden in eine gemeinsame Ab­ gas-Abführleitung 244 (siehe Fig. 1), welche gasdicht durch das Gehäuse 102 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 hindurch­ geführt und an eine (nicht dargestellt) Abgasbehandlungsein­ heit angeschlossen ist.These exhaust gas branch lines 242 open into a common exhaust gas discharge line 244 (see FIG. 1), which is passed gas-tight through the housing 102 of the fuel cell device 100 and is connected to a (not shown) exhaust gas treatment unit.

Im Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 100 strömt das Brenngas durch die Brenngas-Zuführleitung 238, die Brenngas- Zweigleitungen 236 und die Brenngaszuführöffnungen 234 in die beiden Brenngaskanäle 216 ein und verteilt sich von dort durch die Gasdurchtrittskanäle 210 der brenngaskanalseitigen Abstützelemente 200 auf die Brenngasräume 124 der Brennstoff­ zelleneinheiten 114, welche jeweils durch die Kontaktplatte 118, den Fluidführungsrahmen 120 und die KAE-Einheit 116 der betreffenden Brennstoffzelleneinheit 114 umschlossen sind.During operation of the fuel cell device 100 , the fuel gas flows through the fuel gas supply line 238 , the fuel gas branch lines 236 and the fuel gas supply openings 234 into the two fuel gas channels 216 and is distributed from there through the gas passage channels 210 of the support elements 200 on the fuel gas channel side to the fuel gas spaces 124 of the fuel cell units 114 , which are each enclosed by the contact plate 118 , the fluid guide frame 120 and the KAE unit 116 of the relevant fuel cell unit 114 .

Wie bereits beschrieben, wird das Brenngas zumindest teil­ weise an der den jeweiligen Brenngasraum 124 begrenzenden An­ ode 122 der jeweiligen KAE-Einheit 116 oxidiert.As already described, the fuel gas is at least partially oxidized at the anode 122 of the respective KAE unit 116 delimiting the respective fuel gas chamber 124 .

Das Oxidationsprodukt (Wasser) gelangt zusammen mit über­ schüssigem Brenngas aus den Brenngasräumen 124 der Brenn­ stoffzelleneinheiten 114 durch die Gasdurchtrittskanäle 210 der abgaskanalseitigen Abstützelemente 200 in die drei Abgas­ kanäle 214, aus welchen es durch die Abgasabführöffnungen 240, die Abgas-Zweigleitungen 242 und die Abgas-Abführleitung 244 zu der (nicht dargestellten) Abgasbehandlungseinheit ab­ geführt wird.The oxidation product (water) passes together with excess fuel gas from the fuel gas chambers 124 of the fuel cell units 114 through the gas passage channels 210 of the exhaust gas channel-side support elements 200 into the three exhaust gas channels 214 , from which it passes through the exhaust gas discharge openings 240 , the exhaust gas branch lines 242 and the exhaust gas -Exhaust line 244 is led to the (not shown) exhaust gas treatment unit.

Dadurch, daß die Anzahl der Abgaskanäle 214 größer ist als die Anzahl der Brenngaskanäle 216, wird eine besonders gleichmäßige Durchströmung der Brenngasräume 124 zwischen den rippenförmigen Kontaktelementen 132 erzielt und der Strö­ mungswiderstand beim Durchströmen des Kontaktfeldes 134 redu­ ziert.Characterized in that the number of exhaust gas channels 214 is greater than the number of fuel gas channels 216 , a particularly uniform flow through the fuel gas spaces 124 between the rib-shaped contact elements 132 is achieved and the flow resistance is reduced as it flows through the contact field 134 .

In der Abgasbehandlungseinheit wird beispielsweise das Reak­ tionsprodukt (Wasser) aus dem Abgasstrom entfernt, und über­ schüssiges Brenngas wird zu der Brenngaszufuhr geleitet, um nochmals der Brennstoffzellenvorrichtung 100 zugeführt zu werden. In the exhaust gas treatment unit, for example, the reaction product (water) is removed from the exhaust gas stream, and excess fuel gas is passed to the fuel gas supply in order to be fed again to the fuel cell device 100 .

Das für den Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 100 benö­ tigte Oxidationsmittel (beispielsweise Luft oder reiner Sau­ erstoff) wird dem Innenraum des Gehäuses 102 durch die Oxida­ tionsmittel-Zuführleitung 104 zugeführt.The oxidizing agent (for example, air or pure oxygen) required for the operation of the fuel cell device 100 is supplied to the interior of the housing 102 through the oxidizing agent supply line 104 .

Im Innenraum des Gehäuses 102 verteilt sich das Oxidations­ mittel auf die zwischen den Brenngasräumen 124 der Brenn­ stoffzelleneinheiten 114 ausgebildeten Oxidationsmittelräume 130, welche durch jeweils eine Kontaktplatte 118 einer Brenn­ stoffzelleneinheit 114 sowie durch den Fluidführungsrahmen 120 und die Kathode 128 der KAE-Einheit 116 einer benachbar­ ten Brennstoffzelleneinheit 114 umschlossen sind.In the interior of the housing 102 , the oxidizing agent is distributed between the oxidizing agent spaces 130 formed between the fuel gas compartments 124 of the fuel cell units 114 , each of which has an adjacent contact plate 118 of a fuel cell unit 114 and through the fluid guide frame 120 and the cathode 128 of the KAE unit 116 th fuel cell unit 114 are enclosed.

In die Oxidationsmittelräume hinein und aus denselben wieder heraus gelangt das Oxidationsmittel durch die Zwischenräume zwischen jeweils einem Fluidführungsrahmen 120 einer Brenn­ stoffzelleneinheit 114 und der Kontaktplatte 118 der in der Stapelrichtung 112 darauffolgenden Brennstoffzelleneinheit 114, soweit diese Zwischenräume nicht durch die Abstützele­ mente 200, welche die Brenngaskanäle 216 bzw. die Abgaskanäle 214 umgeben, überdeckt sind.In and out of the oxidizing agent spaces, the oxidizing agent passes through the gaps between a respective fluid guide frame 120 of a fuel cell unit 114 and the contact plate 118 of the fuel cell unit 114 following in the stacking direction 112 , insofar as these gaps are not through the support elements 200 , which the fuel gas channels 216 or the exhaust gas channels 214 , are covered.

Wie bereits beschrieben, werden aus dem Oxidationsmittel an den Kathoden 128 der KAE-Einheiten 116 der Brennstoffzellen­ einheiten 114 Sauerstoffionen gebildet, welche durch die Elektrolyten 126 zu den Anoden 122 der KAE-Einheiten 116 der Brennstoffzelleneinheiten 114 wandern.As already described, 114 are formed oxygen ions from the oxidant to the cathode 128 of the KAE units 116 units of the fuel cells 116 of the fuel cell units migrate through the electrolyte 126 to the anode 122 of the KAE units 114th

Überschüssiges Oxidationsmittel gelangt aus den Oxidations­ mittelräumen 130 der Brennstoffzelleneinheiten 114 auf der der Eintrittsseite des Oxidationsmittels gegenüberliegenden Seite hinaus und wird durch die Oxidationsmittel-Abführlei­ tung 105 aus dem Innenraum des Gehäuses 102 der Brennstoff­ zellenvorrichtung 100 abgeführt.Excess oxidant passes from the oxidation medium spaces 130 of the fuel cell units 114 on the side opposite the inlet side of the oxidant and is removed by the oxidant discharge line 105 from the interior of the housing 102 of the fuel cell device 100 .

Die Strömungsrichtung des Brenngases und des Abgases durch die Brennstoffzellenvorrichtung 100 ist in den Zeichnungen mit einfachen Pfeilen 246, die Strömungsrichtung des Oxida­ tionsmittels durch die Brennstoffzellenvorrichtung 100 mit­ tels Doppelpfeilen 248 angegeben.The direction of flow of the fuel gas and the exhaust gas through the fuel cell device 100 is shown in the drawings, with single arrows 246, the flow direction of Oxida tion means through the fuel cell device 100 with means of double arrows 248th

Die Strömungsrichtung des Oxidationsmittels durch die Oxida­ tionsmittelräume 130 ist im wesentlichen parallel zu der Strömungsrichtung des Brenngases durch die Brenngasräume 124.The flow direction of the oxidizing agent through the oxidizing agent spaces 130 is substantially parallel to the flow direction of the fuel gas through the fuel gas spaces 124 .

Um die längs der Stapelrichtung 112 aufeinanderfolgenden Brennstoffzelleneinheiten 114 durch äußere Verspannung anein­ ander festzulegen, sind mehrere Verbindungsschrauben 250 (siehe Fig. 2 und 3) vorgesehen, welche Durchgangsbohrungen 252 in der mittleren oberen Endplatte 110 des Brennstoffzel­ lenblockverbunds 106 durchsetzen und an ihrem dem jeweiligen Schraubenkopf 254 abgewandten Ende mit einem Aussengewinde 256 versehen sind, welches in jeweils eine Gewindebohrung 258 in der unteren Endplatte 108 des Brennstoffzellenverbunds 106 eingedreht ist, so daß die mittlere obere Endplatte 110 und die untere Endplatte 108 durch die Verbindungsschrauben 250 gegeneinander verspannt werden und eine gewünschte Presskraft über die Endplatten 108, 110 auf den mittigen, die Kontakt­ felder 134 umfassenden Bereich des Stapels der Brennstoffzel­ leneinheiten 114 übertragbar ist (siehe Fig. 2). In order to fix the consecutive fuel cell units 114 along the stacking direction 112 to one another by external bracing, a plurality of connecting screws 250 (see FIGS. 2 and 3) are provided, which pass through holes 252 in the middle upper end plate 110 of the fuel cell block assembly 106 and on their respective screw head 254 opposite end are provided with an external thread 256 , which is screwed into a threaded bore 258 in the lower end plate 108 of the fuel cell assembly 106 , so that the middle upper end plate 110 and the lower end plate 108 are clamped against each other by the connecting screws 250 and a desired pressing force can be transferred via the end plates 108 , 110 to the central region of the stack of the fuel cell units 114 comprising the contact fields 134 (see FIG. 2).

Ferner sind mehrere Verbindungsschrauben 260 vorgesehen, wel­ che Durchgangsbohrungen 262 in den seitlichen oberen Endplat­ ten 111 des Brennstoffzellenblockverbunds 106 durchsetzen und an ihrem dem jeweiligen Schraubenkopf 264 abgewandten Ende mit einem Außengewinde 266 versehen sind, welches in jeweils eine Gewindebohrung 268 in der unteren Endplatte 108 einge­ dreht ist, so daß die seitlichen oberen Endplatten 111 und die untere Endplatte 108 durch die Verbindungsschrauben 260 gegeneinander verspannt sind und eine gewünschte Presskraft über die Endplatten 108, 111 im Bereich der Brenngaskanäle 216 bzw. der Abgaskanäle 214 auf den Stapel der Brennstoff­ zelleneinheiten 114 übertragbar ist.Furthermore, a plurality of connecting screws 260 are provided, which pass through holes 262 in the lateral upper end plates 111 of the fuel cell block assembly 106 and are provided on their end facing away from the respective screw head 264 with an external thread 266 , which is inserted into a threaded bore 268 in the lower end plate 108 rotates, so that the side upper end plates 111 and the lower end plate 108 are clamped against each other by the connecting screws 260 and a desired pressing force on the end plates 108 , 111 in the area of the fuel gas channels 216 and the exhaust gas channels 214 on the stack of fuel cell units 114 can be transferred is.

Die durch die äußere Verspannung mittels der Verbindungs­ schrauben 250 und der mittleren oberen Endplatte 110 erzeugte Presskraft bestimmt den Anpressdruck, mit dem die Kontaktele­ mente 132 gegen das Substrat 121 bzw. gegen die Kathode 128 der angrenzenden KAE-Einheit 116 gepreßt werden.The pressing force generated by the external bracing by means of the connecting screws 250 and the middle upper end plate 110 determines the contact pressure with which the contact elements 132 are pressed against the substrate 121 or against the cathode 128 of the adjacent KAE unit 116 .

Der Anpressdruck, mit dem die Abstützelemente 200 und die Gaskanal-Dichtungen 212 gegen die Kontaktplatten 118 und die Fluidführungsrahmen 120 gepreßt werden, wird dagegen - unab­ hängig von der Verspannung mittels der Verbindungsschrauben 250 und der mittleren oberen Endplatte 110 - ausschließlich durch die äußere Vorspannkraft bestimmt, mit welcher die seitlichen oberen Endplatten 111 mittels der Verbindungs­ schrauben 260 gegen die untere Endplatte 108 verspannt sind.The contact pressure with which the support elements 200 and the gas channel seals 212 are pressed against the contact plates 118 and the fluid guiding frame 120 , however, is determined - independently of the tension by means of the connecting screws 250 and the middle upper end plate 110 - exclusively by the external prestressing force , with which the side upper end plates 111 by means of the connecting screws 260 are braced against the lower end plate 108 .

Der vorstehend beschriebene Brennstoffzellenblockverbund 106 wird wie folgt montiert:
Zunächst werden die einzelnen Brennstoffzelleneinheiten 114 montiert, indem jeweils ein Substrat 121 mit seinem verdich­ teten Außenbereich 220 auf einen Fluidführungsrahmen 120 auf­ gelegt und in der vorstehend beschriebenen Weise durch Ver­ schweißen oder Verlöten, unter Bildung einer gasdichten Zone 224 in dem verdichteten Außenbereich 220, an dem Fluidfüh­ rungsrahmen 120 festgelegt wird. Anschließend werden auf dem Substrat 121 die Anode 122, der Elektrolyt 126 und die Katho­ de 128 der KAE-Einheit 116, beispielsweise durch Plasmasprit­ zen erzeugt, wobei der Elektrolyt 126 in der Weise erzeugt wird, daß er die gasdichte Zone 224 in dem verdichteten Aus­ senbereich 220 des Substrats 121 gasdicht überdeckt, um die Brenngasraum-Dichtung 218 herzustellen.
The fuel cell block assembly 106 described above is assembled as follows:
First, the individual fuel cell units 114 are assembled by placing a substrate 121 with its compressed outer region 220 on a fluid guide frame 120 and welding or soldering in the manner described above, forming a gas-tight zone 224 in the compressed outer region 220 the fluid guide frame 120 is set. Subsequently, the anode 122 , the electrolyte 126 and the cathode de 128 of the KAE unit 116 are produced on the substrate 121 , for example by plasma spraying, the electrolyte 126 being produced in such a way that it seals the gas-tight zone 224 in the compressed out region sen range 220 of the substrate 121 covered gas-tight to produce the fuel gas chamber seal 218 .

Anschließend wird die Kontaktplatte 118 der Brennstoffzellen­ einheit 114 zur Anlage an der der KAE-Einheit 116 abgewandten Seite des Substrats 121 gebracht, und durch Verschweißen oder Verlöten wird der Verbindungsflansch 170 der Kontaktplatte 118 mit dem Verbindungsflansch 186 des Fluidführungsrahmens 120 gasdicht verbunden.Subsequently, the contact plate 118 of the fuel cell unit 114 is brought into abutment on the side of the substrate 121 facing away from the KAE unit 116 , and the connection flange 170 of the contact plate 118 is connected gas-tight to the connection flange 186 of the fluid guide frame 120 by welding or soldering.

Darauf wird der Brennstoffzellenverbund 106 aus den einzelnen Brennstoffzelleneinheiten 114 zusammengesetzt, indem die ge­ wünschte Anzahl von Brennstoffzelleneinheiten 114 längs der Stapelrichtung 112 gestapelt wird und die Brennstoffzellen­ einheiten 114 mittels der Endplatten 108, 110, 111 und der die Endplatten gegeneinander verspannenden Verbindungsschrau­ ben 250, 260 in ihrer Lage relativ zueinander fixiert werden.Then the composite fuel cell is composed of the individual fuel cell units 114 106 by GE desired number of stacked fuel cell units 114 along the stacking direction 112 and the fuel cell units 114 by means of the end plates 108, 110, 111 and the ben end plates against each other strained Verbindungsschrau 250, 260 be fixed in position relative to each other.

Eine in den Fig. 13 bis 15 dargestellte zweite Ausführungs­ form einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform le­ diglich dadurch, daß Abstützelemente 200', welche zwischen der Kontaktplatte 118 und dem Fluidführungsrahmen 120 dersel­ ben Brennstoffzelleinheit 114 angeordnet sind und somit ein Kollabieren des Gehäuses 192 der Brennstoffzelleneinheit 114 unter dem Anpressdruck, unter dem die seitlichen oberen End­ platten 111 und die untere Endplatte 108 gegeneinander ver­ spannt werden, verhindern, nicht als separate Bauteile, son­ dern vielmehr einstückig mit der Kontaktplatte 118 bzw. mit dem Fluidführungsrahmen 120 ausgebildet sind.A second embodiment shown in FIGS. 13 to 15 of a fuel cell device 100 differs from the first embodiment described above only in that support elements 200 'which are arranged between the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 of the same fuel cell unit 114 and thus are one Prevent collapse of the housing 192 of the fuel cell unit 114 under the contact pressure, under which the lateral upper end plates 111 and the lower end plate 108 are clamped against one another, not as separate components, but rather in one piece with the contact plate 118 or with the fluid guide frame 120 are trained.

Wie aus den Fig. 13 und 14 zu ersehen ist, sind rings um je­ den Abgaskanal 214 mehrere, beispielsweise zehn, Abstützele­ mente 200' angeordnet, welche in der Umfangsrichtung des Ab­ gaskanals 214 voneinander beabstandet sind, so daß das Abgas aus dem Brenngasraum 124 der betreffenden Brennstoffzellen­ einheit 114 durch die Gasdurchlässe 269 bildenden Zwischen­ räume zwischen den Abstützelementen 200' in den Abgaskanal 214 gelangen kann.As can be seen from FIGS. 13 and 14, several, for example ten, support elements 200 'are arranged around each of the exhaust duct 214 , which are spaced apart from one another in the circumferential direction of the gas duct 214 , so that the exhaust gas from the fuel gas chamber 124 of the fuel cell unit 114 in question can pass through the gas passages 269 forming spaces between the support elements 200 'into the exhaust duct 214 .

Wie am besten aus der Schnittdarstellung der Fig. 14 zu erse­ hen ist, umfaßt jedes der Abstützelemente 200' einen oberen Teil 270 und einen unteren Teil 272, wobei der untere Teil 272 einstückig mit der Kontaktplatte 118 ausgebildet ist und einen in die Abgasdurchgangsöffnung 152 überstehenden Randbe­ reich der Kontaktplatte 118 umfaßt, welcher durch Umbiegen längs einer Biegelinie 274 um 180° auf den Randbereich 154 der Kontaktplatte 118 zurückgebogen worden ist.As best seen from the sectional view of FIG. 14, each of the support members 200 'includes an upper portion 270 and a lower portion 272 , the lower portion 272 being integrally formed with the contact plate 118 and one projecting into the exhaust gas passage opening 152 Randbe rich of the contact plate 118 comprises, which has been bent back by bending along a bending line 274 by 180 ° to the edge region 154 of the contact plate 118 .

Der obere Teil 270 des Abstützelements 200' ist einstückig mit dem Fluidführungsrahmen 120 ausgebildet und umfaßt einen in die Abgasdurchgangsöffnung 184 überstehenden Randbereich des Fluidführungsrahmens 120, welcher längs einer ersten Bie­ gelinie 276 um 180° auf den Gasführungsbereich 178 zurückge­ bogen worden ist und längs einer zweiten Biegelinie 278 um 180° auf sich selbst zurückgebogen worden ist.The upper part 270 of the support element 200 'is formed in one piece with the fluid guide frame 120 and comprises an edge region of the fluid guide frame 120 which projects into the exhaust gas passage opening 184 and which has been bent back along a first bending line 276 by 180 ° to the gas guide region 178 and along a second one Bending line 278 has been bent back on itself by 180 °.

Der obere Teil 270 des Abstützelements 200' umfaßt somit zwei übereinander angeordnete Lagen, wobei die untere Lage 280 mit ihrer Unterseite auf der Oberseite des unteren Teils 272 des Abstützelements 200' flächig aufliegt.The upper part 270 of the support element 200 'thus comprises two layers arranged one above the other, the lower layer 280 resting flatly with its underside on the upper side of the lower part 272 of the support element 200 '.

Die insgesamt drei Metallblechlagen des Abstützelements 200' bilden somit einen massiven metallischen Körper, welcher durch die auf die Gaskanal-Dichtungen 212 und die Abstützele­ mente 200' wirkenden Presskräfte im wesentlichen nicht weiter komprimiert werden kann und somit die Kontaktplatte 118 und den Fluidführungsrahmen 120 im Bereich des Abgaskanals 214 auf Abstand voneinander hält und ein Zusammendrücken des Ge­ häuses 192 der Brennstoffzelleneinheit 114 verhindert.The total of three sheet metal layers of the support element 200 'thus form a solid metallic body, which cannot be compressed further by the pressing forces acting on the gas channel seals 212 and the support elements 200 ' and thus the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 in the region the exhaust duct 214 keeps a distance from each other and a compression of the Ge housing 192 of the fuel cell unit 114 prevented.

Den vorstehend beschriebenen Abstützelementen 200' entspre­ chende Abstützelemente sind auch im Bereich der Brenngaska­ näle 216 zwischen der Kontaktplatte 118 und dem Fluidfüh­ rungsrahmen 120 derselben Brennstoffzelleneinheit 114 ange­ ordnet.The above-described support elements 200 'corre sponding support elements are also in the area of Brenngaska channels 216 between the contact plate 118 and the fluid guide frame 120 of the same fuel cell unit 114 is arranged.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform einer Brenn­ stoffzellenvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise, the second embodiment of a fuel cell device 100 corresponds in terms of structure and function to the first embodiment, to the above description of which reference is made.

Claims (8)

1. Brennstoffzelleneinheit für einen Brennstoffzellenblock­ verbund, welcher eine Mehrzahl von Brennstoffzellenein­ heiten (114) umfaßt, die längs einer Stapelrichtung (112) aufeinanderfolgen, wobei die Brennstoffzellenein­ heit (114) ein Gehäuse (192) mit einem ersten Gehäuse­ teil (118) und einem zweiten Gehäuseteil (120), welche im wesentlichen gasdicht miteinander verbunden sind, um­ faßt, und wobei der erste Gehäuseteil (118) eine erste Verbindungsfläche (174) aufweist, an welcher der erste Gehäuseteil (118) an dem zweiten Gehäuseteil (120) fest­ gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindungsfläche (174) im wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung (112) ausgerichtet ist.1. Fuel cell unit for a fuel cell block composite which includes a plurality of Brennstoffzellenein units (114) disposed along successive follow a stacking direction (112), wherein the Brennstoffzellenein unit (114) comprises a housing (192) with a first housing part (118) and a second housing part ( 120 ), which are connected to one another in a substantially gas-tight manner, and wherein the first housing part ( 118 ) has a first connecting surface ( 174 ) on which the first housing part ( 118 ) is fixed to the second housing part ( 120 ) characterized in that the first connecting surface ( 174 ) is aligned substantially parallel to the stacking direction ( 112 ). 2. Brennstoffzelleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Verbindungsfläche (174) an einem ersten Verbindungsflansch (170) angeordnet ist, wobei der erste Verbindungsflansch (170) längs einer Biegeli­ nie (172) an einen Bereich (136) des ersten Gehäuseteils (118) angrenzt, der im wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung (112) ausgerichtet ist, und sich von die­ sem Bereich (136) des ersten Gehäuseteils (118) aus im wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung (112) er­ streckt. 2. Fuel cell unit according to claim 1, characterized in that the first connecting surface ( 174 ) is arranged on a first connecting flange ( 170 ), the first connecting flange ( 170 ) along a bend never ( 172 ) to an area ( 136 ) of the first Adjacent housing part ( 118 ), which is oriented substantially perpendicular to the stacking direction ( 112 ), and extends from this area ( 136 ) of the first housing part ( 118 ) substantially parallel to the stacking direction ( 112 ). 3. Brennstoffzelleneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Verbindungsflansch (170) den im wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung (112) ausge­ richteten Bereich (136) des ersten Gehäuseteils (118) ringförmig umgibt.3. A fuel cell unit according to claim 2, characterized in that the first connecting flange ( 170 ) surrounds the area ( 136 ) of the first housing part ( 118 ) oriented substantially perpendicular to the stacking direction ( 112 ). 4. Brennstoffzelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gehäuseteil (120) einen zweiten Verbindungsflansch (186) aufweist, welcher längs einer Biegelinie (188) an einen Bereich (178) des zweiten Gehäuseteils (120) angrenzt, der im wesentlichen zur Stapelrichtung (112) ausgerichtet ist, und welcher sich von diesem Bereich (178) des zweiten Gehäuseteils (120) aus im wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung (112) erstreckt.4. Fuel cell unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second housing part ( 120 ) has a second connecting flange ( 186 ) which is along a bending line ( 188 ) adjacent to an area ( 178 ) of the second housing part ( 120 ), which is oriented essentially to the stacking direction ( 112 ), and which extends from this region ( 178 ) of the second housing part ( 120 ) essentially parallel to the stacking direction ( 112 ). 5. Brennstoffzelleneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Verbindungsflansch (186) einen freien Rand (194) aufweist, an dem der zweite Verbin­ dungsflansch (186) mit dem ersten Gehäuseteil (118) ver­ bunden ist.5. Fuel cell unit according to claim 4, characterized in that the second connecting flange ( 186 ) has a free edge ( 194 ) on which the second connec tion flange ( 186 ) with the first housing part ( 118 ) is connected ver. 6. Brennstoffzelleneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Verbindungsflansch (170) einen freien Rand (198) aufweist, an dem der erste Verbin­ dungsflansch (170) mit dem zweiten Gehäuseteil (120) verbunden ist. 6. Fuel cell unit according to claim 2, characterized in that the first connecting flange ( 170 ) has a free edge ( 198 ) on which the first connec tion flange ( 170 ) is connected to the second housing part ( 120 ). 7. Brennstoffzelleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gehäuseteil (118) und der zweite Gehäuseteil (120) durch Verschweis­ sen, insbesondere durch Laserschweißen, und/oder durch Verlöten, insbesondere durch Hartlöten, im wesentlichen gasdicht miteinander verbunden sind.7. Fuel cell unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first housing part ( 118 ) and the second housing part ( 120 ) sen by welding, in particular by laser welding, and / or by soldering, in particular by brazing, substantially gas-tight with each other are connected. 8. Brennstoffzellenblockverbund, umfassend eine Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die längs der Stapelrichtung (112) aufeinander­ folgen.8. Fuel cell block assembly, comprising a plurality of fuel cell units according to one of claims 1 to 7, which follow one another along the stacking direction ( 112 ).
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