DE102004063247A1 - Einheitszellaufbau mit einer Verbunddichtung für einen Brennstoffzellenstapel - Google Patents
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Abstract
Diese Erfindung betrifft eine Verbunddichtung für Brennstoffzellenstapel, welche zwei Reihen von Wülsten und einen Träger aufweist, die Montierbarkeit und Dichtungseigenschaft verbessern und den Zusammenbaudruck reduzieren kann, indem Werkstoffe mit geringer Härte mit reduziertem Volumen zur Anwendung kommen. Diese Erfindung betrifft auch einen Aufbau für den Zusammenbau der Verbunddichtung.
Description
- QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
- Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 27. März 2004 angemeldeten koreanischen Anmeldung mit der Nummer 2004-0021001, welche hierdurch mit Bezugnahme vollständig aufgenommen ist.
- BEREICH DER ERFINDUNG
- Diese Erfindung betrifft eine Verbunddichtung für einen Brennstoffzellenstapel.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Ein Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellenstapel (PEMFC), der weit verbreitet in Kraftfahrzeugen und Mobiltelefonen benutzt wird, besitzt einen besonderen Aufbau, der darin besteht, dass eine Membran und eine Elektrodenanordnung (MEA) zwischen einer Protonenelektrode und einer Sauerstoffelektrode eingesetzt ist. Dieser Aufbau wiederholt sich, um schließlich einen Schichtaufbau zu erhalten.
- Die Anzahl von Separatorplatten und MEAs bezieht sich direkt auf die Funktion einer Brennstoffzelle, und sie variiert stark in Abhängigkeit von der geforderten Leistungsabgabe. Insbesondere kann der PEMFC-Stapel bis zu einigen hundert von solchen Aufbauten aufweisen. Deshalb sollte die Dichtung, welche pro Separatorplatte in zwei Exemplaren eingebaut ist, dergestalt leicht montiert werden können, dass der Separator und die MEA effizient zusammengebaut werden können. Weiterhin ist es wünschenswert, dass die Dichtung leichtgewichtig mit geringem Volumen ausgebildet ist, um den Druck im Zeitpunkt des Zusammenbaus auf dem niedrigsten Niveau beizubehalten. Zusätzlich ist es erforderlich, dass die Dichtung dazu geeignet ist, ein Eindringen von Verunreinigungen in den internen Raum des Stapels zu verhindern, während sie die gegenseitige Einführung zwischen einem Brennstoffgas und einem Kühlmittel in die Sammelleitung verhindert.
- Im Allgemeinen kann ein PEMFC-Stapel zwei Separatorplatten mit elektrischer Leitfähigkeit, wobei jede von diesen eine Sauerstoffelektrode und eine Wasserstoffelektrode auf jeder Seite besitzt, und eine MEA aufweisen, welche Elektrizität beim Durchlauf von Protonen durch sie erzeugen. Der PEMFC-Stapel ist so aufgebaut, dass jede der Separatorplatten auf jeder Seite der MEA angeordnet ist, und dass jede Dichtung zwischen einer MEA und jeder Separatorplatte angeordnet ist. Diese Bauteile verlangen eine relativ höhere Leistungsabgabe im Vergleich zu der von Serienaufbauten, und somit ist es erforderlich, dass die Dichtung mit geringstem Volumen und geringster Oberflächenpressung hergestellt wird.
- In Anbetracht dessen, dass einige hundert von Separatorplatten und MEAs in einem Serienschichtaufbau zusammengebaut sind, ist ein wirksames Verfahren zur Installation erforderlich. Dichtungen, die in einer Einheitszelle für Brennstoffzellenstapel verwendet werden, sind dicht, weil sie zwischen einer Separatorplatte und einer MEA angeordnet sind, aber die Ausdehnungs- und Schrumpfungsrate ergibt eine Veränderung in der MEA und der Dichtung. Dieses resultiert aus einer wiederholten Ausdehnung und Schrumpfung auf Grund der Wärme, die durch den Kontakt zwischen der Gummidichtung und der MEA erzeugt wird, welche häufiger Ausdehnung und Schrumpfung wegen der Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen ausgesetzt ist. Da die Dichtung und die MEA wiederholter Ausdehnung und Schrumpfung auf Grund von Wärme ausgesetzt sind, tritt ein Kapillarphänomen auf, durch welches ein Kühlmittel hindurch wandert und dann mit Wasserstoff und Sauerstoff reagiert, wodurch die Funktionen der Brennstoffzelle verschlechtert oder zerstört werden. Weiterhin fluchten die äußeren Abgrenzungen der Separatorplatte, MEA und Dichtung nicht vollständig und stören somit die Strömung eines Gases. Dieses führt zu ungleichmäßiger Gaszufuhr, wodurch die Funktionen der Brennstoffzelle zerstört werden.
- Bei der herkömmlichen Dichtung, deren Querschnitt mit einer Falz- bzw. Wulstkante versehen ist, wird auf Grund des Unterschieds in der Ausdehnungsrate und Schrumpfung der MEA und Dichtung durch Wärme eine Mikrolücke bzw. ein Mikrospalt erzeugt. Dieser Mikrospalt verursacht das Kapillarphänomen, welches das Kühlmittel in der Sammelleitung in den chemischen Reaktionsbereich in der Brennstoffzelle eintreten lässt, wodurch somit die MEA kontaminiert wird und die Funktionen der Brennstoffzelle drastisch reduziert werden. Wenn sich die Dichtung in der Nut der Separatorplatte bewegt, wird die Dichtung, die in doppeltem Kontakt mit beiden Oberflächen der MEA steht, außerdem verlagert, und dadurch werden der Oberflächendruck und die Dichtungseigenschaft verringert.
- Deshalb weist die in der herkömmlichen Einheitszelle für Brennstoffzellenstapel verwendete Dichtung Nachteile dergestalt auf, dass Ethylenglykol, welches zur Verhinderung des Anstiegs der Betriebstemperatur der Separatorplatte zur Anwendung kommt, in das Innere von Separatorplatten eindringt, und dass auf Grund seiner schlechten Montierbarkeit auch viel Zeit für den Zusammenbau erforderlich ist.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel mit einer jeweils an der linken und rechten Seite der MEA angeordneten Separatorplatte und einer Dichtung auf, die zwischen der MEA und der jeweiligen Separatorplatte angeordnet ist. Der Dichtungsaufbau kann eine Verbunddichtung aufweisen, die mit zwei Reihen von Gummiwülsten versehen ist, wobei jede Reihe auf der Oberseite und auf der Unterseite der MEA angeordnet ist und von beiden Richtungen von oben und von unten im Zeitpunkt des Zusammenbaus so zusammengedrückt wird, dass sie die Querschnittsflächen der MEA vollständig umfassen.
- In einer anderen Ausführung sieht die vorliegende Erfindung eine Dichtung mit einem Träger zum Zweck der Verstärkung und zwei Reihen von Wülsten vor, die auf der Oberseite des Trägers angebracht sind.
- In einer weiteren Ausführung sieht die vorliegende Erfindung eine Dichtung vor, bei welcher nur der Träger in die Nut eingesetzt ist, welche zwischen jeder der Separatorplatten und der Dichtung zum Zeitpunkt des Zusammenbaus gebildet ist.
- In einer weiteren Ausgestaltung schafft die vorliegende Erfindung eine Dichtung, bei welcher die beiden Reihen von Wülsten in der Dichtung einen Raum inmitten der Wülste zur Aufnahme des Betrags von zusammengedrückter Umsetzung bzw. zur Aufnahme des zusammengedrückten Umsetzungsvolumens aufweist.
- In einer weiteren Ausgestaltung schafft die vorliegende Erfindung eine Dichtung, bei welcher die beiden Reihen von Wülsten in der Dichtung einen Raum inmitten der Wülste zur Aufnahme des Betrags von zusammengedrückter Umsetzung bzw. zur Aufnahme des zusammengedrückten Umsetzungsvolumens aufweist.
- In einer weiteren Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung einen Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel mit einer Verbunddichtung vor, wobei jede Grenze bzw. Abgrenzung der beiden Reihen von Wülsten jeweils mit der Grenze des Trägers vor der Vervollständigung des Zusammenbaus (vor der Umsetzung) übereinstimmt.
- In einer weiteren Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung einen Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel mit einer Verbunddichtung vor, wobei jede Grenze bzw. Abgrenzung der beiden Reihen von Wülsten jeweils mit der Grenze der Separatorplatte nach der Vervollständigung des Zusammenbaus (nach der Umsetzung) übereinstimmt.
- In einer weiteren Ausgestaltung schafft die vorliegende Erfindung einen Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel mit einer Verbunddichtung, wobei der Träger aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Kunststofffilm, Gewebe und Metall besteht.
- Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht einen Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel mit einer Verbunddichtung vor, wobei der Träger der Dichtung mit einer Ablöseschicht versehen ist, die mit einem Kleber getränkt ist.
- In einer weiteren Ausgestaltung schafft die vorliegende Erfindung einen Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel mit einer Verbunddichtung, wobei die Dichtung in einem zusammenhängenden bzw. integrierten Körper eingebracht ist, nachdem sie an die Separatorplatten angebracht worden ist.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die obigen und weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich, wenn sie im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gesehen werden. Hierbei zeigt:
-
1 eine Querschnittsansicht des Aufbaus einer Einheitszelle für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der vorliegenden Erfindung vor seinem Zusammenbau; -
2 eine Querschnittsansicht des Aufbaus einer Einheitszelle für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der vorliegenden Erfindung nach seinem Zusammenbau; -
3 eine Teilexplosionsansicht von2 ; und -
4 Querschnittsansichten des geschichteten Aufbaus der Verbunddichtung in dem Aufbau einer Einheitszelle für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der vorliegenden Erfindung und ihre Zustände vor und nach der Umsetzung - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Hiernach werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
- Wie in
1 bis3 gezeigt ist, sind in dem Zusammenbau der Separatorplatten10 und MEA11 zusammen mit der Verbunddichtung12 die Grenzen der Separatorplatten10 , MEA11 und der Dichtung12 über die zwei Reihen von Wülsten14 der Dichtung12 ausgerichtet. Das heißt, dass Separatorplatten10 auf gegenüber liegenden Seiten der MEA11 angeordnet sind, wobei die Dichtung12 zwischen jeder der Separatorplatten10 und der MEA11 angeordnet ist. Wenn die Separatorplatten10 , die MEA11 und die Dichtung12 zum Zusammenbau integriert werden, werden die beiden Reihen von Wülsten14 der Dichtung12 schließlich zusammengedrückt, und äußere Wülste der beiden Reihen von Wülsten14 werden in eine Stellung gebracht, in der sie die MEA11 vollständig einschließen, wodurch ihre Abgrenzungen mit der der Dichtung12 fluchten. Dieses wurde dadurch ermöglicht, dass die Position der an die Separatoren12 anzubringenden Dichtung12 auf der Grundlage der Berechnung der Umsetzungsmenge bzw. des Umsetzungsvolumen der Dichtung in Abhängigkeit von dem Druck des Zusammenbaus festgelegt ist, wodurch sich ein vorher festgelegtes Umsetzungs- bzw. Verdrängungsvorlumen für einen festen Zusammenbaudruck manifestiert. Dieses ermöglicht ebenfalls eine gleichmäßige Gasversorgung. - Zusätzlich sehen Ausführungsformen dieser Erfindung zwei Reihen von Wülsten im Gegensatz zu der herkömmlichen einzelnen Reihe von Wülsten vor, die einen doppelten Abdichtungsaufbau aufweisen, wobei so vollständig die Kontamination von sowohl dem Inneren als auch dem Äußeren der Einheitszelle verhindert wird. Weitere Ausführungsformen sehen eine Verbunddichtung vor, wo die Separatoren
10 zusammengebaut sind, während sie in die Nut13 eingesetzt werden, wobei auf diese Weise jede unnötige Bewegung eliminiert ist und ein gewünschter Oberflächendruck bzw. eine gewünschte Oberflächenpressung und Dichtungseigenschaft unterstützt bzw. gefördert werden.4 stellt Querschnittsansichten des geschichteten Aufbaus der Verbunddichtung in dem Aufbau einer Einheitszelle für einen Brennstoffzellenstapel dieser Erfindung und ihren Zustand vor und nach der Umsetzung dar. Die obige Verbunddichtung kann in der Gestalt eines Trägers vorbereitet sein, an dem ein Kleber angebracht ist, zum Beispiel ein Kunststofffilm, bei welchem die Oberfläche mit Gummi in einer gewünschten Form beschichtet ist um als Dichtung zu dienen. Sobald die Beschichtung vervollständigt ist, wird die Dichtung mit der Nut13 verbunden, welche auf den Separatoren10 vorbereitet ist, nachdem die Rückenschicht17 entfernt worden ist. Hier ist nur der Träger15 ohne die Werg- bzw. Dichtreihen von Wülsten14 in die Nut13 eingesetzt. - Ausführungsformen dieser Erfindung sehen auch einen Kleberkunststofffilm vor, welcher die nachteilige Eigenschaft von Gummi beheben, welches keine feste Form beibehalten kann. Der Kunststofffilm ist als ein Weg zur Verbesserung von Montierbarkeit im Verlauf eines Zusammenbauvorgangs vorgesehen, und andere Werkstoffe wie Textilien und Metalle können als eine Alternative anstelle des Kunststofffilms verwendet werden.
- In Anbetracht des Umsetzungsbetrags bzw. -volumens nach dem Zusammenpressen ist ein bestimmter Raum
16 zwischen den beiden Reihen von Wülsten aus Gummi dieser Erfindung vorgesehen. Der Kleber18 wurde so aufgebracht, dass er nach dem Zusammenbau nicht zersetzt werden kann, und Kunststofffilm oder Papier kann als die Rückenschicht17 für leichte Ablösung verwendet werden. Die beiden Wulstreihen14 werden umgesetzt bzw. in ihrer Gestalt verändert, da sie nach dem Zusammenbau zusammengedrückt sind. Vor einer Umsetzung bzw. Gestaltveränderung oder Transformation fluchten die Grenzen der Wülste mit den Grenzen des Trägers15 , wie links gezeigt ist, wohingegen die Wülste nach der Umsetzung wie rechts gezeigt zusammengedrückt sind, wobei die Wulstgrenzen in Bezug auf die des Trägers15 hervorstehen, und somit fluchten hervorstehende Grenzen mit der Abgrenzung der Separatoren10 . Wie in3 dargestellt ist, sind die beiden Reihen von Wülsten in einem Zustand, wenn der Einheitszellenaufbau vervollständigt ist, mittels der beiden Separatoren10 zusammengedrückt, welche oben und unten in Bezug auf den Querschnitt der MEA11 die gesamten Querschnittsgrenzen (vier Querschnitte) der MEA11 vollständig umschließen. Die internen Querschnitte der MEA11 , das heißt, die Querschnitte, die auf der rechten Seite der Zeichnung angeordnet sind, welche von internen Wülsten umschlossen sind, sind in nur drei Querschnitten umfasst. - Der Einheitszellenaufbau, insbesondere die Verbunddichtung einer Ausführungsform der Erfindung, kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Träger als ein Verstärkungswerkstoff aus einem Kunststofffilm hergestellt ist. Auf einer Oberfläche ist ein Kleber vorgesehen, während die gegenüber liegende Seite mit Gummi beschichtet ist. Die mit Gummi beschichtete Oberfläche steht in Kontakt mit einer MEA
11 , während die andere mit einem Kleber18 beschichtete Oberfläche in der Nut13 angebracht ist, und sie werden als solches als ein einstückiger Körper zusammengebaut. Hierbei ist es wünschenswert, dass der Kleberkunststofffilm und das Gummi mit einem geringen Zusammenbaudruck beibehalten werden, wobei sie bei der Betriebstemperatur von 80 bis 90° C nicht umgeformt sind, und ebenfalls eine genügende Beständigkeit dergestalt aufweisen, dass sie beim Vorhandensein einer bei chemischen Reaktionen und Wasser erzeugten Säure nicht korrosiv werden. Beispiele des in dieser Erfindung verwendeten Kunststoffwerkstoffs als ein Werkstoff für den Kunststoff, der bei einer Temperatur einer Brennstoffzellenatmosphäre und während des Verlaufs der Herstellung nicht schrumpft, weisen eine Beständigkeit beim Vorhandensein einer starken Säure auf und können in der Form einer dünnen Platte verarbeitet werden, sind Konstruktionskunststoffe mit außergewöhnlicher Hitzewiderstandsfähigkeit, chemischer Resistenz und Stabilität in den Abmessungen, wie zum Beispiel solche wie Polyethylenterephthalat und Polyimid. Zusätzlich kann der Träger der Dichtung unter der Verwendung von Textilien und Metallen hergestellt werden. - Der auf die Oberfläche des Kunststofffilms zu beschichtende Kleber sollte so hitzebeständig sein, dass durch die im Verlauf der Herstellung der Dichtung auftretende Wärme nicht verändert wird. Die geeignete Auswahl und Einstellung der Menge und des Kleberwerkstoffs ist von Bedeutung, da keine der Komponenten freiliegen sollte, sobald die Installation vollständig ist. Ein Acrylkleber ist ein Beispiel eines geeigneten Klebers.
- Der Träger
15 wird mit Gummi für die Vorbereitung der beiden Wulstreihen beschichtet, und ein „Siebdruckverfahren" kann zur Anwendung kommen. Das Siebdruckverfahren weist Folgendes auf: Ausbreiten des Siebs aus Seide, Nylon, Tetron-Textilien und Edelstahl in einem Rahmen und festes Absichern der vier Enden des Rahmens, Bedecken aller Öffnungen in dem obigen Sieb durch Ausbilden einer flachen Membran mit einem manuellen oder fotochemischen Verfahren außer solchen, die für ein Abbildungsverfahren erforderlich sind. Ein bevorzugter Werkstoff wird in den Rahmen gegossen, und ein Druck wird auf die innere Seite des Siebs unter Verwendung einer Verteilereinrichtung wie zum Beispiel eines Rakels aufgebracht. Werkstoff durchdringt das Sieb an den Stellen, die nicht mit der flachen Membran abgedeckt sind, wodurch der unter dem Rahmen angeordnete Werkstoff beschichtet wird. Die durch das obige Siebdruckverfahren gebildeten Wülste durchlaufen einen Aushärtprozess bei Raumtemperatur oder bei einer höheren Temperatur für einen vorher festgelegten Zeitabschnitt und werden schließlich als ein vollständiges Produkt erstellt. Der Vorteil des Siebdruckverfahrens besteht darin, dass es ein sehr einfaches Verfahren ist, welches den Materialverlust durch geeignete Steuerung der Zuführmenge bedeutsam verringern kann, und auch eine außergewöhnliche Stabilität in den Abmessungen besitzt. Aus diesen Gründen kann das Siebdruckverfahren hinsichtlich seiner Kostengünstigkeit und relativ kurzen Erstellungszeit vor anderen Verfahren bevorzugt werden, wie beispielsweise solchen wie Pressformen, MIPG (vor Ort gebildete Dichtung) oder FIPG (vor Ort bearbeitete Dichtung). Solche anderen Verfahren können jedoch bei bestimmten Anwendungen zu bevorzugen sein, wie von einem Fachmann festgelegt werden kann. - Das Siebdruckverfahren wird im Allgemeinen mit einer Dicke von 100 μm oder weniger angewandt, aber bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde das Verfahren mit einer Dicke von 200 bis 400 μm angewandt, und erforderte so mehr eingeschränkte Bedingungen in Bezug auf Viskosität, feste Bestandteile und Querschnittsform von flüssigem Gummi, usw. Zum Beispiel wurden Wülste mit der Breite von 1,5 bis 2 mm unter Verwendung von flüssigen Silikon- oder Fluorwerkstoff hergerichtet, welcher eine Viskosität von ungefähr 200 bis 400 (Poise) und 70% oder mehr an festen Inhaltsstoff (nicht flüchtig) aufweist.
- Fluor weist eine sehr gute Beständigkeit gegenüber starken Säuren auf, aber wenn Silikon als eine Alternative verwendet wird, ist es bevorzugt, ein säurehaltiges Silikon zu benutzen. Weiterhin weist das bei dieser Erfindung verwendete Gummi eine Shore-Härte (Shore-Härte A) von ungefähr 20 bis 30 auf, um den Zusammenbaudruck auf einem niedrigen Niveau beizubehalten.
- Zusätzlich verbessern Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die herkömmliche einreihige Wulstausführung in eine zweireihige Wulstausführung, um zu verhindern, dass ein Kühlmittel in einen aktiven Bereich eindringt, in dem eine elektrochemische Reaktion zwischen Sauerstoff- und Wasserstoffatomen in der Separatorplatte durchgeführt wird. So hergerichtete zweireihige Wulstausführungen können in interne Wülste und externe Wülste in Bezug auf die Separatorplatte klassifiziert werden, wobei die zwischen der Sauerstoffelektrode und der Wasserstoffelektrode angeordneten internen Wülste mit einer MEA in Kontakt kommen, wohingegen die externen Wülste in Kontakt unter Wülsten kommen, wodurch eine doppelte Abdichtung geschaffen wird. Auf diese Weise erstellte doppelt dichtende Gummiwülste, können die externen Wülste das Eindringen eines Kühlmittels auf Grund von Schrumpfung/Ausdehnung verhindern, da in Berührung mit sich selbst stehen, wodurch sie das Äußere der MEA und des Stapels vollständig versperren. Deshalb wird die MEA überhaupt nicht von externen Faktoren beeinflusst.
- Weiterhin besteht der Vorteil der zweireihigen Wülste der vorliegenden Erfindung, welche das Volumen für jeden Wulst minimieren, wenn die Auswirkung ihres Volumens auf die Funktionen einer Brennstoffzelle in Betracht gezogen wird, darin, dass sie vollständig gegenüber einer Einheitszelle (Sammelleitung) oder externer Kontamination gesperrt sind.
- Außerdem ermöglicht es die vorliegende Erfindung, dass die veränderte bzw. verformte Menge an Gummi, die sich aus der Druckkraft im Zeitpunkt des Zusammenbaus ergibt, wobei die Dichtung auf den Separatorplatten über einen gegebenen Druck montiert wird, vollständig mit den äußeren Abgrenzungen der Separatorplatten fluchtet. Deshalb wird das Reaktionsgas in der Einheitszelle (Sammelleitung) durch die Separatorplatten, eine Dichtung oder eine MEA nicht behindert, sondern ausreichend zugeführt, wobei auf diese Weise die mögliche Zerstörung bzw. Störung von Funktionen auf Grund von unregelmäßiger Versorgung verhindert wird.
- Weiterhin kann diese Erfindung eine Nut vorsehen, die als eine Führung zum präzisen Fluchten der Kontaktoberflächen einer Dichtung dient, welche mit den Separatorplatten verbunden ist, die an beiden Elektroden der MEA angeordnet sind. Die in den Separatorplatten eingeformten Nuten sind mit einer Tiefen von ungefähr 0,05 bis 0,1 mm eingebracht, und ihre präzise Position mit Bezug auf die externen Grenzen wurde auf Berechnung der Transformationsmenge bzw. des Umsetzungsvolumens des Gummis basierend festgelegt.
- Einem Fachmann wird es offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in anderen Gestalten, Aufbauten, Anordnungen und Proportionen ausgeführt sein kann, und dass andere Bauteile, Werkstoffe und Komponenten zur Anwendung kommen können. Die vorliegenden offenbarten Ausführungen sind deshalb in jeder Beziehung als illustrierend und nicht einschränkend zu betrachten, wobei der Rahmen der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche angegeben und nicht auf die vorhergehende Beschreibung beschränkt ist.
Claims (9)
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel mit einer jeweils auf gegenüber liegenden Seiten der MEA angeordneten Separatorplatte und mit einer Dichtung, die zwischen der MEA und der jeweiligen Separatorplatte angeordnet ist, wobei der Aufbau eine Verbunddichtung aufweist, die mit zwei Reihen von Gummiwülsten versehen ist, wobei jede auf der Oberseite und auf der Unterseite der MEA angeordnete Reihe davon von beiden Richtungen von oben und von unten im Zeitpunkt des Zusammenbaus so zusammengedrückt ist, dass die Wülste die Querschnittsflächen der MEA vollständig umfassen bzw. einschließen.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1, wobei die Dichtung mit einem Träger zur Verstärkung und mit zwei Reihen von Gummiwülsten versehen ist, die an dem Träger und auf der Oberseite des Trägers angebracht sind.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtung in einem Aufbau montiert bzw. angeordnet ist, wobei nur der Träger in die Nut eingesetzt ist, welche zum Zeitpunkt des Zusammenbaus zwischen der Dichtung und jeder der Separatorplatten gebildet ist.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beiden Reihen von Wülsten in der Dichtung einen Raum inmitten der Wülste zur Aufnahme zusammengedrückten Umsetzungsvolumens aufweist.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Grenze bzw. Abgrenzung der beiden Reihen von Wülsten jeweils mit der Grenze des Trägers vor der Vervollständigung des Zusammenbaus (vor der Umsetzung) übereinstimmt.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Grenze bzw. Abgrenzung der beiden Reihen von Wülsten jeweils mit der Grenze der Separatorplatte nach der Vervollständigung des Zusammenbaus (nach der Umsetzung) übereinstimmt.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 2, wobei der Träger aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Kunststofffilm, Gewebe und Metall besteht.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 3, wobei der Träger der Dichtung mit einer Ablöseschicht versehen ist, die mit einem Kleber getränkt ist.
- Einheitszellenaufbau für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 3, wobei die Dichtung in einer zusammenhängenden bzw. integrierten Form eingebracht ist, nachdem sie an die Separatorplatten angebracht worden ist.
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