DE102005025914A1

DE102005025914A1 - Feuchtetauscher in Brennstoffzellenanordnungen

Info

Publication number: DE102005025914A1
Application number: DE102005025914A
Authority: DE
Inventors: Hans Gerhard Dr. Müller
Original assignee: P21 - POWER FOR 21ST CENTURY GmbH; P21 Power for the 21st Century GmbH
Current assignee: P21 - POWER FOR 21ST CENTURY GmbH; P21 Power for the 21st Century GmbH
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-07

Abstract

Es wird eine Brennstoffzellenanordnung (1) beschrieben, die eine Zufuhrplatte mit benachbarten ersten und zweiten Medienkanälen (2, 3), in denen sich die Feuchte der Medien unterscheidet und ausgeglichen werden soll, dazwischen liegende Stege (4) und eine auf den Stegen (4) aufliegende Reaktionsmembranstruktur der Brennstoffzelle, durch die ein Medium diffundiert oder strömt, aufweist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stege (4) zumindest teilweise durch zumindest eine wasserpermeable Membran (6) zum Diffundieren von Feuchtigkeit aus den zweiten Medienkanälen (3) in die ersten Medienkanäle (2) ersetzt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf Brennstoffzellenanordnungen zum Feuchtigkeitstausch zwischen Medien mit unterschiedlichem Feuchtegehalt, beispielsweise zwischen einem Zufuhrmedium und einem Abfuhrmedium, gerichtet.

Brennstoffzellensysteme sind bereits seit langem bekannt und haben in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Ähnlich wie Batteriesysteme erzeugen Brennstoffzellen elektrische Energie auf chemischem Weg durch eine Redoxreaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, wobei die einzelnen Reaktanten kontinuierlich zugeführt und die Reaktionsprodukte kontinuierlich abgeführt werden.

Bei einer Brennstoffzelle werden die zwischen elektrisch neutralen Molekülen oder Atomen ablaufenden Oxidations- und Reduktionsprozesse in der Regel über einen Elektrolyten räumlich getrennt. Eine Brennstoffzelle besteht grundsätzlich aus einem Anodenteil, an dem ein Kraftstoff zugeführt wird. Weiterhin weist die Brennstoffzelle einen Kathodenteil auf, an dem ein Oxidationsmittel zugeführt wird. Räumlich getrennt sind der Anoden- und Kathodenteil durch den Elektrolyten. Bei einem derartigen Elektrolyten kann es sich beispielsweise um eine Membran handeln. Solche Membranen haben die Fähigkeit, Ionen durchzuleiten, Gase jedoch zurückzuhalten. Die bei der Oxidation abgegebenen Elektronen werden nicht lokal von Atom zu Atom übertragen, sondern als elektrischer Strom durch einen Verbraucher geleitet.

Als gasförmiger Reaktionspartner für die Brennstoffzelle können beispielsweise Wasserstoff als Kraftstoff im Anodenteil und Sauerstoff oder Luft als Oxidationsmittel im Kathodenteil verwendet werden.

Ein Brennstoffzellensystem besteht in der Regel aus mehreren Brennstoffzellen, die beispielsweise wiederum aus einzelnen Schichten gebildet sein können. Die Brennstoffzellen sind vorzugsweise hintereinander angeordnet, beispielsweise sandwichartig übereinander gestapelt. Ein derart ausgebildetes Brennstoffzellensystem wird dann als Brennstoffzellenstapel beziehungsweise Brennstoffzellenstack bezeichnet.

Der Feuchtigkeitsgehalt im Inneren der Brennstoffzelle ist insbesondere bei einer PEM (proton exchange membrane, Prontonenaustauschmembran)-Brennstoffzelle von entscheidender Bedeutung: zu geringe Feuchten beeinträchtigen die Membran, zu hohe Feuchten hingegen führen zu Kondensation, was die Kanäle im Inneren der Brennstoffzelle verstopfen kann. Die Feuchte spielt insbesondere im Oxidationsmittelstrom eine große Rolle. Die Erfindung kann aber auch für andere Medienströme sinnvoll sein, insbesondere wenn der Brennstoffzelle eine Reformierung vorgeschaltet ist.

Bisherige Ansätze zur Befeuchtung der Medien verwendeten einen Feuchtetauscher, der in den externen Medienpfad eingebaut war. Die Befeuchter waren platzraubende und teure Einrichtungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befeuchtung der Medien ohne aufwendigen externen Feuchtetauscher zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Bereitstellung eines Feuchtetauschers in einer Brennstoffzelle mit den Merkmalen gemäß dem unabhängeigen Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Details und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.

Die Erfindung beruht auf dem grundsätzlichen Konzept, einen Feuchtetauscher innerhalb der eigentlichen Brennstoffzellenanordnung, genauer gesagt in einer Zufuhrplatte für ein Medium bereitzustellen. Hierzu wird auf den Stegen zwischen den Medienkanälen der Zuführplatte eine wasserpermeable Membran vorgesehen.

Die Erfindung ist in erster Linie für den Betrieb von Brennstoffzellen gedacht, kann jedoch auch bei anderen Einsatzgebieten von Gasbefeuchtern mit ähnlichen grundsätzlichen Problemen verwendet werden.

Dementsprechend ist die Erfindung gerichtet auf eine Brennstoffzellen- oder sonstige Reaktorzellenanordnung, welche eine Zufuhrplatte mit benachbarten ersten und zweiten Medienkanälen, in denen die sich die Feuchte der Medien unterscheidet und ausgeglichen werden soll (hierbei kann es sich beispielsweise um alternierend angeordnete Medienzufuhr- und Medienabfuhrkanäle handeln) und dazwischen liegenden Stegen, eine auf den Stegen aufliegende Reaktionsmembranstruktur der Brennstoffzelle, durch die ein Medium diffundiert oder strömt oder strömen kann, aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stege zumindest teilweise durch zumindest eine wasserpermeable Membran zum Diffundieren von Feuchtigkeit aus den zweiten Medienkanälen in die ersten Medienkanäle (beispielsweise von Medienabfuhrkanälen in die Medienzufuhrkanäle) ersetzt sind.

Unter einer Zufuhrplatte ist im Sinne der Erfindung eine plattenförmige Struktur zu verstehen, in die Kanäle eingelassen sind (beziehungsweise in der Kanäle vorgesehen sind), die insbesondere der Medienzufuhr und Medienabfuhr eines Reaktionsmediums, beispielsweise Sauerstoff oder Wasserstoff, dienen.

Die Reaktionsmembranstruktur der Brennstoffzelle dient dem Transport eines durch die Kanäle fließenden Mediums zum Reaktionsort, und dort der Reaktion und dem Protonentransfer (im Falle einer Brennstoffzelle) und entspricht Reaktionsmembranstrukturen des Stands der Technik.

Erfindungsgemäß sind die Stege teilweise durch wasserpermeable Membranen ersetzt. Unter dem Begriff "teilweise" ist hierbei zu verstehen, dass nicht alle Stege bzw. alle Bereiche der Stege entfernt sind, sondern Teile der Stege zurückbleiben, wobei insbesondere die Trag- und elektrische Leitfähigkeit, die zum Aufrechterhalten der Funktion der Zufuhrplatte notwendig sind, berücksichtigt werden muss, und wobei in dem Begriff teilweise auch der notwendige Flächenbedarf für die Membran zum Erfüllen einer hinreichenden Diffusion von Feuchtigkeit zur Befeuchtung des Zufuhrmediums berücksichtigt werden muss. Unter Ersetzen ist zu verstehen, dass an die Stelle eines Bereichs eines konventionellen Steges so eine Membran gesetzt eingefügt, befestigt, eingeklemmt, gestellt und dergleichen wird, dass an die Stelle einer starren, undurchlässigen Barriere des Steges eine wasserpermeable Funktion tritt.

Unter Medienabfuhrkanälen sind solche Kanäle innerhalb der Zufuhrplatte zu verstehen, in denen das zumeist feuchte Medium aus der Brennstoffzellenanordnung abgeleitet wird, während Medienzufuhrkanäle solche sind, über die frisches Medium (das meist trocken ist) zugeführt wird. Die Medienzufuhr- und -abfuhrkanäle sind alternierend angeordnet, so dass auf beiden Seiten jedes der Stege jeweils ein Zufuhr- und ein Abfuhrkanal liegt.

Die wasserpermeable Membran kann auch eine Wasserdampf-permeable Membran sein, welche in der Lage ist, Wasserdampf, aber kein flüssiges Wasser, das beispielsweise im Abfuhrkanal auskondensiert ist, durch die Membran durchzuleiten.

Insbesondere wird bevorzugt, dass die wasserpermeable Membran aus sulfoniertem Tetrafluorethylenpolymer hergestellt, beispielsweise einer Nafion^®-Membran. Für die technische Ausführung der Integration der wasserpermeablen Membran in die Stege stehen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung.

So können die Stege aus zwei nebeneinander liegenden Teilen mit Öffnungen bestehen (die kongruent zueinander sind), zwischen denen die wasserpermeable Membran so eingespannt ist, dass die Öffnungen von ihr abgedeckt sind. Die Membran wird mithin zwischen den zwei Teilstegen sandwichartig eingepresst, was eine gute Abdichtung der Membranränder bewirkt und ein kompliziertes Zuschneiden von Membranen für die einzelnen Öffnungen, an denen Membranen sein sollen, vermeidet. Die Stege können auch einteilig ausgeführt sein und Öffnungen aufweisen, wobei auf einer Seite jedes Stegs die wasserpermeable Membran so aufgebracht ist, dass die Öffnungen von ihr abgedeckt sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung muss der Steg nicht geteilt sein, so dass auch eine nachträgliche Anbringung der Membran auf die fertig gearbeitete, beispielsweise gefräste Zufuhrplatte möglich ist. Wenn die in benachbarten Medienkanälen (beispielsweise in den Zufuhrkanälen und Abfuhrkanälen) vorherrschenden Drücke unterschiedlich sind, wird in diesem Fall bevorzugt, dass die wasserpermeable Membran auf der zum Kanal mit dem höheren Druck hin gerichteten Seite jedes Stegs angeordnet ist, so dass sie durch den Überdruck gegen den Steg gepresst wird, was die Dichtigkeit des Gesamtsystems verbessert.

Zur Ausgestaltung der Öffnungen in den Stegen stehen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung, so beispielsweise kleine, quer durch die Stege hindurchgehende Bohrungen, die als Öffnungen ein siebartiges Muster (bei Queransicht auf den Steg) bilden oder Öffnungen in Fensterform (z.B. rechteckig oder oval), die quer in den Steg eingearbeitet sind. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenfalls möglich, dass die Stege bei Aufsicht auf die Hauptfläche der Zufuhrplatte unterbrochen sind (also keine querlaufenden Öffnungen in den Stegen sind) und die Unterbrechungen von der wasserpermeablen Membran abgedichtet sind. Bei allen Ausführungsformen muss die mechanische Stabilität der verbleibenden Stegreste ebenso Berücksichtigung finden wie deren Funktion zur Weiterleitung des in der Brennstoffzelle entstehenden elektrischen Stromes. Gerade wenn in Aufsicht unterbrochene Stege verwendet werden, wird die Kontaktfläche der Stege mit der Reaktionsmembranstruktur kleiner, so dass diesem Punkt Aufmerksamkeit geschenkt werden muss.

Die Abdichtung der wasserpermeablen Membran an den Stegen kann außer durch die oben genannte Pressung zwischen zwei Steghälften durch übliche Maßnahmen wie Aufkleben, thermisches Anschweißen oder Versehen kritischer Bereiche mit zusätzlicher Dichtmasse erreicht werden. Eine Abdichtung ist lediglich in dem Maße notwendig, dass eine gegebenenfalls erfolgende Durchmischung des Zufuhrmediums und des Abfuhrmediums maximal in einem vom funktionellen Aspekt der Brennstoffzelle her tolerablen Bereich erfolgt.

Es versteht sich, dass die verschiedenen, oben skizzierten Ausführungsformen der erfinderischen Anordnung von Öffnungen und Membranen miteinander in einer Brennstoffzelle und innerhalb einer Zufuhrplatte kombiniert werden können.

Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Brennstoffzellenanordnung vorteilhaft so ausgeführt, dass der Anteil an Stegbereichen zum Anteil an Membranbereichen in jedem Steg so ausgewählt ist, dass ein elektrischer Zuleitungswiderstand in den Stegen hinreichend klein für einen Stromfluss zwischen Reaktionsmembranstruktur und elektrischen Ableitungen an der Zufuhrplatte ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind zumindest im Bereich der Stege Mikrokanäle vorgesehen, die in allgemeiner Querrichtung zu den ersten und zweiten Medienkanälen (beispielsweise den Medienzuführkanälen und Medienabführkanälen) orientiert sind.

Unter einem Mikrokanal soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Kanal verstanden werden, der klein im Vergleich zu den Medienkanälen ist, beispielsweise von seinem Querschnitt her weniger als 10 %, vorzugsweise weniger 5 % der Querschnittsfläche der Medienkanäle der Brennstoffzellenanordnung aufweist.

Unter einer allgemeinen Querrichtung ist eine gerade oder gekrümmte Verlaufsform der Mikrokanäle zu verstehen, die sich eher von einem Medienkanal zu einem benachbarten Medienkanal erstreckt als parallel zu den Medienkanälen, und eine Tendenz zur möglichen Verbindung von benachbarten Medienkanälen zeigt.

Vorzugsweise sind die Mikrokanäle direkt in die Stege eingearbeitet. Dies kann mittels üblicher Mikrostrukturierungstechniken wie etwa Ätzen oder Laserbearbeitung erfolgen, oder durch Ausfräsen der Mikrokanäle in den Stegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Mikrokanäle durch die Stege von einem Medienkanal bis zum benachbarten Medienkanal hindurch. Auf diese Weise kann ein unmittelbarer Fluss von einem Medienkanal zu dem benachbarten Medienkanal stattfinden.

Vorzugsweise herrschen in den ersten und zweiten Medienkanälen (beispielsweise den Medienzufuhrkanälen und den Medienabfuhrkanälen) unterschiedliche Drücke, um einen Medienstrom von den Medienkanälen mit höherem Mediendruck durch die Mikrokanäle zu den Medienkanälen mit niedrigerem Mediendruck zu bewirken.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird eine Zwangsdurchführung der Medien durch die Mikrokanäle und damit eine besonders effiziente Durchströmung der Mikrokanäle erzielt.

Alternativ oder zusätzlich können die ersten und zweiten Medienkanäle (beispielsweise die Medienzufuhrkanäle und die Medienabfuhrkanäle) so ausgeführt sein, dass in ihnen unterschiedlich große Strömungswiderstände vorherrschen, um einen Medienstrom von den Medienkanälen mit höherem Strömungswiderstand durch die Mikrokanäle zu den Medienkanälen mit niedrigerem Strömungswiderstand zu bewirken. Von der Wirkung her ähnelt diese Ausführungsform der erstgenannten, da auch hierdurch unterschiedliche Drücke in den benachbarten Medienkanälen herrschen, allerdings ist hier kein unterschiedlicherer Druck am Eingang der benachbarten Medienkanäle notwendig, sondern dieser wird vielmehr intern durch die spezifischen Strömungsverhältnisse erst aufgebaut.

Ein solcher Unterschied im Strömungswiderstand kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass an den Medienkanälen unterschiedlich große Einlässe und Auslässe vorgesehen sind, die zur Erzeugung unterschiedlicher Strömungswiderstände in den benachbarten Medienkanälen bestimmt sind. Wenn ein großer Einlass und ein kleiner Auslass vorgesehen sind, entsteht ein größerer Druck innerhalb eines solchen Medienkanals als dann, wenn ein kleiner Einlass, jedoch ein großer Auslass vorgesehen sind. Mithin erfolgt in einem solchen Fall ein Strom von dem Medienkanal mit kleinem Auslass durch die Mikrokanäle hin zum Medienkanal mit größerem Auslass.

Alternativ können die Medienkanäle abwechselnd keinen Einlass und keinen Auslass aufweisen, so dass das Medium die Mikrokanäle von den Medienkanälen ohne Auslass zu den Medienkanälen ohne Einlass durchströmen muss.

Die Reaktionsmembranstruktur kann erfindungsgemäß eine Gasdiffusionslage zwischen der Katalysatorschicht und der Zufuhrplatte aufweisen. Bedingt durch die verbesserte Unterströmung im Bereich der Stege und die Vermeidung des Totraums kann eine solche Gasdiffusionslage allerdings in der Regel dann dünner ausgeführt sein als bei vorbekannten Brennstoffzellenanordnungen. Je nach Einzelfall kann es sogar möglich sein, ohne Effizienzverlust die Gasdiffusionslage vollständig wegzulassen, was den Aufbau vereinfacht und damit die Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung senkt.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand konkretisierter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden soll, in denen folgendes dargestellt ist:
1 zeigt in Aufsicht einen Teil einer Brennstoffzellenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit in den Steg eingelassenen wasserpermeablen Trennmembranen; und
2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Teils einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Brennstoffzellenanordnung 1 mit zwei Kanälen 2, 3, von denen ein Kanal 2 als Medienzufuhrkanal dient und ein Kanal 3 als Medienabfuhrkanal. Die beiden Kanäle sind voneinander durch einen Steg 4 getrennt. Im vorliegenden Fall ist Zufuhr- bzw. Abfuhrkanal im wesentlichen definiert über unterschiedliche, innerhalb des Kanalsystems aufgebaute Drücke, die einen allgemeinen Fluss des Mediums vom Medienzufuhrkanal 2 durch die (nicht dargestellte) Reaktionsmembran in den Medienabfuhrkanal 3 bewirkt. Die Druckverhältnisse werden durch die unterschiedlich großen Einlässe und Auslässe bewirkt und sind durch die verschieden dicken Pfeile versinnbildlicht. Der Steg 4 zwischen den Kanälen besteht aus Stegbereichen 5, wie sie im Prinzip vorbekannt sind, sowie aus Membranbereichen 6 mit einer wasserpermeablen Membran gemäß der Erfindung. Die wasserpermeable Membran bildet hier Fenster zwischen den Kanälen, welche im dargestellten Beispiel typischerweise über die gesamte Höhe des Stegs reichen können.
Zusätzlich sind Mikrokanäle 7 dargestellt, die in allgemeiner Querrichtung zwischen den Zufuhr- und Abfuhrkanälen verlaufen, und die zusätzliche Versorgung der Reaktionsmembranstruktur unmittelbar oberhalb der Stegbereiche 5 mit Medium gestatten.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung gezeigt, bei der gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der wesentliche Unterschied besteht in der Ausgestaltung des Stegs 4 der mit nicht über die gesamte Höhe des Stegs laufenden Fenstern bzw. Öffnungen 8 (als Kästen dargestellt) versehen ist, in deren Mitte die wasserpermeablen Membranen 6 angeordnet sind. Da die Fenster 8 unter der Oberkante der Stege 4 enden, ist die Oberseite des Stegs 4 bei der gewählten Aufsichtdarstellung von 2 in seiner gesamten Länge noch vorhanden und zu sehen. Auch hier die Oberseite des Stegs 4 mit Mikrokanälen 7 versehen, die in ihrer Funktion denen der 1 äquivalent sind.
Die Erfindung dient dazu, für "interdigitale" Flowfields den Feuchtehaushalt dadurch zu verbessern, dass zwischen den makroskopischen Medienkanälen für die Zufuhr und Abfuhr der Medien Öffnungen, beispielsweise Fenster, mit sehr dünner Membranabdeckung aus einer wasserpermeablen Membran gesetzt werden. Die Feuchte aus dem Abfuhrkanal wird intern direkt zur Befeuchtung der Zuluft durch die Fusion durch die permeable Wand bzw. Membran verwendet, wodurch sich ein optimaler Feuchtehaushalt ergibt.

1: Brennstoffzellenanordnung
2: Medienkanal (Medienzufuhrkanal)
3: Medienkanal (Medienabfuhrkanal)
4: Steg
5: Stegbereich
6: Membran (bereich)
7: Mikrokanal
8: Öffnung (Fenster)

Claims

Brennstoffzellenanordnung, aufweisend eine Zufuhrplatte mit benachbarten ersten und zweiten Medienkanälen (2, 3), in denen sich die Feuchte der Medien unterscheidet und ausgeglichen werden soll, dazwischen liegenden Stegen (4) und eine auf den Stegen (4) aufliegende Reaktionsmembranstruktur der Brennstoffzelle, durch die ein Medium diffundiert oder strömt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4) zumindest teilweise durch zumindest eine wasserpermeable Membran (6) zum Diffundieren von Feuchtigkeit aus den zweiten Medienkanälen (3) in die ersten Medienkanäle (2) ersetzt sind.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserpermeable Membran (6) eine wasserdampfpermeable Membran ist.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserpermeable Membran (6) eine Membran aus sulfoniertem Tetrafluorethylenpolymer ist.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4) aus zwei nebeneinander liegenden Teilen mit Öffnungen (8) bestehen, zwischen denen die wasserpermeable Membran (6) so eingespannt ist, dass die Öffnungen (8) von ihr abgedeckt sind.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4) Öffnungen (8) aufweisen und auf einer Seite jedes Stegs (4) die wasserpermeable Membran (6) so aufgebracht ist, dass die Öffnungen (8) von ihr abgedeckt sind.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten Medienkanälen (2) und den zweiten Medienkanälen (3) unterschiedliche Drücke herrschen und die wasserpermeable Membran (6) auf der zum Kanal mit dem höheren Druck hin gerichteten Seite jedes Stegs (4) angeordnet ist.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (8) ein siebartiges Muster bilden.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (8) Fenster in den Stegen (4) bilden.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege bei Aufsicht auf die Hauptfläche der Zufuhrplatte unterbrochen sind und die Unterbrechungen von der wasserpermeablen Membran abgedichtet sind.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Stegbereichen zum Anteil an Membranbereichen in jedem Steg so ausgewählt ist, dass ein elektrischer Zuleitungswiderstand in den Stegen hinreichend klein für einen Stromfluss zwischen Reaktionsmembranstruktur und elektrischen Ableitungen an der Zufuhrplatte ist.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, dass Mikrokanäle (7) in die Stege (4) eingearbeitet sind, die in allgemeiner Querrichtung zu den ersten Medienkanälen (2) und zweiten Medienkanälen (3) orientiert sind.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokanäle (7) durch die Stege (4) von einem Medienkanal (2, 3) bis zum benachbarten Medienkanal (2, 3) hindurchreichen.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten Medienkanälen (2) und den zweiten Medienkanälen (3) unterschiedliche Drücke herrschen, um einen Medienstrom von den Medienkanälen mit höherem Mediendruck durch die Mikrokanäle zu den Medienkanälen (7) mit niedrigerem Mediendruck zu bewirken.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Medienkanäle (2) und die zweiten Medienkanäle (3) so ausgeführt sind, dass in ihnen unterschiedliche große Strömungswiderstände bestehen, um einen Medienstrom von den Medienkanälen (2) mit höherem Strömungswiderstand durch die Mikrokanäle (7) zu den Medienkanäle (3) mit niedrigerem Strömungswiderstand zu bewirken.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Medienkanälen (2, 3) unterschiedlich große Einlässe und Auslässe vorgesehen sind, die zur Erzeugung unterschiedlicher Strömungswiderstände in den benachbarten Medienkanälen (2, 3) bestimmt sind.
Brennstoffzellenanordnung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienkanäle (2, 3) abwechselnd keinen Einlass und keinen Auslass aufweisen, so dass das Medium die Mikrokanäle (7) von den Medienkanälen ohne Auslass zu den Medienkanälen ohne Einlass durchströmen muss.
Brennstoffzellenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmembranstruktur eine Gasdiffusionslage zwischen einer Katalysatorschicht und der Zufuhrplatte aufweist.