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Die
Erfindung beschreibt die Bauart von Bipolarplatten für die Verwendung
in einem PEM- Brennstoffzellenstapel (Stack), deren Kanäle überwiegend
durch die Formgebung einer Folie entstehen. Der fehlende Teil der
notwendigen Kanalführung wird
durch entsprechend angepasste, zusätzliche Ausgleichselemente
wie z.B. Elastomerdichtungen erzeugt. Mit der hier beschriebenen
Ausführungsart einander
beiderseitig der einen Folie sich überkreuzender Kanalausformungen,
kann der Aufbau und damit die Herstellung von Bipolarplatten weiter
vereinfacht werden.
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Aus
der Anmeldung
DE 10 2005
021 487.8 sind metallische Bipolarplatten bekannt, die
aus einer umgeformten Folie hergestellt werden. Diese Bipolarplatten
weisen dazu Einlaufbohrungen im Zentrum der Zelle auf, um die sich
die wechselnd nach vorne und hinten geformten, davon abgehenden
Kanäle spiralförmig umschlingen.
Mit dieser Bauart einer „metallischen
Bipolarplatte aus einer umgeformten Folie" kann zwar ein nahezu gleichbleibender
Kanalquerschnitt auch am Einlauf erzeugt werden, hat aber den Nachteil,
dass hier zusätzliche
Bohrungen und damit Dichtungsaufwand im Zentrum der Bipolarplatte
nötig wird
und sich die aktive Fläche
durch diesen Dichtungsaufwand verkleinert.
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Dieses
Problem wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst:
Werden
die nach vorn und hinten aus einer Folie ausgeformten Kanäle über einen
gemeinsam genutzten Kreuzungsbereich zusammengeführt, so können die Kanäle über diesen
Bereich gewendet werden. Ein bisher z.B. immer links liegender hoch
ausgeformter Kanal, kann damit auf die rechte Seite verlegt werden.
Mit dieser Drehung liegt dann analog der rechte, tief ausgeformte
Kanal hinter dem Kreuzungsbereich auf der linken Seite (siehe auch 5),
womit die Kanäle
ihre Ausprägungsrichtung
tauschen. Durch eine lokale Anhebung des Kanalbodens in diesem gemeinsam
genutzten Bereich wird eine Kreuzung geschaffen, an der sich die
Kanäle
die zur Verfügung stehende
Höhe in
der Bipolarplatte beidseitig teilen. Diese Fläche kann aber auch so vergrößert und
mit aus dem Blech geformten Unterstützungspunkten versehen werden,
dass die Querschnittsfläche
aus der Summe aller Durchströmungsbereiche
in der Kreuzungsfläche
konstant zu den sonstigen Kanalquerschnitten gehalten wird. Dazu
wird die Verbindungsstruktur durch wechselseitige Ausprägungen geformt.
Die nach vorne und hinten ausgeformten Vertiefungen dienen dabei
der Unterstützung
und Klemmung der Gasdiffusionslage (GDL), die beidseitig auf der
Membran zur Gasverteilung aufgesetzt wird.
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Die
von der Kreuzungsfläche
abgehenden Kanäle
werden wechselseitig nach vorne und hinten geformt, so dass sich
beidseitig der aus einem Blech geformten Bipolarplatte eine gleichartige
Kanalstruktur für
beide Gase ergibt. Diese hoch- und tief geformten Kanäle umschlingen
sich und führen
auf diese Weise die Kanalstruktur immer weiter nach außen, wobei
sie eine wellige Struktur im Blech ausbilden. Hier ist eine spiralförmige Umschlingung
der nach vorne und hinten geformten Kanäle besonders vorteilhaft, da
die äußeren Kanalwände aus
den immer neu umschlingenden Kanälen
gebildet werden. Vom Kreuzungsbereich können aber auch direkt gerade Kanäle abgehen,
die dann in Mäanderformen übergehen.
Dann müssen
aber entweder die beiderseitigen auf der mittleren Ebene aufgesetzten
Höhenausgleichselemente
die fehlenden Kanalwände
zungenartig in der Innenkehre des Mäanders mit ausbilden oder dieser
Zwischenbereich wird in die wechselnd hoch und tief geformte Kanalstruktur
mit einbezogen werden (siehe 6, Rampen 18, 18' und Querschnitt 10).
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Die
Einlauftaschen (bzw. die zu den Kanälen zugehörigen Auslauftaschen) können durch
die Verwendung des Kreuzungsbereiches so angeordnet werden, dass
sich jeweils wechselseitig nach vorne und hinten geformte Einlauftaschen über die
Klappachse gegenüber
liegen, was erst durch die Verwendung des Kreuzungsbereichs möglich wurde.
Mit dieser schachbrettartigen Anordnung liegen alle Bohrungen der
Bipolarplatte, bei mehrfachem Aufeinanderschichten durch jeweiliges
Drehen einer jeden zweiten Zelle um 180° Grad um die Klappachse, in
einer Achse und bilden damit durchgehende Versorgungskanäle für die Zufuhr
und Abfuhr der Gase (1 bis 4, 8).
An jedem Bohrungsdurchgang für
die Zufuhr bzw. Abfuhr von Wasserstoff und Sauerstoff (Luft) sind
damit alle Einlauftaschen in gleicher Richtung ausgeformt. Damit
kann vor der metallischen Bipolarplatte immer das erste Gas und hinter
dieser Zelle immer das zweite Gas durch die beiderseitig ausgebildeten
Kanäle
geführt
werden. Die am Rand oder auch im Inneren der Struktur nicht vollständig aus
dem Blech zu formenden Kanalwände,
werden durch beidseitig aufgesetzte Höhenausgleichselemente gebildet,
die gleichzeitig auch die Randabdichtung der beiden im Inneren der
Bipolarplatte geführten
Gase übernehmen.
Die Kanäle
können
je nach zu überbrückender
Höhe auch
weniger tief zu beiden Seiten ausgeprägt werden, als die vertieften
Einlauftaschen mit den darin befindlichen Bohrungen, da die Kanäle in der
Regel auf der Gasdiffusionslage (GDL) aufliegen; die Bohrungskrägen der Einlauftaschen
aber zu Dichtungszwecken direkt an die Membran oder eine zusätzliche
Dichtung geführt werden.
Es ist aber auch möglich,
diese Dichtungstechnik von zusätzlichen
Dichtungsbauteilen zu übernehmen,
womit ein Höhenversatz
zwischen dem Kanalboden und den Einlauftaschen vermieden wird.
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In
einer weiteren auf dem Patentanspruch 1 basierten Bauart wird die
Kanalstruktur so ausgelegt, dass mit einer Drehung um eine senkrecht
zur BPP stehenden Achse die Bohrungen (Aussparungen) deckungsgleich
zu liegen kommen und hier durchgehende Versorgungsbohrungen entstehen.
An den Versorgungsbohrungen müssen
nicht zwangsweise immer Einlauftaschen mit davon abgehenden Kanälen übereinander
liegen. Hier (wie aber auch in Kombination mit den zuvor beschriebenen
geklappten Bauweisen) kann eine Einlauftasche auch auf eine reine
Durchgangsbohrung gedreht werden, in der das Gas an dieser BPP nur
vorbei geleitet wird, um in der nächsten BPP wieder in einen
Kanal geführt
zu werden. Auch mit diesen Bauarten treten an der Einlauftaschen
nur sehr geringe Querschnittsverengungen auf. Die BPP wird dazu
häufig
um 90° oder
180° gedreht;
mit Sechs- oder Achteckgrundformen mit einer entsprechenden Anzahl
an Bohrungen und Kanälen
kann sich aber auch z.B. 60° oder
45° als
Drehwinkel ergeben. Mit dieser Bauart können die hoch und tief aus
einer Folie geformtem Kanäle
nahezu an jeder Stelle über
die Membran kommunizierend gegenüber
liegen. Die Membran wird damit zu beiden Seiten aktiv und mit effizienten
Gasaustausch über die
GDL (Gasdiffusionslage) versorgt, was zu einer hohen Effizienz führt. Die
in der BPP ausgebildeten Kanäle
weisen damit für
die geführten
Medien eine gleichgerichtete Durchströmung auf. Da die Position der
Kanaleinläufe
in dieser Bauart nicht für
die Klappung (z.B. um Achse 6 in den Figuren) ausgelegt wird,
sondern für
eine Drehung um eine senkrechte Achse, wird beiderseitig der Membran
die Bewegungsrichtung der im Kanal geführten Gase beibe halten. Dies
ermöglich
damit auf einfache Weise die Integration einer zusätzlichen
Kühlung
z.B. durch ein weiteres in den Versorgungsbohrungen zugeführtes Kühlmedium
(7). Dadurch dass mit der Drehung einer zweiten
BPP die Einlauf- und Auslauftaschen auch auf einen kanalfreien Bereich
aus der ersten BPP gedreht werden können, und hier lediglich eine Durchgangsbohrung
ohne Kanalabgang vorhanden ist, könnten hier verschiedenen Medien
(in 7 sind es vier Medien) getrennt geführt werden.
Diese vier Medien können
dabei so zusammengefasst werden, dass zwei Wasserstoff und zwei
Sauerstoff (Luft) führen
und diese beiden jeweils durch die Membran getrennt sind; oder aber
es werden z.B. zwei der vier Kanäle
für ein
zusätzliches
Medium z.B. Wasser für
die vollflächige
Kühlung
der BPP verwendet.
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Mit
diesen Bauweisen werden also die auf beiden Seiten der Bipolarplatte
im Blech eingeformten, gleichartigen Kanalstrukturen nebeneinander
liegend in der Regel ins Zentrum geführt, wo sich beiderseitig der
Kanalboden anhebt, um sich über
der Kreuzungsfläche
die zur Verfügung
stehende Bauhöhe
der Bipolarplatte mit dem auf der anderen Seite geführten Gas
zu teilen und ein Wenden der Kanäle damit
auszuführen.
Von dieser Kreuzungsfläche
verläuft
dann wieder zumindest ein in gleicher Richtung und wieder in voller
Tiefe ausgeformter Kanal zur Auslasstasche. Einlass- und Auslasstaschen
der einseitig betrachteten Kanäle
sind in gleicher Richtung ausgeformt, womit sie, folgt man dem Unteranspruch 2,
nie über
der Klappachse symmetrisch gegenüberstehen
dürfen,
da hier wechselnd ausgeformte Einlauftaschen gefordert sind. Aus
dieser schachbrettförmigen
Ausbildung der bezogen auf die Klappachse symmetrisch nach vorne
bzw. nach hinten geformten je zwei gegenüberliegenden Einlauftaschen,
ergibt sich, dass die nächste
umlaufend betrachtete Einlauftasche eine gegensinnige Ausformung
aufweisen muss, da z.B. nach einem nach hinten geformten Kanal ein
nach vorne ausgeformter Kanal folgen muss. Die so von der inneren
Spiralform abgehenden Kanäle
müssen
nicht zwangsweise immer in gleicher Drehrichtung zusammenbleiben;
sie können sich
ebenso von der Zentrumsspirale in separate Anteile trennen oder
auch direkt ab dem Kreuzungsbereich eigene mäanderförmige Windungen bilden, solange
die Einlauftaschen – bei
der um die Achse 6 klappbaren BPP – die geforderte symmetrische
Anordnung einander an der Klappachse gegenüberliegender, gegensinnig ausgeformter
Taschen und der darin enthaltenen Bohrungen bilden. Der jeweils
innen liegende Kanal einer Mäanderwindung
muss dazu durch das Höhenausgleichselement
gebildet werden, um hier die fehlende innere Kanalwand zu bilden
oder dieser Innenbereich wird ebenso dem hoch und tief geformten
Wechselmuster folgend angehoben oder angesenkt, wodurch dann die
Seitenwand ohne zusätzliches
Höhenausgleichsmaterial gebildet
wird. Auf diese Weise können
sehr langgezogene rechteckige Grundstrukturen einer Bipolarplatte
erzeugt werden, die eine verbesserte Kühlung gegenüber quadratischen Bauformen
aufweisen.
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Alternativ
ergibt sich mit der um die senkrechte Achse gedreht aufgesetzten
BPP die Möglichkeit,
die Kanäle
nahezu deckungsgleich zu gestalten, wodurch dann auf einfache Weise
eine zusätzliche Kühlflüssigkeit
eingekoppelt und definiert geführt werden
kann. Mit der gleichen Drehrichtung der Kanäle wird dann der Kühlkanal
zur Hälfte
aus der vorderen und zur anderen Hälfte aus der hinteren Kanalform
der nächsten
aufgelegten BPP erstellt, wenn nicht auch hier eine Trennebene (wie
sie in der aktiven Zelle die Membran bildet) verwendet wird, die das
Medium hier nochmals separieren läst.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren
näher erläutert, die
folgendes zeigen:
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1 zeigt
eine schematische Ausbildung der metallischen Bipolarplatte (8)
mit den zugehörigen,
beidseitigen Höhenausgleichen
(7,7')
bzw. einer möglichen
Dichtungstechnik (9) an den Versorgungsbohrungen (5, 5', 4, 4'). Hier werden
auf jeder Seite der aus der mittleren Ebene (1) umgeformten
Folie (8) je zwei Kanäle
beginnend an den Bohrungen (5, 5') bzw. der Rückseite (4,4') ausgeformt,
die hier ausschließlich
spiralförmig
in den zentrisch angeordneten Kreuzungsbereich der Bipolarplatte
führen.
Die nach vorne (2, schraffiert) und hinten (3,
ohne Schraffur) aus dem Blech ausgeformten Kanäle umschlingen sich dabei derart,
dass sie ein wellenartiges Muster in der Bipolarplatte bilden, was
auch in den Schnitten (10) und (11) dargestellt
wird. Die auf diese Weise beidseitig ins Zentrum geführten Kanäle grenzen
hier ebenfalls wechselnd nach vorne und hinten ausgeprägt an die
Kreuzungsfläche,
wo sich der von vorne ausgeformte und der von hinten ausgeformte Kanal
die zur Verfügung
stehende Höhe
(Dicke der Bipolarplatte) teilen. Diese Kreuzungsfläche ist
so aufgebaut, dass die Querschnittsflächen der von den Bohrungen
(5, 5', 4, 4') abgehenden
Kanäle
hier trotz der sich zu teilenden Höhe in der Summe aller Überströmungsbereiche,
keine Verengung ausbilden. Damit können die beiderseitig dieser Kreuzungsfläche untereinander
durchgeführten
Gase ohne Strömungsverluste
geführt
werden. Die Größe der Fläche bzw.
die Anzahl der wechselseitig ausgeformten Stützpunkte (13 hoch, 14 tief)
ist frei einstellbar. Die hier dargestellte symmetrisch zur Klappachse
dargestellte Ausformung der hoch (13) und tief (14)
geprägten
Stützpunkte
ist besonders vorteilhaft, da eine nächste aufgesetzte Bipolarplatte,
die um 180° Grad gedreht
wurde, die zwischen den Bipolarplatten eingelegte Membran, Gasdiffusionslage
und sonstige Dichtungsbauteile immer durch einander gegenüberliegende
Stützpunkte
einklemmt, so dass die frei tragende Stützweite für die Membran klein gehalten wird.
Mit (7) bzw. (7')
ist der Höhenausgleich
bezeichnet, der beidseitig auf die Bipolarplatte (i.d.R. eine umgeformte
metallische Folie) aufgelegt wird. Mit diesem Höhenausgleich wird der Abstand
zwischen der mittleren Ebene und den Zwischenlagen (Membran, GDL
oder sonstige Dichtungen) überbrückt, wobei
diese Bauteile auch direkt die Außenabdichtung der im Inneren
geführten
Gase übernehmen.
Die Abdichtung in den Einlaufbereichen können die schematisch, räumlich dargestellten
Dichtungsringe (9) mit Unterführung übernehmen, durch die die Gase (Wasserstoff,
Sauerstoff) zwischen Kanalboden und abgedichteter Membran in die
Kanäle
strömen.
Alle Höhenausgleichs-
und Dichtungsbauteile können selbstverständlich auch
zusammen oder auch direkt auf den i.d.R. metallischen Teil der Bipolarplatte
appliziert werden.
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2 zeigt
zur besseren Vorstellung eine skizzenhafte, räumliche Ansicht der in 1 beschriebenen
metallischen Bipolarplatte (8). Die Bezeichnungen entsprechen
der aus 1.
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3 zeigt
eine im Grundriss und räumlicher Ansicht
schematisch dargestellte vorteilhafte Ausbildung der metallischen
Bipolarplatte (8). Entgegen der Beschreibung für 1 wird
hier nicht nur pro Folienseite ein Kanal über die Kreuzungsfläche geführt, sondern
zwei Kanäle,
so dass an der hier recht einfach und nicht vorteilhaft ausgebildeten
Kreuzungsfläche
(12) je Seite vier Kanäle
anliegen, von denen in der Regel zwei hinein und zwei hinaus führen (von 5 nach 5' und 4 nach 4'). Die Abstände A und
B zeigen die Lage der Einlauftaschen (5 mit 4' und 4 mit 5'), die sich über die
Klappachse so symmetrisch (A-A, B-B) gegenüber liegen müssen, dass
mit der 180° Grad
Klappung um die Achse (6), durch die schachbrettartige
Anordnung immer in gleicher Richtung ausgeformte Einlauftaschen
aufeinander zu liegen kommen. Da dies für alle Einlauftaschen so zutrifft,
existiert an den Einlauftaschen immer ein Abstand der zum Beispiel
durch ein Bauteil (9) aus 1 ausgefüllt werden
kann und durch das die Gase jeweils vor und hinter einer jeden Bipolarplatte in
die Kanäle
geführt
werden können
bevor sich, durch die Membran getrennt, das Gleiche in der nächsten Bipolarplatte
wiederholt. Ein beliebig langer Stack kann damit aufgebaut werden,
da die Versorgungsbohrungen (5, 5', 4, 4') alle aufeinander
liegen und die Gaszu- und Abfuhr ermöglichen. Im Schnitt C-C ist
mit einer dicken Linie der Höhenverlauf
des umgeformten Bleches (8) dargestellt, wo im Kreuzungsbereich
(12) eine mittlere Ebene ausgebildet wurde, unterhalb und
oberhalb derer die beiderseitigen Gase kreuzend durchgeführt werden.
Zur weiteren Verdeutlichung ist hier ebenso der beidseitige Höhenausgleich
(7, 7')
dargestellt, die mit den Membranen (15) die Gase im Inneren
abdichten. Dazwischen können
durch eine entsprechende Tieferlegung der Kanalstruktur noch Gasdiffusionslagen
(16) eingesetzt werden, so dass für die Membran eine ebene Auflagefläche bereitgestellt
wird. Werden die Einlauftaschen bis an die Membran vertieft, entsteht dadurch
ein Höhenversatz
in der Kanalstruktur im Übergang
zu den Einläufen,
was hier aber nicht dargestellt wurde.
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4 zeigt
eine mögliche,
aus einer Spiralenanordnung erweiterte Kanalführung, die in wechselnder Krümmung als
Mäanderform
weitergeführt wird.
Die Figurenbezeichnungen entsprechen den bisherigen Kennzeichnungen.
Wird die Spiralenform verlassen, so können die angrenzenden Kanalwände nicht
mehr direkt durch den nächsten
umschlingenden Kanal erzeugt werden, sondern werden hier durch die
Höhenausgleichseinlagen
gebildet, die dann zungenartig in die Innenkehre des Mäanders eingreifen
und die fehlende Kanalwand bilden. Nimmt man diese zungenartig ausgebildeten
Einzelstege in Kauf (siehe auch Ausbildung nach 6), kann
auf die Spiralform im Zentrum auch gänzlich verzichtet werden und
die Kanäle
von hier auch geradlinig beginnend abgeführt werden, bevor sie in eine
erste Kehre des Mäanders
führen.
Alle hier aufgeführten
Zeichnungsfiguren sind so ausgeführt
worden, dass sich nach Klappung ein möglichst großer Teil der Kanäle an der
zwischengelegten Membran (und GDL) direkt gegenüberliegt. Damit wird auf beiden
Seiten der Membran ein direkter Gasaustausch hergestellt, der eine
hohe Aktivität
ermöglicht.
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5 zeigt
skizzenhaft die Funktionsweise des Kreuzungsbereiches. Ein zunächst links
liegender nach vorne aus der mittleren Ebene (1) herausgeformter
Kanal (2) tauscht über
den Kreuzungsbereich die Seite, so dass dieser Kanal nun unterhalb der
Kreuzung auf der rechten Seite liegt. Gleiches gilt für den nach
hinten (im Schnitt nach unten) geprägten Kanal (3).
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6 zeigt
eine vorteilhafte Ausführungsform
der Bipolarplatte 8 in Mäanderform. Hier ist der Kreuzungsbereich 12 nicht
in die Mitte der Zelle gelegt worden, sondern nah an die Einlauftaschen.
Auf diese Weise wird hier durch 180° Drehung der BPP um die senkrechte
Achse (mittiges Bild) und mit dem Aufeinanderschichten dieser so
wechselweise gedrehten BPP eine nahezu vollständige Deckungsgleichheit der
hoch (2, schraffiert) und tief (3, unschraffiert)
geformten Kanäle
erzeugt, so dass der tief geformte Kanal der vorderen BPP auf dem
hochgeformten Kanal der dahinter liegenden BPP liegt. Über diese
Kontakt- und Andruckfläche
werden die zwischengelegten Schichten wie Membran, GDL,.. zusammengedrückt. Der
in die Mäanderform
hineinreichende Einzelsteg wurde an die hoch und tief geformte Kanalstruktur
angepasst, so dass auch hier die umgeformte BPP die innere Kanalwand
bildet. Hierzu ist lediglich eine Rampe 17 bzw. 17' nötig, um von
der mittleren Ebene 1 auf das Hoch- oder Tiefniveau 2, 3 zu
gelangen. Die dicke Linie 10 zeigt den Schnitt durch diese
BPP. Das rechte Bild zeigt im Grundriss den nötigen Höhenausgleich am Rand der BPP,
der beidseitig auf die mittlere Ebene 1 aufgesetzt wird
und gleichzeitig zu Dichtungszwecken verwendet wird. Alle hier übereinander
gesetzten Einlauftaschen mit den dort eingebrachten Ausschnitten liegen
mit dem durch den Kreuzungsbereich ermöglichten Seitentausch der Kanal-
und Taschenausformung aus 5 nach 180° Drehung
wieder alle in gleicher Ausformrichtung aufeinander (5 auf 5' und 4 auf 4'), so dass an
allen Taschen eine ausreichende Kanalhöhe für die Einströmung der
Gase vorhanden ist. Wird nah an den Einlauftaschen 4 und 5 ebenso ein
zweiter Kreuzungs- bzw. Verteilungsbereich 12 eingesetzt,
so ermöglicht
die Öffnung
der Kanalstruktur die Querverteilung der Gase von den beiderseitigen
Einläufen 4 und 5 auf
mehrere parallel auf der Vorder- und Rückseite der BPP geführten Kanäle. Die
Kreuzungsfläche 12 an 4' und 5' führt dann
die mehreren Kanäle
wieder zusammen und ermöglich dabei
gleichzeitig das Wenden der hoch und tief geformten Einlauftaschen 4', 5', damit diese
nach Drehung der BPP wieder alle in gleicher Richtung ausgeformt
aufeinander liegen.
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7 zeigt
schematisch eine vorteilhafte Konstruktion der Bipolarplatte 8 (linkes
Bild, erste BPP), bei der weitere Bipolarplatten 8' (rechtes Bild, zweite
BPP) zum Aufbau eines Stacks je um 90° Grad gedreht aufgesetzt werden.
Die Versorgungsbohrungen 5, 5' bzw. 4, 4' drehen sich
dann auf die Position 19, 19' bzw. 18, 18', wo in der
ersten BPP nur eine Durchgangsbohrung ohne anschließenden Kanal
vorhanden ist. Damit wird das durch die erste BPP in 19, 19' und 18, 18' geführte Medium
an den Kanälen
dieser BPP vorbeigeführt
und gelangt nur in jede zweite BPP. Die Einläufe mit den Bohrungen 5, 5' der ersten
BPP versorgen hingegen die Kanäle
auf der Vorderseite und 4, 4' auf der Rückseite der gleichen Platte.
Es stehen damit vier freie Versorgungsleitungen zur Verfügung. Wird 4, 4' und 19, 19' mit einem Kühlmedium
versorgt, 5, 5' mit
Wasserstoff und 18, 18' mit Sauerstoff, so ergibt sich
eine Schichtenfolge nach 9. Der Einlauf 4, 4' und 19, 19' kann aber ebenso
mit Sauerstoff und Wasserstoff versorgt werden, so dass die Kühlung entfällt und
die Medien statt an einer nun an zwei Stellen eingeleitet werden (z.B. 5 und 19 Wasserstoff
und 4 und 18 Sauerstoff).
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8 zeigt
einen weiteren Aufbau eines Stacks, der durch weitere um 180° geklappte
Bipolarplatten erzeugt wird. Hier ist analog zur reinen Wasserstoff
Sauerstoffversorgung aus der Figurenbeschreibung zu 7 ein ähnlich funktionierender Aufbau
dargestellt. Auch hier werden die Versorgungsbohrungen abwechselnd
zunächst
durch die mittlere Ebene 1 hindurchgeführt bevor sie wieder in der
nächsten
BPP über
die Einläufe
in die Kanäle
abzweigen. Im linken Bild ist dazu eine vordere BPP 8 dargestellt;
rechts wird die um die Achse 6 geklappte BPP 8' gezeigt. Werden
die beiden BPP, durch die Membran und GDL getrennt, aufeinander
gelegt, so zeigt sich auch hier eine hohe Überdeckung der Kanäle, die
allerdings nicht ganz so hoch ausfällt, da in den Eckbereichen
aufgrund der gegensinnigen Drehrichtung Verschneidungen auftreten.
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9 zeigt
einen schematischen Aufbau einer gekühlten Stackbauweise in der
Schichtenfolge. Jeder zweite Kanalzwischenraum der Bipolarplatten 8 bzw. 8' wird jeweils
zur Stromerzeugung (M1 z.B. Wasserstoff/M2 z.B. Sauerstoff) und
zur Kühlung
(M3 z.B. Wasser) verwendet. Werden alle acht Kanäle nach 7 wechselweise
mit Sauerstoff und Wasserstoff versorgt, so entfällt die Zwischenkühlung mit dem
Medium M3 und auch dieser Bereich bildet eine stromerzeugende Zelle,
wenn auch hier eine separierenden, stromerzeugende Membran, GDL 15, 16 dazwischen
gelegt wird.