DE102005027065B4 - Spacer arrangement and fuel cell unit for a fuel cell stack - Google Patents

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Abstract

Distanzhalteranordnung für einen Brennstoffzellenstapel (100), die im montierten Zustand des Brennstoffzellenstapels (100) an einem ersten Bauteil (108) einer Brennstoffzelleneinheit (102) des Brennstoffzellenstapels (100) und an einem zweiten Bauteil (110) einer Brennstoffzelleneinheit (102) des Brennstoffzellenstapels (100) anliegt und das erste Bauteil (108) und das zweite Bauteil (110) auf Abstand voneinander hält,
wobei die Distanzhalteranordnung (161) mindestens ein Distanzhalterelement aufweist, das eine Abstützwand (220) mit einer Innenseite und einer Außenseite und mindestens einen die Abstützwand (220) von der Innenseite zu der Außenseite durchsetzenden Gasdurchtrittskanal (212) umfasst,
wobei die Distanzhalteranordnung (161) mindestens zwei Materiallagen (180) umfasst, die längs einer Stapelrichtung (104) aufeinandergestapelt sind,
wobei das erste Bauteil (108) eine erste Gasdurchgangsöffnung (150) und das zweite Bauteil (110) eine zweite Gasdurchgangsöffnung (152) aufweist und
wobei das mindestens eine Distanzhalterelement (160) einen von einem Gas durchströmbaren Innenraum (202) aufweist, der die erste Gasdurchgangsöffnung (150) und die zweite Gasdurchgangsöffnung (152) miteinander verbindet,...Spacer arrangement for a fuel cell stack (100) which in the assembled state of the fuel cell stack (100) on a first component (108) of a fuel cell unit (102) of the fuel cell stack (100) and on a second component (110) of a fuel cell unit (102) of the fuel cell stack ( 100) and the first component (108) and the second component (110) are kept apart from each other,
wherein the spacer assembly (161) comprises at least one spacer element comprising a support wall (220) having an inside and an outside and at least one gas passageway (212) penetrating the support wall (220) from the inside to the outside,
wherein the spacer assembly (161) comprises at least two layers of material (180) stacked along a stacking direction (104),
wherein the first component (108) has a first gas passage opening (150) and the second component (110) has a second gas passage opening (152) and
wherein the at least one spacer element (160) comprises a gas-permeable interior space (202) which connects the first gas passage opening (150) and the second gas passage opening (152) to each other, ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Distanzhalteranordnung für einen Brennstoffzellenstapel, die im montierten Zustand des Brennstoffzellenstapels an einem ersten Bauteil einer Brennstoffzelleneinheit des Brennstoffzellenstapels und an einem zweiten Bauteil einer Brennstoffzelleneinheit des Brennstoffzellenstapels anliegt und das erste Bauteil und das zweite Bauteil auf Abstand voneinander hält, wobei die Distanzhalteranordnung mindestens ein Distanzhalterelement aufweist, das eine Abstützwand mit einer Innenseite und einer Außenseite und mindestens einen die Abstützwand von der Innenseite zu der Außenseite durchsetzenden Gasdurchtrittskanal umfasst, wobei die Distanzhalteranordnung mindestens zwei Materiallagen umfasst, die längs einer Stapelrichtung aufeinandergestapelt sind, wobei das erste Bauteil eine erste Gasdurchgangsöffnung und das zweite Bauteil eine zweite Gasdurchgangsöffnung aufweist und wobei das mindestens eine Distanzhalterelement einen von einem Gas durchströmbaren Innenraum aufweist, der die erste Gasdurchgangsöffnung und die zweite Gasdurchgangsöffnung miteinander verbindet.The The present invention relates to a spacer assembly for a Fuel cell stack in the assembled state of the fuel cell stack on a first component of a fuel cell unit of the fuel cell stack and at a second component of a fuel cell unit of the fuel cell stack is applied and the first component and the second component at a distance holding each other, being the spacer arrangement has at least one spacer element, the one supporting wall with an inside and an outside and at least one the support wall from the inside to the outside comprising passing gas passageway, wherein the spacer assembly comprises at least two layers of material stacked along a stacking direction, wherein the first component comprises a first gas passage opening and the second component a second gas passage opening and wherein the at least one spacer element a permeable by a gas Interior having the first gas passage opening and the second gas passage opening with each other combines.

Solche Distanzhalteranordnungen für einen Brennstoffzellenstapel, die einzelne Distanzhalterelemente aufweisen, sind aus der EP 1 278 258 A2 bekannt.Such spacer assemblies for a fuel cell stack having individual spacer elements are known in the art EP 1 278 258 A2 known.

Die aus der EP 1 278 258 A2 bekannten Distanzhalterelemente werden jeweils aus einer im wesentlichen ebenen Distanzhalterelement-Vorform gebildet, welche ringförmige Trägerelemente und von den ringförmigen Trägerelementen in radialer Richtung abstehende Laschen umfasst. Zur Bildung des Distanzhalterelements aus dieser Distanzhalterelement-Vorform werden die radial abstehenden Laschen auf das jeweils zugeordnete Trägerelement gefaltet, und anschließend werden die Trägerelemente mit den darauf gefalteten Laschen so aufeinandergefaltet, dass sich in dem fertig gefalteten Distanzhalterelement Materiallagen, welche lediglich ein ringförmiges Trägerelement umfassen, mit Materiallagen abwechseln, in denen lediglich zurückgefaltete Laschen enthalten sind, wobei zwischen den Laschen eine Abstützwand des Distanzhalterelements von deren Innenseite zu deren Außenseite durchsetzende Gasdurchtrittskanäle ausgebildet sind.The from the EP 1 278 258 A2 Known spacer elements are each formed from a substantially planar spacer element preform, which comprises annular support members and extending from the annular support members in the radial direction tabs. To form the spacer element from this spacer element preform, the radially projecting tabs are folded onto the respective associated carrier element, and then the carrier elements with the tabs folded thereon are folded onto each other such that in the finished folded spacer element material layers, which only comprise an annular carrier element, alternate with layers of material in which only folded-back tabs are included, wherein between the tabs a support wall of the spacer element from the inside to the outside passing through gas passageways are formed.

Die in der EP 1 278 258 A2 offenbarten Distanzhalterelemente erfüllen die damit angestrebte Funktion, erfordern für ihre Herstellung jedoch eine Vielzahl von Faltvorgängen.The in the EP 1 278 258 A2 disclosed spacer elements fulfill the desired function, but require for their production a variety of folding operations.

Die DE 697 05 016 T2 offenbart eine gelötete mehrteilige Bipolarplatte, deren Einzelteile aus korrosionsbeständigen Materialien, die zusätzlich noch auf ihren Außenflächen mit einer korrosionsbeständigen Außenlage versehen sind, hergestellt werden. Ein Paar korrosionsbeständiger Metalltafeln kann miteinander, d. h. direkt aneinander oder über eine Zwischentafel mit einer im wesentlichen unlöslichen Hartverlötung verbunden werden. Die Metalltafeln können vor dem Zusammenfügen mit speziellen geometrischen Formen, z. B. durch Prägen oder mechanische Bearbeitungsverfahren, versehen sein.The DE 697 05 016 T2 discloses a soldered multipart bipolar plate whose items are made of corrosion resistant materials, which are additionally provided on their outer surfaces with a corrosion resistant outer layer. A pair of corrosion-resistant metal panels may be bonded together, ie, directly to each other or via an intermediate panel, with a substantially insoluble braze. The metal panels may be prior to assembly with special geometric shapes, eg. B. by embossing or mechanical processing, be provided.

Die DE 11 2004 001 487 T5 offenbart eine ähnliche mehrteilige Bipolarplatte wie die DE 697 05 016 T2 .The DE 11 2004 001 487 T5 discloses a similar multi-part bipolar plate as the DE 697 05 016 T2 ,

Die EP 1 344 268 B1 offenbart eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle mit mehrteiligen Bipolarplatten, welche keine Gasdurchtrittskanäle aufweisen.The EP 1 344 268 B1 discloses a low-temperature fuel cell with multi-part bipolar plates which have no gas passageways.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Distanzhalteranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfach und rasch herzustellen ist.Of the present invention is based on the object, a spacer assembly to create the type mentioned, which easily and quickly is to produce.

Diese Aufgabe wird bei einer Distanzhalteranordnung für einen Brennstoffzellenstapel mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine der Materiallagen der Distanzhalteranordnung separat von anderen Materiallagen der Distanzhalteranordnung hergestellt und mit mindestens einer angrenzenden Materiallage der Distanzhalteranordnung fest verbunden ist.These Task is a spacer assembly for a fuel cell stack with the features of the preamble of claim 1 according to the invention thereby solved, that at least one of the material layers of the spacer assembly manufactured separately from other material layers of the spacer assembly and at least one adjacent material layer of the spacer assembly is firmly connected.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Distanzhalteranordnung ist es möglich, die mindestens eine der Materiallagen der Distanzhalteranordnung in einfacher Weise aus einem Materiallagen-Ausgangsmaterial, insbesondere aus einem metallischen Blech, herzustellen, indem die betreffende Materiallage aus dem Ausgangsmaterial herausgetrennt, insbesondere ausgestanzt oder ausgeschnitten wird, ohne dass an der betreffenden Materiallage irgendwelche Faltvorgänge ausgeführt werden müssen.By the embodiment of the invention Spacer arrangement, it is possible the at least one of the material layers of the spacer assembly in a simple manner from a material layer starting material, in particular from a metallic sheet, to produce by the relevant material layer cut out of the starting material, in particular punched out or cut out without any of the material layer in question folding operations accomplished Need to become.

Durch den Wegfall von Biegearbeitsgängen werden die anfallenden Werkzeugkasten reduziert.By the elimination of bending operations reduces the resulting toolbox.

Die separat hergestellte Materiallage der Distanzhalteranordnung ist mit keinem Element der Distanzhalteranordnung, das im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung in einer anderen Materiallage angeordnet ist, einstückig, insbesondere über einen gebogenen Bereich, verbunden.The separately prepared material layer of the spacer assembly is with no element of the spacer assembly mounted in the Condition of the spacer assembly in another material layer is arranged, in one piece, especially one curved area, connected.

Dadurch, dass diese mindestens eine separat von anderen Materiallagen hergestellte Materiallage mit mindestens einer angrenzenden Materiallage der Distanzhalteranordnung fest verbunden ist, ist gewährleistet, dass nach der Herstellung dieser Verbindung die miteinander verbundenen Materiallagen als Einheit gehandhabt werden können, was die Handhabung und die Montage der Distanzhalteranordnung vereinfacht.Because this material layer is at least one layer of material produced separately from other material layers firmly connected to at least one adjacent material layer of the spacer assembly, it is ensured that after the production of this Ver Bonding the interconnected layers of material can be handled as a unit, which simplifies the handling and assembly of the spacer assembly.

Durch die Reduktion oder den völligen Wegfall der Faltschritte und die einfache Handhabbarkeit der fest miteinander verbundenen Materiallagen ist die erfindungsgemäße Distanzhalteranordnung einfach und rasch herstellbar sowie einfach und rasch in der betreffenden Brennstoffzelleneinheit montierbar.By the reduction or the total Elimination of folding steps and easy handling of the solid interconnected material layers is the spacer assembly according to the invention easy and quick to produce as well as easy and fast in the concerned Fuel cell unit mountable.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Distanzhalteranordnung ist vorgesehen, dass jede der Materiallagen der Distanzhalteranordnung separat von den anderen Materiallagen der Distanzhalteranordnung hergestellt und mit mindestens einer angrenzenden Materiallage der Distanzhalteranordnung fest verbunden ist.at a preferred embodiment of the spacer assembly according to the invention is provided that each of the material layers of the spacer assembly separate from the other layers of material of the spacer assembly manufactured and with at least one adjacent material layer of the spacer assembly is firmly connected.

Die Herstellung der Materiallagen der Distanzhalteranordnung gestaltet sich dann besonders einfach, wenn mindestens eine der Materiallagen der Distanzhalteranordnung im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung im wesentlichen eben (planar) ist.The Production of the material layers of the spacer assembly designed Especially easy if at least one of the material layers the spacer assembly in the assembled state of the spacer assembly is essentially planar.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens eine der Materiallagen der Distanzhalteranordnung im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung keine Biegelinien aufweist, so dass durch den Wegfall von Biegevorgängen die Herstellung der Distanzhalteranordnung vereinfacht wird.Further it is preferably provided that at least one of the material layers the spacer assembly in the assembled state of the spacer assembly has no bending lines, so that by eliminating bending operations the Making the spacer assembly is simplified.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Materiallagen der Distanzhalteranordnung aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem Stahlmaterial, gebildet sind.at A preferred embodiment of the invention provides that the material layers of the spacer assembly of a metallic Material, preferably made of a steel material, are formed.

Für die feste Verbindung von aneinander angrenzenden Materiallagen der Distanzhalteranordnung kommt grundsätzlich jede Verbindungsart, insbesondere eine formschlüssige Verbindung oder eine stoffschlüssige Verbindung, wie Verklebung, Verlötung oder Verschweißung, in Betracht.For the solid Connection of adjacent material layers of the spacer assembly comes in principle each type of connection, in particular a positive connection or a cohesive Compound, such as bonding, soldering or welding, into consideration.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Distanzhalteranordnung ist vorgesehen, dass mindestens eine Materiallage der Distanzhalteranordnung mit einer angrenzenden Materiallage der Distanzhalteranordnung verschweißt ist.at a preferred embodiment of the spacer assembly according to the invention is provided that at least one material layer of the spacer assembly is welded to an adjacent material layer of the spacer assembly.

Insbesondere können die aneinander angrenzenden Materiallagen der Distanzhalteranordnung durch Laserschweißung miteinander verbunden sein.Especially can the abutting material layers of the spacer assembly by laser welding be connected to each other.

Das Verfahren der Laserschweißung kann ohnehin zur Verbindung von zwei Gehäuseteilen der jeweiligen Brennstoffzelleneinheit zum Einsatz kommen, so dass der apparative Aufwand durch das Vorsehen der Laserschweißung nicht erhöht wird.The Method of laser welding can in any case for the connection of two housing parts of the respective fuel cell unit are used, so that the equipment required by the provision the laser welding not increased becomes.

Die Verbindung aneinander angrenzender Materiallagen gestaltet sich besonders günstig, wenn mindestens eine erste Materiallage der Distanzhalteranordnung an einem Verbindungsbereich mit einer angrenzenden zweiten Materiallage der Distanzhalteranordnung fest verbunden ist und wenn die zweite Materiallage an dem Verbindungsbereich seitlich über die erste Materiallage übersteht.The Connection of contiguous layers of material develops very cheap, if at least one first material layer of the spacer assembly at a connection region with an adjacent second material layer the spacer assembly is firmly connected and when the second material layer projects laterally beyond the first material layer at the connection region.

Bei einer solchen Ausgestaltung der Verbindungsbereiche der aneinander angrenzenden Materiallagen können die Materiallagen, insbesondere durch eine Verschweißung, an den Verbindungsbereichen leicht miteinander verbunden werden.at Such a configuration of the connecting portions of each other adjacent material layers can the material layers, in particular by a weld on the connection areas are easily connected.

Wenn die Distanzhalteranordnung noch mindestens eine dritter Materiallage umfasst, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese dritte Materiallage an einem Verbindungsbereich mit der angrenzenden zweiten Materiallage der Distanzhalteranordnung fest verbunden ist und dass die dritte Materiallage an dem Verbindungsbereich seitlich über die zweite Materiallage übersteht.If the spacer assembly still at least a third material layer includes, it is preferably provided that this third material layer at a connection region with the adjacent second material layer the spacer assembly is firmly connected and that the third Material layer at the connection area protrudes laterally beyond the second material layer.

Besonders günstig ist es, wenn die Verbindungsbereiche, an denen die erste Materiallage und die zweite Materiallage fest miteinander verbunden sind, und die Verbindungsbereiche, an denen die zweite Materiallage und die dritte Materiallage fest miteinander verbunden sind, einander benachbart angeordnet sind.Especially Cheap it is when the connection areas, where the first material layer and the second material layer are firmly connected, and the connection areas where the second material layer and the third material layer are firmly connected to each other, arranged adjacent to each other are.

In diesem Fall entsteht an den Verbindungsbereichen (im Querschnitt durch die Materiallagen gesehen) eine abgestufte Treppenstruktur, welche dazu führt, dass alle Materiallagen von derselben Seite der Distanzhalteranordnung aus gut zugänglich und leicht durch Schweißnähte in den Verbindungsbereichen miteinander verbindbar sind.In In this case arises at the connection areas (in cross section seen through the material layers) a stepped staircase structure, which leads that all layers of material from the same side of the spacer assembly easily accessible and easily through welds in the Connection areas are connected to each other.

Ferner kann an der Ausbildung der richtigen treppenförmigen Abstufung der Außenkonturen der Materiallagen leicht erkannt werden, ob die Materiallagen in der richtigen Reihenfolge aufeinandergestapelt worden sind oder ob die Reihenfolge der Materiallagen geändert werden muss.Further can contribute to the formation of the correct staircase gradation of the outer contours the material layers are easily recognized, whether the material layers in the correct order have been stacked or whether the order of the material layers must be changed.

Um das Gehäuse der Brennstoffzelleneinheit im Bereich mehrerer Gaskanäle des Brennstoffzellenstapels durch die Distanzhalteranordnung abstützen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Distanzhalteranordnung mehrere Distanzhalterelemente umfasst, die im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung im Bereich unterschiedlicher Gaskanäle des Brennstoffzellenstapels angeordnet sind.Around the housing the fuel cell unit in the region of a plurality of gas channels of the fuel cell stack to be supported by the spacer assembly, it is advantageous if the spacer arrangement comprises a plurality of spacer elements, in the mounted state of the spacer assembly in the area different gas channels of the fuel cell stack are arranged.

Besonders günstig ist es, wenn mindestens zwei der Distanzhalterelemente durch mindestens eine Halteleiste miteinander verbunden sind.Especially Cheap it is when at least two of the spacer elements by at least one Retaining strip are interconnected.

Auf diese Weise können die beiden Distanzhalterelemente als Einheit gehandhabt und montiert werden.On this way you can the two spacer elements are handled and assembled as a unit.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass alle Distanzhalterelemente der Distanzhalteranordnung durch mindestens eine Halteleiste miteinander verbunden sind.at A preferred embodiment of the invention provides that all spacer elements of the spacer assembly by at least a retaining strip are interconnected.

Diese Halteleiste kann insbesondere ringförmig geschlossen ausgebildet sein.These Retaining strip can be formed in particular annular closed be.

Durch die Verbindung mehrerer oder sogar aller Distanzhalterelemente der Distanzhalteranordnung über die Halteleisten wird die Anzahl der separaten Einzelteile, aus denen die Distanzhalteranordnung zusammengesetzt wird, deutlich reduziert, was den Herstellungsaufwand und den Montageaufwand für die Distanzhalteranordnung verringert.By the connection of several or even all spacer elements of Spacer arrangement over The retaining bars will determine the number of separate items which the spacer assembly is assembled, clearly reduces what the manufacturing cost and assembly work for the spacer assembly reduced.

Wenn die Distanzhalteranordnung aus Materiallagen gebildet wird, welche sich über alle Distanzhalterelemente der Distanzhalteranordnung hinweg erstrecken, werden auf diese Weise sonst unvermeidliche Fertigungstoleranzen eliminiert, da jede Materiallage in jedem Distanzhalterelement dieselbe Materialstärke aufweist, so dass auch die Gesamtdicke der aus den Materiallagen zusammengesetzten Distanzhalterelemente für jedes Distanzhalterelement dieselbe ist.If the spacer assembly is formed of layers of material which over extend all the spacer elements of the spacer assembly, become otherwise unavoidable manufacturing tolerances in this way eliminated, since each material layer in each spacer element has the same material thickness, so that the total thickness of the assembled from the material layers spacer elements for each Spacer element is the same.

Im Gegensatz hierzu können die aus der EP 1 278 258 A2 bekannten Distanzhalterelemente, welche jeweils einzeln und unabhängig voneinander hergestellt werden, aufgrund von Fertigungstoleranzen unterschiedliche Dicken aufweisen.In contrast, those from the EP 1 278 258 A2 known spacer elements, which are each made individually and independently, have different thicknesses due to manufacturing tolerances.

Wenn alle Distanzhalterelemente einer Brennstoffzelleneinheit durch Halteleisten miteinander verbunden sind, so kann die hierdurch gebildete einteilige Distanzhalteranordnung die Funktion der Abstützung der Gehäuseteile der Brennstoffzelleneinheit im Bereich aller Brenngas- und Abgaskanäle der Brennstoffzelleneinheit (oder alternativ hierzu im Bereich aller Oxidationsmittelkanäle der Brennstoffzelleneinheit) übernehmen. Dabei kann durch die in den Abstützwänden der Distanzhalterelemente vorhandenen Gasdurchtrittskanäle Brenngas aus den Brenngaskanälen in den Brenngasraum einer Brennstoffzelleneinheit eintreten und aus dem Brenngasraum der Brennstoffzelleneinheit in die Abgaskanäle austreten (oder, alternativ hierzu, Oxidationsmittel aus den Oxidationsmittelzuführkanälen in den Oxidationsmittelraum der Brennstoffzelleneinheit eintreten und aus dem Oxidationsmittelraum in die Oxidationsmittelabführkanäle austreten).If all spacer elements of a fuel cell unit by retaining strips connected to each other, so can the one-piece formed thereby Spacer assembly the function of supporting the housing parts the fuel cell unit in the range of all fuel gas and exhaust gas channels of the fuel cell unit (or alternatively in the range of all oxidant channels of the fuel cell unit) take over. It can by the in the support walls of the Spacer elements existing gas passageways fuel gas from the fuel gas channels enter the fuel gas chamber of a fuel cell unit and emerge from the fuel gas chamber of the fuel cell unit in the exhaust ducts (or, alternatively, oxidant from the oxidant feed channels into the Enter oxidant space of the fuel cell unit and out the oxidant space in the Oxidationsmittelabführkanäle emerge).

Alternativ zu einer einteiligen Ausgestaltung der Distanzhalteranordnung einer Brennstoffzelleneinheit kann auch vorgesehen sein, dass die Distanzhalteranordnung einer Brennstoffzelleneinheit mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist. Umfasst die Distanzhalteranordnung mehrere Gruppen von Distanzhalterelementen, welche jeweils untereinander durch Halteleisten der Materiallagen miteinander verbunden sind, so bietet dies gegenüber einer einteiligen Distanzhalteranordnung den Vorteil, dass die Materiallagen, aus denen die Distanzhalteranordnung gebildet wird, unter besserer Ausnutzung des Ausgangsmaterials der Materiallagen, insbesondere eines metallischen Blechs, hergestellt werden können, da der Abstand der Halteleisten der verschiedenen Teile jeder Materiallage im Ausgangsmaterial deutlich geringer gewählt werden kann als im späteren Einbauzustand, so dass die mehreren Teile jeder Materiallage im Ausgangsmaterial miteinander verschachtelt werden können, um das Ausgangsmaterial möglichst gut auszunutzen und einen möglichst geringen Verschnitt zu erhalten.alternative to a one-piece embodiment of the spacer assembly of a Fuel cell unit may also be provided that the spacer assembly a fuel cell unit in several parts, in particular in two parts, is trained. Does the spacer assembly includes several groups of Spacer elements, each with each other by retaining strips The material layers are connected to each other, so this offers against a one-piece Spacer arrangement has the advantage that the material layers, from where the spacer assembly is formed, under better utilization the starting material of the material layers, in particular a metallic Sheet metal, can be produced because the distance of the retaining strips of the different parts of each material layer can be chosen significantly lower in the starting material than in the later installed state, so that the multiple parts of each material layer in the starting material can be nested together to the starting material preferably good exploit and the lowest possible To get waste.

Die Einzelteile jeder Materiallage und somit die Einzelteile jeder Distanzhalteranordnung, die aus den Materiallagen gebildet wird, können insbesondere im wesentlich L-förmig ausgebildet werden, um eine besonders gute Verschachtelung im Ausgangsmaterial zu erzielen.The Individual parts of each material layer and thus the individual parts of each spacer arrangement, which is formed from the material layers, in particular substantially L-shaped be formed to a particularly good nesting in the starting material to achieve.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Distanzhalteranordnung einer Brennstoffzelleneinheit nur einzelne Distanzhalterelemente umfasst, die untereinander nicht durch Halteleisten verbunden sind.Basically it also possible that the spacer assembly of a fuel cell unit only individual spacer elements comprises, not among themselves are connected by retaining strips.

Um die Gasdurchtrittskanäle in den Distanzhalterelementen auszubilden, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass mindestens eine Materiallage mindestens ein Trägerelement, das sich in einer Umfangsrichtung eines Distanzhalterelements erstreckt, und mindestens zwei von dem Trägerelement quer zu der Umfangsrichtung des Distanzhalterelements abstehende Kanalbegrenzungselemente umfasst, welche seitliche Begrenzungen eines Abschnitts eines Gasdurchtrittskanals des Distanzhalterelements bilden.Around the gas passageways form in the spacer elements is in a preferred embodiment the invention provides that at least one material layer at least a carrier element, which extends in a circumferential direction of a spacer element, and at least two of the carrier element projecting transversely to the circumferential direction of the spacer element Channel boundary elements includes which lateral boundaries a portion of a gas passageway of the spacer element form.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Distanzhalteranordnung ist vorgesehen, dass das Trägerelement, von dem die Kanalbegrenzungselemente abstehen, ringförmig geschlossen ausgebildet ist.at a preferred embodiment of the spacer assembly according to the invention it is provided that the carrier element, from which project the Kanalbegrenzungselemente, annularly closed is trained.

Wenn das Trägerelement im wesentlichen kreisringförmig oder kreisringabschnittsförmig ausgebildet ist, so hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Kanalbegrenzungselemente in im wesentlichen radialen Richtungen von dem Trägerelement abstehen.If the carrier element essentially circular or circular section is formed, it has proved to be particularly advantageous when the channel boundary elements in substantially radial directions from the support member protrude.

Um Gasdurchtrittskanäle zu bilden, welche alle im wesentlichen denselben durchströmbaren Querschnitt aufweisen, und somit eine möglichst gleichmäßige Durchströmung des jeweiligen Distanzhalterelements zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn von dem Trägerelement abstehende Kanalbegrenzungselemente längs der Umfangsrichtung des Distanzhalterelements im wesentlichen äquidistant zueinander angeordnet sind.Around Gas transit channels to form, all of which essentially the same flow-through cross-section have, and thus the most uniform flow through the To achieve respective spacer element, it is advantageous if from the carrier element projecting channel boundary elements along the circumferential direction of the spacer element essentially equidistant to each other are arranged.

Wenn das Trägerelement eine einer Mittelachse des jeweiligen Distanzhalterelements zugewandte Innenseite und eine der Mittelachse des Distanzhalterelements abgewandte Außenseite aufweist, so können die Kanalbegrenzungselemente von der Innenseite oder von der Außenseite des Trägerelements abstehen.If the carrier element one facing a central axis of the respective spacer element Interior and one of the central axis of the spacer element facing away outside has, so can the channel boundary elements from inside or outside the carrier element protrude.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Distanzhalteranordnung ist vorgesehen, dass alle Kanalbegrenzungselemente, die von dem Trägerelement einer Materiallage abstehen, entweder alle von der Innenseite oder alle von der Außenseite des Trägerelements abstehen.at a preferred embodiment of the spacer assembly is provided that all channel boundary elements, that of the support element a material layer stand, either all from the inside or all from the outside the carrier element protrude.

Vorzugsweise umfasst die Distanzhalteranordnung mindestens eine erste Materiallage mit einem ersten Trägerelement und mindestens zwei von dem ersten Trägerelement abstehenden ersten Kanalbegrenzungselementen, die seitliche Begrenzungen eines ersten Gasdurchtrittskanalabschnitts bilden, und mindestens eine zweite Materiallage mit einem zweiten Trägerelement und mindestens zwei von dem zweiten Trägerelement abstehenden zweiten Kanalbegrenzungselementen, die seitliche Begrenzungen eines zweiten Gasdurchtrittskanalabschnitts bilden.Preferably the spacer assembly comprises at least a first material layer with a first carrier element and at least two of the first support member protruding first Channel boundary elements, the lateral boundaries of a first Gas Durchtrittskanalabschnitts form, and at least a second Material layer with a second carrier element and at least two of the second carrier element protruding second channel boundary elements, the lateral boundaries form a second gas passageway section.

In diesem Fall ist es günstig, wenn das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement im montierten Zustand des Distanzhalterelements so gegeneinander versetzt sind, dass zwischen dem ersten Trägerelement und dem zweiten Trägerelement ein Zwischenraum verbleibt, welcher den ersten Gasdurchtrittskanalabschnitt und den zweiten Gasdurchtrittskanalabschnitt miteinander verbindet.In In this case it is favorable when the first carrier element and the second support member in the mounted state of the spacer element so against each other are offset, that between the first support member and the second support element a gap remains, which the first gas passageway section and connects the second gas passageway section with each other.

Auf diese Weise ist gewährleistet, das Gas von dem ersten Durchtrittskanalabschnitt der ersten Materiallage in den zweiten Gasdurchtrittskanalabschnitt der zweiten Materiallage oder, umgekehrt, von dem zweiten Gasdurchtrittskanalabschnitt der zweiten Materiallage in den ersten Gasdurchtrittskanalabschnitt der ersten Materiallage gelangen kann.On this way is guaranteed the gas from the first passageway section of the first material layer in the second gas passageway section of the second material layer or, conversely, from the second gas passageway section of the second Material layer in the first gas passageway section of the first Material situation can arrive.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Gasdurchtrittskanalabschnitt, der zweite Gasdurchtrittskanalabschnitt und der Zwischenraum zwischen den Trägerelementen zusammen einen die Innenseite der Abstützwand des jeweiligen Distanzhalterelements mit der Außenseite der Abstützwand des Distanzhalterelements verbindenden Gasdurchtrittskanal bilden. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass in der Abstützwand des Distanzhalterelements ein die Abstützwand von deren Innenseite bis zu deren Außenseite durchsetzender Gasdurchtrittskanal ausgebildet ist, auch wenn der erste Gasdurchtrittskanalabschnitt sich nicht durch die gesamte erste Materiallage und der zweite Gasdurchtrittskanalabschnitt sich nicht durch die gesamte zweite Materiallage hindurch erstrecken, sondern jeweils an dem zugehörigen Trägerelement der Materiallage enden.Especially it can be provided that the first gas passageway section, the second gas passageway section and the space between the carrier elements together one the inside of the support wall of the respective spacer element with the outside the supporting wall of the Form spacer element connecting gas passageway. On this way is guaranteed that in the support wall the spacer element a the support wall from the inside to the outside penetrating gas passageway is formed, even if the first gas passage section not through the entire first material layer and the second gas passageway section itself do not extend through the entire second material layer, but each at the associated support element the material situation ends.

Der aus dem ersten Gasdurchtrittskanalabschnitt der ersten Materiallage, dem zweiten Gasdurchtrittskanalabschnitt der zweiten Materiallage und dem Zwischenraum zwischen den Trägerelementen gebildete Gasdurchtrittskanal ist (in einem radialen Längsschnitt durch die Abstützwand gesehen) treppenförmig gestuft ausgebildet.Of the from the first gas passageway section of the first material layer, the second gas passageway section of the second material layer and the space between the support elements formed gas passageway is (in a radial longitudinal section through the support wall seen) stepped graduated.

Wenn das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement jeweils eine der Mittelachse des jeweiligen Distanzhalterelements zugewandte Innenseite und eine der Mittelachse des jeweiligen Distanzhalterelements abgewandte Außenseite aufweisen, so ist es für die Erzeugung eines die Abstützwand des Distanzhalterelements durchsetzenden Gasdurchtrittskanals von Vorteil, wenn die ersten Kanalbegrenzungselemente von der Innenseite des ersten Trägerelements und die zweiten Kanalbegrenzungselemente von der Außenseite des zweiten Trägerelements abstehen oder wenn, alternativ hierzu, die ersten Kanalbegrenzungselemente von der Außenseite des ersten Trägerelements und die zweiten Kanalbegrenzungselemente von der Innenseite des zweiten Trägerelements abstehen.If the first carrier element and the second support member each one of the central axis of the respective spacer element facing inside and one of the central axis of the respective spacer element opposite outside so it is for the generation of a supporting wall of the spacer element passing through the gas passage of Advantage, if the first channel boundary elements from the inside of the first carrier element and the second channel limiting elements from the outside the second carrier element stand out or if, alternatively, the first channel boundary elements from the outside of the first carrier element and the second channel limiting elements from the inside of the second support element stick out.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Distanzhalteranordnung ist vorgesehen, dass mindestens eine erste Materiallage und mindestens eine zweite Materiallage im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung flächig aneinander anliegen.at a preferred embodiment of the spacer assembly according to the invention is provided that at least a first material layer and at least a second material layer in the assembled state of the spacer assembly flat abut each other.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass mindestens ein Kanalbegrenzungselement der ersten Materiallage und mindestens ein Kanalbegrenzungselement der zweiten Materiallage im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung, vorzugsweise im wesentlichen kongruent, flächig aneinander anliegen. Dadurch wird eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Anpressdrucks innerhalb der Abstützwände der Distanzhalterelemente der Distanzhalteranordnung erreicht.there can be provided in particular that at least one channel limiting element the first material layer and at least one channel limiting element the second material layer in the assembled state of the spacer assembly, preferably substantially congruent, lie flat against each other. Thereby will one possible even distribution the contact pressure within the support walls of the spacer elements reached the spacer assembly.

Das Distanzhalterelement kann auch mehr als zwei, insbesondere mindestens drei, Materiallagen umfassen, die im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung aneinander anliegen.The Spacer element may also be more than two, in particular at least three, material layers include, in the assembled state of the spacer assembly abut each other.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Distanzhalteranordnung als ein von dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil der Brennstoffzelleneinheit separates Teil ausgebildet ist.at A preferred embodiment of the invention provides that the spacer assembly as one of the first component and the second component of the fuel cell unit separate part formed is.

Um eine gute Einleitung des Anpressdrucks in die Abstützwände der Distanzhalterelemente der Distanzhalteranordnung zu erzielen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Distanzhalteranordnung im montierten Zustand mit einer ersten Anlagefläche flächig an dem ersten Bauteil und mit einer zweiten Anlagefläche flächig an dem zweiten Bauteil anliegt.Around a good introduction of the contact pressure in the supporting walls of To achieve spacer elements of the spacer assembly is preferably provided that the spacer assembly mounted in the Condition with a first contact surface flat on the first component and with a second contact surface flat rests against the second component.

Das Distanzhalterelement kann einen den Brennstoffzellenstapel durchsetzenden Gaskanal umgeben.The Spacer element may penetrate the fuel cell stack Surrounded by gas channel.

Grundsätzlich kann es sich bei dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil, zwischen denen die Distanzhalteranordnung angeordnet wird, um beliebige Bauteile derselben Brennstoffzelleneinheit oder von zwei verschiedenen Brennstoffzelleneinheiten handeln.Basically it is in the first component and the second component, between where the spacer assembly is arranged to any components the same fuel cell unit or from two different fuel cell units.

Um zwei einander gegenüberliegende Gehäusewände eines Gehäuses einer Brennstoffzelleneinheit auf Abstand voneinander halten zu können und so ein Zusammendrücken des Gehäuses aufgrund des Anpressdrucks, der auf das Gehäuse wirkt, zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass das erste Bauteil als eine erste Gehäusewand einer Brennstoffzelleneinheit und das zweite Bauteil als eine zweite Gehäusewand einer Brennstoffzelleneinheit ausgebildet ist.Around two opposite ones Housing walls of a housing Keep a fuel cell unit at a distance from each other can and such a squeezing of the housing can prevent due to the contact pressure, which acts on the housing be provided that the first component as a first housing wall a fuel cell unit and the second component as a second housing wall a fuel cell unit is formed.

Die Distanzhalteranordnung kann insbesondere ein metallisches Material, vorzugsweise ein Stahlblech, umfassen.The Spacer assembly may in particular be a metallic material, preferably a steel sheet.

Besonders günstig ist es, wenn die Distanzhalteranordnung im wesentlichen vollständig aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem Stahlblech, gebildet ist. Eine solche Distanzhalteranordnung ist besonders leicht herstellbar und handhabbar.Especially Cheap it is when the spacer assembly substantially completely a metallic material, preferably a sheet steel, is formed. Such a spacer arrangement is particularly easy can be produced and handled.

Anspruch 28 ist auf eine Brennstoffzelleneinheit gerichtet, die ein Gehäuse mit einer ersten Gehäusewand und einer zweiten Gehäusewand und mindestens eine erfindungsgemäße Distanzhalteranordnung umfasst, die an der ersten Gehäusewand und an der zweiten Gehäusewand anliegt und die erste Gehäusewand und die zweite Gehäusewand auf Abstand voneinander hält.claim 28 is directed to a fuel cell unit having a housing with a first housing wall and a second housing wall and at least one spacer arrangement according to the invention, the on the first housing wall and on the second housing wall abuts and the first housing wall and the second housing wall Keeps distance from each other.

Bei einer besonderen Ausgestaltung einer solchen Brennstoffzelleneinheit ist vorgesehen, dass die erste Gehäusewand eine erste Gasdurchgangsöffnung aufweist und die zweite Gehäusewand eine zweite Gasdurchgangsöffnung aufweist und dass das mindestens eine Distanzhalterelement der Distanzhalteranordnung einen von einem Gas durchströmbaren Innenraum aufweist, der die erste Gasdurchgangsöffnung und die zweite Gasdurchgangsöffnung miteinander verbindet.at a particular embodiment of such a fuel cell unit it is provided that the first housing wall has a first gas passage opening and the second housing wall a second gas passage opening and that the at least one spacer element of the spacer assembly one of a gas permeable Interior having the first gas passage opening and the second gas passage opening with each other combines.

Die erfindungsgemäße Distanzhalteranordnung verhindert eine Verformung der einander gegenüberliegenden Gehäusewände aufgrund der Dichtflächenpressung, mit welcher das Gehäuse beaufschlagt wird, dadurch, dass die Distanzhalteranordnung die Dichtflächenpressung, mit welcher das Gehäuse beaufschlagt wird, aufnimmt und als Abstützelement dient, welches ein Zusammendrücken des Gehäuses verhindert, so dass ein für einen ausreichenden Zusammenhalt des Brennstoffzellenstapels ausreichender Anpressdruck in den Brennstoffzellenstapel eingeleitet werden kann.The Spacer arrangement according to the invention prevents deformation of the opposite housing walls due the sealing surface pressure, with which the housing is acted upon, characterized in that the spacer assembly the Sealing surface pressure, with which the housing is acted upon, receives and serves as a support element, which is a compression of the housing prevents, so one for sufficient cohesion of the fuel cell stack sufficient Contact pressure in the fuel cell stack can be initiated.

Aufgrund der durch die Distanzhalteranordnung erhöhten Deformationsstabilität des Gehäuses kommt es auf die dem Material der Gehäusewände inhärente Deformationsstabilität nicht mehr an, so dass als Material der Gehäusewände auch ein Material verwendet werden kann, welches bei den hohen Betriebstemperaturen einer Brennstoffzelleneinheit, insbesondere einer SOFC-Hochtemperatur-Brennstoffzelleneinheit, leicht verformbar ist, aus dem aber die Bestandteile des Gehäuses besonders einfach herstellbar sind, wie beispielsweise Stahl, insbesondere Edelstahl.by virtue of which is increased by the spacer assembly deformation stability of the housing it does not on the material of the housing walls inherent deformation stability more, so that used as a material of the housing walls and a material which can be at the high operating temperatures of a fuel cell unit, in particular a SOFC high-temperature fuel cell unit, is easily deformed, but from which the components of the housing especially are easy to produce, such as steel, in particular Stainless steel.

Insbesondere erlaubt es die erfindungsgemäße Distanzhalteranordnung, das Gehäuse der Brennstoffzelleneinheit aus Blechformteilen zu bilden, welche durch einen oder mehrere Umformvorgänge, beispielsweise durch Prägen und/oder Tiefziehen, aus einem Metallblech, insbesondere aus einem hochtemperaturbeständigen Edelstahlblech oder einem mit einem anorganischen oder keramischen Material beschichteten Stahlblech, hergestellt werden.Especially allows the spacer assembly according to the invention, the housing the fuel cell unit to form sheet metal parts, which by one or more forming operations, for example by embossing and / or Deep-drawing, from a sheet metal, in particular from a high temperature resistant stainless steel sheet or a coated with an inorganic or ceramic material Steel sheet to be produced.

Die erfindungsgemäße Distanzhalteranordnung eignet sich insbesondere zum Einsatz in einer SOFC-Hochtemperatur-Brennstoffzelleneinheit, deren Betriebstemperatur im Bereich von ungefähr 600°C bis ungefähr 1.000°C liegt.The Spacer arrangement according to the invention is particularly suitable for use in a SOFC high-temperature fuel cell unit, the operating temperature is in the range of about 600 ° C to about 1,000 ° C.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further Features and advantages of the invention are the subject of the following Description and the drawings of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Brennstoffzellenstapels, der mehrere längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgende Brennstoffzelleneinheiten umfasst, von denen in 1 eine dargestellt ist; 1 a schematic exploded view of a fuel cell stack, the more along a stacking direction consecutive Fuel cell units comprises, of which in 1 one is shown;

2 eine schematische Draufsicht auf ein Gehäuseunterteil der Brennstoffzelleneinheit aus 1; 2 a schematic plan view of a lower housing part of the fuel cell unit 1 ;

3 eine schematische Draufsicht auf ein Gehäuseoberteil der Brennstoffzelleneinheit aus 1; 3 a schematic plan view of an upper housing part of the fuel cell unit 1 ;

4 eine schematische Draufsicht von unten auf das Gehäuseoberteil aus 3, mit einer Distanzhalteranordnung, welche drei miteinander und mit dem Gehäuseoberteil verschweißte Materiallagen umfasst; 4 a schematic plan view from below on the upper housing part 3 with a spacer assembly, which comprises three material layers welded together and to the upper housing part;

5 eine schematische Draufsicht von unten auf die Distanzhalteranordnung aus 4; 5 a schematic plan view from below of the spacer assembly 4 ;

6 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 5; 6 an enlarged view of the area I from 5 ;

7 einen schematischen Querschnitt durch ein Distanzhalterelement der Distanzhalteranordnung aus den 5 und 6, längs der Linie 7-7 in 6; 7 a schematic cross section through a spacer element of the spacer assembly of the 5 and 6 , along the line 7-7 in 6 ;

8 einen schematischen Querschnitt durch eine Halteleiste der Distanzhalteranordnung aus den 5 und 6, längs der Linie 8-8 in 6; 8th a schematic cross section through a retaining strip of the spacer assembly of the 5 and 6 , along the line 8-8 in 6 ;

9 einen schematischen Schnitt durch einen Brennstoffzellenstapel mit drei längs einer Stapelrichtung aufeinandergestapelten Brennstoffzelleneinheiten, welche jeweils eine Distanzhalteranordnung umfassen, im Bereich eines Brenngaskanals; 9 a schematic section through a fuel cell stack with three along a stacking direction stacked fuel cell units, each comprising a spacer assembly, in the region of a fuel gas channel;

10 einen schematischen Schnitt durch einen Brennstoffzellenstapel mit drei längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Brennstoffzelleneinheiten, die jeweils eine Distanzhalteranordnung umfassen, im Bereich eines Oxidationsmittelkanals; 10 a schematic section through a fuel cell stack with three along a stacking direction successive fuel cell units, each comprising a spacer assembly, in the region of an oxidant channel;

11 einen schematischen Schnitt durch einen Brennstoffzellenstapel mit drei längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Brennstoffzelleneinheiten, die jeweils eine Distanzhalteranordnung umfassen, in einem von Brenngaskanälen und Oxidationsmittelkanälen freien Bereich; 11 a schematic section through a fuel cell stack having three along a stacking direction successive fuel cell units, each comprising a spacer assembly, in an area free of fuel gas channels and oxidant channels area;

12 eine schematische Draufsicht auf eine erste Materiallage der Distanzhalteranordnung aus den 5 und 6; 12 a schematic plan view of a first material layer of the spacer assembly of the 5 and 6 ;

13 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Materiallage der Distanzhalteranordnung aus den 5 und 6; 13 a schematic plan view of a second material layer of the spacer assembly of the 5 and 6 ;

14 eine schematische Draufsicht auf eine dritte Materiallage der Distanzhalteranordnung aus den 5 und 6; 14 a schematic plan view of a third material layer of the spacer assembly of the 5 and 6 ;

15 eine schematische Draufsicht auf eine oberste oder unterste Materiallage einer weiteren Ausführungsform einer Distanzhalteranordnung, welche zweiteilig ausgebildet ist; und 15 a schematic plan view of a top or bottom layer of material another embodiment of a spacer assembly which is formed in two parts; and

16 eine schematische Draufsicht auf eine mittlere Materiallage der zweiten Ausführungsform einer Distanzhalteranordnung, die zweiteilig ausgebildet ist. 16 a schematic plan view of a middle material layer of the second embodiment of a spacer assembly which is formed in two parts.

Gleiche oder äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Same or equivalents Elements are designated in all figures with the same reference numerals.

Ein in den 1 bis 11 dargestellter, als Ganzes mit 100 bezeichneter Brennstoffzellenstapel umfasst mehrere Brennstoffzelleneinheiten 102 von jeweils gleichem Aufbau, welche längs einer vertikalen Stapelrichtung 104 aufeinander gestapelt sind.One in the 1 to 11 shown as a whole with 100 designated fuel cell stack comprises a plurality of fuel cell units 102 each of the same construction, which along a vertical stacking direction 104 stacked on top of each other.

Jede der Brennstoffzelleneinheiten 102 umfasst ein Gehäuse 106, das aus einem Gehäuseunterteil 108 und einem Gehäuseoberteil 110 zusammengesetzt ist.Each of the fuel cell units 102 includes a housing 106 , which consists of a housing base 108 and an upper housing part 110 is composed.

Das Gehäuseunterteil 108 (siehe auch 2) ist als ein Blechformteil ausgebildet und umfasst eine im wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung 104 ausgerichtete Platte 112, welche an ihren Rändern in einen im wesentlichen parallel zur Stapelrichtung 104 umgebogenen Randflansch 114 übergeht.The lower housing part 108 (see also 2 ) is formed as a sheet metal part and comprises a substantially perpendicular to the stacking direction 104 aligned plate 112 , which at their edges in a substantially parallel to the stacking direction 104 bent edge flange 114 passes.

Das Gehäuseoberteil 110 (siehe auch 3) ist ebenfalls als ein Blechformteil ausgebildet und umfasst eine im wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung 104 ausgerichtete Platte 116, die an ihren Rändern in einen im wesentlichen parallel zur Stapelrichtung 104 umgebogenen, zu dem Gehäuseunterteil 108 weisenden und von dem Randflansch 114 des Gehäuseunterteils 108 übergriffenen Randflansch 118 übergeht.The upper housing part 110 (see also 3 ) is also formed as a sheet metal part and comprises a substantially perpendicular to the stacking direction 104 aligned plate 116 at their edges in a direction substantially parallel to the stacking direction 104 bent, to the lower housing part 108 pointing and from the edge flange 114 of the housing base 108 overlapped edge flange 118 passes.

Der Randflansch 118 des Gehäuseoberteils 110 ist längs einer umlaufenden Schweißnaht 120 gasdicht mit dem Randflansch 114 des Gehäuseunterteils 108 verbunden (siehe 9 bis 11).The edge flange 118 of the upper housing part 110 is along a circumferential weld 120 gas-tight with the edge flange 114 of the housing base 108 connected (see 9 to 11 ).

Das Gehäuseoberteil 110 und das Gehäuseunterteil 108 sind vorzugsweise aus einem hoch korrosionsbeständigen Stahl, beispielsweise aus der Legierung Crofer 22, hergestellt.The upper housing part 110 and the lower housing part 108 are preferably made of a highly corrosion-resistant steel, for example of the Crofer 22 alloy.

Der Werkstoff Crofer 22 hat die folgende Zusammensetzung: 22 Gewichtsprozent Chrom, 0,6 Gewichtsprozent Aluminium, 0,3 Gewichtsprozent Silizium, 0,45 Gewichtsprozent Mangan, 0,08 Gewichtsprozent Titan, 0,08 Gewichtsprozent Lanthan, Rest Eisen.The material Crofer 22 has the following composition: 22 weight percent chromium, 0.6 weight percent aluminum, 0.3 weight percent Silicon, 0.45 weight percent manganese, 0.08 weight percent titanium, 0.08 weight percent lanthanum, balance iron.

Dieser Werkstoff wird von der Firma Thyssen Krupp VDM GmbH, Plettenbergerstr. 2, 58791 Werdohl, Deutschland, vertrieben.This Material is from the company Thyssen Krupp VDM GmbH, Plettenbergerstr. 2, 58791 Werdohl, Germany.

Das Gehäuseoberteil 110 weist eine im wesentlichen rechteckige Durchtrittsöffnung 122 auf, in welcher ein im wesentlichen quaderförmiges Substrat 124 aufgenommen ist, das an seiner Oberseite eine Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit 126 trägt.The upper housing part 110 has a substantially rectangular passage opening 122 in which a substantially cuboidal substrate 124 is received, which at its top a cathode-electrolyte-anode unit 126 wearing.

Die Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit (KEA-Einheit) 126 umfasst eine direkt an der Oberseite des Substrats 124 angeordnete Anode, einen über der Anode angeordneten Elektrolyten und eine über dem Elektrolyten angeordnete Kathode.The cathode-electrolyte-anode-unit (KEA-unit) 126 includes one directly at the top of the substrate 124 arranged anode, an electrode disposed above the anode and a cathode disposed above the electrolyte.

Die Anode ist aus einem bei der Betriebstemperatur der Brennstoffzelleneinheit (von ungefähr 800°C bis ungefähr 900°C) elektrisch leitfähigen keramischen Material, beispielsweise aus ZrO2 oder aus einem NiZrO2-Cermet (Keramik-Metall-Gemisch), gebildet, welches porös ist, um einem durch das Substrat 124 hindurch gelangenden Brenngas den Durchtritt durch die Anode zu dem an die Anode angrenzenden Elektrolyten zu ermöglichen.The anode is formed of a ceramic material electrically conductive at the operating temperature of the fuel cell unit (from about 800 ° C to about 900 ° C), for example, ZrO 2 or a NiZrO 2 cermet (ceramic-metal mixture), which is porous is to one through the substrate 124 passing fuel gas to allow passage through the anode to the electrolyte adjacent to the anode.

Als Brenngas kann beispielsweise ein kohlenwasserstoffhaltiges Gasgemisch oder reiner Wasserstoff verwendet werden.When Fuel gas, for example, a hydrocarbon-containing gas mixture or pure hydrogen can be used.

Der Elektrolyt ist vorzugsweise als Feststoffelektrolyt ausgebildet und beispielsweise aus Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumdioxid gebildet.Of the Electrolyte is preferably formed as a solid electrolyte and formed, for example, from yttrium-stabilized zirconia.

Die Kathode ist aus einem bei der Betriebstemperatur elektrisch leitfähigen keramischen Material, beispielsweise aus (La0,8Sr0 , 2)0,98MnO3, gebildet und weist eine Porosität auf, um einem Oxidationsmittel, beispielsweise Luft oder reinem Sauerstoff, aus einem an die Kathode angrenzenden Oxidationsmittelraum 134 den Durchtritt zu dem Elektrolyten zu ermöglichen (siehe 9 bis 11).The cathode is formed from a ceramic material which is electrically conductive at the operating temperature, for example from (La 0.8 Sr 0 , 2 ) 0.98 MnO 3 , and has a porosity to form an oxidant, for example air or pure oxygen, from a adjacent to the cathode oxidant space 134 to allow the passage to the electrolyte (see 9 to 11 ).

Der gasdichte Elektrolyt erstreckt sich über den Rand der gasdurchlässigen Anode und über den Rand der gasdurchlässigen Kathode hinaus und liegt mit seiner Unterseite direkt auf der Oberseite eines Randbereichs des Substrats 124 auf. Der Randbereich des Substrats 124 ist gasdicht mit dem Gehäuseoberteil 110 verschweißt, wobei durch den Schweißvorgang in dem Randbereich des Substrats 124 eine gasdichte Zone 133 gebildet wird, welche sich über die gesamte Höhe des Randbereichs des Substrats 124 hindurch erstreckt (siehe 9 bis 11). Diese gasdichte Zone 133 wird von dem Elektrolyten überdeckt, so dass der von dem Innenbereich des Substrats 124 und dem Zwischenraum zwischen dem Gehäuseunterteil 108 und dem Gehäuseoberteil 110 gebildete Brenngasraum 136 der Brennstoffzelleneinheit 102 gasdicht von dem über dem Elektrolyten liegenden Oxidationsmittelraum 134 getrennt ist.The gas-tight electrolyte extends beyond the edge of the gas-permeable anode and beyond the edge of the gas-permeable cathode and lies with its underside directly on top of an edge region of the substrate 124 on. The edge area of the substrate 124 is gas-tight with the upper housing part 110 welded, wherein by the welding process in the edge region of the substrate 124 a gas-tight zone 133 is formed, which extends over the entire height of the edge region of the substrate 124 extends through (see 9 to 11 ). This gas-tight zone 133 is covered by the electrolyte, so that from the inner region of the substrate 124 and the space between the lower housing part 108 and the upper housing part 110 formed fuel gas chamber 136 the fuel cell unit 102 gas-tight from the above the electrolyte lying Oxidationsmittelraum 134 is disconnected.

Das Substrat 124 kann beispielsweise als ein Metallgestrick, Metallgewebe, Metallgeflecht, Metallvlies und/oder als ein aus gesinterten oder gepressten Metallpartikeln bestehender poröser Körper ausgebildet sein.The substrate 124 For example, it may be formed as a metal mesh, metal mesh, metal mesh, metal fleece, and / or as a porous body made of sintered or pressed metal particles.

Da das Substrat 124 mit der Anode in elektrisch leitendem Kontakt steht, wird das Substrat 124 auch als Anodenkontaktkörper 138 bezeichnet.Because the substrate 124 is in electrically conductive contact with the anode, the substrate 124 also as anode contact body 138 designated.

An seiner der Anode abgewandten Unterseite ist der Anodenkontaktkörper 138 mit einem Kontaktfeld 140, das mittig an dem Gehäuseunterteil 108 angeordnet ist, verlötet (siehe 2).At its anode remote from the bottom is the anode contact body 138 with a contact field 140 , which is centered on the lower part of the housing 108 is arranged, soldered (see 2 ).

Das Kontaktfeld 140 kann beispielsweise wellblechförmig ausgebildet sein.The contact field 140 can be formed, for example corrugated sheet metal.

Die Kathode ist in elektrisch leitender Weise mit einem oberhalb der KEA-Einheit 126 angeordneten Kathodenkontaktkörper 142 verbunden, dessen der Kathode 132 abgewandte Oberseite mit der Unterseite des Gehäuseunterteils 108 einer in der Stapelrichtung 104 darüberliegenden weiteren Brennstoffzelleneinheit 102 verlötet ist.The cathode is in an electrically conductive manner with one above the KEA unit 126 arranged cathode contact body 142 connected, whose the cathode 132 opposite top with the bottom of the housing base 108 one in the stacking direction 104 overlying another fuel cell unit 102 is soldered.

Über den Kathodenkontaktkörper 142, das Gehäuseunterteil 108 der benachbarten Brennstoffzelleneinheit 102 und den Anodenkontaktkörper 138 der benachbarten Brennstoffzelleneinheit 102 ist also die Kathode jeder Brennstoffzelleneinheit 102 elektrisch leitend mit der Anode der in der Stapelrichtung 104 darüberliegenden Brennstoffzelleneinheit 102 verbunden.About the cathode contact body 142 , the lower housing part 108 the adjacent fuel cell unit 102 and the anode contact body 138 the adjacent fuel cell unit 102 So is the cathode of each fuel cell unit 102 electrically conductive with the anode in the stacking direction 104 overlying fuel cell unit 102 connected.

Im Betrieb des Brennstoffzellenstapels 100 weist die KEA-Einheit 126 jeder Brennstoffzelleneinheit 102 eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 850°C auf, bei welcher der Elektrolyt für Sauerstoffionen leitfähig ist. Das Oxidationsmittel aus dem Oxidationsmittelraum 134 nimmt an der Kathode Elektronen auf und gibt zweiwertige Sauerstoffionen an den Elektrolyten ab, welche durch den Elektrolyten zur Anode wandern. An der Anode wird das Brenngas aus dem Brenngasraum 136 durch die Sauerstoffionen aus dem Elektrolyten oxidiert und gibt dabei Elektronen an die Anode ab.During operation of the fuel cell stack 100 indicates the KEA unit 126 each fuel cell unit 102 a temperature of, for example, about 850 ° C, at which the electrolyte is conductive for oxygen ions. The oxidant from the oxidant space 134 At the cathode, it takes up electrons and releases divalent oxygen ions to the electrolyte, which migrate through the electrolyte to the anode. At the anode, the fuel gas from the fuel gas chamber 136 oxidized by the oxygen ions from the electrolyte and thereby gives off electrons to the anode.

Die bei der Reaktion an der Anode frei werdenden Elektronen werden von der Anode über den Anodenkontaktkörper 138, das Gehäuseunterteil 108 und den Kathodenkontaktkörper 142 der Kathode einer benachbarten Brennstoffzelleneinheit 102 zugeführt und ermöglichen so die Kathodenreaktion.The electrons released in the reaction at the anode become from the anode via the anode contact body 138 , the lower housing part 108 and the cathode contact body 142 the cathode of an adjacent fuel cell unit 102 Trains leads and thus enables the cathode reaction.

Um den Brenngasräumen 136 der Brennstoffzelleneinheiten 102 Brenngas zuführen zu können, sind die Gehäuseunterteile 108 mit Brenngasdurchgangsöffnungen 144 und die Gehäuseoberteile 110 mit Brenngasdurchgangsöffnungen 146 versehen, welche miteinander fluchten, so dass die Brenngasdurchgangsöffnungen 144, 146 durchsetzende vertikale Brenngaskanäle 148 gebildet werden.To the fuel gas spaces 136 the fuel cell units 102 To be able to supply fuel gas, are the housing bases 108 with fuel gas passage openings 144 and the housing tops 110 with fuel gas passage openings 146 provided, which are aligned with each other, so that the fuel gas passage openings 144 . 146 passing vertical fuel gas channels 148 be formed.

Um Abgas aus dem Brennstoffzellenstapel 100 abführen zu können, sind die Gehäuseunterteile 108 mit Abgasdurchgangsöffnungen 150 und die Gehäuseoberteile 110 mit Abgasdurchgangsöffnungen 152 versehen, welche miteinander fluchten, so dass ein oder mehrere vertikale, die Abgasdurchgangsöffnungen 150, 152 durchsetzende Abgaskanäle 154 gebildet werden.To exhaust gas from the fuel cell stack 100 To be able to dissipate, are the housing bases 108 with exhaust gas passage openings 150 and the housing tops 110 with exhaust gas passage openings 152 provided, which are aligned with each other, so that one or more vertical, the exhaust gas passage openings 150 . 152 passing exhaust ducts 154 be formed.

Um den Oxidationsmittelräumen 134 der Brennstoffzelleneinheiten 102 Oxidationsmittel zuführen zu können und überschüssiges Oxidationsmittel aus dem Brennstoffzellenstapel 100 abführen zu können, sind die Gehäuseunterteile 108 mit Oxidationsmitteldurchgangsöffnungen 156 und die Gehäuseoberteile 110 mit Oxidationsmitteldurchgangsöffnungen 158 versehen, welche miteinander fluchten, so dass die Oxidationsmitteidurchgangsöffnungen 156, 158 durchsetzende vertikale Oxidationsmittelkanäle 159 gebildet werden.Around the oxidant rooms 134 the fuel cell units 102 To be able to supply oxidizing agent and excess oxidizing agent from the fuel cell stack 100 To be able to dissipate, are the housing bases 108 with oxidant passages 156 and the housing tops 110 with oxidant passages 158 which are aligned with each other so that the oxidation agent passage openings 156 . 158 passing vertical oxidant channels 159 be formed.

Um einen elektrischen Kurzschluss zu verhindern, müssen die Gehäuse 106 längs der Stapelrichtung 104 aufeinanderfolgender Brennstoffzelleneinheiten 102 elektrisch voneinander isoliert werden. Um diese elektrische Isolationswirkung zu erzielen, sind zwischen der Oberseite des Gehäuseoberteils 110 jeder Brennstoffzelleneinheit 102 und der Unterseite des Gehäuseunterteils 108 der darüberliegenden Brennstoffzelleneinheit 102 Bauelemente angeordnet, welche bei der Betriebstemperatur des Brennstoffzellenstapels 100 eine elektrische Isolationswirkung aufweisen und im folgenden als Isolationselemente 164 bezeichnet werden.To prevent an electrical short circuit, the housing must 106 along the stacking direction 104 successive fuel cell units 102 be isolated electrically from each other. To achieve this electrical insulation effect, are between the top of the housing top 110 each fuel cell unit 102 and the underside of the housing base 108 the overlying fuel cell unit 102 Components arranged, which at the operating temperature of the fuel cell stack 100 have an electrical insulation effect and hereinafter as insulation elements 164 be designated.

Jedes der Isolationselemente 164 ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet, mit parallel zur Stapelrichtung 104 ausgerichteter Ringachse, und umgibt ringförmig jeweils einen der Brenngaskanäle 148 oder einen der Abgaskanäle 154.Each of the insulation elements 164 is formed substantially annular, with parallel to the stacking direction 104 aligned annular axis, and annularly surrounds each one of the fuel gas channels 148 or one of the exhaust channels 154 ,

Da das Isolationselement 164 einen Brenngaskanal 148 umgibt und der Brenngaskanal 148 gasdicht von dem das Isolationselement 164 umgebenden Oxidationsmittelraum 134 getrennt werden muss, ist das Isolationselement 164 aus einem gasdichten Material, beispielsweise aus einer keramischen Dichtmasse, gebildet.As the isolation element 164 a fuel gas channel 148 surrounds and the fuel gas channel 148 gas-tight from the the insulation element 164 surrounding oxidizer space 134 has to be disconnected is the isolation element 164 from a gas-tight material, such as a ceramic sealant formed.

Beispiele hierfür verwendbarer keramischer Dichtmassen sind insbesondere aus der DE 102 06 863 A1 bekannt.Examples of ceramic sealing compounds which can be used are in particular from DE 102 06 863 A1 known.

Die ringförmigen Isolationselemente 164 sind mit einem im wesentlichen rechteckigen Rahmen 176 verbunden, wobei der Rahmen 176 ebenso wie die ringförmigen Isolationselemente 164 selbst aus einer keramischen Dichtmasse gebildet sind.The annular insulation elements 164 are with a substantially rectangular frame 176 connected, the frame 176 as well as the annular insulation elements 164 themselves formed from a ceramic sealant.

Um die mechanische Stabilität der Gehäuse 106 der Brennstoffzelleneinheiten 102 zu erhöhen, ist zwischen dem Gehäuseunterteil 108 und dem Gehäuseoberteil 110 jeder Brennstoffzelleneinheit 102 jeweils eine Distanzhalteranordnung 161 (siehe 4 bis 11) angeordnet, welche die Brenngaskanäle 148 bzw. die Abgaskanäle 154 ringförmig umgebende Distanzhalterelemente 160 umfasst, die ihrerseits radiale Gasdurchtrittskanäle 212 aufweisen, um den Durchtritt von Brenngas aus den Brenngaskanälen 148 in die Brenngasräume 136 bzw. den Austritt von Abgas aus den Brenngasräumen 136 in die Abgaskanäle 154 zu ermöglichen.To the mechanical stability of the housing 106 the fuel cell units 102 is to increase, between the housing lower part 108 and the upper housing part 110 each fuel cell unit 102 each a spacer assembly 161 (please refer 4 to 11 ), which are the fuel gas channels 148 or the exhaust ducts 154 annular surrounding spacer elements 160 includes, in turn, radial gas passageways 212 to prevent the passage of fuel gas from the fuel gas channels 148 in the fuel gas rooms 136 or the exit of exhaust gas from the fuel gas spaces 136 in the exhaust ducts 154 to enable.

Eines dieser Distanzhalterelemente 160, das beispielsweise einen der Brenngaskanäle 148 ringförmig umgibt, ist in den 6 bis 8 im einzelnen dargestellt.One of these spacer elements 160 for example, one of the fuel gas channels 148 annular surrounds, is in the 6 to 8th shown in detail.

Jede Distanzhalteranordnung 161 umfasst drei Materiallagen 180, die längs der Stapelrichtung 104 aufeinanderfolgen und jeweils als eine im wesentlichen ebene Platte 162 ausgebildet sind.Each spacer assembly 161 includes three material layers 180 along the stacking direction 104 successive and each as a substantially flat plate 162 are formed.

Die erste Materiallage 180a ist in 12 dargestellt und umfasst mehrere, beispielsweise drei, erste Trägerelemente 186a, die jeweils im wesentlichen die Form eines Kreisringes mit dem Ringaußendurchmesser D1 und dem Ringinnendurchmesser d1 aufweisen.The first material situation 180a is in 12 and comprises a plurality, for example three, first carrier elements 186a , each having substantially the shape of a circular ring with the ring outer diameter D 1 and the ring inner diameter d 1 .

Von der der Mittelachse 188 des jeweiligen Distanzhalterelements 160 zugewandten Innenseite 194 des jeweiligen Trägerelements 186a stehen in radialer Richtung mehrere, beispielsweise zehn, Kanalbegrenzungselemente 196 in Form von ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a vor, die im Abstand d2/2 von der Mittelachse 188 des jeweiligen Distanzhalterelements 160 enden.From the middle axis 188 of the respective spacer element 160 facing inside 194 of the respective carrier element 186a are in the radial direction several, for example, ten, channel boundary elements 196 in the form of first channel boundary tabs 198a before, the distance d 2/2 from the central axis 188 of the respective spacer element 160 end up.

Die ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a verjüngen sich mit kleiner werdendem Abstand von der Mittelachse 188, so dass ihre seitlichen Ränder 199 im wesentlichen radial verlaufen, und sind längs der Umfangsrichtung des Trägerelements 186a voneinander beabstandet, so dass zwischen jeweils zwei längs des Umfangs des Trägerelements 186a aufeinanderfolgenden Kanalbegrenzungselementen 196 jeweils ein innerer Gasdurchtrittskanalabschnitt 200a ausgebildet ist, welcher zu beiden Seiten von jeweils einer ersten Kanalbegrenzungslasche 198a und an seinem radial äußeren Ende durch das Trägerelement 186a berandet ist, an seinem radial inneren Ende jedoch in den Ringinnenraum 202 des Trägerelements 186a mündet.The first channel limitation tabs 198a taper with decreasing distance from the central axis 188 so that their lateral edges 199 extend substantially radially, and are along the circumferential direction of the support member 186a spaced apart so that between each two along the circumference of the carrier element 186a successive channel boundary elements 196 in each case an inner gas passageway section 200a is formed, which on both sides of each a first channel limit tab 198a and at its radially outer end by the carrier element 186a is bounded, at its radially inner end, however, in the ring interior 202 the carrier element 186a empties.

Jedes der ersten Trägerelemente 186a ist über jeweils einen Steg 190, welcher von der der Mittelachse 188 abgewandten Außenseite 189 des Trägerelements 186a nach außen absteht, mit einer Halteleiste 184a verbunden, welche bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein ringförmig geschlossener, im wesentlichen rechteckiger Halterahmen 185 ausgebildet ist.Each of the first carrier elements 186a is over a footbridge 190 , which from the central axis 188 opposite outside 189 the carrier element 186a protrudes outwards, with a retaining strip 184a connected, which at the in 12 illustrated embodiment as a ring-shaped closed, substantially rectangular support frame 185 is trained.

Außer den vorstehend bereits beschriebenen ersten Trägerelementen 186a, welche im montierten Zustand im Bereich der Brenngaskanäle 148 des Brennstoffzellenstapels 100 angeordnet sind, sind mit dem Halterahmen 185 auch mehrere, beispielsweise vier, erste Trägerelemente 186a' verbunden, welche im montierten Zustand im Bereich der Abgaskanäle 154 des Brennstoffzellenstapels 100 angeordnet sind.Except the first support elements already described above 186a , which in the assembled state in the field of fuel gas channels 148 of the fuel cell stack 100 are arranged are with the holding frame 185 also several, for example four, first carrier elements 186a ' connected, which in the assembled state in the region of the exhaust ducts 154 of the fuel cell stack 100 are arranged.

Die ersten Trägerelemente 186a', welche im Bereich der Abgaskanäle 154 angeordnet sind, können hinsichtlich des Ringaußendurchmessers D1, des Ringinnendurchmessers d1 und des Abstandes d2 mit den ersten Trägerelementen 186a, welche im Bereich der Brenngaskanäle 148 angeordnet sind, übereinstimmen oder hinsichtlich dieser Durchmesser bzw. Abstände von den Trägerelementen 186a, die im Bereich der Brenngaskanäle 148 angeordnet sind, abweichen. Ebenso kann die Anzahl der Kanalbegrenzungslaschen 198a der ersten Trägerelemente 186a' im Bereich der Abgaskanäle 154 mit der Anzahl der Kanalbegrenzungslaschen 198a der ersten Trägerelemente 186a im Bereich der Brenngaskanäle 148 übereinstimmen oder von dieser Anzahl abweichen.The first carrier elements 186a ' , which are in the area of the exhaust ducts 154 can be arranged with respect to the outer ring diameter D 1 , the inner ring diameter d 1 and the distance d 2 with the first carrier elements 186a , which are in the field of fuel gas channels 148 are arranged, match or with respect to these diameters or distances from the support elements 186a operating in the field of fuel gas channels 148 are arranged, deviate. Similarly, the number of channel boundary tabs 198a the first carrier elements 186a ' in the field of exhaust ducts 154 with the number of channel limit tabs 198a the first carrier elements 186a in the field of fuel gas channels 148 match or deviate from this number.

Die in 13 dargestellte zweite Materiallage 180b umfasst mehrere, beispielsweise drei, zweite Trägerelemente 186b im Bereich der Brenngaskanäle 148, die im wesentlichen die Form eines Kreisrings mit dem Ringinnendurchmesser d2 und dem Ringaußendurchmesser D2 aufweisen.In the 13 illustrated second material layer 180b comprises a plurality, for example three, second carrier elements 186b in the field of fuel gas channels 148 which have substantially the shape of a circular ring with the ring inner diameter d 2 and the ring outer diameter D 2 .

Der Ringinnendurchmesser d2 jedes zweiten Trägerelements 186b stimmt im wesentlichen mit dem Durchmesser der Gasdurchgangsöffnungen 150, 152 in dem Gehäuseunterteil 108 bzw. in dem Gehäuseoberteil 110 überein.The ring inner diameter d 2 of each second support element 186b is substantially consistent with the diameter of the gas passage openings 150 . 152 in the housing lower part 108 or in the upper housing part 110 match.

Von der der Mittelachse 188 jeden zweiten Trägerelements 186b abgewandten Außenseite 189 jeden zweiten Trägerelements 186b stehen mehrere, beispielsweise zehn, Kanalbegrenzungselemente 196 in Form von zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b radial nach außen ab.From the middle axis 188 every second carrier element 186b opposite outside 189 every second carrier element 186b are several, for example, ten, channel boundary elements 196 in the form of second channel boundary tabs 198b radially outward.

Die Anzahl der zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b pro zweitem Trägerelement 186b stimmt mit der Anzahl der ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a pro erstem Trägerelement 186a überein.The number of second channel boundary tabs 198b per second carrier element 186b agrees with the number of first channel boundary tabs 198a per first carrier element 186a match.

Die zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b erstrecken sich radial nach außen bis zu einem radial äußeren Endbereich, der den Abstand D1/2 von der Mittelachse 188 des jeweiligen Distanzhalterelements 160 aufweist.The second channel limit tabs 198b extending radially outwardly to a radially outer end portion of the distance D1 / 2 from the central axis 188 of the respective spacer element 160 having.

Längs des Umfangs jeden Trägerelements 186b sind die zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b voneinander beabstandet, so dass zwischen jeweils zwei in der Umfangsrichtung des Trägerelements 186b aufeinanderfolgenden Kanalbegrenzungselementen 196 jeweils ein äußerer Gasdurchtrittskanalabschnitt 200b ausgebildet ist, welcher zu seinen beiden Seiten durch jeweils eine zweite Kanalbegrenzungslasche 198b und radial nach innen durch das zweite Trägerelement 186b berandet ist, während er sich an seinem radial äußeren Ende zur Außenseite des Trägerelements 186b hin öffnet.Along the circumference of each support element 186b are the second channel boundary tabs 198b spaced apart, so that between each two in the circumferential direction of the support element 186b successive channel boundary elements 196 in each case an outer gas passageway section 200b is formed, which on its two sides by a respective second Kanalbegrenzungslasche 198b and radially inwardly through the second support member 186b is bounded, while at its radially outer end to the outside of the support element 186b opens.

Die zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b sind längs des Umfangs des zweiten Trägerelements 186b äquidistant und in konstanten Winkelabständen voneinander verteilt.The second channel limit tabs 198b are along the circumference of the second support member 186b equidistant and distributed at constant angular intervals.

Die zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b verbreitern sich mit wachsendem Abstand von der Mittelachse 188 des Distanzhalterelements 160, so dass ihre seitlichen Ränder 199 im wesentlichen radial verlaufen.The second channel limit tabs 198b widen with increasing distance from the central axis 188 the spacer element 160 so that their lateral edges 199 extend substantially radially.

Der radial äußere Rand einer der zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b ist über einen Steg 191 mit einer Halteleiste 184b der zweiten Materiallage 180b verbunden, welche als ein ringförmig geschlossener, im wesentlichen rechteckiger Halterahmen 185 ausgebildet ist.The radially outer edge of one of the second channel boundary tabs 198b is over a jetty 191 with a retaining strip 184b the second material situation 180b connected, which as an annularly closed, substantially rectangular support frame 185 is trained.

Mit diesem Halterahmen 185 sind auch mehrere, beispielsweise vier, zweite Trägerelemente 186b' verbunden, welche im montierten Zustand im Bereich der Abgaskanäle 154 des Brennstoffzellenstapels 100 angeordnet sind und deren Abmessungen, ebenso wie die Anzahl der zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b pro Trägerelement 186b', an die Abmessungen und an die Anzahl der ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a der jeweils zugeordneten ersten Trägerelemente 186a' angepasst sind.With this support frame 185 are also several, for example, four, second support elements 186b ' connected, which in the assembled state in the region of the exhaust ducts 154 of the fuel cell stack 100 are arranged and their dimensions, as well as the number of second Kanalbegrenzungslaschen 198b per carrier element 186b ' , to the dimensions and to the number of first channel limiting tabs 198a the respectively associated first carrier elements 186a ' are adjusted.

Die jeweils der Mittelachse 188 des Distanzhalterelements 160 zugewandte Innenseite 194 jeden zweiten Trägerelements 186b ist im wesentlichen kreisförmig ausgebildet.The respective central axis 188 the spacer element 160 facing inside 194 every second carrier element 186b is formed substantially circular.

Die in 14 dargestellte dritte Materiallage 180c ist im wesentlichen genauso ausgebildet wie die in 12 dargestellte erste Materiallage 180a, unterscheidet sich von der ersten Materiallage 180a jedoch hinsichtlich der Außenkontur von Verbindungsbereichen 214c, 214a, die an der Innenseite 216 des Halterahmens 185 der dritten Materiallage 180c bzw. der ersten Materiallage 180a ausgebildet sind.In the 14 represented third material situation 180c is designed essentially the same as the in 12 illustrated first material layer 180a , differs from the first material layer 180a however, regarding the outer contour of joint areas 214c . 214a on the inside 216 of the holding frame 185 the third material situation 180c or the first material layer 180a are formed.

Diese Verbindungsbereiche 214a, 214c bilden vom jeweiligen Halterahmen 185 nach innen abstehende Vorsprünge, an welchen die aneinander angrenzenden Materiallagen 180a, 180b, 180c miteinander verschweißt werden.These connection areas 214a . 214c form of the respective support frame 185 inwardly projecting projections on which the adjoining material layers 180a . 180b . 180c be welded together.

Auch die zwischen der ersten Materiallage 180a und dritten Materiallage 180c angeordnete zweite Materiallage 180b weist solche von der Innenseite des Halterahmens 185 nach innen abstehende Verbindungsbereiche 214b auf (siehe 13).Also between the first material layer 180a and third material situation 180c arranged second material layer 180b has such from the inside of the holding frame 185 inwardly projecting connection areas 214b on (see 13 ).

Dabei sind die Außenkonturen der Verbindungsbereiche 214a, 214b und 214c so aufeinander abgestimmt, dass jeweils der Verbindungsbereich 214b der zweiten Materiallage 180b seitlich über die Außenkontur des zugeordneten Verbindungsbereichs 214a der ersten Materiallage 180a übersteht, und dass wiederum der Verbindungsbereich 214c der dritten Materiallage 180c mit seiner Außenkontur seitlich über die Außenkontur des zugeordneten Verbindungsbereichs 214b der zweiten Materiallage 180b übersteht, so dass die in 8 dargestellte Treppenstruktur entsteht, wenn die Materiallagen 180a, 180b und 180c übereinandergelegt werden.In this case, the outer contours of the connection areas 214a . 214b and 214c so matched to each other, that in each case the connection area 214b the second material situation 180b laterally over the outer contour of the associated connection area 214a the first material situation 180a survives, and that in turn the connection area 214c the third material situation 180c with its outer contour laterally over the outer contour of the associated connection area 214b the second material situation 180b survives, so that in 8th illustrated staircase structure arises when the material layers 180a . 180b and 180c be superimposed.

Aufgrund dieser Treppenstruktur können Abweichungen von der korrekten Reihenfolge der Materiallagen 180a, 180b und 180c beim Aufeinanderlegen leicht erkannt und anschließend berichtigt werden.Due to this stair structure, deviations from the correct order of the material layers may occur 180a . 180b and 180c easily recognized and then corrected when placed next to each other.

Ferner ermöglicht es diese Treppenstruktur, die jeweils aneinander anliegenden Materiallagen an den Außenkonturen der Verbindungsbereiche 214a, 214b bzw. 214c in einfacher Weise durch Verschweißen fest miteinander zu verbinden.Furthermore, this staircase structure makes it possible for the respective layers of material lying against one another on the outer contours of the connecting areas 214a . 214b respectively. 214c in a simple manner by welding firmly together.

Beispiele solcher längs der Außenkonturen der Verbindungsbereiche 214a, 214b und 214c verlaufenden Schweißnähte 218 sind in 8 dargestellt.Examples of such along the outer contours of the connection areas 214a . 214b and 214c running welds 218 are in 8th shown.

Zur Herstellung der in 5 als Ganzes dargestellten Distanzhalteranordnung 161 einer Brennstoffzelleneinheit 102 wird wie folgt vorgegangen:
Zunächst werden die drei Materiallagen 180a, 180b, 180c aus einem Ausgangsmaterial, beispielsweise aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem Stahlblech, ausgestanzt oder, beispielsweise durch Laserschneiden, ausgeschnitten.For the production of in 5 as a whole shown spacer assembly 161 a fuel cell unit 102 the procedure is as follows:
First, the three material layers 180a . 180b . 180c from a starting material, for example from a metallic material, preferably from a steel sheet, punched or, for example by laser cutting, cut out.

Insbesondere kann für die Materiallagen ein hoch korrosionsbeständiger Stahl, insbesondere die Legierung Crofer 22, verwendet werden.In particular, for the material layers, a highly corrosion-resistant steel, in particular the alloy Crofer 22 , be used.

Die drei Materiallagen werden so aufeinandergestapelt, dass die Oberseite 206b der zweiten Materiallage 180b flächig an der Unterseite 208a der ersten Materiallage 180a anliegt, und zwar so, dass die zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b der zweiten Materiallage 180b flächig an den ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a der ersten Materiallage 180a anliegen, wobei die seitlichen Ränder 199 der Kanalbegrenzungslaschen 198a, 198b im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die radial inneren Ränder der ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a der ersten Materiallage 180a von den Trägerelementen 186b der zweiten Materiallage 180b abgestützt werden, während die Trägerelemente 186a der ersten Materiallage 180a die radial äußeren Endbereiche der zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b der zweiten Materiallage 180b überdecken.The three layers of material are stacked on top of each other 206b the second material situation 180b flat at the bottom 208a the first material situation 180a is applied, in such a way that the second channel boundary tabs 198b the second material situation 180b flat at the first channel boundary straps 198a the first material situation 180a abut, with the lateral edges 199 the channel boundary tabs 198a . 198b are substantially parallel to each other and the radially inner edges of the first channel boundary tabs 198a the first material situation 180a from the carrier elements 186b the second material situation 180b be supported while the support elements 186a the first material situation 180a the radially outer end portions of the second channel limiting tabs 198b the second material situation 180b cover.

Ferner liegen die zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b der zweiten Materiallage 180b flächig an den ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a der dritten Materiallage 180c an, wobei die seitlichen Ränder 199 der Kanalbegrenzungslaschen 198a, 198b im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die radial inneren Ränder der ersten Kanalbegrenzungslaschen 198a der dritten Materiallage 180c von den Trägerelementen 186b der zweiten Materiallage 180b überdeckt werden, während die Trägerelemente 186a der dritten Materiallage 180c die radial äußeren Endbereiche der zweiten Kanalbegrenzungslaschen 198b der zweiten Materiallage 180b nach unten abstützen.Furthermore, the second channel boundary tabs are located 198b the second material situation 180b flat at the first channel boundary straps 198a the third material situation 180c on, with the lateral edges 199 the channel boundary tabs 198a . 198b are substantially parallel to each other and the radially inner edges of the first channel boundary tabs 198a the third material situation 180c from the carrier elements 186b the second material situation 180b be covered while the support elements 186a the third material situation 180c the radially outer end portions of the second channel limiting tabs 198b the second material situation 180b support downwards.

Da der Ringinnendurchmesser d1 der Trägerelemente 186a der ersten Materiallage 180a und der dritten Materiallage 180c größer ist als der Ringaußendurchmesser D2 der Trägerelemente 186b der zweiten Materiallage 180b, sind die Trägerelemente 186a, 186b längs der Stapelrichtung 104 aufeinanderfolgender Materiallagen 180 jeweils in der Radialrichtung eines Distanzhalterelements 160 gegeneinander versetzt, so dass zwischen den Trägerelementen 186a, 186b aufeinanderfolgender Materiallagen 180 jeweils ein Zwischenraum 210 entsteht, durch jeweils ein innerer Gasdurchtrittskanalabschnitt 200a der ersten Materiallage 180a oder der dritten Materiallage 180c mit jeweils einem äußeren Gasdurchtrittskanalabschnitt 200b der zweiten Materiallage 180b verbunden ist, so dass aus jeweils zwei inneren Gasdurchtrittskanalabschnitten 200a und einem zugeordneten äußeren Gasdurchtrittskanalabschnitt 200b sowie dem zugehörigen Zwischenraum 210 zwischen den Trägerelementen 186a, 186b jeweils ein Gasdurchtrittskanal 212 gebildet wird, der – in einem vertikalen Querschnitt (siehe 7) durch das Distanzhalterelement 160 gesehen – treppenförmig ausgebildet ist und über die jeweils zugeordneten inneren Gasdurchtrittskanalabschnitte 200a in den Ringinnenraum 202 des Distanzhalterelements 160 und über den jeweils zugeordneten äußeren Gasdurchtrittskanalabschnitt 200b an der Außenseite des Distanzhalterelements 160 mündet, so dass ein Gas durch den Gasdurchtrittskanal 212 von dem den Ringinnenraum 202 des Distanzhalterelements 160 durchsetzenden Brenngaskanal 148 in den das Distanzhalterelement 160 ringförmig umgebenden Brenngasraum 136 strömen kann (siehe 9).Since the ring inner diameter d 1 of the support elements 186a the first material situation 180a and the third material situation 180c larger than the outer ring diameter D 2 of the support elements 186b the second material situation 180b , are the carrier elements 186a . 186b along the stacking direction 104 successive material layers 180 each in the radial direction of a spacer element 160 offset from each other, so that between the support elements 186a . 186b successive material layers 180 one space each 210 arises, in each case by an inner gas passageway section 200a the first material situation 180a or the third material layer 180c each with an outer gas passageway section 200b the second material situation 180b is connected, so that in each case two inner gas passage channel sections 200a and an associated outer gas passageway section 200b and the associated gap 210 between the carrier elements 186a . 186b each a gas passageway 212 is formed, which - in a vertical cross-section (see 7 ) through the spacer element 160 seen - is formed step-shaped and via the respectively associated inner gas passage channel sections 200a in the ring interior 202 the spacer element 160 and via the respective associated outer gas passageway section 200b on the outside of the spacer element 160 opens, allowing a gas through the gas passageway 212 from the ring interior 202 the spacer element 160 passing through the fuel gas channel 148 in the spacer element 160 annular surrounding fuel gas space 136 can flow (see 9 ).

Die in der Stapelrichtung 104 aufeinandergestapelten Trägerelemente 186a, 186b und Kanalbegrenzungselemente 196a, 196b bilden somit eine ringförmige Abstützwand 220 des jeweiligen Distanzhalterelements 160, welche durch mehrere Gasdurchtrittskanäle 212 von ihrer Innenseite zu ihrer Außenseite durchsetzt wird.The in the stacking direction 104 stacked support elements 186a . 186b and channel boundary elements 196a . 196b thus form an annular support wall 220 of the respective spacer element 160 passing through several gas passageways 212 from its inside to its outside is interspersed.

Ferner werden die drei Materiallagen 180a, 180b und 180c so aufeinandergestapelt, dass sich an den Verbindungsbereichen 214a, 214b und 214c die in 8 im Querschnitt gezeigte treppenartige Struktur ergibt.Furthermore, the three material layers 180a . 180b and 180c stacked together so that at the connecting areas 214a . 214b and 214c in the 8th in cross-section shown staircase-like structure.

Anschließend werden die Materiallagen 180a, 180b und 180c an den Verbindungsbereichen 214a, 214b und 214c mittels der Schweißnähte 218 miteinander verschweißt.Subsequently, the material layers 180a . 180b and 180c at the connection areas 214a . 214b and 214c by means of the welds 218 welded together.

Die durch die Verschweißung gebildete Distanzhalteranordnung 161 ist als Einheit handhabbar.The spacer assembly formed by the weld 161 is manageable as a unit.

Wie am besten aus 4 zu ersehen ist, wird die aus den Materiallagen 180a, 180b, 180c gebildete Distanzhalteranordnung 161 so von unten in das Gehäuseoberteil 110 eingelegt, dass die Distanzhalteranordnung 161 mit der Außenkontur des Halterahmens 185 an der Innenseite des Randflansches 118 des Gehäuseoberteils 110 anliegt, so dass die Distanzhalteranordnung 161 gegen eine Verschiebung relativ zu dem Gehäuseoberteil 110 in quer zur Stapelrichtung 104 verlaufenden Richtungen gesichert ist.How best 4 can be seen, which is from the material layers 180a . 180b . 180c formed spacer assembly 161 so from below into the upper housing part 110 inserted that the spacer assembly 161 with the outer contour of the holding frame 185 on the inside of the edge flange 118 of the upper housing part 110 abuts, so that the spacer assembly 161 against displacement relative to the housing top 110 in transverse to the stacking direction 104 extending directions is secured.

Wie aus 4 zu ersehen ist, ist die Distanzhalteranordnung 161 so an dem Gehäuseoberteil 110 angeordnet, dass die kreisförmigen Innenseiten 194 der Trägerelemente 186b der zweiten Materiallage 180b im wesentlichen mit den Brenngasdurchgangsöffnungen 144, 146 bzw. mit den Abgasdurchgangsöffnungen 150, 152 in dem Gehäuseunterteil 108 bzw. in dem Gehäuseoberteil 110 fluchten.How out 4 can be seen, is the spacer assembly 161 so on the upper housing part 110 arranged that the circular insides 194 the support elements 186b the second material situation 180b essentially with the fuel gas passage openings 144 . 146 or with the exhaust gas passage openings 150 . 152 in the housing lower part 108 or in the upper housing part 110 aligned.

Die an den Abgaskanälen 154 angeordneten Distanzhalterelemente 160 sind genauso wie die an den Brenngaskanälen 148 angeordneten Distanzhalterelemente 160 ausgebildet, werden jedoch von dem Gas in umgekehrter Richtung durchströmt, das heißt das Brenngas aus den die Distanzhalterelemente 160 ringförmig umgebenden Brenngasräumen 136 strömt durch die Gasdurchtrittskanäle 212 in die Abgaskanäle 154, welche die Ringinnenräume 202 der Distanzhalterelemente 160 an den Abgaskanälen 154 durchsetzen.The at the exhaust ducts 154 arranged spacer elements 160 are the same as those at the fuel gas channels 148 arranged spacer elements 160 formed, however, are flowed through by the gas in the reverse direction, that is, the fuel gas from the spacer elements 160 annularly surrounding fuel gas spaces 136 flows through the gas passageways 212 in the exhaust ducts 154 which the ring interiors 202 the spacer elements 160 at the exhaust ducts 154 push through.

Wie am besten aus den 9 bis 11 zu ersehen ist, liegt jede Distanzhalteranordnung 161 im fertig montierten Zustand der jeweiligen Brennstoffzelleneinheit 102 mit der Unterseite 208c der dritten Materiallage 180c flächig an der Oberseite des Gehäuseunterteils 108 und mit der Oberseite 206a der ersten Materiallage 180a flächig an der Unterseite des Gehäuseoberteils 110 der Brennstoffzelleneinheit 102 an.How best of the 9 to 11 can be seen, is any spacer assembly 161 in the assembled state of the respective fuel cell unit 102 with the bottom 208c the third material situation 180c flat at the top of the housing base 108 and with the top 206a the first material situation 180a flat at the bottom of the housing top 110 the fuel cell unit 102 at.

Durch das flächige Anliegen der Distanzhalteranordnung 161 an den benachbarten Gehäuseteilen 108, 110 der Brennstoffzelleneinheit 102 wird eine möglichst homogene Dichtpressungsverteilung an der Distanzhalteranordnung 161 im eingebauten Zustand erzielt.Due to the flat concerns of the spacer assembly 161 on the adjacent housing parts 108 . 110 the fuel cell unit 102 is a very homogeneous density distribution on the spacer assembly 161 achieved in the installed state.

Die Gasdurchtrittskanäle 212, die in den Distanzhalterelementen 160 der Distanzhalteranordnung 161 ausgebildet sind, ermöglichen einen Gasaustausch zwischen der Ringinnenseite und der Ringaußenseite der Distanzhalterelemente 160 mit einem nur geringen Strömungswiderstand.The gas passageways 212 in the spacer elements 160 the spacer assembly 161 are formed, allow gas exchange between the ring inner side and the ring outer side of the spacer elements 160 with only a small flow resistance.

Durch die Wahl der Dicke des Ausgangsmaterials, aus dem die Materiallagen 180a, 180b und 180c der Distanzhalteranordnung 161 ausgestanzt oder ausgeschnitten werden, kann die Gesamthöhe der fertigen Distanzhalteranordnung 161 auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden.By choosing the thickness of the starting material from which the material layers 180a . 180b and 180c the spacer assembly 161 punched or cut, the total height of the finished spacer assembly 161 be set to any desired value.

Ferner ist es auch möglich, die Anzahl der Materiallagen 180, aus denen die Distanzhalteranordnung 161 gebildet wird, zu verringern oder zu erhöhen, um so eine niedrigere oder eine höhere Einbaudicke der Distanzhalteranordnung 161 zu erzielen.Furthermore, it is also possible, the number of material layers 180 making up the spacer assembly 161 is formed to reduce or increase, so a lower or higher installation thickness of the spacer assembly 161 to achieve.

Außerdem könnten auch mehrere Materiallagen 180, die nicht fest miteinander verbunden sind, übereinandergestapelt werden, um die Distanz zwischen den Gehäuseteilen 108, 110 der Brennstoffzelleneinheit 102 zu überbrücken.In addition, several material layers could 180 , which are not firmly connected to each other, are stacked on top of each other to the distance between the housing parts 108 . 110 the fuel cell unit 102 to bridge.

Die Distanzhalteranordnung 161 kann mit dem angrenzenden Gehäuseoberteil 110 und/oder mit dem angrenzenden Gehäuseunterteil 108, insbesondere durch Verschweißung, fest verbunden sein.The spacer assembly 161 can with the adjacent housing top 110 and / or with the adjacent lower housing part 108 , in particular by welding, be firmly connected.

Eine solche feste Verbindung der Distanzhalteranordnung 161 mit den angrenzenden Gehäuseteilen 108, 110 ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da die Distanzhalteranordnung 161 bereits durch die Gestalt des Halterahmens 185 gegen Bewegungen quer zur Stapelrichtung 104 und durch die Festlegung des Gehäuseunterteils 108 an dem Gehäuseoberteil 110 gegen Bewegungen längs der Stapelrichtung 104 relativ zu den Gehäuseteilen 108, 110 gesichert ist.Such a solid connection of the distance teranordnung 161 with the adjacent housing parts 108 . 110 However, it is not mandatory because the spacer assembly 161 already by the shape of the holding frame 185 against movements across the stacking direction 104 and by fixing the lower housing part 108 on the upper housing part 110 against movements along the stacking direction 104 relative to the housing parts 108 . 110 is secured.

Bei der Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit 102 wird die fertige Distanzhalteranordnung 161 zwischen das Gehäuseunterteil 108 und das Gehäuseoberteil 110 der Brennstoffzelleneinheit 102 eingelegt und gegebenenfalls durch Verschweißung mit dem Gehäuseunterteil 108 und/oder mit dem Gehäuseoberteil 110 verbunden.In the manufacture of a fuel cell unit 102 becomes the finished spacer assembly 161 between the lower housing part 108 and the upper housing part 110 the fuel cell unit 102 inserted and optionally by welding to the lower housing part 108 and / or with the upper housing part 110 connected.

Anschließend werden das Gehäuseoberteil 110 und das Gehäuseunterteil 108 längs der Schweißnähte 120 miteinander verschweißt.Subsequently, the upper housing part 110 and the lower housing part 108 along the welds 120 welded together.

Anschließend wird die keramische Dichtungsmasse zur Bildung der Isolationselemente 164 auf die Oberseite des Gehäuseoberteils 110 und/oder auf die Unterseite des Gehäuseunterteils 108 aufgetragen, und die Gehäuse 106 der Brennstoffzelleneinheiten 102 des Brennstoffzellenstapels 100 mit den jeweils dazwischen angeordneten Isolationselementen 164 werden aufeinandergestapelt, worauf der Brennstoffzellenstapel 100 bei einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 70°C bis ungefähr 80°C getrocknet wird.Subsequently, the ceramic sealant to form the insulation elements 164 on the top of the housing top 110 and / or on the underside of the housing base 108 applied, and the housing 106 the fuel cell units 102 of the fuel cell stack 100 with the respectively arranged therebetween insulation elements 164 are stacked on top of each other, whereupon the fuel cell stack 100 is dried at a temperature of, for example, about 70 ° C to about 80 ° C.

Eine Aushärtung der Isolationselemente 164 aus der keramischen Dichtmasse erfolgt beim ersten Aufheizen des Brennstoffzellenstapels 100 auf dessen Betriebstemperatur.A curing of the insulation elements 164 from the ceramic sealant takes place during the first heating of the fuel cell stack 100 at its operating temperature.

Um den Anpressdruck, mit dem die Distanzhalteranordnungen 161 und die Isolationselemente 164 gegen die Gehäuseteile 108, 110 gepresst werden, auf einen gewünschten Wert einstellen zu können, kann der Brennstoffzellenstapel 100 mit einer (nicht dargestellten) Spanneinrichtung versehen sein, wie sie beispielsweise in der EP 1 278 258 A2 beschrieben und dargestellt ist.To the contact pressure with which the spacer arrangements 161 and the insulation elements 164 against the housing parts 108 . 110 can be pressed to set to a desired value, the fuel cell stack 100 be provided with a (not shown) clamping device, as shown for example in the EP 1 278 258 A2 described and illustrated.

Dabei wird ein Zusammendrücken der Gehäuse 106 der Brennstoffzelleneinheiten 102 unter dem Anpressdruck, mit welchem die Gehäuse 106 beaufschlagt werden, durch die das Gehäuseunterteil 108 und das Gehäuseoberteil 110 des Gehäuses 106 jeder Brennstoffzelleneinheit 102 voneinander auf Abstand haltenden Distanzhalteranordnungen 161 verhindert.This is a compression of the housing 106 the fuel cell units 102 under the contact pressure with which the housing 106 be acted upon by the housing lower part 108 and the upper housing part 110 of the housing 106 each fuel cell unit 102 spaced-apart spacer assemblies 161 prevented.

Eine in den 15 und 16 dargestellte alternative Ausführungsform einer Distanzhalteranordnung 161 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform einer Distanzhalteranordnung 161 lediglich dadurch, dass die Distanzhalteranordnung 161 der zweiten Ausführungsform nicht einteilig, sonder zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil 161a der Distanzhalteranordnung 161 die Distanzhalterelemente 160 im Bereich der Brenngaskanäle 148 umfasst, welche durch die Halteleisten 184 der Materiallagen 180a, 180b und 180c miteinander verbunden sind, während der zweite Teil 161b der Distanzhalteranordnung 161 die Distanzhalterelemente 160 im Bereich der Abgaskanäle 154 umfasst, welche ebenfalls untereinander durch die Halteleisten 184 der Materiallagen 180a, 180b und 180c verbunden sind.One in the 15 and 16 illustrated alternative embodiment of a spacer assembly 161 differs from the above-described first embodiment of a spacer assembly 161 only in that the spacer assembly 161 the second embodiment is not formed in one piece, but two parts, wherein a first part 161a the spacer assembly 161 the spacer elements 160 in the field of fuel gas channels 148 includes, which by the retaining strips 184 the material layers 180a . 180b and 180c connected together, while the second part 161b the spacer assembly 161 the spacer elements 160 in the field of exhaust ducts 154 includes, which also with each other by the retaining strips 184 the material layers 180a . 180b and 180c are connected.

Bei dieser Ausführungsform einer Distanzhalteranordnung 161 fehlen jedoch die zusätzlichen Abschnitte der Halteleisten, welche die Halteleisten 184 des ersten Teils 161a und des zweiten Teils 161b der Distanzhalteranordnung 161 zu einem ringförmig geschlossenen Halterahmen 185 verbinden würden.In this embodiment of a spacer assembly 161 However, missing the additional sections of the retaining strips, which are the retaining strips 184 of the first part 161a and the second part 161b the spacer assembly 161 to a ring-shaped closed holding frame 185 would connect.

Die erste Materiallage 180a der beiden Teile 161a, 161b der Distanzhalteranordnung 161 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in 15 dargestellt; die zweite Materiallage 180b der Teile 161a, 161b dieser Distanzhalteranordnung 161 ist in 16 dargestellt.The first material situation 180a the two parts 161a . 161b the spacer assembly 161 according to the second embodiment is in 15 shown; the second material situation 180b Of the parts 161a . 161b this spacer assembly 161 is in 16 shown.

Die Ausgestaltung der Materiallagen 180a, 180b, 180c der Distanzhalteranordnung 161 gemäß der zweiten Ausführungsform ermöglicht eine besonders gute Ausnutzung des Ausgangsmaterials der Materiallagen, da der Abstand der Halteleisten 184 der beiden Teile jeder Materiallage 180a, 180b und 180c im Ausgangsmaterial deutlich geringer gewählt werden kann als im späteren Einbauzustand, so dass die beiden Teile jeder Materiallage 180a, 180b bzw. 180c im Ausgangsmaterial miteinander verschachtelt werden können, um das Ausgangsmaterial möglichst gut auszunutzen und einen möglichst geringen Verschnitt zu erhalten.The design of the material layers 180a . 180b . 180c the spacer assembly 161 According to the second embodiment allows a particularly good utilization of the starting material of the material layers, since the distance of the retaining strips 184 the two parts of each material layer 180a . 180b and 180c can be chosen significantly lower in the starting material than in the subsequent installation state, so that the two parts of each material layer 180a . 180b respectively. 180c can be nested in the starting material in order to make the best possible use of the starting material and to obtain the lowest possible amount of waste.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform eines Brennstoffzellenstapels 100, dessen Brennstoffzelleneinheiten 102 die zweiteiligen Distanzhalteranordnungen 161 enthalten, hinsichtlich Aufbau, Herstellungsweise und Funktion mit der in den 1 bis 14 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise, the second embodiment of a fuel cell stack is correct 100 , its fuel cell units 102 the two-piece spacer assemblies 161 contain, in terms of structure, method of manufacture and function with in the 1 to 14 illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.

Claims (29)

Distanzhalteranordnung für einen Brennstoffzellenstapel (100), die im montierten Zustand des Brennstoffzellenstapels (100) an einem ersten Bauteil (108) einer Brennstoffzelleneinheit (102) des Brennstoffzellenstapels (100) und an einem zweiten Bauteil (110) einer Brennstoffzelleneinheit (102) des Brennstoffzellenstapels (100) anliegt und das erste Bauteil (108) und das zweite Bauteil (110) auf Abstand voneinander hält, wobei die Distanzhalteranordnung (161) mindestens ein Distanzhalterelement aufweist, das eine Abstützwand (220) mit einer Innenseite und einer Außenseite und mindestens einen die Abstützwand (220) von der Innenseite zu der Außenseite durchsetzenden Gasdurchtrittskanal (212) umfasst, wobei die Distanzhalteranordnung (161) mindestens zwei Materiallagen (180) umfasst, die längs einer Stapelrichtung (104) aufeinandergestapelt sind, wobei das erste Bauteil (108) eine erste Gasdurchgangsöffnung (150) und das zweite Bauteil (110) eine zweite Gasdurchgangsöffnung (152) aufweist und wobei das mindestens eine Distanzhalterelement (160) einen von einem Gas durchströmbaren Innenraum (202) aufweist, der die erste Gasdurchgangsöffnung (150) und die zweite Gasdurchgangsöffnung (152) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Materiallagen (180) der Distanzhalteranordnung (161) separat von anderen Materiallagen (180) der Distanzhalteranordnung (161) hergestellt und mit mindestens einer angrenzenden Materiallage (180) der Distanzhalteranordnung (161) fest verbunden ist.Spacer arrangement for a fuel cell stack ( 100 ), which in the assembled state of the fuel cell stack ( 100 ) on a first component ( 108 ) a fuel cell unit ( 102 ) of the fuel cell stack ( 100 ) and on a second component ( 110 ) a fuel cell unit ( 102 ) of Fuel cell stack ( 100 ) and the first component ( 108 ) and the second component ( 110 ) at a distance from each other, wherein the spacer assembly ( 161 ) has at least one spacer element which has a support wall ( 220 ) with an inside and an outside and at least one the support wall ( 220 ) from the inside to the outside passing through the gas passageway ( 212 ), wherein the spacer assembly ( 161 ) at least two material layers ( 180 ), which along a stacking direction ( 104 ) are stacked on each other, wherein the first component ( 108 ) a first gas passage opening ( 150 ) and the second component ( 110 ) a second gas passage opening ( 152 ) and wherein the at least one spacer element ( 160 ) an interior permeable by a gas ( 202 ) having the first gas passage opening ( 150 ) and the second gas passage opening ( 152 ), characterized in that at least one of the material layers ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) separately from other material layers ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) and with at least one adjoining material layer ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) is firmly connected. Distanzhalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Materiallagen (180) der Distanzhalteranordnung (161) separat von den anderen Materiallagen (180) der Distanzhalteranordnung (161) hergestellt und mit mindestens einer angrenzenden Materiallage (180) der Distanzhalteranordnung (161) fest verbunden ist.Spacer arrangement according to claim 1, characterized in that each of the material layers ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) separately from the other material layers ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) and with at least one adjoining material layer ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) is firmly connected. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Materiallagen (180) der Distanzhalteranordnung (161) im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung (161) im wesentlichen eben ist.Spacer arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one of the material layers ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) in the assembled state of the spacer assembly ( 161 ) is substantially flat. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Materiallagen (180) der Distanzhalteranordnung (161) im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung (161) keine Biegelinien aufweist.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the material layers ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) in the assembled state of the spacer assembly ( 161 ) has no bending lines. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallagen (180) der Distanzhalteranordnung (161) aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem Stahlmaterial, gebildet sind.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the material layers ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) are formed of a metallic material, preferably of a steel material. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Materiallage (180) der Distanzhalteranordnung (161) mit einer angrenzenden Materiallage (180) der Distanzhalteranordnung (161) verschweißt ist.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one material layer ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) with an adjacent material layer ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) is welded. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Materiallage (180) der Distanzhalteranordnung (161) an einem Verbindungsbereich (214a) mit einer angrenzenden zweiten Materiallage (180b) der Distanzhalteranordnung (161) fest verbunden ist und dass die zweite Materiallage (180b) an dem Verbindungsbereich (214b) seitlich über die erste Materiallage (180a) übersteht.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one first material layer ( 180 ) of the spacer assembly ( 161 ) at a connection area ( 214a ) with an adjacent second material layer ( 180b ) of the spacer assembly ( 161 ) and that the second material layer ( 180b ) at the connection area ( 214b ) laterally over the first material layer ( 180a ) survives. Distanzhalteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dritte Materiallage (180c) der Distanzhalteranordnung (161) an einem Verbindungsbereich (214c) mit der angrenzenden zweiten Materiallage (180b) der Distanzhalteranordnung (161) fest verbunden ist und dass die dritte Materiallage (180c) an dem Verbindungsbereich (214c) seitlich über die zweite Materiallage (180b) übersteht.Spacer arrangement according to claim 7, characterized in that at least one third material layer ( 180c ) of the spacer assembly ( 161 ) at a connection area ( 214c ) with the adjacent second material layer ( 180b ) of the spacer assembly ( 161 ) and that the third material layer ( 180c ) at the connection area ( 214c ) laterally over the second material layer ( 180b ) survives. Distanzhalteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (214a, 214b), an denen die erste Materiallage (180a) und die zweite Materiallage (180b) fest miteinander verbunden sind, und die Verbindungsbereiche (214b, 214c), an denen die zweite Materiallage (180b) und die dritte Materiallage (180c) fest miteinander verbunden sind, einander benachbart angeordnet sind.Spacer arrangement according to claim 8, characterized in that the connecting regions ( 214a . 214b ), where the first material layer ( 180a ) and the second material layer ( 180b ) are firmly connected to each other, and the connection areas ( 214b . 214c ), on which the second material layer ( 180b ) and the third material layer ( 180c ) are fixedly connected to each other, are arranged adjacent to each other. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalteranordnung (161) mehrere Distanzhalterelemente (160) umfasst, wobei die Distanzhalterelemente (160) im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung (161) im Bereich unterschiedlicher Gaskanäle (148, 154) des Brennstoffzellenstapels (100) angeordnet sind.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the spacer arrangement ( 161 ) a plurality of spacer elements ( 160 ), wherein the spacer elements ( 160 ) in the assembled state of the spacer assembly ( 161 ) in the range of different gas channels ( 148 . 154 ) of the fuel cell stack ( 100 ) are arranged. Distanzhalteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Distanzhalterelemente (160) durch mindestens eine Halteleiste (184) miteinander verbunden sind.Spacer arrangement according to claim 10, characterized in that at least two of the spacer elements ( 160 ) by at least one retaining strip ( 184 ) are interconnected. Distanzhalteranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle Distanzhalterelemente (160) der Distanzhalteranordnung (161) durch mindestens eine Halteleiste (184) miteinander verbunden sind.Spacer arrangement according to claim 11, characterized in that all spacer elements ( 160 ) of the spacer assembly ( 161 ) by at least one retaining strip ( 184 ) are interconnected. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteleiste (184) ringförmig geschlossen ausgebildet ist.Spacer arrangement according to one of claims 11 or 12, characterized in that the retaining strip ( 184 ) is formed annularly closed. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Materiallage (180) mindestens ein Trägerelement (186a, 186b), das sich in einer Umfangsrichtung eines Distanzhalterelements (160) erstreckt, und mindestens zwei von dem Trägerelement (186a, 186b) quer zu der Umfangsrichtung des Distanzhalterelements (160) abstehende Kanalbegrenzungselemente (198a, 198b) umfasst, welche seitliche Begrenzungen eines Abschnitts (200a, 200b) eines Gasdurchtrittskanals (212) des Distanzhalterelements (160) bilden.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in that min at least one material layer ( 180 ) at least one carrier element ( 186a . 186b ) extending in a circumferential direction of a spacer element ( 160 ), and at least two of the carrier element ( 186a . 186b ) transversely to the circumferential direction of the spacer element ( 160 ) projecting channel boundary elements ( 198a . 198b ), which lateral boundaries of a section ( 200a . 200b ) of a gas passageway ( 212 ) of the spacer element ( 160 ) form. Distanzhalteranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (186a, 186b) ringförmig geschlossen ausgebildet ist.Spacer arrangement according to claim 14, characterized in that the carrier element ( 186a . 186b ) is formed annularly closed. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (186a, 186b) im wesentlichen kreisringförmig oder kreisringabschnittsförmig ausgebildet ist und die Kanalbegrenzungselemente (196) in im wesentlichen radialen Richtungen von dem Trägerelement (186a, 186b) abstehen.Spacer arrangement according to one of claims 14 or 15, characterized in that the carrier element ( 186a . 186b ) is formed substantially annular or annular section and the channel limiting elements ( 196 ) in substantially radial directions of the carrier element ( 186a . 186b ) stand out. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Trägerelement (186a, 186b) abstehende Kanalbegrenzungselemente (196) längs der Umfangsrichtung des Distanzhalterelements (160) im wesentlichen äquidistant zueinander angeordnet sind.Spacer arrangement according to one of claims 14 to 16, characterized in that of the carrier element ( 186a . 186b ) projecting channel boundary elements ( 196 ) along the circumferential direction of the spacer element ( 160 ) are arranged substantially equidistant from each other. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (186) eine einer Mittelachse (188) des Distanzhalterelements (160) zugewandte Innenseite (194) und eine der Mittelachse (188) des Distanzhalterelements (160) abgewandte Außenseite (189) aufweist und dass alle Kanalbegrenzungselemente (196), die von dem Trägerelement (186a, 186b) abstehen, entweder alle von der Innenseite (194) oder alle von der Außenseite (189) des Trägerelements (186a, 186b) abstehen.Spacer arrangement according to one of claims 14 to 17, characterized in that the carrier element ( 186 ) one of a central axis ( 188 ) of the spacer element ( 160 ) facing inside ( 194 ) and one of the central axis ( 188 ) of the spacer element ( 160 ) facing away from outside ( 189 ) and that all channel boundary elements ( 196 ), of the support element ( 186a . 186b ), either all from the inside ( 194 ) or all from the outside ( 189 ) of the carrier element ( 186a . 186b ) stand out. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalteranordnung (161) mindestens eine erste Materiallage (180a) mit mindestens einem ersten Trägerelement (186a) und mindestens zwei von dem ersten Trägerelement (186a) abstehenden ersten Kanalbegrenzungselementen (198a), die seitliche Begrenzungen eines ersten Gasdurchtrittskanalabschnitts (200a) bilden, und mindestens eine zweite Materiallage (180b) mit mindestens einem zweiten Trägerelement (186b) und mindestens zwei von dem zweiten Trägerelement (186b) abstehenden zweiten Kanalbegrenzungselementen (198b), die seitliche Begrenzungen eines zweiten Gasdurchtrittskanalabschnitts (200b) bilden, umfasst, wobei das erste Trägerelement (186a) und das zweite Trägerelement (186b) im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung (161) so gegeneinander versetzt sind, dass zwischen dem ersten Trägerelement (186a) und dem zweiten Trägerelement (186b) ein Zwischenraum (210) verbleibt, welcher den ersten Gasdurchtrittskanalabschnitt (200a) und den zweiten Gasdurchtrittskanalabschnitt (200b) miteinander verbindet.Spacer arrangement according to one of claims 14 to 18, characterized in that the spacer arrangement ( 161 ) at least one first material layer ( 180a ) with at least one first carrier element ( 186a ) and at least two of the first carrier element ( 186a ) projecting first channel boundary elements ( 198a ), the lateral boundaries of a first gas passageway section ( 200a ), and at least one second material layer ( 180b ) with at least one second carrier element ( 186b ) and at least two of the second carrier element ( 186b ) protruding second channel boundary elements ( 198b ), the lateral boundaries of a second gas passageway section ( 200b ), wherein the first carrier element ( 186a ) and the second carrier element ( 186b ) in the assembled state of the spacer assembly ( 161 ) are offset from each other so that between the first support element ( 186a ) and the second carrier element ( 186b ) a gap ( 210 ) remains, which the first gas passageway section ( 200a ) and the second gas passageway section (FIG. 200b ) connects to each other. Distanzhalteranordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gasdurchtrittskanalabschnitt (200a), der zweite Gasdurchtrittskanalabschnitt (200b) und der Zwischenraum (210) zusammen einen die Innenseite der Abstützwand (220) des Distanzhalterelements (160) mit der Außenseite der Abstützwand (220) des Distanzhalterelements (160) verbindenden Gasdurchtrittskanal (212) bilden.Spacer arrangement according to claim 19, characterized in that the first gas passageway section ( 200a ), the second gas passageway section (FIG. 200b ) and the gap ( 210 ) together the inside of the support wall ( 220 ) of the spacer element ( 160 ) with the outside of the support wall ( 220 ) of the spacer element ( 160 ) connecting gas passageway ( 212 ) form. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerelement (186a) und das zweite Trägerelement (186b) jeweils eine der Mittelachse (188a, 188b) des Distanzhalterelements (160) zugewandte Innenseite (194) und eine der Mittelachse (188a, 188b) des Distanzhalterelements (160) abgewandte Außenseite (189) aufweisen und dass die ersten Kanalbegrenzungselemente (198a) von der Innenseite (194) des ersten Trägerelements (186a) und die zweiten Kanalbegrenzungselemente (198b) von der Außenseite des zweiten Trägerelements (186b) abstehen oder dass die ersten Kanalbegrenzungselemente (198a) von der Außenseite (189) des ersten Trägerelements (186a) und die zweiten Kanalbegrenzungselemente (198b) von der Innenseite (194) des zweiten Trägerelements (186b) abstehen.Spacer arrangement according to one of claims 19 or 20, characterized in that the first carrier element ( 186a ) and the second carrier element ( 186b ) each one of the central axis ( 188a . 188b ) of the spacer element ( 160 ) facing inside ( 194 ) and one of the central axis ( 188a . 188b ) of the spacer element ( 160 ) facing away from outside ( 189 ) and that the first channel limiting elements ( 198a ) from the inside ( 194 ) of the first carrier element ( 186a ) and the second channel limiting elements ( 198b ) from the outside of the second carrier element ( 186b ) or that the first channel boundary elements ( 198a ) from the outside ( 189 ) of the first carrier element ( 186a ) and the second channel limiting elements ( 198b ) from the inside ( 194 ) of the second carrier element ( 186b ) stand out. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Materiallage (180a) und mindestens eine zweite Materiallage (180b) im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung (161) flächig aneinander anliegen.Spacer arrangement according to one of claims 14 to 21, characterized in that at least one first material layer ( 180a ) and at least one second material layer ( 180b ) in the assembled state of the spacer assembly ( 161 ) lie flat against each other. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kanalbegrenzungselement (198a) einer ersten Materiallage (180a) und mindestens ein Kanalbegrenzungselement (198b) einer zweiten Materiallage (180b) im montierten Zustand der Distanzhalteranordnung (161), vorzugsweise im wesentlichen kongruent, flächig aneinander anliegen.Spacer arrangement according to one of claims 14 to 22, characterized in that at least one channel limiting element ( 198a ) of a first material layer ( 180a ) and at least one channel limiting element ( 198b ) a second material layer ( 180b ) in the assembled state of the spacer assembly ( 161 ), preferably substantially congruent, lie flat against one another. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalteranordnung (161) als ein von dem ersten Bauteil (108) und dem zweiten Bauteil (110) separates Teil ausgebildet ist.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 23, characterized in that the spacer arrangement ( 161 ) as one of the first component ( 108 ) and the second component ( 110 ) is formed separate part. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalteranordnung (161) im montierten Zustand mit einer ersten Anlagefläche (208a) flächig an dem ersten Bauteil (108) und mit einer zweiten Anlagefläche (208d) flächig an dem zweiten Bauteil (110) anliegt.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 24, characterized in that the spacer arrangement ( 161 ) in the assembled state with a first contact surface ( 208a ) flat on the first component ( 108 ) and with a second contact surface ( 208d ) flat on the second component ( 110 ) is present. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (108) als eine erste Gehäusewand (108) einer Brennstoffzelleneinheit (102) und das zweite Bauteil (110) als eine zweite Gehäusewand (110) einer Brennstoffzelleneinheit (102) ausgebildet ist.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 25, characterized in that the first component ( 108 ) as a first housing wall ( 108 ) a fuel cell unit ( 102 ) and the second component ( 110 ) as a second housing wall ( 110 ) a fuel cell unit ( 102 ) is trained. Distanzhalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalteranordnung (161) im wesentlichen vollständig aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus Stahlblech, gebildet ist.Spacer arrangement according to one of claims 1 to 26, characterized in that the spacer arrangement ( 161 ) is formed substantially entirely of a metallic material, preferably of sheet steel. Brennstoffzelleneinheit, umfassend ein Gehäuse (106) mit einer ersten Gehäusewand (108) und einer zweiten Gehäusewand (110) und mindestens eine Distanzhalteranordnung (161) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, die an der ersten Gehäusewand (108) und an der zweiten Gehäusewand (110) anliegt und die erste Gehäusewand (108) und die zweite Gehäusewand (110) auf Abstand voneinander hält.Fuel cell unit comprising a housing ( 106 ) with a first housing wall ( 108 ) and a second housing wall ( 110 ) and at least one spacer assembly ( 161 ) according to one of claims 1 to 27, which on the first housing wall ( 108 ) and on the second housing wall ( 110 ) and the first housing wall ( 108 ) and the second housing wall ( 110 ) keeps at a distance from each other. Brennstoffzelleneinheit nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäusewand (108) eine erste Gasdurchgangsöffnung (150) aufweist und die zweite Gehäusewand (110) eine zweite Gasdurchgangsöffnung (152) aufweist und dass das mindestens eine Distanzhalterelement (160) der Distanzhalteranordnung (161) einen von einem Gas durchströmbaren Innenraum (202) aufweist, der die erste Gasdurchgangsöffnung (150) und die zweite Gasdurchgangsöffnung (152) miteinander verbindet.Fuel cell unit according to claim 28, characterized in that the first housing wall ( 108 ) a first gas passage opening ( 150 ) and the second housing wall ( 110 ) a second gas passage opening ( 152 ) and that the at least one spacer element ( 160 ) of the spacer assembly ( 161 ) an interior permeable by a gas ( 202 ) having the first gas passage opening ( 150 ) and the second gas passage opening ( 152 ) connects to each other.
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