DE102006059857A1 - Bipolar plate for fuel cell stack, has individual disk part with electric flow current whose upper side and lower side has inflow area and outflow area - Google Patents

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Abstract

The bipolar plate (1) has an individual disk part (2) with an electric flow current whose upper side and lower side has an inflow area (4) and outflow area (5). The electric flow fields (F1,F2) are formed by a positive structure (K1) and a negative structure (K2) of the channel structure (K), which are brought into the disk element and the electric flow field are contacted with electrodes, which are adjacent to diaphragm electrode unit. The sealing element is formed as another disk part of a flexibly ductile material, particularly as an elastomer sealing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte, insbesondere für eine Brennstoffzelle, insbesondere eine PEM-Brennstoffzelle (PEM = Polymerelektrolyt), eine Direktmethanol-Brennstoffzelle oder eine andere geeignete Brennstoffzelle.The The invention relates to a bipolar plate, in particular for a fuel cell, in particular a PEM fuel cell (PEM = polymer electrolyte), a Direct methanol fuel cell or other suitable fuel cell.

Die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie mittels Brennstoffzellen stellt eine effiziente und umweltfreundliche Methode zur Gewinnung von elektrischem Strom aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff dar. Dabei finden üblicherweise zwei räumlich getrennte Elektrodenreaktionen statt, bei denen Elektronen freigesetzt beziehungsweise gebunden werden. Die Reaktanden Sauerstoff und Wasserstoff können in Form verschiedener Fluide bereitgestellt werden, sie müssen nicht zwingend in reiner Form vorliegen. Die Verwendung von reinem, molekularem Sauerstoff und Wasserstoff ist beispielsweise ebenso möglich wie die Verwendung von Luftsauerstoff und Methan. Ein erstes Beispiel für zwei korrespondierende Elektrodenreaktionen in einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEMFC oder kurz PEM-Brennstoffzelle genannt) sind folgende Reaktionen: H2 => 2H+ + 2e- (Anodische Reaktion) 2H+ + 2e- + ½O2 => H2O (Kathodische Reaktion) The conversion of chemical into electrical energy by means of fuel cells is an efficient and environmentally friendly method for obtaining electricity from the elements hydrogen and oxygen. In this case, usually two spatially separated electrode reactions take place, in which electrons are released or bound. The reactants oxygen and hydrogen can be provided in the form of various fluids, they need not necessarily be in pure form. For example, the use of pure molecular oxygen and hydrogen is just as possible as the use of atmospheric oxygen and methane. A first example of two corresponding electrode reactions in a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC or PEM fuel cell for short) are the following reactions: H 2 => 2H + + 2e - (Anodic reaction) 2H + + 2e - + ½O 2 => H 2 O (cathodic reaction)

Die Art der Reaktion hängt von der Bauart der Brennstoffzelle und von den verwendeten Fluiden ab. Bei einer Festoxid-Brennstoffzelle (kurz SOFC genannt) können beispielsweise folgende Reaktionen beobachtet werden: H2 + O2 - => H2O + 2e- (Anodische Reaktion I) CO + O2 - => CO2 + 2e- (Anodische Reaktion II) O2 + 4e- => 2O2 - (Kathodische Reaktion) The type of reaction depends on the type of fuel cell and the fluids used. In the case of a solid oxide fuel cell (abbreviated to SOFC), for example, the following reactions can be observed: H 2 + O 2 - => H 2 O + 2e - (Anodic Reaction I) CO + O 2 - => CO 2 + 2e - (Anodic Reaction II) O 2 + 4e - => 2O 2 - (cathodic reaction)

Andere Brennstoffzellentypen weisen zum Teil andere Reaktionen auf. Allen Brennstoffzellen gemein sind einerseits der Transport einer Ionenart durch einen Elektrolyten und andererseits der parallel verlaufende Transport von Elektronen durch einen äußeren Leiter, um die Ionen nach dem Transportvorgang in einen elektrisch neutralen Zustand zurückzuversetzen.Other Fuel cell types sometimes have other reactions. all Fuel cells have in common the transport of an ion species through an electrolyte and on the other hand, the parallel transport of electrons through an outer conductor, around the ions after the transport process into an electrically neutral Restore condition.

Durch elektrische Verbindung der räumlich getrennten Reaktionszonen kann ein Teil der dabei umgesetzten Reaktionsenthalpie direkt als elektrischer Strom gewonnen werden. Üblicherweise werden mehrere elektrisch in Serie geschaltete Brennstoffzellen aufeinander gestapelt und ein solchermaßen gebildeter Stapel als Stromquelle verwendet.By electrical connection of the spatially separated Reaction zones may be part of the reaction enthalpy converted thereby be obtained directly as an electric current. Usually, several electrically connected in series fuel cells stacked on each other and in such a way formed stack used as a power source.

Eine einzelne Brennstoffzelle besteht dabei aus einer Elektrolyteinheit wie einer Membran sowie aus zwei mit Katalysatormaterial belegten Elektroden. Die Membran befindet sich trennend zwischen den Reaktanden, insbesondere Wasserstoff und Sauerstoff bei einer PEM-Brennstoffzelle bzw. Wasserstoff/Kohlenmonoxid und Sauerstoff bei einer Festoxid-Brennstoffzelle, bzw. ein Methanol/Wasser-Gemisch und Sauerstoff bei einer Direktmethanol-Brennstoffzelle, und weist eine Ionenleitfähigkeit auf, beispielsweise eine H+-Protonenleitfähigkeit bei einer DMFC- bzw. PEM-Brennstoffzelle oder eine O2-Leitfähigkeit bei einer Festoxid-Brennstoffzelle. Die Elektroden sind unter anderem zum Abgriff des von der Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Stroms erforderlich.A single fuel cell consists of an electrolyte unit such as a membrane and two electrodes coated with catalyst material. The membrane is located between the reactants, in particular hydrogen and oxygen in a PEM fuel cell or hydrogen / carbon monoxide and oxygen in a solid oxide fuel cell, or a methanol / water mixture and oxygen in a direct methanol fuel cell, and has a Ionic conductivity, for example an H + proton conductivity in a DMFC or PEM fuel cell or an O 2 conductivity in a solid oxide fuel cell. The electrodes are required inter alia for tapping the electric current generated by the fuel cell.

Die Fluide (auch Edukte, Reaktanden, Reaktionsmedien oder Arbeitsfluide genannt), beispielsweise Wasserstoff und Sauerstoff, und das Reaktionsprodukt Wasser strömen durch Fluidkanäle in die Bereiche der Reaktionszonen hinein und aus ihnen hinaus. Ein Kanalsystem von Fluidkanälen für ein bestimmtes Fluid wird allgemein auch als Flowfield oder Strömungsfeld bezeichnet.The Fluids (also educts, reactants, reaction media or working fluids called), for example, hydrogen and oxygen, and the reaction product Water is flowing through fluid channels into and out of the regions of the reaction zones. A channel system of fluid channels for a Certain fluid is also commonly called a flowfield or flow field designated.

Zur Erzielung eines optimalen Wirkungsgrades sind eine möglichst gleichmäßige Versorgung der aktiven Zellfläche mit den Edukten und eine möglichst gleichmäßige Entsorgung der aktiven Zellfläche von den Reaktionsprodukten wünschenswert.to Achieving optimal efficiency are one possible uniform supply of active cell area with the starting materials and one as possible even disposal the active cell surface desirable from the reaction products.

Neben der Erzielung eines besonders hohen Wirkungsgrads ist es heute ein vorrangiges Entwicklungsziel, eine Bipolarplatte mit möglichst niedrigen Kosten herzustellen.Next Achieving a particularly high efficiency, it is today primary development goal, a bipolar plate with as possible low cost.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Bipolarplatte mit einem möglichst geringen Herstellaufwand und einem besonders guten Wirkungsgrad anzugeben. Darüber hinaus ist ein verbesserter Brennstoffzellenstapel anzugeben.Of the Invention is therefore based on the object, a relation to the Prior art improved bipolar plate with a possible low manufacturing costs and a particularly good efficiency specify. About that In addition, an improved fuel cell stack is to be specified.

Hinsichtlich der Bipolarplatte wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hinsichtlich des Brennstoffzellenstapels wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 22.Regarding the bipolar plate, the object is achieved by the features of the claim 1. With regard to the fuel cell stack, the object is achieved by the Characteristics of the independent Claim 22.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung umfasst eine Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel ein einzelnes Scheibenteil, das oberseitig und unterseitig jeweils ein Strömungsfeld mit einem Einströmbereich und einem Ausströmbereich aufweist, wobei diese Strömungsfelder durch eine Positivstruktur und eine Negativstruktur einer in das Scheibenelement eingebrachten Kanalstruktur gebildet sind und mit Elektroden angrenzender Membran-Elektroden-Einheiten kontaktierbar sind und wobei der Einströmbereich oder der Ausströmbereich des einen Strömungsfelds und der Einströmbereich oder der Ausströmbereich des anderen Strömungsfelds insbesondere in Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels übereinander und insbesondere zwischen zwei in das Scheibenteil eingebrachten Durchbrüchen angeordnet sind. Auch können sich die Ein- und Ausströmbereiche entlang eines oder mehrerer Ränder der Durchbrüche erstrecken. Dabei eignen sich die Positivstruktur und Negativstruktur der in das einzelne Scheibenteil beispielsweise durch Umformung eingebrachten Kanalstruktur gleichzeitig für das oberseitige und das unterseitige Strömungsfeld, beispielsweise das Anoden- und das Kathodenströmungsfeld. Dies ermöglicht in besonders einfache Art und Weise, dass die kanalwandbegrenzenden Stege beispielsweise des Kathodenströmungsfelds gleichzeitig die Kanäle des Anodenströmungsfelds und umgekehrt bilden. Darüber hinaus sind der Ein- und der Ausströmbereich des jeweiligen Strömungsfelds bevorzugt außerhalb der aktiven Zellfläche angeordnet, wobei die Reaktionsfluide insbesondere mittig in und aus dem jeweiligen Strömungsfeld ein- bzw. ausströmen. Bei der erfindungsgemäßen Bipolarplatte können somit Bereiche des Scheibenelements, die außerhalb der aktiven Zellfläche angeordnet sind, insbesondere der Ein- und Ausströmbereich höher als die Kanalhöhe der Strömungsfelder aufgebaut sein. Dabei ist die maximale Höhe begrenzt auf die Summe der Kanalhöhe der Kanalstruktur und die Höhe der Membran-Elektroden-Einheit. Alternativ oder zusätzlich kann der Ein- und Ausströmbereich eine niedrigere Kanalhöhe als die Kanalhöhe der Strömungsfelder aufweisen. Somit ist eine homogene und gleichmäßige Ein- bzw. Ausströmung der Edukte bzw. der Reaktionsprodukte durch die höhere bzw. niedrigere Kanalstruktur im Ein- und Ausströmbereich ermöglicht, ohne dass sich die Höhe des Brennstoffzellenstapels verändert.According to a basic idea of the invention, a bipolar plate for a fuel cell stack comprises a single disk part which has a flow field with an inflow region and an outflow region on the top and bottom side, said flow fields being defined by a positive structure and a negative structure in the one The inflow region or the outflow region of the one flow field and the inflow region or the outflow region of the other flow field, in particular in the stacking direction of the fuel cell stack one above the other and in particular between two introduced into the disc part openings are arranged. Also, the inflow and outflow regions may extend along one or more edges of the apertures. In this case, the positive structure and negative structure of the introduced into the individual disc part, for example by forming the channel structure at the same time for the top and the bottom flow field, for example, the anode and the cathode flow field. This allows in a particularly simple manner that the channel wall-limiting webs, for example, the cathode flow field simultaneously form the channels of the anode flow field and vice versa. In addition, the inflow and outflow regions of the respective flow field are preferably arranged outside the active cell surface, the reaction fluids in particular flowing in and out of the respective flow field in the center. In the case of the bipolar plate according to the invention, areas of the disc element which are arranged outside the active cell area, in particular the inflow and outflow area, can thus be constructed higher than the channel height of the flow fields. The maximum height is limited to the sum of the channel height of the channel structure and the height of the membrane-electrode unit. Alternatively or additionally, the inflow and outflow region may have a lower channel height than the channel height of the flow fields. Thus, a homogeneous and uniform inflow or outflow of the educts or the reaction products by the higher or lower channel structure in the inlet and outflow area allows without changing the height of the fuel cell stack.

In einer möglichen Ausführungsform sind der Einströmbereich und der Ausströmbereich eines jeden Strömungsfelds in Längsausdehnung des Scheibenteils einander gegenüberliegend, insbesondere einander schräg gegenüberliegend angeordnet. Dies ermöglicht eine vollständige Durchströmung der Kanalstruktur entlang des oberseitigen bzw. unterseitigen Strömungsfelds. Dabei sind der Einströmbereich oder der Ausströmbereich des einen Strömungsfelds und der Einströmbereich oder der Ausströmbereich des anderen Strömungsfelds in Stapelrichtung des Brennstoffzellenstacks im Wesentlich identisch übereinander und somit oberseitig bzw. unterseitig des Scheibenteils oder umgekehrt angeordnet.In a possible embodiment are the inflow area and the outflow area of each flow field in longitudinal extent of the disk part opposite each other, in particular, each other obliquely opposite arranged. this makes possible a complete flow the channel structure along the top or bottom flow field. Here are the inflow or the outflow area of a flow field and the inflow area or the outflow area of the other flow field in the stacking direction of the fuel cell stack substantially identical to each other and thus on the upper side or underside of the disk part or vice versa arranged.

In einer weiteren Ausführungsform sind bzw. ist der Einströmbereich und/oder der Ausströmbereich durch kanalförmige Strukturen mit lokalen Erhebungen und/oder Vertiefungen gebildet. Beispielsweise weisen die kanalförmigen Strukturen im Ein- und Ausströmbereich im Längs- und/oder im Querschnitt eine Mäanderstruktur auf. Dabei können die lokalen Erhebungen und/oder Vertiefungen variierende Höhen aufweisen. Insbesondere können die Höhen der lokalen Erhebungen und/oder Vertiefungen in Strömungsrichtung der Strömungsfelder oder von diesen zu- bzw. abnehmen. Dies ermöglicht ein im Wesentlichen gleichmäßiges Einströmen von Edukten bzw. Ausströmen von Reaktionsprodukten beidseitig des einzelnen Scheibenelements.In a further embodiment are or is the inflow area and / or the outflow area through channel-shaped Structures formed with local elevations and / or depressions. For example, the channel-shaped Structures in the inlet and outlet area in the longitudinal and / or in cross-section a meandering structure on. It can the local elevations and / or depressions have varying heights. In particular, you can the heights the local elevations and / or depressions in the flow direction the flow fields or increase or decrease of these. This essentially allows one uniform inflow of Educts or effluents of reaction products on both sides of the individual disc element.

Vorzugsweise weist die kanalförmige Struktur im Ein- und Ausströmbereich eine Kanalhöhe auf, die zumindest gleich, größer und/oder kleiner als die Kanalhöhe der Kanalstruktur des jeweiligen Strömungsfelds ist. Dabei ist die maximale Kanalhöhe der kanalförmigen Struktur im Einströmbereich und Ausströmbereich auf die Summe der Kanalhöhe der Kanalstruktur des zuge hörigen Strömungsfelds und die Höhe eines an das Scheibenelement angrenzenden Dichtungselements und/oder die Höhe einer angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit begrenzt. Die minimale Kanalhöhe der kanalförmigen Struktur im Ein- und Ausströmbereich ist beispielsweise gleich der halben Kanalhöhe der Kanalstruktur der Strömungsfelder. Die Begrenzung erfolgt dabei unter Berücksichtigung der Blech- und Elektrolytfoliendicke des Brennstoffzellenstapels. Hierdurch ist ein besonders kompakter Brennstoffzellenstapel ermöglicht. Darüber hinaus sind sowohl Material als auch Fertigungskosten eingespart.Preferably has the channel-shaped Structure in the inlet and outlet area a channel height on, at least equal, bigger and / or smaller than the channel height the channel structure of the respective flow field is. It is the maximum channel height of the channel-shaped Structure in the inflow area and outflow area on the sum of the channel height the channel structure of the hearing impaired flow field and the height a sealing element adjacent to the disc element and / or the height bounded by an adjacent membrane-electrode unit. The minimum channel height the channel-shaped Structure in the inlet and outlet area is for example equal to half the channel height of the channel structure of the flow fields. The limitation is carried out taking into account the sheet metal and Electrolyte film thickness of the fuel cell stack. This is a particularly compact fuel cell stack allows. Furthermore Both material and production costs are saved.

In einer weiteren Ausführungsform sind der Einströmbereich und/oder der Ausströmbereich vorzugsweise mit einem insbesondere als Einlegelement ausgebildeten Abdeckelement versehen. Das oder die Abdeckelemente können verschiedenartig ausgeführt sein. In einer möglichen Ausführungsform ist das Abdeckelement als ein separates Einlegelement (auch Inlay genannt) ausgeführt, das sich in Querrichtung im Einströmbereich oder Ausströmbereich zwischen dem Durchbruch für eine Zuführung und dem Durchbruch für eine Abführung und in Längsrichtung zwischen dem Strömungsfeld und dem Rand des Scheibenteils erstreckt. Darüber hinaus kann das Abdeckelement in Form eines Klappinlays ausgebildet sein. Das Abdeckelement dient zum Abdecken des Ein- bzw. Ausströmbereichs nach außen, beispielsweise zu einer angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit und/oder einem angrenzenden Dichtungselement. Hierdurch wird ein Eindringen von Dichtungs- bzw. Elektrolytfolienmaterial in die Kanalstruktur des Ein- und Ausströmbereichs verhindert. Im einfachsten Fall besteht ein solches Abdeckelement aus einem biegesteifen Stück Blech, das zusätzlich Strukturen, insbesondere Vertiefungen, Erhebungen und/oder Sicken, aufweisen kann. Darüber hinaus kann das Abdeckelement an dem Scheibenteil ober- und/oder unterseitig angeordnet, insbesondere angespritzt sein. In einer alternativen Ausführungsform kann das Abdeckelement in ein angrenzendes Dichtungselement und/oder in eine angrenzende Membran-Elektroden-Einheit integriert, aufgeklebt oder eingespritzt sein.In a further embodiment, the inflow region and / or the outflow region are preferably provided with a cover element designed in particular as a lay-in element. The cover or the elements can be designed in various ways. In one possible embodiment, the cover element is designed as a separate inlay element (also called an inlay) which extends transversely in the inflow region or outflow region between the breakthrough for delivery and the breakthrough for discharge and longitudinally between the flow field and the edge of the wafer part , In addition, the cover may be formed in the form of a folding inlay. The cover element serves to cover the inflow and outflow region to the outside, for example to an adjacent membrane-electrode unit and / or an adjacent sealing element. As a result, penetration of sealing or electrolyte foil material is prevented in the channel structure of the inlet and Ausströmbereichs. In the simplest case, such a cover consists of a rigid piece of sheet metal, which may additionally structures, in particular depressions, elevations and / or beads, have. In addition, the cover can be arranged on the disc part top and / or bottom side, in particular molded. In an alternative embodiment, the cover member may be integrated, adhered or injected into an adjacent sealing member and / or into an adjacent membrane-electrode assembly.

Vorteilhafterweise ist das Abdeckelement zumindest auf einer insbesondere nach außen gerichteten Oberflächenseite mit Abstütznoppen versehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Scheibenteil im Bereich der Anordnung des Abdeckelements mit Abstütznoppen versehen sein. Dabei können die Abstütznoppen je nach Art und Ausführung auch der Fixierung des Abdeckelements in Art eines Dichtungswiderlagers an dem angrenzenden Dichtungselement und/oder der angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit dienen. Für den Fall, dass das Biegewiderstandsmoment des als Klappinlay ausgebildeten Abdeckelements bezogen auf das Dichtungselement hinreichend groß ist, können die Abstütznoppen auch entfallen.advantageously, the cover is at least on a particular outwardly directed surface side with support knobs Mistake. Alternatively or in addition can the disc part in the region of the arrangement of the cover with support knobs be provided. It can the Stütznoppen depending on the type and design also the fixation of the cover in the manner of a sealing abutment on the adjacent sealing element and / or the adjacent membrane electrode assembly serve. For the case that the bending resistance of the designed as a folding inlay cover based on the sealing element is sufficiently large, the Abstütznoppen also omitted.

In einer weiteren Ausführungsform weist die eingebrachte Kanalstruktur zwischen dem Einströmbereich und dem Ausströmbereich der äußeren Strömungsfelder einen zentrisch angeordneten Verbindungskanal bzw. einen dazu korrespondierenden Trennsteg auf, um den die Kanalstruktur und damit die äußeren Strömungsfelder spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. Dabei kann der Trennsteg insbesondere im Einströmbereich und/oder im Ausströmbereich eine lokale Vertiefung aufweisen. Diese lokale Vertiefung oder Höhenreduzierung dient der Drosselung des Durchflusses des Reaktionsfluids durch das Strömungsfeld vom Ein- zum Ausströmbereich auf der Negativseite, auf der der genannte Trennsteg als direkter Verbindungskanal zwischen dem Ein- und Ausströmbereich dient. Darüber hinaus ist der Trennsteg zweckmäßigerweise mit Querstegen versehen, die endseitig zur Vermeidung von so genannten Totzonen eine geringere Kanalhöhe aufweisen als benachbarte Strömungskanäle, so dass das betreffende Fluid abfließen kann.In a further embodiment has the introduced channel structure between the inflow area and the discharge area the outer flow fields a centrally arranged connecting channel or a corresponding separating web on to the channel structure and thus the outer flow fields mirror-symmetrical are. In this case, the separating web, in particular in the inflow region and / or in the discharge area have a local depression. This local depression or height reduction serves to restrict the flow of the reaction fluid through the flow field from the inlet to the outflow area the negative side, on which said divider as a direct connection channel between the inlet and outlet areas serves. About that In addition, the divider is expediently provided with transverse webs, the ends to avoid so-called Dead zones a lower channel height have as adjacent flow channels, so that drain the fluid in question can.

Zur Abdichtung des einzelnen Scheibenteils nach außen sind oberseitig und unterseitig Dichtungselemente angeordnet, die das jeweilige Strömungsfeld, die Durchbrüche, den Einströmbereich und/oder den Ausströmbereich teilweise und/oder vollständig umgeben. Somit können die Dichtungselemente die Strömungsfelder gegeneinander und nach außen sowie gegenüber den Durchbrüchen abdichten. Je nach Form und Ausgestaltung des Scheibenteils ist das Dichtungselement beidseitig, d.h. ober- und unterseitig, insbesondere im Bereich des Rahmens des Scheibenteils angeordnet.to Sealing of the individual disk part to the outside are on the top and bottom Seal elements arranged, the respective flow field, the breakthroughs, the inflow area and / or the outflow area partially and / or completely surround. Thus, you can the sealing elements the flow fields against each other and out as well as opposite the breakthroughs caulk. Depending on the shape and design of the disc part is the sealing element on both sides, i. above and below, in particular arranged in the region of the frame of the disc part.

Zweckmäßigerweise ist das Dichtungselement als ein weiteres Scheibenteil aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere als eine Elastomerdichtung ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige und einfach herstellbare Brennstoffzelle, welche aus einzelnen stapelbaren und vorgefertigten Komponenten zusammengesetzt ist. In einer weiteren Ausführungsform kann dabei das Dichtungselement an das Scheibenteil angeordnet, insbesondere angespritzt sein. Alternativ kann das Dichtungselement an einer an das Scheibenteil außenseitig angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit angeordnet, insbesondere angespritzt sein.Conveniently, is the sealing element as another disc part of a elastically deformable material, in particular as an elastomeric seal educated. this makes possible a particularly cost-effective and easy to manufacture fuel cell, which consists of individual stackable and prefabricated components is composed. In another embodiment can the sealing element arranged on the disc part, be sprayed in particular. Alternatively, the sealing element at one on the disc part outside adjacent membrane-electrode unit arranged, in particular be molded.

Im Detail kann das Scheibenteil beispielsweise als ein umgeformtes Metallteil ausgebildet sein, wobei die Umformung des Scheibenteils die Kanalstruktur mit an der jeweiligen Außenseite äußeren Strömungsfeldern für Reaktionsmedien bildet und die jeweilige Positivstruktur und die Negativstruktur der Kanalstruktur diese äußeren Strömungsfelder bilden. Dabei sind zur Bildung der Kanalstruktur in das einzelne Scheibenteil beispielsweise Sicken mit einer Breite von 0,5 mm bis 3 mm und einer Tiefe von 0,1 mm bis 2 mm eingebracht. Die Sicken können parallel zueinander und/oder mäanderförmig verlaufen. Die Strömungsfelder sind durch diese Sicken und zwischen zwei Sicken liegende Stege gebildet, die auf verschiedenen Wegen den jeweiligen Ein- und Ausströmbereich verbinden. Auch kann jede andere strukturelle Umformung zur Bildung eines Strömungskanals vorgesehen sein. Die Sickenform ist insbesondere bei einem als Metallblech ausgebildeten Schei benteil in der Herstellung besonders einfach und kostengünstig.in the For example, the disc part may be detailed as a reshaped one Metal part be formed, wherein the deformation of the disk part the channel structure with at the outer side outer flow fields for reaction media forms and the respective positive structure and the negative structure the channel structure these outer flow fields form. Here are the formation of the channel structure in the individual Disk part, for example, beads with a width of 0.5 mm to 3 mm and a depth of 0.1 mm to 2 mm introduced. The beads can parallel to each other and / or meandering. The flow fields are through these beads and between two beads lying webs formed, in different ways the respective inflow and outflow connect. Also, any other structural transformation can lead to formation a flow channel be provided. The bead shape is especially in a metal sheet trained Schei benteil in the production particularly simple and cost-effective.

Hinsichtlich des bipolarer Brennstoffzellenstapels wird die Erfindung gelöst durch zumindest eine Bipolarplatte, ein Dichtungselement und zumindest eine Elektrolyteinheit, insbesondere eine Membran-Elektroden-Einheit, wobei die Bipolarplatte ein einzelnes Scheibenteil umfasst, das oberseitig und unterseitig jeweils ein Strömungsfeld mit einem Einströmbereich und einem Ausströmbereich aufweist, wobei diese Strömungsfelder durch eine Positivstruktur und eine Negativstruktur einer in das Scheibenelement eingebrachten Kanalstruktur gebildet sind und mit Elektroden angrenzender Membran-Elektroden-Einheiten kontaktierbar sind und wobei der Einströmbereich oder der Ausströmbereich des einen Strömungsfelds und der Einströmbereich oder Ausströmbereich des anderen Strömungsfelds im Wesentlichen übereinander angeordnet sind. In einer möglichen Ausführungsform sind dabei der Einströmbereich oder Ausströmbereich des einen Strömungsfelds und der Einströmbereich oder Ausströmbereich des anderen Strömungsfelds zwischen zwei in das Scheibenteil eingebrachten Durchbrüchen angeordnet. Zweckmäßigerweise sind der Einströmbereich oder Ausströmbereich des einen Strömungsfelds und der Einströmbereich oder der Ausströmbereich des anderen Strömungsfelds zumindest zwischen zwei in das Scheibenteil eingebrachten Durchbrüchen angeordnet. Auch können sich die übereinander angeordneten Ein- und Ausströmbereiche, die übereinander angeordneten Einströmbereiche und/oder die übereinander angeordneten Ausströmbereiche entlang einer oder mehrerer Ränder der Durchbrüche in Richtung der Strömungsfelder, beispielsweise seitlich und/oder mittig und/oder zwischen den Durchbrüchen erstrecken. Für eine stabile Anordnung der Komponenten des Brennstoffzellenstapels sind zweckmäßigerweise zwei in Stapelrichtung aufeinander folgende einzelne Scheibenteile um 180° um die X-Achse (x) zueinander gedreht angeordnet.With regard to the bipolar fuel cell stack, the invention is achieved by at least one bipolar plate, a sealing element and at least one electrolyte unit, in particular a membrane-electrode unit, wherein the bipolar plate comprises a single disc part, the upper side and lower side each having a flow field with an inflow and an outflow wherein these flow fields are formed by a positive structure and a negative structure of a channel structure introduced into the disk element and are contactable with electrodes of adjacent membrane electrode assemblies and wherein the inflow region or outflow region of the one flow field and the inflow region or outflow region of the other flow field substantially one above the other are arranged. In one possible embodiment, the inflow region or outflow region of one flow field and the inflow region or outflow region of the other flow field are arranged between two apertures introduced into the disk part. Conveniently, the inflow or outflow region of a flow field and the inflow region or the outflow region of the other flow field is arranged at least between two openings introduced into the disk part. The inflow and outflow regions arranged one above the other, the inflow regions arranged one above the other and / or the outflow regions arranged one above the other can also extend along one or more edges of the apertures in the direction of the flow fields, for example laterally and / or centrally and / or between the apertures. For a stable arrangement of the components of the fuel cell stack, two successive individual disc parts in the stacking direction are expediently arranged rotated by 180 ° about the X-axis (x) relative to each other.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 schematisch in perspektivischer Darstellung eine Bipolarplatte mit einem einzelnen Scheibenteil und zwei außenseitig durch eine Kanalstruktur gebildete Strömungsfelder, die sich zwischen einem Ein- und Ausströmbereich in Längsausdehnung des Scheibenteils erstrecken, 1 1 schematically a perspective view of a bipolar plate with a single disk part and two flow fields formed on the outside by a channel structure, which extend between an inlet and outflow region in the longitudinal extent of the disk part,

2 bis 3 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Bipolarplatte nach 1 im Ein- und Ausströmbereich, 2 to 3 schematically an enlarged section of the bipolar plate after 1 in the inflow and outflow area,

4 schematisch in perspektivischer Darstellung eine Bipolarplatte gemäß 1 mit einem im Ein- oder Ausströmbereich angeordneten Abdeckelement, 4 schematically in perspective view of a bipolar plate according to 1 with a cover element arranged in the inflow or outflow region,

5 und 6 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt des Ein- bzw. Ausströmbereichs der Bipolarplatte mit der zugehörigen kanalförmigen Struktur, 5 and 6 2 schematically shows an enlarged section of the inflow and outflow region of the bipolar plate with the associated channel-shaped structure,

7 schematisch in perspektivischer Darstellung eine Bipolarplatte mit einem insbesondere umlaufenden Dichtungselement zur Abdichtung des äußeren Strömungsfeld nach außen, 7 schematically a perspective view of a bipolar plate with a particular circumferential sealing element for sealing the outer flow field to the outside,

8 schematisch in Explosionsdarstellung einen Brennstoffzellenstapel mit einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte gemäß 1, und 8th schematically an exploded view of a fuel cell stack with a bipolar plate according to the invention 1 , and

9 schematisch einen Brennstoffzellenstapel, umfassend zwei angeordnete Bipolarplatten, zwischen denen eine Elektrolyteinheit angeordnet ist. 9 schematically a fuel cell stack, comprising two arranged bipolar plates, between which an electrolyte unit is arranged.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen.each other corresponding parts are signs in all figures with the same reference Mistake.

1 zeigt schematisch eine Bipolarplatte 1 für einen in den 8 und 9 dargestellten Brennstoffzellenstapel BZ. Dabei zeigt die 1 eine punktsymmetrische Bipolarplatte 1. Unter Punktsymmetrie wird hierbei eine an einer zur Plattenebene senkrecht verlaufenden X-Achse bzw. eine an einer zur Plattenebene waagerecht verlaufenden Y-Achse gespiegelte Hälfte der Bipolarplatte 1 verstanden. Die Bipolarplatte 1 ist aus einem einzelnen Scheibenteil 2 gebildet. Das Scheibenteil 2 ist ein so genanntes Umformteil, insbesondere ein Metallblech, z. B. ein Edelstahlblech, in welches durch Umformung eine Kanalstruktur K eingebracht ist, deren Positivstruktur K1 auf der Oberseite 2.1 des Scheibenteils 2 ein erstes Strömungsfeld F1 und deren Negativstruktur K2 auf der Unterseite 2.2 ein zweites Strömungsfeld F2 bilden. Dabei eignen sich die Positivstruktur K1 und die Negativstruktur K2 beispielsweise als äußeres Anodenströmungsfeld bzw. äußeres Kathodenströmungsfeld, wobei kanalwandbegrenzende Stege des Kathodenströmungsfelds die Strömungskanäle des Anodenströmungsfelds bilden oder umgekehrt. 1 schematically shows a bipolar plate 1 for one in the 8th and 9 shown fuel cell stack BZ. It shows the 1 a point-symmetric bipolar plate 1 , In this case, point symmetry means an X-axis perpendicular to the plane of the plate or a half of the bipolar plate mirrored on a Y-axis extending horizontally to the plane of the plate 1 Understood. The bipolar plate 1 is from a single disc part 2 educated. The disc part 2 is a so-called formed part, in particular a metal sheet, for. B. a stainless steel sheet, in which by forming a channel structure K is introduced, the positive structure K1 on the top 2.1 of the disc part 2 a first flow field F1 and its negative structure K2 on the bottom 2.2 form a second flow field F2. In this case, the positive structure K1 and the negative structure K2 are suitable, for example, as an outer anode flow field or outer cathode flow field, where the wall of the cathode flow field forming the flow channels of the anode flow field or vice versa.

Die Kanalstruktur K weist im Wesentlichen parallel zueinander und insbesondere mäanderförmig verlaufende Strömungskanäle, die beispielsweise in Form von in ein Metallblech eingebrachten Sicken ausgeführt sind, auf.The Channel structure K is substantially parallel to each other and in particular meandering Flow channels that For example, in the form of introduced into a metal sheet beads accomplished are on.

Zur Versorgung der anoden- und kathodenseitigen Strömungsfelder F1 und F2 sind Durchbrüche 3.1 bis 3.4 vorgesehen, die als so genannte Ports dem Zuführen von Edukten bzw. dem Abführen von Reaktionsprodukten dienen. Zwischen jeweils zwei Durchbrüchen 3.1 und 3.2 bzw. 3.3 und 3.4 ist oberseitig ein Einströmbereich 4 und unterseitig ein Ausströmbereich 5 gebildet. Alternativ können ober- und unterseitig Einströmbereiche 4 oder Ausströmbereiche 5 gebildet sein. In einer weiteren alternativen Form kann oberseitig ein Ausströmbereich 5 und unterseitig ein Einströmbereich 4 gebildet sein.To supply the anode and cathode side flow fields F1 and F2 are breakthroughs 3.1 to 3.4 provided, which serve as so-called ports for supplying educts or the removal of reaction products. Between every two breakthroughs 3.1 and 3.2 respectively. 3.3 and 3.4 Upper side is an inflow area 4 and a discharge area underneath 5 educated. Alternatively, inflow areas can be on the top and bottom 4 or outflow areas 5 be formed. In a further alternative form can on the upper side a discharge area 5 and an inflow area underneath 4 be formed.

Im Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 4 sind im Portbereich übereinander ein Ausströmbereich 5 und ein Einströmbereich 4 oder umgekehrt angeordnet. In diesen Ausführungsbeispielen werden die beiden Strömungsfelder F1 und F2 nach dem Gegenstromprinzip in entgegen gesetzter Strömungsrichtung durchströmt. Im Ausführungsbeispiel nach 5 und 6 sind im Portbereich übereinander zwei Einströmbereiche 4 bzw. zwei Ausströmbereiche 5 angeordnet. In diesen Ausführungsbeispielen werden die beiden Strömungsfelder F1 und F2 nach dem Gleichstromprinzip in gleicher Strömungsrichtung durchströmt.In the embodiment of the 1 to 4 are in the port area one above the other an outflow area 5 and an inflow area 4 or vice versa. In these embodiments, the two flow fields F1 and F2 are flowed through in the opposite direction of flow according to the countercurrent principle. In the embodiment according to 5 and 6 are in the port area one above the other two inflow areas 4 or two outflow areas 5 arranged. In these embodiments, the two flow fields F1 and F2 are flowed through in the same direction of flow according to the DC principle.

Sowohl der Einströmbereich 4 als auch der Ausströmbereich 5 weisen eine kanalförmige Struktur mit Erhebungen 6 und Vertiefungen 7 auf, welche ein möglichst gleichmäßiges Ein- bzw. Ausströmen von Reaktionsfluid bzw. Reaktionsprodukten bewirken. Für das gleichzeitige ober- und unterseitige Ein- und Ausströmen oder umgekehrt oder ein gleichzeitiges ober- und unterseitiges Einströmen oder ein gleichzeitiges ober- und unterseitiges Ausströmen weist die kanalförmige Struktur der Ein- und Ausströmbereiche 4, 5 mit den sich abwechselnden Erhebungen 6 und Vertiefungen 7 im Längs- und Querschnitt weitgehend eine Mäanderform auf. Dabei stehen die Erhebungen 6 jeweils ober- und unterseitig über die Kanalhöhe der betreffenden Stege hinaus (wie dies in den 5 und 6 im Detail dargestellt ist). Die Vertiefungen 7 weisen dabei eine halbe Kanalhöhe der betreffenden Stege auf und ermöglichen so ein Zu- oder Abströmen der betreffenden Reaktionsfluide bzw. Reaktionsprodukte.Both the inflow area 4 as well as the outflow area 5 have a channel-shaped structure with elevations 6 and depressions 7 on, which cause the most uniform inflow or outflow of reaction fluid or reaction products. For the simultaneous top and bottom and outflow or vice versa or a simultaneous upper and lower side inflow or a simultaneous upper and lower side outflow has the channel-shaped structure of the inflow and outflow areas 4 . 5 with the alternating elevations 6 and depressions 7 in the longitudinal and cross-section largely a meander shape. Here are the surveys 6 each above and below the channel height of the respective webs out (as in the 5 and 6 is shown in detail). The wells 7 in this case have a half channel height of the respective webs and thus allow an inflow or outflow of the respective reaction fluids or reaction products.

Darüber hinaus sind der Einströmbereich 4 und der Ausströmbereich 5 des jeweiligen Strömungsfelds F1 oder F2 außerhalb der aktiven Zellfläche und somit außerhalb dieser Strömungsfelder F1 und F2 angeordnet. Hierdurch können die Ein- und Ausströmbereiche 4, 5, insbesondere deren Erhebungen 6 und/oder Vertiefungen 7 höher bzw. niedriger als die Kanalhöhe der Kanalstruktur K der Strömungsfelder F1, F2 und/oder gleich groß wie deren Kanalhöhen aufgebaut sein. Dabei ist die maximale Höhe begrenzt auf die Summe der Kanalhöhe der Kanalstruktur K, der Höhe einer angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit und/oder der Höhe eines angrenzenden Dichtungselements. Die minimale Höhe der kanalförmigen Struktur der Ein- und Ausströmbereiche 4, 5 beträgt etwa die halbe Kanalhöhe der Kanalstruktur K der Strömungsfelder F1, F2. Ferner liegen der Einströmbereich 4 und der Ausströmbereich 5 des jeweiligen äußeren Strömungsfelds F1 oder F2 schräg, insbesondere diagonal entlang der Längsausdehnung des Scheibenteils 2 gesehen gegenüber und auf einer der Seiten, d.h. der ober- oder Unterseite des Scheibenteils 2.In addition, the inflow area 4 and the outflow area 5 of the respective flow field F1 or F2 outside the active cell surface and thus outside these flow fields F1 and F2. This allows the inflow and outflow areas 4 . 5 , in particular their surveys 6 and / or depressions 7 higher or lower than the channel height of the channel structure K of the flow fields F1, F2 and / or the same size as their channel heights be constructed. The maximum height is limited to the sum of the channel height of the channel structure K, the height of an adjacent membrane-electrode unit and / or the height of an adjacent sealing element. The minimum height of the channel-shaped structure of the inflow and outflow areas 4 . 5 is about half the channel height of the channel structure K of the flow fields F1, F2. Furthermore, the inflow area 4 and the outflow area 5 the respective outer flow field F1 or F2 obliquely, in particular diagonally along the longitudinal extent of the disk part 2 seen opposite and on one of the sides, ie the top or bottom of the disc part 2 ,

In einer Weiterbildung ist die Kanalstruktur K entlang der X-Achse und/oder Y-Achse im Wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut, wobei bevorzugt entlang der X-Achse ein Trennsteg 9 auf der Positivstruktur K1 zwischen dem Einströmbereich 4 und dem Ausströmbereich 5 angeordnet ist. Der Trennsteg 9 bildet auf der Negativstruktur K2 und somit der Unterseite einen Verbindungskanal 10. Auch kann der Trennsteg 9 mit in Y-Richtung verlaufenden Querstegen 8 versehen sein. Zur Vermeidung von endseitigen Totzonen weisen die Querstege 8 vorzugsweise zumindest endseitig eine geringere Kanalhöhe auf als die Kanalhöhe von benachbarten Strömungskanälen. Bevorzugt ist der Trennsteg 9 entlang seiner Längsausdehnung lokal mit Vertiefungen 9.1 versehen, die insbesondere im Bereich des Ein- und/oder Ausströmbereichs 4, 5 angeordnet sind. Diese lokalen Vertiefungen 9.1, z. B. lokale Kanalhöhenreduzierungen, dienen der Drosselung des Durchflusses des Reaktionsfluid vom Einströmbereich 4 zum Ausströmbereich 5 auf der Unterseite des Scheibenteils 2 im Verbindungskanal 10 der Negativstruktur K2.In one development, the channel structure K is constructed essentially mirror-symmetrically along the X-axis and / or Y-axis, with a separating web preferably along the X-axis 9 on the positive structure K1 between the inflow region 4 and the discharge area 5 is arranged. The divider 9 forms on the negative structure K2 and thus the bottom of a connecting channel 10 , Also, the divider can 9 with transverse webs running in the Y direction 8th be provided. To avoid end-side dead zones, the transverse webs 8th Preferably, at least at the end a smaller channel height than the channel height of adjacent flow channels. The separating web is preferred 9 along its longitudinal extent locally with depressions 9.1 provided, in particular in the region of the inflow and / or outflow 4 . 5 are arranged. These local pits 9.1 , z. As local channel height reductions, serve to throttle the flow of the reaction fluid from the inflow 4 to the outflow area 5 on the underside of the disc part 2 in the connection channel 10 the negative structure K2.

Die 1 zeigt das Scheibenteil 1 als ein Fertigteil eines Umformprozesses. Dabei sind im Bereich der Durchbrüche 31. bis 3.4 eingebrachte, insbesondere eingestanzte oder eingepresste Abdeckelemente 11 angeordnet.The 1 shows the disc part 1 as a finished part of a forming process. Here are in the field of breakthroughs 31 , to 3.4 introduced, in particular stamped or pressed cover elements 11 arranged.

Die Abdeckelemente 11 sind in diesem Ausführungsbeispiel so genannte Klappinlays, die beispielsweise durch Umbiegen oder Umklappen in Richtung der ober- und unterseitigen Ein- bzw. Ausströmbereiche 4, 5 diese überdecken, wie dies in den 2 und 3 beispielhaft für den Einströmbereich 4 dargestellt ist. Alternativ können die Abdeckelemente 11 als Einlegeelemente ausgeführt sein.The cover elements 11 are in this embodiment so-called Klappinlays, for example, by bending or folding in the direction of the top and bottom inlet and Ausströmbereiche 4 . 5 These cover, as in the 2 and 3 exemplary for the inflow area 4 is shown. Alternatively, the cover elements 11 be designed as insertion elements.

Die 2 bis 3 zeigen schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Bipolarplatte 1 und des Scheibenteils 2 nach 1 im Einströmbereich 4. Dabei ist der Einströmbereich 4 mit einem Abdeckelement 11 versehen, welches dem Abdecken des Einströmbereichs 4 nach außen oder bei Anordnung auf dem Ausströmbereich 5 dem Abdecken des Ausströmbereichs 5 nach außen, beispielsweise zu einer angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit und/oder einem angrenzenden Dichtungselement dient. Hierdurch wird ein Eindringen von Dichtungs- bzw. Elektrolytfolienmaterial in die kanalförmigen Strukturen des Ein- und Ausströmbereichs 4 bzw. 5 verhindert. Das Abdeckelement 11 kann verschiedenartig ausgeführt sein. In einer möglichen Ausführungsform ist das Abdeckelement 11 als ein separates Einlegelement (auch Inlay genannt) ausgeführt. Alternativ kann das Abdeckelement 11, wie in 1 gezeigt als ein Klappinlay ausgeführt sein.The 2 to 3 schematically show an enlarged section of the bipolar plate 1 and the disc part 2 to 1 in the inflow area 4 , Here is the inflow area 4 with a cover element 11 provided, which covering the inflow area 4 to the outside or when placed on the discharge area 5 the covering of the outflow area 5 to the outside, for example, to an adjacent membrane-electrode assembly and / or an adjacent sealing element is used. As a result, penetration of sealing or electrolyte foil material into the channel-shaped structures of the inlet and Ausströmbereichs 4 respectively. 5 prevented. The cover element 11 can be performed in various ways. In one possible embodiment, the cover element 11 as a separate insert element (also called inlay) executed. Alternatively, the cover 11 , as in 1 be shown as a folding inlay.

Im Detail erstreckt sich das Abdeckelement 11 in Querrichtung im Einströmbereich 4 zwischen dem Durchbruch 3.1 für eine Zuführung und dem Durchbruch 3.2 für eine Abführung und in Längsrichtung zwischen dem Strömungsfeld F1 und dem Rand des Scheibenteils 2. Das Abdeckelement 11 ist beispielsweise aus einem biegesteifen Stück Blech, das zusätzlich Strukturen, insbesondere Vertiefungen, Erhebungen und/oder Sicken, aufweisen kann. Je nach Ausführung kann das Abdeckelement 11 an dem Scheibenteil 2 ober- und/oder unterseitig angeordnet, insbesondere angespritzt sein. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Abdeckelement 11 in ein angrenzendes Dichtungselement und/oder eine angrenzende Membran- Elektroden-Einheit integriert, eingeklebt oder eingespritzt sein. Auch kann das Abdeckelement 11 mit nicht näher dargestellten Stütznoppen versehen sein, die sich nach unten abstützen. Auch können die Stütznoppen in das Scheibenteil 2 zur Abstützung oder in beiden eingebracht sein. Ist das Biegewiderstandsmoment des Abdeckelements 11 groß genug, können die Abstütznoppen entfallen.In detail, the cover extends 11 in the transverse direction in the inflow area 4 between the breakthrough 3.1 for a feeder and the breakthrough 3.2 for a discharge and longitudinally between the flow field F1 and the edge of the disc part 2 , The cover element 11 is for example made of a rigid piece of sheet metal, which may additionally structures, in particular depressions, elevations and / or beads, have. Depending on the design, the cover 11 on the disc part 2 arranged on top and / or bottom side, in particular be molded. In a further alternative embodiment, the cover element 11 be integrated, glued or injected into an adjacent sealing element and / or an adjacent membrane electrode unit. Also, the cover 11 be provided with support nubs, not shown, which are supported down. Also, the support knobs in the disc part 2 to support or be introduced in both. Is the bending resistance of the cover 11 big enough, the Stütznoppen can be omitted.

In 3 ist die Strömungsrichtung des Reaktionsfluids durch das Strömungsfeld F1 vom Einströmbereich 4 zum Ausströmbereich 5 gezeigt (Pfeile P). Dabei fließt das betreffende Reaktionsfluid beispielhaft vom Durchbruch 3.1 (= Eingangsport) zum Einströmbereich 4 in das Strömungsfeld F1 durch die Kanalstruktur K zum Ausströmbereich 5 und den Durchbruch 3.4 (= Ausgangsport). Analog zum Strömungsverlauf auf der Oberseite wird auf der Unterseite das andere Reaktionsfluid vom betreffenden Durchbruch 3.3 (= Eingangsport) über den zugehörigen Einströmbereich 4 durch das Strömungsfeld F2 zum Ausströmbereich 5 und dem Durchbruch 3.2 (= Ausgangsport) geführt. Darüber hinaus ist das Scheibenteil 2 nach oben mit einem Dichtungselement 12 versehen, welches das Strömungsfeld F1, die Durchbrüche 3.1 bis 3.4 und den Einströmbereich 4 sowie den Ausströmbereich 5 umgeben. Das Dichtungselement 12 dichtet das Strömungsfeld F1 nach außen und oben ab.In 3 is the flow direction of the reaction fluid through the flow field F1 from the inflow region 4 to the outflow area 5 shown (arrows P). In this case, the relevant reaction fluid flows by way of example from the breakthrough 3.1 (= Input port) to the inflow area 4 into the flow field F1 through the channel structure K to the discharge area 5 and the breakthrough 3.4 (= Output port). Analogous to the course of the flow on the upper side, the other reaction fluid from the relevant breakthrough is on the lower side 3.3 (= Input port) via the associated inflow area 4 through the flow field F2 to the outflow area 5 and the breakthrough 3.2 (= Output port) out. In addition, the disc part 2 upwards with a sealing element 12 provided, which the flow field F1, the breakthroughs 3.1 to 3.4 and the inflow area 4 as well as the outflow area 5 surround. The sealing element 12 seals the flow field F1 outwards and upwards.

4 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung die Bipolarplatte 1 gemäß 1 mit einem im Einströmbereich 4 angeordneten Abdeckelement 11. Hierbei ist der Strömungsverlauf aus den Durchbrüchen 3.1 und 3.2 in den oberseitigen bzw. unterseitigen Einströmbereich 4 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel durchlaufen die Reaktionsfluide die Kanalstruktur K ober- und unterseitig mit gleicher Strömungsrichtung. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel nach 3 wird die Kanalstruktur K ober- und unterseitig mit entgegen gesetzter Strömungsrichtung durchlaufen. 4 schematically shows a perspective view of the bipolar plate 1 according to 1 with one in the inflow area 4 arranged cover 11 , Here, the flow path from the breakthroughs 3.1 and 3.2 in the top or bottom inflow area 4 shown. In this embodiment, the reaction fluids pass through the channel structure K top and bottom with the same flow direction. In the described embodiment according to 3 the channel structure K is traversed above and below with opposite flow direction.

In den 5 und 6 ist in einem vergrößerten Ausschnitt des Einströmbereichs 4 ein Vertikalschnitt durch diesen gezeigt. Dabei ist in 5 ein Schnitt durch einen oberseitigen Kanal und in 6 ein Schnitt durch einen benachbarten Steg bzw. einen unterseitigen Kanal gezeigt, um den lokalen Strömungsfluss des betreffenden Fluids ober- bzw. unterhalb des Scheibenteils 2 näher darzustellen.In the 5 and 6 is in an enlarged section of the inflow area 4 a vertical section through this shown. It is in 5 a section through a top channel and in 6 a section through an adjacent web or a lower side channel shown to the local flow flow of the respective fluid above and below the disk part 2 to represent closer.

In 7 ist ein Zwischenströmbereich 13 zwischen dem Abdeckelement 11 und der aktiven Zellfläche der Strömungsfelder F1 und F2 gezeigt, die üblicherweise im Wesentlichen rechteckförmige Abmessungen aufweisen. Die aktive Zellfläche und somit die Strömungsfelder F1 und F2 sowie die Durchbrüche 3.1 bis 3.4 und die Ein- und Ausströmbereiche 4 und 5 sind vollständig und/oder teilweise vom Dichtungselement 12 umgeben. In 7 ist eine aus einzelnen Komponenten zusammengebaute Brennstoffzelle gezeigt, die aus dem einzelnen Scheibenteil 2 und einer an dieses Scheibenteil 2 oberseitig angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit 14 mit den Elektroden 14.1 und der Membran 14.2 und mit ober- und unterseitig angrenzenden Dichtungselementen 12. Dabei stehen die Strömungsfelder F1 und F2 des einzelnen Scheibenteils 2 in Kontakt mit der jeweiligen Elektrode 14.1 einer angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit 14. Darüber hinaus kann zwischen dem Dichtungselement 12 und dem Scheibenteil 2 als Membran 14.2 eine Polymermembran angeordnet sein. Das Abdeckelement 11 für den Einströmbereich 4 und/oder den Ausströmbereich 5 kann durch entsprechende Strukturen eine Widerlagerfunktion für eine weitere gegenüberliegende und nicht näher dargestellte Dichtung aufweisen. Auch kann die aktive Zellfläche in einer alternativen Ausführungsform auf den Zwischenströmbereich 13 ausgedehnt werden.In 7 is an intermediate flow area 13 between the cover 11 and the active cell surface of the flow fields F1 and F2, which are usually of substantially rectangular dimensions. The active cell surface and thus the flow fields F1 and F2 as well as the breakthroughs 3.1 to 3.4 and the inflow and outflow areas 4 and 5 are complete and / or partially of the sealing element 12 surround. In 7 is shown assembled from individual components fuel cell, which consists of the individual disc part 2 and one to this disc part 2 Upper side adjacent membrane-electrode unit 14 with the electrodes 14.1 and the membrane 14.2 and with sealing elements on the top and bottom 12 , Here are the flow fields F1 and F2 of the individual disc part 2 in contact with the respective electrode 14.1 an adjacent membrane-electrode assembly 14 , In addition, between the sealing element 12 and the disc part 2 as a membrane 14.2 a polymer membrane may be arranged. The cover element 11 for the inflow area 4 and / or the discharge area 5 may have by appropriate structures an abutment function for a further opposite and not shown seal. Also, in an alternative embodiment, the active cell surface may be at the intermediate flow area 13 be extended.

In 8 ist in Explosionsdarstellung ein Brennstoffzellenstapel BZ mit einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte 1 gemäß 1 gezeigt. Wie in der 8 gezeigt, sind die Dichtungselemente 12 als Einlegedichtungen, z. B. in Form von Scheibenteilen, in den Brennstoffzellenstapel BZ eingebaut. Der Brennstoffzellenstapel BZ ist dabei aus einem Stapel von Komponenten, wie einem unteren Dichtungselement 12, einem Scheibenteil 2 einem weiteren mittleren Dichtungselement 12, einer Membran-Elektroden-Einheit 14 und einem weiteren oberen Dichtungselement 12 gebildet, an welches sich wiederum in nicht näher dargestellter Art und Weise ein Scheibenteil 2 anschließen kann. Die Strömungsfelder F1, F2 des einzelnen Scheibenteils 2 stehen dabei in Kontakt mit den zugehörigen Elektroden 14.1 der angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit 14. Je nach Ausführungsform kann das jeweilige Dichtungselement 12 entweder an das Scheibenteil 2 und/oder an die Membran-Elektroden-Einheit 14 angeordnet, insbesondere angespritzt sein. Durch das Anspritzen ist eine besonders zuverlässige Abdichtung gegeben und die Montage zum Brennstoffzellenstapel BZ deutlich vereinfacht. Wird ein an die Membran-Elektroden-Einheit 14 angespritztes Dichtungselement 12 oder ein anderes geeignetes Element verwendet und ist dieses aus einem elastischen Dichtungsmaterial oder zumindest einem dichten Material, so ergibt sich ein zellinterner Druckausgleich, da der Zwischenströmbereich 13 dann als elastische Membran 14.2 (siehe 8) bzw. der Rand des Zwischenströmbereichs 13 zwischen den Gasräumen fungieren kann. Hierdurch wird die Lebensdauer der Brennstoffzelle deutlich erhöht, da die Membran 14.2 (siehe 8) durch diese Ausgleichsfunktion effektiv vor Schäden durch zu große Druckdifferenzen zwischen den Reaktionsräumen geschützt wird.In 8th is an exploded view of a fuel cell stack BZ with a bipolar plate according to the invention 1 according to 1 shown. Like in the 8th shown are the sealing elements 12 as insert seals, z. B. in the form of disc parts, installed in the fuel cell stack BZ. The fuel cell stack BZ is made of a stack of components, such as a lower sealing element 12 , a disc part 2 another middle sealing element 12 , a membrane-electrode unit 14 and another upper sealing element 12 formed, which in turn in a manner not shown a disc part 2 can connect. The flow fields F1, F2 of the individual disc part 2 stand in contact with the associated electrodes 14.1 the adjacent membrane electrode assembly 14 , Depending on the embodiment, the respective sealing element 12 either to the disc part 2 and / or to the membrane-electrode assembly 14 arranged, in particular be molded. By injecting a particularly reliable seal is given and the assembly to the fuel cell stack BZ significantly simplified. Is a to the membrane electrode unit 14 molded sealing element 12 or another suitable element is used and this is made of an elastic sealing material or at least a dense material, so there is a cell-internal pressure equalization, since the Zwischenströmbereich 13 then as an elastic membrane 14.2 (please refer 8th ) or the edge of the intermediate flow area 13 can act between the gas spaces. As a result, the life of the fuel cell is significantly increased because the membrane 14.2 (please refer 8th ) is effectively protected from damage due to excessive pressure differences between the reaction spaces by this compensation function.

In einer alternativen Ausführungsform wird ein Brennstoffzellenstapel BZ dahingehend ausgeführt, dass die als Bipolarplatten ausgebildeten einzelnen Scheibenteile 2 nicht jeweils identisch übereinander gestapelt werden, da sonst benachbarte Scheibenteile 2 mit ihren jeweiligen Stegen auf benachbarte Kanäle drücken würden, was wiederum zu einer Beschädigung der Membran-Elektroden-Einheit 14 führen könnte. Um dies zu vermeiden, sind benachbarte Scheibenteile 2 übereinander und um die X-Achse um 180° ge dreht zueinander gestapelt. Damit ergibt sich eine Lage von Steg auf Steg von benachbarten Scheibenteilen 2, wie in 9 näher gezeigt. Dort sind zwei benachbarte Scheibenteile 2 und die dazwischen liegende Membran-Elektroden-Einheit 14 und die zugehörigen Dichtungselemente 12 dargestellt.In an alternative embodiment, a fuel cell stack BZ is designed such that the individual disc parts designed as bipolar plates 2 not each identical stacked, otherwise adjacent disc parts 2 with their respective lands would press on adjacent channels, which in turn would damage the membrane-electrode assembly 14 could lead. To avoid this, are adjacent disc parts 2 one above the other and stacked around the X-axis by 180 ° rotates to each other. This results in a layer of web to web of adjacent disk parts 2 , as in 9 shown closer. There are two adjacent disc parts 2 and the intervening membrane-electrode assembly 14 and the associated sealing elements 12 shown.

Claims (31)

Bipolarplatte (1) für einen Brennstoffzellenstapel (BZ), umfassend ein einzelnes Scheibenteil (2), das oberseitig und unterseitig jeweils ein Strömungsfeld (F1, F2) mit einem Einströmbereich (4) und einem Ausströmbereich (5) aufweist, wobei diese Strömungsfelder (F1, F2) durch eine Positiv- und Negativstruktur (K1, K2) einer in das Scheibenelement (2) eingebrachten Kanalstruktur (K) gebildet sind und mit Elektroden (14.1) angrenzender Membran-Elektroden-Einheiten (14) kontaktierbar sind und wobei der Einströmbereich (4) oder der Ausströmbereich (5) des einen Strömungsfelds (F1) und der Einströmbereich (4) oder der Ausströmbereich (5) des anderen Strömungsfelds (F2) in Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels (BZ) übereinander und zwischen zwei in das Scheibenteil (2) eingebrachten Durchbrüchen (3.1 und 3.2 bzw. 3.3 und 3.4) angeordnet sind.Bipolar plate ( 1 ) for a fuel cell stack (BZ), comprising a single disc part ( 2 ), the upper side and lower side each have a flow field (F1, F2) with an inflow region ( 4 ) and a discharge area ( 5 ), wherein these flow fields (F1, F2) through a positive and negative structure (K1, K2) one into the disc element ( 2 ) channel structure (K) are formed and with electrodes ( 14.1 ) adjacent membrane electrode assemblies ( 14 ) are contactable and wherein the inflow area ( 4 ) or the outflow area ( 5 ) of a flow field (F1) and the inflow region ( 4 ) or the outflow area ( 5 ) of the other flow field (F2) in the stacking direction of the fuel cell stack (BZ) one above the other and between two in the disc part ( 2 ) breakthroughs ( 3.1 and 3.2 respectively. 3.3 and 3.4 ) are arranged. Bipolarplatte nach Anspruch 1, wobei der Einströmbereich (4) und der Ausströmbereich (5) eines jeden Strömungsfelds (F1, F2) in Längsausdehnung auf einer der Oberflächenseiten des Scheibenteils (2) einander gegenüberliegend, insbesondere einander schräg gegenüberliegend angeordnet sind.Bipolar plate according to claim 1, wherein the inflow region ( 4 ) and the outflow area ( 5 ) of each flow field (F1, F2) in longitudinal extent on one of the surface sides of the disk part ( 2 ) are opposite to each other, in particular arranged obliquely opposite one another. Bipolarplatte nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einströmbereich (4) und/oder der Ausströmbereich (5) durch kanalförmige Strukturen mit lokalen Erhebungen (6) und/oder Vertiefungen (7) gebildet sind bzw. ist.Bipolar plate according to claim 1 or 2, wherein the inflow region ( 4 ) and / or the outflow area ( 5 ) by channel-shaped structures with local elevations ( 6 ) and / or depressions ( 7 ) are formed or is. Bipolarplatte nach Anspruch 3, wobei die kanalförmige Strukturen im Ein- und Ausströmbereich (4, 5) im Längs- und/oder im Querschnitt eine Mäanderstruktur aufweisen.Bipolar plate according to claim 3, wherein the channel-shaped structures in the inlet and outflow ( 4 . 5 ) have a meandering structure in longitudinal and / or in cross section. Bipolarplatte nach Anspruch 3 oder 4, wobei die kanalförmige Strukturen im Ein- und Ausströmbereich (4, 5) eine Kanalhöhe aufweisen, die zumindest gleich, niedriger und/oder größer als die Kanalhöhe der Kanalstruktur (K) des jeweiligen Strömungsfelds (F1, F2) ist.Bipolar plate according to claim 3 or 4, wherein the channel-shaped structures in the inflow and outflow area ( 4 . 5 ) have a channel height which is at least equal to, lower and / or greater than the channel height of the channel structure (K) of the respective flow field (F1, F2). Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die maximale Kanalhöhe der kanalförmigen Struktur im Einströmbereich (4) und/oder im Ausströmbereich (5) auf die Summe der Kanalhöhe der Kanalstruktur (K) des zugehörigen Strömungsfelds (F1, F2) und die Höhe eines an das Scheibenelement (2) angrenzenden Dichtungselements (12) und die Höhe einer angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit (14) begrenzt ist.Bipolar plate according to one of claims 3 to 5, wherein the maximum channel height of the channel-shaped structure in the inflow ( 4 ) and / or in the discharge area ( 5 ) to the sum of the channel height of the channel structure (K) of the associated flow field (F1, F2) and the height of one of the disk element ( 2 ) adjacent sealing element ( 12 ) and the height of an adjacent membrane-electrode assembly ( 14 ) is limited. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Einströmbereich (4) und/oder der Ausströmbereich (5) mit einem Abdeckelement (11) versehen ist.Bipolar plate according to one of claims 1 to 6, wherein the inflow region ( 4 ) and / or the outflow area ( 5 ) with a cover element ( 11 ) is provided. Bipolarplatte nach Anspruch 7, wobei das Abdeckelement (11) in Form eines Einlegeelements oder Klappinlays ausgebildet ist.Bipolar plate according to claim 7, wherein the cover element ( 11 ) is designed in the form of an insert element or folding inlays. Bipolarplatte nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Abdeckelement (11) zumindest auf einer Oberflächenseite mit Abstütznoppen versehen ist.Bipolar plate according to claim 7 or 8, wherein the cover element ( 11 ) is provided at least on one surface side with Abstütznoppen. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Scheibenteil (2) im Bereich der Anordnung des Abdeckelements (11) mit Abstütznoppen versehen ist.Bipolar plate according to one of claims 7 to 9, wherein the disc part ( 2 ) in the region of the arrangement of the cover ( 11 ) is provided with Abstütznoppen. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die eingebrachte Kanalstruktur (K) der äußeren Strömungsfelder (F1, F2) zwischen dem Einströmbereich (4) und dem Ausströmbereich (5) einen zentrisch angeordneten Verbindungskanal (10) bzw. einen dazu korrespondierenden Trennsteg (9) aufweist, um den die Kanalstruktur (K) und damit die äußeren Strömungsfelder (F1, F2) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.Bipolar plate according to one of claims 1 to 10, wherein the introduced channel structure (K) of the outer flow fields (F1, F2) between the inflow region ( 4 ) and the outflow area ( 5 ) a centrally arranged connecting channel ( 10 ) or a corresponding separating web ( 9 ), around which the channel structure (K) and thus the outer flow fields (F1, F2) are mirror-symmetrical. Bipolarplatte nach Anspruch 11, wobei der Trennsteg (9) insbesondere im Einströmbereich eine lokale Vertiefung (9.1) aufweist.Bipolar plate according to claim 11, wherein the separating web ( 9 ), in particular in the inflow region, a local depression ( 9.1 ) having. Bipolarplatte nach Anspruch 11 oder 11, wobei der Trennsteg (9) mit Querstegen (8) versehen ist, deren Kanalhöhe insbesondere variiert, beispielsweise endseitig abnimmt.Bipolar plate according to claim 11 or 11, wherein the separating web ( 9 ) with transverse webs ( 8th ) is provided, the channel height varies in particular, for example, decreases end. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei oberseitig und/oder unterseitig das jeweilige Strömungsfeld (F1, F2), die Durchbrüche (3.1 bis 3.4), der Einströmbereich (4) und/oder der Ausströmbereich (5) von einem Dichtungselement (12) umgeben sind.Bipolar plate according to one of claims 1 to 13, wherein the top side and / or bottom side of the respective flow field (F1, F2), the openings ( 3.1 to 3.4 ), the inflow area ( 4 ) and / or the outflow area ( 5 ) of a sealing element ( 12 ) are surrounded. Bipolarplatte nach Anspruch 14, wobei das oder die Dichtungselemente (12) die Strömungsfelder (F1, F2) gegeneinander und nach außen sowie gegenüber den Durchbrüchen (3.1 bis 3.4) abdichten.A bipolar plate according to claim 14, wherein the sealing element or elements ( 12 ) the flow fields (F1, F2) against each other and to the outside and to the openings ( 3.1 to 3.4 ) seal. Bipolarplatte nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Dichtungselement (12) beidseitig im Bereich des Rahmens des Scheibenteils (2) angeordnet ist.Bipolar plate according to claim 14 or 15, wherein the sealing element ( 12 ) on both sides in the region of the frame of the disk part ( 2 ) is arranged. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Dichtungselement (12) als ein weiteres Scheibenteil aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere als eine Elastomerdichtung ausgebildet ist.Bipolar plate according to one of claims 14 to 16, wherein the sealing element ( 12 ) as a white teres disc part made of an elastically deformable material, in particular as an elastomeric seal is formed. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das Dichtungselement (12) an das Scheibenteil (2) angeordnet, insbesondere angespritzt ist.Bipolar plate according to one of claims 14 to 17, wherein the sealing element ( 12 ) to the disc part ( 2 ) is arranged, in particular molded. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Dichtungselement (12) an einer an das Scheibenteil (2) außenseitig angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit (14) angeordnet, insbesondere angespritzt ist.Bipolar plate according to one of claims 14 to 18, wherein the sealing element ( 12 ) on one to the disc part ( 2 ) outside membrane-electrode unit ( 14 ) is arranged, in particular molded. Bipolarplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Scheibenteil (2) als umgeformtes Metallteil ausgebildet ist, wobei die Umformung des Scheibenteils (2) eine Kanalstruktur (K) mit einem an der jeweiligen Außenseite äußeren Strömungsfeld (F1, F2) für Reaktionsmedien bildet und die jeweilige Positivstruktur (K1) und die Negativstruktur (K2) der Kanalstruktur (K) die äußeren Strömungsfelder (F1, F2) bilden.Bipolar plate ( 1 ) according to one of claims 1 to 19, wherein the disk part ( 2 ) is formed as a formed metal part, wherein the deformation of the disk part ( 2 ) forms a channel structure (K) with a flow field (F1, F2) at the outer side for reaction media and the respective positive structure (K1) and the negative structure (K2) of the channel structure (K) form the outer flow fields (F1, F2). Bipolarer Brennstoffzellenstapel (BZ) mit einer Bipolarplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20.Bipolar fuel cell stack (BZ) with a bipolar plate ( 1 ) according to one of claims 1 to 20. Bipolarer Brennstoffzellenstapel (BZ), insbesondere nach Anspruch 21, mit zumindest einer Bipolarplatte (1), einem Dichtungselement (12) und zumindest einer Elektrolyteinheit, insbesondere einer Membran-Elektroden-Einheit (14), wobei die Bipolarplatte (1) ein einzelnes Scheibenteil (2) umfasst, das oberseitig und unterseitig jeweils ein Strömungsfeld (F1, F2) mit einem Einströmbereich (4) und einem Ausströmbereich (5) aufweist, wobei diese Strömungsfelder (F1, F2) durch eine Positivstruktur (K1) und eine Negativstruktur (K2) einer in das Scheibenelement (2) eingebrachten Kanalstruktur (K) gebildet sind und mit Elektroden (14.1) benachbarter Membran-Elektroden-Einheiten (14) in Kontakt stehen und der Einströmbereich (4) oder Ausströmbereich (5) des einen Strömungsfelds (F1) und der Einströmbereich (4) oder der Ausströmbereich (5) des anderen Strömungsfelds (F2) in Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels (BZ) übereinander angeordnet sind.Bipolar fuel cell stack (BZ), in particular according to claim 21, with at least one bipolar plate ( 1 ), a sealing element ( 12 ) and at least one electrolyte unit, in particular a membrane-electrode unit ( 14 ), wherein the bipolar plate ( 1 ) a single disc part ( 2 ), the upper side and the lower side each have a flow field (F1, F2) with an inflow region ( 4 ) and a discharge area ( 5 ), wherein these flow fields (F1, F2) by a positive structure (K1) and a negative structure (K2) one in the disc element ( 2 ) channel structure (K) are formed and with electrodes ( 14.1 ) of adjacent membrane electrode assemblies ( 14 ) and the inflow area ( 4 ) or outflow area ( 5 ) of a flow field (F1) and the inflow region ( 4 ) or the outflow area ( 5 ) of the other flow field (F2) are stacked in the stacking direction of the fuel cell stack (BZ). Bipolarer Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Einströmbereich (4) oder Ausströmbereich (5) des einen Strömungsfelds (F1) und der Einströmbereich (4) oder der Ausströmbereich (5) des anderen Strömungsfelds (F2) zwischen zwei in das Scheibenteil (2) eingebrachten Durchbrüchen (3.1 und 3.2 bzw. 3.3 und 3.4) angeordnet sind.A bipolar fuel cell stack according to claim 21 or 22, wherein the inflow region ( 4 ) or outflow area ( 5 ) of a flow field (F1) and the inflow region ( 4 ) or the outflow area ( 5 ) of the other flow field (F2) between two in the disc part ( 2 ) breakthroughs ( 3.1 and 3.2 respectively. 3.3 and 3.4 ) are arranged. Bipolarer Brennstoffzellenstapel (BZ) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei zwei in Stapelrichtung aufeinander folgende einzelne Scheibenteile (2) um 180° um die X-Achse (x) zueinander gedreht angeordnet sind.A bipolar fuel cell stack (BZ) according to any one of claims 21 to 23, wherein two individual disc parts following one another in the stacking direction (BZ) 2 ) are arranged rotated by 180 ° about the X-axis (x) to each other. Bipolarer Brennstoffzellenstapel (BZ) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei ein Dichtungselement (12) beidseitig der Bipolarplatte (1) zwischen dieser und einer angrenzenden Membran-Elektroden-Einheit (14) angeordnet ist.A bipolar fuel cell stack (BZ) according to any one of claims 21 to 24, wherein a sealing element (BZ) 12 ) on both sides of the bipolar plate ( 1 ) between this and an adjacent membrane-electrode assembly ( 14 ) is arranged. Bipolarer Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 25, wobei das Dichtungselement (12) als ein weiteres Scheibenteil (2) an der Membran-Elektroden-Einheit (14) angeordnet, insbesondere angespritzt ist.A bipolar fuel cell stack according to claim 25, wherein the sealing element ( 12 ) as another disc part ( 2 ) on the membrane electrode assembly ( 14 ) is arranged, in particular molded. Bipolarer Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 25 oder 26, wobei das Dichtungselement (12) als ein weiteres Scheibenteil an der Bipolarplatte (1) angespritzt ist.A bipolar fuel cell stack according to claim 25 or 26, wherein the sealing element ( 12 ) as another disc part on the bipolar plate ( 1 ) is injected. Bipolarer Brennstoffzellenstapel nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die Strömungsfelder (F1, F2) jeweils von dem Dichtungselement (12) umgeben sind.A bipolar fuel cell stack according to any one of claims 25 to 27, wherein the flow fields (F1, F2) are each from the sealing element ( 12 ) are surrounded. Bipolarer Brennstoffzellenstapel nach einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei die Dichtungselemente (12) die Strömungsfelder (F1, F2) gegeneinander und nach außen abdichten.A bipolar fuel cell stack according to any one of claims 25 to 28, wherein the sealing elements ( 12 ) seal the flow fields (F1, F2) against each other and to the outside. Bipolarer Brennstoffzellenstapel nach einem der Ansprüche 25 bis 29, wobei das Dichtungselement (12) als ein weiteres Scheibenteil aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere als eine Elastomerdichtung ausgebildet ist.A bipolar fuel cell stack according to any one of claims 25 to 29, wherein the sealing element ( 12 ) is formed as a further disc part made of an elastically deformable material, in particular as an elastomeric seal. Bipolarer Brennstoffzellenstapel nach einem der Ansprüche 21 bis 30, wobei das Scheibenteil (2) als umgeformtes Metallteil ausgebildet ist, wobei die Umformung des Scheibenteils (2) eine Kanalstruktur (K) mit einem an der jeweiligen Außenseite äußeren Strömungsfeld (F1, F2) für Reaktionsmedien bzw. Reaktionsprodukte bildet und die jeweilige Negativstruktur (K2) und Positivstruktur (K1) die äußeren Strömungsfelder (F1, F2) bilden.A bipolar fuel cell stack according to any one of claims 21 to 30, wherein the disk part ( 2 ) is formed as a formed metal part, wherein the deformation of the disk part ( 2 ) forms a channel structure (K) with a flow field (F1, F2) at the outer side for reaction media or reaction products, and the respective negative structure (K2) and positive structure (K1) form the outer flow fields (F1, F2).
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