DE102007024227A1 - High-temperature fuel cell module and method for producing a high-temperature fuel cell module - Google Patents

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Abstract

Um ein Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul, umfassend eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit mit einer Anode, einem Elektrolyten und einer Kathode, und ein Gehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material mit einem oder mehreren Gehäuseteilen, bereitzustellen, welches auf einfache Weise herstellbar ist und vorteilhafte Eigenschaften aufweist, ist vorgesehen, dass mindestens ein Gehäuseteil pulvermetallurgisch hergestellt ist.To provide a high-temperature fuel cell module comprising an anode-electrolyte-cathode unit with an anode, an electrolyte and a cathode, and a housing made of an electrically conductive material with one or more housing parts, which can be produced in a simple manner and advantageous properties has, it is provided that at least one housing part is manufactured by powder metallurgy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul, umfassend eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit mit einer Anode, einem Elektrolyten und einer Kathode, und ein Gehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material mit einem oder mehreren Gehäuseteilen.The The invention relates to a high temperature fuel cell module comprising an anode-electrolyte-cathode unit with an anode, an electrolyte and a cathode, and a housing made of an electric conductive material with one or more housing parts.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls, welches eine oder mehrere metallische Komponenten umfasst.The The invention further relates to a method for producing a high-temperature fuel cell module, which comprises one or more metallic components.

Aus der DE 198 41 919 A1 ist ein Brennstoffzellenmodul bekannt, welches eine Brennstoffzelle aufweist, die an ihrer Anode und ihrer Kathode jeweils mit einem Stromabnehmer versehen ist. Die Anode ist mit Hilfe eines Lots an ihrem Stromabnehmer befestigt.From the DE 198 41 919 A1 a fuel cell module is known, which has a fuel cell, which is provided at its anode and its cathode in each case with a current collector. The anode is attached to its current collector by means of a solder.

Aus der DE 20 2005 020 601 U1 ist eine Brennstoffzelleneinheit, umfassend eine Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit und mindestens ein Kontaktelement zum elektrisch leitenden Kontaktieren der Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit bekannt. Das mindestens eine Kontaktelement umfasst eine mit einer Vielzahl von Durchbrüchen versehene Platte.From the DE 20 2005 020 601 U1 is a fuel cell unit comprising a cathode-electrolyte-anode unit and at least one contact element for electrically conductive contacting the cathode-electrolyte-anode unit known. The at least one contact element comprises a plate provided with a plurality of openings.

Aus der EP 1 318 560 A2 ist ein Träger für eine elektrochemische Funktionseinheit einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle bekannt, welcher zur Zuführung von Reaktanten und/oder Abführung von Reaktionsprodukten eine Porosität aufweist.From the EP 1 318 560 A2 a carrier for an electrochemical functional unit of a high-temperature fuel cell is known, which has a porosity for the supply of reactants and / or discharge of reaction products.

Aus der WO 99/53558 ist ein Brennstoffzellenstapel bekannt, welcher mehrere Brennstoffzellen umfasst, die durch verbindende Elemente elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Die verbindenden Elemente bestehen aus Metall oder einer Metalllegierung und jedes verbindende Element weist wenigstens einen Elektrodenraum und eine poröse Wand auf. Die poröse Wand des verbindenden Elements trennt den Elektrodenraum von einer angrenzenden Anode.From the WO 99/53558 a fuel cell stack is known, which comprises a plurality of fuel cells, which are connected by connecting elements electrically and mechanically. The connecting elements are made of metal or a metal alloy and each connecting element has at least one electrode space and a porous wall. The porous wall of the connecting element separates the electrode space from an adjacent anode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul bereitzustellen, welches auf einfache Weise herstellbar ist und vorteilhafte Eigenschaften aufweist.Of the Invention is based on the object, a high-temperature fuel cell module to provide, which is easy to produce and has advantageous properties.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Gehäuseteil pulvermetallurgisch hergestellt ist.These Task is in the aforementioned high-temperature fuel cell module solved according to the invention that at least one housing part manufactured by powder metallurgy is.

Durch die Herstellung mindestens eines Gehäuseteils mit einem pulvermetallurgischen Verfahren erhält man Bauteile, die sich ohne Verschnitt und Abfall (wie sie beispielsweise beim Laserschweißen entstehen) herstellen lassen. Es lassen sich endkonturnah Komponenten des Brennstoffzellenmoduls herstellen, welche auch komplexe Geometrien haben können. Beispielsweise lassen sich Gaskanäle oder dergleichen direkt integral herstellen.By the production of at least one housing part with a powder metallurgical process gives components that without waste and waste (as they occur, for example, during laser welding) let produce. It is possible to produce near-net shape components of the fuel cell module, which can also have complex geometries. For example Gas ducts or the like can be directly integrated produce.

Bei konventionellen Herstellungsverfahren werden Komponenten gestanzt oder geprägt. Es hat sich gezeigt, dass dabei eine elastische Rückfederung stattfinden kann, welche zu einer Verschlechterung der Bauteilqualität und insbesondere zu nicht mehr tolerierbaren Fertigungstoleranzen führen kann. Bei der Herstellung eines Brennstoffzellenmoduls sind nur geringe Fertigungstoleranzen erlaubt, da Brennstoffzellenmodule zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengeführt werden und dabei eine hohe Ebenheit von Gehäuseteilen erforderlich ist.at Conventional manufacturing methods are used to stamp components or embossed. It has been shown that doing an elastic Springback can take place, leading to deterioration the component quality and in particular to intolerable Can lead to manufacturing tolerances. In the production of a Fuel cell module only small manufacturing tolerances are allowed because Fuel cell modules merged into a fuel cell stack be and while a high flatness of housing parts required is.

Es hat sich weiterhin gezeigt, dass die für Hochtemperatur-Brennstoffzellen (wie oxidkeramische Brennstoffzellen [SOFC]) geeigneten Sonderstähle häufig nicht gut geeignet sind für Umformmethoden wie Tiefziehen und sich Risse oder andere Oberflächenfehler beim Stanzen oder Prägen ausbilden können.It has further shown that for high-temperature fuel cells (such as oxide-ceramic fuel cells [SOFC]) suitable special steels often are not well suited for forming methods like deep drawing and getting cracks or other surface defects when punching or embossing can train.

Bei pulvermetallurgisch hergestellten Komponenten erhält man eine gleichmäßigere Verteilung von Legierungsbestandteilen als bei konventionell schmelzmetallurgisch hergestellten Stahlbauteilen. Anreicherungszonen und Verarmungszonen in der entsprechenden Komponente lassen sich weitgehend vermeiden. Dadurch erhält man ein gleichmäßigeres Oxidwachstum und die Durchbruchgefahr ist verringert. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass beim Betrieb einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle bei ca. 800°C über eine Zeitdauer von acht Stunden sich eine 20 μm dicke Oxidschicht bilden kann.at obtained by powder metallurgy components a more even distribution of alloy components than in conventional melt metallurgically produced steel components. enrichment zones and depletion zones in the corresponding component can be largely avoided. This gives you a smoother Oxide growth and breakthrough risk is reduced. It has For example, shown in the operation of a high temperature fuel cell at about 800 ° C over a period of eight hours itself can form a 20 micron thick oxide layer.

Pulvermetallurgische Komponenten lassen sich mit hohem Automatisierungsgrad herstellen.powder metallurgy Components can be produced with a high degree of automation.

An dem mindestens einen Gehäuseteil lässt sich beispielsweise auch integral eine Trägervorrichtung für die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit bilden, wobei diese Trägervorrichtung als Bipolarplatte ausgebildet sein kann oder Teil einer Bipolarplatte ist.At the at least one housing part can be, for example also integrally a support device for the anode-electrolyte-cathode unit form, wherein this support device formed as a bipolar plate can be or is part of a bipolar plate.

Insbesondere ist das mindestens eine Gehäuseteil ein Sinterteil. Es wird durch Sinterung eines Grünkörpers hergestellt. Das Sinterteil lässt sich konturnah herstellen.Especially the at least one housing part is a sintered part. It is produced by sintering a green body. The sintered part can be produced close to contour.

Günstigerweise ist das mindestens eine Gehäuseteil aus einem Ausgangsmaterial hergestellt, welches ein Metallpulver mit einem Bindemittel/Lösungsmittel aufweist. Über den Bindemittelanteil lässt sich beispielsweise eine Porosität/Nicht-Porosität und damit eine Gasdurchlässigkeit/Gasundurchlässigkeit einstellen. Gegebenenfalls kann ein Porenbildner zugesetzt werden, wenn beispielsweise bereichsweise eine Porosität vorgesehen werden soll.Conveniently, the at least one housing part is made of a starting material which comprises a metal powder with a binder / solvent. About the binder content can be, for example, a porosity / non-porosity and thus a gas permeability / Gasundurch passivity. Optionally, a pore-forming agent may be added if, for example, a porosity is to be provided in some areas.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Gehäuseteil aus Stahl hergestellt ist. Pulvermetallurgische Stähle ("PM-Stähle") mit vorteilhaften Eigenschaften stehen kommerziell zur Verfügung.All It is particularly advantageous if the at least one housing part made of steel. Powder metallurgical steels ("PM steels") with advantageous properties are commercial to disposal.

Es kann vorgesehen sein, dass an dem Gehäuse oder einem Gehäuseteil eine Trägervorrichtung für die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit angeordnet ist. Die Trägervorrichtung hält die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit mechanisch. Insbesondere lässt sich letztere auf der Trägervorrichtung durch sukzessiven Schichtenaufbau herstellen.It can be provided that on the housing or a housing part a support device for the anode-electrolyte-cathode unit is arranged. The carrier device holds the Anode Electrolyte-Cathode Unit Mechanical. In particular, lets the latter on the carrier device by successive Create layer structure.

Die Trägervorrichtung kann in Form einer Bipolarplatte ausgebildet sein. Sie hält insbesondere direkt eine Elektrode (beispielsweise die Anode). Sie ist aus einem elektrisch leitfähigen Material (für Elektronenleitung). Sie ist ferner zumindest bereichsweise gasdurchlässig, so dass die Anode mit Brennstoffgas versorgt werden kann.The Carrier device may be in the form of a bipolar plate be. In particular, it holds directly an electrode (for example the anode). It is made of an electrically conductive material (for electron conduction). It is also at least partially gas permeable so that the anode supplies with fuel gas can be.

Beispielsweise ist die Trägervorrichtung über eine elektrische Kontakteinrichtung an dem Gehäuse angeordnet. Über die elektrische Kontakteinrichtung erfolgt ein elektrischer Kontakt (für Elektronenleitung) mit dem Gehäuse, so dass das Gehäuse auf Anodenpotential bringbar ist, wenn an der Trägervorrichtung als erste Schicht eine Anode sitzt.For example is the carrier device via an electrical Contact device arranged on the housing. about the electrical contact device is an electrical contact (for electron conduction) with the housing, so that the housing can be brought to anode potential, if at the Carrier device as an anode first layer sits.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Kontakteinrichtung und/oder die Trägervorrichtung pulvermetallurgisch hergestellt ist. Sie kann dann in ihrer Geometrie definiert hergestellt werden beispielsweise mit einem oder mehreren gasundurchlässigen Bereichen und einem oder mehreren porösen gasdurchlässigen Bereichen zur Versorgung der Anoden mit Brennstoffgas. Sie kann dadurch beispielsweise auch integral an dem Gehäuse gebildet sein.All It is particularly advantageous if the electrical contact device and / or the carrier device manufactured by powder metallurgy is. It can then be produced defined in its geometry for example, with one or more gas impermeable Areas and one or more porous gas permeable Areas for supplying the anodes with fuel gas. she can thereby also formed integrally on the housing, for example be.

Die elektrische Kontakteinrichtung kann Teil der Trägervorrichtung sein oder ein separates Teil sein, welches an der Trägervorrichtung fixiert ist. Über die elektrische Kontakteinrichtung kann sich die Trägervorrichtung an dem Gehäuse abstützen.The electrical contact device may be part of the carrier device be or be a separate part, which on the support device is fixed. About the electrical contact device can support the carrier device on the housing.

Insbesondere ist die elektrische Kontakteinrichtung gasdurchlässig ausgebildet, so dass über einen Anodenraum durch die elektrische Kontakteinrichtung und die Trägervorrichtung hindurch die Anode mit Brennstoffgas versorgbar ist.Especially is the electrical contact device gas-permeable, so that via an anode compartment through the electrical contact device and the carrier device passes the anode with fuel gas is available.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Trägervorrichtung direkt an dem Gehäuse angeordnet und beispielsweise direkt an einem ersten Gehäuseteil abgestützt. Das Gehäuse ist dann entsprechend ausgebildet, so dass unterhalb der Trägervorrichtung ein Elektrodenraum gebildet ist, über welchen die direkt an der Trägervorrichtung angeordnete erste Elektrode mit entsprechendem Reaktant versorgbar ist. Beispielsweise ist das Gehäuse mindestens in dem Bereich, an dem die Trägervorrichtung abgestützt ist, wellig ausgebildet.at an alternative embodiment is the carrier device arranged directly on the housing and, for example, directly supported on a first housing part. The housing is then designed accordingly, so that below the carrier device an electrode space is formed over which the directly on the carrier device arranged first electrode corresponding reactant can be supplied. For example, the housing at least in the area where the support device supported is formed wavy.

Es kann alternativ vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine im Wesentlichen ebene Innenseite aufweist, an der sich die Trägervorrichtung (insbesondere über eine elektrische Kontakteinrichtung) abstützen kann und an dem Gehäuse fixierbar ist.It may alternatively be provided that the housing a has substantially flat inner side, at which the carrier device (in particular via an electrical contact device) support can and is fixed to the housing.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gehäuse mit einer Gasverteilungsstruktur versehen ist. Es ist dabei möglich, dass das Gehäuse mit einer Gasverteilungsstruktur versehen ist, um eine Elektrode zu versorgen, welche innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und/oder mit einer Gasverteilungsstruktur versehen ist, um eine Elektrode eines benachbarten Brennstoffzellenmoduls in einem Brennstoffzellenstapel mit Reaktant zu versorgen. Beispielsweise ist ein erster Gehäuseteil derart "wellig" ausgebildet, dass ein Elektrodenraum gebildet ist und Stützflächen für die Trägervorrichtung gebildet sind. Durch die wellige Anordnung sind Kanäle bereitgestellt, welche miteinander verbunden sind und den Anodenraum bilden. Auf einer Außenseite des Gehäuses sind ebenfalls Kanäle bereitgestellt. Durch die Außenseite ist eine Stützfläche für die Verbindung einer Kathode eines benachbarten Brennstoffzellenmoduls bereitgestellt. Über die genannten Kanäle lässt sich diese Kathode mit Oxidator versorgen.It can also be provided that the housing with a gas distribution structure is provided. It is possible that the housing is provided with a gas distribution structure to an electrode to supply, which is arranged inside the housing is and / or provided with a gas distribution structure to a Electrode of an adjacent fuel cell module in a fuel cell stack to supply with reactant. For example, a first housing part formed so "wavy" that an electrode space is formed and support surfaces for the support device are formed. Due to the wavy arrangement are channels provided, which are interconnected and the anode compartment form. On an outside of the case are also provided channels. Through the outside is a support surface for the connection a cathode of an adjacent fuel cell module provided. about the mentioned channels can be this cathode supply with oxidizer.

Vorteilhafterweise ist die Trägervorrichtung aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt, um eine elektrische Kontaktierung zwischen der Anode und dem Gehäuse zu ermöglichen.advantageously, the carrier device is made of an electrically conductive Material made to make an electrical contact between to allow the anode and the housing.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Trägervorrichtung integral an dem Gehäuse gebildet, wobei der Gehäuseteil, an dem die Trägervorrichtung gebildet ist, pulvermetallurgisch hergestellt ist und die Trägervorrichtung ebenfalls pulvermetallurgisch hergestellt ist.at In one embodiment, the carrier device formed integrally on the housing, wherein the housing part, where the carrier device is formed, powder metallurgical is made and the carrier device also produced by powder metallurgy is.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Trägervorrichtung einen gasundurchlässigen Rahmenbereich und mindestens einen gasdurchlässigen porösen Fensterbereich auf. Der mindestens eine poröse Fensterbereich wird durch den Rahmenbereich gehalten. Der Rahmenbereich sorgt für die mechanische Stabilität der Trägervorrichtung, welche insbesondere als Interconnector bzw. Bipolarplatte ausgebildet ist. Über den Rahmenbereich lässt sich die Trägervorrichtung an dem Gehäuse fixieren. Beispielsweise wird sie über den Rahmenbereich mit einem oder mehreren Gehäuseteilen verbunden.at In one embodiment, the carrier device a gas impermeable frame area and at least one gas permeable porous window area on. Of the At least one porous window area is held by the frame area. The frame area ensures the mechanical stability the carrier device, which in particular as an interconnector or bipolar plate is formed. About the frame area the carrier device can be attached to the housing fix. For example, it will be over the frame area connected to one or more housing parts.

Insbesondere ist an dem mindestens einen Fensterbereich eine Elektrode (wie die Anode) angeordnet. Der mindestens eine Fensterbereich stellt ein Substrat für die Anode bereit, welches porös ist. Dadurch ist die mechanische Stabilität der Anode gewährleistet und die Anode lässt sich mit Brennstoffgas versorgen. Weiterhin ist die elektrische Kontaktierung sichergestellt.Especially At the at least one window area is an electrode (like the Anode) arranged. The at least one window area constitutes a substrate ready for the anode, which is porous. Thereby the mechanical stability of the anode is ensured and the anode can be supplied with fuel gas. Farther the electrical contact is ensured.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse einen ersten Gehäuseteil auf, welcher schalenförmig ausgebildet ist ("Unterschale"). Dieser erste Gehäuseteil hat insbesondere einen Aufnahmeraum, welcher die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit zumindest teilweise aufnimmt und an dem die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit beispielsweise über der Trägervorrichtung abstützbar ist.at In one embodiment, the housing has a first housing part, which cup-shaped is formed ("lower shell"). This first housing part In particular, it has a receiving space containing the anode-electrolyte-cathode unit at least partially accommodating and on which the anode-electrolyte-cathode unit for example, is supported on the support device.

Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen zweiten Gehäuseteil aufweist, welcher mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist und welcher die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit teilweise überlappt. Über den zweiten Gehäuseteil lässt sich die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit beispielsweise über die Anode und/oder über eine Trägervorrichtung zusätzlich mit dem Gehäuse beispielsweise über eine Lotschicht verbinden.It it can be provided that the housing has a second housing part which is connected to the first housing part and which partially overlaps the anode-electrolyte-cathode unit. about the second housing part can be the anode-electrolyte-cathode unit for example via the anode and / or via a Carrier device in addition to the housing connect for example via a solder layer.

Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Gehäuseteil ein Fenster aufweist, an welchem beabstandet zu dem zweiten Gehäuseteil mindestens teilweise die Kathode angeordnet ist. Dadurch ist auf einfache Weise eine Kontaktierung der Kathode mit dem Gehäuse eines benachbarten Brennstoffzellenmoduls zur Bildung eines Brennstoffzellenstapels ermöglicht.It can be provided that the second housing part a window has, at which spaced from the second housing part at least partially the cathode is arranged. This is easy on Way a contacting of the cathode with the housing of a adjacent fuel cell module to form a fuel cell stack allows.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit und/oder eine Trägervorrichtung für die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit über eine Lotschicht mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden. Dadurch wird die mechanische Fixierung der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit bzw. der Trägervorrichtung in dem Gehäuse verbessert. Über die Lotschicht lässt sich eine Fluiddichtung für einen Anodenraum realisieren, um diesen Anodenraum gegenüber der Kathode abdichten zu können. Weiterhin wird ein zusätzlicher elektronischer Leitungspfad bereitgestellt, welcher die elektrische Kontaktierung der Anode mit dem Gehäuse verbessert.at One embodiment is the anode-electrolyte-cathode unit and / or a support device for the anode-electrolyte-cathode unit via a solder layer connected to the second housing part. As a result, the mechanical fixation of the anode-electrolyte-cathode unit or the carrier device in the housing improves. about the solder layer can be a fluid seal for realize an anode space opposite to this anode space to seal the cathode. Furthermore, an additional provided electronic conduction path, which is the electrical contact the anode with the housing improved.

Es ist dann günstig, wenn die Lotschicht an dem Elektrolyten angeordnet ist. Dadurch lässt sich die Fluiddichtwirkung der Lotschicht verbessern.It is then favorable if the solder layer on the electrolyte is arranged. This allows the fluid sealing effect improve the solder layer.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Trägervorrichtung Teil des Gehäuses ist. Die Trägervorrichtung weist dazu insbesondere einen gasundurchlässigen Rahmenbereich auf, an welchem (integral) mindestens ein poröser gasdurchlässiger Fensterbereich angeordnet ist. Ein entsprechendes Brennstoffzellenmodul lässt sich kompakt aufbauen.It can also be provided that the carrier device part of the housing is. The carrier device has in particular a gas-impermeable frame area on which (integral) at least one porous gas permeable Window area is arranged. A corresponding fuel cell module can be built up compact.

Es ist dann günstig, wenn die Trägervorrichtung ein Deckelelement des Gehäuses bildet, welches einen Elektrodenraum (insbesondere Anodenraum) abschließt. Durch das Deckelelement lässt sich dieser fluiddicht gegenüber der anderen Elektrodenseite (beispielsweise der Kathodenseite) abschließen.It is then favorable when the carrier device a Cover member of the housing forms, which has an electrode space (in particular anode space) completes. Through the lid element this can be fluid-tight with respect to the other Complete the electrode side (eg the cathode side).

Es ist dann vorteilhaft, wenn eine gasdichte Elektrolytschicht einen gasdurchlässigen Fensterbereich der Trägervorrichtung vollständig überdeckt, wobei zwischen der Elektrolytschicht und der Trägervorrichtung eine Elektrode sitzt. Diese wird von der Elektrolytschicht überdeckt, und zwar soweit, dass auch der Fensterbereich überdeckt ist. Dadurch lässt sich ein Gasaustritt durch die Trägervorrichtung hindurch zu der anderen Elektrodenseite (wie der Kathodenseite) effektiv verhindern.It is advantageous if a gas-tight electrolyte layer a gas-permeable window area of the support device completely covered, being between the electrolyte layer and the carrier device is an electrode. This one will covered by the electrolyte layer, to the extent that, too the window area is covered. This can be done a gas outlet through the support device through the other electrode side (such as the cathode side) effectively prevent.

Es kann ein Unterstützungsrahmen vorgesehen sein, welcher pulvermetallurgisch hergestellt ist. Es kann sich dabei um ein separates Bauteil handeln. Vorteilhafterweise ist der Unterstützungsrahmen in das Gehäuse integriert. Beispielsweise ist er an dem ersten Gehäuseteil und/oder dem zweiten Gehäuseteil gebildet.It a support framework may be provided which powder metallurgically produced. It can be a separate one Act component. Advantageously, the support framework is integrated into the housing. For example, he is at the first Housing part and / or the second housing part formed.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem sich ein Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul bereitstellen lässt, welches vorteilhafte Eigenschaften aufweist.Of the Invention is also based on the object, a method of the initially to provide said type, with which a high-temperature fuel cell module can provide which advantageous properties having.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine metallische Komponente des Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls pulvermetallurgisch hergestellt wird.These The object is achieved according to the invention in the method mentioned solved that at least one metallic component of the high-temperature fuel cell module powder metallurgically produced.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmodul erläuterten Vorteile auf.The inventive method already has in Connection with the fuel cell module according to the invention explained advantages.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul erläutert.Further advantageous embodiments have also already been related with the high-temperature fuel cell module according to the invention explained.

Beispielsweise werden eine oder mehrere Gehäusekomponenten des Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls pulvermetallurgisch hergestellt. Es ist auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass eine Trägervorrichtung beispielsweise in Form eines Interconnectors oder einer Bipolarplatte pulvermetallurgisch hergestellt wird.For example become one or more housing components of the high-temperature fuel cell module made by powder metallurgy. It is also alternative or additional possible that a carrier device, for example in the form of an interconnector or a bipolar plate powder metallurgical will be produced.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung wird dabei aus einem Ausgangsmaterial, welches ein Metallpulver und ein Bindemittel umfasst, ein Grünkörper hergestellt, welcher gesintert wird. Das hergestellte Sinterteil ist beispielsweise ein Stahlteil aus PM-Stahl.at the powder metallurgical production is made of a starting material, which comprises a metal powder and a binder, a green body made, which is sintered. The manufactured sintered part is for example a steel part made of PM steel.

Insbesondere wird der Grünkörper und damit auch das Sinterteil endkonturnah hergestellt, beispielsweise durch MIM-Verfahren.Especially becomes the green body and thus also the sintered part produced close to the final contour, for example by MIM method.

Es ist dabei möglich, dass eine oder mehrere keramische Schichten an der mindestens einen pulvermetallurgisch hergestellten Komponente integral mit hergestellt werden. Beispielsweise wird dazu ein CIM-Verfahren eingesetzt. Es wird ein Grünkörper hergestellt, welcher mit einem oder mehreren pulvermetallurgischen Ausgangsmaterialien hergestellt wird und mit einem oder mehreren Ausgangsmaterialien für eine beispielsweise oxidkeramische Schicht. Durch die Sinterung entsteht ein Sinterteil mit einer integralen Keramikschicht.It It is possible that one or more ceramic layers on the at least one component produced by powder metallurgy be made integral with. For example, this is a CIM method used. A green body is produced, which with one or more powder metallurgical starting materials is produced and with one or more starting materials for example, an oxide ceramic layer. By the Sintering creates a sintered part with an integral ceramic layer.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments used in conjunction with the drawings for further explanation the invention. Show it:

1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls; 1 an exploded view of an embodiment of a high-temperature fuel cell module according to the invention;

2 eine schematische Schnittdarstellung des Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls gemäß 1; 2 a schematic sectional view of the high-temperature fuel cell module according to 1 ;

3 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls; 3 a schematic sectional view of a second embodiment of a high-temperature fuel cell module according to the invention;

4 schematisch Verfahrensschritte zur Herstellung einer Komponente eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls; 4 schematically method steps for producing a component of an embodiment of a high-temperature fuel cell module according to the invention;

5 schematisch Verfahrensschritte für ein weiteres Ausführungsbeispiel; 5 schematically method steps for a further embodiment;

6 eine schematische Teilschnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls; und 6 a schematic partial sectional view of a third embodiment of a high-temperature fuel cell module according to the invention; and

7 eine schematische Teilschnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls. 7 a schematic partial sectional view of a fourth embodiment of a high-temperature fuel cell module according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls, welches in 1 in Explosionsdarstellung und in 2 in einer Schnittansicht gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse 12 aus einem elektrisch leitenden Material; das Gehäuse 12 ist elektronenleitend. Das Gehäuse 12 selber umfasst einen ersten Gehäuseteil 14 und einen zweiten Gehäuseteil 16. Der erste Gehäuseteil 14 und der zweite Gehäuseteil 16 sind miteinander verbunden beispielsweise über eine Schweißverbindung oder Lötverbindung derart, dass sie auf dem gleichen elektrischen Potential liegen. Sie können auch einstückig miteinander verbunden sein.An embodiment of a high-temperature fuel cell module according to the invention, which in 1 in exploded view and in 2 shown in a sectional view and there with 10 is designated comprises a housing 12 made of an electrically conductive material; the housing 12 is electron-conducting. The housing 12 itself includes a first housing part 14 and a second housing part 16 , The first housing part 14 and the second housing part 16 are connected to each other, for example via a welded joint or solder joint, so that they are at the same electrical potential. They can also be connected together in one piece.

Der erste Gehäuseteil 14 ist schalenförmig ausgebildet mit einem Bodenelement 18 und einem umlaufenden Wandbereich 20, welcher einstückig an dem Bodenelement 18 gebildet ist und über dieses quer und insbesondere senkrecht hinausragt. Zwischen dem Wandbereich 20 und dem Bodenelement 18 ist ein Aufnahmeraum 22 gebildet.The first housing part 14 is cup-shaped with a bottom element 18 and a surrounding wall area 20 which is integral with the floor element 18 is formed and projects beyond this transversely and in particular perpendicular. Between the wall area 20 and the floor element 18 is a recording room 22 educated.

Das Bodenelement 18 weist eine Innenseite 24 auf, welche im Wesentlichen eben ist und den Aufnahmeraum 22 nach unten begrenzt. Der erste Gehäuseteil 14 bildet eine Unterschale des Gehäuses 12.The floor element 18 has an inside 24 on which is essentially flat and the receiving space 22 limited to the bottom. The first housing part 14 forms a lower shell of the housing 12 ,

Der zweite Gehäuseteil 16 ist an dem ersten Gehäuseteil 14 fixiert und ragt von dem Wandbereich 20 quer und insbesondere senkrecht weg. Der zweite Gehäuseteil 16 weist einen Überlappbereich 26 auf, mit welchem er den Aufnahmeraum 22 nach oben begrenzt und welcher mindestens näherungsweise parallel zum Bodenelement 18 orientiert ist.The second housing part 16 is on the first housing part 14 fixed and protrudes from the wall area 20 transversely and in particular vertically away. The second housing part 16 has an overlap area 26 on, with which he the recording room 22 bounded at the top and which at least approximately parallel to the bottom element 18 is oriented.

Der zweite Gehäuseteil 16 hat ein beispielsweise quaderförmiges durchgehendes Fenster 28, in welchem, wie später noch beschrieben wird, eine Kathode 30 einer Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 32 positioniert ist.The second housing part 16 has, for example, a cuboid continuous window 28 in which, as will be described later, a cathode 30 an anode-electrolyte-cathode unit 32 is positioned.

In dem Aufnahmeraum 22 des Gehäuses 12 ist eine Trägervorrichtung 34 angeordnet, welche aus einem metallischen Material hergestellt ist und derart porös ist, dass die Trägervorrichtung 34 zu einer Anode 36 der Anoden-Eletrolyt-Kathoden-Einheit 32 gasdurchlässig ist. Die Trägervorrichtung 34 ist beispielsweise pulvermetallurgisch hergestellt, wobei als Ausgangsmaterial eine Mischung aus einem Metallpulver und einem Bindemittel und fakultativ ein Porenbildner verwendet wird. Der Bindemittelanteil bzw. der Porenbildner und sein Anteil wird so gewählt, dass man die gasdurchlässige Porosität der Trägervorrichtung 34 erhält.In the recording room 22 of the housing 12 is a carrier device 34 arranged, which is made of a metallic material and is so porous that the carrier device 34 to an anode 36 the anode-eletrolyte-cathode unit 32 is gas permeable. The carrier device 34 is powder-metallurgically produced, for example, wherein as starting material a mixture of a metal powder and a binder and optionally a pore-forming agent is used. The proportion of binder or the pore-forming agent and its proportion is chosen so that the gas-permeable porosity of the carrier device 34 receives.

Die Trägervorrichtung 34 ist über eine elektrische Kontakteinrichtung 38 an der Innenseite 24 des ersten Gehäuseteils 14 abgestützt und über diese elektrische Kontakteinrichtung 38 an dem ersten Gehäuseteil 14 fixiert. Die elektrische Kontakteinrichtung 38 ist an der Innenseite 24 des ersten Gehäuseteils 14 fixiert, beispielsweise über Lötverbindungen oder Schweißverbindungen. Die elektrische Kontakteinrichtung 38 ist an einer der Innenseite 24 zugewandten Unterseite 40 der Trägervorrichtung 34 fixiert, beispielsweise über Lötverbindungen oder Schweißverbindungen.The carrier device 34 is via an electrical contact device 38 on the inside 24 of the first housing part 14 supported and via this electrical contact device 38 at the first Ge casing part 14 fixed. The electrical contact device 38 is on the inside 24 of the first housing part 14 fixed, for example via solder joints or welded joints. The electrical contact device 38 is on one of the inside 24 facing bottom 40 the carrier device 34 fixed, for example via solder joints or welded joints.

Die elektrische Kontakteinrichtung 38 ist so ausgebildet, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der Trägervorrichtung 34 und dem ersten Gehäuseteil 14 vorliegt und dadurch die Trägervorrichtung 34 und der erste Gehäuseteil 14 im Wesentlichen auf dem gleichen elektrischen Potential (Anodenpotential) liegen.The electrical contact device 38 is formed so that an electrical contact between the carrier device 34 and the first housing part 14 and thereby the carrier device 34 and the first housing part 14 essentially at the same electrical potential (anode potential).

Die elektrische Kontakteinrichtung 38 ist in einem Anodenraum 42 angeordnet, über welchen der Anode 36 der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 32 Brennstoffgas zuführbar ist. Entsprechend ist die elektrische Kontakteinrichtung 38 gasdurchlässig ausgebildet. Sie ist beispielsweise als Netz, Gewebe oder Gewirke ausgebildet, welches einen Brennstoffgaszutritt über den Anodenraum 42 zu der Trägervorrichtung 34 und durch diese hindurch zu der Anode 36 ermöglicht.The electrical contact device 38 is in an anode room 42 arranged over which the anode 36 the anode-electrolyte-cathode unit 32 Fuel gas can be supplied. Accordingly, the electrical contact device 38 gas-permeable formed. It is designed, for example, as a net, woven fabric or knitted fabric which allows fuel gas to enter via the anode space 42 to the carrier device 34 and through them to the anode 36 allows.

Die Anode 36 ist auf der Trägervorrichtung 34 angeordnet. Sie ist beispielsweise aus einem oxidkeramischen Material wie Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid mit Nickel als Katalysator hergestellt.The anode 36 is on the carrier device 34 arranged. It is made, for example, from an oxide-ceramic material such as yttrium-stabilized zirconium oxide with nickel as the catalyst.

Auf der Anode 36 ist eine Elektrolytschicht mit einem gasundurchlässigen Elektrolyten 44 angeordnet. Dieser Elektrolyt ist für Elektronen nicht leitfähig. Er ist jedoch Sauerstoffionen-leitend. Er ist beispielsweise aus einem keramischen Material hergestellt wie Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid.On the anode 36 is an electrolyte layer with a gas impermeable electrolyte 44 arranged. This electrolyte is not conductive for electrons. He is, however, oxygen ion-conducting. For example, it is made of a ceramic material such as yttria-stabilized zirconia.

Die Kathode 30 ist auf dem Elektrolyten 44 angeordnet. Sie ist beispielsweise aus einem oxidkeramischen Material hergestellt. Beispielsweise werden zur Herstellung Mischoxide wie Lanthan-Strontium-Manganat verwendet.The cathode 30 is on the electrolyte 44 arranged. It is made for example of an oxide ceramic material. For example, mixed oxides such as lanthanum-strontium manganate are used for the production.

Der Elektrolyt 44, die Anode 36, die Trägervorrichtung 34 und die elektrische Kontakteinrichtung 38 sind in dem Aufnahmeraum 22 des Gehäuses 12 angeordnet. Der zweite Gehäuseteil 16 überlappt diese Anordnung teilweise und bildet diesbezüglich eine Oberschale des Gehäuses 12.The electrolyte 44 , the anode 36 , the carrier device 34 and the electrical contact device 38 are in the recording room 22 of the housing 12 arranged. The second housing part 16 This arrangement partially overlaps and forms an upper shell of the housing in this regard 12 ,

Die Kathode 30 ist in dem Fenster 28 beabstandet zum zweiten Gehäuseteil 16 angeordnet, so dass kein elektrischer Kontakt mit diesem vorliegt.The cathode 30 is in the window 28 spaced from the second housing part 16 arranged so that there is no electrical contact with this.

Bei einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle, welche durch das Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul 10 aufgenommen ist, finden an der Kathode 30 folgende Zellreaktionen statt:

Figure 00160001
In a high temperature fuel cell powered by the high temperature fuel cell module 10 is included, find at the cathode 30 following cell reactions take place:
Figure 00160001

Der Anode 36 wird Brennstoff zugeführt. Es finden folgende Zellreaktionen statt: H2 + O2– → H2O + 2e– The anode 36 fuel is supplied. The following cell reactions take place: H 2 + O 2- > H 2 O + 2e -

Die entsprechende Brennstoffzelle wird bei einer Temperatur im Bereich von ca. 650°C bis 1000°C betrieben.The corresponding fuel cell is at a temperature in the range operated from about 650 ° C to 1000 ° C.

Der Brennstoff, welcher Wasserstoffgas ist oder Wasserstoffgas enthält, kann beispielsweise über einen Reformer geliefert werden.Of the Fuel which is hydrogen gas or contains hydrogen gas, can be delivered for example via a reformer.

Bei einer SOFC-Brennstoffzelle ist die Elektrolytschicht 44 oxidkeramisch.In an SOFC fuel cell, the electrolyte layer 44 oxidkeramisch.

Die Trägervorrichtung 34 und/oder die Anode 36 ist mit dem Überlappbereich 26 des zweiten Gehäuseteils 16 durch eine umlaufende Lotschicht 46 verbunden. Diese Lotschicht 46 kann sich dabei auch über den Elektrolyten 44 erstrecken. Die Lotschicht 46 ist so angeordnet und ausgebildet, dass der Anodenraum 42 durch diese fluiddicht gegenüber der Kathode 30 abgedichtet ist.The carrier device 34 and / or the anode 36 is with the overlap area 26 of the second housing part 16 through a circumferential layer of solder 46 connected. This layer of solder 46 can also be about the electrolyte 44 extend. The solder layer 46 is arranged and formed such that the anode space 42 through this fluid-tight with respect to the cathode 30 is sealed.

Die Lotschicht 46 stellt zusätzlich zu der Fixierung der Trägervorrichtung 34 über die elektrische Kontakteinrichtung 38 an dem Gehäuse 12 eine weitere mechanische Fixierung der Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 32 an dem Gehäuse 12 bereit. Ferner wird durch die Lotschicht 46 ein zusätzlicher elektronischer Leitungspfad 48 bereitgestellt (zusätzlich zu dem elektronischen Leitungspfad 50 über die elektrische Kontakteinrichtung 38), welcher die elektrische Kontaktierung der Anode 36 mit dem Gehäuse 12 verbessert.The solder layer 46 provides in addition to the fixation of the carrier device 34 via the electrical contact device 38 on the housing 12 a further mechanical fixation of the anode-electrolyte-cathode unit 32 on the housing 12 ready. Furthermore, by the solder layer 46 an additional electronic line path 48 provided (in addition to the electronic line path 50 via the electrical contact device 38 ), which is the electrical contacting of the anode 36 with the housing 12 improved.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist an der Kathode 30 eine weitere elektrische Kontakteinrichtung 52 angeordnet (1), über welche die Kathode 30 elektrisch mit einem benachbarten Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul verbindbar ist. Die elektrische Kontakteinrichtung 52 sorgt ferner für eine Oxidatorzuführbarkeit zu der Kathode 30. Die elektrische Kontakteinrichtung 52 ist beispielsweise über eine elektrische Isolierung 54 an dem Überlappbereich 26 des zweiten Gehäuseteils 16 abgestützt. Die elektrische Isolierung 54 kann auch als Fluiddichtung ausgebildet sein.In one embodiment, at the cathode 30 another electrical contact device 52 arranged ( 1 ), over which the cathode 30 electrically connectable to an adjacent high temperature fuel cell module. The electrical contact device 52 further provides oxidizer deliverability to the cathode 30 , The electrical contact device 52 is for example via an electrical insulation 54 at the overlap area 26 of the second housing part 16 supported. The electrical insulation 54 can also be designed as a fluid seal.

An dem ersten Gehäuseteil 14 können Öffnungen 56 angeordnet sein, über welche Brennstoff in den Anodenraum 42 einkoppelbar ist. Entsprechend sind dann in dem zweiten Gehäuseteil 16 durchgehende Öffnungen 58 angeordnet, welche fluchtend zu den Öffnungen 56 ausgerichtet sind.On the first housing part 14 can have openings 56 be arranged over which fuel in the anode compartment 42 can be coupled. Accordingly, then in the second housing part 16 through openings 58 arranged, which are aligned with the openings 56 are aligned.

An dem ersten Gehäuseteil 14 können dann weiterhin alternierend mit den Öffnungen 56 Öffnungen 60 angeordnet sein, welche zur Oxidatorzuführung zu der Kathode 30 dienen. Diese Öffnungen 60 sind dabei gegenüber dem Anodenraum 42 nicht offen. Sie setzen sich fort in Öffnungen 62 an dem zweiten Gehäuseteil 16.On the first housing part 14 can then continue alternating with the openings 56 openings 60 be arranged, which for Oxidatorzuführung to the cathode 30 serve. These openings 60 are opposite the anode compartment 42 not open. They continue in openings 62 on the second housing part 16 ,

Zur mechanischen Stabilisierung können Abstandshalterringe 64 vorgesehen sein, welche im Bereich der Öffnungen 56, 60 und/oder im Bereich der Öffnungen 58/62 angeordnet sind. Die Abstandshalterringe 64 können dabei elektrisch leitend ausgebildet sein. Sie weisen Durchtrittskanäle auf, um einen Brennstoffzugang zu dem Anodenraum 42 zu ermöglichen bzw. um einen Oxidatorzugang zu der Kathode 30 zu ermögliche.Spacer rings can be used for mechanical stabilization 64 be provided, which in the area of the openings 56 . 60 and / or in the region of the openings 58 / 62 are arranged. The spacer rings 64 can be electrically conductive. They have passageways to provide fuel access to the anode compartment 42 to enable or oxidator access to the cathode 30 to enable.

Der erste Gehäuseteil 14 und der zweite Gehäuseteil 16 sind pulvermetallurgisch hergestellt. Die Trägervorrichtung 34 kann ebenfalls pulvermetallurgisch hergestellt sein. Auch die elektrische Kontakteinrichtung 38 kann pulvermetallurgisch hergestellt sein. Auch die Abstandshalterringe 64 können pulvermetallurgisch hergestellt sein.The first housing part 14 and the second housing part 16 are made by powder metallurgy. The carrier device 34 can also be made by powder metallurgy. Also the electrical contact device 38 can be produced by powder metallurgy. Also the spacer rings 64 can be produced by powder metallurgy.

Falls ein Unterstützungsrahmen für das Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul 10 vorgesehen ist (in der Zeichnung nicht gezeigt), welcher zur Verhinderung einer Verformung von Dichtflächen im Hochtemperaturbetrieb dient, dann kann auch dieser pulvermetallurgisch hergestellt sein. Dieser kann auch in das Gehäuse 12 (einstückig) integriert sein.If a support frame for the high-temperature fuel cell module 10 is provided (not shown in the drawing), which serves to prevent deformation of sealing surfaces in high temperature operation, then this can be made by powder metallurgy. This can also be in the case 12 be integrated (in one piece).

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung wird, wie schematisch in 4 gezeigt, aus einem Ausgangsmaterial 66 ein Grünkörper 68 durch Bindemittelaushärtung hergestellt. Der Grünkörper 68 wird insbesondere endkonturnah hergestellt. Das Ausgangsmaterial ist eine Mischung aus einem Metallpulver und Bindemittel/Lösungsmittel. Gegebenenfalls kann, wenn eine poröse Struktur hergestellt werden soll, ein Porenbildner zugesetzt werden. Durch die Menge des Bindemittels im Ausgangsmaterial 66 lässt sich ebenfalls die Porosität (bzw. Nicht-Porosität) einstellen.In powder metallurgical production, as shown schematically in FIG 4 shown from a starting material 66 a green body 68 produced by binder hardening. The green body 68 is produced in particular near net shape. The starting material is a mixture of a metal powder and binder / solvent. Optionally, if a porous structure is to be produced, a pore former may be added. By the amount of binder in the starting material 66 can also adjust the porosity (or non-porosity).

Als Metallpulver wird insbesondere Stahlpulver verwendet, wobei der Stahl beispielsweise 14% bis 95% Cr und 86% bis 4% Fe enthält. Es können andere Legierungselemente wie La, Ti, Nb, Nn, Ni, Y2O3 usw. vorhanden sein.In particular, steel powder is used as metal powder, the steel containing, for example, 14% to 95% Cr and 86% to 4% Fe. There may be other alloying elements such as La, Ti, Nb, Nn, Ni, Y 2 O 3 , etc.

Der Grünkörper 68 kann auf verschiedene Arten wie beispielsweise durch Pressen, Folienguss oder Spritzen (MIM – metal injection molding) hergestellt werden.The green body 68 can be made in a variety of ways, such as pressing, tape casting or injection molding (MIM).

Der Grünkörper 68 wird in einem Ofen gesintert und man erhält dann das hergestellte Teil 70 als Sinterteil.The green body 68 is sintered in an oven and then obtained the manufactured part 70 as a sintered part.

Es hat sich gezeigt, dass bei der Herstellung von Bauteilen für ein Brennstoffzellenmodul durch Stanzen oder Prägen eine elastische Rückfederung feststellbar ist. Weiterhin können sich Risse und andere Oberflächenfehler beim Stanzen und Prägen ausbilden. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die für die Anwendung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen geeigneten Sonderstähle weniger geeignet sind für Umformen über Tiefziehen oder dergleichen.It has been shown to be used in the manufacture of components for a fuel cell module by punching or embossing a Elastic recovery is noticeable. Furthermore you can Cracks and other surface defects during punching and Train embossing. Furthermore, it has been shown that the suitable for use in high-temperature fuel cells Special steels are less suitable for forming over Thermoforming or the like.

Durch die pulvermetallurgische Herstellung können endkonturnah Teile und insbesondere Gehäuseteile für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle ohne Abfall in komplexen Geometrien mit hohem Automatisierungsgrad hergestellt werden. Dadurch ist eine optimale Reaktantenverteilung für den Betrieb einer Brennstoffzelle einstellbar.By the powder metallurgical production can close the final contour Parts and in particular housing parts for a high-temperature fuel cell without Waste made in complex geometries with a high degree of automation become. This provides an optimal reactant distribution for the operation of a fuel cell adjustable.

Bei pulvermetallurgisch hergestellten Bauteil-Werkstoffen erhält man eine bessere Verteilung (Dispergierung) der Legierungsbestandteile als bei konventionell schmelzmetallurgisch hergestellten Bauteil-Werkstoffen. Anreicherungszonen und Verarmungszonen für Legierungsbestandteile lassen sich durch die pulvermetallurgische Herstellung wirkungsvoll vermeiden. Dadurch erhält man eine höhere Oxidationsbeständigkeit beispielsweise des Gehäuses 12 oder der Trägervorrichtung 34. Das Oxidwachstum ist gleichmäßiger und die Verarmungszonen mit einer Durchbruchgefahr ist verringert. Beispielsweise zeigt es sich, dass bei dem Betrieb einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle bei ca. 800°C innerhalb von acht Stunden sich eine 20 μm dicke Oxidschicht bildet.In the case of component materials produced by powder metallurgy, a better distribution (dispersion) of the alloy constituents is obtained than with component materials produced conventionally by melt metallurgy. Enrichment zones and depletion zones for alloy components can be effectively avoided by powder metallurgy production. This gives a higher oxidation resistance, for example, of the housing 12 or the carrier device 34 , Oxide growth is more uniform and depletion zones with a breakdown risk are reduced. For example, it turns out that when operating a high-temperature fuel cell at about 800 ° C within eight hours forms a 20 micron thick oxide layer.

Durch die pulvermetallurgische Herstellung lassen sich auch komplexe dreidimensionale Geometrien herstellen. Insbesondere lassen sich Gaskanäle einformen, ohne dass die Gefahr des Materialreißens (wie sie bei Umformungsverfahren vorliegt) vorhanden ist. Verzug ist vermieden, so dass sich aus Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodulen mit pulvermetallurgisch hergestelltem Gehäuse 12 effektiv Brennstoffzellenstapel herstellen lassen.By the powder metallurgical production also complex three-dimensional geometries can be produced. In particular, gas ducts can be molded in without the risk of material rupture (as in the case of deformation processes) being present. Warpage is avoided, resulting in high-temperature fuel cell modules with powder metallurgically produced housing 12 effectively make fuel cell stacks.

Es ist dabei auch möglich, wie in 5 schematisch angedeutet, aus verschiedenen Ausgangsmaterialien 72, 74 einen Grünkörper 76 herzustellen. Beispielsweise umfasst der Grünkörper 76 einen metallischen Bereich 78 und einen Bereich 80, welcher durch Sintern oxidkeramisch wird. Dadurch lässt sich direkt beispielsweise auf der Trägervorrichtung 34 oder an dem Gehäuseteil 14 eine keramische Schicht 82 herstellen. Diese Schichtherstellung ist integral mit der Herstellung eines metallischen Bauteils.It is also possible, as in 5 schematically indicated, from different starting materials 72 . 74 a green body 76 manufacture. For example, the green body comprises 76 a metallic area 78 and an area 80 , which is oxide ceramic by sintering. This can be directly, for example, on the carrier device 34 or on the housing part 14 a ceramic layer 82 produce. This layer production is integral with the production of a metallic component.

Es ist grundsätzlich auch möglich, dass nicht die Anode die erste Schicht auf einem Elektrodenträger ist, sondern die Kathode, d. h. die Kathode ist auf einem Kathodenträger als erste Schicht angeordnet, auf der Kathode ist eine Elektrolytschicht angeordnet und auf der Elektrolytschicht ist als letzte Schicht die Anode angeordnet.It is also possible in principle that the anode is not the first layer on an electrode ger, but the cathode, ie, the cathode is arranged on a cathode support as a first layer, on the cathode, an electrolyte layer is disposed and on the electrolyte layer is arranged as the last layer, the anode.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls, welches in 3 in schematischer Schnittdarstellung gezeigt ist und dort mit 84 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse 86 mit einem ersten Gehäuseteil 88 und einem zweiten Gehäuseteil 90. Der erste Gehäuseteil 88 und der zweite Gehäuseteil 90 sind pulvermetallurgisch hergestellt. Sie sind grundsätzlich gleich ausgebildet wie der oben beschriebene erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil 16.A second embodiment of a fuel cell module according to the invention, which in 3 is shown in a schematic sectional view and there with 84 is designated comprises a housing 86 with a first housing part 88 and a second housing part 90 , The first housing part 88 and the second housing part 90 are made by powder metallurgy. They are basically the same design as the first housing part described above and the second housing part 16 ,

An dem ersten Gehäuseteil 88 ist eine Trägervorrichtung 92 beispielsweise in Form einer Bipolarplatte angeordnet. Diese Trägervorrichtung 92 ist insbesondere pulvermetallurgisch hergestellt und aus einem elektrisch leitenden Material wie beispielsweise PM-Stahl. Sie umfasst einen Rahmenbereich 94, welcher gasundurchlässig ist. Diese Gasundurchlässigkeit wird bei der pulvermetallurgischen Herstellung über das Ausgangsmaterial und dort über den Bindemittelanteil "gesteuert". An dem Rahmenbereich 84 sind integral ein oder mehrere Fensterbereiche 96 gebildet, wobei ein Fensterbereich 96 porös ist und dadurch gasdurchlässig ist. Diese Porosität wird bei der pulvermetallurgischen Herstellung von Ausgangsmaterial durch den Bindemittelanteil und gegebenenfalls über einen Porenbildner eingestellt. Durch einen porösen Fensterbereich 96 kann Brennstoffgas zu einer Anode 98 einer Anoden- Elektrolyt-Kathoden-Einheit 100 gelangen, welche auf der Trägervorrichtung 92 angeordnet ist, wobei die Anode 98 direkt auf der Trägervorrichtung 92 positioniert ist.On the first housing part 88 is a carrier device 92 arranged for example in the form of a bipolar plate. This carrier device 92 is made in particular powder metallurgy and made of an electrically conductive material such as PM steel. It includes a frame area 94 which is gas impermeable. This gas impermeability is "controlled" in the powder metallurgical production via the starting material and there via the binder content. At the frame area 84 are integral one or more window areas 96 formed, with a window area 96 is porous and thus gas permeable. This porosity is set in the powder metallurgical production of starting material by the binder fraction and optionally via a pore former. Through a porous window area 96 can fuel gas to an anode 98 an anode-electrolyte-cathode unit 100 which are on the carrier device 92 is arranged, wherein the anode 98 directly on the carrier device 92 is positioned.

Die Trägervorrichtung 92 kann über Stützfüße 102 an dem ersten Gehäuseteil 88 abgestützt sein, wobei Stützfüße insbesondere einstückig an dem Rahmenbereich 94 angeordnet sind. Die Trägervorrichtung 92 mit dem Rahmenbereich 94 und dem oder den Fensterbereichen 96 sowie gegebenenfalls den Stützfüßen 102 lässt sich über pulvermetallurgisches Herstellungsverfahren integral herstellen. Durch die Beabstandung einer Unterseite eines Fensterbereichs 96 der Trägervorrichtung 92 zu einer Innenseite des ersten Gehäuseteils 88 lässt sich ein Anodenraum ausbilden.The carrier device 92 Can over support feet 102 on the first housing part 88 be supported, with support legs in particular integrally to the frame area 94 are arranged. The carrier device 92 with the frame area 94 and the pane (s) 96 and optionally the support feet 102 can be produced integrally via a powder metallurgical production process. By spacing a bottom of a window area 96 the carrier device 92 to an inside of the first housing part 88 can form an anode compartment.

Die Trägervorrichtung 92 mit der darauf angeordneten Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit 100 kann ein separat hergestelltes Teil sein, welches nachträglich an dem ersten Gehäuseteil 88 fixiert ist. Es ist auch möglich, dass die Trägervorrichtung 92 integral an dem ersten Gehäuseteil 88 oder dem zweiten Gehäuseteil 90 angeordnet ist und insbesondere einstückig an diesem gebildet ist. Durch ein pulvermetallurgisches Herstellungsverfahren lässt sich grundsätzlich die Trägervorrichtung als Bipolarplatte in das Gehäuse 86 integrieren.The carrier device 92 with the anode-electrolyte-cathode unit disposed thereon 100 may be a separately manufactured part, which subsequently to the first housing part 88 is fixed. It is also possible that the carrier device 92 integral with the first housing part 88 or the second housing part 90 is arranged and in particular integrally formed on this. By a powder metallurgical manufacturing process, in principle, the carrier device can be in the housing as a bipolar plate 86 integrate.

Ansonsten ist das Brennstoffzellenmodul 84 grundsätzlich gleich ausgebildet wie das Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul 10 und funktioniert auf die gleiche Weise.Otherwise, the fuel cell module 84 basically the same design as the high-temperature fuel cell module 10 and works the same way.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls, welches in 6 gezeigt und dort mit 194 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse 195 mit einem ersten Gehäuseteil 196 und einem zweiten Gehäuseteil 198. Der zweite Gehäuseteil 198 ist grundsätzlich gleich ausgebildet wie der zweite Gehäuseteil 16 bei dem Brennstoffzellenmodul 10.A third embodiment of a fuel cell module according to the invention, which in 6 shown and there with 194 is designated comprises a housing 195 with a first housing part 196 and a second housing part 198 , The second housing part 198 is basically the same design as the second housing part 16 in the fuel cell module 10 ,

Der erste Gehäuseteil 196 weist einen Bodenbereich 200 auf, welcher "wellig" ausgebildet ist. Eine Innenseite 202 dieses Bodenbereichs 200 umfasst beabstandete Erhebungen 204, zwischen welchen Kanäle 206 gebildet sind. Die Kanäle 206 sind dabei derart miteinander verbunden, dass ein Anodenraum 208 gebildet ist. Der Anodenraum 208 ist durch den zweiten Gehäuseteil 198 nach oben geschlossen.The first housing part 196 has a floor area 200 on, which is "wavy" formed. An inside 202 this floor area 200 includes spaced surveys 204 between which channels 206 are formed. The channels 206 are connected to each other in such a way that an anode compartment 208 is formed. The anode compartment 208 is through the second housing part 198 closed up.

Die Erhebungen 204 weisen eine Einhüllende 210 auf, welche im Wesentlichen eine Ebene ist.The surveys 204 have an envelope 210 which is essentially a plane.

An den Erhebungen 204 ist ein Anodenträger 212 angeordnet. Er ist mit den Erhebungen 204 beispielsweise durch Schweißen oder Löten verbunden.At the elevations 204 is an anode carrier 212 arranged. He is with the surveys 204 for example, connected by welding or soldering.

Auf dem Anodenträger sitzt eine elektrochemische Funktionseinrichtung mit einer Anode, einer Elektrolytschicht und einer Kathode. Der Aufbau des Anodenträgers, welcher durch eine erfindungsgemäße Trägervorrichtung gebildet ist, und der elektrochemischen Funktionseinrichtung sowie die Verbindung mit dem zweiten Gehäuseteil 198 ist dabei grundsätzlich gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel 10 beschrieben.On the anode support sits an electrochemical functional device with an anode, an electrolyte layer and a cathode. The structure of the anode carrier, which is formed by a carrier device according to the invention, and the electrochemical functional device and the connection to the second housing part 198 is basically the same as described in the embodiment 10.

Bei dem Brennstoffzellenmodul 194 ist die Trägervorrichtung 214 (welche dem Anodenträger 212 entspricht) direkt an dem ersten Gehäuseteil 196 abgestützt. Eine elektrische Kontakteinrichtung entsprechend der elektrischen Kontakteinrichtung 38 ist nicht vorgesehen.In the fuel cell module 194 is the carrier device 214 (which the anode support 212 corresponds) directly to the first housing part 196 supported. An electrical contact device corresponding to the electrical contact device 38 is not scheduled.

Der erste Gehäuseteil 196 ist als Gasverteiler ausgebildet. Der Gasverteiler, welcher durch die Erhebungen 204 an der Innenseite 202 des ersten Gehäuseteils 196 gebildet ist, ist ein Gasverteiler für Brennstoffgas.The first housing part 196 is designed as a gas distributor. The gas distributor, which passes through the elevations 204 on the inside 202 of the first housing part 196 is formed, is a gas distributor for fuel gas.

Auf einer der Innenseite 202 gegenüberliegenden Außenseite 216 ist ebenfalls ein Gasverteiler gebildet. Mit der Außenseite 216 lässt sich eine Kathode eines benachbarten Brennstoffzellenmoduls verbinden, wobei durch die entsprechenden Kanäle an der Außenseite 216 die Kathode mit Oxidatorgas versorgbar ist.On one of the inside 202 gegenüberlie outside 216 is also a gas distributor formed. With the outside 216 a cathode of an adjacent fuel cell module can be connected, through the corresponding channels on the outside 216 the cathode can be supplied with oxidizer gas.

Ansonsten entspricht die Funktionsweise des Brennstoffzellenmoduls 194 der Funktionsweise des Brennstoffzellenmoduls 10.Otherwise, the operation of the fuel cell module corresponds 194 the operation of the fuel cell module 10 ,

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellenmoduls, welches in 7 gezeigt und dort mit 218 bezeichnet ist, ist ein Gehäuse 220 mit einem ersten Gehäuseteil 222 vorgesehen. Der erste Gehäuseteil 222 ist als Unterschale ausgebildet. Der erste Gehäuseteil 222 umfasst einen umlaufenden hochgezogenen Randbereich 224 mit einer im Wesentlichen ebenen Stirnfläche 226. Auf die Stirnfläche aufgelegt sitzt eine Trägervorrichtung 228, welche mit dem Randbereich 224 des ersten Gehäuseteils 222 beispielsweise durch Löten oder Schweißen verbunden ist. Die Trägervorrichtung 228 ist dabei mit einem gasundurchlässigen Rahmenbereich 230 auf den Randbereich 224 aufgesetzt.In a fourth embodiment of a fuel cell module according to the invention, which in 7 shown and there with 218 is designated, is a housing 220 with a first housing part 222 intended. The first housing part 222 is designed as a lower shell. The first housing part 222 includes a circumferential raised edge area 224 with a substantially flat face 226 , Placed on the face sits a support device 228 , which with the edge area 224 of the first housing part 222 For example, by soldering or welding is connected. The carrier device 228 is with a gas-impermeable frame area 230 on the edge area 224 placed.

An dem Rahmenbereich 230 ist integral ein poröser gasdurchlässiger Fensterbereich 232 gebildet.At the frame area 230 is integrally a porous gas permeable window area 232 educated.

Die Trägervorrichtung 228 bildet insbesondere mit ihrem Rahmenbereich 230 einen zweiten Gehäuseteil 234. Durch die Trägervorrichtung 228 als zweiten Gehäuseteil 234 und den ersten Gehäuseteil 222 mit seinem hochgezogenen Randbereich 224 ist ein Anodenraum 236 begrenzt. In diesem ist eine elektrische Kontakteinrichtung 238 angeordnet, welche grundsätzlich wie die oben beschriebene elektrische Kontakteinrichtung 38 funktioniert. Die elektrische Kontakteinrichtung 238 ist insbesondere mit dem ersten Gehäuseteil 222 verbunden und mit der Trägervorrichtung 228 verbunden.The carrier device 228 forms especially with its frame area 230 a second housing part 234 , By the carrier device 228 as a second housing part 234 and the first housing part 222 with its raised edge area 224 is an anode room 236 limited. This is an electrical contact device 238 arranged, which basically like the electrical contact device described above 38 works. The electrical contact device 238 is in particular with the first housing part 222 connected and with the carrier device 228 connected.

Es ist grundsätzlich möglich, dass der erste Gehäuseteil 222 direkt mit der Trägervorrichtung 228 verbunden ist.It is basically possible that the first housing part 222 directly with the carrier device 228 connected is.

Auf der Trägervorrichtung 228 ist eine Anode 240 angeordnet. Diese sitzt insbesondere an dem Fensterbereich 232, ohne über diesen hinauszuragen.On the carrier device 228 is an anode 240 arranged. This sits in particular on the window area 232 without sticking out over it.

Die Anode 240 ist durch eine Elektrolytschicht 242 überdeckt. Die Elektrolytschicht 242 läuft dabei über eine Seitenfläche 244 der Anode 240 in den Rahmenbereich 230, das heißt die Elektrolytschicht 242 weist einen Bereich 246 auf, welcher auf dem Rahmenbereich 230 der Trägervorrichtung 228 liegt.The anode 240 is through an electrolyte layer 242 covered. The electrolyte layer 242 runs over a side surface 244 the anode 240 in the frame area 230 that is the electrolyte layer 242 has an area 246 on which is on the frame area 230 the carrier device 228 lies.

Die Elektrolytschicht 242 ist gasdicht. Sie deckt die Anode 240 oben nach außen ab und über den Bereich 246 seitlich nach außen ab. Da der Bereich 246 auf den Rahmenbereich 230 aufgesetzt ist, kann seitlich kein Brennstoffgas aus dem Fensterbereich 232 direkt auf die Kathodenseite gelangen oder durch die Anode 240 durch auf die Kathodenseite gelangen.The electrolyte layer 242 is gas-tight. It covers the anode 240 above outward and over the area 246 laterally outwards. As the area 246 on the frame area 230 is attached, can not side fuel gas from the window area 232 go directly to the cathode side or through the anode 240 pass through on the cathode side.

Es ist grundsätzlich auch möglich, dass die Elektrolytschicht 242 den Rahmenbereich 230 nach oben vollständig abdeckt. Dadurch lässt sich die Isolationswirkung bezüglich elektronischer Leitung des Brennstoffzellenmoduls 218 zu einem benachbarten Brennstoffzellenmodul erhöhen.It is also possible in principle that the electrolyte layer 242 the frame area 230 completely covers upwards. This allows the isolation effect with respect to electronic line of the fuel cell module 218 increase to an adjacent fuel cell module.

Der Flächenbereich, welcher durch die Elektrolytschicht 242 abgedeckt wird, ist größer als der Flächenbereich des Fensterbereichs 232 und ist auch größer als der Flächenbereich der Anode 240.The surface area which passes through the electrolyte layer 242 is covered, is larger than the area of the window area 232 and is also larger than the area of the anode 240 ,

Ansonsten funktioniert das Brennstoffzellenmodul 218 wie oben beschrieben.Otherwise, the fuel cell module works 218 as described above.

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Claims (31)

Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul, umfassend eine Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (32; 100) mit einer Anode (36; 98; 240), einem Elektrolyten (44; 242) und einer Kathode (30), und ein Gehäuse (12; 86; 195; 220) aus einem elektrisch leitfähigen Material mit einem oder mehreren Gehäuseteilen (14, 16; 88, 90; 196, 198; 222, 234), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gehäuseteil (14, 16; 88, 90) pulvermetallurgisch hergestellt ist.High-temperature fuel cell module comprising an anode-electrolyte-cathode unit ( 32 ; 100 ) with an anode ( 36 ; 98 ; 240 ), an electrolyte ( 44 ; 242 ) and a cathode ( 30 ), and a housing ( 12 ; 86 ; 195 ; 220 ) made of an electrically conductive material having one or more housing parts ( 14 . 16 ; 88 . 90 ; 196 . 198 ; 222 . 234 ), characterized in that at least one housing part ( 14 . 16 ; 88 . 90 ) is produced by powder metallurgy. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuseteil (14, 16; 88, 90; 196, 198; 222, 234) ein Sinterteil (70) ist.High-temperature fuel cell module according to claim 1, characterized in that the at least one housing part ( 14 . 16 ; 88 . 90 ; 196 . 198 ; 222 . 234 ) a sintered part ( 70 ). Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuseteil (14, 16; 88, 90; 196, 198; 222, 234) aus einem Ausgangsmaterial hergestellt ist, welches ein Metallpulver und ein Bindemittel aufweist.High-temperature fuel cell module according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one housing part ( 14 . 16 ; 88 . 90 ; 196 . 198 ; 222 . 234 ) is made of a raw material comprising a metal powder and a binder. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuseteil (14, 16; 88, 90; 196, 198; 222, 234) aus Stahl hergestellt ist.High-temperature fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one housing part ( 14 . 16 ; 88 . 90 ; 196 . 198 ; 222 . 234 ) is made of steel. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (12; 86; 195) oder einem Gehäuseteil (222) eine Trägervorrichtung (34; 92; 214; 228) für die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (32; 100) angeordnet ist.High-temperature fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that on the housing ( 12 ; 86 ; 195 ) or a housing part ( 222 ) a carrier device ( 34 ; 92 ; 214 ; 228 ) for the anode-electrolyte-cathode unit ( 32 ; 100 ) is arranged. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (34; 92; 214; 228) pulvermetallurgisch hergestellt ist.High-temperature fuel cell module according to claim 5, characterized in that the carrier device ( 34 ; 92 ; 214 ; 228 ) is produced by powder metallurgy. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (34; 92; 228) über eine elektrische Kontakteinrichtung (38; 102; 238) an dem Gehäuse (12; 86; 222) angeordnet ist.High-temperature fuel cell module according to claim 5 or 6, characterized in that the carrier device ( 34 ; 92 ; 228 ) via an electrical contact device ( 38 ; 102 ; 238 ) on the housing ( 12 ; 86 ; 222 ) is arranged. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (92) pulvermetallurgisch hergestellt ist.High-temperature fuel cell module according to claim 7, characterized in that the electrical contact device ( 92 ) is produced by powder metallurgy. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (92; 38) Teil der Trägervorrichtung (92) ist oder an der Trägervorrichtung (34; 228) fixiert ist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 5 to 8, characterized in that the electrical contact device ( 92 ; 38 ) Part of the carrier device ( 92 ) or on the carrier device ( 34 ; 228 ) is fixed. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (38; 238) gasdurchlässig ausgebildet ist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 7 to 9, characterized in that the electrical contact device ( 38 ; 238 ) is gas permeable. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (214) direkt an dem Gehäuse (195) angeordnet ist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier device ( 214 ) directly on the housing ( 195 ) is arranged. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12; 86; 220) eine im Wesentlichen ebene Innenseite (24) aufweist.High-temperature fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 12 ; 86 ; 220 ) a substantially flat inside ( 24 ) having. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (195) mit einer Gasverteilungsstruktur (206) versehen ist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 1 to 11, characterized in that the housing ( 195 ) with a gas distribution structure ( 206 ) is provided. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (34; 92; 214; 228) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 5 to 13, characterized in that the carrier device ( 34 ; 92 ; 214 ; 228 ) is made of an electrically conductive material. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (92) integral an dem Gehäuse (86) gebildet ist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 5 to 14, characterized in that the carrier device ( 92 ) integral with the housing ( 86 ) is formed. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (92; 214; 228) einen gasundurchlässigen Rahmenbereich (94; 230) und mindestens einen gasdurchlässigen porösen Fensterbereich (96; 232) aufweist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 5 to 15, characterized in that the carrier device ( 92 ; 214 ; 228 ) a gas impermeable frame area ( 94 ; 230 ) and at least one gas-permeable porous window area ( 96 ; 232 ) having. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen Fensterbereich (96; 232) eine Elektrode (240) angeordnet ist.High-temperature fuel cell module according to claim 16, characterized in that at the at least one window area ( 96 ; 232 ) an electrode ( 240 ) is arranged. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12; 86; 196; 222) einen ersten Gehäuseteil (14; 88) aufweist, welcher schalenförmig ausgebildet ist.High-temperature fuel cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 12 ; 86 ; 196 ; 222 ) a first housing part ( 14 ; 88 ), which is cup-shaped. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12; 86; 195) einen zweiten Gehäuseteil (16; 90; 198) aufweist, welcher mit dem ersten Gehäuseteil (14; 88; 196) verbunden ist und welcher die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (32; 100) teilweise überlappt.High-temperature fuel cell module according to claim 18, characterized in that the housing ( 12 ; 86 ; 195 ) a second housing part ( 16 ; 90 ; 198 ), which with the first housing part ( 14 ; 88 ; 196 ) and which the anode-electrolyte-cathode unit ( 32 ; 100 ) partially overlapped. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil (16; 90; 198) ein Fenster (28) aufweist, in welchem beabstandet zu dem zweiten Gehäuseteil (16; 90; 198) mindestens teilweise die Kathode (30) angeordnet ist.High-temperature fuel cell module according to claim 19, characterized in that the second housing part ( 16 ; 90 ; 198 ) a window ( 28 ), in which spaced from the second Ge housing part ( 16 ; 90 ; 198 ) at least partially the cathode ( 30 ) is arranged. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (32; 100) und/oder eine Trägervorrichtung (34; 92; 214) für die Anoden-Elektrolyt-Kathoden-Einheit (32; 100) über eine Lotschicht (46) mit dem zweiten Gehäuseteil (16; 90; 198) verbunden ist.High-temperature fuel cell module according to claim 19 or 20, characterized in that the anode-electrolyte-cathode unit ( 32 ; 100 ) and / or a carrier device ( 34 ; 92 ; 214 ) for the anode-electrolyte-cathode unit ( 32 ; 100 ) over a solder layer ( 46 ) with the second housing part ( 16 ; 90 ; 198 ) connected is. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (46) an dem Elektrolyten (44) angeordnet ist.High-temperature fuel cell module according to claim 21, characterized in that the solder layer ( 46 ) on the electrolyte ( 44 ) is arranged. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotschicht (46) als Fluiddichtung für einen Anodenraum (42; 208) ausgebildet ist.High-temperature fuel cell module according to claim 21 or 22, characterized in that the solder layer ( 46 ) as a fluid seal for an anode compartment ( 42 ; 208 ) is trained. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägervorrichtung (228) Teil des Gehäuses (220) ist.High-temperature fuel cell module according to one of claims 1 to 18, characterized in that a carrier device ( 228 ) Part of the housing ( 220 ). Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (228) ein Deckelelement des Gehäuses (220) bildet, welches einen Elektrodenraum (236) abschließt.High-temperature fuel cell module according to claim 24, characterized in that the carrier device ( 228 ) a lid member of the housing ( 220 ) forming an electrode space ( 236 ) completes. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine gasdichte Elektrolytschicht (242) einen gasdurchlässigen Fensterbereich (232) der Trägervorrichtung (228) vollständig überdeckt.High-temperature fuel cell module according to claim 24 or 25, characterized in that a gas-tight electrolyte layer ( 242 ) a gas-permeable window area ( 232 ) the carrier device ( 228 completely covered. Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterstützungsrahmen vorgesehen ist, welcher pulvermetallurgisch hergestellt ist.High-temperature fuel cell module after a of the preceding claims, characterized in that a support frame is provided which powder metallurgical is made. Verfahren zur Herstellung einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle, welche eine oder mehrere metallische Komponenten umfasst, bei dem mindestens eine metallische Komponente pulvermetallurgisch hergestellt wird.Method for producing a high-temperature fuel cell, which comprises one or more metallic components, in which at least one metallic component produced by powder metallurgy becomes. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Ausgangsmaterial, welches ein Metallpulver und ein Bindemittel umfasst, ein Grünkörper hergestellt wird, welcher gesintert wird.Method according to Claim 28, characterized that from a starting material, which is a metal powder and a Binder comprises a green body produced which is sintered. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünkörper endkonturnah hergestellt wird.Method according to claim 29, characterized that the green body is produced close to the final contour. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere keramische Schichten an der mindestens einen pulvermetallurgisch hergestellten Komponente integral mit hergestellt werden.Method according to one of claims 28 to 30, characterized in that one or more ceramic layers on the at least one component produced by powder metallurgy be made integral with.
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