DE102007044634A1 - Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEMFC) einschließlich Vorrichtungen zu deren Kühlung - Google Patents

Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEMFC) einschließlich Vorrichtungen zu deren Kühlung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEMFC) mit einer nicht oder nur minimal im Bereich von 0-20 K variierenden Temperatur im Elektrodenraum der Zelle sowie einem hohen Temperaturgradienten, vorzugsweise von 20-80 K, zwischen Elektrodenraum und Kühlmitteleintritt, in dem eine Zellkonstruktion vorgesehen ist, welche es erlaubt, die Wärme auf einem Temperaturniveau nahe 100°C abzuführen und gleichzeitig ein Temperaturniveau im Elektrodenraum im Bereich von 70 bis 200°C, vorzugsweise 120 bis 180°C, zu gewährleisten. Gemäß einer Ausführungsform weist die HT-PEMFC einen bipolarplattenintegrierten Kühlkreislauf auf, wobei die Kühlkanäle eine Beschichtung zur Ausbildung eines Mantels mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aufweisen oder wobei in den Kühlkanälen Rohre aus einem Material niedriger Wärmeleitfähigkeit vorgesehen sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die HT-PEMFC keinen Kühlkreislauf auf, wobei die Bipolarplatten auf mindestens einer Seite der Zelle in den Außenbereich der Zelle herausgeführt sind und in dem Außenbereich der Bipolarplatten ein Kühlkreislauf integriert ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEMFC) einschließlich Vorrichtungen zur Kühlung von HT-PEMFC mit Flüssigwasser mittels gesteuertem Gradientenverlauf.
  • Hintergrund und Stand der Technik
  • Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellen (HT-PEMFC) sind für einen Einsatztemperaturbereich von 70 bis etwa 200°C, besonders jedoch für Temperaturen von 120 bis 180°C geeignet. Im Gegensatz zu konventionellen Polymerelektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC), welche einen Betriebstemperaturbereich von 0–90°C aufweisen, kann die Hochtemperatur-PEMFC nicht mit nach dem Stand der Technik üblichen Verfahren mit Wasser gekühlt werden. Dieses liegt darin begründet, dass sich bei solchen Verfahren nur ein geringer Temperaturgradient zwischen Kühlwasser und Elektrodenraum einstellt. Somit bleiben nach dem Stand der Technik zur Erzielung eines für die HT-PEMFC passenden Arbeitsbereiches nach dem Stand der Technik nur folgende Möglichkeiten:
    • a) Kühlung mit unter Druck stehendem Wasser
    • b) Kühlung mit anderen Wärmeträgermedien
    • c) Kühlung mit im Zellinneren verdampfendem Wasser oder mit Wasserdampf
    • d) Kühlung mit Luft
  • Die genannten Verfahren werden zum Teil bei verwandten Zellen eingesetzt, z. B. Verfahren a) bei großen Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PAFC) der Fa. IFC (PC25). Eine Ausführungsvariante ist in DE-A-263113 beschrieben.
  • Weiterhin wird Verfahren b) nach heutigem Stand der Technik bei HT-PEMFC eingesetzt. Auch an Zellen nach Verfahren c) wird gearbeitet.
  • Alle genannten Verfahren weisen im Vergleich zur Kühlung mit Flüssigwasser erhebliche Nachteile auf.
  • Verfahren a) führt zu teuren Zellkonstruktionen, da der Kühlkreislauf druckfest ausgeführt sein muss; so werden z. B. zu Kühlschlangen geformte Edelstahlrohre in die Zellen integriert.
  • Verfahren b) weist neben dem Nachteil der erhöhten Kosten für das Kühlmittel eine erhöhte Anforderung an die Dichtigkeit des Systems auf, da kleine Mengen in den Elektrodenbereich eindringendes Kühlmittel die Zelle irreversibel schädigen können, während kleine Mengen Wasser praktisch folgenlos bleiben. Außerdem sind derartige Kühlmittel umweltschädlich.
  • Verfahren c) weist den erheblichen Nachteil einer sehr schwer beherrschbaren Dynamik auf, da im Kühlmittelbereich befindliches, verdampfendes Wasser sehr schnell zu Temperatureinbrüchen führt, und die Verdampfungsrate je nach aktuellen Zellzustand, besonders der aktuellen Temperaturverteilung, starken Schwankungen unterworfen ist. Setzt man statt dessen Wasser durchgängig in der Dampfphase ein, muss entweder das Auskondensieren im wärmeabführenden Wärmetauscher vermieden oder das Wasser vor dem Zelleintritt wieder verdampft werden. Zusätzlich sind für die Durchströmung der Zelle mit Wasserdampf eine erhöhte Pumpenergie sowie teurere Aggregate erforderlich, da erhöhte Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit bestehen.
  • Gleiches gilt für Variante d) hinsichtlich des für die Kühlluftführung erforderlichen Energieaufwands. Weiterhin ist mit Luftkühlung eine Nutzung der Restwärme auf erhöhtem Temperaturniveau praktisch nicht möglich.
  • In der DE 10 2005 044 316 A1 wird über eine spezielle Ausführung des Kühlmittelkanals innerhalb des Stacks berichtet. Die dort vorgestellte Anordnung beschreibt einen zu den Außenrändern der Bipolarplatte hin verschmälerten Kanal und einen damit korrespondierenden, zum Kanalrand hin verbreiterten Außensteg. Dies soll eine erhöhte Druckfestigkeit im Bereich des Kühlmittelkanals bewirken und hat weder eine signifikante Auswirkung auf den Temperatur-Verlauf im Bereich der Bipolarplatte, noch auf die Temperaturspreizung zwischen Kühlmittel- und Bipolarplattentemperatur.
  • In der DE 199 62 679 A1 sowie in DE 199 30 875 A1 wird eine Hochtemperatur-PEMFC beschrieben, welche mit Thermoöl gekühlt wird, um so ein betriebsentsprechendes Temperaturniveau bei gleichzeitig niedriger Temperaturdifferenz zum Temperaturniveau des Kühlmittels zu gewährleisten. Um an Temperaturniveaus unterhalb von 100°C anzukoppeln, wird dort der Einsatz eines Primär- und eines Sekundärkühlkreislaufs vorgeschlagen.
  • In der DE 202 10 508 U1 wird eine mit verdampfendem Kühlmittel arbeitende Brennstoffzelle nach dem Heat-Pipe-Prinzip beschrieben. Auch diese Anordnung weist keine Vorteile im Hinblick auf einen hohen Temperaturgradienten zwischen Kühlmittel und Stack auf.
  • In der DE 199 35 719 C2 wird eine Vorrichtung zur Verminderung von Temperaturgradienten zwischen Kühlmittel und Elektrode beschrieben, welche eine extern angeordnete Kühlungseinrichtung umfasst.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle einschließlich Vorrichtungen zu deren Kühlung vorzusehen, mit denen es gelingt, einerseits einen ausreichend hohen Temperaturgradienten von beispielsweise mehr als 20°C zwischen Kühlmittel und Aktivbereich der Zelle aufrecht zu erhalten und andererseits einen hinreichend geringen Temperaturgradienten über dem gesamten Aktivbereich der Zelle zu gewährleisten.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle gemäß Anspruch 1. Bevorzugte bzw. besonders zweckmäßige Ausführungsformen des Anmeldungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit eine Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEMFC) mit einer nicht oder nur minimal im Bereich von 0–20 K variierenden Temperatur im Elektrodenraum der Zelle sowie einem hohen Temperaturgradienten, vorzugsweise von 20–80 K, zwi schen Elektrodenraum und Kühlmitteleintritt, in dem eine Zellkonstruktion vorgesehen ist, welche es erlaubt, die Wärme auf einem Temperaturniveau nahe 100°C abzuführen und gleichzeitig ein Temperaturniveau im Elektrodenraum im Bereich von 70 bis 200°C, vorzugsweise 120 bis 180°C, zu gewährleisten.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die HT-PEMFC einen bipolarplattenintegrierten Kühlkreislauf auf, wobei die Kühlkanäle eine Beschichtung zur Ausbildung eines Mantels mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aufweisen oder wobei in den Kühlkanälen Rohre aus einem Material niedriger Wärmeleitfähigkeit vorgesehen sind.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die HT-PEMFC keinen bipolarplattenintegrierten Kühlkreislauf auf, wobei die Bipolarplatten auf mindestens einer Seite der Zelle in den Außenbereich der Zelle herausgeführt sind und in dem Außenbereich der Bipolarplatten ein Kühlkreislauf integriert ist.
  • Mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtungen gelingt die Realisierung einer Kühlung mit Kühlmedium, vorzugsweise Flüssigwasser, aber auch anderen Kühlmedien, mit gegenüber der Betriebstemperatur der Zelle deutlich erniedrigtem Temperaturniveau. In Standard-Anordnungen ist eine solche Kühlung nicht realisierbar, da die üblicherweise verwendeten Bipolarplatten-Anordnungen eine so hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, dass eine Differenz von mehr als 20°C zwischen Kühlmitteltemperatur und Zelltemperatur praktisch nicht realisierbar ist. Erfindungsgemäß gelingt somit die Lösung der im Stand der Technik bisher nicht lösbaren Aufgabe, einerseits diesen Temperaturgradienten von der Zelle zum Kühlmittel aufzubauen und andererseits gleichzeitig einen hinreichend geringen Temperaturgradienten über den gesamten Aktivbereich der Zelle bereitzustellen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung gelingt der Betrieb einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einer geeigneten, kaum variierenden Temperatur im Elektrodenraum in Verbindung mit einem hohen Temperaturgradienten zum Kühlmitteleintritt, in dem eine Zellkonstruktion vorgesehen wird, welche es erlaubt, die Wärme auf einem Temperaturniveau nahe 100°C abzuführen und gleichzeitig ein Temperaturniveau im Elektrodenraum zu gewährleisten, welches im Bereich von vorzugsweise 120 bis 180°C liegt.
  • Für diese erfindungsgemäße Lösung bestehen mehrere Ausführungsformen, die je nach Materialverfügbarkeit und weiteren konstruktiven Anforderungen ausgewählt werden können. Ein allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gemeinsamer Lösungsansatz ist die Schaffung von Zonen verminderter Wärmeleitfähigkeit zwischen Kühlmittel und Zelle einerseits, sowie der Gewährleistung einer möglichst hohen Wärmeleitfähigkeit im Aktivbereich andererseits. Mit diesem Prinzip wird die Einhaltung einer geringen Temperaturspanne zwischen verschiedenen Zonen im Aktivbereich der Zelle gewährleistet, obwohl das verwendete Kühlmittel um bis zu 100°C kälter sein kann, wie die geforderte Zelltemperatur.
  • Erfindungsgemäß werden folgende bevorzugte Ausführungsformen vorgesehen:
    • a) Aufbau einer konventionellen Zelle mit bipolarplattenintegriertem Kühlkreislauf und zusätzliche Ausbildung eines Mantels mit niedriger Wärmeleitfähigkeit durch Beschichtung der Kühlkanäle oder durch Einbringen von Rohren bzw. Schläuchen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit im Wandbereich.
    • b) Aufbau einer konventionellen Zelle ohne bipolarplattenintegriertem Kühlkreislauf, dafür mit Herausführung der Bipolarplatten auf mindestens einer Seite der Zelle in den Außenbereich der Zelle und Kühlung dort durch Integrierung eines Kühlkreislaufs in dem Außenbereich der Bipolarplatten. Durch die erfindungsgemäße Trennung von Innenbereich (Aktivbereich) und Außenbereich (Kühlbereich) kann der Wärmewiderstand zwischen Kühlmittel und Aktivbereich soweit erhöht werden, dass sich bei üblichen Betriebspunkten ein hinreichend großer Temperaturgradient zwischen Kühl- und Aktivbereich einstellt. Die Kühlkanäle können hierbei sowohl durch die Form der elektrisch isolierten, aneinander liegenden Bipolarplatten als auch durch mit den Bipolarplatten im thermischen Kontakt stehende Rohre oder Schläuche definiert sein. Diese Rohre bzw. Schläuche können sowohl vollständig von den Bipolarplatten umschlossen sein als auch an den Außenrändern der Bipolarplatten anliegen und nicht von diesen umschlossen sein.
    • c) Aufbau gemäß b), wobei die zur Kühlmitteldurchführung verwendeten Rohre gleichzeitig für die Verspannung der Zelle eingesetzt werden.
    • d) Eine beliebige Kombination der Ausführungsformen a), b) und c)
  • Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen bewirkt gegenüber dem z. B. durch DE 199 62 679 A1 wiedergegebenen Stand der Technik eine verbesserte Temperaturverteilung bei gleichzeitig hoher Temperaturdifferenz zwischen Kühlmittel und Aktivbereich.
  • Bei der Ausführungsform b) ist es bevorzugt, dass die Bipolarplatten auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Zelle in den Außenbereich der Zelle herausgeführt sind.
  • Eine sinnvolle Auslegung der erfindungsgemäß vorgesehenen Kühlvorrichtungen lässt sich über die Wärmeleitungsgleichung erstellen. Unterstellt man einen vollständigen Wärmeübergang im Kontaktbereich zum Kühlkanal, ist die Temperatur der Kühlkanalwand identisch mit der Kühlmitteltemperatur. Damit ist der Temperaturgradient über den Randbereich des Bipolarplattenmaterials aufzubringen. Um den Einsatz von Bipolarplatten mit isotroper Wärmeleitfähigkeit zu ermöglichen, sollte die zur Wärmeleitung zur Verfügung stehende Querschnittsfläche im Randbereich möglichst klein im Verhältnis zur Querschnittsfläche der Umrandung des Aktivbereichs sein. Daher ist eine dreieckförmige Ausgestaltung der Bipolarplatten im Außenbereich bevorzugt. Erfindungsgemäß ist jedoch jede Ausformung des Außenbereichs möglich, welche durch eine gegenüber der entsprechenden Seite der Umrandungsfläche des Aktivbereichs zum Kühlmittelkanal hin verringernde, der Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Querschnittsfläche gekennzeichnet ist. Besonders bevorzugt ist die dreieckförmige Anordnung sowie die dreieckförmige Anordnung mit zwei Kühlkanälen, da diese Ausführungsformen sowohl eine starke Verringerung der zur Wärmeübertragung stehenden Querschnittsfläche zum Kühlkanal bzw. zu den Kühlkanälen hin als auch eine weitgehend gleichmäßige Temperaturverteilung entlang der betreffenden Aktivflächenumrandung aufweisen.
  • Eine sinnvolle Dimensionierung lässt sich unter Zugrundelegung des erfindungsgemäßen Prinzips der sich zum Kühlmittelkanalbreich hin verringernden, für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehenden Querschnittsflächen durch Anwendung der Wärmeleitungsgleichungen nach dem Stand der Technik auslegen.
  • Die im Aktivbereich produzierte Wärmeleistung liegt im Bereich von 0,01 bis 2 W/cm2, besonders im Bereich von 0,1 bis 0,5 W/cm2. Unter Zugrundelegung einer aktiven Fläche von 100 cm2 ergibt sich so eine abzuführende Wärmeleistung von 10 bis 50 W pro Zelle.
  • Bei einer Zellkühlung von zwei Seiten ergibt sich bei einer Wärmeleistung von 25 W/Zelle pro Seite eine abzuführende Wärmeleistung von 12,5 W.
  • Mit einer Wärmeleitfähigkeit des Bipolarplattenmaterials von z. B. 50 W/m/K folgt unter Annahme einer Bipolarplattendicke von 2 mm, einem gewünschten Temperaturgradienten von 60 K sowie einer gegenüber der Umrandungsquerschnittsfläche halbierten Wärmeübertragungsfläche ein Abstand des Kühlmittelkanals von der Umrandungsquerschnittsfläche von 2,4 cm. In der Praxis sind noch Effekte aus einer über die Weglänge veränderlichen Querschnittsfläche sowie die nicht ideale Ankopplung der Kühkanalrandfläche an das Kühlmedium zu berücksichtigen.
  • Im Normalfall stellt bereits die aus Graphit-Komposit bestehende Bipolarplatte ein Material hinreichend geringer Leitfähigkeit dar, wie die vorliegenden Modellrechnungen zeigen.
  • Als eine Ausführungsvariante (optional, da nur eine Graphit-Kompositplatte ebenso möglich ist) kann der Einsatz einer Graphit-Kompositplatte (Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 20–80 W/m/K) mit Herausführung in den Kühlbereich und der Einsatz einer zweiten Graphit-Bipolarplatte nur im Aktivbereich mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit von ca. 200 W/m/K in x-y-Richtung genannt werden.
  • Prinzipiell sind auch andere Kühlmittel als Wasser geeignet, jedoch ist es ein besonderer Vorteil der Erfindung, gerade den Einsatz von nicht unter Überdruck stehendem Wasser, und damit eines Kühlmediums mit einer Temperatur von maximal 100°C in einer Hochtemperatur-PEMFC zu ermöglichen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt
  • 1 den Ausschnitt einer erfindungsgemäß ausgeführten Bipolarplattenhälfte einer HT-PEMFC mit Kühlanbindung und modelliertem Temperaturverlauf.
  • Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden erläutert: Eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle wird nach dem bekannten Stand der Technik, beispielsweise gemäß DE 199 62 679 A1 , aufgebaut, wobei jedoch die ursprüngliche Kühlfunktion in der als Kathoden- und Kühlplatte verwendeten Bipolarplatte entfällt. Stattdessen wird diese Bipolarplatte nach den nicht für die Medienzuführung verwendeten Seiten hin verbreitert, so dass diese Bipolarplatte nach beiden gegenüberliegenden Seiten hin einige Zentimeter über den Zellstack hinausragt. Die so herausgebildeten Enden der Bipolarplatte können nach beiden Seiten hin abgeschrägt sein und sind mit zwei an geeigneter Stelle angebrachten Löchern zur Bildung eines Kühlkanals bzw. in einer anderen Ausführungsform zur Durchführung eines Kühlmittelschlauchs oder -rohrs versehen. Durch diese Schläuche oder Rohre wird Kühlmittel in Form von Flüssigwasser im Temperaturbereich zwischen 80 und 100°C durchgeführt und so die in der Zelle auf einem Temperaturniveau zwischen 120 und 180°C produzierte Wärme abgeführt. Die Konstruktion ist in der in 1 wiedergegebenen Skizze gezeigt, welche modellierte ISO-Linien der Temperatur, angegeben in Kelvin (K), enthält. Die Kühlmitteltemperatur wurde hierbei mit 300 K angenommen.
  • Die konkret gewählte Dimensionierung ist abhängig von den Eigenschaften der gewählten Bipolarplattenkomponenten sowie von den geforderten Betriebsstromdichtebereichen und -temperaturen. Erfindungsgemäß wirksame Geometrien können sowohl über Modellrechnungen als auch über die Ermittlung von Temperaturverteilungen aufgebauter Brennstoffzellen unter Variation der Plattendicken und Randbereichsauslegungen ermittelt werden.
  • Das Ausführungsbeispiel zeigt die erfindungsgemäße Anordnung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern gilt für alle oben beschriebenen sowie für daraus ableitbare Anordnungen. Bei den bevorzugt gewählten Anordnungen b) sowie geeigneten Kombinationen a) bis d) ist gewährleistet, dass die Temperaturverteilung über die Zelle günstig ist im Vergleich zu anderen Konstruktionen mit vergleichbarem maximalen Temperaturdifferenzen.
  • Die Erfindung wurde anhand einer Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle erläutert, ohne auf diesen Zelltyp beschränkt zu sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 263113 A [0003]
    • - DE 102005044316 A1 [0010]
    • - DE 19962679 A1 [0011, 0023, 0035]
    • - DE 19930875 A1 [0011]
    • - DE 20210508 U1 [0012]
    • - DE 19935719 C2 [0013]

Claims (9)

  1. Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEMFC) mit einer nicht oder nur minimal im Bereich von 0–20 K variierenden Temperatur im Elektrodenraum der Zelle sowie einem hohen Temperaturgradienten, vorzugsweise von 20–80 K, zwischen Elektrodenraum und Kühlmitteleintritt, in dem eine Zellkonstruktion vorgesehen ist, welche es erlaubt, die Wärme auf einem Temperaturniveau nahe 100°C abzuführen und gleichzeitig ein Temperaturniveau im Elektrodenraum im Bereich von 70 bis 200°C, vorzugsweise 120 bis 180°C, zu gewährleisten.
  2. HT-PEMFC nach Anspruch 1, welche einen bipolarplattenintegrierten Kühlkreislauf aufweist, wobei die Kühlkanäle eine Beschichtung zur Ausbildung eines Mantels mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aufweisen oder wobei in den Kühlkanälen Rohre aus einem Material niedriger Wärmeleitfähigkeit vorgesehen sind.
  3. HT-PEMFC nach Anspruch 1, welche keinen bipolarplattenintegrierten Kühlkreislauf aufweist, wobei die Bipolarplatten auf mindestens einer Seite der Zelle in den Außenbereich der Zelle herausgeführt sind und in dem Außenbereich der Bipolarplatten ein Kühlkreislauf integriert ist.
  4. HT-PEMFC nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatten auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Zelle in den Außenbereich der Zelle herausgeführt sind.
  5. HT-PEMFC nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Außenbereich der Bipolarplatten integrierte Kühlkreislauf Kühlkanäle aufweist, welche durch die Form der Bipolarplatten und wahlweise zusätzlich vorgesehenen Dichtungen definiert sind.
  6. HT-PEMFC nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Außenbereich der Bipolarplatten integrierte Kühlkreislauf Kühlkanäle aufweist, welche durch im thermischen Kontakt mit den Bipolarplatten stehende Rohre oder Schläuche definiert sind.
  7. HT-PEMFC nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im thermischen Kontakt mit den Bipolarplatten stehenden Rohre oder Schläuche an den Außenrändern der Bipolarplatten anliegen und nicht von diesen umschlossen sind.
  8. HT-PEMFC nach mindestens einem der Ansprüche 3–7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich im Innenbereich der Bipolarplatten ein Kühlkreislauf integriert ist.
  9. HT-PEMFC nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmedium für die Kühlkreisläufe Flüssigwasser dient.
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