DE102008005502A1 - Fuel cell, in particular for arrangement in a fuel cell stack and fuel cell stack - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle (1), insbesondere zur Anordnung in einem Brennstoffzellenstapel, mit einer ersten Bipolarplatte (2) und einer zweiten Bipolarplatte (3) und mit einer Membran-Elektroden-Anordnung (4), die zwischen den zwei planparallel zueinander angeordneten Bipolarplatten (2, 3) angeordnet ist, wobei zwischen der ersten Bipolarplatte (2) und der Membran-Elektroden-Anordnung (4) ein Anodenströmungsfeld (F1) und zwischen der zweiten Bipolarplatte (3) und der Membran-Elektroden-Anordnung (4) ein Kathodenströmungsfeld (F1) durch in die erste Bipolarplatte (2) bzw. in die zweite Bipolarplatte (3) eingebrachte Kanalstrukturen mit Anodenkanälen (K1) bzw. Kathodenkanälen (K2) gebildet ist, und wobei die Membran-Elektroden-Anordnung (4) mindestens eine Öffnung (8) umfasst, die strömungsausgangsseitig des Anodenströmungsfelds (F1) von diesem einen Teil des Anodenabgases strömungseingangsseitig in das Kathodenströmungsfeld (F2) in ein Kathodengas einführt. Erfindungsgemäß ist im Bereich der Öffnung (8) mindestens ein Zuschaltelement (9) angeordnet, das die Abführung des Teiles des Anodenabgases in das Kathodengas steuert.The invention relates to a fuel cell (1), in particular for arrangement in a fuel cell stack, with a first bipolar plate (2) and a second bipolar plate (3) and with a membrane-electrode arrangement (4) between the two bipolar plates arranged plane-parallel to one another (2, 3), wherein between the first bipolar plate (2) and the membrane electrode assembly (4) an anode flow field (F1) and between the second bipolar plate (3) and the membrane electrode assembly (4) Cathode flow field (F1) by in the first bipolar plate (2) and in the second bipolar plate (3) introduced channel structures with anode channels (K1) and cathode channels (K2) is formed, and wherein the membrane-electrode assembly (4) at least one Opening (8), the flow-side of the anode flow field (F1) from this part of the anode exhaust gas on the inlet side introduces into the cathode flow field (F2) in a cathode gas. According to the invention, at least one connection element (9) is arranged in the region of the opening (8), which controls the discharge of the part of the anode exhaust gas into the cathode gas.
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle, insbesondere zur Anordnung in einem Brennstoffzellenstapel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Brennstoffzellenstapel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.The The invention relates to a fuel cell, in particular for the arrangement in a fuel cell stack according to the preamble of claim 1 and a fuel cell stack according to the The preamble of claim 13.
Ein Brennstoffzellenstapel (auch kurz Stack genannt) besteht aus mehreren, elektrisch in Serie geschalteten, planparallel übereinander gestapelt angeordneten Brennstoffzellen. Jede Brennstoffzelle weist eine Anode, eine Kathode und einen dazwischen angeordneten Elektrolyt auf, beispielsweise in Form einer Polymer-Elektrolyt-Membran (kurz PEM bezeichnet), die zusammen eine Membran-Elektroden-Anordnung (kurz MEA bezeichnet) bilden. Zwischen den im Brennstoffzellenstapel benachbarten Membran-Elektroden-Anordnungen ist jeweils eine Bipolarplatte (auch Bipolar-Separatorplatteneinheit genannt) angeordnet. Die Bipolarplatte dient dabei der Beabstandung benachbarter Membran-Elektroden-Anordnungen, dem Verteilen von Reaktionsstoffen für die Brennstoffzelle wie Brennstoff und Oxidator über die angrenzenden Membran-Elektroden-Anordnungen und dem Abführen der Reaktionsstoffe in hierfür vorgesehenen, jeweils zu den Membran-Elektroden-Anordnungen hin offenen Kanälen, der Abfuhr der Reaktionswärme über ein in separaten Kühlmittelkanälen geführtes Kühlmittel sowie der Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Anode und der Kathode von benachbarten Membran-Elektroden-Anordnungen.One Fuel cell stack (also called stack for short) consists of several, electrically connected in series, plane-parallel one above the other Stacked arranged fuel cells. Each fuel cell points an anode, a cathode and an electrolyte therebetween on, for example in the form of a polymer electrolyte membrane (short PEM), which together form a membrane-electrode assembly (MEA short) form. Between those in the fuel cell stack adjacent membrane electrode assemblies are each a bipolar plate (also called bipolar separator plate unit) arranged. The bipolar plate serves the spacing of adjacent membrane electrode assemblies, distributing reactants for the fuel cell such as fuel and oxidizer via the adjacent membrane-electrode assemblies and the removal of the reactants in this provided, respectively to the membrane-electrode assemblies out open channels, the removal of the heat of reaction via a guided in separate coolant channels Coolant and the production of an electrical connection between the anode and the cathode of adjacent membrane-electrode assemblies.
Als Reaktionsstoffe werden ein Brennstoff und ein Oxidationsmittel eingesetzt. Meist werden gasförmige Reaktionsstoffe (kurz: Reaktionsgase) eingesetzt, z. B. Wasserstoff oder ein Wasserstoff enthaltenes Gas (z. B. Reformatgas) als Brennstoff und Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltenes Gas (z. B. Luft) als Oxidationsmittel. Unter Reaktionsstoffe werden alle an der elektrochemischen Reaktion beteiligten Stoffe verstanden, einschließlich der Reaktionsprodukte, wie z. B. Wasser.When Reactants are a fuel and an oxidant used. Most gaseous reactants (in short: reaction gases) are used, z. B. hydrogen or a hydrogen-containing gas (eg, reformate gas) as fuel and oxygen or an oxygen-containing gas (eg. As air) as an oxidizing agent. Under Reactants are all understood substances involved in the electrochemical reaction, including the reaction products, such as. B. water.
Die jeweilige Bipolarplatte besteht beispielsweise aus zwei planparallel miteinander verbundenen Formteilen, insbesondere Platten – einer ersten Platte zur Verbindung mit der Anode der einen Membran-Elektroden-Anordnung und einer zweiten Platte zur Verbindung mit der Kathode einer anderen Membran-Elektroden-Anordnung. An der der einen Membran-Elektroden-Anordnung zugewandten Oberfläche der ersten Platte sind dabei Anodenkanäle zur Verteilung eines Brennstoffs entlang der Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet, wobei an der der anderen Membran-Elektroden-Anordnung zugewandten Oberfläche der zweiten Platte Kathodenkanäle zur Verteilung des Oxidators über diese Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet sind. Die Kathodenkanäle und die Anodenkanäle haben keine Verbindung miteinander.The respective bipolar plate consists for example of two plane-parallel interconnected moldings, in particular plates - one first plate for connection to the anode of a membrane-electrode assembly and a second plate for connection to the cathode of another The membrane electrode assembly. At the one membrane electrode assembly facing surface of the first plate are anode channels for distributing a fuel along the membrane-electrode assembly arranged on the other of the membrane electrode assembly facing surface of the second plate cathode channels for distributing the oxidizer via this membrane-electrode assembly are arranged. The cathode channels and the anode channels have no connection with each other.
Die Kathoden- und Anodenkanäle werden dabei von durch Erhebungen voneinander getrennten Vertiefungen auf den jeweils den Membran-Elektroden-Anordnungen zugewandten Oberflächen der ersten und zweiten Platte gebildet. Die erste und zweite Platte sind vorzugsweise geformt, insbesondere hohl geprägt. Die Erhebungen und Vertiefungen werden beispielsweise diskontinuierlich durch Formrecken, Tiefziehen, Fließpressen oder dergleichen, oder kontinuierlich durch Walzen oder Ziehen hergestellt. Je nach Ausbildung der beiden Platten können diese auf der von der Membran-Elektroden-Anordnung abgewandten Seite wiederum Kathoden- bzw. Anodenkanäle einer angrenzenden weiteren Brennstoffzelle aufweisen. In diesem Fall ist die jeweilige Bipolarplatte aus einem Formteil mit beidseitig eingebrachten Kanalstrukturen und somit als eine Platte ausgeführt. Auch können die Platten Kühlmittelkanäle zur Durchleitung von Kühlmittel aufweisen.The Cathode and anode channels are thereby by surveys mutually separate recesses on each of the membrane-electrode assemblies facing surfaces of the first and second plates formed. The first and second plates are preferably shaped, in particular hollow embossed. The surveys and depressions, for example discontinuous by forming, deep drawing, extrusion or the like, or produced continuously by rolling or drawing. Depending on the design of the two plates, these can the side facing away from the membrane-electrode assembly side again Cathode or anode channels of an adjacent another Have fuel cell. In this case, the respective bipolar plate from a molded part with channel structures introduced on both sides and thus executed as a plate. Also can the plates coolant channels for passage of coolant.
Bestimmte Brennstoffzellen benötigen darüber hinaus einen gewissen Wassergehalt, um eine ausreichende Ionenleitfähigkeit aufzuweisen. Dies trifft insbesondere auf Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen zu, die aus fluorierten Sulfonsäuren basierende Materialien bestehen, wie z. B. Nafion.Certain Fuel cells also need a certain water content, to ensure adequate ionic conductivity exhibit. This is especially true for polymer electrolyte membrane fuel cells to, fluorinated sulfonic acid based materials exist, such. Nafion.
Ferner ist es insbesondere unter bestimmten Betriebsbedingungen, wie beispielsweise bei einem Kaltstart oder bei einem Betrieb bei niedrigen Temperaturen oder niedriger Leistung oder bei teilweiser Befeuchtung des Kathodengases erforderlich, die Brennstoffzelle zu erwärmen. Hierzu ist es bekannt, überschüssiges Anodenabgas, welches beispielsweise aufgrund der nicht homogenen Verteilung des Wasserstoffs auf der Membran im Anodenabgas enthalten ist, dem Kathodengas zuzuführen, um eine Verbrennung entweder in den Anodenkanälen oder in den Kathodenkanälen vorzusehen.Further it is especially under certain operating conditions, such as during a cold start or during operation at low temperatures or low power or partial moistening of the cathode gas required to heat the fuel cell. This is It is known, excess anode exhaust gas which for example due to the non-homogeneous distribution of the hydrogen contained on the membrane in the anode exhaust gas to supply the cathode gas, to burn either in the anode channels or in provide the cathode channels.
Aus
der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzelle anzugeben, die eine einfache Anodenabgasabführung ermöglicht. Darüber hinaus ist ein verbesserter Brennstoffzellenstapel anzugeben.The invention is therefore based on the object to provide a fuel cell, the one multiple anode exhaust gas removal allows. In addition, an improved fuel cell stack is to be specified.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 1 bzw. die im Anspruch 13 angegebenen Merkmale.The The object is achieved by in the claim 1 and the features specified in claim 13.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Brennstoffzelle umfasst eine erste Bipolarplatte und eine zweite Bipolarplatte und eine Membran-Elektroden-Anordnung, die zwischen den zwei planparallel zueinander angeordneten Bipolarplatten angeordnet ist. Dabei ist zwischen der ersten Bipolarplatte und der Membran-Elektroden-Anordnung ein Anodenströmungsfeld und zwischen der zweiten Bipolarplatte und der Membran-Elektroden-Anordnung ein Kathodenströmungsfeld durch in die erste Bipolarplatte bzw. in die zweite Bipolarplatte eingebrachte Kanalstrukturen mit Anodenkanälen bzw. Kathodenkanälen gebildet. Zur Nutzung des im Anodenabgas vorhandenen nicht umgesetzten Wasserstoffs umfasst die Membran-Elektroden-Anordnung mindestens eine Öffnung, die strömungsausgangsseitig des Anodenströmungsfelds von diesem ein Teil eines Anodenabgases strömungseingangsseitig in das Kathodenströmungsfeld in ein Kathodengas einführt. Erfindungsgemäß ist im Bereich der Öffnung mindestens ein Zuschaltelement angeordnet, das die Abführung des Anodenabgases in das Kathodengas steuert.The Fuel cell comprises a first bipolar plate and a second Bipolar plate and a membrane electrode assembly between arranged the two plane-parallel arranged bipolar plates is. It is between the first bipolar plate and the membrane-electrode assembly an anode flow field and between the second bipolar plate and the membrane-electrode assembly, a cathode flow field through into the first bipolar plate or into the second bipolar plate introduced channel structures with anode channels or cathode channels educated. To use the unreacted in the anode exhaust gas Hydrogen includes the membrane-electrode assembly at least an opening, the flow exit side of the Anodenströmungsfelds of this part of an anode exhaust gas flow side into the cathode flow field into a cathode gas. According to the invention at least one switching element is arranged in the region of the opening, this is the removal of the anode exhaust gas into the cathode gas controls.
Durch die Integration eines Zuschaltelements im Bereich der Öffnung zur Abführung des Anodenabgases in das Kathodengas ist eine gezielte Steuerung der Zufuhr von Wasserstoff in das Kathodengas, insbesondere Luft ermöglicht, um eine daraus resultierende katalytische Verbrennung zu begrenzen. Insbesondere ist es möglich, über eine derartige dosierte Abführung des Anodenabgases gezielt die Temperatur der Brennstoffzelle zu steuern und somit eine für einen Kaltstart oder ähnliche Wärme benötigende Betriebsprozesse erforderliche Temperatur einzustellen. Darüber hinaus ist es durch die Steuerung der Anodenabgasabführung sichergestellt, dass keine unkontrollierte Verbrennung erfolgt. Somit sind Beschädigungen der Membran-Elektroden-Anordnung, insbesondere deren Gasdiffusionslagen sicher vermieden. Darüber hinaus ist durch das Zuschaltelement eine unkontrollierte Zuführung von Anodenabgas in das Kathodengas über die Öffnung sicher vermieden. Zur temperaturabhängigen Steuerung der Anodenabgasabführung kann insbesondere die schon vorhandene Überwachung der Zellen- oder Stapelbetriebstemperatur genutzt und in die Steuerung der Anodenabgasabführung integriert werden.By the integration of a Zuschaltelements in the region of the opening for discharging the anode exhaust gas into the cathode gas a targeted control of the supply of hydrogen in the cathode gas, In particular, air allows for a resulting to limit catalytic combustion. In particular, it is possible over such targeted metered discharge of the anode exhaust gas to control the temperature of the fuel cell and thus a for a cold start or similar heat requiring Set operating processes required temperature. About that It is also through the control of anode exhaust gas removal ensures that no uncontrolled combustion takes place. Consequently are damage to the membrane-electrode assembly, in particular their gas diffusion layers safely avoided. Furthermore is by the Zuschaltelement an uncontrolled feed from anode exhaust gas into the cathode gas via the opening safely avoided. For temperature-dependent control of anode exhaust gas removal In particular, the already existing monitoring of Cell or stack operating temperature and used in the controller the anode exhaust gas removal are integrated.
Um eine Ansammlung des Gemisches aus Anodenabgas und Kathodengas zu vermeiden und um eine Beschädigung von Gasdiffusionslagen der Membran-Elektroden-Anordnung durch die gezielt ausgelöste und gesteuerte Verbrennung sicher zu vermeiden, ist die Öffnung zweckmäßigerweise in einem katalysatorfreien Bereich der Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet. Darüber hinaus ist die Öffnung, insbesondere deren Größe, entsprechend angepasst. Beispielsweise ist die Öffnung zumindest aus einer oder mehreren Durchgangsbohrungen oder aus einem oder mehreren Schlitzen gebildet. Dabei weisen die Öffnungen einen besonders kleinen Durchmesser im μm- oder mm-Bereich auf.Around an accumulation of the mixture of anode exhaust gas and cathode gas to avoid and damage gas diffusion layers the membrane electrode assembly by the targeted triggered and to safely avoid controlled combustion is the opening expediently in a catalyst-free region arranged the membrane-electrode assembly. Furthermore is the opening, especially its size, adjusted accordingly. For example, the opening at least one or more through holes or one or more slots. Here are the openings a particularly small diameter in the μm or mm range on.
In einer möglichen Ausführungsform ist die Öffnung in einem Trägerrahmen der Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet, an welchen zweckmäßigerweise ein Anodenausgang (auch Anodenport genannt) des Anodenströmungsfeldes und ein Kathodeneingang (auch Kathodenport genannt) des Kathodenströmungsfeldes angrenzen.In One possible embodiment is the opening in a support frame of the membrane-electrode assembly arranged on which expediently an anode outlet (also called anode port) of the anode flow field and a cathode input (also called cathode port) of the cathode flow field adjoin.
Für einen möglichst kompakten Aufbau der Brennstoffzelle ist das Zuschaltelement ganz oder teilweise im Bereich des Anodenausgangs oder des Kathodeneingangs an oder in der ersten Bipolarplatte bzw. zweiten Bipolarplatte angeordnet.For a compact construction of the fuel cell is possible the switching element in whole or in part in the region of the anode output or the cathode input on or in the first bipolar plate or second bipolar plate arranged.
Vorzugsweise ist das Zuschaltelement sehr kompakt ausgebildet und selbsttätig wirksam. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau und einen kompakten Aufbau der Brennstoffzelle bzw. des Brennstoffzellenstapels.Preferably the Zuschaltelement is very compact and automatic effective. This allows a simple structure and a compact design of the fuel cell or the fuel cell stack.
In einer möglichen Ausführungsform ist das Zuschaltelement als ein Druckzuschaltventil ausgebildet. Dabei sperrt das Druckzuschaltventil in Analogie zu einem Überdruckventil die Öffnung so lange ab, bis ein am Druckzuschaltventil eingestellter Druck erreicht ist. Ist der eingestellte Druck erreicht, öffnet das Druckzuschaltventil und ein Teil des Anodenabgases wird in das Kathodengas eingeführt. Zweckmäßigerweise ist das Druckzuschaltventil an einer der Seiten der Öffnung entweder auf der Kathoden- oder auf der Anodenseite angeordnet. Als Druckzuschaltventil ist beispielsweise ein selbsttätiges Federklappenventil vorgesehen. Dabei wird entsprechend der eingestellten Federspannung des Federklappenventils bei entsprechend hohem Überdruck im Anodenströmungsfeld am Anodenausgang die Federklappe geöffnet und somit eine Abführung des Anodenabgases in das Kathodengas ermöglicht. Dabei ist sowohl die Größe der Öffnung als auch die eingestellte Federspannung an die Art, Größe und die Druckverhältnisse der Brennstoffzelle angepasst.In a possible embodiment is the Zuschaltelement designed as a pressure switch valve. The pressure switch valve locks in analogy to a pressure relief valve the opening until a pressure set at the pressure switch valve decreases is reached. When the set pressure is reached, opens the pressure switch valve and a part of the anode exhaust gas is in the Cathode gas introduced. Conveniently, is the pressure switch valve on one side of the opening arranged either on the cathode or on the anode side. As Druckzuschaltventil is for example an automatic Spring flap valve provided. It is set according to the set Spring tension of the spring flap valve at a correspondingly high overpressure in the anode flow field at the anode outlet, the spring flap opened and thus a discharge of the anode exhaust gas in the cathode gas allows. Here is both the size the opening as well as the set spring tension the type, size and pressure conditions adapted to the fuel cell.
Da die Membran-Elektroden-Anordnung weitgehend aus weichen und sehr flexiblen Materialien besteht, kann eine Federspannung des Federklappenventils schwer einstellbar sein. Aus diesem Grunde sieht die Erfindung alternativ vor, die einzustellende Federspannung durch Einbauten in zumindest einer der Bipolarplatten zu unterstützen. In einer möglichen Ausführungsform ist hierzu ein elastisches kompressibles Material, insbesondere ein Kunststoff, z. B. ein Elastomer, wie Silikon, oder Polypropylen, vorgesehen, das beispielsweise als ein Formteil zwischen Öffnung und dem als Federklappenventil ausgebildeten Zuschaltelement angeordnet ist.Since the membrane electrode assembly consists largely of soft and very flexible materials, a spring tension of the spring flap valve can be difficult to adjust. For this Basically, the invention provides alternatively to support the spring tension to be adjusted by internals in at least one of the bipolar plates. In one possible embodiment, this is an elastic compressible material, in particular a plastic, for. As an elastomer, such as silicone, or polypropylene, provided, which is arranged for example as a molded part between the opening and designed as a spring flap valve switching element.
Alternativ zu der Verwendung eines Federklappenventils und/oder eines elastisch kompressiblen Materials kann das Druckzuschaltventil auch als ein elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektropneumatisch angetriebenes Steuerventil ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Druckzuschaltventil als ein beweglich angetriebenes Zylinderventil ausgeführt sein, das sich im Wesentlichen zumindest über die Länge der Öffnung erstreckt. Durch Drehen bzw. Längsverschiebung des in der Öffnung angeordneten Zylinderventils ist die Abführung eines Teils des Anodenabgases in das Kathodengas steuerbar.alternative to the use of a spring flapper valve and / or an elastic Compressible material, the pressure switch valve as a electrically, pneumatically, hydraulically or electropneumatically driven Control valve to be formed. For example, the pressure switch valve as be a movably driven cylinder valve executed that is essentially at least over the length the opening extends. By turning or longitudinal displacement of the cylinder valve arranged in the opening is the Removal of a portion of the anode exhaust gas in the cathode gas controllable.
Bevorzugt ist die Brennstoffzelle Teil eines Brennstoffzellenstapels. Bei der Brennstoffzelle handelt es sich insbesondere um eine so genannte Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (kurz PEMFC genannt). Diese ist üblicherweise als ein Brennstoffzellenstapel aus einer Vielzahl von planparallel übereinander angeordneten Brennstoffzellen mit einer Vielzahl von Bipolarplatten gebildet, zwischen denen jeweils eine Membran-Elektroden-Anordnung mit einem Anodenströmungsfeld einerseits und einem Kathodenströmungsfeld andererseits angeordnet ist, wobei strömungsausgangsseitig des Anodenströmungsfelds von diesem ein Teil des Anodenabgases strömungseingangsseitig in das Kathodenströmungsfeld in ein Kathodengas einführbar ist. Erfindungsgemäß sind ein in Endplatten angeordneter Sammelanodenkanal und ein Sammelkathodenkanal fluidisch miteinander über zumindest eine Öffnung verbunden, wobei im Bereich der Öffnung mindestens ein Zuschaltelement angeordnet ist, das die Abführung eines Teils des Anodenabgases in das Kathodengas steuert.Prefers the fuel cell is part of a fuel cell stack. at The fuel cell is in particular a so-called Polymer electrolyte membrane fuel cell (called PEMFC for short). These is commonly referred to as a fuel cell stack of a Variety of plane-parallel stacked fuel cells formed with a variety of bipolar plates, between each one a membrane-electrode assembly with an anode flow field on the one hand and a cathode flow field on the other is arranged, wherein the flow-side of the anode flow field from this part of the anode exhaust gas flow input side into the cathode flow field in a cathode gas insertable is. According to the invention, a collection anode channel arranged in end plates and a collection cathode channel fluidly with each other over connected at least one opening, wherein in the region of the opening at least one switching element is arranged, which is the discharge a portion of the anode exhaust gas controls in the cathode gas.
In einer möglichen Ausführungsform ist die Öffnung in Form einer Durchgangsbohrung oder eines Kanals in der Endplatte zwischen den in einer einzelnen Endplatte parallel nebeneinander angeordneten Sammelanodenkanal und Sammelkathodenkanal angeordnet, wobei das Zuschaltelement seitlich an dem Sammelanodenkanal oder dem Sammelkathodenkanal in oder an der Öffnung in der betreffenden Endplatte angeordnet ist.In One possible embodiment is the opening in the form of a through hole or a channel in the end plate between those in a single end plate parallel to each other arranged collecting anode channel and collection cathode channel arranged wherein the Zuschaltelement laterally on the collecting anode channel or the collecting cathode channel in or at the opening in the relevant End plate is arranged.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Öffnung zwischen parallel übereinander angeordnetem Sammelanodenkanal und Sammelkathodenkanal in Form von Vertiefungen in zwei benachbarten Endplatten eingebracht, wobei das Zuschaltelement kopf- oder stirnseitig des Brennstoffzellenstapels sich über mindestens zwei Endplatten erstreckt.In an alternative embodiment is the opening between parallel stacked collecting anode channel and collecting cathode channel in the form of recesses in two adjacent end plates introduced, wherein the Zuschaltelement head or front side of the fuel cell stack extends over at least two end plates.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
Dabei
ist zwischen der einen Seite, insbesondere der Unterseite der ersten
Bipolarplatte
Die
Membran-Elektroden-Anordnung
Rahmenseitig
ist zur Vermeidung einer fluidischen Verbindung von Anodenströmungsfeld
F1 und Kathodenströmungsfeld F2 beidseitig der Membran-Elektroden-Anordnung
Zur
Erzielung einer gesteuerten Verbrennung unter anderem zur Temperierung
der Brennstoffzelle
Dabei
ist die Öffnung
Bevorzugt
ist das Zuschaltelement
Zur
Einstellung der Federspannung kann darüber hinaus zwischen
Federklappenventil
Auch
kann das Zuschaltelement
Die
zur Ansteuerung des Steuerventils
Zur
fluidischen Verbindung des Anodenströmungsfelds F1 mit
dem Kathodenströmungsfeld F2 ist eine Öffnung
In
einer alternativen Ausführung ist die Öffnung
Insbesondere
werden bei den Ausführungsbeispielen nach
- 11
- Brennstoffzellefuel cell
- 22
- Erste BipolarplatteFirst bipolar
- 33
- Zweite BipolarplatteSecond bipolar
- 44
- Membran-Elektroden-EinheitMembrane-electrode assembly
- 55
- anodenseitige Gasdiffusionslageanode side Gas diffusion layer
- 66
- kathodenseitige Gasdiffusionslagecathode side Gas diffusion layer
- 77
- Dichtungpoetry
- 88th
- Öffnungopening
- 99
- ZuschaltelementZuschaltelement
- 1010
- Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
- 1111
- Endplattenendplates
- 1212
- SammelkathodenkanalCollecting cathode channel
- 1313
- SammelanodenkanalCollection anode channel
- 1414
- Öffnungopening
- DD
- Drehachseaxis of rotation
- F1F1
- AnodenströmungsfeldAnode flow field
- F2F2
- KathodenströmungsfeldCathode flow field
- K1K1
- Anodenkanalanode channel
- K2K2
- Kathodenkanalcathode channel
- Kaka
- Anodenausganganode output
- KeKe
- Kathodeneingangcathode input
- TT
- Translationsachsetranslation axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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