DE102014018954A1 - holder - Google Patents

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DE102014018954A1
DE102014018954A1 DE102014018954.6A DE102014018954A DE102014018954A1 DE 102014018954 A1 DE102014018954 A1 DE 102014018954A1 DE 102014018954 A DE102014018954 A DE 102014018954A DE 102014018954 A1 DE102014018954 A1 DE 102014018954A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (1') für eine Membran-Elektroden-Anordnung (2), umfassend eine Membran-Elektroden-Einheit (2.1) und zwei Gasdiffusionsschichten (2.2, 2.3), – wobei die Membran-Elektroden-Einheit (2.1) zwischen einer ersten Gasdiffusionsschicht (2.2) und dem Rahmenelement (1.1) angeordnet ist, – und wobei die Membran-Elektroden-Einheit (2.1) stoffschlüssig mit dem Rahmenelement (1.1) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Gasdiffusionsschicht (2.2) ausschließlich mit einer Flachseite des Rahmenelements (1.1) und einer Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit (2.1) stoffschlüssig verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Haltevorrichtung (1') für eine Membran-Elektroden-Anordnung (2).The invention relates to a holding device (1 ') for a membrane electrode assembly (2), comprising a membrane electrode assembly (2.1) and two gas diffusion layers (2.2, 2.3), - the membrane electrode assembly (2.1) between a first gas diffusion layer (2.2) and the frame element (1.1) is arranged, - and wherein the membrane-electrode unit (2.1) is materially connected to the frame element (1.1). According to the invention, it is provided that the first gas diffusion layer (2.2) is materially connected exclusively to a flat side of the frame element (1.1) and to an end face of the membrane electrode unit (2.1). The invention further relates to a method for producing a holding device (1 ') for a membrane electrode assembly (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Membran einer Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Haltevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a holding device for a membrane of a membrane electrode assembly for a fuel cell according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for producing such a holding device according to the preamble of claim 7.

Brennstoffzellen wandeln chemische Energie in elektrische Energie um. Hierfür umfassen Brennstoffzellen als Kernkomponente eine so genannte Membran-Elektroden-Einheit, die eine ionen- und/oder protonenleitfähige Membran aufweist, wobei beidseitig an der Membran Elektroden, insbesondere eine Kathode und eine Anode, angeordnet sind. Zudem können Gasdiffusionsschichten beidseitig an der Membran-Elektroden-Einheit angeordnet sein.Fuel cells convert chemical energy into electrical energy. For this purpose, fuel cells comprise as the core component a so-called membrane-electrode unit which has an ion- and / or proton-conductive membrane, wherein electrodes are arranged on both sides of the membrane, in particular a cathode and an anode. In addition, gas diffusion layers can be arranged on both sides of the membrane electrode assembly.

In der DE 10 2011 105 071 A1 ist eine Haltevorrichtung für eine Membran einer Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle beschrieben, wobei die Membran formschlüssig zwischen zwei Rahmenelementen angeordnet ist, an welchen randseitig zumindest abschnittsweise jeweils ein Dichtelement angeordnet ist, und wobei die Membran mit den Rahmenelementen mittels eines Bindemittels stoffschlüssig verbunden ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Membran an einem einzelnen der Rahmenelemente angeordnet ist.In the DE 10 2011 105 071 A1 a holding device for a membrane of a membrane-electrode assembly for a fuel cell is described, wherein the membrane is positively disposed between two frame members on which edge at least partially each a sealing element is arranged, and wherein the membrane with the frame elements by means of a binder materially connected is. It is provided that the membrane is arranged on a single frame elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Haltevorrichtung mit einer Membran einer Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle sowie ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu Herstellung einer solchen Haltevorrichtung anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved holding device with a membrane of a membrane electrode assembly for a fuel cell and a comparison with the prior art improved method for producing such a holding device.

Hinsichtlich der Haltevorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und hinsichtlich des Verfahrens mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst.With regard to the holding device, the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1 and in terms of the method with the features specified in claim 7.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Es ist eine Haltevorrichtung für eine Membran-Elektroden-Anordnung vorgesehen, bei der die Membran-Elektroden eine Membran-Elektroden-Einheit und zwei Gasdiffusionsschichten umfasst. Die Membran-Elektroden-Einheit ist zwischen einer ersten Gasdiffusionsschicht und einem inneren Randbereich eines Rahmenelements angeordnet, wobei die Membran-Elektroden-Einheit stoffschlüssig mit dem Rahmenelement verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Gasdiffusionsschicht ausschließlich mit dem inneren Randbereich des Rahmenelements und einer Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit stoffschlüssig verbunden ist.There is provided a holding device for a membrane-electrode assembly in which the membrane electrodes comprises a membrane-electrode assembly and two gas diffusion layers. The membrane-electrode unit is arranged between a first gas diffusion layer and an inner edge region of a frame element, wherein the membrane-electrode unit is integrally connected to the frame element. According to the invention, it is provided that the first gas diffusion layer is connected in a materially bonded manner exclusively to the inner edge region of the frame element and to an end face of the membrane electrode assembly.

Mittels der derart ausgebildeten Haltevorrichtung wird auf einen stoffschlüssigen Verbund zwischen einer Flachseite der ersten Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit verzichtet, so dass ein Druck auf die erste Gasdiffusionsschicht gegenüber dem Stand der Technik verringert ist. Damit ist die Haltevorrichtung gegenüber dem Stand der Technik kostengünstiger und prozesssicherer herstellbar. Weiterhin ist eine Dichtwirkung innerhalb der Haltevorrichtung verbessert, da die Anzahl der zu verbindenden Komponenten reduziert ist und insbesondere Kriechprozesse eines Bindemittels vermieden oder zumindest verringert sind, welche eine nachteilige Wirkung auf die Dichtfunktion haben können. Darüber hinaus ist eine Bauhöhe der Haltevorrichtung und damit der Brennstoffzelle gegenüber dem Stand der Technik reduziert.By means of the retaining device formed in this way, a cohesive bond between a flat side of the first gas diffusion layer and the membrane-electrode unit is dispensed with, so that a pressure on the first gas diffusion layer is reduced compared with the prior art. Thus, the holding device over the prior art is less expensive and process reliable to produce. Furthermore, a sealing effect is improved within the holding device, since the number of components to be connected is reduced and in particular creep processes of a binder are avoided or at least reduced, which can have an adverse effect on the sealing function. In addition, a height of the holding device and thus the fuel cell over the prior art is reduced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer Haltevorrichtung für eine Membran-Elektroden-Anordnung in einer Ausführungsform und 1 schematically a section of a sectional view of a holding device for a membrane-electrode assembly in one embodiment and

2 schematisch einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer Haltevorrichtung für eine Membran-Elektroden-Anordnung in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. 2 schematically a section of a sectional view of a holding device for a membrane-electrode assembly in an embodiment of the invention.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt einen Ausschnitt einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Haltevorrichtung 1 für eine Membran-Elektroden-Anordnung 2 in einer Schnittdarstellung. 1 shows a section of a non-inventive embodiment of a holding device 1 for a membrane-electrode assembly 2 in a sectional view.

Die Haltevorrichtung 1 umfasst ein Rahmenelement 1.1, an dem die Membran-Elektroden-Anordnung 2 angeordnet ist, wobei die Membran-Elektroden-Anordnung 2 eine Membran-Elektroden-Einheit 2.1 und zwei Gasdiffusionsschichten 2.2, 2.3 aufweist, die jeweils mit dem Rahmenelement 1.1 stoffschlüssig verbunden sind.The holding device 1 comprises a frame element 1.1 at which the membrane electrode assembly 2 is arranged, wherein the membrane electrode assembly 2 a membrane-electrode unit 2.1 and two gas diffusion layers 2.2 . 2.3 has, in each case with the frame element 1.1 are connected cohesively.

Das Rahmenelement 1.1 ist beispielsweise aus einem Kunststoff oder Kunststoffgemisch gebildet, welcher sich durch ein gutes Adhäsionsvermögen sowie eine mediendichte oder nahezu mediendichte Abdichtung der Membran-Elektroden-Anordnung 2 zu einer Bipolarplatte und/oder zu einem aktiven Bereich einer nicht näher dargestellten Brennstoffzelle auszeichnet.The frame element 1.1 is formed for example from a plastic or plastic mixture, which is characterized by a good adhesion and a media density or almost media-tight sealing of the membrane-electrode assembly 2 to a bipolar plate and / or to a active region of a fuel cell not shown distinguished.

Das Rahmenelement 1.1 weist beispielsweise einen rechteckigen oder nahezu rechteckigen Umfangsverlauf unter Ausbildung einer bestimmten Rahmenbreite auf, wobei ein ausgesparter Bereich des Rahmenelements 1.1 innerhalb des Umfangsverlaufs korrespondierend zur haltenden Membran-Elektroden-Anordnung 2 ausgeformt ist.The frame element 1.1 For example, has a rectangular or nearly rectangular circumferential course to form a certain frame width, wherein a recessed portion of the frame member 1.1 within the circumferential course corresponding to the holding membrane-electrode assembly 2 is formed.

In Bezug auf die Rahmenbreite weist das Rahmenelement 1.1 einen umlaufenden inneren Randbereich und einen umlaufenden äußeren Randbereich auf. Der innere Randbereich ist dabei ein der Membran-Elektroden-Anordnung 2 zugewandter Bereich und der äußere Randbereich ein der Membran-Elektroden-Anordnung 2 abgewandter Bereich des Rahmenelements 1.1. Weiterhin weist das Rahmenelement 1.1 im äußeren Randbereich eine Aussparung auf, die einen internen Portbereich 3 zur Zu- und/oder Abführung von Reaktionsedukten oder Reaktionsprodukten bildet.With respect to the frame width, the frame element 1.1 a circumferential inner edge region and a peripheral outer edge region. The inner edge region is one of the membrane electrode assembly 2 facing region and the outer edge region of the membrane-electrode assembly 2 remote area of the frame element 1.1 , Furthermore, the frame element 1.1 in the outer edge of a recess, which has an internal port area 3 forms for the supply and / or removal of Reaktionsedukten or reaction products.

Die Membran-Elektroden-Einheit 2.1 umfasst zwei Elektroden, zwischen denen eine ionen- und/oder protonenaustauschende Membran angeordnet ist, wobei dies im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt ist.The membrane-electrode unit 2.1 comprises two electrodes, between which an ion- and / or proton-exchanging membrane is arranged, which is not shown in detail in the present embodiment.

Die Elektroden sind insbesondere eine Kathode und eine Anode, denen über Bipolarplatten Reaktionsedukte zu- und Reaktionsprodukte wieder abgeführt werden. Die Membran-Elektroden-Einheit 2.1 ist dabei Teil der nicht näher dargestellten Brennstoffzelle, welche beispielsweise eine Vielzahl solcher Membran-Elektroden-Einheiten 2.1 aufweist.The electrodes are, in particular, a cathode and an anode, to which reaction educts are added via bipolar plates and reaction products are removed again. The membrane-electrode unit 2.1 is part of the fuel cell, not shown, which, for example, a plurality of such membrane-electrode units 2.1 having.

Die gezeigte Membran-Elektroden-Anordnung 2 umfasst weiterhin zwei Gasdiffusionsschichten 2.2, 2.3, welche jeweils stoffschlüssig mit dem Rahmenelement 1.1 verbunden sind. Die Gasdiffusionsschichten 2.2, 2.3 sind beispielsweise mit den Elektroden der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 zu so genannten Gasdiffusionselektroden verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel stehen die Gasdiffusionsschichten 2.2, 2.3 randseitig über der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 über.The membrane electrode assembly shown 2 further comprises two gas diffusion layers 2.2 . 2.3 , which in each case cohesively with the frame element 1.1 are connected. The gas diffusion layers 2.2 . 2.3 For example, with the electrodes of the membrane-electrode assembly 2.1 connected to so-called gas diffusion electrodes. In the exemplary embodiment shown, the gas diffusion layers stand 2.2 . 2.3 at the edge over the membrane-electrode unit 2.1 above.

Der stoffschlüssige Verbund innerhalb der Haltevorrichtung 1 wird im Folgenden näher beschrieben.The cohesive bond within the holding device 1 will be described in more detail below.

Die Membran-Elektroden-Einheit 2.1 ist mit einem äußeren Randbereich auf dem inneren Randbereich des Rahmenelements 1.1 angeordnet und stoffschlüssig mit diesem verbunden. Dazu ist zwischen dem inneren Randbereich des Rahmenelements 1.1 und dem äußeren Randbereich der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 ein Klebstoff K eingebracht, welcher bei der Herstellung der Haltevorrichtung 1 insbesondere auf die sich jeweils zugewandten Flachseiten des Rahmenelements 1.1 und der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 appliziert wird und beim Verpressen der Haltevorrichtung 1 im Bereich einer Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 austritt und die Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 abschnittsweise umgibt.The membrane-electrode unit 2.1 is with an outer edge region on the inner edge region of the frame element 1.1 arranged and materially connected thereto. This is between the inner edge region of the frame element 1.1 and the outer periphery of the membrane-electrode assembly 2.1 an adhesive K introduced, which in the manufacture of the holding device 1 in particular to the respectively facing flat sides of the frame element 1.1 and the membrane-electrode assembly 2.1 is applied and during pressing of the holding device 1 in the region of one end face of the membrane-electrode unit 2.1 exit and the front of the membrane-electrode assembly 2.1 surrounds in sections.

Weiterhin ist die Membran-Elektroden-Einheit 2.1 stoffschlüssig mit der ersten Gasdiffusionsschicht 2.2 verbunden, wobei hierbei zwischen dem äußeren Randbereich der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 und einem äußeren Randbereich der ersten Gasdiffusionsschicht 2.2 ein weiterer Klebstoff K eingebracht ist, welcher bei der Herstellung der Haltevorrichtung 1 insbesondere auf die sich jeweils zugewandten Flachseiten der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 und der ersten Gasdiffusionsschicht 2.2 appliziert wird und beim Verpressen der Haltevorrichtung 1 im Bereich einer Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 austritt und die Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 abschnittsweise umgibt.Furthermore, the membrane-electrode unit 2.1 cohesively with the first gas diffusion layer 2.2 connected, in which case between the outer edge region of the membrane-electrode assembly 2.1 and an outer peripheral portion of the first gas diffusion layer 2.2 a further adhesive K is introduced, which in the manufacture of the holding device 1 in particular to the respectively facing flat sides of the membrane-electrode unit 2.1 and the first gas diffusion layer 2.2 is applied and during pressing of the holding device 1 in the region of one end face of the membrane-electrode unit 2.1 exit and the front of the membrane-electrode assembly 2.1 surrounds in sections.

Die Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1, d. h. ein äußerer Rand, ist somit nach dem Verpressen der Haltevorrichtung 1 vollständig von Klebstoff K umschlossen, so dass diese vorzugsweise mediendicht abgedichtet ist.The front of the membrane-electrode assembly 2.1 , ie an outer edge, is thus after the pressing of the holding device 1 completely enclosed by adhesive K, so that it is preferably sealed media-tight.

Weiterhin ist eine zweite Gasdiffusionsschicht 2.3 mit dem Rahmenelement 1.1 stoffschlüssig verbunden, wobei die zweite Gasdiffusionsschicht 2.3 mit einer der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 abgewandten Flachseite des Rahmenelements 1.1 stoffschlüssig verbunden ist. Dazu ist zwischen dem äußeren Randbereich der zweiten Gasdiffusionsschicht 2.3 und dem inneren Randbereich des Rahmenelements 1.1 ein weiterer Klebstoff K eingebracht.Furthermore, a second gas diffusion layer 2.3 with the frame element 1.1 cohesively connected, wherein the second gas diffusion layer 2.3 with one of the membrane-electrode unit 2.1 remote flat side of the frame member 1.1 is connected cohesively. For this purpose, between the outer edge region of the second gas diffusion layer 2.3 and the inner periphery of the frame member 1.1 another adhesive K introduced.

Die Klebstoffe K sind beispielsweise als flüssige oder pastöse Kleber ausgeführt, wobei Kaltklebstoffe und/oder Heißklebestoffe wie Acrylat, Cyanacrylat, Epoxidharz, Polyethylen und/oder Polypropylen einsetzbar sind.The adhesives K are embodied, for example, as liquid or pasty adhesives, it being possible to use cold adhesives and / or hot-melt adhesives such as acrylate, cyanoacrylate, epoxy resin, polyethylene and / or polypropylene.

Um die Membran-Elektroden-Anordnung 2 gegenüber einer äußeren Umgebung abzudichten, umfasst die Haltevorrichtung 1 des Weiteren Dichtelemente 4, welche beidseitig am Rahmenelement 1.1 im äußeren Randbereich derart angeordnet sind. In der vorliegenden Haltevorrichtung 1 sind vier Dichtelemente 4 gezeigt, wobei zwei Dichtelemente 4 auf der der Membran-Elektroden-Anordnung 2 zugewandten Flachseite des Rahmenelements 1.1 und zwei Dichtelemente 4 auf der gegenüberliegenden Flachseite des Rahmenelements 1.1 angeordnet sind. Zwischen den Dichtelementen 4 ist der interne Portbereich 3 angeordnet, welcher mittels der Dichtelemente 4 ebenfalls von einer äußeren Umgebung abgedichtet ist.To the membrane electrode assembly 2 To seal against an external environment, includes the holding device 1 furthermore sealing elements 4 , which on both sides of the frame element 1.1 are arranged in the outer edge region such. In the present holding device 1 are four sealing elements 4 shown, with two sealing elements 4 on the membrane electrode assembly 2 facing flat side of the frame element 1.1 and two sealing elements 4 on the opposite flat side of the frame element 1.1 are arranged. Between the sealing elements 4 is the internal port area 3 arranged, which by means of sealing elements 4 also sealed from an external environment.

Die Dichtelemente 4 sind vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Kunststoffgemisch, z. B. Polyethylen oder Polyethylennaphthalat, gebildet.The sealing elements 4 are preferably made of a plastic or plastic mixture, for. As polyethylene or polyethylene naphthalate formed.

Zur Verringerung von Prozessschritten bei der Herstellung der zuvor beschriebenen Haltevorrichtung 1 sowie zur Verringerung einer Komplexität des Herstellprozesses wird eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1' vorgeschlagen, bei der gegenüber der in 1 beschriebenen Ausführungsform weniger Klebstoff K verwendet wird.To reduce process steps in the manufacture of the holding device described above 1 as well as to reduce complexity of the manufacturing process is a holding device according to the invention 1' proposed, at the opposite of in 1 described embodiment less adhesive K is used.

2 zeigt dazu eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Haltevorrichtung 1'. 2 shows an embodiment of a holding device according to the invention 1' ,

Die Haltevorrichtung 1' und die Membran-Elektroden-Anordnung 2 sind weitestgehend analog zur Beschreibung aus 1 ausgeführt.The holding device 1' and the membrane-electrode assembly 2 are largely analogous to the description 1 executed.

Im Gegensatz zur Haltevorrichtung 1 gemäß 1 ist hierbei die erste Gasdiffusionsschicht 2.2 ausschließlich mit dem inneren Randbereich des Rahmenelements 1.1 und der Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 stoffschlüssig verbunden. D. h., hierbei ist nicht zwischen den Flachseiten der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 und der ersten Gasdiffusionsschicht 2.2 ein Klebstoff K eingebracht.In contrast to the holding device 1 according to 1 Here is the first gas diffusion layer 2.2 exclusively with the inner edge region of the frame element 1.1 and the end face of the membrane-electrode assembly 2.1 cohesively connected. That is, this is not between the flat sides of the membrane-electrode assembly 2.1 and the first gas diffusion layer 2.2 an adhesive K introduced.

Die erste Gasdiffusionsschicht 2.2 ist somit mit dem Rahmenelement 1.1 mittels eines Klebstoffs K verbunden, welcher beim Verpressen der Haltevorrichtung 1' aus einer Applikationsstelle zwischen der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 und dem Rahmenelement 1.1 im Bereich der Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 austritt und sich mit der ersten Gasdiffusionsschicht 2.2 verbindet. Die Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 wird dabei von dem Klebstoff K vollständig umschlossen, so dass diese gegenüber einer äußeren Umgebung vorzugsweise mediendicht abgedichtet ist.The first gas diffusion layer 2.2 is thus with the frame element 1.1 connected by means of an adhesive K, which during pressing of the holding device 1' from an application site between the membrane-electrode assembly 2.1 and the frame element 1.1 in the region of the front side of the membrane electrode assembly 2.1 exits and deals with the first gas diffusion layer 2.2 combines. The front of the membrane-electrode assembly 2.1 is completely enclosed by the adhesive K, so that it is preferably sealed media-tight against an external environment.

Bei der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 1' ist zur Herstellung dieser gegenüber der in 1 beschriebenen Ausführungsform der Haltevorrichtung 1 weniger Klebstoff K notwendig, so dass die Haltevorrichtung 1' kostengünstig und bauraumsparend ausgeführt ist. Die Bauraumeinsparung ergibt sich insbesondere daraus, dass eine Bauhöhe der Brennstoffzelle durch einen verringerten Abstand zwischen der Membran-Elektroden-Einheit 2.1 und der ersten Gasdiffusionsschicht 2.2 reduziert ist.In the holding device according to the invention 1' is to manufacture this opposite to in 1 described embodiment of the holding device 1 less glue K necessary, so the holding device 1' cost and space is designed to save space. The space savings results in particular from the fact that a height of the fuel cell by a reduced distance between the membrane-electrode unit 2.1 and the first gas diffusion layer 2.2 is reduced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011105071 A1 [0003] DE 102011105071 A1 [0003]

Claims (7)

Haltevorrichtung (1') für eine Membran-Elektroden-Anordnung (2), umfassend – eine Membran-Elektroden-Einheit (2.1) und zwei Gasdiffusionsschichten (2.2, 2.3), – wobei die Membran-Elektroden-Einheit (2.1) zwischen einer ersten Gasdiffusionsschicht (2.2) und dem Rahmenelement (1.1) angeordnet ist, – und wobei die Membran-Elektroden-Einheit (2.1) stoffschlüssig mit dem Rahmenelement (1.1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gasdiffusionsschicht (2.2) ausschließlich mit einer Flachseite des Rahmenelements (1.1) und einer Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit (2.1) stoffschlüssig verbunden ist.Holding device ( 1' ) for a membrane electrode assembly ( 2 ), comprising - a membrane-electrode assembly ( 2.1 ) and two gas diffusion layers ( 2.2 . 2.3 ), - wherein the membrane-electrode unit ( 2.1 ) between a first gas diffusion layer ( 2.2 ) and the frame element ( 1.1 ), and wherein the membrane-electrode unit ( 2.1 ) cohesively with the frame element ( 1.1 ), characterized in that the first gas diffusion layer ( 2.2 ) exclusively with a flat side of the frame element ( 1.1 ) and an end face of the membrane electrode assembly ( 2.1 ) is integrally connected. Haltevorrichtung (1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gasdiffusionsschicht (2.2) mit einem inneren Randbereich des Rahmenelements (1.1) und der Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit (2.1) mittels eines Klebstoffs (K) stoffschlüssig verbunden ist.Holding device ( 1' ) according to claim 1, characterized in that the first gas diffusion layer ( 2.2 ) with an inner edge region of the frame element ( 1.1 ) and the end face of the membrane electrode assembly ( 2.1 ) is materially connected by means of an adhesive (K). Haltevorrichtung (1') nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (K) ein mediendicht aushärtender flüssiger oder pastöser Klebstoff (K) ist.Holding device ( 1' ) according to claim 2, characterized in that the adhesive (K) is a media density-hardening liquid or pasty adhesive (K). Haltevorrichtung (1') nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (K) eine Flachseite des inneren Randbereichs des Rahmenelements (1.1) mit einer Flachseite eines äußeren Randbereichs der ersten Gasdiffusionsschicht (2.2) stoffschlüssig verbindet, wobei die Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit (2.1) vom Klebstoff (K) umschlossen ist.Holding device ( 1' ) according to claim 2 or 3, characterized in that the adhesive (K) a flat side of the inner edge region of the frame element ( 1.1 ) with a flat side of an outer edge region of the first gas diffusion layer ( 2.2 ), wherein the end face of the membrane-electrode unit ( 2.1 ) is enclosed by the adhesive (K). Haltevorrichtung (1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (1.1) auf einer der Membran-Elektroden-Einheit (2.1) abgewandten Flachseite mit einer zweiten Gasdiffusionsschicht (2.3) stoffschlüssig verbunden ist.Holding device ( 1' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame element ( 1.1 ) on one of the membrane electrode assembly ( 2.1 ) facing away from the flat side with a second gas diffusion layer ( 2.3 ) is integrally connected. Haltevorrichtung (1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem äußeren Randbereich des Rahmenelements (1.1) mindestens ein Dichtelement (4) angeordnet ist.Holding device ( 1' ) according to one of the preceding claims, characterized in that at an outer edge region of the frame element ( 1.1 ) at least one sealing element ( 4 ) is arranged. Verfahren zur Herstellung einer Haltevorrichtung (1') für eine Membran-Elektroden-Anordnung (2), – wobei eine Membran-Elektroden-Einheit (2.1) zwischen einer ersten Gasdiffusionsschicht (2.2) und einem Rahmenelements (1.1) angeordnet wird, – und wobei die Membran-Elektroden-Einheit (2.1) stoffschlüssig mit dem Rahmenelement (1.1) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen der Membran-Elektroden-Einheit (2.1) und dem Rahmenelement (1.1) ein Klebstoff (K) appliziert wird und die Haltevorrichtung (1') verpresst wird, – wobei die erste Gasdiffusionsschicht (2.2) ausschließlich mit einer Flachseite des Rahmenelements (1.1) und einer Stirnseite der Membran-Elektroden-Einheit (2.1) mittels bei der Verpressung der Haltevorrichtung (1') entstehenden, überschüssigen Klebstoffs (K) stoffschlüssig verbunden wird.Method for producing a holding device ( 1' ) for a membrane electrode assembly ( 2 ), - wherein a membrane-electrode unit ( 2.1 ) between a first gas diffusion layer ( 2.2 ) and a frame element ( 1.1 ), and wherein the membrane-electrode unit ( 2.1 ) cohesively with the frame element ( 1.1 ), characterized in that - between the membrane-electrode unit ( 2.1 ) and the frame element ( 1.1 ) an adhesive (K) is applied and the holding device ( 1' ) is compressed, - wherein the first gas diffusion layer ( 2.2 ) exclusively with a flat side of the frame element ( 1.1 ) and an end face of the membrane electrode assembly ( 2.1 ) by means of the compression of the holding device ( 1' ), excess adhesive (K) is bonded cohesively.
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