DE102014224615A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels. Das Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels umfasst: (a) Einfügen eines oder mehrerer dünner Papiere zwischen einer Vielzahl von Gasdiffusionsschichten; (b) Bereitstellen der Gasdiffusionsschichten des Schritts (a) an ein GDL-Beistellteil mittels eines Transferroboters und Bereitstellen von Membran-Elektroden-Einheiten an ein MEA-Beistellteil mittels des Transferroboters; (c) Adsorbieren der Gasdiffusionsschicht und des dünnen Papiers jeweils eines nach dem anderen mittels des Transferroboters; (d) Entfernen des dünnen Papiers des Schritts (c) mittels einer Entfernvorrichtung für dünnes Papier; (e) Bereitstellen der Gasdiffusionsschicht, von welcher das dünne Papier entfernt ist, und der Membran-Elektroden-Einheit an einen Kompressor zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit so, um ein integriertes Teil zu bilden; und (f) Schneiden des in dem Schritt (e) gebildeten integrierten Teils in eine vorgegebene Größe mittels einer Abkantpresse.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels, welche eine Herstellungseffizienz des Brennstoffzellenstapels verbessern können.
  • HINTERGRUND
  • Im Allgemeinen ist die Entwicklung einer automatischen Stapeltechnologie, die eine genaue Qualität und Funktionsweise einer Brennstoffzelle liefern kann, gefordert worden.
  • Zum Beispiel muss die Stapelung so ausgeführt werden, dass eine letzte Anordnung zwischen aufgestapelten Materialien eine Flachheit von etwa 1,5 mm während der Stapelung von etwa tausend Folien von elektromagnetischen Materialien, die alle eine große Abweichung in mechanischen Eigenschaften und Serientoleranzen haben, aufrechterhält. Wenn die Stapelungsanordnung des Brennstoffzellenstapels fehlangepasst ist, kann die Funktionsweise der Brennstoffzelle sich verschlechtern und somit kann ein die Brennstoffzelle verwendendes Fahrzeug nicht ordnungsgemäß gefahren werden.
  • Mittlerweile können in dem verwandten Stand der Technik Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) und Gasdiffusionsschichten (GDL), welche Komponenten des Brennstoffzellenstapels sind, während der Herstellung des Brennstoffzellenstapels von einem Transferroboter Vakuum-adsorbiert und in die gestapelte Position transferiert werden.
  • Die Gasdiffusionsschichten sind aus einem porösen Material gemacht und haben eine hohe Luftdurchlässigkeit, und wenn die Gasdiffusionsschichten von dem Transferroboter Vakuum-adsorbiert und transferiert werden kann ein Adsorptionsdruck auf die Gasdiffusionsschichten so ausgeübt werden, dass jede der Gasdiffusionsschichten nicht nur einzeln adsorbiert und transferiert werden kann.
  • Die in diesem Hintergrundteil offenbarte obere Information ist nur zur Verbesserung eines Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und sie kann deshalb eine Information umfassen, die nicht den Stand der Technik, der bereits in diesem Land einer Person mit gewöhnlichem Fachwissen bekannt ist, bildet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einem bevorzugten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels, welche Vorteile beim Adsorbieren und Transferieren von Gasdiffusionsschichten unter Verwendung eines Transferroboters haben können.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels umfassen: (a) Einfügen eines oder mehrerer dünner Papiere zwischen einer Vielzahl von Gasdiffusionsschichten (GDL); (b) Bereitstellen der Gasdiffusionsschichten des Schritts (a) an ein GDL-Beistellteil mittels eines Transferroboters und Bereitstellen von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) an ein MAE-Beistellteil mittels des Transferroboters; (c) Adsorbieren der Gasdiffusionsschicht und des dünnen Papiers jeweils eines nach dem anderen mittels des Transferroboters; (d) Entfernen des dünnen Papiers des Schritts (c) mittels einer Entfernvorrichtung für dünnes Papier; (e) Bereitstellen der Gasdiffusionsschicht, von welchen das dünne Papier entfernt ist, und der Membran-Elektroden-Einheit an einen Kompressor zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit so, um ein integriertes Teil zu bilden; und (f) Schneiden des in Schritt (e) zusammengedrückten integrierten Teils auf eine vorgegebene Größe mittels einer Abkantpresse.
  • In Schritt (a) kann das dünne Papier aus einem nicht-porösen Material gebildet sein. Materialien, die geeignet als ein „Papier”, wie hier offenbart, benutzt werden, können zum Beispiel ein konventionelles Papier oder einen Filz umfassen. Der in dieser Beschreibung benutzte Begriff „Papier” soll somit einen Filz umfassend verstanden werden. Die Referenzen hier auf ein „dünnes” Papier zeigen zweitens an, dass das Papiermaterial eine Dicke geringer als die der Gasdiffusionsschicht hat. Auch können eine Länge und eine Breite des dünnen Papiers, wie hier geeignet benutzt, kleiner als oder von gleicher Größe wie die Gasdiffusionsschicht sein.
  • Die Vielzahl der Gasdiffusionsschichten kann eine Vielzahl von oberen Gasdiffusionsschichten und eine Vielzahl von unteren Gasdiffusionsschichten umfassen und Schritt (a) kann zudem umfassen: (a-1) Einfügen des dünnen Papiers zwischen die oberen Gasdiffusionsschichten; und (a-2) Einfügen des dünnen Papiers zwischen die unteren Gasdiffusionsschichten.
  • In Schritt (c) kann der Transferroboter mit einem Drucksensor zum Ermitteln eines normalen Adsorptionszustands ausgestattet sein.
  • Die Entfernvorrichtung für dünnes Papier kann ein zum Adsorbieren einer Seite des dünnen Papiers ausgelegter Adsorber sein.
  • Der Kompressor kann eine zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zum Bilden des integrierten Teils ausgelegte Heizpresse sein.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels geliefert. Die Vorrichtung kann umfassen: ein MEA-Beistellteil, ausgelegt zum Bereitstellen von Membran-Elektroden-Einheiten; ein GDL-Beistellteil, ausgelegt zum angeordnet werden auf einer Seite des MEA-Beistellteils und zum Bereitstellen einer Vielzahl von Gasdiffusionsschichten, die eines oder mehrere dünne Papiere zwischen den Gasdiffusionsschichten eingefügt haben; einen Transferroboter, ausgelegt zum Adsorbieren und Transferieren der Gasdiffusionsschicht und des dünnen Papiers zusammen; eine Entfernvorrichtung für dünnes Papier, ausgelegt zum Entfernen des mittels des Transferroboters adsorbierten dünnen Papiers; einen Kompressor, ausgelegt zum versorgt werden mit der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit und zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit zum Bilden eines integrierten Teils; und eine Abkantpresse, ausgelegt zum Schneiden des durch den Kompressor gebildeten integrierten Teils in eine vorgegebene Größe.
  • Das dünne Papier kann aus einem nicht-porösen Material gebildet sein.
  • Der Transferroboter kann mit einem Drucksensor ausgestattet sein, der ausgelegt ist zum Ermitteln, ob ein Adsorptionsdruck normal ist.
  • Der Kompressor kann eine zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zum Bilden eines integrierten Teils ausgelegte Heißpresse sein.
  • Die Entfernvorrichtung für dünnes Papier kann ein zum Adsorbieren einer Seite des dünnen Papiers ausgelegter Adsorber sein.
  • Zudem geliefert sind Brennstoffzellenstapel, die durch das Verfahren, wie hier beschrieben, gewonnen werden können.
  • Gemäß verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Gasdiffusionsschichten durch Einfügen des dünnen Papiers zwischen den Gasdiffusionsschichten und Adsorbieren und Transferieren einer Gasdiffusionsschicht und eines Blatts des dünnen Papiers unter Verwendung des Transferroboters effizient transferiert werden.
  • Zudem kann das dünne Papier automatisch ohne irgendeine Unterbrechung entfernt werden durch Installieren der Entfernvorrichtung für dünnes Papier, welche das zwischen die Gasdiffusionsschichten eingefügte dünne Papier entfernt, dadurch die Ausführungseffizienz verbessernd.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine exemplarische Vorrichtung zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt exemplarische Hauptteile, wenn eines oder mehrere dünne Papiere zwischen Gasdiffusionsschichten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingefügt sind.
  • 3 zeigt eine exemplarische Funktion von Hauptteilen, wenn die Gasdiffusionsschicht und das dünne Papier mittels des Transferroboters adsorbiert sind gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt einen exemplarischen Prozess, wenn dünnes Papier durch eine Entfernvorrichtung für dünnes Papier entfernt wird gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt ein exemplarisches Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 15 dargestellte Bezugszeigen beziehen sich auf die folgenden Elemente, wie weiter unten diskutiert:
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    MEA-Beistellteil
    11
    Membran-Elektroden-Einheit (MEA)
    20
    GDL-Beistellteil
    21
    Gasdiffusionsschicht (GDL)
    21a, 21b
    Gasdiffusionsschicht
    30
    Heißpresse
    40
    Abkantpresse
    50
    Transferroboter
    60
    Entfernvorrichtung für dünnes Papier
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die hier verwendete Terminologie ist nur für den Zweck zum Beschreiben bestimmter Ausführungsformen und ist nicht vorgesehen als die Erfindung einschränkend. Wie hier verwendet, sind die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” beabsichtigt als auch die Pluralformen umfassend, wenn nicht der Zusammenhang anderes klar anzeigt. Es wird zudem verstanden werden, dass der Begriff „umfassen”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorliegen der spezifizierten Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifiziert, aber nicht das Vorliegen oder eine Ergänzung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt. Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder” jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörig aufgezählten Gegenstände.
  • Wenn nicht speziell angegeben oder vom Kontext nahegelegt, wird der Begriff „etwa”, wie hier verwendet, verstanden als innerhalb eines Bereichs von einer normalen Toleranz im Stand der Technik, zum Beispiel innerhalb zweier Standardabweichungen von dem Durchschnitt. „Etwa” kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts. Wenn nicht durch den Kontext anders klar, werden alle hier angegeben Zahlenwerte durch den Begriff „etwa” modifiziert.
  • Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, um von einem Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, einfach praktiziert zu werden. Wie jene mit Fachwissen erkennen würden, können die beschriebenen Ausführungsformen auf mehrere verschiedene Weisen modifiziert werden, alles ohne vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Zeichnungen und die Beschreibung sind so anzusehen als naturnah darstellend und nicht einschränkend. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen innerhalb der Beschreibung ähnliche Elemente.
  • 1 zeigt eine exemplarische Vorrichtung zum Herstellen eines exemplarischen Brennstoffzellenstapels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 1 dargestellt, kann eine Vorrichtung 100 zur Herstellung eines Brennstoffzellenstapels umfassen: ein MEA-Beistellteil 10, ausgelegt zum Bereitstellen von Membran-Elektroden-Einheiten 11 (Membrane Electrode Assembly, MEA); ein GDL-Beistellteil 20, ausgelegt zum angeordnet werden an einer Seite des MEA-Beistellteils 10 und zum Bereitstellen einer Vielzahl von Gasdiffusionsschichten 21 (Gas Diffusion Layer, GDL), die eines oder mehrere dünne Papiere 23 zwischen den Gasdiffusionsschichten 21 eingefügt haben; einen Kompressor 30, ausgelegt zum Zusammendrücken der Membran-Elektroden-Einheiten 11 und der Gasdiffusionsschichten 21 zum Bilden eines integrierten Teils bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck, wenn die Membran-Elektroden-Einheiten 11 und die Gasdiffusionsschichten gestapelt werden; eine Abkantpresse 40 (Trimming Press), ausgelegt zum Schneiden des durch den Kompressor 30 gebildeten integrierten Teils in eine vorgegebene Größe; einen Transferroboter 50, ausgelegt zum sequentiellen Transferieren der Membran-Elektroden-Einheiten 11 und der Gasdiffusionsschichten 21 zu dem MEA-Beistellteil 10, dem GDL-Beistellteil 20 und der Heißpresse 30, und zum Adsorbieren und Transferieren des durch den Kompressor 30 zusammengedrückten integrierten Teils zu der Abkantpresse 40; und eine Entfernvorrichtung für dünnes Papier 60, ausgelegt zum Entfernen des dünnen Papiers 23 von den von dem Transferroboter 50 adsorbierten Gasdiffusionsschichten 21.
  • Nachfolgend wird beispielhaft der Fall beschrieben werden, in welchem der Kompressor 30 eine die Gasdiffusionsschicht 21 und die Membran-Elektroden-Einheit 11 bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zusammenpressende Heißpresse ist. Der Kompressor 30 kann die Heißpresse 30 sein, ist jedoch nicht darauf limitiert, und jeder allgemein im Stand der Technik genutzte Kompressor 30, welcher die Gasdiffusionsschicht 21 und die Membran-Elektroden-Einheit 11 zusammengedrückt, kann benutzt werden. Nachfolgend kann mit dem Bezugszeichen 30 auf den Kompressor und die Heißpresse Bezug genommen werden.
  • Das MEA-Beistellteil 10 kann zum Bereitstellen der Membran-Elektroden-Einheiten 11 ausgelegt sein, und kann zum sequentiellen Bereitstellen der Membran-Elektroden-Einheiten 11 von einem oberen Teil der Vorrichtung, auf welchem die Membran-Elektroden-Einheiten 11 gestapelt sind, ausgelegt sein. Speziell können die gestapelten Membran-Elektroden-Einheiten 11 fortlaufend Schritt für Schritt aufsteigen jedes Mal wenn die gestapelten Membran-Elektroden-Einheiten 11 nacheinander herausgezogen werden, und auf diese Weise können die Membran-Elektroden-Einheiten 11 kontinuierlich bereitgestellt werden.
  • Das GDL-Beistellteil 20 kann benachbart zu dem MEA-Beistellteil 10 montiert sein und kann zum Bereitstellen der Gasdiffusionsschichten 21 ausgelegt sein. Das GDL-Beistellteil 20 kann eine untere Gasdiffusionsschicht 21a und eine obere Gasdiffusionsschicht 21b an die Heißpresse 30 bereitstellen. Das GDL-Beistellteil 20 kann zum sequentiellen Bereitstellen der Gasdiffusionsschichten 21 ausgelegt sein, wenn die Gasdiffusionsschichten 21 gestapelt sind. Speziell können die gestapelten Gasdiffusionsschichten 21 fortlaufend Schritt für Schritt aufsteigen jedes Mal wenn die gestapelten Gasdiffusionsschichten 21 nacheinander herausgezogen werden, und auf diese Weise können die Gasdiffusionsschichten 21 kontinuierlich bereitgestellt werden. Wie hier beschrieben stellt das Bezugszeichen 20a ein unteres GDL-Bereitstellteil dar und das Bezugszeichen 20b gibt ein oberes GDL-Bereitstellteil wieder.
  • Eines oder mehrere dünne Papiere 23 können zwischen die Vielzahl der Gasdiffusionsschichten 21 eingefügt sein. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die dünnen Papiere 23 aus einem nicht-porösen Material, in welchem irgendein Durchbruch nicht existieren kann, gebildet sein. Das dünne Papier 23 kann aus dem nicht-porösen Material gebildet sein, um einen auf die Gasdiffusionsschicht 21 ausgeübt werdenden Adsorptionsdruck am Durchbrechen des dünnen Papiers 23 zu hindern, wenn der Adsorptionsdruck des Transferroboters 50 auf die Gasdiffusionsschicht 21 ausgeübt wird. Entsprechend kann der Transferroboter 50 jedes Mal eine Gasdiffusionsschicht 21 und ein dünnes Papier 23 adsorbieren.
  • Der Transferroboter 50 kann mit einem Drucksensor ausgestattet sein. Wenn es ermittelt ist, dass der Adsorptionsdruck der Gasdiffusionsschicht 21 und des dünnen Papiers 23, adsorbiert von dem Transferroboter 50, in einem unnormalen Druckbereich ist, kann der Transfer des Transferroboters 50 als gescheitert festgelegt werden und eine Fehlermaßnahme kann rasch ausgeführt werden.
  • Mittlerweile kann, bevor die Gasdiffusionsschicht 21 und das dünne Papier 23, adsorbiert von dem Transferroboter 50, zu der Heißpresse 30 transferiert sind, die Entfernvorrichtung für dünnes Papier 60 das dünne Papier 23 entfernen.
  • 4 zeigt einen Zustand, wenn das dünne Papier 23 durch eine Entfernvorrichtung für dünnes Papier 60 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt wird.
  • Wie in 4 dargestellt, kann die Entfernvorrichtung für dünnes Papier 60 einen Adsorber umfassen, welcher eine Seitenteilfläche des dünnen Papiers 23 adsorbiert. Entsprechend kann die Entfernvorrichtung für dünnes Papier 60 betrieben werden zum Rotieren so, dass die Seitenteilfläche des dünnen Papiers 23 durch den Adsorber adsorbiert werden kann, dadurch das dünne Papier 23 von der Gasdiffusionsschicht 21 entfernend.
  • Auf diese Weise kann, bevor die Gasdiffusionsschichten 21 an die Heißpresse 30 durch das GDL-Beistellteil 20 bereitgestellt werden, das dünne Papier 30 von einer Gasdiffusionsschicht 21 und einem von dem Transferroboter 50 adsorbierten dünnen Papier 23 automatisch entfernt werden. Entsprechend können manuelle Prozesse zum Entfernen des dünnen Papiers 23 durch einen Operator wie im Stand der Technik eingespart werden, und folglich kann die Ausführeffizienz verbessert und ein RSI-Syndrom (Repetitive Strain Injury) eines Betreibers kann verhindert werden.
  • Der Transferroboter 50 kann die Gasdiffusionsschichten 21 und die Membran-Elektroden-Einheiten 11 sequentiell an die Heißpresse 30 bereitstellen.
  • Die Heißpresse 30 kann die Membran-Elektroden-Einheiten 11 und die Gasdiffusionsschichten 21 zum Bilden eines integrierten Teils zusammenpressen. Zudem kann das integrierte Teil der Membran-Elektroden-Einheit 11 und der Gasdiffusionsschicht 21 durch den Transferroboter 50 zu der Abkantpresse 40 transferiert werden und auf diese Weise kann das integrierte Teil 11 auf eine geeignete Größe geschnitten werden.
  • Die Abkantpresse 40 kann mit einer Pressform ausgestattet sein, in welche das integrierte Teil zum Schneiden des integrierten Teils in die vorgegebene Größe eingesetzt wird. Alle Betreiber- und Schneide-Methoden, welche im Allgemeinen im Stand der Technik zum Schneiden des integrierten Teils verwendet werden, können im Betrieb der Abkantpresse 40 ohne Einschränkungen verwendet werden.
  • Wie oben beschrieben, kann die Vorrichtung 100 zur Herstellung eines Kraftstoffzellenstapels das dünne Papier 23 leicht entfernen, dadurch den Kraftstoffzellenstapel effektiv produzierend.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffzellenstapels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Bezugszeichen der 1 bis 4 zeigen die gleiche Funktion habende Teile an. Nachfolgend wird, wie in 5 gezeigt, ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffzellenstapels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben werden.
  • In Schritt S10 kann das dünne Papier 23 zwischen die Gasdiffusionsschichten 21 eingefügt werden. Speziell kann das dünne Papier 23 aus einem nicht-porösen Material gebildet sein. In dem Schritt S10 können die Gasdiffusionsschichten 21 eine obere Gasdiffusionsschicht und eine Vielzahl von unteren Gasdiffusionsschichten umfassen. Entsprechend können ein Prozess S11 zum Einfügen des dünnen Papiers 23 zwischen den oberen Gasdiffusionsschichten 21a und ein Prozess S12 zum Einfügen des dünnen Papiers 23 zwischen den unteren Gasdiffusionsschichten 21b fortlaufend ausgeführt werden.
  • In Schritt S20 können die Gasdiffusionsschicht 21 und die Membran-Elektroden-Einheit 11 des Schritts S10 durch den Transferroboter 50 jeweils an das GDL-Beistellteil 20 und das MEA-Beistellteil 10 bereitgestellt werden.
  • In Schritt S30 können eine Gasdiffusionsschicht 21 und ein zwischen den benachbarten Gasdiffusionsschichten 21 eingefügtes dünnes Papier 23 zusammen durch den Transferroboter 50 adsorbiert werden. Die Gasdiffusionsschicht 21 kann aus einem porösen Material geformt sein und das dünne Papier ist aus einem nicht-porösen Material gebildet. Auf diese Weise kann der Transferroboter 50 jedes Mal den Adsorptionsdruck zum Adsorbieren einer Gasdiffusionsschicht 21 und eines dünnen Papiers 23 zusammen einsetzen.
  • In Schritt S40 kann, wenn es durch den in dem Transferroboter 50 montierten Drucksensor festgestellt wird, dass der Adsorptionsdruck der Gasdiffusionsschicht 21 und des dünnen Papiers 23, welche von dem Transferroboter 50 adsorbiert sind, in einem Bereich eines abnormalen Drucks ist, der Transfer des Transferroboters 50 als gescheitert festgelegt werden und eine Fehlermaßnahme kann rasch ausgeführt werden.
  • In Schritt S50 kann das dünne Papier 23 des Schritts S30 durch die Entfernvorrichtung für dünnes Papier 60 entfernt werden (S50). Die Entfernvorrichtung für dünnes Papier 60 kann betrieben werden zum Rotieren so, dass die Seitenteilfläche des dünnen Papiers 23 durch den Adsorber adsorbiert werden kann, dadurch das dünne Papier 23 von der Gasdiffusionsschicht 21 entfernend.
  • In Schritt S60 können die Gasdiffusionsschicht 21, von welcher das dünne Papier durch Schritt S50 entfernt ist, und die Membran-Elektroden-Einheit 11 an die Heißpresse 30 bereitgestellt werden, und zum Bilden des integrierten Teils zusammengedrückt werden (S60). Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können, wie in 1 gezeigt, die Gasdiffusionsschicht 21 und die Membran-Elektroden-Einheit 11 durch die Heißpresse 30 zusammengedrückt werden, aber des Kompressionsverfahren kann auf die Heißpresse oder dergleichen beschränkt sein und die Heißpresse 30 kann durch einen vorgegebenen Kompressor, welcher die Gasdiffusionsschicht 21 und die Membran-Elektrode-Einheit 11 zusammendrücken kann, ersetzt werden.
  • In Schritt S70 kann das in dem Schritt S60 durch den Kompressor 30 gebildete Teil geschnitten und an eine vorgegebene Größe angepasst werden unter Verwendung der Abkantpresse 40. Das angepasste integrierte Teil kann zur Herstellung des Kraftstoffzellenstapels verwendet werden.
  • Im Oberen ist die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen, dargestellt in den Zeichnungen, beschrieben worden. Während diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wird, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen seiend betrachtet wird, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen limitiert ist, sondern, im Gegenteil, ist vorgesehen, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, eingeschlossen in dem Geist und dem Umfang der angehängten Ansprüche abzudecken.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels, umfassend: (a) Einfügen eines oder mehrerer dünner Papiere zwischen einer Vielzahl von Gasdiffusionsschichten; (b) Bereitstellen der Gasdiffusionsschichten des Schritts (a) an ein GDL-Beistellteil mittels eines Transferroboters und Bereitstellen von Membran-Elektroden-Einheiten an ein MEA-Beistellteil mittels des Transferroboters; (c) Adsorbieren der Gasdiffusionsschicht und des dünnen Papiers jeweils eines nach dem anderen mittels des Transferroboters; (d) Entfernen des dünnen Papiers des Schritts (c) mittels einer Entfernvorrichtung für dünnes Papier; (e) Bereitstellen der Gasdiffusionsschicht, von welcher das dünne Papier entfernt ist, und der Membran-Elektroden-Einheit an einen Kompressor zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit so, um ein integriertes Teil zu bilden; und (f) Schneiden des mittels des Kompressors in dem Schritt (e) gebildeten integrierten Teils in eine vorgegebene Größe mittels einer Abkantpresse.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt (a) das dünne Papier aus einem nicht-porösen Material gebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl der Gasdiffusionsschichten eine Vielzahl von oberen Gasdiffusionsschichten und eine Vielzahl von unteren Gasdiffusionsschichten umfasst, und Schritt (a) umfasst: (a-1) Einfügen des dünnen Papiers zwischen die oberen Gasdiffusionsschichten; und (a-2) Einfügen des dünnen Papiers zwischen die unteren Gasdiffusionsschichten.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei, in Schritt (c) der Transferroboter mit einem Drucksensor zum Ermitteln eines normalen Adsorptionszustands ausgestattet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Entfernvorrichtung für dünnes Papier ein zum Adsorbieren einer Seite des dünnen Papiers ausgelegter Adsorber ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kompressor eine zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zum Bilden des integriertes Teils ausgelegte Heizpresse ist.
  7. Vorrichtung zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels, umfassend: ein MEA-Beistellteil, ausgelegt zum Bereitstellen von Membran-Elektroden-Einheiten; ein GDL-Beistellteil, ausgelegt zum angeordnet werden an einer Seite des MEA-Beistellteils und zum Bereitstellen einer Vielzahl von Gasdiffusionsschichten, die eines oder mehrere dünne Papiere zwischen des Gasdiffusionsschichten eingefügt haben; einen Transferroboter, ausgelegt zum Adsorbieren und Transferieren der Gasdiffusionsschicht und des dünnen Papiers zusammen; eine Entfernvorrichtung für dünnes Papier, ausgelegt zum Entfernen des von dem Transferroboter adsorbierten dünnen Papiers; einen Kompressor, ausgelegt zum versorgt werden mit der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit und zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit zum Bilden eines integrierten Teils; und eine Abkantpresse, ausgelegt zum Schneiden des von dem Kompressor gebildeten integrierten Teils in eine vorgegebene Größe.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das dünne Papier aus einem nicht-porösen Material gebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Transferroboter mit einem Drucksensor ausgestattet ist, der ausgelegt ist zu ermitteln, ob ein Adsorptionsdruck normal ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Kompressor eine zum Zusammendrücken der Gasdiffusionsschicht und der Membran-Elektroden-Einheit bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zum Bilden eines integrierten Teils ausgelegte Heizpresse ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Entfernvorrichtung für dünnes Papier ein zum Adsorbieren einer Seite des dünnen Papiers ausgelegter Adsorber ist.
  12. Brennstoffzellenstapel, gewonnen durch das Verfahren des Anspruchs 1.
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