DE102015014679A1

DE102015014679A1 - Separatorplatten-Anordnung für einen Brennstoffzellenstapel, Spritzgießwerkzeug, Brennstoffzellensystem und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015014679A1
Application number: DE102015014679.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Martin Erdmann; David Kassebaum; Jonas Stoll; Stephen Wade
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-05-19
Also published as: GB201420429D0; GB2524353A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Separatorplatten-Anordnung (10) für einen Brennstoffzellenstapel, welche wenigstens eine Platte (12) und wenigstens ein Dichtelement (18) umfasst, welches auf die wenigstens eine Platte (12) aufgebracht ist. Das wenigstens eine Dichtelement (18) umschließt einen Rand (30, 36, 38) der wenigstens einen Platte (12). Das wenigstens eine Dichtelement (18) umfasst wenigstens ein Ausrichtungselement (42, 50), welches dazu ausgebildet ist, mit einem korrespondierenden Ausrichtungselement (48, 52) eines Spritzgießwerkzeugs (44) zusammenzuwirken. Ein Positionieren der wenigstens einen Platte (12) innerhalb einer Kavität des Spritzgießwerkzeugs (44) kann durch das Zusammenwirken der Ausrichtungselemente (42, 48, 50, 52) bewirkt werden. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Spritzgießwerkzeug (44), ein Brennstoffzellensystem und ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem.

Description

Die Erfindung betrifft eine Separatorplatten-Anordnung für einen Brennstoffzellenstapel, wobei die Anordnung wenigstens eine Platte und wenigstens ein Dichtelement umfasst, welches auf die wenigstens eine Platte aufgebracht ist. Das wenigstens eine Dichtelement umschließt einen Rand der wenigstens einen Platte. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Spritzgießwerkzeug mit einer Kavität, welche dazu ausgebildet ist, eine solche Separatorplatten-Anordnung aufzunehmen, ein Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel, welcher eine Vielzahl von solchen Separatorplatten-Anordnungen umfasst, und ein Fahrzeug mit solch einem Brennstoffzellensystem.
In einem Brennstoffzellensystem erzeugen Brennstoffzellen wie etwa Protonenaustauschmembran(PEM)-Brennstoffzellen elektrischen Strom durch die elektrochemische Reaktion, welche stattfindet, wenn ein Brennstoff wie etwa Wasserstoff und ein Oxidationsmittel wie etwa Sauerstoff über einander gegenüberliegende Seiten einer Elektrolytmembran geführt werden. Des Weiteren wird typischerweise ein Kühlmittel oder Kühlfluid verwendet, um die Wärme abzuführen, welche von dieser Reaktion erzeugt wird.
Die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle umfasst eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA), welche eine Anode, eine Kathode und die Protonenaustauschmembran umfasst, welche zwischen diesen Elektroden angeordnet ist. Diese Membran-Elektroden-Anordnung ist zwischen zwei Separatorplatten angeordnet, wobei eine Separatorplatte Kanäle für die Verteilung des Brennstoffs und die andere Separatorplatte Kanäle für die Verteilung des Oxidationsmittels umfasst. Die jeweiligen Kanäle, welche der Membran-Elektroden-Anordnung zugewandt sind, bilden eine Kanalstruktur, welche als Strömungsfeld bezeichnet wird.
In einem Brennstoffzellenstapel sind oft eine Vielzahl solcher Einheitszellen, welche die beiden Separatorplatten und die zwischen den Separatorplatten angeordnete Membran-Elektroden-Anordnung umfassen, in Reihe verbunden. In solch einem Brennstoffzellenstapel können anstelle von monopolaren Separatorplatten Bipolarplatten verwendet werden, welche elektrisch leitfähig sind und als Anode für eine Einheitszelle und als Kathode für die angrenzende Einheitszelle fungieren.
In einer Bipolarplatten-Anordnung können eine erste Platte, welche als Anode für eine erste Einheitszelle fungiert, und eine zweite Platte, welche als Kathode für die angrenzende Einheitszelle fungiert, miteinander verbunden sein, beispielsweise durch Schweißen. Weil die Reaktanden in Form des Brennstoffs und des Oxidationsmittels und das Kühlmittel voneinander getrennt gehalten werden müssen, umfasst die Bipolarplatten-Anordnung typischerweise Dichtelemente, welche diese Gase und Fluide innerhalb ihrer jeweiligen Bereiche halten.
Dokument US 2004/0180255 A1 beschreibt eine Brennstoffzellenanordnung, welche zwei gestapelte Platten umfasst, welche miteinander verbunden sind, um ein Modul zu bilden. Zwischen solchen Modulen sind Membranen mit einem anodischen Katalysator auf einer Seite und einem kathodischen Katalysator auf der anderen Seite angeordnet. Die Platten sind miteinander durch ein gemeinsames Dichtelement aus einem Polymermaterial verbunden, welches auf die Platten aufgespritzt ist. Um dies zu bewerkstelligen, kann das Dichtelement die Stirnseiten der beiden Platten umgreifen.
Dokument US 2003/0127806 A1 beschreibt eine Membran-Elektroden-Anordnung für eine Brennstoffzelle, wobei eine Dichtung um den Umfang von zwei Gasdiffusionslagen der Membran-Elektroden-Anordnung herum befestigt ist. Eine Membran mit Katalysatormaterial ist zwischen den beiden Gasdiffusionslagen angeordnet, welche mit der Dichtung versehen sind. Die Dichtungen umfassen Klappen, welche es ermöglichen, einen Ausrichtungsstift durch Löcher hindurchzuführen, welche in der Membran und in zwei Separatorplatten vorgesehen sind, zwischen welchen die Membran-Elektroden-Anordnung angeordnet ist. Auf das Einführen des Ausrichtungsstifts hin bewegt sich die Klappe zur Seite. Nach dem Entfernen des Stifts bewegt sich die Klappe zurück in ihre Ausgangsstellung. Solch ein Ausrichtungsmerkmal soll für eine korrekte Ausrichtung während eines anschließenden Formprozesses oder Montageprozesses sorgen.
Jedoch muss die Dichtung mit der Klappe bereits vor dem nachfolgenden Formprozess auf der Membran-Elektroden-Anordnung vorhanden sein, um die Ausrichtung sicherzustellen.
Des Weiteren beschreibt Dokument US 2012/0122009 A1 ein Verfahren zum Herstellen einer Rahmendichtung, welche einen Rahmen umfasst, welcher eine gewisse Steifigkeit hat und so die Rahmendichtung stabilisiert. Der Rahmen wird in einem Spritzgießwerkzeug mit einer oberen Gießform und einer unteren Gießform platziert, wobei jede der Gießformen einen Vorsprung aufweist, welcher zu dem Rahmen hin vorspringt, welcher in einer Kavität des Spritzgießwerkzeugs angeordnet ist. Die Vorsprünge stellen sicher, dass der Rahmen sich nicht während des Einspritzens von Dichtmaterial in die Kavität bewegt.
Es bleibt jedoch ziemlich herausfordernd, komplexe Komponenten des Brennstoffzellenstapels wie etwa Separatorplatten oder Bipolarplatten mit Dichtelementen bereitzustellen. Insbesondere ist es vergleichsweise aufwändig und kostspielig, Dichtelemente auf solche Platten durch Spritzgießen aufzubringen. Dies liegt an der geringen Festigkeit und Stabilität von solchen Komponenten und an dem Vorhandensein von Vorsprüngen und dergleichen, zum Beispiel in dem Bereich von Öffnungen für Medien wie etwa Reaktanden oder ein Kühlmittel.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Separatorplatten-Anordnung der eingangs genannten Art, ein Spritzgießwerkzeug, welches dazu ausgebildet ist, ein Dichtelement auf wenigstens eine Platte einer solchen Separatorplatten-Anordnung aufzubringen, ein Brennstoffzellensystem mit solchen Separatorplatten-Anordnungen und ein Fahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellensystem zu schaffen, welche beziehungsweise welches für ein verbessertes Aufbringen des Dichtelements auf die Platte sorgt.
Diese Aufgabe wird durch eine Separatorplatten-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Spritzgießwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7, durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Separatorplatten-Anordnung umfasst wenigstens eine Platte und wenigstens ein Dichtelement, welches auf die wenigstens eine Platte aufgebracht ist. Das wenigstens eine Dichtelement umschließt einen Rand der wenigstens einen Platte. Das wenigstens eine Dichtelement umfasst des Weiteren wenigstens ein Ausrichtungselement, welches dazu ausgebildet ist, mit einem korrespondierenden Ausrichtungselement eines Spritzgießwerkzeugs zusammenzuwirken. Hierbei kann ein Positionieren der wenigstens einen Platte innerhalb einer Kavität des Spritzgießwerkzeugs durch das Zusammenwirken der Ausrichtungselemente des wenigstens einen Dichtelements einerseits und des Spritzgießwerkzeugs andererseits bewirkt werden.
Da das Dichtelement, welches in dem Spritzgießprozess auf die wenigstens eine Platte aufgebracht wird, die wenigstens eines Platte entlang ihres Umfangs umschließt, ist das Dichtelement besonders gut an der wenigstens einen Platte fixiert. Des Weiteren stellen die Ausrichtungselemente, welche in der Separatorplatten-Anordnung bereitgestellt sind, im Zusammenwirken mit den Ausrichtungselementen, welche durch das Spritzgießwerkzeug bereitgestellt sind, ein besonders genaues Positionieren oder Ausrichten der Platte innerhalb der Kavität des Spritzgießwerkzeugs während des Spritzgießprozesses sicher. Da die Ausrichtungselemente der Separatorplatten-Anordnung mit den korrespondierenden Ausrichtungselementen des Spritzgießwerkzeugs zusammenwirken oder interagieren, wird daher ein verlässliches und reproduzierbares Positionieren der wenigstens einen Platte innerhalb der Kavität des Spritzgießwerkzeugs erreicht. Dies stellt sicher, dass das wenigstens eine Dichtelement an der korrekten Stelle auf die Platte aufgebracht wird Die Separatorplatten-Anordnung sorgt so für ein verbessertes und vereinfachtes Aufbringen des Dichtelements auf die Platte in dem Spritzgießprozess.
Des Weiteren kann das wenigstens eine Dichtelement direkt und mit besonders geringem Aufwand und Kosten auf die wenigstens eine Platte aufgebracht werden. Mit solchen genau positionierten Dichtelementen, welche sicher an der wenigstens einen Platte fixiert sind, kann eine verbesserte Trennung von Reaktanden und/oder einem Kühlmittel voneinander erreicht werden und so eine verbesserte Isolierung von Öffnungen, Sammelleitungen, Kanälen und dergleichen innerhalb eines Brennstoffzellenstapels, welcher eine Vielzahl von solchen Separatorplatten-Anordnungen umfasst.
Mit solchen Separatorplatten-Anordnungen können Brennstoffzellensysteme mit besonders agilen Brennstoffzellenstapeln bereitgestellt werden, welche zum Beispiel in automobilen Anwendungen verwendet werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein erstes Ausrichtungselement des wenigstens einen Dichtelements an einem ersten Rand der wenigstens einen Platte angeordnet, und ein zweites Ausrichtungselement des wenigstens einen Dichtelements ist an einem zweiten Rand der wenigstens einen Platte angeordnet. Durch das Bereitstellen von wenigstens zwei Ausrichtungselementen an verschiedenen Rändern der Platte ist das korrekte Positionieren der Platte innerhalb der Kavität des Spritzgießwerkzeugs weiter verbessert.
Die Ausrichtungselemente des Dichtelements können insbesondere als Einbuchtungen ausgebildet sein. Auf diese Weise können solche Einbuchtungen mit Vorwölbungen oder Vorsprüngen zusammenwirken, welche an der wenigstens einen Gießform des Spritzgießwerkzeugs vorgesehen sind. Des Weiteren vermeidet durch das Ausbilden der Ausrichtungselemente des Dichtelements als Einbuchtungen und nicht als Vorwölbungen das Vorhandensein von Vorwölbungen an dem Rand einer Separatorplatten-Anordnung. Dies erleichtert das Stapeln von solchen Separatorplatten mit Membran-Elektroden-Anordnungen in einem Brennstoffzellenstapel und verringert auch das Volumen, welches von einem solchen Brennstoffzellenstapel eingenommen wird.
Des Weiteren können durch das Ausbilden der Ausrichtungselemente als Einbuchtungen die Vorwölbungen oder Vorsprünge, welche in dem Spritzgießwerkzeug bereitgestellt sind, in direkten Kontakt mit der wenigstens einen Platte gebracht werden. Dies erleichtert weiter das gewünschte Ausrichten oder Positionieren der wenigstens einen Platte innerhalb der Kavität des Spritzgießwerkzeugs.
Der erste Rand und der zweite Rand der wenigstens einen Platte können einen Winkel bilden, insbesondere einen im Wesentlichen rechten Winkel. Auf diese Weise kontaktieren korrespondierende Vorwölbungen oder Vorsprünge, welche an wenigstens einer Gießform des Spritzgießwerkzeugs vorgesehen sind, die wenigstens eine Platte von unterschiedlichen Schmalseiten her. Dies stellt eine leicht reproduzierbare Ausrichtung der wenigstens einen Platte innerhalb der Kavität sicher.
Ein besonders gutes Positionieren der wenigstens einen Platte innerhalb der Kavität kann des Weiteren erreicht werden, wenn gemäß einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform der erste Rand und der zweite Rand einander gegenüberliegende Schmalseiten der wenigstens einen Platte oder wenigstens eines Bereichs der wenigstens einen Platte sind. Auch mit einer solchen Anordnung der Ausrichtungselemente kann eine genaue Ausrichtung der wenigstens einen Platte innerhalb der Kavität des Spritzgießwerkzeugs erreicht werden.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn ein erstes Ausrichtungselement des wenigstens einen Dichtelements dazu ausgebildet ist, einen Stift als das korrespondierende Ausrichtungselement des Spritzgießwerkzeugs aufzunehmen. Hierbei ist das zweite Ausrichtungselement des wenigstens einen Dichtelements dazu ausgebildet, ein Federelement oder eine derartige bewegbare Einrichtung als das korrespondierende Ausrichtungselement des Spritzgießwerkzeugs aufzunehmen. Mit solch einer Anordnung der Ausrichtungselemente hält eine Klemmkraft, welche durch das Federelement oder solch eine bewegbare Einrichtung bereitgestellt ist, die wenigstens eine Platte während des Einspritzens des Dichtelementmaterials in die Kavität des Spritzgießwerkzeugs sicher in Position.
Eine Größe des zweiten Ausrichtungselements, welches dazu ausgebildet ist, das Federelement aufzunehmen, kann größer sein als eine Größe des ersten Ausrichtungselements. Auf diese Weise kann eine vergleichsweise große Kontaktfläche für das Federelement bereitgestellt werden, welche eine gute Verteilung des Kontaktdrucks zulässt, welcher die wenigstens eine Platte innerhalb der Kavität des Spritzgießwerkzeugs in Position hält.
Insbesondere das Vorsehen eines Ausrichtungselements für einen Stift an einem Rand der Separatorplatten-Anordnung und eines anderen Ausrichtungselements für das bewegbare Federelement an einem gegenüberliegenden Rand der Separatorplatten-Anordnung führt dazu, dass das Federelement die wenigstens eine Platte innerhalb der Kavität in die korrekte Position drückt.
Ein Teilbereich des wenigstens einen Dichtelements, welcher eine Oberseite und/oder eine Unterseite der wenigstens einen Platte bedeckt, kann wenigstens eine Öffnung und/oder wenigstens eine Vertiefung haben, welche dazu ausgebildet ist, eine Noppe des Spritzgießwerkzeugs aufzunehmen. Auf diese Weise wird mit wenigstens einer Noppe, welche Druck auf die wenigstens eine Platte von der Oberseite und bevorzugt auch von der Unterseite aufbringt, die Platte nicht nur in Position gehalten. Vielmehr kann die Verformung der wenigstens einen Platte während des Spritzgießprozesses auf wirksame Weise vermieden werden. Um dies zu bewerkstelligen, ist die wenigstens eine Noppe bevorzugt dazu ausgebildet, die wenigstens eine Platte innerhalb der Kavität des Spritzgießwerkzeugs während des Einspritzens des Dichtelementmaterials in die Kavität zu fixieren. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn der Teilbereich des wenigstens einen Dichtelements Öffnungen hat, welche einen direkten Kontakt der Noppen mit der wenigstens einen Platte zulassen.
Die Separatorplatte kann insbesondere eine Kathodenplatte und eine Anodenplatte umfassen, wobei diese Platten miteinander durch Verbindungsmittel wie etwa Schweißnähte verbunden sind. Dies sorgt für eine erhöhte Festigkeit der Separatorplatten-Anordnung, welche dann eine Bipolarplatten-Anordnung bildet.
Hierbei kann ein Teilbereich des wenigstens einen Dichtelements in einem Zwischenraum zwischen der Kathodenplatte und der Anodenplatte angeordnet sein, wobei der Zwischenraum durch die Verbindungsmittel zu wenigstens einer Seite hin begrenzt ist. Auf diese Weise kann das Material während des Einspritzens des Dichtelementmaterials in die Kavität des Spritzgießwerkzeugs in den Zwischenraum fließen und so das Dichtelement an den Platten in einer besonders sicheren und robusten Art und Weise verankern oder fixieren.
Alternativ oder zusätzlich kann sich ein Teilbereich des wenigstens einen Dichtelements von einem Rand der beiden Platten jenseits einer Erhebung wenigstens einer der Platten erstrecken. Dies führt auch zu einem verlässlichen Fixieren des Dichtelements an den Platten.
Die Erhebung kann insbesondere ein geschlossenes Profil bilden, wobei eine Platte mit der anderen der Platten zusammenwirkt. Dies kann beispielsweise bewerkstelligt werden, indem eine geprägte Struktur einer der Platten mit einer flachen Struktur der anderen Platte verschweißt wird. Auf diese Weise ist eine hohle Erhebungseinrichtung geschaffen, welche einfach herzustellen ist und welche nicht das Gewicht der Separatorplatten-Anordnung erhöht.
Das Dichtelement kann insbesondere aus einem spritzfähigen Kunststoff wie etwa Silikon oder Silikonkautschuk gebildet sein. Die wenigstens eine Platte der Separatorplatten-Anordnung kann insbesondere ein dünnes Metallblech sein.
Das erfindungsgemäße Spritzgießwerkzeug weist eine Kavität auf, welche dazu ausgebildet ist, die erfindungsgemäße Separatorplatten-Anordnung aufzunehmen. Das Spritzgießwerkzeug umfasst eine erste Gießform und eine zweite Gießform. Wenigstens eine der Gießformen umfasst ein Ausrichtungselement, welches dazu ausgebildet ist, mit einem korrespondierenden Ausrichtungselement des wenigstens einen Dichtelements der Separatorplatten-Anordnung zusammenzuwirken. Solch ein Spritzgießwerkzeug ermöglicht ein verbessertes Aufbringen des Dichtelements auf die wenigstens eine Platte, wenn die wenigstens eine Platte in der Kavität aufgenommen ist.
Die wenigstens eine Gießform kann wenigstens ein Ausrichtungselement umfassen, welches als ein Stift ausgebildet ist. Hierbei ist der Stift dazu ausgebildet, in das korrespondierende Ausrichtungselement des wenigstens einen Dichtelements eingeführt zu werden. Solche Ausrichtungselemente in Form von Stiften können an der Gießform besonders leicht und mit geringen Kosten bereitgestellt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Gießform wenigstens ein zweites Ausrichtungselement umfassen, welches in das korrespondierende Ausrichtungselement des wenigstens einen Dichtelements bewegbar ist. Auf diese Weise kann das Einsetzen der wenigstens einen Platte in die Kavität leicht bewerkstelligt werden, und auf das Einsetzen hin kann das bewegbare Ausrichtungselement in eine gewünschte Position bewegt werden, in welcher es die wenigstens eine Platte fixiert. Solch ein bewegbares Ausrichtungselement kann besonders gut die wenigstens eine Platte, welche in der Kavität aufgenommen ist, in die gewünschte Position bringen, und zwar vor einem Einspritzen des Dichtelementmaterials. Zum Bewegen des bewegbaren Ausrichtungselements kann insbesondere eine Feder genutzt werden, aber andere Mittel wie hydraulische oder pneumatische Mittel können ebenso eingesetzt werden.
Eine Größe des zweiten Ausrichtungselements der Gießform kann größer sein als eine Größe des ersten Ausrichtungselements. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das bewegbare zweite Ausrichtungselement eine Kraft auf die wenigstens eine Platte ausübt, um die wenigstens eine Platte korrekt in der Kavität zu positionieren. Dann kann die von dem bewegbaren Ausrichtungselement aufgebrachte Kraft besonders gut über die Kontaktfläche des bewegbaren Elements verteilt werden, in welcher es mit der wenigstens einen Platte in Kontakt ist.
Die ersten Ausrichtungselemente und/oder die zweiten Ausrichtungselemente können sich insbesondere in eine Richtung erstrecken, welche parallel zu einer Oberseite und/oder einer Unterseite der wenigstens einen Platte ist. Auf diese Weise kontaktieren solche Ausrichtungselemente Schmalseiten oder Stirnseiten der wenigstens einen Platte. Durch solche seitlich angeordneten Ausrichtungselemente kann die wenigstens eine Platte besonders gut in der gewünschten Position innerhalb der Kavität fixiert werden.
Alternativ, bevorzugt aber zusätzlich umfasst die wenigstens eine Gießform wenigstens eine Noppe, welche dazu ausgebildet ist, eine Öffnung und/oder eine Vertiefung in einem Teilbereich des wenigstens einen Dichtelements zu schaffen, welches eine Oberseite und/oder eine Unterseite der wenigstens einen Platte nach dem Einspritzen des Dichtelementmaterials in die Kavität bedeckt. Die wenigstens eine Noppe ist dazu ausgebildet, die wenigstens eine Platte während des Einspritzens des Dichtelementmaterials innerhalb des Spritzgießwerkzeugs zu fixieren. Dies kann besonders gut bewerkstelligt werden, wenn eine Vielzahl von Noppen mit der Oberseite und der Unterseite der wenigstens einen Platte in Kontakt sind, welche innerhalb der wenigstens einen Kavität angeordnet ist.
Des Weiteren kann die wenigstens eine Gießform wenigstens einen Einspritzkanal für das Aufbringen des Dichtelementmaterials auf die wenigstens eine Platte umfassen. Der wenigstens eine Einspritzkanal kann zu einer Oberseite und/oder zu einer Unterseite der wenigstens einen Platte hin orientiert sein, wenn die Platte in der Kavität des Spritzgießwerkzeugs aufgenommen ist. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Einspritzkanal zu einer Schmalseite oder Stirnseite der wenigstens einen Platte hin orientiert sein. Da das Dichtelementmaterial, welches in die Kavität eingespritzt wird, um den Rand der wenigstens einen Platte herumfließen kann, um den Rand zu umschließen oder zu umgreifen, ist eine begrenzte Anzahl von Einspritzkanälen ausreichend, um das Dichtelement auf die wenigstens eine Platte aufzubringen.
Jedoch kann das Einspritzen des Dichtelementmaterials von oben, von unten und von der Frontseite oder Schmalseite der wenigstens einen Platte her eine Möglichkeit sein, die Kavität mit dem Dichtelementmaterial besonders einfach gleichmäßig zu füllen. Dennoch kann die Anzahl an Einspritzkanälen oder Einspritzdüsen, welche während des Spritzgießens verwendet werden, verringert werden.
Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem, welches insbesondere in einem Fahrzeug verwendet werden kann, umfasst einen Brennstoffzellenstapel mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Separatorplatten-Anordnungen. Hierbei ist eine Membran-Elektroden-Anordnung zwischen einem Paar der Separatorplatten-Anordnungen des Brennstoffzellenstapels angeordnet.
Solch ein Brennstoffzellensystem kann eine Vielzahl von weiteren Komponenten umfassen, welche insbesondere für Brennstoffzellensysteme von Fahrzeugen üblich sind, und welche vorliegend nicht im Detail erläutert zu werden brauchen.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 in einer Draufsicht einen Ausschnitt einer Bipolarplatten-Anordnung, welche eine Kathodenplatte und eine Anodenplatte umfasst, welche miteinander durch Schweißen verbunden sind, wobei die Bipolarplatten-Anordnung ein Dichtelement umfasst, welches die miteinander verbundenen Platten kontinuierlich entlang ihres Umfangs umschließt, wobei Ausrichtungseinbuchtungen entlang des Umfangs der Platten vorgesehen sind, welche zum Interagieren mit korrespondierenden Ausrichtungsmerkmalen eines Spritzgießwerkzeugs vorgesehen sind;
2 eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1;
3 eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III in 1;
4 die Bipolarplatten-Anordnung gemäß 1 in dem Spritzgießwerkzeug nach dem Aufbringen von Dichtelementmaterial auf die Platten;
5 schematisch das Spritzgießwerkzeug in einem Bereich, welcher dazu ausgebildet ist, das in 2 gezeigte Dichtelement auszubilden, wobei die Gießform in einer offenen Stellung gezeigt ist;
6 das Spritzgießwerkzeug gemäß 5 in einer geschlossenen Stellung, wobei die Bipolarplatten-Anordnung in einer Kavität des Spritzgießwerkzeugs angeordnet ist;
7 eine weitere schematische und perspektivische Ansicht des Spritzgießwerkzeugs in seiner offenen Stellung, wobei Noppen sichtbar sind, welche die miteinander verbundenen Platten während des Spritzgießprozesses fixieren und stützen; und
8 das Spritzgießwerkzeug gemäß 7 in seinem geschlossenen Zustand, in welchem die miteinander verbundenen Platten durch die Noppen fixiert sind.
1 zeigt einen Teil einer Separatorplatten-Anordnung für einen Brennstoffzellenstapel, welcher insbesondere eine Komponente eines Brennstoffzellensystems sein kann, welches in einem Fahrzeug eingesetzt wird. In dem gezeigten Beispiel ist die Separatorplatten-Anordnung 10 als eine Bipolarplatten-Anordnung 10 ausgebildet, welche eine Kathodenplatten 12 und eine Anodenplatte 14 (vergleiche 2) umfasst. Die beiden Platten 12, 14 können miteinander insbesondere durch Schweißnähte 16 verbunden sein, welche schematisch in 6 gezeigt sind.
In einem (nicht gezeigten) Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellensystems, welches insbesondere für ein Fahrzeug verwendet werden kann, ist die Kathodenplatte 12 einer Kathode einer Membran-Elektroden-Anordnung einer ersten Einheitszelle zugewandt, und die Anodenplatte 14 ist einer Anode einer anderen Membran-Elektroden-Anordnung einer benachbarten Einheitszelle des Brennstoffzellenstapels zugewandt.
Die Separatorplatten-Anordnung 10 umfasst ein Dichtelement 18, welches sicherstellt, dass die dem Brennstoffzellenstapel zugeführten Reaktanden, das heißt ein Brennstoff und ein Oxidationsmittel beispielsweise in der Form von Wasserstoff als dem Brennstoff und Luft als dem Oxidationsmittel, voneinander getrennt bleiben. Das Dichtelement 18 verhindert des Weiteren eine Leckage eines Kühlmittels von einem Kühlmittel-Strömungsfeld, welches in einem Zwischenraum 20 zwischen den Platten 12, 14 vorgesehen sein kann (vergleiche 2).
Das Dichtelement 18 umfasst eine Dichtlippe 22 in der Form einer Aufwölbung in einem Bereich, in welchem das Dichtelement 18 Öffnungen oder Ports 24, 26 umgibt, welche in den beiden Platten 12, 14 vorgesehen sind. Solche Ports 24, 26 können als Brennstoffeinlass oder als Brennstoffauslass, als Oxidationsmitteleinlass oder Oxidationsmittelauslass oder als Kühlmitteleinlass oder Kühlmittelauslass verwendet werden. In dem Brennstoffzellenstapel bilden diese Ports 24, 26 Sammelleitungen für die vorgenannten Reaktanden beziehungsweise das Kühlmittel.
Die Dichtlippe 22 kann in einem erhöhten Bereich 28 des Dichtelements 18 angeordnet sein, wie dies aus der Schnittansicht in 2 ersichtlich ist. Aus dieser Schnittansicht ist es des Weiteren offensichtlich, dass das Dichtelement 18 einen Rand 30 der beiden Platten 12, 14 umschließt, welche in ihrem verschweißten oder auf andere Weise verbundenen Zustand eine Bipolarplatte bilden. Auf diese Weise bedeckt das Dichtelement 18 nicht nur eine Oberseite 32 der Kathodenplatte 12 und eine Unterseite 34 der Anodenplatte 14, sondern auch eine Schmalseite der Bipolarplatte, welche diese beiden miteinander verbundenen Platten 12, 14 umfasst.
Das Dichtelement 18, welches auf der Oberseite 32 der Kathodenplatte 12 und auf der Unterseite 34 der Anodenplatte 14 angeordnet ist, stellt die Dichtfunktion auf der Kathodenseite beziehungsweise der Anodenseite der Separatorplatten-Anordnung 10 sicher.
Jedoch umgreift oder umschließt das Dichtelement 18 nicht nur den ersten Rand 30 der beiden Platten 12, 14, sondern auch einen zweiten Rand 36, welcher mit dem ersten Rand 30 einen Winkel bildet, und einen dritten Rand 38, welcher eine andere Schmalseite der beiden Platten 12, 14 ist, welche dem ersten Rand 30 gegenüberliegend in einem Eckbereich 40 der Separatorplatten-Anordnung 10 angeordnet ist (vergleiche 1). Durch das Umschließen dieser Ränder 30, 36, 38 der Platten 12, 14 ist das Dichtelement sicher mit den Platten 12, 14 verbunden. Das Dichtelement 18 ist bevorzugt um den gesamten Umfang der beiden Platten 12, 14 herum vorhanden, das heißt entlang der äußeren Schmalseiten der Separatorplatten-Anordnung 10.
Das Dichtelement 18 besteht aus einem spritzfähigen Kunststoff wie etwa einem Silikon oder einem Silikonkautschuk. Entlang der Ränder 30, 36, 38 der Separatorplatten-Anordnung 10 weist das Dichtelement 18 Ausrichtungselemente oder Ausrichtungsmerkmale auf, welche in dem in 1 gezeigten Beispiel als Einbuchtungen 42 ausgebildet sind. In dem Bereich dieser Einbuchtungen 42 sind Ausrichtungsmerkmale oder Ausrichtungselemente, welche durch ein Spritzgießwerkzeug 44 bereitgestellt sind, in Kontakt mit den Schmalseiten oder Rändern 30, 36 der Separatorplatten-Anordnung 10, und zwar während des Einspritzens des Dichtelementmaterials in eine Kavität 46 des Spritzgießwerkzeugs 44 (vergleiche 4 und 5).
Die Ausrichtungselemente des Spritzgießwerkzeugs 44 können beispielsweise als Stifte 48 ausgebildet sein, welche mit den Schmalseiten der Platten 12, 14 in Kontakt sind und welche so die Einbuchtungen 42 entlang der Ränder 30, 36 der Separatorplatten-Anordnung 10 während des Spritzgießprozesses schaffen (vergleiche 4). Die Stifte 48 sind so Ausrichtungselemente, welche mit den Einbuchtungen 42 in dem Dichtelement 18 korrespondieren, welche entlang der Ränder 30, 36 der Separatorplatten-Anordnung 10 vorgesehen sind. Das Zusammenwirken oder Interagieren dieser Ausrichtungselemente stellt ein korrektes Ausrichten oder Positionieren der Platten 12, 14 sicher, welche innerhalb der Kavität 46 des Spritzgießwerkzeugs 44 angeordnet sind und zwar vor dem und während des Einspritzens des Dichtelementmaterials.
Zusätzlich zu den kleineren Einbuchtungen 42, welche durch die Stifte 48 geschaffen sind (vergleiche 4) weist die in 1 gezeigte Separatorplatten-Anordnung 10 eine größere Einbuchtung 50 auf, welche in dem vorliegenden Beispiel entlang des dritten Rands 38 angeordnet ist, das heißt dem ersten Rand 30 gegenüberliegend (vergleiche 1). Diese Einbuchtung 50 ist dazu ausgebildet, ein korrespondierendes Ausrichtungselement in Form eines bewegbaren Stifts oder Bolzens aufzunehmen, welcher insbesondere ein Federelement 52 sein kann. In 4 zeigt ein Pfeil 54 eine Kraft an, welche dieses bewegbare Ausrichtungselement hin zu dem ersten Rand 30 bewegt, sobald die Platten 12, 14 innerhalb der Kavität 46 des Spritzgießwerkzeugs 44 angeordnet sind. Der Druck, welcher zum Beispiel durch eine Feder ausgeübt werden kann, führt zu einem korrekten Positionieren der beiden Platten 12, 14 innerhalb der Kavität 46 während des Spritzgießprozesses. Die Ausrichtungsmerkmale der Separatorplatten-Anordnung 10 können auch als Ausrichtungsdocks bezeichnet werden, wobei die breitere Einbuchtung 50 ein Ausrichtungsdock ist, an welchem die Platten 12, 14 mit dem in 4 gezeigten Ausrichtungselement in Kontakt sind, welches insbesondere als das Federelement 52 ausgebildet sein kann.
Durch die Interaktion der Stifte 48 und des Federelements 52 mit den korrespondierenden Ausrichtungsmerkmalen, welche entlang des Umfangs der Separatorplatten-Anordnung 10 vorgesehen sind, wird eine genaue Ausrichtung der Separatorplatten-Anordnung 10 innerhalb der Kavität 46 des Spritzgießwerkzeugs 44 erreicht.
Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, kann ein Teilbereich 56 des Dichtelements 18 vom Rand 30 her in den Zwischenraum zwischen den beiden Platten 12, 14 eintreten. Der Zwischenraum zwischen den beiden Platten 12, 14, welcher diesen Teilbereich 56 aufnimmt, wird durch die Schweißnähte 16 begrenzt. Solche Teilbereiche 56 des Dichtelements 18, welche in den Zwischenraum zwischen den Platten 12, 14 eintreten, führen zu einer besonders guten Fixierung des Dichtelements 18 an den beiden Platten 12, 14.
Wie des Weiteren aus 2 ersichtlich ist, kann sich ein weiterer Teilbereich 58 des Dichtelements 18 von dem Rand 30 jenseits einer Erhebung 60 einer der beiden Platten 12, 14, in dem gezeigten Beispiel der Kathodenplatte 12 erstrecken. Diese Erhebung 60 bildet im Zusammenwirken mit der Anodenplatte 14 und den Schweißnähten 16 ein geschlossenes Profil 62. Da das Dichtelement 18 die Erhebung 60 oder Stufe in der Kathodenplatte 12 bedeckt, ist ein Abrutschen des Dichtelements 18 von den beiden Platten 12, 14 auf wirksame Weise vermieden.
5 zeigt eine obere Gießform 64 und eine untere Gießform 66 des Spritzgießwerkzeugs 44, welche die Kavität 46 für die Separatorplatten-Anordnung 10 bilden. In 5 ist ein Teilbereich des Spritzgießwerkzeugs 44 gezeigt, welcher dazu ausgebildet ist, einen Bereich der Separatorplatten-Anordnung 10 aufzunehmen, welcher die Dichtlippe 22 umfasst.
Die obere Gießform 64 und die untere Gießform 66 haben jede Noppen 68, welche die Platten 12, 14 fixieren und stützen, welche während des Spritzgießprozesses in der Kavität 46 angeordnet sind. Diese Noppen 68 schaffen Öffnungen 70 in den Teilbereichen des Dichtelements 18, welche die Oberseite 32 der Kathodenplatte 12 und die Unterseite 34 der Anodenplatte 14 bedecken (vergleiche 1). Die Noppen 68 sind mit den verschweißten Platten 12, 14 in Kontakt und fixieren und stützen so die Platten 12, 14 während des Spritzgießprozesses. Daher verhindern die Noppen 68 eine Verformung der Platten 12, 14 während des Spritzgießprozesses. Dies ist insbesondere relevant, da während des Einspritzens des Dichtelementmaterials in die Kavität 46 Druck auf die Platten 12, 14 ausgeübt wird.
6 zeigt die Noppen 68, welche die Platten 12, 14 während des Spritzgießprozesses kontaktieren. Aus 6 ist des Weiteren ersichtlich, dass eine der Platten 12, 14 oder beide Platten 12, 14 wenigstens ein Loch 72 aufweisen können, welches es dem Dichtelementmaterial erlaubt, in einen Zwischenraum 74 zu fließen, welcher zu beiden Seiten hin von den Schweißnähten 16 begrenzt ist. In dem Bereich des Zwischenraum 74 kann eine der beiden Platten 12, 14, beispielsweise die Anodenplatte 14, eine Vertiefung aufweisen, welche es mehr Material ermöglicht, in den Zwischenraum 74 zwischen den beiden Platten 12, 14 zu gelangen.
Wie aus 6 des Weiteren ersichtlich ist, kann ein Einspritzkanal 76 in der oberen Gießform 64 vorgesehen sein, welcher zu der Oberseite 32 der Kathodenplatte 12 hin orientiert ist, und welcher so das Einspritzen des Dichtelementmaterials von oberhalb der Kathodenplatte 12 zulässt. Zusätzlich oder alternativ kann die untere Gießform 66 einen Einspritzkanal 78 aufweisen, welcher zu der Unterseite 34 der Anodenplatte 14 hin orientiert ist. Dieser Einspritzkanal 78 oder diese Einspritzdüse erlaubt so das Einspritzen von Dichtelementmaterial von unterhalb der Anodenplatte 14.
Weiter zusätzlich oder alternativ kann in wenigsten einer der Gießformen 64, 66 ein Einspritzkanal 80 vorgesehen sein, welcher zu der Schmalseite oder dem Rand 30 der Platten 12, 14 hin orientiert ist, und welcher so das Einspritzen des Dichtelementmaterials von einer Frontseite oder Stirnseite der Separatorplatten-Anordnung 10 her zulässt. Da das Dichtelementmaterial um den Rand 30 der beiden Platten 12, 14 herumfließen kann, kann jeder einzelne dieser Einspritzkanäle 76, 78, 80 verwendet werden, um das Dichtelement 18 auf die Platten 12, 14 aufzubringen. Alternativ können mehr als ein oder alle Spritzgießkanäle 76, 78, 80 verwendet werden, insbesondere um das spritzfähige Dichtmaterial von unterschiedlichen Seiten her gleichzeitig auf die Platten 12, 14 aufzubringen.
7 zeigt das Spritzgießwerkzeug 44 in seinem offenen Zustand, in welchem die beiden Platten 12, 14, welche miteinander verbunden sind, oder solch eine Bipolarplatte 82 in der Kavität 46 zwischen der oberen Gießform 64 und der unteren Gießform 66 angeordnet ist. Jedoch sind in dieser offenen Stellung die Noppen 68 noch nicht in Kontakt mit der Oberseite 32 oder der Unterseite 34 der Bipolarplatte 82.
In dem geschlossenen Zustand des Spritzgießwerkzeugs 44, welcher in 8 gezeigt ist, fixieren die Noppen 68 die Bipolarplatte 82 fest in Position in der Kavität 46, und das Einspritzen des Dichtelementmaterials führt nicht zu einer Verformung der Bipolarplatte 82. Jedoch ist es nicht erforderlich, dass die Noppen 68 die Bipolarplatte 82 fest halten, sondern stattdessen kann sehr schwach zurückgehalten werden, um jegliche Toleranzen der Dicke des Teils (zum Beispiel ein Metallteil) zu berücksichtigen, welches in das Spritzgießwerkzeug 44 eingesetzt ist.
Die oben beschriebenen Noppen 68 sind in den Figuren, insbesondere in 7 und 8, als Würfel dargestellt. Jedoch sollte verstanden werden, dass die Noppen 68 unterschiedliche Formen haben können wie etwa runde, oder Kuppelformen, wie dies zum Beispiel für den Materialfluss, die Werkzeugherstellung, die Haltbarkeit des Werkzeugs und dergleichen benötigt wird.
Bezugszeichenliste

10: Separatorplatten-Anordnung
12: Kathodenplatte
14: Anodenplatte
16: Schweißnaht
18: Dichtelement
20: Zwischenraum
22: Dichtlippe
24: Port
26: Port
28: erhöhter Bereich
30: Rand
32: Oberseite
34: Unterseite
36: Rand
38: Rand
40: Eckbereich
42: Einbuchtung
44: Spritzgießwerkzeug
46: Kavität
48: Stift
50: Einbuchtung
52: Federelement
54: Pfeil
56: Teilbereich
58: Teilbereich
60: Erhebung
62: Profil
64: obere Gießform
66: untere Gießform
68: Noppe
70: Öffnung
72: Loch
74: Zwischenraum
76: Einspritzkanal
78: Einspritzkanal
80: Einspritzkanal
82: Bipolarplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2004/0180255 A1 [0006]
US 2003/0127806 A1 [0007]
US 2012/0122009 A1 [0009]

Claims

Separatorplatten-Anordnung für einen Brennstoffzellenstapel, welche wenigstens eine Platte (12, 14) und wenigstens ein Dichtelement (18) umfasst, welches auf die wenigstens eine Platte (12, 14) aufgebracht ist, wobei das wenigstens eines Dichtelement (18) einen Rand (30, 36, 38) der wenigstens einen Platte (12, 14) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dichtelement (18) wenigstens ein Ausrichtungselement (42, 50) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, mit einem korrespondierenden Ausrichtungselement (48, 52) eines Spritzgießwerkzeugs (44) zusammenzuwirken, wobei ein Positionieren der wenigstens einen Platte (12, 14) innerhalb einer Kavität (46) des Spritzgießwerkzeugs (44) durch das Zusammenwirken der Ausrichtungselemente (42, 48, 50, 52) bewirkt werden kann.
Separatorplatten-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes, insbesondere als eine Einbuchtung ausgebildetes, Ausrichtungselement (42) des wenigstens einen Dichtelements (18) an einem ersten Rand (30) der wenigstens Platte (12, 14) angeordnet ist, und ein zweites, insbesondere als eine Einbuchtung ausgebildetes, Ausrichtungselement (42, 50) des wenigstens einen Dichtelements (18) an einem zweiten Rand (36, 38) der wenigstens einen Platte (12, 14) angeordnet ist.
Separatorplatten-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rand (30) und der zweite Rand (36) einen Winkel, insbesondere einen im Wesentlichen rechten Winkel, bilden und/oder der erste Rand (30) und der zweite Rand (38) einander gegenüberliegende Schmalseiten wenigstens eines Bereichs (40) der wenigstens einen Platte (12, 14) sind.
Separatorplatten-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ausrichtungselement (42) des wenigstens einen Dichtelements (18) dazu ausgebildet ist, einen Stift (48) als das korrespondierende Ausrichtungselement des Spritzgießwerkzeugs (44) aufzunehmen, und ein zweites Ausrichtungselement (50) des wenigstens einen Dichtelements (18) dazu ausgebildet ist, ein Federelement (52) als das korrespondierende Ausrichtungselement des Spritzgießwerkzeugs (44) aufzunehmen, wobei eine Größe des zweiten Ausrichtungselements (50) größer ist als eine Größe des ersten Ausrichtungselements (42).
Separatorplatten-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich des wenigstens einen Dichtelements (18), welcher eine Oberseite (32) und/oder eine Unterseite (34) der wenigstens einen Platte (12, 14) bedeckt, wenigstens eine Öffnung (70) und/oder wenigstens eine Vertiefung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Noppe (68) des Spritzgießwerkzeugs (44) aufzunehmen, welche dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Platte (12, 14) während des Einspritzens von Dichtelementmaterial innerhalb der Kavität (46) des Spritzgießwerkzeugs (44) zu fixieren.
Separatorplatten-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Separatorplatten-Anordnung (10) eine Kathodenplatte (12) und eine Anodenplatte (14) umfasst, welche miteinander durch Verbindungsmittel (16), insbesondere durch Schweißnähte, verbunden sind, – wobei ein Teilbereich (56) des wenigstens einen Dichtelements (18) in einem Zwischenraum zwischen der Kathodenplatte (12) und der Anodenplatte (14) angeordnet ist, wobei der Zwischenraum durch die Verbindungsmittel (16) zu wenigstens einer Seite hin begrenzt ist, und/oder – wobei ein Teilbereich (58) des wenigstens einen Dichtelements (18) sich von einem Rand (30) der beiden Platten (12, 14) jenseits einer Erhebung (60) der wenigstens einen Platte (12, 14) erstreckt, welche insbesondere im Zusammenwirken mit der anderen der Platten (12, 14) ein geschlossenes Profil (62) bildet.
Spritzgießwerkzeug mit einer Kavität (46), welche dazu ausgebildet ist, die Separatorplatten-Anordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufzunehmen, wobei das Spritzgießwerkzeug (44) eine erste Gießform (64) und eine zweite Gießform (66) umfasst, wobei wenigstens eine der Gießformen (64, 66) ein Ausrichtungselement (48, 52) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, mit einem korrespondierenden Ausrichtungselement (42, 50) des wenigstens einen Dichtelements (18) der Separatorplatten-Anordnung (10) zusammenzuwirken.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gießform (64, 66) umfasst: – wenigstens ein erstes, als ein Stift (48) ausgebildetes Ausrichtungselement, welches dazu ausgebildet ist, in das korrespondierende Ausrichtungselement (42) des wenigstens einen Dichtelements (18) eingeführt zu werden, und/oder – wenigstens ein zweites Ausrichtungselement (52), welches, insbesondere durch eine Feder, in das korrespondierende Ausrichtungselement (50) des wenigstens einen Dichtelements (18) bewegbar ist, wobei eine Größe des zweiten Ausrichtungselements (52) größer ist als eine Größe des ersten Ausrichtungselements (48) und/oder wobei das Ausrichtungselement (48, 52) sich in eine Richtung erstreckt, welche parallel zu einer Oberseite (32) und/oder einer Unterseite (34) der wenigstens einen Platte (12, 14) ist, und/oder – wenigstens eine Noppe (68), welche dazu ausgebildet ist, eine Öffnung (70) und/oder eine Vertiefung in einem Teilbereich des wenigstens einen Dichtelements (18) zu schaffen, welches eine Oberseite (32) und/oder eine Unterseite (34) der wenigstens einen Platte (12, 14) bedeckt, wobei die wenigstens eine Noppe (68) dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Platte (12, 14) während des Einspritzens von Dichtelementmaterial innerhalb des Spritzgießwerkzeugs (44) zu fixieren, und/oder – wenigstens einen Einspritzkanal (76, 78, 80) für das Aufbringen von Dichtelementmaterial auf die wenigstens eine Platte (12, 14), wobei der wenigstens eine Einspritzkanal (76, 78, 80) zu einer Oberseite (32) und/oder zu einer Unterseite (34) und/oder zu einer Schmalseite (30) der wenigstens einen Platte (12, 14) hin orientiert ist, welche in der Kavität (46) des Spritzgießwerkzeugs (44) aufgenommen werden kann.
Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem Brennstoffzellenstapel, welcher eine Vielzahl von Separatorplatten-Anordnungen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst, wobei eine Membran-Elektroden-Anordnung zwischen einem Paar der Separatoplatten-Anordnungen (10) des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist.
Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 9.