DE102015223930A1

DE102015223930A1 - Bipolar plate and fuel cell

Info

Publication number: DE102015223930A1
Application number: DE102015223930.6A
Authority: DE
Inventors: Philipp Mohr; Arne Mücke; Christian Martin Zillich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2017-06-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte (10) für eine Brennstoffzelle umfassend ein Gefüge aus zwei miteinander verfügten Platten (20, 21), wobei jede der zwei Platten (20, 21) im Querschnitt je eine periodische Struktur mit Auswölbungen (26) aufweist, die voneinander wegweisend einen Kühlmittelströmungsbereich (27) zwischen beiden Platten (20, 21) bildend angeordnet sind, wobei die Auswölbungen (26) in einer vor einem Flussfeld (AA) angeordneten Verteilerstruktur (23) der Bipolarplatte (10) ausgebildet sind. Es ist vorgesehen, dass zwischen der vor und/oder nach dem Flussfeld (AA) angeordneten Verteilerstruktur (23) der Bipolarplatte (10) und dem Flussfeld (AA) ein Übergangsbereich (22) angeordnet ist, der die Kühlmittelkanäle (24) an die an den Übergangsbereich (22) angrenzenden Auswölbungen (26) beider Platten (20, 21) der Verteilerstruktur (22) anbindet, und wobei auf den voneinander abgewandten Seiten der Platten (20, 21) zudem jeweils zumindest ein Strömungsbereich (28) oder Kanal für ein Reaktionsgas ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Brennstoffzelle mit einer solchen Bipolarplatte (10).The invention relates to a bipolar plate (10) for a fuel cell comprising a structure of two mutually connected plates (20, 21), wherein each of the two plates (20, 21) in cross section each have a periodic structure with bulges (26), which from each other groundbreaking a coolant flow area (27) between two plates (20, 21) are arranged forming, wherein the bulges (26) in a front of a flow field (AA) arranged distribution structure (23) of the bipolar plate (10) are formed. It is provided that between the upstream and / or downstream of the flow field (AA) arranged distributor structure (23) of the bipolar plate (10) and the flow field (AA), a transition region (22) is arranged, the coolant channels (24) to the the transition region (22) adjacent bulges (26) of both plates (20, 21) of the distributor structure (22) binds, and wherein on the opposite sides of the plates (20, 21) also in each case at least one flow region (28) or channel for a Reaction gas is formed. The invention further relates to a fuel cell with such a bipolar plate (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle umfassend ein Gefüge aus zwei miteinander verfügten Platten, wobei jede der zwei Platten im Querschnitt je eine periodische Struktur mit Auswölbungen aufweist, wobei die Auswölbungen beider Platten einen Kühlmittelströmungsbereich bildend voneinander wegweisend angeordnet sind, wobei die Auswölbungen auf den voneinander abgewandten Seiten der Platten jeweils einen Strömungsbereich für ein Reaktionsgas ausbilden, und wobei die Auswölbungen ausschließlich in einer in Hauptströmungsrichtung vor und/oder nach einem Flussfeld angeordneten Verteilerstruktur der Bipolarplatte ausgebildet sind und die Auswölbungen der beiden Platten sich teilweise überschneiden, wobei ein eine Längs- und Querströmung erlaubender Kühlmittelströmungsbereich gegeben ist, und die zwei Platten zur Ausbildung des Flussfeldes ausgestaltet sind, wobei zwischen den zwei Platten Kühlmittelkanäle durch auf den voneinander wegweisenden Seiten der Platten Stege ausgebildet sind und auf den voneinander abgewandten Seiten der Platten jeweils Reaktionsgaskanäle gegeben sind, die zwischen den Stegen verlaufen, sowie eine Brennstoffzelle. The invention relates to a bipolar plate for a fuel cell comprising a structure of two mutually arranged plates, each of the two plates in cross section each having a periodic structure with bulges, wherein the bulges of both plates forming a coolant flow area forming facing away from each other, wherein the bulges on the The sides of the plates facing away from each other in each case form a flow region for a reaction gas, and wherein the bulges are formed exclusively in a distributor structure of the bipolar plate arranged in the main flow direction before and / or after a flow field and the bulges of the two plates partially overlap. and transverse flow allowing coolant flow area, and the two plates are configured to form the flow field, wherein between the two plates coolant channels through on the facing away from each other Side of the plates webs are formed and on the opposite sides of the plates each reaction gas channels are given, which extend between the webs, and a fuel cell.

Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membran-Elektroden-Anordnung (MEA für membrane electrode assembly), die ein Gefüge aus einer ionenleitenden (meist protonenleitenden) Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten katalytischen Elektrode (Anode und Kathode) ist. Letztere umfassen zumeist geträgerte Edelmetalle, insbesondere Platin. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Anordnung an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl im Stapel (stack) angeordneter MEA gebildet, deren elektrische Leistungen sich addieren. Zwischen den einzelnen Membran-Elektroden-Anordnungen sind in der Regel Bipolarplatten (auch Flussfeld- oder Separatorplatten genannt) angeordnet, welche eine Versorgung der Einzelzellen mit den Betriebsmedien, also den Reaktanten, sicherstellen und üblicherweise auch der Kühlung dienen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für einen elektrisch leitfähigen Kontakt zu den Membran-Elektroden-Anordnungen. Fuel cells use the chemical transformation of a fuel with oxygen to water to generate electrical energy. For this purpose, fuel cells contain as a core component the so-called membrane electrode assembly (MEA for membrane electrode assembly), which is a microstructure of an ion-conducting (usually proton-conducting) membrane and in each case on both sides of the membrane arranged catalytic electrode (anode and cathode). The latter mostly comprise supported noble metals, in particular platinum. In addition, gas diffusion layers (GDL) can be arranged on both sides of the membrane-electrode arrangement on the sides of the electrodes facing away from the membrane. As a rule, the fuel cell is formed by a multiplicity of stacked MEAs whose electrical powers add up. As a rule, bipolar plates (also called flow field plates or separator plates) are arranged between the individual membrane electrode assemblies, which ensure that the individual cells are supplied with the operating media, ie the reactants, and are usually also used for cooling. In addition, the bipolar plates provide an electrically conductive contact to the membrane-electrode assemblies.

Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff (Anodenbetriebsmedium), insbesondere Wasserstoff H₂ oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, über ein anodenseitiges offenes Flussfeld der Bipolarplatte der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H₂ zu Protonen H⁺ unter Abgabe von Elektronen stattfindet (H₂ → 2H⁺ + 2e^–). Über den Elektrolyten oder die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird über ein kathodenseitiges offenes Flussfeld der Bipolarplatte Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch (zum Beispiel Luft) als Kathodenbetriebsmedium zugeführt, sodass eine Reduktion von O₂ zu O^2– unter Aufnahme der Elektronen stattfindet (½O₂ + 2e^– →O^2–). Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum die Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser (O^2– + 2H⁺ → H₂O). During operation of the fuel cell, the fuel (anode operating medium), in particular hydrogen H ₂ or a hydrogen-containing gas mixture, is supplied to the anode via an anode-side open flow field of the bipolar plate, where an electrochemical oxidation of H ₂ to protons H ⁺ takes place with release of electrons (H ₂ → 2H ⁺ + 2e ^- ). Via the electrolyte or the membrane, which separates the reaction spaces gas-tight from each other and electrically isolated, takes place (water-bound or anhydrous) transport of the protons from the anode compartment into the cathode compartment. The electrons provided at the anode are supplied to the cathode via an electrical line. The cathode is supplied via a cathode-side open flow field of the bipolar plate oxygen or an oxygen-containing gas mixture (for example air) as a cathode operating medium, so that a reduction of O ₂ to O ^2- takes place with absorption of the electrons (½O ₂ + 2e ^- → O ^2- ) , At the same time, the oxygen anions in the cathode compartment react with the protons transported via the membrane to form water (O ^2- + 2H ⁺ → H ₂ O).

Die Versorgung des Brennstoffzellenstapels mit seinen Betriebsmedien, also dem Anodenbetriebsgas (zum Beispiel Wasserstoff), dem Kathodenbetriebsgas (zum Beispiel Luft) und dem Kühlmittel, erfolgt über Hauptversorgungskanäle, die den Stapel in seiner gesamten Stapelrichtung durchsetzen und von denen die Betriebsmedien über die Bipolarplatten den Einzelzellen zugeführt werden. Für jedes Betriebsmedium sind mindestens zwei solcher Hauptversorgungskanäle vorhanden, nämlich einer zur Zuführung und einer zur Abführung des jeweiligen Betriebsmediums. Dazu haben Bipolarplatten verschiedene Bereiche, die in einer Hauptströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Dies sind zunächst die Hauptversorgungskanäle oder Fluidports. Dann schließt sich ein Einströmbereich an, der zu einer Verteilstruktur überleitet. Die Verteilstruktur verteilt die Betriebsmedien, die dann einem Flussfeld zugeführt werden, wo die chemischen Reaktionen stattfinden. The supply of the fuel cell stack with its operating media, ie the anode operating gas (for example hydrogen), the cathode operating gas (for example air) and the coolant, via main supply channels that enforce the stack in its entire stacking direction and of which the operating media on the bipolar plates, the single cells be supplied. For each operating medium at least two such main supply channels are present, namely one for feeding and one for discharging the respective operating medium. For this purpose, bipolar plates have different regions, which are arranged one behind the other in a main flow direction. These are first the main supply channels or fluid ports. This is followed by an inflow region, which leads to a distribution structure. The distribution structure distributes the operating media, which are then fed to a flow field where the chemical reactions take place.

Zur Optimierung der Druckverhältnisse in der Bipolarplatte ist aus der DE 10 2014 206 336 A1 bekannt, die beiden Platten der Bipolarplatte im Bereich der Verteilerstruktur im Querschnitt mit einer periodischen Struktur zu versehen, innerhalb derer einen Kühlmittelströmungsbereich ausgebildet ist, der eine Längs- und Querströmung erlaubt. To optimize the pressure conditions in the bipolar plate is from the DE 10 2014 206 336 A1 known to provide the two plates of the bipolar plate in the region of the distributor structure in cross-section with a periodic structure, within which a coolant flow region is formed, which allows a longitudinal and transverse flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bipolarplatte, bei der eine Verteilerstruktur in einfacher Weise, ohne die Höhe der Bipolarplatte zu beeinträchtigen, an das Flussfeld angebunden ist, sowie eine entsprechende Brennstoffzelle zu schaffen. The invention is based on the object, a bipolar plate, in which a distributor structure in a simple manner, without affecting the height of the bipolar plate, is connected to the flow field, and to provide a corresponding fuel cell.

Es wird eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle bereitgestellt umfassend ein Gefüge aus zwei miteinander verfügten Platten, wobei jede der zwei Platten im Querschnitt je eine periodische Struktur mit Auswölbungen aufweist. Die Auswölbungen beider Platten sind voneinander wegweisend angeordnet und bilden einen Kühlmittelströmungsbereich, wobei die Auswölbungen auf den voneinander abgewandten Seiten der Platten zudem jeweils einen Strömungsbereich für ein Reaktionsgas ausbilden. Die Auswölbungen sind ausschließlich in einer in Hauptströmungsrichtung vor und/oder nach einem Flussfeld angeordneten Verteilerstruktur der Bipolarplatte ausgebildet und überschneiden sich teilweise, wobei ein eine Längs- und Querströmung erlaubender Kühlmittelströmungsbereich gegeben ist. Ferner sind die zwei Platten zur Ausbildung des Flussfeldes ausgestaltet, wobei zwischen den zwei Platten Kühlmittelkanäle durch auf den voneinander wegweisenden Seiten der Platten Stege ausgebildet sind und auf den voneinander abgewandten Seiten der Platten jeweils Reaktionsgaskanäle gegeben sind, die zwischen den Stegen verlaufen. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen der vor und/oder nach dem Flussfeld angeordneten Verteilerstruktur der Bipolarplatte und dem Flussfeld ein Übergangsbereich angeordnet ist, wobei im Übergangsbereich zumindest ein Übergangskanal angeordnet ist, der die Kühlmittelkanäle an die an den Übergangsbereich angrenzenden Auswölbungen beider Platten der Verteilerstruktur anbindet, und wobei auf den voneinander abgewandten Seiten der Platten zudem jeweils zumindest ein Strömungsbereich oder Kanal für ein Reaktionsgas ausgebildet ist. A bipolar plate is provided for a fuel cell comprising a structure of two mutually connected plates, wherein each of the two plates in cross-section each having a periodic structure with bulges. The bulges of both plates are arranged facing away from each other and form a coolant flow area, wherein the bulges on the one another Furthermore, opposite sides of the plates each form a flow region for a reaction gas. The bulges are formed exclusively in a distribution structure of the bipolar plate arranged in the main flow direction before and / or after a flow field and partially overlap, whereby a coolant flow region permitting a longitudinal and transverse flow is provided. Further, the two plates are designed to form the flow field, wherein between the two plates coolant channels are formed by on the sides facing away from the plates webs and on the opposite sides of the plates each reaction gas channels are given, which extend between the webs. According to the invention, provision is made for a transition region to be arranged between the distributor structure of the bipolar plate and the flow field arranged upstream and / or downstream of the flow field, wherein at least one transition channel is arranged in the transition region, which connects the coolant channels to the bulges of both plates of the distributor structure adjoining the transition region binds, and wherein in each case at least one flow area or channel for a reaction gas is formed on the opposite sides of the plates.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Übergangsbereiches der beiden Platten einer Bipolarplatte können vorteilhafterweise der Kühlmittelströmungsbereich und die Strömungsbereiche für die Reaktionsgase der Verteilerstruktur an die Kühlmittelkanäle und Reaktionsgaskanäle des Flussfeldes unter Beibehaltung der Höhe der Bipolarplatte angebunden werden, wobei zudem vorteilhafterweise jeder Kühlmittelkanal und jeder Reaktionsgaskanal einzeln versorgt wird. The inventive design of the transition region of the two plates of a bipolar plate advantageously the Kühlmittelströmungsbereich and the flow areas for the reaction gases of the manifold structure can be connected to the coolant channels and reaction gas channels of the flow field while maintaining the height of the bipolar plate, which also advantageously each coolant channel and each reaction gas channel is supplied individually ,

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bipolarplatte sind im Übergangsbereich Übergangskanäle angeordnet, die zum Teil in einer Platte und zum anderen Teil in der zweiten Platte oder insgesamt in nur in einer Platte ausgeformt sind und die jeweils einen Kühlmittelkanal in den Übergangsbereich hinein verlängern und an die Auswölbungen anbinden, wobei die Auswölbungen einer Platte jeweils mit einem Übergangskanal derselben Platte verbunden sind. According to a preferred embodiment of the bipolar plate according to the invention transition channels are arranged in the transition region, which are partly formed in a plate and the other part in the second plate or in total in only one plate and each extending a coolant channel into the transition region and the bulges connect, wherein the protrusions of a plate are each connected to a transition channel of the same plate.

Vorzugsweise können die Auswölbungen zudem mit zumindest einem weiteren, vorzugsweise zwei weiteren Übergangskanälen der anderen, das heißt gegenüberliegenden Platte verbunden sein. Preferably, the bulges can also be connected to at least one further, preferably two further transition channels of the other, that is opposite plate.

Zudem kann vorzugsweise ein Teil der Übergangskanäle, ausgehend von einem Kühlmittelkanal verzweigt sein, vorzugsweise in zwei Übergangskanäle, die in gegenüberliegenden Platten ausgeformt sind und jeweils eine Auswölbung einer anderen Platte anbinden. In addition, preferably, a part of the transitional channels, branched from a coolant channel, preferably in two transitional channels, which are formed in opposite plates and each connect a bulge of another plate.

Zwischen den Übergangskanälen verlaufen die Strömungskanäle für die Reaktionsgase, die in die Kanäle für die Reaktionsgase zwischen den Kühlmittelkanäle des Flussfeldes übergehen, wobei vorteilhafterweise durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Übergangskanäle jeder Kanal für die Reaktionsgase angebunden wird. Between the transitional channels run the flow channels for the reaction gases, which pass into the channels for the reaction gases between the coolant channels of the flow field, wherein advantageously each channel for the reaction gases is connected by the inventive design of the transitional channels.

Nach einer weitern bevorzugten Ausführungsform der Bipolarplatte ist es vorgesehen, dass der Übergangsbereich ausgeformt ist, das Kühlmittel und die beiden Reaktionsgase vom Verteilerbereich zum Flussfeld übereinander strömend zu leiten. According to a further preferred embodiment of the bipolar plate, it is provided that the transition region is formed, the coolant and the two reaction gases from the distribution area to the flow field to flow one above the other.

Vorzugsweise erstreckt sich dabei der Übergangsbereich, in dem das Kühlmittel und die beiden Reaktionsgase übereinander strömen, über die Breite des Flussfeldes. Preferably, the transition region, in which the coolant and the two reaction gases flow over one another, extends over the width of the flow field.

Dieser Übergangsbereich kann allerdings durch Stege oder dergleichen unterteilt sein, um dessen Stabilität zu gewährleisten. However, this transition region can be divided by webs or the like in order to ensure its stability.

Vorzugsweise sind die an den Übergangsbereich angrenzenden Auswölbungen zu diesem hin abgeflacht beziehungsweise verkürzt ausgebildet, um in den erfindungsgemäß ausgebildeten Übergangsbereich überzugehen. Preferably, the bulges adjoining the transition region are flattened or shortened towards the latter in order to transition into the transition region designed according to the invention.

Erfindungsgemäß werden somit Platten für den Aufbau der Bipolarplatte verwendet, die als Verteilerstruktur keine kanalartigen, durchgehenden Vertiefungen aufweisen, sondern sich teilweise überschneidende, periodische Strukturen mit Auswölbungen. Dabei wird unter dem Begriff Auswölbung eine Verprägung oder dergleichen einer ansonsten ebenen Platte verstanden, die eine durchgehende umlaufende Kontur bezüglich des ebenen Untergrunds der Platte aufweist. Die Auswölbungen erlauben neben der längs gerichteten Hauptströmung auch eine quer oder senkrecht dazu verlaufende Quer- oder Nebenströmung, was die Strömungseigenschaften hinsichtlich des Kühlmittels weiter verbessert. Durch die Quer- und Längsströmung entsteht ein verbundenes Strömungsvolumen, wobei die Auswölbungen oder Verprägungen den Druckverlust steuern beziehungsweise einstellen. According to the invention plates are thus used for the construction of the bipolar plate, which have no channel-like, continuous depressions as distribution structure, but partially overlapping, periodic structures with bulges. The term bulge is understood to mean an embossment or the like of an otherwise flat plate which has a continuous circumferential contour with respect to the flat background of the plate. The bulges allow in addition to the longitudinal main flow and a transverse or perpendicular thereto transverse or secondary flow, which further improves the flow characteristics with respect to the coolant. By the transverse and longitudinal flow creates a connected flow volume, the bulges or stampings control or adjust the pressure loss.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Verteilerstruktur mit Auswölbungen oder Ausprägungen wird auf die DE 10 2014 206 336 A1 verwiesen. With regard to the design of the distribution structure with bulges or shapes is on the DE 10 2014 206 336 A1 directed.

Die Auswölbungen sind vorzugsweise verrundete Kreuz- oder Rautenstrukturen. Verrundete oder abgerundete Kreuz- oder Rautenstrukturen eignen sich besonders zur Erzeugung der aufeinander abgestimmten Längs- und Querströmung des Kühlmittels. Der Druckverlust des Kühlmittels und der Reaktanden in Längs- und Querrichtung kann durch die Länge, Breite sowie die Überschneidung der Auswölbungen beziehungsweise Verprägungen beeinflusst werden. Der Austrag von Wasser, kritisch für einen Froststart, wird durch die verrundeten Strukturen begünstigt. Je stärker die Strukturen beziehungsweise Ausnehmungen verrundet oder ausgerundet sind, desto größere Kanalquerschnitte werden gebildet. Die Verrundung besteht darin, spitze Ecken zu verrunden und/oder gerade Seitenbereiche der Strukturen konkav, also nach innen in die Struktur hinein, auszubilden. Auch eine ovale Form oder Ellipse ist geeignet, wobei eine ovale beziehungsweise runde Form eine maximal verrundete Struktur oder Kontur darstellt. Schließlich können derartige Formen zu einer Ausnehmung oder Struktur kombiniert werden. Dies kann zum Beispiel durch zwei rechtwinklig angeordnete und sich durchdringende Ellipsenformen realisiert sein. The bulges are preferably rounded cross or rhombic structures. Rounded or rounded cross or rhombic structures are particularly suitable for generating the coordinated longitudinal and transverse flow of the coolant. The pressure loss of the coolant and the reactants in the longitudinal and transverse direction can be determined by the length, width and the intersection of the Bulges or embossments are influenced. The discharge of water, critical for a frost start, is favored by the rounded structures. The more strongly the structures or recesses are rounded or rounded, the larger channel cross sections are formed. The rounding consists of rounding sharp corners and / or forming straight side areas of the structures concave, that is, inwards into the structure. Also, an oval shape or ellipse is suitable, wherein an oval or round shape represents a maximum rounded structure or contour. Finally, such shapes can be combined into a recess or structure. This can be realized for example by two orthogonal and penetrating ellipse shapes.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswölbungen der beiden Platten sich in Randbereichen und/oder in Eckbereichen der Auswölbungen überschneiden. Dazu können die Auswölbungen auf beiden Platten identisch ausgeführt sein. Die Auswölbungen der beiden Platten können um eine halbe Auswölbung, zum Beispiel eine halbe Breite oder Länge, versetzt angeordnet sein. Ein geringerer Versatz ist ebenso möglich, der dann unsymmetrisch ist. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the bulges of the two plates overlap in edge regions and / or in corner regions of the bulges. For this purpose, the bulges can be made identical on both plates. The bulges of the two plates can be arranged offset by half a bulge, for example, a half width or length. A smaller offset is also possible, which is then unbalanced.

Die Erfindung betrifft ferner eine Brennstoffzelle, umfassend einen Stapel einer Mehrzahl von zuvor beschriebenen Bipolarplatten und einer Mehrzahl von Membran-Elektroden-Anordnungen, wobei die Bipolarplatten und die Membran-Elektroden-Anordnungen abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Es gelten die zuvor beschriebenen Vorteile und Modifikationen. Zudem wird ein Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Brennstoffzelle aufweisend beansprucht. The invention further relates to a fuel cell comprising a stack of a plurality of previously described bipolar plates and a plurality of membrane-electrode assemblies, wherein the bipolar plates and the membrane-electrode assemblies are alternately stacked on each other. The advantages and modifications described above apply. In addition, a motor vehicle claimed a fuel cell according to the invention.

Die Brennstoffzelle kann für mobile oder stationäre Anwendungen eingesetzt werden. Insbesondere dient sie der Stromversorgung eines Elektromotors für den Antrieb eines Fahrzeugs. Somit betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Fahrzeug, das eine zuvor beschriebene Brennstoffzelle aufweist. Es gelten die zuvor beschriebenen Vorteile und Modifikationen. The fuel cell can be used for mobile or stationary applications. In particular, it serves to supply power to an electric motor for driving a vehicle. Thus, another aspect of the invention relates to a vehicle having a fuel cell as described above. The advantages and modifications described above apply.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Draufsicht auf eine Bipolarplatte, 1 a plan view of a bipolar plate,

2 eine schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte, 2 a schematic detail view of a bipolar plate according to the invention,

3 zwei Schnittansichten nach Schnitt A-A und Schnitt B-B gemäß 2, 3 two sectional views according to section AA and section BB according to 2 .

4 eine schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte nach einer anderen Ausführungsform, 4 a schematic detail view of a bipolar plate according to the invention according to another embodiment,

5 fünf Schnittansichten nach Schnitt C-C, Schnitt D-D, Schnitt E-E, Schnitt F-F, Schnitt G-G gemäß 4, und 5 Five sectional views according to section CC, section DD, section EE, section FF, section GG according to 4 , and

6 zwei Schnittansichten nach Schnitt A-A und Schnitt B-B gemäß 4. 6 two sectional views according to section AA and section BB according to 4 ,

1 zeigt eine beispielhafte Bipolarplatte 10 in einer Draufsicht. Die Bipolarplatte 10 unterteilt sich in ein Flussfeld AA und auf gegenüberliegenden Seiten des Flussfeldes AA angrenzende Bereiche IA. Das Flussfeld AA zeichnet sich dadurch aus, dass in diesem Bereich die Brennstoffzellreaktionen stattfinden. Die angrenzenden Bereiche IA, lassen sich jeweils in Versorgungsbereiche SA und Verteilerbereiche DA unterteilen. Innerhalb der Versorgungsbereiche SA sind Versorgungsöffnungen 14 bis 19 angeordnet, die im gestapelten Zustand von einer Vielzahl von Bipolarplatten 10 im Wesentlichen miteinander fluchten und Hauptversorgungskanäle innerhalb eines nicht dargestellten Brennstoffzellenstapels ausbilden. Die Anodeneinlassöffnungen 14 dienen der Zuführung des Anodenbetriebsgases, also des Brennstoffs, beispielsweise Wasserstoff. Die Anodenauslassöffnungen 15 dienen der Abführung des Anodenabgases nach Überströmen des Flussfeldes AA. Die Kathodeneinlassöffnungen 16 dienen der Zuführung des Kathodenbetriebsgases, das insbesondere Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gemisch, vorzugsweise Luft ist. Die Kathodenauslassöffnungen 17 dienen der Abführung des Kathodenabgases nach Überströmen des Flussfeldes AA. Die Kühlmitteleinlassöffnungen 18 dienen der Zuführung und die Kühlmittelauslassöffnungen 19 der Ableitung des Kühlmittels. 1 shows an exemplary bipolar plate 10 in a top view. The bipolar plate 10 is divided into a flow field AA and on opposite sides of the flow field AA adjacent areas IA. The flow field AA is characterized in that the fuel cell reactions take place in this area. The adjacent areas IA, can be subdivided into supply areas SA and distribution areas DA. Within the service areas SA are service openings 14 to 19 arranged in the stacked state by a variety of bipolar plates 10 are substantially aligned and form main supply channels within a fuel cell stack, not shown. The anode inlet openings 14 serve to supply the anode operating gas, so the fuel, for example hydrogen. The anode outlet openings 15 serve the discharge of the anode exhaust gas after overflow of the flow field AA. The cathode inlet openings 16 serve to supply the cathode operating gas, which is in particular oxygen or an oxygen-containing mixture, preferably air. The cathode outlet openings 17 serve the discharge of the cathode exhaust gas after overflow of the flow field AA. The coolant inlet openings 18 serve the supply and the coolant outlet 19 the discharge of the coolant.

Die in 1 dargestellte Bipolarplatte 10 weist eine in der Darstellung sichtbare Kathodenseite 12 auf sowie eine nicht sichtbare Anodenseite 11. Die Bipolarplatte 10 ist aus zwei zusammengefügten Platten 20, 21, der Anodenplatte und der Kathodenplatte, aufgebaut. Auf der dargestellten Kathodenseite 12 sind Betriebsmittelkanäle 13 als offene rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet, welche die Kathodeneinlassöffnung 16 mit der Kathodenauslassöffnung 17 verbinden. Dargestellt sind lediglich fünf exemplarische Betriebsmittelkanäle 13, wobei üblicherweise eine wesentlich größere Anzahl vorhanden ist. Desgleichen weist die hier nicht sichtbare Anodenseite 11 entsprechende Betriebsmittelkanäle auf, welche die Anodeneinlassöffnung 14 mit der Anodenauslassöffnung 15 verbinden. Auch diese Betriebsmittelkanäle für das Anodenbetriebsmedium sind als offene, rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet. Im Inneren der Bipolarplatte 15, insbesondere zwischen den beiden Platten 20, 21, verlaufen eingeschlossene Kühlmittelkanäle, welche die Kühlmitteleinlassöffnung 18 mit der Kühlmittelauslassöffnung 11 verbinden. Mit den unterbrochenen Linien sind in 1 Dichtungen angedeutet. In the 1 illustrated bipolar plate 10 has a cathode side visible in the illustration 12 on and an invisible anode side 11 , The bipolar plate 10 is made of two joined plates 20 . 21 , The anode plate and the cathode plate, built. On the illustrated cathode side 12 are resource channels 13 designed as open channel-like channel structures, which the cathode inlet opening 16 with the cathode outlet opening 17 connect. Only five exemplary resource channels are shown 13 , where usually a much larger number is available. Likewise, the not visible here anode side 11 corresponding resource channels, which the anode inlet opening 14 with the anode outlet opening 15 connect. These operating medium channels for the anode operating medium are also designed as open, channel-like channel structures. Inside the bipolar plate 15 , especially between the two plates 20 . 21 , enclosed coolant passages extend the coolant inlet opening 18 with the coolant outlet opening 11 connect. With the broken lines are in 1 Seals indicated.

2 zeigt in einer schematischen Detailansicht einen Übergangsbereich 22, der zwischen einer Verteilerstruktur 23 im Verteilerbereich DA und Kühlmittelkanälen 24 und Kanälen 25 für ein Reaktionsgas im Flussfeld AA der Bipolarplatte 10 angeordnet ist. 2 shows a schematic detail view of a transition area 22 that is between a distribution structure 23 in the distribution area DA and coolant channels 24 and channels 25 for a reaction gas in the flow field AA of the bipolar plate 10 is arranged.

Die Verteilerstruktur 23 hat die Aufgabe, die Betriebsmittel, das heißt Kühlmittel und Reaktionsgase, auf die gesamte Breite des Flussfeldes AA zu verteilen, um dort flächendeckend chemische Reaktionen beziehungsweise Kühlung zu ermöglichen. Dazu ist in der Verteilerstruktur 23 eine Vielzahl von rautenförmigen Auswölbungen 26 als periodische Struktur vorgesehen. Die rautenförmigen Auswölbungen 26 sind in beiden Platten 20, 21 der Bipolarplatte 10 voneinander wegweisend ausgebildet, sodass sich ein Kühlmittelströmungsbereich 27 (ersichtlich in 3) zwischen den Platten 20, 21 und Strömungsbereiche 28 für ein Reaktionsgas jeweils auf der Außenseite der beiden Platten 20, 21 zwischen den Auswölbungen 26 ergeben. The distribution structure 23 has the task to distribute the resources, that is, coolant and reaction gases, to the entire width of the flow field AA, to allow nationwide chemical reactions or cooling. This is in the distribution structure 23 a variety of diamond-shaped bulges 26 provided as a periodic structure. The rhombic bulges 26 are in both plates 20 . 21 the bipolar plate 10 formed facing away from each other, so that a Kühlmittelströmungsbereich 27 (can be seen in 3 ) between the plates 20 . 21 and flow areas 28 for a reaction gas respectively on the outside of the two plates 20 . 21 between the bulges 26 result.

In 2 sind die Auswölbungen 26 der einen Platte 21, die von der der anderen Platte 20 überdeckt sind, mit unterbrochenen Linien gezeigt. Die Auswölbungen 26 der beiden Platten 20, 21 sind versetzt zueinander angeordnet, sodass sich die Auswölbungen 26 der ersten Platte 20 und die Auswölbungen 26 der zweiten Platte 21 teilweise und zwar in den Eckbereichen 29 überschneiden, wobei in den sich überschneidenden Eckbereichen 29 das Kühlmittel von einer Auswölbung 26 in eine benachbarte Auswölbung 26, die jeweils auf der gegenüberliegenden Platte 20, 21 befindlich ist, transportiert wird. Somit hat jede Auswölbung 26 vier sich überschneidende Eckbereiche 29, was hier jedoch nicht dargestellt ist, da die hier im wesentlichen gezeigten Auswölbungen 26 an den Übergangsbereich 22 grenzen und somit jeweils nur drei Auswölbungen 26 gegeben sind mit denen eine Überschneidung besteht. In 2 are the bulges 26 the one plate 21 that of the other plate 20 are covered, shown with broken lines. The bulges 26 the two plates 20 . 21 are offset from each other so that the bulges 26 the first plate 20 and the bulges 26 the second plate 21 partly in the corner areas 29 overlap, taking in the intersecting corner areas 29 the coolant from a bulge 26 in an adjacent bulge 26 , each on the opposite plate 20 . 21 is located, is transported. Thus, each bulge has 26 four intersecting corner areas 29 , which is not shown here, since the bulges shown here essentially 26 to the transition area 22 and thus only three bulges each 26 are given with which an overlap exists.

Die Kühlmittelkanäle 24 sind durch Übergangskanäle 30 im Übergangsbereich 22 an die Auswölbungen 26 angeschlossen, wobei die Auswölbungen 26 der in der Aufsicht zuoberst angeordneten, ersten Platte 20 jeweils mit einem Übergangskanal 30 an einen Kühlmittelkanal 24 angebunden sind. Die Auswölbungen 26 der zuunterst liegenden, zweiten Platte 21, die mit unterbrochener Linie dargestellt ist, sind ebenfalls mit einem Übergangskanal 30 an einen Kühlmittelkanal 24 angebunden. Vorgenannte Übergangskanäle 30 (Schnitte A-A und B-B) sind in beiden Platten 20, 21 ausgebildet, wie in 3 ersichtlich. Zudem sind für jede Auswölbung 26 zwei weitere Übergangskanäle 30 vorgesehen, die beidseitig des ersten anbindenden Übergangskanals 30 angeordnet sind und die jeweils in der der Auswölbung 26 gegenüberliegenden Platte 20, 21 ausgeformt sind. Die Übergangskanäle 30, die in der 2 zuunterst dargestellt sind, sind gestrichelt wiedergegeben. Zudem sind die Übergangskanäle 30 die jeweils in der gegenüberliegenden Platte 20, 21 ausgeformt sind, schräg zu den Auswölbungen 26 geführt und entspringen einem Kühlmittelkanal 24, wobei die verzweigten Übergangskanäle 30 unterschiedliche Auswölbungen 26 anbinden. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, dass aus dem Strömungsbereich 28 für das Reaktionsgas (hier durch Pfeile verdeutlicht) alle Kanäle 25 für das Reaktionsgas versorgt werden können. Die Übergangskanäle 30 können zu diesem Zweck, wie dargestellt, auch schräg zu den Auswölbungen 26 verlaufen. In der dargestellten Ausführungsform der Bipolarplatte 10 sind manche Übergangskanäle 30, wie bereits beschrieben, zum Teil in der ersten Platte 20 und zum Teil in der zweiten Platte 21 ausgeformt. The coolant channels 24 are through transition channels 30 in the transition area 22 to the bulges 26 connected, with the bulges 26 the uppermost in the supervision arranged, first plate 20 each with a transition channel 30 to a coolant channel 24 are connected. The bulges 26 the lowest, second plate 21 , which is shown with a broken line, are also with a transition channel 30 to a coolant channel 24 tethered. The aforementioned transitional channels 30 (Sections AA and BB) are in both plates 20 . 21 trained as in 3 seen. In addition, for each bulge 26 two more transition channels 30 provided on both sides of the first connecting transitional channel 30 are arranged and each in the bulge 26 opposite plate 20 . 21 are formed. The transitional channels 30 in the 2 are shown at the bottom, are shown in dashed lines. In addition, the transition channels 30 each in the opposite plate 20 . 21 are formed, obliquely to the bulges 26 guided and spring from a coolant channel 24 where the branched transitional channels 30 different bulges 26 tie. By this advantageous embodiment, it is possible that from the flow area 28 for the reaction gas (indicated here by arrows) all channels 25 can be supplied for the reaction gas. The transitional channels 30 can for this purpose, as shown, also oblique to the bulges 26 run. In the illustrated embodiment of the bipolar plate 10 are some transition channels 30 as already described, partly in the first plate 20 and partly in the second plate 21 formed.

In den geschnittenen Ansichten A-A und B-B der 3 gemäß 2 sind die Anbindungen der Kühlmittelkanäle 24 an die Auswölbungen 26 der ersten Platte 20 beziehungsweise der zweiten Platte 21 durch Übergangskanäle 30 dargestellt, die in beiden Platten 20, 21 ausgeformt sind. Der Kühlmittelströmungsbereich 27 ist in dieser Figur auch durch jeweils einen Pfeil verdeutlicht. In the sectional views AA and BB of the 3 according to 2 are the connections of the coolant channels 24 to the bulges 26 the first plate 20 or the second plate 21 through transition channels 30 shown in both plates 20 . 21 are formed. The coolant flow area 27 is also illustrated in this figure by an arrow.

In 4 entspricht die Anordnung der Verteilerstruktur 23, der Kühlmittelkanäle 24 sowie der Kanäle 25 für das Reaktionsgas der aus 2, jedoch sind hier die an den Übergangsbereich 22 grenzenden Auswölbungen 26 derart ausgeformt, dass diese nicht in den Übergangsbereich 22 hineinragen, sondern verkürzt sind und flach in den Übergangsbereich 22 übergehen. Der Übergangsbereich 22 ist hier derart beschaffen, dass das Kühlmittel und die beiden Reaktionsgase in drei Ebenen übereinander geführt werden. Der Kühlmittelströmungsbereich 27 (ersichtlich in den 5 und 6) erstreckt sich dabei, wie auch die Strömungsbereiche 28 für die Reaktionsgase auf den voneinander abgewandten Seiten der beiden Platten über die volle Breite des Flussfeldes AA, wobei diese auch durch Stege oder dergleichen unterbrochen sein können, die sich in der Strömungsrichtung erstrecken, jedoch hier nicht dargestellt sind, um die Stabilität der Platten 20, 21 zu gewährleisten. Anschließend münden der Kühlmittelströmungsbereich 27 und die Strömungsbereiche 28 für die Reaktionsgase in die Kühlmittelkanäle 24 beziehungsweise die Kanäle 25 für die Reaktionsgase. Die Ausformung des Übergangsbereichs 22 ist detailliert in den Schnitten der 5 und 6 gezeigt. Zur besseren Nachvollziehbarkeit sind die Schnittlinien A-A und B-B aus 4 in 5 aufgenommen. Die Schnitte A-A und B-B liegen beide entlang der Strömungsrichtung des Kühlmittels und der Reaktionsgase. Schnitt A-A schneidet dabei durch einen Kühlmittelkanal 24 und Schnitt B-B durch Kanäle 25 für Reaktionsgase im Flussfeld AA. Die Schnitte in 5 verlaufen parallel zum Übergangsbereich 22, wobei Schnitt C-C noch die Verteilerstruktur 22 zeigt. Hier verläuft der Kühlmittelströmungsbereich 27 in den Auswölbungen 26, während der Strömungsbereich 28 für die Reaktionsgase seitlich und unter- oder oberhalb der Auswölbungen 26 verläuft. Schnitt D-D liegt benachbart zur Grenze zwischen Übergangsbereich 22 und der Verteilerstruktur 23 im Bereich der Verteilerstruktur 23. Hier ist in Kombination mit Schnitt A-A gezeigt, dass die Auswölbung 26 der ersten Platte 20 nicht mehr geschnitten wird und die Auswölbung 26 der zweiten Platte 21 aber noch geschnitten wird. Es zeigt sich bereits eine Abflachung der Auswölbungen 26 zum Übergangsbereich 22, sodass dann im Übergangsbereich gemäß Schnitt E-E der Kühlmittelströmungsbereich 27 und der Strömungsbereich 28 für die Reaktionsgase mit gleichem Strömungsquerschnitt übereinander verlaufen. In Schnitt F-F zeigt sich, dass der Kühlmittelströmungsbereich 27 in Richtung der Kühlmittelkanäle 24 sich in der Höhe verändert, während noch alle Betriebsmedien übereinander strömen. Diese Veränderung der Höhe ist dadurch bedingt, dass die drei übereinander strömenden Medien (Kühlmittel und die beiden Reaktionsgase) wieder an die räumlichen Strukturen im Flussfeld AA angepasst werden müssen. Dazu wird der Kühlmittelströmungsbereich 27 eingeschnürt (6 B-B) und weitet sich im Bereich der Kühlkanäle (6 A-A) aus. Es entsteht damit eine Art Wellenstruktur. In 4 corresponds to the arrangement of the distributor structure 23 , the coolant channels 24 as well as the channels 25 for the reaction gas from 2 , but here are the transition area 22 bordering bulges 26 formed in such a way that these are not in the transition area 22 protrude but are shortened and flat in the transition area 22 pass. The transition area 22 here is such that the coolant and the two reaction gases are superimposed in three levels. The coolant flow area 27 (can be seen in the 5 and 6 ) extends as well as the flow areas 28 for the reaction gases on the opposite sides of the two plates over the full width of the flow field AA, these may also be interrupted by webs or the like, which extend in the flow direction, but are not shown here, in order to ensure the stability of the plates 20 . 21 to ensure. Subsequently, the coolant flow area open 27 and the flow areas 28 for the reaction gases in the coolant channels 24 or the channels 25 for the reaction gases. The shape of the transition area 22 is detailed in the sections of 5 and 6 shown. For better traceability, the section lines AA and BB are off 4 in 5 added. The sections AA and BB are both along the flow direction of the coolant and the reaction gases. Section AA cuts through a coolant channel 24 and section BB through channels 25 for reaction gases in the flow field AA. The cuts in 5 run parallel to the transition area 22 , where section CC is still the distribution structure 22 shows. Here the coolant flow area runs 27 in the bulges 26 while the flow area 28 for the reaction gases laterally and below or above the bulges 26 runs. Section DD is adjacent to the boundary between transition area 22 and the distribution structure 23 in the area of the distribution structure 23 , Here in combination with section AA is shown that the bulge 26 the first plate 20 no longer cut and the bulge 26 the second plate 21 but still being cut. It already shows a flattening of the bulges 26 to the transition area 22 , So then in the transition region according to section EE of the coolant flow area 27 and the flow area 28 for the reaction gases with the same flow cross-section over each other. In section FF shows that the coolant flow area 27 in the direction of the coolant channels 24 varies in height while still all operating media flow over each other. This change in height is due to the fact that the three superimposed media (coolant and the two reaction gases) must be adapted again to the spatial structures in the flow field AA. For this purpose, the coolant flow area 27 constricted ( 6 BB) and widens in the area of the cooling channels ( 6 AA). This creates a kind of wave structure.

In Schnitt G-G ist der Übergangsbereich 22 verlassen und es wird das Flussfeld AA gezeigt. Hier erstrecken sich die Kühlmittelkanäle 24 über die volle Höhe der Bipolarplatte 10, während die Reaktionsgase in übereinanderliegenden Kanälen 25 für die Reaktionsgase zwischen den Kühlmittelkanäle 24 geführt werden. In section GG is the transition area 22 leave and the river field AA is shown. Here the coolant channels extend 24 over the full height of the bipolar plate 10 while the reaction gases in superimposed channels 25 for the reaction gases between the coolant channels 24 be guided.

In den Schnitten A-A und B-B der 6 sind unter anderem wiederum die Anbindungen der Kühlmittelkanäle 24 an die Auswölbungen 26 gezeigt. Auch hier finden sich die Angaben zu den Schnitten aus der 5, sodass die Ausführungen zu 5 sinngemäß auch für 6 gelten. In the sections AA and BB the 6 among other things are the connections of the coolant channels 24 to the bulges 26 shown. Here, too, you will find the details of the cuts from the 5 So the comments too 5 mutatis mutandis for 6 be valid.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Bipolarplatte (Separatorplatte, Flussfeldplatte) Bipolar plate (separator plate, flow field plate)
11 11: Anodenseite anode side
12 12: Kathodenseite cathode side
13 13: Betriebsmittelkanal Resources channel
14 14: Versorgungsöffnung / Anodeneinlassöffnung Supply opening / anode inlet opening
15 15: Versorgungsöffnung/ Anodenauslassöffnung Supply opening / anode outlet opening
16 16: Versorgungsöffnung / Kathodeneinlassöffnung Supply opening / cathode inlet opening
17 17: Versorgungsöffnung / Kathodenauslassöffnung Supply opening / cathode outlet opening
18 18: Versorgungsöffnung / Kühlmitteleinlassöffnung Supply opening / coolant inlet opening
19 19: Versorgungsöffnung / Kühlmittelauslassöffnung Supply opening / coolant outlet opening
20 20: erste Platte first plate
21 21: zweite Platte second plate
22 22: Übergangsbereich Transition area
23 23: Verteilerstruktur distribution structure
24 24: Kühlmittelkanal Coolant channel
25 25: Kanal für Reaktionsgas Channel for reaction gas
26 26: Auswölbung bulge
27 27: Kühlmittelströmungsbereich Coolant flow area
28 28: Strömungsbereich für Reaktionsgas Flow area for reaction gas
29 29: Eckbereich corner
30 30: Übergangskanäle Transition ducts
AA AA: Flussfeld flow field
IA IA: angrenzender Bereich adjacent area
SA SA: Versorgungsbereich coverage area
DA THERE: Verteilerbereich distribution area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014206336 A1 [0005, 0018]

Claims

Bipolar plate ( 10 ) for a fuel cell comprising a structure of two plates ( 20 . 21 ), each of the two plates ( 20 . 21 ) in cross-section each have a periodic structure with bulges ( 26 ), wherein the bulges ( 26 ) of both plates ( 20 . 21 ) a coolant flow area ( 27 ) are arranged facing away from each other, wherein the bulges ( 26 ) on the opposite sides of the plates ( 20 . 21 ) each have a flow area ( 28 ) form a reaction gas, and wherein the bulges ( 26 ) exclusively in a distribution structure arranged in the main flow direction before and / or after a flow field (AA) ( 23 ) of the bipolar plate ( 10 ) are formed and the bulges ( 26 ) of the two plates ( 20 . 21 ) partially overlap with a longitudinal and transverse flow allowing coolant flow area (FIG. 27 ), and the two plates ( 20 . 21 ) are designed to form the flow field (AA), wherein between the two plates ( 20 . 21 ) Coolant channels ( 24 ) by on the sides facing away from the plates ( 20 . 21 ) Webs are formed and on the opposite sides of the plates ( 20 . 21 ) each reaction gas channels ( 25 ), which run between the webs, characterized in that between the upstream and / or after the flow field (AA) arranged distribution structure ( 23 ) of the bipolar plate ( 10 ) and the flow field (AA) a transition region ( 22 ) is arranged, which the coolant channels ( 24 ) to the transition area ( 22 ) adjacent bulges ( 26 ) of both plates ( 20 . 21 ) of the distribution structure ( 22 ), and wherein on the opposite sides of the plates ( 20 . 21 ) in each case at least one flow region ( 28 ) or channel is formed for a reaction gas.

Bipolar plate according to claim 1, characterized in that in the transition region ( 22 ) Transition channels ( 30 ), which are partly in a plate ( 20 ) and the other part in the second plate ( 21 ) or in each case completely in both plates ( 20 . 21 ), each having a coolant channel ( 24 ) into the transitional area ( 22 ) and to the bulges ( 26 ), the bulges ( 26 ) a plate ( 20 . 21 ) each with a transition channel ( 30 ) of the same plate ( 20 . 21 ) are connected.

Bipolar plate according to claim 2, characterized in that the bulges ( 26 ) with at least one further, preferably two further transition channels ( 26 ) of the opposite plate ( 20 . 21 ) are connected.

Bipolar plate according to claim 2 or 3, characterized in that a part of the transitional channels ( 30 ), starting from a coolant channel ( 24 ) are branched, preferably in two transition channels ( 30 ) placed in opposite plates ( 20 . 21 ) are formed and in each case a bulge ( 26 ) another plate ( 20 . 21 ) connect.

Bipolar plate according to claim 1, characterized in that the transition region ( 22 ), the coolant and the two reaction gases from the distributor area ( 23 ) to flow to the flow field one above the other.

Bipolar plate according to claim 5, characterized in that the transition region ( 22 ), in which the coolant and the two reaction gases flow over one another, extends over the width of the flow field (AA), the transition region (FIG. 22 ) may be divided by webs.

Bipolar plate according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bulges ( 26 ) are rounded cross or diamond or square or rectangular structures or circular / oval structures.

Bipolar plate according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bulges ( 26 ) of the two plates ( 32 . 34 ) in the four or three corners ( 39 ) of the bulges ( 26 ) overlap.

Bipolar plate according to one of the preceding claims, characterized in that the plates ( 20 . 21 ) are coined.

Fuel cell comprising a stack of a plurality of bipolar plates ( 10 ) according to one of the preceding claims and a plurality of membrane-electrode assemblies.