DE102016122584A1 - Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte und Bipolarplatte - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle.Es ist vorgesehen, dass beim Auftragen einer ersten Dichtung (16) auf eine Kühlmittelseite (142) einer Plattenhälfte (15a) der Bipolarplatte (15) eine mechanische Stabilisierung derart erfolgt, dass ein Werkzeug (17) eine Negativstruktur einer Oberfläche der Zellseite (141) der Plattenhälfte (15a) aufweist und der Bereich der Negativstruktur während der mechanischen Stabilisierung mit der Zellseite (141) der Plattenhälfte (15a) in formschlüssigem Kontakt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Bipolarplatte.
  • Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die so genannte Membran-Elektroden-Einheit (MEA für membrane electrode assembly), die ein Verbund aus einer ionenleitenden, insbesondere protonenleitenden Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten Elektrode (Anode und Kathode) ist. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Einheit 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. Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff H2 oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H2 zu H+ unter Abgabe von Elektronen stattfindet. Über den Elektrolyten oder die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen H+ aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, sodass eine Reduktion von O2 zu O2- unter Aufnahme der Elektronen stattfindet. Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum diese Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser. Durch die direkte Umsetzung von chemischer in elektrische Energie erzielen Brennstoffzellen gegenüber anderen Elektrizitätsgeneratoren aufgrund der Umgehung des Carnot-Faktors einen verbesserten Wirkungsgrad.
  • Die derzeit am weitesten entwickelte Brennstoffzellentechnologie basiert auf Polymerelektrolytmembranen (PEM), bei denen die Membran selbst aus einem Polymerelektrolyt besteht. Hierbei werden oft säuremodifizierte Polymere, insbesondere perfluorierte Polymere, eingesetzt. Der am weitesten verbreitete Vertreter dieser Klasse von Polymerelektrolyten ist eine Membran aus einem sulfonierten Polytetrafluorethylen-Copolymer (Handelsname: Nafion; Copolymer aus Tetrafluorethylen und einem Sulfonylsäurefluorid-Derivat eines Perfluoralkylvinylethers). Die elektrolytische Leitung findet dabei über hydratisierte Protonen statt, weshalb für die Protonenleitfähigkeit das Vorhandensein von Wasser Bedingung ist und im Betrieb der PEM-Brennstoffzelle ein Anfeuchten der Betriebsgase erforderlich ist. Aufgrund der Notwendigkeit des Wassers ist die maximale Betriebstemperatur dieser Brennstoffzellen bei Normdruck auf unter 100 °C beschränkt. In Abgrenzung von Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (HT-PEM-Brennstoffzellen), deren elektrolytische Leitfähigkeit auf einen durch elektrostatische Komplexbindung an ein Polymergerüst der Polymerelektrolytmembran gebundenen Elektrolyten beruht (beispielsweise Phosphorsäure-dotierte Polybenzimidazol(PBI)-Membrane) und die bei Temperaturen von 160 °C betrieben werden, wird dieser Brennstoffzellentyp auch als Niedertemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (NT-PEM-Brennstoffzelle) bezeichnet.
  • Die Brennstoffzelle wird durch eine Vielzahl, im Stapel angeordneter Einzelzellen gebildet, sodass auch von einem Brennstoffzellenstapel gesprochen wird. Zwischen den Membran-Elektroden-Einheiten sind Bipolarplatten angeordnet, welche eine Versorgung der Einzelzellen mit den Betriebsmedien, also den Reaktanten und einer Kühlflüssigkeit sicherstellen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für einen elektrisch leitfähigen Kontakt zu den Membran-Elektroden-Einheiten.
  • Zwischen den Membran-Elektroden-Einheiten und den Bipolarplatten sind Dichtungen angeordnet, welche die Anoden- und Kathodenräume nach außen abdichten und ein Austreten der Betriebsmedien aus der Brennstoffzelle verhindern.
  • Die Dichtungen können seitens der Membran-Elektroden-Einheiten oder der Bipolarplatten vorgesehen und insbesondere mit diesen Komponenten verbunden sein. Zudem können die Dichtungen auch in Form von Einlegedichtungen ausgeführt werden, ohne auf den Bipolarplatten oder den Membran-Elektroden-Einheiten befestigt worden zu sein.
  • Metallische Bipolarplatten von Brennstoffzellen bestehen gewöhnlicher Weise aus zwei Einzelplatten (Hälften), welche durch Schweißen miteinander verbunden werden. Die DE 102011009805 A1 und die DE 102011117095 A1 beschreiben Bipolarplatten, auf welchen Polymerdichtungen aufgebracht und deren Einzelplatten mittels Schweißnähten miteinander verbunden sind.
  • Derzeit werden die Einzelplatten zunächst verschweißt und erst anschließend mit einer Dichtung versehen, da durch die Dichtung nicht hindurchgeschweißt werden kann. Muss jedoch beim Aufbringen der Dichtung auf die Bipolarplatte wie zum Beispiel beim Spritzgießen Druck aufgewendet werden, besteht die Gefahr einer Beschädigung der Bipolarplatte in Bereichen, in denen die Hälften der Bipolarplatte durch Spalte voneinander getrennt sind. Verwendet man drucklose Verfahren wie zum Beispiel Kleben, ist die prozesssichere Handhabung der Dichtung sehr aufwendig. Durch eine Reduktion des Druckes beim Aufbringen der Dichtung soll eine Überlastung der Bipolarplatte verhindert werden. Da zum Beispiel beim Spritzguss aufgrund der Viskosität des Dichtungsmaterials bestimmte Mindestdrücke zum Aufbringen der Dichtung notwendig sind, schränkt eine Reduktion des Einspritzdrucks die Auswahl verwendeter Dichtungsmaterialien stark ein.
  • Dies gilt ebenso für Dichtungen, die zwischen zwei Plattenhälften einer Bipolarplatte ausgebildet werden.
  • Andererseits können die Dichtungen auch auf den Membranen der Brennstoffzelle angebracht werden. Dabei limitiert die thermische und mechanische Festigkeit der Membran den Herstellungsprozess der Dichtung, was zu langen Prozesszeiten und hohen Ausschussraten führt. Um die Membran nicht zu schädigen, werden Betriebsparameter entsprechend moderat gewählt. Dies schränkt zum einen die Anzahl verwendeter Dichtungsmaterialien ein und führt zum anderen zu langen Prozesszeiten.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bipolarplatte und ein Verfahren zur Herstellung der Bipolarplatte bereitzustellen, durch welche Ausschusskosten und eine zur Fertigung einer Brennstoffzelle benötigte Zeit reduziert werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Somit betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle, aufweisend die folgenden Schritte in angegebener Reihenfolge
    1. a) Bereitstellen zweier Plattenhälften mit je einer Zellseite und einer Kühlmittelseite;
    2. b) Anbringen einer ersten Dichtung auf der Kühlmittelseite zumindest einer der Plattenhälften, wobei die Plattenhälfte auf der Zellseite durch ein Werkzeug mechanisch stabilisiert wird;
    3. c) aneinander Anordnen beider Plattenhälften derart, dass die Kühlmittelseiten beider Plattenhälften einander zugewandt sind.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die mechanische Stabilisierung derart, dass das Werkzeug eine Negativstruktur einer Oberfläche der Zellseite der Plattenhälfte aufweist und der Bereich der Negativstruktur während der mechanischen Stabilisierung mit der Zellseite der Plattenhälfte in formschlüssigem Kontakt ist.
  • Das bedeutet, dass eventuelle Hohlräume, die zwischen der Elektrodenplatte und dem Werkzeug entstehen könnten, ausgefüllt sind. Erfahrungsgemäß kommt bei herkömmlichen Verfahren insbesondere in Bereichen, die zellseitig Kanäle beziehungsweise Ausnehmungen und/oder Vertiefungen aufweisen, wie beispielsweise den sogenannten Backfeed-Kanälen, beim Auftragen der Dichtung zum Bruch der Platten. Der damit verbundene Ausschuss wird durch das erfindungsgemäße Verfahren reduziert, da die Platte stabilisiert ist und der Druck, der beim Auftrag der Dichtung auf die Platte wirkt, gleichmäßig über deren Oberfläche verteilt wird. Zusätzlich wird auch langfristig eine Stabilisierung erreicht, da die Platte in den Bereichen nicht gestresst wird. Mit anderen Worten, Mikrorisse, die zwar beim Aufbringen der Dichtung entstehen, aber in diesem Produktionsschritt nicht zum Bruch führen, werden vermieden oder zumindest reduziert.
  • Für die Erfindung ist es nicht zwingend, dass das Werkzeug über seine gesamte Oberfläche mit der Platte in Kontakt steht und/oder dass es die Struktur der gesamten Plattenoberfläche abbildet. Vielmehr ist bevorzugt, dass das Werkzeug nur im Bereich des Dichtungsauftrags die Negativstruktur der der Platte aufweist. Dies reduziert Material und Produktionskosten auf Seiten des Werkzeugs.
  • Mit besonderem Vorteil weist das Werkzeug eine teil-flexible Oberfläche auf. Darunter ist eine Oberfläche zu verstehen, die sich der Oberfläche der Plattenhälfte strukturell anpasst, aber unflexibel genug ist, um eine Stabilisierung der Plattenhälfte zu erreichen. Der Vorteil besteht insbesondere darin, dass sich das Werkzeug für verschiedene Typen von Plattenhälften, insbesondere von Plattenhälften mit unterschiedlichen Oberflächen, anwenden lässt. Des Weiteren können Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Plattenhälfte im Werkzeug ausgeglichen werden. Beides steigert die Prozessökonomie.
  • In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen Schritt (a) und (b), zwischen Schritt (b) und (c) und/oder nach Schritt (c) eine zweite Dichtung auf der Zellseite zumindest einer der Plattenhälften aufgebracht. Diese dient der Dichtung der Elektrodenräume, welche sich auf den Zellseiten der Bipolarplatte ausbilden, wenn diese zu einer Brennstoffzelle verbaut wird.
  • Mit Vorteil wird beim Anbringen der zweiten Dichtung auf der Zellseite die Kühlmittelseite in der gleichen Weise wie oben für die erste Dichtung beschrieben mechanisch stabilisiert, die zweite Dichtung also durch mechanische Stabilisierung der Platte auf der Kühlmittelseite aufgebracht.
  • Vorzugsweise ist zumindest eine der Dichtungen eine elastische Dichtung, also aus einem Elastomer oder einem thermoplastischem Elastomer. Diese Dichtungsart ermöglicht zum einen, dass die Dichtung zunächst auf einer der Plattenhälften angeordnet wird und anschließend erst zusammengeführt wird. Zum anderen werden derartige Dichtungen üblicherweise unter Druck aufgebracht, um eine bessere Haftung zu erzeugen. Eben diese Druckeinwirkung verursacht die beschriebenen Probleme des Stands der Technik. Darüber hinaus weisen elastische Dichtungen gegenüber Schweißnähten zahlreiche, dem Fachmann bekannte Vorteile auf. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht demnach die Nutzung der Vorteile elastischer Dichtungen unter Beseitigung der damit bislang verbundenen Nachteile.
  • Mit Vorteil wird die erste Dichtung unter Einwirkung von Druck auf diese auf die Plattenhälfte aufgebracht und die mechanische Stabilisierung erfolgt zumindest in dem Bereich, der der Druckeinwirkung ausgesetzt ist. Mit anderen Worten steht das Werkzeug nur in diesem Bereich formschlüssig mit der Plattenhälfte in Kontakt. Dies führt zu einer Kostenersparnis bei der Ausbringung des Werkzeugs.
  • In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Dichtung in einem gemeinsamen Werkzeug, insbesondere in einem gemeinsamen Arbeitsschritt, aufgebracht werden. Dies steigert die Prozessökonomie, insbesondere können Standzeiten und Prozesslaufzeiten reduziert werden, da ein Transport der Plattenhälfte zu einer weiteren Prozessstation sowie eine Positionierung in dieser Station entfällt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bipolarplatte hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bipolarplatte weist eine größere Langzeitstabilität auf. Ursächlich dafür ist, dass Mikrorisse und Materialstress bei der Herstellung der inneren Dichtung, also der Dichtung zwischen den Plattenhälften vermieden werden. Dies vermeidet oder reduziert Bruch auch bei der späteren Verwendung der Bipolarplatte und insbesondere beim Brennstoffzellenstapel.
  • In bevorzugter Ausführung weist die Bipolarplatte keine Schweißnaht auf.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Draufsicht auf eine Membran,
    • 2 eine Draufsicht auf eine Bipolarplatte in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
    • 3 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Bipolarplatte angeordnet in einer Brennstoffzelle, in einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und
    • 4 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Bipolarplatte angeordnet in einer Brennstoffzelle, in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Zur Verdeutlichung des internen Aufbaus eines Brennstoffzellenstapels 10 zeigen die 1 und 2 jeweils eine beispielhafte Membran-Elektroden-Einheit 14 und Bipolarplatte 15 in einer Draufsicht.
  • Beide Bauteile unterteilen sich in einen aktiven Bereich AA und inaktive Bereiche IA. Der aktive Bereich AA zeichnet sich dadurch aus, dass in diesem Bereich die Brennstoffzellreaktionen stattfinden. Zu diesem Zweck weist die Membran-Elektroden-Einheit 14 im aktiven Bereich AA beidseits der Polymerelektrolytmembran eine katalytische Elektrode 143 auf. Die inaktiven Bereiche IA, lassen sich jeweils in Versorgungsbereiche SA und Verteilerbereiche DA unterteilen. Innerhalb der Versorgungsbereiche SA sind Versorgungsöffnungen 144 bis 147 seitens der Membran-Elektroden-Einheit 14 beziehungsweise 154 bis 159 seitens der Bipolarplatte 15 angeordnet, die im gestapelten Zustand im Wesentlichen miteinander fluchten und Hauptversorgungskanäle in Brennstoffzellenstapel ausbilden. Die Anodeneinlassöffnungen 144 beziehungsweise 154 dienen der Zuführung des Anodenbetriebsgases, also des Brennstoffs, beispielsweise Wasserstoff. Die Anodenauslassöffnungen 145 beziehungsweise 155 dienen der Abführung des Anodenabgases nach Überströmen des aktiven Bereichs AA. Die Kathodeneinlassöffnungen 146 beziehungsweise 156 dienen der Zuführung des Kathodenbetriebsgases, das insbesondere Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gemisch, vorzugsweise Luft ist. Die Kathodenauslassöffnungen 147 beziehungsweise 157 dienen der Abführung des Kathodenabgases nach Überströmen des aktiven Bereichs AA. Die Kühlmitteleinlassöffnungen 148 beziehungsweise 158 dienen der Zuführung und die Kühlmittelauslassöffnungen 149 beziehungsweise 159 der Ableitung des Kühlmittels.
  • Die MEA 14 weist eine Anodenseite 141 auf, die in 2 sichtbar ist. Somit ist die dargestellte katalytische Elektrode 143 als Anode ausgebildet, beispielsweise als Beschichtung auf der Polymerelektrolytmembran. Die in 1 nicht sichtbare Kathodenseite 142 weist eine entsprechende katalytische Elektrode, hier die Kathode auf. Die Polymerelektrolytmembran kann sich über die gesamte Ausbreitung der Membranelektrodeneinheit 14 erstrecken, mindestens aber über den aktiven Bereich AA. In den inaktiven Bereichen IA kann eine verstärkende Trägerfolie angeordnet sein, welche die Membran einfasst.
  • Die in 2 dargestellte Bipolarplatte 15 weist ebenfalls eine in der Darstellung sichtbare Kathodenseite 152 auf sowie eine nicht sichtbare Anodenseite 151. Sowohl die Anodenseite, als auch die Kathodenseite entsprechen den Zellseiten 141 einer Plattenhälfte 15a. In typischen Ausführungen ist die Bipolarplatte 15 aus zwei zusammengefügten Plattenhälften 15a, der Anodenplatte und der Kathodenplatte, aufgebaut. Auf der dargestellten Kathodenseite 152 sind Betriebsmittelkanäle 153 als offene rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet, welche die Kathodeneinlassöffnung 156 mit der Kathodenauslassöffnung 157 verbinden. Dargestellt sind lediglich fünf exemplarische Betriebsmittelkanäle 153, wobei üblicherweise eine wesentlich größere Anzahl vorhanden ist. Desgleichen weist die hier nicht sichtbare Anodenseite 151 entsprechende Betriebsmittelkanäle auf, welche die Anodeneinlassöffnung 154 mit der Anodenauslassöffnung 155 verbinden. Auch diese Betriebsmittelkanäle für das Anodenbetriebsmedium sind als offene, rinnenartige Kanalstrukturen ausgebildet. Im Inneren der Bipolarplatte 15, insbesondere zwischen den beiden Plattenhälften 15a, verlaufen eingeschlossene Kühlmittelkanäle, welche die Kühlmitteleinlassöffnung 158 mit der Kühlmittelauslassöffnung 151 verbinden. Die den Kühlmittelkanälen zugewandte Seite der Plattenhälften 15a ist jeweils die Kühlmittelseite 142. Mit den unterbrochenen Linien sind in 2 zweite Dichtungen 16a angedeutet. Sie unterteilen sich in der gezeigten Ausführungsform in eine um die gesamte Bipolarplatte 15 umlaufende Dichtung 160 und ein oder mehrere Dichtungen im inaktiven Bereich, die insbesondere umlaufend um die Versorgungsöffnungen 151-159 angeordnet sind.
  • Die Dichtungen 160, 161 sind als elastische Dichtungen 160, 161 ausgeführt, die als Dichtungswulst auf einer Zellseite angeordnet sind. Sie sind elastisch und umfassen beispielsweise Elastomere, insbesondere ein copolymeres Elastomer, wie EPDM.
  • Die 3 und 4 zeigen je eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte 15. Die beiden gezeigten Bipolarplatten 15 wurden jeweils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in unterschiedlichen Ausführungen hergestellt.
  • Gezeigt sind je zwei Plattenhälften 15a einer Bipolarplatte 15, die wiederum je eine Zellseite 141 und eine Kühlmittelseite 142 aufweisen. Eine Zellseite 141 ist im verbauten Zustand einem Elektrodenraum, also einem Anoden- oder Kathodenraum zugewandt, während eine Kühlmittelseite 142 einem Kühlmittelfeld zugewandt ist. Das Kühlmittelfeld bildet sich auf der Innenseite einer Bipolarplatte 15, also zwischen den beiden Plattenhälften 15 aus. Neben den in 2 beschriebenen Dichtungen, die im Sinne der Erfindung zweite Dichtungen sind, also auf der Zellseite angeordnet sind, weist die Bipolarplatte 15 noch eine auf der Innenseite angeordnete Dichtung auf, die im Sinne der Erfindung die erste Dichtung 16 ist. Diese Dichtung hat die Funktion, das Kühlmittelfeld nach außen abzudichten. Ist keine Schweißnaht vorgesehen, kommt der ersten Dichtung 16 zusätzlich die Funktion zu, die Plattenhälften miteinander zu verbinden.
  • Beide Bipolarplatten 15 sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, dass heißt zunächst werden zwei Plattenhälften 15a mit je einer Zellseite 141 und einer Kühlmittelseite 142 bereitgestellt. Anschließend wird eine erste Dichtung 16, vorzugsweise mittels Spritzgussverfahrens, auf der Kühlmittelseite 142 zumindest einer der Plattenhälften 15a aufgebracht. Dabei wird die Plattenhälfte 15a auf der gegenüberliegenden Seite der Plattenhälfte 15a, also in diesem Fall auf der Zellseite 141, durch ein Werkzeug 17 mechanisch stabilisiert. Das heißt, insbesondere Ausnehmungen 18 und/oder Kanäle 18 und Vertiefungen 18 der Plattenhälfte 15a auf der Zellseite 141 werden durch das Werkzeug 17 ausgefüllt. Hierzu ist eine Oberfläche des Werkzeugs 17 an die Struktur der Oberfläche der Zellseite 141 angepasst oder anpassbar (beispielsweise durch ein (thermisch) verformbares Material an der Werkzeugoberfläche). Dies hat die Funktion, die Kraft, die durch die Druckeinwirkung beim Anbringen der ersten Dichtung auf die Plattenhälfte 15a wirkt, aufzunehmen und/oder abzuleiten.
  • Anschließend werden die beiden Plattenhälften 15a derart aneinander angeordnet, dass die Kühlmittelseiten 142 beider Plattenhälften 15a einander zugewandt sind und eine Bipolarplatte 15 entsteht.
  • Die zweite Dichtung 16 kann entweder anschließend an die Zellseite 141 angeordnet werden (3) oder aber auf die gleiche Weise wie die erste Dichtung 16. Dann wird die zweite Dichtung 16a vorzugsweise auf die Zellseite 141 aufgebracht, bevor die Plattenhälften 15a aneinander angeordnet werden, da sonst eine mechanische Stabilisierung im Sinne der Erfindung schwierig ist. In dieser Ausführungsform kann die Kühlmittelseite 142 sogar mit dem gleichen Werkzeug 17 stabilisiert werden (4).
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Brennstoffzellensystem
    14
    Membran-Elektroden-Einheit (MEA)
    141
    Zellseite
    142
    Kühlmittelseite
    143
    katalytische Elektrode / Anode
    144
    Versorgungsöffnung / Anodeneinlassöffnung
    145
    Versorgungsöffnung / Anodenauslassöffnung
    146
    Versorgungsöffnung / Kathodeneinlassöffnung
    147
    Versorgungsöffnung / Kathodenauslassöffnung
    148
    Versorgungsöffnung / Kühlmitteleinlassöffnung
    149
    Versorgungsöffnung / Kühlmittelauslassöffnung
    15
    Bipolarplatte (Separatorplatte, Flussfeldplatte)
    15a
    Plattenhälfte
    151
    Anodenseite
    152
    Kathodenseite
    153
    Betriebsmittelkanal (Reaktantenkanal)
    154
    Versorgungsöffnung / Anodeneinlassöffnung
    155
    Versorgungsöffnung/ Anodenauslassöffnung
    156
    Versorgungsöffnung / Kathodeneinlassöffnung
    157
    Versorgungsöffnung / Kathodenauslassöffnung
    158
    Versorgungsöffnung / Kühlmitteleinlassöffnung
    159
    Versorgungsöffnung / Kühlmittelauslassöffnung
    16
    erste Dichtung
    16a
    zweite Dichtung
    160
    umlaufende Dichtung
    161
    Dichtung (inaktiver Bereich)
    AA
    aktiver Bereich (Reaktionsbereich, active area)
    IA
    inaktiver Bereich (inactive area)
    SA
    Versorgungsbereich (supply area)
    DA
    Verteilerbereich (distribution area)
    S
    Stapelrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011009805 A1 [0007]
    • DE 102011117095 A1 [0007]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte (15) für eine Brennstoffzelle, aufweisend die folgenden Schritte in angegebener Reihenfolge a) Bereitstellen zweier Plattenhälften (15a) mit je einer Zellseite (141) und einer Kühlmittelseite (142); b) Anbringen einer ersten Dichtung (16) auf der Kühlmittelseite (142) zumindest einer der Plattenhälften (15a), wobei die Plattenhälfte (15a) auf der Zellseite (141) durch ein Werkzeug (17) stabilisiert wird; c) aneinander Anordnen beider Plattenhälften (15a) derart, dass die Kühlmittelseiten (142) beider Plattenhälften (15a) einander zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Stabilisierung derart erfolgt, dass das Werkzeug (17) eine Negativstruktur einer Oberfläche der Zellseite (141) der Plattenhälfte (15a) aufweist und der Bereich der Negativstruktur während der mechanischen Stabilisierung mit der Zellseite (141) der Plattenhälfte (15a) in formschlüssigem Kontakt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schritt (a) und (b), zwischen Schritt (b) und (c) und/oder nach Schritt (c) eine zweite Dichtung (16a) auf der Zellseite (141) zumindest einer der Plattenhälften (15a) aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Dichtungen (16, 16a) elastisch ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (16) unter Einwirkung von Druck auf die Plattenhälfte (15a) auf diese aufgebracht wird und die mechanische Stabilisierung zumindest in dem Bereich erfolgt, der der Druckeinwirkung ausgesetzt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Dichtung (16a) in einem gemeinsamen Werkzeug (17), insbesondere in einem gemeinsamen Arbeitsschritt, aufgebracht werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung (16a) durch mechanische Stabilisierung der Plattenhälfte (15a) auf der Kühlmittelseite (142) aufgebracht wird.
  7. Bipolarplatte (15) hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Bipolarplatte (15) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (15) keine Schweißnaht aufweist.
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