DE102016226233A1 - Strömungsplatte - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Strömungsplatte (10a-b), insbesondere von einer Bipolarplatte, für eine Brennstoffzelle (12a-b), insbesondere für eine PEM-Brennstoffzelle, mit zumindest einem porösen Strömungselement (14a-b).Es wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement (14a-b) einen anisotropen Strömungswiderstand aufweist.

Description

  • Stand der Technik
  • Es ist bereits eine Strömungsplatte für eine Brennstoffzelle bekannt, welche ein poröses Strömungselement aufweist. Ein Strömungswiderstand des Strömungselements ist hierbei isotrop.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einer Strömungsplatte, insbesondere von einer Bipolarplatte, für eine Brennstoffzelle, insbesondere für eine PEM-Brennstoffzelle, mit zumindest einem porösen Strömungselement.
  • Es wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement einen anisotropen Strömungswiderstand und insbesondere zusätzliche eine anisotrope elektrische Leitfähigkeit aufweist. Unter einer „Brennstoffzelle“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine chemische Reaktionsenergie zumindest eines, insbesondere kontinuierlich zugeführten, Brenngases, insbesondere Wasserstoff und/oder Kohlenstoffmonoxid, und zumindest eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, insbesondere in elektrische Energie umzuwandeln. Insbesondere ist die Brennstoffzelle als ein elektrochemischer Wandler ausgebildet.
  • Unter einer „Strömungsplatte“ soll insbesondere eine mechanische Einheit verstanden werden, welche zu einer insbesondere elektrischen Kontaktierung von zumindest einer Brennstoffzelle und/oder von zumindest zwei insbesondere benachbarten Brennstoffzellen vorgesehen ist, und/oder welche zu einer Versorgung einer Brennstoffzelle mit einem Brenngas, insbesondere Wasserstoff, und/oder Sauerstoff vorgesehen ist, und/oder welche zu einer Entsorgung zumindest eines Reaktionsprodukts, insbesondere Wasser und/oder Wasserdampf, vorgesehen ist. Insbesondere kann die Strömungsplatte als eine Monopolarplatte und/oder als eine Bipolarplatte und/oder als eine Endplatte ausgebildet sein. Die Strömungsplatte weist insbesondere ein Strömungsfeld auf. Das Strömungsfeld ist insbesondere zu einer Zufuhr einer Brennstoffzelle mit einem Brenngas, insbesondere Wasserstoff, und/oder Sauerstoff vorgesehen. Insbesondere ist das Strömungsfeld zu einer Abfuhr zumindest eines Reaktionsprodukts, insbesondere Wasser und/oder Wasserdampf, vorgesehen. Die Strömungsplatte könnte insbesondere für zumindest eine stationäre Brennstoffzelle und/oder für zumindest eine mobile Brennstoffzelle vorgesehen sein. Eine mobile Brennstoffzelle könnte beispielsweise Teil eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs und vorteilhaft eines Brennstoffzellenfahrzeugs sein.
  • Unter einem „Strömungselement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, welches zumindest einen Strömungskanal aufweist. Insbesondere weist das Strömungselement eine Vielzahl von Strömungskanälen auf. Insbesondere verlaufen die Strömungskanäle wenigstens abschnittsweise wenigstens im Wesentlichen parallel und/oder alternierend zueinander. Vorzugsweise können die Strömungskanäle Zick-Zack-förmig verlaufen, sich miteinander kreuzen und insbesondere in einer fischschuppenartigen Topologie angeordnet sein. Unter einem „Strömungskanal“ soll insbesondere ein Kanal verstanden werden, welcher wenigstens teilweise zu einer Führung einer Strömung, insbesondere eines Zustroms und/oder eines Abstroms eines Brenngases, insbesondere Wasserstoff und/oder Kohlenstoffmonoxid, und/oder zumindest eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, vorgesehen ist, und welcher eine Strömung in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar wenigstens teilweise, vorzugsweise auf drei Seiten und besonders vorteilhaft vollständig umschließt. Vorzugsweise ist eine Haupterstreckung des Strömungskanals parallel zur Strömungsrichtung der Strömung und mindestens 2-mal, insbesondere mindestens 5-mal und vorteilhaft mindestens 10-mal länger als wenigstens eine Querschnittserstreckung des Strömungskanals. Unter einer „Erstreckung“ eines Objekts soll insbesondere ein maximaler Abstand zweier Punkte einer senkrechten Projektion des Objekts auf eine Ebene verstanden werden.
  • Unter einem „porösen“ Element soll insbesondere ein Element verstanden werden, welches wenigstens zu einem Großteil aus zumindest einem porösen Material besteht. Beispielsweise könnte das poröse Element eine Porosität von mindestens 30 %, insbesondere von mindestens 40 %, vorteilhaft von mindestens 50 %, besonders vorteilhaft von mindestens 60 %, vorzugsweise von mindestens 70 % und besonders bevorzugt von mindestens 80 % aufweisen. Unter „wenigstens zu einem Großteil“ soll insbesondere zu einem Anteil von mindestens 70 %, insbesondere zu mindestens 80 %, vorteilhaft zu mindestens 90 % und vorzugsweise zu mindestens 95 % verstanden werden.
  • Unter einem „anisotropen“ Strömungswiderstand soll insbesondere ein richtungsabhängiger Strömungswiderstand verstanden werden, welcher in zumindest einer ersten Strömungsrichtung einen ersten Wert und in zumindest einer zweiten Strömungsrichtung, welche sich insbesondere von der ersten Strömungsrichtung unterscheidet und welche vorteilhaft senkrecht zu der ersten Strömungsrichtung ausgerichtet ist, einen zweiten Wert aufweist, welcher sich insbesondere von dem ersten Wert unterscheidet. Das Strömungselement weist insbesondere eine Vielzahl an Poren auf, welche insbesondere durch Wandungen, insbesondere Stege, voneinander getrennt sind. Insbesondere verlaufen Wandungen von Poren der Porenstruktur des Strömungselements in Strömungsrichtung und sind vorteilhaft wenigstens im Wesentlichen parallel zu der Strömungsrichtung ausgerichtet. Die Poren des Strömungselements sind insbesondere als gerichtete Poren, insbesondere als in Strömungsrichtung gerichtete Poren, ausgebildet.
  • Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Strömungsplatte kann insbesondere ein geringer Strömungswiederstand erreicht werden, wodurch insbesondere eine hohe Effizienz eines Brennstoffzellensystems erzielt werden kann. Zu einem Betrieb eines Brennstoffzellensystems ist insbesondere eine geringere Verdichterleistung ausreichend als bei einem Brennstoffzellensystem mit einem Strömungselement, welches einen isotropen Strömungswiderstand aufweist. Insbesondere kann ein hoher Druckverlust, welcher insbesondere aufgrund eines isotropen Strömungswiderstands zustande kommen könnte, vermieden werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement in Hauptströmungsrichtung zumindest eines Fluids einen geringeren Strömungswiderstand aufweist als in zumindest einer senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung ausgerichteten Richtung. Insbesondere ist ein Wert des Strömungswiderstands in Hauptströmungsrichtung mindestens 2-mal, insbesondere mindestens 3-mal, vorteilhaft mindestens 5-mal, besonders vorteilhaft mindestens 7-mal und vorzugsweise mindestens 10-mal kleiner als in der senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung ausgerichteten Richtung. Die Hauptströmungsrichtung ist insbesondere eine gemittelte Strömungsrichtung, in welche insbesondere ein Großteil des Fluids fließt. Das Fluid könnte beispielsweise eine Flüssigkeit sein, wie insbesondere Wasser. Alternativ oder zusätzlich könnte das Fluid ein Gas sein, wie insbesondere Sauerstoff und/oder Wasserstoff. Beispielsweise könnte das Fluid alternativ oder zusätzlich ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch sein, wie insbesondere Wasserdampf. Dadurch kann insbesondere eine hohe Effizienz erzielt werden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement eine Porenstruktur aufweist, bei welcher in zumindest einer Ebene eine mittlere Längserstreckung einzelner Poren um einen Faktor größer ist als eine mittlere Quererstreckung der Poren, wobei der Faktor mindestens 1,5, insbesondere mindestens 2, vorteilhaft mindestens 3, besonders vorteilhaft mindestens 5, vorzugsweise mindestens 7 und besonders bevorzugt mindestens 10 beträgt. Unter einer „mittleren“ Erstreckung in zumindest einer Richtung soll insbesondere eine gemittelte Erstreckung verstanden werden, welche als ein Mittelwert zwischen sämtlichen Erstreckungen in der Richtung ausgebildet ist. Unter einer „Längserstreckung“ eines Objekts soll insbesondere eine Erstreckung des Objekts entlang einer Längserstreckungsrichtung des Objekts verstanden werden. Unter einer „Längserstreckungsrichtung“ eines Objekts soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Seite eines kleinsten gedachten geometrischen Quaders ausgerichtet ist, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Die Längserstreckungsrichtung eines Objekts in einer Ebene ist insbesondere eine Richtung des Objekts, welche parallel zu einer längsten Seite eines kleinsten gedachten geometrischen Rechtecks ausgerichtet ist, welches das Objekt in der Ebene gerade noch vollständig umschließt. Unter einer „Quererstreckung“ eines Objekts soll insbesondere eine Erstreckung des Objekts verstanden werden, welche senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung des Objekts ausgerichtet ist. Dadurch kann insbesondere ein besonders geringer Strömungswiderstand erreicht werden.
  • Beispielsweise könnte bei der Porenstruktur in zumindest einer von der Ebene verschiedenen weiteren Ebene eine weitere mittlere Längserstreckung einzelner Poren im Wesentlichen identisch sein mit einer weiteren mittleren Quererstreckung der Poren in der weiteren Ebene. Die Porenstruktur könnte in der weiteren Ebene insbesondere wenigstens im Wesentlichen und insbesondere unter Berücksichtigung von Toleranzen vollständig isotrop ausgebildet sein. Vorzugsweise ist bei der Porenstruktur in zumindest einer von der Ebene verschiedenen weiteren Ebene eine weitere mittlere Längserstreckung einzelner Poren um einen weiteren Faktor größer als eine weitere mittlere Quererstreckung der Poren, wobei der weitere Faktor sich zumindest wesentlich von dem Faktor unterscheidet. Unter der Wendung, dass sich der weitere Faktor „zumindest wesentlich“ von dem Faktor unterscheidet, soll insbesondere verstanden werden, dass ein Quotient aus dem Faktor und dem weiteren Faktor einen Wert von mindestens 1,1, insbesondere von mindestens 1,25, vorteilhaft von mindestens 1,5 und vorzugsweise von mindestens 2 annimmt und/oder dass ein Quotient aus dem Faktor und dem weiteren Faktor einen Wert von maximal 0,9, insbesondere von maximal 0,75, vorteilhaft von maximal 0,5 und vorzugsweise von maximal 0,2 annimmt. Insbesondere weisen die Ebene und die weitere Ebene zumindest eine Schnittgerade auf, welche insbesondere wenigstens im Wesentlichen parallel zu der Hauptströmungsrichtung ausgerichtet ist. Dadurch kann insbesondere eine hohe Effizienz erzielt werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement als ein Schaum und/oder als ein Schwamm ausgebildet ist. Dadurch kann insbesondere eine hohe Leistungsdichte ermöglicht werden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das Strömungselement wenigstens zu einem Großteil aus zumindest einem Metall und/oder aus zumindest einer Metalllegierung besteht. Dadurch kann insbesondere eine hohe Stabilität und/oder eine hohe elektrische Leitfähigkeit ermöglicht werden.
  • Eine besonders hohe Effizienz kann insbesondere erzielt werden durch eine Brennstoffzelle, insbesondere durch eine PEM-Brennstoffzelle, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Strömungsplatte, insbesondere mit zumindest einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte.
  • Eine Effizienz kann insbesondere weiter gesteigert werden durch ein Verfahren zu einer Herstellung zumindest einer erfindungsgemäßen Strömungsplatte, insbesondere zumindest einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte, mit zumindest einem porösen Strömungselement, wobei das Strömungselement aus zumindest einem Vorprodukt hergestellt und bei der Herstellung mit einem anisotropen Strömungswiderstand versehen wird. Insbesondere wird das Vorprodukt in dem Verfahren bearbeitet und insbesondere zu dem Strömungselement ausgebildet und/oder ausgeformt. Das Vorprodukt und das Strömungselement könnten sich insbesondere in zumindest einer chemischen und/oder physikalischen und/oder mechanischen Eigenschaft unterscheiden. Beispielsweise könnte das Vorprodukt einen wenigstens im Wesentlichen isotropen Strömungswiderstand und/oder eine wenigstens im Wesentlichen isotrope elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Insbesondere ist zumindest ein Verfahrensschritt des Verfahrens ein Aushärten des Vorprodukts, wodurch das Vorprodukt insbesondere in das Strömungselement überführt werden könnte.
  • Beispielsweise könnte der anisotrope Strömungswiderstand durch ein Einbringen von zumindest einem Objekt mit einer länglichen Struktur in eine Porenstruktur des Vorprodukts hergestellt werden. Die längliche Struktur könnte insbesondere zu einer Beeinflussung einer mittleren Längserstreckung der Poren der Porenstruktur des Vorprodukts vorgesehen sein. Unter einem Objekt mit einer „länglichen“ Struktur soll insbesondere ein Objekt verstanden werden, dessen Struktur eine mittlere Längserstreckung aufweist, die größer ist als eine mittlere Quererstreckung der Struktur. Alternativ oder zusätzlich könnte der anisotrope Strömungswiderstand durch Entfernen zumindest einer Wandung zumindest einer Pore der Porenstruktur und vorteilhaft durch Entfernen mehrerer Wandungen von Poren der Porenstruktur hergestellt werden. Die Wandung der Pore der Porenstruktur könnte beispielsweise mechanisch entfernt werden, wie insbesondere mittels Laser. Alternativ oder zusätzlich könnte die Wandung der Pore der Porenstruktur beispielsweise chemisch entfernt werden. Vorzugsweise wird der anisotrope Strömungswiderstand durch Anlegen zumindest einer äußeren mechanischen Kraft an das Vorprodukt hergestellt. Beispielsweise könnte das Vorprodukt, insbesondere vor einem Metallisieren, erweicht und insbesondere unter mechanischer Streckung wieder verfestigt werden. Alternativ oder zusätzlich könnte das Vorprodukt, insbesondere im Anschluss an ein Metallisieren und/oder in einem metallisierten Zustand, erweicht und insbesondere unter mechanischer Streckung wieder verfestigt werden. Das Vorprodukt könnte insbesondere alternativ oder zusätzlich unter Aufrechterhaltung einer mechanischen Streckung des Vorprodukts metallisiert werden. Dadurch kann der anisotrope Strömungswiderstand insbesondere auf besonders einfache und/oder komfortable Weise hergestellt werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der anisotrope Strömungswiderstand durch Anlegen zumindest eines elektrischen und/oder magnetischen Felds an das Vorprodukt, insbesondere während eines Bildens einer schaumartigen und/oder schwammartigen Gestalt, hergestellt wird. Beispielsweise könnte das Feld ein elektrisches Feld und/oder ein magnetisches Feld und/oder ein elektromagnetisches Feld sein. Dadurch kann der anisotrope Strömungswiderstand insbesondere effizient hergestellt werden.
  • Die erfindungsgemäße Strömungsplatte soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Strömungsplatte zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • 1 einen Ausschnitt einer Brennstoffzelle mit zwei erfindungsgemäßen Strömungsplatten in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
    • 2 einen Ausschnitt einer der Strömungsplatten mit einem Strömungselement in einer Draufsicht von oben in einer schematischen Darstellung,
    • 3 einen Ausschnitt einer Porenstruktur des Strömungselements in einer Ebene in einer schematischen Darstellung,
    • 4 einen Ausschnitt einer Porenstruktur eines alternativen Strömungselements in einer Ebene in einer schematischen Darstellung und
    • 5 einen Ausschnitt der Porenstruktur des alternativen Strömungselements in einer weiteren Ebene in einer schematischen Darstellung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine Brennstoffzelle 12a, die als eine PEM-Brennstoffzelle ausgebildet ist. Die Brennstoffzelle 12a weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Strömungsplatten 10a auf. Von den Strömungsplatten 10a sind in 1 lediglich zwei dargestellt. Im Folgenden wird lediglich eine der Strömungsplatten 10a beschrieben.
  • Die Brennstoffzelle 12a ist Teil eines Brennstoffzellensystems (nicht dargestellt). Bei dem Brennstoffzellensystem sind mehrere einzelne Brennstoffzellen 12a in Reihe nebeneinander angeordnet. Derartige Brennstoffzellen 12a und Brennstoffzellensysteme sind im Stand der Technik bekannt, weshalb im Folgenden auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
  • Die Strömungsplatte 10a ist speziell für die Brennstoffzelle 12a vorgesehen und insbesondere ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Strömungsplatte 10a als eine Bipolarplatte ausgebildet. Die Strömungsplatte 10a weist ein poröses Strömungselement 14a auf (vgl. 1 und 2).
  • Das Strömungselement 14a weist einen anisotropen Strömungswiderstand auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Strömungselement 14a in Hauptströmungsrichtung 16 eines Fluids einen geringsten Strömungswiderstand auf (vgl. 3). Das Strömungselement 14a weist in Hauptströmungsrichtung 16a des Fluids einen geringeren Strömungswiderstand auf als in allen senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung 16a ausgerichteten Richtungen.
  • Das Strömungselement 14a weist eine Porenstruktur 18a auf. Die Porenstruktur 18a weist eine Vielzahl an Poren 20a auf. Von mehrfach vorhandenen Objekten ist in den Figuren jeweils lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen.
  • Bei der Porenstruktur 18a ist in einer Ebene eine mittlere Längserstreckung einzelner Poren 20a um einen Faktor größer als eine mittlere Quererstreckung der Poren 20a. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Faktor im Wesentlichen 3.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist bei der Porenstruktur 18a in weiteren Ebenen eine mittlere Erstreckung der Poren 20a isotrop. Eine mittlere Längserstreckung der Poren 20a in weiteren Ebenen entspricht im Wesentlichen einer mittleren Quererstreckung der Poren 20a.
  • Das Strömungselement 14a ist als ein Schaum ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich könnte das Strömungselement 14a beispielsweise als ein Schwamm ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Strömungselement 14a als ein Metallschaum ausgebildet.
  • Das Strömungselement 14a besteht zu einem Großteil aus einem Metall. Alternativ könnte das Strömungselement 14a beispielsweise aus mehreren Metallen und/oder aus zumindest einer Metalllegierung bestehen.
  • In einem Verfahren zu einer Herstellung der Strömungsplatte 10a wird das Strömungselement 14a aus einem Vorprodukt hergestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Vorprodukt als ein Basisschaum ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich könnte das Vorprodukt beispielsweise als ein Basisschwamm ausgebildet sein.
  • Bei der Herstellung wird das Strömungselement 14a mit dem anisotropen Strömungswiderstand versehen. Der anisotrope Strömungswiderstand wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Anlegen einer äußeren mechanischen Kraft an das Vorprodukt hergestellt.
  • In einem alternativen zweiten Ausführungsbeispiel könnte der anisotrope Strömungswiderstand beispielsweise durch Anlegen zumindest eines elektrischen und/oder magnetischen Felds an das Vorprodukt hergestellt werden. Alternativ könnte der anisotrope Strömungswiderstand beispielsweise in einem alternativen dritten Ausführungsbeispiel durch Entfernen einzelner Wandungen der Poren 20a hergestellt werden.
  • Der anisotrope Strömungswiderstand könnte alternativ beispielsweise durch Kombinationen der genannten Möglichkeiten hergestellt werden. Beispielsweise könnte der anisotrope Strömungswiderstand insbesondere durch eine Kombination der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und/oder der in dem zweiten Ausführungsbeispiel und/oder der in dem dritten Ausführungsbeispiel genannten Möglichkeit hergestellt werden.
  • In 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 4 und 5 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 verwiesen werden.
  • 4 zeigt einen Ausschnitt einer Porenstruktur 18b eines alternativen Strömungselements 14b einer alternativen Strömungsplatte 10b in einer Ebene. Das Strömungselement 14b weist in Hauptströmungsrichtung 16b eines Fluids in der Ebene einen geringeren Strömungswiderstand auf als in einer senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung 16b ausgerichteten Richtung.
  • Bei der Porenstruktur 18b ist in der Ebene eine mittlere Längserstreckung einzelner Poren 20b der Porenstruktur 18b um einen Faktor größer als eine mittlere Quererstreckung der Poren 20b. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Faktor im Wesentlichen 3.
  • Bei der Porenstruktur 18b ist in einer von der Ebene verschiedenen weiteren Ebene eine weitere mittlere Längserstreckung einzelner Poren 20b um einen weiteren Faktor größer als eine weitere mittlere Quererstreckung der Poren 20b. Der weitere Faktor unterscheidet sich wesentlich von dem Faktor. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der weitere Faktor im Wesentlichen 6.
  • Die weitere Ebene umfasst die Hauptströmungsrichtung 16b. Die mittlere Längserstreckung der Poren 20b in der weiteren Ebene ist im Wesentlichen parallel zu der Hauptströmungsrichtung 16b ausgerichtet. Die Ebene und die weitere Ebene sind senkrecht zueinander ausgerichtet.

Claims (10)

  1. Strömungsplatte, insbesondere Bipolarplatte, für eine Brennstoffzelle (12ab), insbesondere für eine PEM-Brennstoffzelle, mit zumindest einem porösen Strömungselement (14a-b), dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (14a-b) einen anisotropen Strömungswiderstand aufweist.
  2. Strömungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (14a-b) in Hauptströmungsrichtung (16a-b) zumindest eines Fluids einen geringeren Strömungswiderstand aufweist als in zumindest einer senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung (16a-b) ausgerichteten Richtung.
  3. Strömungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (14a-b) eine Porenstruktur (18a-b) aufweist, bei welcher in zumindest einer Ebene eine mittlere Längserstreckung einzelner Poren (20a-b) um einen Faktor größer ist als eine mittlere Quererstreckung der Poren (20a-b), wobei der Faktor mindestens 1,5 beträgt.
  4. Strömungsplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Porenstruktur (18b) in zumindest einer von der Ebene verschiedenen weiteren Ebene eine weitere mittlere Längserstreckung einzelner Poren (20b) um einen weiteren Faktor größer ist als eine weitere mittlere Quererstreckung der Poren (20b), wobei der weitere Faktor sich zumindest Wesentlich von dem Faktor unterscheidet.
  5. Strömungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (14a-b) als ein Schaum und/oder als ein Schwamm ausgebildet ist.
  6. Strömungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (14a-b) wenigstens zu einem Großteil aus zumindest einem Metall und/oder aus zumindest einer Metalllegierung besteht.
  7. Brennstoffzelle mit zumindest einer Strömungsplatte (10a-b) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Verfahren zu einer Herstellung zumindest einer Strömungsplatte (10a-b), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit zumindest einem porösen Strömungselement (14a-b), dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (14a-b) aus zumindest einem Vorprodukt hergestellt und bei der Herstellung mit einem anisotropen Strömungswiderstand versehen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der anisotrope Strömungswiderstand durch Anlegen zumindest einer äußeren mechanischen Kraft an das Vorprodukt hergestellt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der anisotrope Strömungswiderstand durch Anlegen zumindest eines elektrischen und/oder magnetischen Felds an das Vorprodukt hergestellt wird.
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