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Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle, welche mindestens eine Membran-Elektroden-Einheit mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, welche voneinander durch eine Membran getrennt sind, und mindestens eine Bipolarplatte umfasst. Die Bipolarplatte der Brennstoffzelle umfasst dabei einen ersten Verteilbereich zur Verteilung eines Brennstoffs an die erste Elektrode und einen zweiten Verteilbereich zur Verteilung eines Oxidationsmittels an die zweite Elektrode.
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Stand der Technik
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Eine Brennstoffzelle ist eine galvanische Zelle, welche die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt. Eine Brennstoffzelle ist also ein elektrochemischer Energiewandler. Bei bekannten Brennstoffzellen werden insbesondere Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) in Wasser (H2O), elektrische Energie und Wärme gewandelt.
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Ein Elektrolyseur ist ein elektrochemischer Energiewandler, welcher Wasser (H2O) mittels elektrischer Energie in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) spaltet.
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Unter anderem sind Protonenaustauschmembran (Proton-Exchange-Membran = PEM) -Brennstoffzellen bekannt. Weiterhin bekannt sind Anionen-Austausch-Membranen sowohl für Brennstoffzellen als auch für Elektrolyseure. Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen weisen eine zentral angeordnete Membran auf, die für Protonen, also für Wasserstoffionen, durchlässig ist. Das Oxidationsmittel, insbesondere Luftsauerstoff, ist dadurch räumlich von dem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, getrennt. Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen weisen ferner eine Anode und eine Kathode auf. Der Brennstoff wird an der Anode der Brennstoffzelle zugeführt und katalytisch unter Abgabe von Elektronen zu Protonen oxidiert. Die Protonen gelangen durch die Membran zu der Kathode. Die abgegebenen Elektronen werden aus der Brennstoffzelle abgeleitet und fließen über einen externen Stromkreis zu der Kathode.
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Das Oxidationsmittel wird an der Kathode der Brennstoffzelle zugeführt und es reagiert durch Aufnahme der Elektronen aus dem externen Stromkreis und Protonen, die durch die Membran zur Kathode gelangt sind, zu Wasser. Das so entstandene Wasser wird aus der Brennstoffzelle abgeleitet. Die Bruttoreaktion lautet:
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
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Zwischen der Anode und der Kathode der Brennstoffzelle liegt dabei eine Spannung an. Zur Erhöhung der Spannung können mehrere Brennstoffzellen mechanisch hintereinander zu einem Brennstoffzellenstapel angeordnet und elektrisch in Reihe geschaltet werden.
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Zur gleichmäßigen Verteilung des Brennstoffs an die Anode sowie zur gleichmäßigen Verteilung des Oxidationsmittels an die Kathode sind Bipolarplatten vorgesehen. Die Bipolarplatten weisen beispielsweise kanalartige Strukturen zur Verteilung des Brennstoffs sowie des Oxidationsmittels an die Elektroden auf. Die kanalartigen Strukturen dienen ferner zur Ableitung des bei der Reaktion entstandenen Wassers. Die Bipolarplatten können ferner Strukturen zur Durchleitung einer Kühlflüssigkeit durch die Brennstoffzelle zur Abführung von Wärme aufweisen.
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Aus der
DE 10 2012 221 730 A1 ist eine Brennstoffzelle mit einer gattungsgemäßen Bipolarplatte bekannt, welche aus zwei Plattenhälften aufgebaut ist. Dabei weist jede der beiden Plattenhälften eine Verteilbereich auf, welche zur Verteilung der Reaktionsgase vorgesehen ist.
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Auch aus der
DE 10 2014 207 594 A1 ist eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle bekannt. Die Bipolarplatte weist dabei einen mäanderförmigen Kanal auf, welcher beispielsweise als Nut ausgebildet ist. Dieser mäanderförmige Kanal dient dabei zur Einleitung von Wasserstoff oder Sauerstoff in die Brennstoffzelle.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird eine Brennstoffzelle vorgeschlagen, die mindestens eine Membran-Elektroden-Einheit mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, welche voneinander durch eine Membran getrennt sind, und mindestens eine Bipolarplatte umfasst. Insbesondere ist die Brennstoffzelle derart aufgebaut, dass sich beidseitig an die Membran-Elektroden-Einheit jeweils eine Bipolarplatte anschließt. Die Bipolarplatte der Brennstoffzelle umfasst dabei einen ersten Verteilbereich zur Verteilung eines Brennstoffs an die erste Elektrode und einen zweiten Verteilbereich zur Verteilung eines Oxidationsmittels an die zweite Elektrode.
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Erfindungsgemäß ist dabei in mindestens einem der Verteilbereiche eine Verteileinheit vorgesehen, welche mindestens ein flaches Gewebe aufweist. Das flache Gewebe ist dabei derart verformt, dass Erhebungen des Gewebes eine der Elektroden berühren. Durch eine derartige Verformung des Gewebes können gezielt Strukturen zur Verteilung der Reaktionsgase in dem Verteilbereich ausgebildet werden.
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Vorzugsweise ist das Gewebe in dem zweiten Verteilbereich vorgesehen, welcher zur Verteilung des Oxidationsmittels an die zweite Elektrode sowie zur Ableitung von bei der Reaktion entstandenem Wasser dient. Das Gewebe kann aber auch, alternativ oder zusätzlich, in dem ersten Verteilbereich zur Verteilung eines Brennstoffs an die erste Elektrode vorgesehen sein. Das Gewebe kann auch, alternativ oder zusätzlich, in einem dritten Verteilbereich zur Durchleitung eines Kühlmittels vorgesehen sein.
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Unter einem Gewebe ist im Sinn der vorliegenden Erfindung eine Struktur zu verstehen, welche aus miteinander verwobenen Drähten, Fäden oder Fasern gebildet ist. Das Gewebe ist dabei verhältnismäßig flach ausgebildet. Das Gewebe erstreckt sich vor der erfindungsgemäßen Verformung in einer Fläche, welche eine Gewebeebene definiert, deutlich weiter als in einer Richtung, welche senkrecht zu dieser Gewebeebene steht.
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Vorteilhaft ist das Gewebe dabei porös und elektrisch leitfähig ausgebildet. Somit ist das Gewebe für das Oxidationsmittel sowie für den Brennstoff und auch für abzuleitendes Wasser durchlässig. Ferner stellt das Gewebe eine elektrisch leitfähige Verbindung zu der Elektrode her. Somit kann das Gewebe die bei der elektrochemischen Reaktion in der Brennstoffzelle freigesetzten Elektronen leiten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das flache Gewebe der Verteileinheit wellenartig verformt, wobei die Erhebungen des Gewebes als Wellenberge ausgebildet sind. Die Wellenberge sind beispielsweise geradlinig ausgebildet. Die Wellenberge können aber auch davon abweichende Formen aufweisen.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Erhebungen des Gewebes rechtwinklig zu einer Strömungsrichtung des Brennstoffs oder des Oxidationsmittels in dem entsprechenden Verteilbereich der Bipolarplatte.
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Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Erhebungen des Gewebes parallel zu einer Strömungsrichtung des Brennstoffs oder des Oxidationsmittels in dem entsprechenden Verteilbereich der Bipolarplatte.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Erhebungen des Gewebes um einen Winkel geneigt zu einer Strömungsrichtung des Brennstoffs oder des Oxidationsmittels in dem entsprechenden Verteilbereich der Bipolarplatte.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das flache Gewebe lokale Elevationen auf, welche die Erhebungen des Gewebes bilden. Das Gewebe erstreckt sich also vorwiegend in einer Gewebeebene, wobei die aus den lokalen Elevationen gebildeten Erhebungen von der Gewebeebene, insbesondere rechtwinklig, weg ragen.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung sind die aus den lokalen Elevationen gebildeten Erhebungen des Gewebes kegelstumpfförmig oder halbkugelförmig ausgebildet. Aber auch andere Gestaltungen der lokalen Elevationen sind denkbar.
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Das Gewebe der Verteileinheit weist vorteilhaft mindestens eine Metall enthaltende Faser auf. Die Metall enthaltende Faser stellt insbesondere die elektrische Leitfähigkeit des Gewebes sicher. Als mögliche Materialien für die Metall enthaltende Faser eignen sich beispielsweise Titan, Kupfer, Aluminium, Nickel oder Edelstahl.
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Das Gewebe der Verteileinheit weist vorteilhaft mindestens eine Kohlenstoff enthaltende Faser auf. Die Kohlenstoff enthaltende Faser ist besonders korrosionsbeständig und erhöht zusätzlich die erforderliche mechanische Stabilität des Gewebes.
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Das Gewebe der Verteileinheit weist vorteilhaft mindestens eine Kunststoff enthaltende Faser auf. Die Kunststoff enthaltende Faser ist im Vergleich zu Fasern aus anderen Materialien verhältnismäßig leicht und reduziert somit das Gewicht des Gewebes. Außerdem sind Kunststoff enthaltende Fasern kostengünstig und korrosionsresistent.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Gewebe mindestens zwei unterschiedliche Arten von Fasern auf.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verteileinheit mindestens zwei Gewebe auf, welche übereinander gestapelt sind. Die Erhebungen der mindestens zwei Gewebe sind dabei zueinander versetzt angeordnet. Die mindestens zwei übereinander gestapelten Gewebe können dabei in unterschiedlichen Orientierungen angeordnet sein. Die mindestens zwei übereinander gestapelten Gewebe können gleichartig aufgebaut und ausgebildet sein. Die mindestens zwei übereinander gestapelten Gewebe können aber auch verschiedenartig ausgebildet sein. Beispielsweise können die mindestens zwei übereinander gestapelten Gewebe aus verschiedenen Materialien gefertigt sein oder verschiedene Porositäten aufweisen.
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Vorteile der Erfindung
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Gewebe sind extrem offenporig, haben also eine hohe Porosität. Durch entsprechende Variation der verwendeten Materialien bei der Herstellung des Gewebes kann das Gewebe an die vorhandenen Bedingungen und Anforderungen angepasst werden. Auch sind Gewebe, insbesondere im Vergleich zu Schäumen, sehr einfach und kostengünstig herzustellen. Beim Durchströmen des Gewebes mit einem Gas, insbesondere dem Brennstoff oder dem Oxidationsmittel, entsteht nur ein verhältnismäßig geringer Druckverlust für die Gasströmung. Auch ist die elektrische Leitfähigkeit des Gewebes beim Einsatz entsprechender metallischer Fasern verhältnismäßig hoch. Unterschiedliche Materialien mit gewünschten spezifischen Eigenschaften können vorteilhaft kombiniert werden. Beispielsweise ist eine Kombination aus elektrisch gut leitfähigen metallischen Fasern mit kohlenstoffhaltigen Fasern denkbar, die eine bessere Korrosionsbeständigkeit besitzen. Durch die Stapelung mehrerer dünndrahtiger Gewebe kann zwar der elektrische Widerstand der Verteileinheit steigen, aber eine Verwendung verschiedener Materialien ist möglich.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellenstapels mit mehreren Brennstoffzellen,
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit gemäß einer ersten Variante,
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit gemäß einer zweiten Variante,
- 4 eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit gemäß einer dritten Variante,
- 5 eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit gemäß einer vierten Variante,
- 6 einen Schnitt durch die Verteileinheit aus 2 gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 7 einen Schnitt durch die Verteileinheit aus 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 8 einen Schnitt durch die Verteileinheit aus 2 gemäß einer dritten Ausführungsform,
- 9 eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit gemäß einer fünften Variante,
- 10 einen Schnitt durch die Verteileinheit aus 9,
- 11 eine Draufsicht auf eine Verteileinheit gemäß einer sechsten Variante,
- 12 einen Schnitt durch die Verteileinheit aus 11,
- 13 einen weiteren Schnitt durch die Verteileinheit aus 11,
- 14 einen weiteren Schnitt durch die Verteileinheit aus 11,
- 15 eine Bipolarplatte des Brennstoffzellenstapels aus 1 mit der Verteileinheit aus 2 und
- 16 eine Bipolarplatte des Brennstoffzellenstapels aus 1 mit der Verteileinheit aus 9 und
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellenstapels 5 mit mehreren Brennstoffzellen 2. Jede Brennstoffzelle 2 weist eine Membran-Elektroden-Einheit 10 auf, die eine erste Elektrode 21, eine zweite Elektrode 22 und eine Membran 18 umfasst. Die beiden Elektroden 21, 22 sind auf einander gegenüber liegenden Seiten der Membran 18 angeordnet und somit voneinander durch die Membran 18 getrennt. Die erste Elektrode 21 wird im Folgenden auch als Anode 21 bezeichnet und die zweite Elektrode 22 wird im Folgenden auch als Kathode 22 bezeichnet. Die Membran 18 ist als Polymerelektrolytmembran ausgebildet. Die Membran 18 ist für Wasserstoffionen, also H+-Ionen, durchlässig.
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Jede Brennstoffzelle 2 weist ferner zwei Bipolarplatten 40 auf, die sich beidseitig an die Membran-Elektroden-Einheit 10 anschließen. Bei der hier gezeigten Anordnung mehrerer Brennstoffzellen 2 in dem Brennstoffzellenstapel 5 kann jede der Bipolarplatten 40 als zu zwei zueinander benachbart angeordneten Brennstoffzellen 2 gehörig betrachtet werden.
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Die Bipolarplatten 40 umfassen jeweils einen ersten Verteilbereich 50 zur Verteilung eines Brennstoffs, welcher der Anode 21 zugewandt ist. Die Bipolarplatten 40 umfassen jeweils auch einen zweiten Verteilbereich 60 zur Verteilung des Oxidationsmittels, welcher der Kathode 22 zugewandt ist. Der zweite Verteilbereich 60 dient gleichzeitig zur Ableitung von bei einer Reaktion in der Brennstoffzelle 2 entstandenem Wasser. In dem zweiten Verteilbereich 60 ist eine Verteileinheit 30 angeordnet.
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Die Bipolarplatten 40 umfassen vorliegend einen dritten Verteilbereich 70, welcher zwischen dem ersten Verteilbereich 50 und dem zweiten Verteilbereich 60 angeordnet ist. Der dritte Verteilbereich 70 dient zur Durchleitung eines Kühlmittels durch die Bipolarplatte 40 und damit zur Kühlung der Brennstoffzelle 2 und des Brennstoffzellenstapels 5.
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Der erste Verteilbereich 50 und der dritte Verteilbereich 70 sind durch eine erste Trennplatte 75 voneinander getrennt. Die zweite Verteilbereich 60 und der dritte Verteilbereich 70 sind durch eine zweite Trennplatte 76 voneinander getrennt. Die Trennplatten 75, 76 der Bipolarplatten 40 sind vorliegend als dünne metallische Bleche ausgebildet. Die Trennplatten 75, 76 können auch aus anderem Material, beispielsweise Kohlenstoff oder Graphit ausgebildet sein.
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Im Betrieb der Brennstoffzelle 2 wird Brennstoff über den ersten Verteilbereich 50 zu der Anode 21 geleitet. Ebenso wird Oxidationsmittel über den zweiten Verteilbereich 60 mit der Verteileinheit 30 zu der Kathode 22 geleitet. Der Brennstoff, vorliegend Wasserstoff, wird an der Anode 21 katalytisch unter Abgabe von Elektronen zu Protonen oxidiert. Die Protonen gelangen durch die Membran 18 zu der Kathode 22. Die abgegebenen Elektronen werden aus der Brennstoffzelle 2 abgeleitet und fließen über einen externen Stromkreis zu der Kathode 22. Das Oxidationsmittel, vorliegend Luftsauerstoff, reagiert durch Aufnahme der Elektronen aus dem externen Stromkreis und Protonen, die durch die Membran 18 zu der Kathode 22 gelangt sind, zu Wasser.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit 30 gemäß einer ersten Variante. Die Verteileinheit 30 weist ein flaches Gewebe 80 auf. Das flache Gewebe 80 ist wellenartig verformt und weist Wellenberge auf, welche Erhebungen 32 des Gewebes 80 bilden. Die Erhebungen 32 sind geradlinig ausgebildet und erstrecken sich rechtwinklig zu einer zweiten Strömungsrichtung 44 des Oxidationsmittels.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit 30 gemäß einer zweiten Variante. Die Verteileinheit 30 weist ein flaches Gewebe 80 auf. Das flache Gewebe 80 ist wellenartig verformt und weist Wellenberge auf, welche Erhebungen 32 des Gewebes 80 bilden. Die Erhebungen 32 sind geradlinig ausgebildet und erstrecken sich parallel zu der zweiten Strömungsrichtung 44 des Oxidationsmittels.
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4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit 30 gemäß einer dritten Variante. Die Verteileinheit 30 weist ein flaches Gewebe 80 auf. Das flache Gewebe 80 ist wellenartig verformt und weist Wellenberge auf, welche Erhebungen 32 des Gewebes 80 bilden. Die Erhebungen 32 sind geradlinig ausgebildet und erstrecken sich um einen Winkel geneigt zu der zweiten Strömungsrichtung 44 des Oxidationsmittels.
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5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit 30 gemäß einer vierten Variante. Die Verteileinheit 30 weist ein flaches Gewebe 80 auf. Das flache Gewebe 80 ist wellenartig verformt und weist Wellenberge auf, welche Erhebungen 32 des Gewebes 80 bilden. Die Erhebungen 32 sind vorliegend nicht geradlinig sondern in Form von Schlangenlinien, beziehungsweise als Fischgrätenmuster oder zickzack ausgebildet. Die Erhebungen 32 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der zweiten Strömungsrichtung 44 des Oxidationsmittels.
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6 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A durch die Verteileinheit 30 aus 2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Gewebe 80 der Verteileinheit 30 ist in Form einer Sinusfunktion verformt. Die Erhebungen 32 sind lokale Maxima der Sinusfunktion.
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7 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A durch die Verteileinheit 30 aus 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Gewebe 80 der Verteileinheit 30 ist unter anderem in Form einer Rechteckfunktion verformt. Die Erhebungen 32 sind lokale Maxima der Rechteckfunktion. Vorteilhaft sind hier flächige Auflagepunkte.
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8 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A durch die Verteileinheit 30 aus 2 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Gewebe 80 der Verteileinheit 30 ist in Form einer Dreieckfunktion oder Sägezahnfunktion verformt. Die Erhebungen 32 sind lokale Maxima der Dreieckfunktion oder Sägezahnfunktion.
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Die in 3 dargestellte Verteileinheit 30 gemäß der zweiten Variante, die in 4 dargestellte Verteileinheit 30 gemäß der dritten Variante und die in 5 dargestellte Verteileinheit 30 gemäß der vierten Variante können ebenfalls Gewebe 80 aufweisen, welche entsprechend den Darstellungen in 6, 7 oder 8 verformt sind.
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9 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verteileinheit 30 gemäß einer fünften Variante. Die Verteileinheit 30 weist ein flaches Gewebe 80 auf. Das flache Gewebe 80 weist lokale Elevationen auf, welche die Erhebungen 32 des Gewebes 80 bilden. Die Erhebungen 32 des Gewebes 80 sind beispielhaft vorliegend kegelstumpfförmig ausgebildet.
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10 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie B-B durch die Verteileinheit 30 aus 9. Die kegelstumpfförmig ausgebildeten Erhebungen 32 des Gewebes 80 erstrecken sich parallel zueinander.
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11 zeigt eine Draufsicht auf eine Verteileinheit 30 gemäß einer sechsten Variante. Die Verteileinheit 30 weist ein flaches Gewebe 80 auf. Das flache Gewebe 80 weist lokale Elevationen auf, welche die Erhebungen 32 des Gewebes 80 bilden. Die Verteileinheit 30 gemäß einer sechsten Variante umfasst eine Mischung aus Erhebungen 32 und geraden Kanälen, welche sich bevorzugt parallel zu der zweiten Strömungsrichtung 44 des Oxidationsmittels erstrecken. Zur besseren Veranschaulichung sind in 11 neben den Schnittlinien C, D und E auch Hilfslinien X1, X2, X4 und X5 eingezeichnet.
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12 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie D-D durch die Verteileinheit 30 aus 11. 13 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie E-E durch die Verteileinheit 30 aus 11. 14 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie C-C durch die Verteileinheit 30 aus 11.
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Das Gewebe 80 der in 2, 3, 4, 5, 9 und 11 dargestellten Verteileinheiten 30 weist beispielsweise Metall enthaltende Fasern, Kohlenstoff enthaltende Fasern und Kunststoff enthaltende Fasern auf. Die Fasern sind zu einer flächig ausgebildeten Struktur verwoben. Das Gewebe 80 ist somit porös und elektrisch leitfähig ausgebildet.
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15 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung einer Bipolarplatte 40 des Brennstoffzellenstapels 5 aus 1, welche zwischen zwei Membran-Elektroden-Einheiten 10 angeordnet ist. Die Trennplatten 75, 76 sind als flache dünne metallische Bleche ausgebildet und bilden zwischen sich den dritten Verteilbereich 70 zur Durchleitung des Kühlmittels. Zwischen der ersten Trennplatte 75 und der Anode 21 der benachbarten Membran-Elektroden-Einheit 10 befindet sich der erste Verteilbereich 50.
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Zwischen der zweiten Trennplatte 76 und der Kathode 22 der anderen benachbarten Membran-Elektroden-Einheit 10 befindet sich der zweite Verteilbereich 60, welche eine in 2 dargestellte Verteileinheit 30 gemäß der ersten Variante aufweist. Das Gewebe 80 der Verteileinheit 30 ist derart angeordnet, dass die Erhebungen 32 des Gewebes 80 die Kathode 22 berühren. Ferner berührt das Gewebe 80 auch die zweite Trennplatte 76.
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16 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung einer Bipolarplatte 40 des Brennstoffzellenstapels 5 aus 1, welche zwischen zwei Membran-Elektroden-Einheiten 10 angeordnet ist. Die Trennplatten 75, 76 sind als flache dünne metallische Bleche ausgebildet und bilden zwischen sich den dritten Verteilbereich 70 zur Durchleitung des Kühlmittels. Zwischen der ersten Trennplatte 75 und der Anode 21 der benachbarten Membran-Elektroden-Einheit 10 befindet sich der erste Verteilbereich 50.
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Zwischen der zweiten Trennplatte 76 und der Kathode 22 der anderen benachbarten Membran-Elektroden-Einheit 10 befindet sich der zweite Verteilbereich 60, welche eine in 9 dargestellte Verteileinheit 30 gemäß der fünften Variante aufweist. Das Gewebe 80 der Verteileinheit 30 ist derart angeordnet, dass die Erhebungen 32 des Gewebes 80 die Kathode 22 berühren. Ferner berührt das Gewebe 80 auch die zweite Trennplatte 76.
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Bei den in 15 und 16 dargestellten Bipolarplatten 40 wird der Brennstoff, vorliegend Wasserstoff, in einer ersten Strömungsrichtung 43 in den ersten Verteilbereich 50 geleitet. Das Oxidationsmittel, vorliegend Luftsauerstoff, wird in der zweiten Strömungsrichtung 44 in den zweiten Verteilbereich 60 geleitet. Vorliegend verlaufen die erste Strömungsrichtung 43 und die zweite Strömungsrichtung 44 parallel zueinander. Es ist auch denkbar, dass die erste Strömungsrichtung 43 und die zweite Strömungsrichtung 44 entgegengesetzt oder auch orthogonal zueinander verlaufen.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012221730 A1 [0008]
- DE 102014207594 A1 [0009]
