DE102020210412A1

DE102020210412A1 - Bipolarplattenhalbzeug für eine Bipolarplatte, Bipolarplatte, Brennstoffzelle sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Bipolarplattenhalbzeugs

Info

Publication number: DE102020210412A1
Application number: DE102020210412.3A
Authority: DE
Inventors: Arne Stephen Fischer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2022-02-17
Also published as: WO2022038007A1

Abstract

Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) für eine Bipolarplatte (100) eines Brennstoffzellenstapels, wobei das Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) einen Grundkörper (10) umfasst, wobei der Grundkörper (10) plattenförmig ausgebildet ist und an wenigstens einer Plattenseite (11, 12) des Grundkörpers (10) zumindest eine Fixiervorrichtung (21, 22) mit einer Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) zur Fixierung einer Dichtung (110) angeordnet ist, wobei die Vorsprünge (23, 24) jeweils mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugt sind.

Description

Stand der Technik
Eine Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Zelle, wobei diese zwei Elektroden, welche mittels eines ionenleitenden Elektrolyten voneinander separiert sind, aufweist. Die Brennstoffzelle wandelt die Energie einer chemischen Reaktion eines Brennstoffes mit einem Oxidationsmittel direkt in Elektrizität um. Es existieren verschiedene Typen von Brennstoffzellen.
Ein spezieller Brennstoffzellentyp ist insbesondere die Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (PEM-FC). In einem aktiven Bereich der PEM-FC grenzt an eine Seite der Polymerelektrolytmembran (PEM) eine poröse Elektrode mit einer Katalysatorschicht und an eine dieser Seite gegenüberliegenden weiteren Seite der PEM eine weitere poröse Elektrode mit einer Katalysatorschicht an. Weiter umfasst die PEM-FC im aktiven Bereich Gasdiffusionslagen (GDL), welche die PEM und die zwei porösen Elektroden mit der jeweils einen Katalysatorschicht beidseitig begrenzen. Die PEM, die beiden Elektroden mit der jeweiligen Katalysatorschicht und die beiden GDL bilden eine sog. Membran-Elektroden-Einheit (MEA) in dem aktiven Bereich der PEM-FC. Zwei sich gegenüberliegende Bipolarplatten(-halbzeuge) begrenzen wiederum beidseitig die MEA, wobei die MEA und die zwei sich gegenüberliegenden Bipolarplatten(-halbzeuge) insbesondere eine einzelne Brennstoffzelle bilden. Ein Brennstoffzellenstapel ist aus abwechselnd übereinander angeordneten MEA und Bipolarplatten aufgebaut und umfasst daher eine Vielzahl an einzelnen Brennstoffzellen.
Eine Bipolarplatte umfasst zwei aneinander angeordnete Bipolarplattenhalbzeuge. Ein Bipolarplattenhalbzeug bzw. eine Bipolarplatte dient dazu, den elektrischen Strom zu leiten und Fluide, wie einen Brennstoff, ein Oxidationsmittel und/oder ein Kühlmittel, mittels entsprechend angeordneter Strömungskanäle im aktiven und inaktiven Bereich der PEM-FC zwischen entsprechenden Sammelkanälen des Brennstoffzellenstapels getrennt voneinander zu führen. Die entsprechenden Sammelkanäle werden mittels Ausnehmungen in den in einer Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels übereinander angeordneten Bipolarplatten gebildet.
Um ein ungewolltes Ausströmen eines Fluids aus dem Brennstoffzellenstapel und/oder ein ungewolltes Vermischen der Fluide untereinander zu verhindern, weist der Brennstoffzellenstapel Dichtungen zwischen den Bipolarplattenhalbzeugen des Brennstoffzellenstapels auf. Für eine langzeitige Abdichtung sollen diese Dichtungen ausreichend an den Bipolarplattenhalbzeugen fixiert sein.
In der DE 2020 171 03 258 U1 ist eine Anodenplatte bzw. Kathodenplatte mit einem als Linienprofil entlang eines Randbereichs der Anodenplatte bzw. Kathodenplatte vorgesehenen Vorsprung für eine abdichtende Wirkung durch eine Dichtung bekannt. Diese als Linienprofil vorgesehenen Vorsprünge werden durch Pressen als Umformverfahren oder Fräsen als Trennverfahren einer Metallplatte erzeugt.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zeigt ein Bipolarplattenhalbzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Bipolarplatte gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8, eine Brennstoffzelle gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bipolarplatte, der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle und dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Bipolarplattenhalbzeug für eine Bipolarplatte eines Brennstoffzellenstapels, wobei das Bipolarplattenhalbzeug einen Grundkörper umfasst. Der Grundkörper ist plattenförmig ausgebildet und an wenigstens einer Plattenseite des Grundkörpers ist zumindest eine Fixiervorrichtung mit einer Vielzahl an Vorsprüngen zur Fixierung einer Dichtung angeordnet, wobei die Vorsprünge jeweils mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugt sind.
Das Bipolarplattenhalbzeug kann insbesondere auch als eine Monopolarplatte, Anodenplatte oder Kathodenplatte verstanden werden. Weiter ist das Bipolarplattenhalbzeug insbesondere für eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle eines Brennstoffzellenstapels eines Brennstoffzellensystems eines Kraftfahrzeuges.
Eine Plattenseite des Grundköpers des Bipolarplattenhalbzeugs einer Brennstoffzelle ist insbesondere eine Membranseite des Grundkörpers, wobei die Membranseite die Plattenseite des Grundkörpers ist, welche einer Membran der Brennstoffzelle zugewandt ist. Weiter kann eine Plattenseite des Grundkörpers des Bipolarplattenhalbzeugs einer Brennstoffzelle vorzugsweise eine Kühlseite des Grundkörpers sein, wobei die Kühlseite die Plattenseite des Grundkörpers ist, welche einer Membran einer Brennstoffzelle abgewandt ist. Insbesondere weist der Grundkörper des Bipolarplattenhalbzeugs eine Membranseite als Plattenseite und eine der Membranseite gegenüberliegende Kühlseite als weitere Plattenseite auf.
Der Grundkörper ist insbesondere elektrisch leitfähig. Der elektrisch leitfähige Grundkörper kann bspw. ein Metall aufweisen, insbesondere aus einem Metall sein. Weiter kann der Grundkörper insbesondere Strömungskanäle an wenigstens einer Plattenseite des Grundkörpers zum Führen von zumindest einem Fluid, wie bspw. einem Brennstoff, einem Oxidationsmittel und/oder einem Kühlmittel, aufweisen. Strömungskanäle können insbesondere auch als Verteilerstrukturen zum Führen bzw. Verteilen von zumindest einem Fluid, wie bspw. einem Brennstoff, einem Oxidationsmittel und/oder einem Kühlmittel verstanden werden. Vorzugsweise weist der Grundkörper an einer Membranseite Strömungskanäle zum Führen von einem Reaktandengas, wie bspw. einem Brennstoff oder einem Oxidationsmittel, und auf einer Kühlmittelseite Strömungskanäle zum Führen von einem Kühlmittel auf. Das Führen des zumindest einen Fluids erfolgt vorzugsweise in der Plattenebene des plattenförmigen Grundkörpers. Ferner kann der Grundkörper insbesondere Ausnehmungen, sog. Sammelöffnungen, zum Führen von zumindest einem Fluid, wie bspw. einem Brennstoff, einem Oxidationsmittel und/oder einem Kühlmittel, senkrecht zu der Plattenebene des plattenförmigen Grundkörpers aufweisen. Der Grundkörper weist insbesondere für jedes der Fluide jeweils zwei im Bereich sich gegenüberliegender Stirnseiten des Grundkörpers angeordnete Sammelöffnungen auf, wobei eine der beiden Sammelöffnungen zum Zuführen jeweiligen Fluids zu den Strömungskanälen und die andere Sammelöffnung zum Abführen des jeweiligen Fluids von den Strömungskanälen dient. Der Brennstoffzellenstapel kann insbesondere sog. Sammelkanäle umfassen, welche mittels der übereinander angeordneten Ausnehmungen in den in einer Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels übereinander angeordneten Bipolarplattenhalbzeugen gebildet werden.
Der Grundkörper des Bipolarplattenhalbzeugs ist bzw. wird vorzugsweise ebenfalls mit wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt. Vorzugsweise sind bzw. werden der Grundkörper und die Vorsprünge der zumindest einen Fixiervorrichtung mit demselben additiven Fertigungsverfahren erzeugt und sind insbesondere aus dem gleichen Material. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Grundkörper insbesondere nicht mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt ist bzw. wird, bspw. kann der Grundkörper eine Metallplatte, wie ein Blech, sein. Weiter kann der Grundkörper insbesondere an einer Kühlseite des Grundkörpers im Wesentlichen eben ausgebildet sein. Mit dem Ausdruck „im Wesentlichen“ soll hier ausgedrückt werden, dass der Grundkörper an der Kühlseite des Grundkörpers fertigungstechnisch Unebenheiten aufweisen kann. Vorzugsweise weist der an der Kühlseite im Wesentlichen eben ausgebildete Grundkörper an der Kühlseite im Wesentlichen keine Strömungskanäle auf, insbesondere keine Strömungskanäle auf. An einer der Kühlseite gegenüberliegenden Membranseite weist der Grundkörper insbesondere die zumindest eine Fixiervorrichtung und ferner vorzugsweise Strömungskanäle auf. Ein derartiges Bipolarplattenhalbzeug kann vorteilhafterweise besonders einfach, schnell und kostengünstig mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden. Weiter kann der Grundkörper bzw. das Bipolarplattenhalbzeug somit besonders dünn ausgebildet sein.
Das Anordnen der zumindest einen Fixiervorrichtung mit der Vielzahl an Vorsprüngen an die wenigstens eine Plattenseite des Grundkörpers ist insbesondere ein stoffschlüssiges Anordnen. Das stoffschlüssige Anordnen der zumindest einen Fixiervorrichtung mit der Vielzahl an Vorsprüngen kann mit dem wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren, insbesondere einem pulverbasierten Fertigungsverfahren, wie bspw. (selektivem) Laser-Strahlschmelzen, besonders vorteilhaft erfolgen.
Vorzugsweise ist an wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Plattenseiten, insbesondere an einer Membranseite und einer Kühlseite, des Grundkörpers jeweils zumindest eine Fixiervorrichtung mit einer Vielzahl an Vorsprüngen zur Fixierung jeweils einer Dichtung angeordnet, wobei die jeweiligen Vorsprünge jeweils mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugt sind. Somit ist vorteilhafterweise auf beiden Seiten des Grundkörpers jeweils eine Fixiervorrichtung zum Fixieren jeweils einer Dichtung angeordnet und die Abdichtung der Brennstoffzelle bzw. des Brennstoffzellenstapels kann besonders vorteilhaft sein. Insbesondere kann eine weitere Fixiervorrichtung und die Vielzahl an Vorsprüngen der einen weiten Fixiervorrichtung insbesondere die gleichen Eigenschaften aufweisen, welche bereits zu der zumindest einen Fixiervorrichtung bzw. der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung erläutert worden sind bzw. im Nachfolgenden erläutert werden.
Ein additives Fertigungsverfahren ist insbesondere ein Verfahren, bei welchem ein Körper durch Zusammenfügen elementarer Volumenelemente geformt bzw. erzeugt wird. Bspw. können beim (selektiven) Laser-Strahlschmelzen als additives Fertigungsverfahren Metallpartikel als elementare Volumenelemente durch Verschmelzen mittels eines Laserstrahls zu einem Körper, wie einem Vorsprung, einem Grundkörper oder einem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug, geformt werden.
Die jeweils mittels dem wenigstens einen additiven Fertigungsverfahren erzeugten Vorsprünge der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtungen können insbesondere derart erzeugt sein bzw. werden, dass die Oberflächenrauigkeit der Vorsprünge in einem Bereich zwischen 5 und 100 µm liegt. Somit kann eine Haftreibung zwischen den Vorsprüngen und der Dichtung besonders groß sein und die Dichtung kann besonders vorteilhaft fixiert sein.
Die Vorsprünge der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung sind insbesondere elektrisch leitfähig. Die elektrisch leitfähigen Vorsprünge können bspw. ein Metall aufweisen, insbesondere aus einem Metall sein. Weiter erstrecken sich die Vorsprünge der zumindest einen Fixiervorrichtung jeweils insbesondere ausgehend von der zumindest einen Plattenseite des Grundkörpers in eine Erstreckungsrichtung weg von dem Grundkörper. Die Erstreckungsrichtung ist vorzugsweise eine Richtung im Wesentlichen senkrecht, insbesondere senkrecht, zu der zumindest einen Plattenseite. Weiter können die Vorsprünge jeweils insbesondere eine Höhe aufweisen, die sich aus einer einzigen Lage elementarer Volumenelemente ergibt. Somit kann die Vielzahl an Vorsprüngen zur Fixierung der Dichtung besonders schnell mittels dem wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugt bzw. hergestellt werden. Die Vorsprünge können bevorzugterweise jeweils eine Höhe zwischen 10 und 500 µm aufweisen. Bspw. können Metallpartikel als elementare Volumenelemente eines pulverbasierten additiven Fertigungsverfahrens eine (mittlere) Korngröße von ungefähr 20 µm, insbesondere von ungefähr 10 bis 15 µm, aufweisen. Als Höhe eines Vorsprungs ist insbesondere die Erstreckung des Vorsprungs ausgehend von der zumindest einen Plattenseite des Grundkörpers in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht, insbesondere senkrecht, zu der zumindest einen Plattenseite weg von dem Grundkörper zu verstehen. Ferner können die Vorsprünge jeweils insbesondere eine Länge und/oder Breite zwischen 100 und 2000 µm aufweisen. Vorzugsweise weisen alle Vorsprünge der zumindest einen Fixiervorrichtung im Wesentlichen die gleiche Höhe und/oder Länge und/oder Breite, insbesondere die gleiche Höhe und/oder Länge und/oder Breite, auf.
Weiter weisen insbesondere benachbarte Vorsprünge der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung jeweils den gleichen Abstand zueinander auf. Der Abstand zweier benachbarter Vorsprünge ist insbesondere kleiner als 10 mm. Somit kann eine ausreichende Fixierung einer Dichtung gewährleistet werden. Es ist auch denkbar, dass zumindest ein Teil benachbarter Vorsprünge der Vielzahl an Vorsprüngen sich jeweils kontaktieren, d. h. einen gemeinsamen Vorsprung ausbilden. Insbesondere können sich alle Vorsprünge der Vielzahl an Vorsprüngen kontaktieren und einen einzigen, kontinuierlichen Vorsprung bilden. Weiter ist auch denkbar, dass ein jeweiliger Abstand benachbarter Vorsprünge zumindest eines ersten Teils der Vielzahl an Vorsprüngen und ein jeweiliger Abstand benachbarter Vorsprünge zumindest eines zweiten Teils der Vielzahl an Vorsprüngen unterschiedlich ist. Bspw. kann insbesondere an kritischen Dichtungsstellen der Abstand benachbarter Vorsprünge geringer sein als an unkritischen Dichtungsstellen.
Vorteilhafterweise kann die Vielzahl an durch wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugten Vorsprüngen eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs die Dichtung besonders vorteilhaft fixieren. Die durch das additive Fertigungsverfahren erzeugten Vorsprünge können eine besonders vorteilhafte Rauigkeit aufweisen und ferner können besonders vorteilhaft geformte Vorsprünge, bspw. Vorsprünge mit Hinterschnitten, besonders einfach erzeugt werden. Somit kann ein ungewolltes Ausströmen eines Fluids aus dem Brennstoffzellenstapel und/oder ein ungewolltes Vermischen der Fluide untereinander verhindert werden. Weiter kann eine langzeitige Abdichtung sichergestellt werden. Somit kann eine Brennstoffzelle bzw. ein Brennstoffzellenstapel besonders vorteilhaft betrieben werden. Ferner kann das Bipolarplattenhalbzeug bzw. können die Vorsprünge besonders einfach, kostengünstig und schnell erzeugt werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug die Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung zumindest einen Funktionsbereich der wenigstens einen Plattenseite des Grundkörpers zum Bilden einer Dichtungsstruktur zumindest teilweise, insbesondere zum Bilden einer geschlossenen Dichtungsstruktur komplett, umlaufen. Vorzugsweise umläuft die Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung den zumindest einen Funktionsbereich linienförmig, wobei insbesondere die Vorsprünge beabstandet zueinander angeordnet sind. Somit kann ein ungewolltes Ausströmen eines Fluids aus dem Brennstoffzellenstapel und/oder ein ungewolltes Vermischen der Fluide untereinander besonders vorteilhaft verhindert werden. Der Funktionsbereich kann insbesondere ein aktiver Bereich und/oder ein inaktiver Bereich und/oder eine Sammelöffnung und/oder ein Randbereich des Bipolarplattenhalbzeugs bzw. der Brennstoffzelle sein. Der aktive Bereich des Bipolarplattenhalbzeugs ist insbesondere der Bereich, in welchem eine chemische Reaktion eines Brennstoffes mit einem Oxidationsmittel stattfindet. Der inaktive Bereich des Bipolarplattenhalbzeugs ist insbesondere der Bereich, in welchem mittels Strömungskanälen ein Fluid zwischen einer Sammelöffnung und einem aktiven Bereich geführt wird. Das Bipolarplattenhalbzeug weist insbesondere in dem aktiven Bereich und/oder dem inaktiven Bereich Strömungskanäle auf. Der Randbereich des Bipolarplattenhalbzeugs ist insbesondere der äußere Rand des plattenförmigen Grundkörpers des Bipolarplattenhalbzeugs.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug an der wenigstens einen Plattenseite des Grundkörpers zumindest eine weitere Fixiervorrichtung mit einer Vielzahl an Vorsprüngen zur Fixierung der Dichtung angeordnet sein, wobei die Vorsprünge der beiden Fixiervorrichtungen zueinander beabstandet, insbesondere parallel zueinander beabstandet, angeordnet sind. Mit anderen Worten wird die Dichtung durch beide Fixiervorrichtungen fixiert. Somit kann eine besonders vorteilhafte langzeitige Abdichtung einer Brennstoffzelle bzw. eines Brennstoffzellenstapels gewährleistet werden. Die zueinander beabstandeten Vorsprünge der beiden Fixiervorrichtungen können einen Zwischenraum ausbilden, wobei in dem Zwischenraum die Dichtung aufgenommen ist. Ferner können die zueinander beabstandeten Vorsprünge der beiden Fixiervorrichtungen insbesondere versetzt zueinander beabstandet angeordnet sein. Die versetzt zueinander angeordneten Vorsprünge können bspw. eine Zick-Zack-Struktur ausbilden. Somit kann die Anzahl an Vorsprüngen geringgehalten und gleichzeitig eine besonders vorteilhafte Fixierung der Dichtung erreicht werden.
Mit besonderem Vorteil kann bei einem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug zumindest ein Teil der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung jeweils zumindest einen Hinterschnitt aufweisen. Der zumindest eine Hinterschnitt des zumindest einen Teils der Vielzahl an Vorsprüngen kann mit dem additiven Fertigungsverfahren besonders einfach hergestellt werden. Weiter kann der zumindest eine Teil der Vielzahl an Vorsprüngen mit dem zumindest einen Hinterschnitt und die Dichtung mittels dem Hinterschnitt insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Mit anderen Worten ist der zumindest eine Teil der Vielzahl an Vorsprüngen mit dem zumindest einem Hinterschnitt derart ausgebildet, dass die fixierte Dichtung ausgehend von der Plattenseite des Grundkörpers in eine Richtung weg von dem Grundkörper fixiert ist, insbesondere form- und/oder kraftschlüssig fixiert ist. Vorzugsweise ist die Dichtung des Bipolarplattenhalbzeugs bzw. der Brennstoffzelle komplementär zu der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung ausgebildet. Die Dichtung dient insbesondere dazu, ein ungewolltes Übergehen eines Fluids von einer Druckseite der Dichtung zu einer anderen Druckseite zu verhindern bzw. zu begrenzen. Vorzugsweise ist der zumindest eine Hinterschnitt des jeweiligen Vorsprungs der Druckseite zugewandt, auf welcher der Druck größer ist. Somit kann das Fixieren der Dichtung besonders vorteilhaft gewährleistet werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann bei einem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug zumindest ein erster Teil der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung in einem Vertikalschnitt eine erste Schnittform aufweisen und ein zweiter Teil der Vielzahl an Vorsprüngen in einem Vertikalschnitt eine von der ersten Schnittform unterschiedliche zweite Schnittform aufweisen. Mit anderen Worten kann die Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung unterschiedlich ausgebildete Vorsprünge aufweisen. Bspw. kann an einer kritischen Dichtungsstelle der zumindest eine erste Teil der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung in einem Vertikalschnitt eine T-Form aufweisen und an einer unkritischen Dichtungsstelle der zumindest eine zweite Teil der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung in einem Vertikalschnitt eine Rechtecks-Form aufweisen. Somit kann die Fixierung der Dichtung besonders vorteilhaft sein, die Abdichtung besonders langzeitig und ferner eine Brennstoffzelle bzw. ein Brennstoffzellenstapel besonders vorteilhaft betrieben werden. Es ist auch denkbar, dass die Vorsprünge alternierend zumindest eine erste Vorsprungsform und eine zweite Vorsprungsform aufweisen.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug zumindest ein Teil der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung in einem Vertikalschnitt als Schnittform zumindest eine Dreiecksform und/oder eine Kreissegmentsform, insbesondere eine Halbkreisflächenform, und/oder eine Rechtecksform und/oder eine L-Form und/oder eine T-Form aufweisen. Ein Vorsprung mit einer Dreiecksform kann mittels dem wenigstens einen additiven Fertigungsverfahren besonders schnell und materialsparend erzeugt bzw. hergestellt werden. Die Dreiecksform ist vorzugsweise eine gleichschenklige-spitzwinklige Dreiecksform. Der zumindest eine Teil der Vielzahl an Vorsprüngen, welcher in einem Vertikalschnitt als Schnittform die gleichschenklige-spitzwinklige Dreiecksform aufweist, ist insbesondere nadelkissenförmig ausgebildet. Ein Vorsprung mit einer Kreissegmentsform, insbesondere eine Halbkreisflächenform, kann eine besonders vorteilhafte Abdichtung erzeugen. Ferner kann ein Vorsprung mit einer L-Form, insbesondere einer umgedrehten L-Form, eine Dichtung besonders vorteilhaft mittels dem einen Hinterschnitt fixieren. Ein Vorsprung mit einer T-Form kann eine Dichtung besonders vorteilhaft mittels den beiden sich gegenüberliegenden Hinterschnitten fixieren.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeug das wenigstens eine additive Fertigungsverfahren ein pulverbasiertes additives Fertigungsverfahren ist, insbesondere, dass das additive Fertigungsverfahren ein (selektives) Laser-Strahlschmelzen und/oder ein Elektronen-Strahlschmelzen und/oder ein Binder Jetting ist. Vorsprünge können mittels Binder Jetting besonders günstig erzeugt werden. Ferner können Vorsprünge mittels Elektronen-Strahlschmelzen besonders schnell und mit einer besonders hohen Oberflächenrauigkeit erzeugt werden. Vorsprünge können mittels (selektivem) Laser-Strahlschmelzen besonders genau erzeugt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung eine Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellenstapels, wobei die Bipolarplatte ein erstes erfindungsgemäßes Bipolarplattenhalbzeug und ein an das erste Bipolarplattenhalbzeug angeordnetes zweites Bipolarplattenhalbzeug aufweist, oder wobei die Bipolarplatte ein erstes erfindungsgemäßes Bipolarplattenhalbzeug und ein an das erste Bipolarplattenhalbzeug angeordnetes zweites erfindungsgemäßes Bipolarplattenhalbzeug aufweist.
Die erfindungsgemäße Bipolarplatte ist insbesondere für eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellenstapels eines Brennstoffzellensystems eines Kraftfahrzeuges.
Die Bipolarplatte gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu dem Bipolarplattenhalbzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Gemäß einem dritten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellenstapels, wobei die Brennstoffzelle, insbesondere in zumindest einem aktiven Bereich der Brennstoffzelle, eine Membran, zwei sich gegenüberliegende jeweils an eine Seite der Membran angeordnete Katalysatorschichten, zwei sich gegenüberliegende jeweils an eine der Katalysatorschichten angeordnete Gasdiffusionslagen, ein erstes Bipolarplattenhalbzeug und ein zweites Bipolarplattenhalbzeug aufweist, wobei das erste und das zweite Bipolarplattenhalbzeug die Brennstoffzelle beidseitig begrenzen, wobei zumindest ein Bipolarplattenhalbzeug ein erfindungsgemäßes Bipolarplattenhalbzeug ist.
Vorzugsweise sind das erste und das zweite Bipolarplattenhalbzeug jeweils ein erfindungsgemäßes Bipolarplattenhalbzeug.
Die erfindungsgemäße Brennstoffzelle ist vorzugsweise für einen Brennstoffzellenstapels eines Brennstoffzellensystems eines Kraftfahrzeuges.
Ein Brennstoffzellenstapel weist insbesondere eine Vielzahl an übereinander angeordneten erfindungsgemäßen Brennstoffzellen auf.
Die Brennstoffzelle gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu dem Bipolarplattenhalbzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. der Bipolarplatte gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Gemäß einem vierten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:

- Bereitstellen eines plattenförmigen Grundkörpers,
- Anordnen einer Vielzahl an Vorsprüngen zumindest einer Fixiervorrichtung an wenigstens eine Plattenseite des bereitgestellten Grundkörpers mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren,

- Herstellen eines plattenförmigen Grundkörpers und Anordnen einer Vielzahl an Vorsprüngen zumindest einer Fixiervorrichtung an wenigstens eine Plattenseite des Grundkörpers mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren.

Vorteilhafterweise kann insbesondere auch ein Grundkörper, welcher nicht mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt worden ist, die mit wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugten Vorsprünge aufweisen. In dieser Ausführungsform des Verfahrens wird insbesondere in einem ersten Schritt ein plattenförmiger Grundkörper, bspw. eine Metallplatte, wie ein (ebenes) Blech, bereitgestellt. Dieser plattenförmige Grundkörper kann vorzugsweise vor und/oder nach und/oder (zusammen) mit dem Anordnen der Vielzahl an Vorsprüngen an die wenigstens eine Plattenseite des bereitgestellten Grundkörpers derart bearbeitet werden, dass der Grundkörper bspw. Strömungskanäle, Sammelöffnungen, usw. aufweist. Bspw. kann das Bearbeiten ein Umformen, insbesondere ein Prägen, und/oder ein Trennen, insbesondere ein Stanzen, und/oder ein Anordnen bzw. Ausbilden mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren sein. In einem weiteren (darauffolgenden) Schritt wird die Vielzahl an Vorsprüngen an die wenigstens eine Plattenseite des bereitgestellten Grundkörpers mittels dem wenigstens einen additiven Fertigungsverfahren angeordnet. Das Anordnen der Vielzahl an Vorsprüngen ist insbesondere ein stoffschlüssiges Anordnen.
Bevorzugterweise wird das Bipolarplattenhalbzeug bzw. der Grundkörper und die Vielzahl an Vorsprüngen mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugt. In dieser weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Herstellen des Grundkörpers, insbesondere des Grundkörpers mit bspw. Strömungskanäle, Sammelöffnungen, usw., und das Anordnen bzw. Herstellen der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung an die wenigstens eine Plattenseite gemeinsam. Mit anderen Worten werden das Bipolarplattenhalbzeug bzw. der Grundkörper mit der Vielzahl an Vorsprüngen in einem Vorgang/Schritt hergestellt. Somit kann das Bipolarplattenhalbzeug besonders einfach, schnell und kostengünstig erzeugt werden.
Vorteilhafterweise kann ein erfindungsgemäßes Verfahren als einen weiteren Schritt das Anordnen von Strömungskanälen an wenigstens eine Plattenseite des Grundkörpers, insbesondere an wenigstens eine Plattenseite eines (ebenen) Bleches, zum Führen von zumindest einem Fluid mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren aufweisen. Somit kann das Bipolarplattenhalbzeug besonders einfach, schnell und kostengünstig erzeugt werden. Das Anordnen bzw. Ausbilden von Strömungskanälen an die wenigstens eine Plattenseite des Grundkörpers, insbesondere an die wenigstens eine Plattenseite des (ebenen) Bleches, mittels dem wenigstens einen additiven Fertigungsverfahren kann insbesondere in einem gemeinsamen Vorgang/Schritt mit dem Anordnen der Vielzahl an Vorsprüngen der zumindest einen Fixiervorrichtung an die wenigstens eine Plattenseite des Grundkörpers mittels dem wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erfolgen. Vorzugsweise wird für das Anordnen der Vielzahl an Vorsprüngen und für das Anordnen der Strömungskanäle insbesondere das gleiche additive Fertigungsverfahren angewendet. Somit kann das Bipolarplattenhalbzeug besonders schnell und kostengünstig erzeugt werden. Das Anordnen von Strömungskanälen an die wenigstens eine Plattenseite des Grundkörpers ist insbesondere ein stoffschlüssiges Anordnen.
Das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu dem Bipolarplattenhalbzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. der Bipolarplatte gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bzw. der Brennstoffzelle gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Es zeigen schematisch:

1 in einer Draufsicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs,
2 in einer Draufsicht eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs,
3 einen Ausschnitt eines Vertikalschnitts einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs,
4 einen Ausschnitt eines Vertikalschnitts einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs,
5 in einem Vertikalschnitt fünf erfindungsgemäße Vorsprünge,
6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs,
7 in einem Vertikalschnitt einer Explosionszeichnung einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte,
8 in einer Schnittansicht einer Explosionszeichnung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennstoffzelle,
9 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
10 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen identische Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt in einer Draufsicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs 1a. Das Bipolarplattenhalbzeug 1a umfasst einen plattenförmigen Grundkörper 10, wobei an einer Plattenseite 11 des Grundkörpers 10 eine Fixiervorrichtung 21 mit sechs Vorsprüngen 23, insbesondere in einem Randbereich des Bipolarplattenhalbzeugs 1a, wobei der Randbereich ein äußerer Rand des plattenförmigen Grundkörpers 10 ist, angeordnet ist. Die sechs Vorsprünge 23 sind jeweils mittels einem additiven Fertigungsverfahren erzeugt worden, sodass eine Dichtung besonders vorteilhaft fixiert wird.
2 zeigt in einer Draufsicht eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs 1a. Das Bipolarplattenhalbzeug 1a umfasst einen plattenförmigen Grundkörper 10, wobei an einer Plattenseite 11 des Grundkörpers 10 eine Fixiervorrichtung 21 mit einer Vielzahl an Vorsprüngen 23 angeordnet ist. Die Vielzahl an Vorsprüngen 23 wird durch die punktierten Linien dargestellt. Die Vielzahl an Vorsprüngen 23 der zumindest einen Fixiervorrichtung umlaufen linienförmig komplett die Ports 31, 32, 33 und 34 als Funktionsbereiche und ferner ebenfalls einen Randbereich des Bipolarplattenhalbzeugs 1a als einen weiteren Funktionsbereich. Somit kann ein ungewolltes Ausströmen eines Fluids aus einem der Ports 31, 32, 33 und/oder 34 sowie ein ungewolltes Ausströmen eines Fluids aus einem aktiven Bereich 35 des Bipolarplattenhalbzeugs 1a besonders vorteilhaft verhindert werden. Die Linien im aktiven Bereich 35 stellen insbesondere schematisch Strömungskanäle zum Führen eines Fluids dar.
3 und 4 zeigen jeweils einen Ausschnitt eines Vertikalschnitts (vgl. Schnittachse A-A in 2) einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs 1a. In 3 ist ein Vorsprung 23 einer Fixiervorrichtung 21, wobei der Vorsprung 23 an eine Plattenseite 11 eines plattenförmigen Grundkörpers 10 des Bipolarplattenhalbzeugs 1a angeordnet ist, dargestellt. Der Vorsprung 23 weist einen Hinterschnitt auf, wobei der Hinterschnitt dem aktiven Bereich 35 zugewandt ist. Dadurch dass der Hinterschnitt des Vorsprungs 23 der Druckseite zugewandt ist, auf welcher der Druck größer ist, kann das Fixieren einer zu dem Vorsprung 23 komplementär ausgebildeten Dichtung 110 besonders vorteilhaft gewährleistet werden. In 4 ist zusätzlich zu 3 eine weitere Fixiervorrichtung 22 mit einem Vorsprung 24 zur Fixierung der Dichtung 110 angeordnet. Die in 4 dargestellten Vorsprünge 23 und 24 sind zueinander beabstandet angeordnet.
5 zeigt jeweils in einem Vertikalschnitt fünf erfindungsgemäße Vorsprünge 23 einer Fixiervorrichtung 21, wobei der jeweilige Vorsprung 23 an eine Plattenseite 11 eines plattenförmigen Grundkörpers 10 des Bipolarplattenhalbzeugs 1a angeordnet ist. Die erste dargestellte Schnittform (von links) ist eine Dreiecksform, die zweite Schnittform ist eine Halbkreisflächenform, die dritte Schnittform ist eine Rechtecksform, die vierte Schnittform ist eine L-Form, insbesondere eine umgedrehte L-Form, und die fünfte Schnittform ist eine T-Form.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bipolarplattenhalbzeugs 1a. In 6 sind vier Vorsprünge 23 einer Vielzahl an Vorsprüngen 23 einer Fixiervorrichtung 21, wobei die vier Vorsprünge 23 an eine Plattenseite 11 eines plattenförmigen Grundkörpers 10 des Bipolarplattenhalbzeugs 1a angeordnet sind, dargestellt. Ein jeweiliger Abstand D1 benachbarter Vorsprünge 23 und ein jeweiliger Abstand D2 benachbarter Vorsprünge 23 ist hier unterschiedlich ist. Bspw. kann insbesondere an kritischen Dichtungsstellen der Abstand benachbarter Vorsprünge 23 geringer sein als an unkritischen Dichtungsstellen.
7 zeigt in einem Vertikalschnitt einer Explosionszeichnung einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte 100. Die Bipolarplatte 100 weist ein erstes erfindungsgemäßes Bipolarplattenhalbzeug 1a und ein an das erste Bipolarplattenhalbzeug 1a angeordnetes zweites Bipolarplattenhalbzeug 1b auf. Das erste erfindungsgemäße Bipolarplattenhalbzeug 1a umfasst einen plattenförmigen Grundkörper 10, wobei an einer Membranseite 11 als Plattenseite des Grundkörpers 10 und an einer Kühlseite 12 des Grundkörpers jeweils eine Fixiervorrichtung 21 bzw. 22 mit einer Vielzahl an Vorsprüngen 23 bzw. 24 zur Fixierung jeweils einer Dichtung 110 (nicht dargestellt) angeordnet ist.
8 zeigt in einer Schnittansicht einer Explosionszeichnung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennstoffzelle 202, insbesondere eines aktiven Bereichs der Brennstoffzelle 202, wobei die Brennstoffzelle 202 eine Membran 212, zwei sich gegenüberliegende jeweils an eine Seite der Membran 212 angeordnete Katalysatorschichten 214a, 214b, zwei sich gegenüberliegende jeweils an eine der Katalysatorschichten 214a, 214b angeordnete Gasdiffusionslagen 216a, 216b, ein erstes Bipolarplattenhalbzeug 1a und ein zweites Bipolarplattenhalbzeug 1b aufweist, wobei das erste und zweite Bipolarplattenhalbzeug 1a, 1b die Brennstoffzelle 202 beidseitig begrenzen, wobei zumindest ein Bipolarplattenhalbzeug 1a, 1b erfindungsgemäß ausgebildet ist.
9 und 10 offenbaren jeweils eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren gemäß 9 umfasst als ersten Schritt ein Bereitstellen 302 des plattenförmigen Grundkörpers 10 sowie als weiteren, darauffolgenden Schritt ein Anordnen 304 der Vielzahl an Vorsprüngen 23, 24 der zumindest einen Fixiervorrichtung 21, 22 an die wenigstens eine Plattenseite 11, 12 des bereitgestellten Grundkörpers 10 mittels dem wenigstens einen additiven Fertigungsverfahren. Zusätzlich kann diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens als weiteren Schritt das Anordnen bzw.
Ausbilden 306 von Strömungskanälen an die wenigstens eine Plattenseite 11, 12 des Grundkörpers 10 mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren aufweisen. Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren gemäß 10 umfasst als Schritte ein Herstellen 402 des plattenförmigen Grundkörpers 10 und Anordnen 404 der Vielzahl an Vorsprüngen 23, 24 der zumindest einen Fixiervorrichtung 21, 22 an die wenigstens eine Plattenseite 11, 12 des Grundkörpers 10 mittels dem wenigstens einen additiven Fertigungsverfahren. Zusätzlich kann auch diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens als weiteren Schritt das Anordnen bzw. Ausbilden 406 von Strömungskanälen an die wenigstens eine Plattenseite 11, 12 des Grundkörpers 10 mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren aufweisen.
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 202017103258 U1 [0005]

Claims

Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) für eine Bipolarplatte (100) eines Brennstoffzellenstapels, wobei das Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) einen Grundkörper (10) umfasst, wobei der Grundkörper (10) plattenförmig ausgebildet ist und an wenigstens einer Plattenseite (11, 12) des Grundkörpers (10) zumindest eine Fixiervorrichtung (21, 22) mit einer Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) zur Fixierung einer Dichtung (110) angeordnet ist, wobei die Vorsprünge (23, 24) jeweils mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren erzeugt sind.
Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) der zumindest einen Fixiervorrichtung (21, 22) zumindest einen Funktionsbereich (31, 32, 33, 34, 35) der wenigstens einen Plattenseite (11, 12) des Grundkörpers (10) zum Bilden einer Dichtungsstruktur zumindest teilweise umlaufen.
Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der wenigstens einen Plattenseite (11, 12) des Grundkörpers (10) zumindest eine weitere Fixiervorrichtung (21, 22) mit einer Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) zur Fixierung der Dichtung (110) angeordnet ist, wobei die Vorsprünge (23, 24) der beiden Fixiervorrichtungen (21, 22) zueinander beabstandet, insbesondere parallel zueinander beabstandet, angeordnet sind.
Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) der zumindest einen Fixiervorrichtung (21, 22) jeweils zumindest einen Hinterschnitt (26) aufweist.
Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Teil der Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) der zumindest einen Fixiervorrichtung (21, 22) in einem Vertikalschnitt eine erste Schnittform aufweist und ein zweiter Teil der Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) in einem Vertikalschnitt eine von der ersten Schnittform unterschiedliche zweite Schnittform aufweisen.
Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) der zumindest einen Fixiervorrichtung (21, 22) in einem Vertikalschnitt zumindest eine der folgenden Schnittformen aufweist: a. eine Dreiecksform, b. eine Kreissegmentsform, insbesondere eine Halbkreisflächenform, c. eine Rechtecksform, d. eine L-Form, e. eine T-Form.
Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine additive Fertigungsverfahren ein pulverbasiertes additives Fertigungsverfahren ist, insbesondere eines der folgenden pulverbasierten additiven Fertigungsverfahren ist: • Laser-Strahlschmelzen, • Elektronen-Strahlschmelzen, • Binder Jetting.
Bipolarplatte (100) für eine Brennstoffzelle (202) eines Brennstoffzellenstapels, wobei die Bipolarplatte (100) ein erstes Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche und ein an das erste Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) angeordnetes zweites Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) aufweist, oder wobei die Bipolarplatte (100) ein erstes Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) und ein an das erste Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) angeordnetes zweites Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) aufweist, wobei beide Bipolarplattenhalbzeuge (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet sind.
Brennstoffzelle (202) eines Brennstoffzellenstapels, wobei die Brennstoffzelle (202) eine Membran (212), zwei sich gegenüberliegende jeweils an eine Seite der Membran (212) angeordnete Katalysatorschichten (214a, 214b), zwei sich gegenüberliegende jeweils an eine der Katalysatorschichten (214a, 214b) angeordnete Gasdiffusionslagen (216a, 216b), ein erstes Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) und ein zweites Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) aufweist, wobei das erste und zweite Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) die Brennstoffzelle (202) beidseitig begrenzen, wobei zumindest ein Bipolarplattenhalbzeug (1a, 1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Bipolarplattenhalbzeugs (1a, 1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: - Bereitstellen (302) eines plattenförmigen Grundkörpers (10), - Anordnen (304) einer Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) zumindest einer Fixiervorrichtung (21, 22) an wenigstens eine Plattenseite (11, 12) des bereitgestellten Grundkörpers (10) mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren, oder wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: - Herstellen (402) eines plattenförmigen Grundkörpers (10) und Anordnen (404) einer Vielzahl an Vorsprüngen (23, 24) zumindest einer Fixiervorrichtung (21, 22) an wenigstens eine Plattenseite (11, 12) des Grundkörpers (10) mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist: - Anordnen (306, 406) von Strömungskanälen an wenigstens eine Plattenseite (11, 12) des Grundkörpers (10) zum Führen von zumindest einem Fluid mittels wenigstens einem additiven Fertigungsverfahren.