DE10226388A1 - Separator für Brennstoffzelle - Google Patents
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Abstract
Die Patentanmeldung befasst sich mit einem Separator (18) für eine Brennstoffzelle, die zwei Metallseparatoren (18A, 18B) und einen von den Sepratoren (18A, 18B) auf beiden Seiten bedeckten Membran-Elektroden-Aufbau (MEA) aufweist. Der Separator (18) weist einen dem Stromerzeugungsabschnitt des Membran-Elektroden-Aufbaus (MEA) entsprechenden Abschnitt und auf entgegengesetzten Seiten des Stromerzeugungsabschnitts gelegene Gegenabschnitte (30, 31) auf. Der Separator (18) weist außerdem an einer ersten Fläche einen Gasdurchgang (27, 28) und an einer zweiten entgegengesetzten Fläche einen Kühlmitteldurchgang (26) auf. Der Gasdurchgang (27, 28) weist eine ungerade Anzahl gerade verlaufender Abschnitte und eine gerade Anzahl U-förmiger Wendeabschnitte auf und erstreckt sich zwischen den Gegenabschnitten (30, 31), indem er mindestens zweimal eine U-förmige Wende beschreibt. Der Kühlmitteldurchgang (26) erstreckt sich gerade zwischen den Gegenabschnitten (30, 31), ohne eine U-förmige Wende zu beschreiben.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Metallseparator für eine Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle (engl. Abk. PEFC).
- Eine PEFC-Vorrichtung enthält einzelne Brennstoffzellen mit jeweils einem Membran-Elektroden-Aufbau (MEA) und einem Separator. Der MEA umfasst eine Elektrolytmembran und ein Paar an entgegengesetzten Seiten der Elektrolytmembran angeordneter Elektroden. Das Elektrodenpaar umfasst eine auf der einen Seite der Membran vorgesehene und sich aus einer ersten Katalysatorschicht aufbauende Anode und eine auf der anderen Seite der Membran vorgesehene und sich aus einer zweiten Katalysatorschicht aufbauende Kathode. Zwischen der ersten Katalysatorschicht und einem ersten Separator kann sich eine erste Diffusionsschicht und zwischen der zweiten Katalysatorschicht und einem zweiten Separator eine zweite Diffusionsschicht befinden. In dem ersten Separator ist ein Durchgang ausgebildet, um der Anode Brennstoffgas (Wasserstoff) zuzuführen, und in dem zweiten Separator ein Durchgang, um der Kathode ein Oxidationsgas (Sauerstoff, gewöhnlich Luft) zuzuführen. Mehrere Brennstoffzellen werden übereinander geschichtet, um ein Modul aufzubauen. Eine Reihe von Modulen wird übereinander gestapelt, und an den entgegengesetzten Enden des Modulstapels werden elektrische Anschlüsse, elektrische Isolatoren und Endplatten angeordnet, um einen Brennstoffzellenstapel zu bilden. Nachdem der Brennstoffzellenstapel zwischen den entgegengesetzten Endplatten in Brennstoffzellenstapelrichtung festgezogen worden ist, werden die Endplatten über senkrecht zur Brennstoffzellenstapelrichtung verlaufende Schrauben mit einem außerhalb des Brennstoffzellenstapels in Brennstoffzellenstapelrichtung verlaufenden Befestigungselement (z. B. eine Spannplatte) gekoppelt.
- In der PEFC wird an der Anode Wasserstoff in positiv geladene Wasserstoffionen (d. h. Protonen) und Elektronen umgewandelt. Die Wasserstoffionen bewegen sich durch den Elektrolyt zur Kathode, wo sie mit zugeführtem Sauerstoff und Elektronen (die an der Anode des benachbarten MEA gebildet werden und sich durch einen Separator zu der Kathode der gegenwärtigen MEA bewegen) reagieren, um wie folgt Wasser auszubilden:
An der Anode: H2 → 2H+ + 2e-
An der Kathode: 2H+ + 2e- + (1/2)O2 → H2O
- Um die Brennstoffzellen zu kühlen, deren Temperatur durch die bei der Wassererzeugungsreaktion entstehende Wärme und die Joulesche Wärme steigt, ist an jeder Zelle oder an jedem Modul ein Kühlwasserdurchgang ausgebildet und wird in dem Kühlwasserdurchgang Kühlwasser strömen gelassen.
- Wenn die Länge des Reaktionsgasdurchgangs kurz ist, ist die Gasströmungsgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um eine benötigte Menge Gas über eine vorbestimmte MEA- Querschnittsfläche strömen zu lassen, gering, sodass die Gasdiffusion zur Elektrode langsam verläuft, was zu einer geringeren Brennstoffzellennutzleistung führt. Außerdem ist es bei geringer Gasgeschwindigkeit unwahrscheinlich, dass durch die Gasströmung das Produktwasser zum Auslass des Gasdurchgangs transportiert wird, sodass das Produktwasser dazu neigt, in dem Gasdurchgang zurück zu bleiben und den Gasdurchgang zu versperren.
- Um die Länge des Reaktionsgasdurchgangs zu verlängern, um dadurch die Leistung der Brennstoffzelle zu erhöhen und das Zurückbleiben des Produktwassers zu unterdrücken, wird der Gasdurchgang üblicherweise als Schlangenlinie ausgeführt.
- Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-228207 offenbart einen Metallseparator mit einem solchen schlangenförmigen Gasdurchgang. Der Separator umfasst zwei Außenplatten und eine zwischen den beiden Außenplatten angeordnete Mittelplatte. An der Außenfläche jeder Außenplatte ist ein schlangenförmiger Gasdurchgang ausgebildet. Zwischen der Außenplatte und der Mittelplatte befindet sich ein Kühlwasserdurchgang, dessen Schlangenform dem schlangenförmigen Aufbau des Gasdurchgangs entspricht. Der Kühlwasserdurchgang ist daher genauso lang wie der Gasdurchgang.
- Dieser herkömmliche Metallseparator ist allerdings mit den folgenden Problemen verbunden:
Zum einen ist durch den schlangenförmigen und langen Kühlwasserdurchgang die Temperatur des Kühlwassers nahe dem Auslass des Kühlwasserdurchgangs recht hoch, so dass die Kühlung der Brennstoffzelle nicht effektiv ist,
zum andern ist durch den schlangenförmigen Kühlwasserdurchgang der Druckverlust am Kühlwasserdurchgang groß. - Schließlich würde der Kühlwasserdurchgang, wenn lediglich der Gasdurchgang schlangenförmig ausgeführt wird und der Kühlwasserdurchgang gerade ausgeführt wird, von der Wand eines U-förmigen Wendeabschnitts des Gasdurchgangs versperrt werden. Der Kühlwasserdurchgang kann daher nicht gerade gestaltet werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Separator für eine Brennstoffzelle zur Verfügung zu stellen, mit dem sich die Kühleffizienz der Brennstoffzelle steigern lässt, während gute Leistungskennwerte beibehalten werden.
- Diese Aufgabe wird durch einen Separator gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten Weiterbildungen der Erfindung.
- Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der beigefügten Zeichnungen erfolgt. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Draufsicht auf eine PEFC-Vorrichtung, die mit einem erfindungsgemäßen Separator für eine Brennstoffzelle versehen ist;
- Fig. 2 eine Querschnittansicht eines Membran-Elektroden- Aufbaus (MEA) der mit dem erfindungsgemäßen Separator versehen Brennstoffzelle;
- Fig. 3 eine auseinander gezogene Perspektivansicht der mit dem erfindungsgemäßen Separator versehenen Brennstoffzelle;
- Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Separator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 5 eine schematische Ansicht eines in dem Separator des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildeten Gasdurchgangs, wobei der Gasdurchgang als durchgehende Linie dargestellt ist;
- Fig. 6 eine Querschnittsansicht der mit dem erfindungsgemäßen Separator versehenen Brennstoffzelle, die den baulichen Zusammenhang zwischen einem Brennstoffgasdurchgang und einem Oxidationsgasdurchgang darstellt (entspricht dem Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 5 und Fig. 8);
- Fig. 7 eine Querschnittsansicht der mit dem erfindungsgemäßen Separator versehenen Brennstoffzelle, die den baulichen Zusammenhang zwischen einem zwischen den Brennstoffgasdurchgängen ausgebildeten Kühlmitteldurchgang und einem zwischen den Oxidationsgasdurchgängen ausgebildeten Kühlmitteldurchgang darstellt (entspricht dem Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 5 und Fig. 8); und
- Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Gasdurchgangs, der in einem Separator für eine Brennstoffzelle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist und als durchgehende Linie dargestellt ist.
- Die Fig. 1 bis 7 stellen ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffzellenseparators und Fig. 8 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel dar. Die Abschnitte, die bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung den gleichen oder einen ähnlichen Aufbau aufweisen, sind mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.
- Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 werden zunächst die Abschnitte beschrieben, die beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung den gleichen oder einen ähnlichen Aufbau aufweisen.
- Die Brennstoffzelle 10, in die der erfindungsgemäße Separator eingebaut ist, entspricht einer Brennstoffzelle der Polymer-Elektrolyt-Bauweise (im Folgenden PEFC). Die Brennstoffzelle 10 wird zum Beispiel in ein Kraftfahrzeug eingebaut. Allerdings kann die Brennstoffzelle 10 auch eine andere Verwendung finden.
- Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, enthält die PEFC 10 einen Stapel einzelner Brennstoffzellen 23 mit jeweils einem Membran-Elektroden-Aufbau (MEA) und einem Separator 18. Der MEA umfasst eine Elektrolytmembran 11 und ein Paar an entgegengesetzten Seiten der Membran 11 angeordneter Elektroden. Das Paar Elektroden umfasst (a) eine auf einer Seite der Membran vorgesehene und eine erste Katalysatorschicht 12 enthaltende Anode 14 und (b) eine auf der anderen Seite der Membran vorgesehene und eine zweite Katalysatorschicht 15 enthaltende Kathode 17. Zwischen der ersten Katalysatorschicht 12 und einem an der Anodenseite des MEA vorgesehenen Separators 18A kann sich eine erste Diffusionsschicht 13 und zwischen der zweiten Katalysatorschicht 15 und einem an der Kathodenseite der MEA vorgesehen Separator 18B eine zweite Diffusionsschicht 16 befinden. Die erste Diffusionsschicht 13 und die zweite Diffusionsschicht 16 können als ein. Teil der MEA angesehen werden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, enthält der Separator 18A an einer ersten, der MEA gegenüber liegenden Fläche einen Brennstoffgasdurchgang 27 (für Wasserstoff) und an einer zweiten, entgegengesetzten Fläche einen Kühlmitteldurchgang 26 (für Kühlwasser). Der Separator 18B enthält an einer ersten, der MEA gegenüber liegenden Seite einen Oxidationsgasdurchgang 28 (für Sauerstoff, gewöhnlich Luft) und an einer zweiten, entgegengesetzten Seite einen Kühlmitteldurchgang 26 (für Kühlwasser). Der Kühlmitteldurchgang 26 ist in jeder Brennstoffzelle oder jedem Modul vorgesehen. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, bildet mindestens eine Brennstoffzelle ein Modul 19, wobei eine Reihe von Modulen aufeinander gestapelt ist und an entgegengesetzten Enden des Modulstapels elektrische Anschlüsse 20, elektrische Isolatoren 21 und Endplatten 22 angeordnet sind, um den Stapel Brennstoffzellen 23 zu bilden. Nachdem der Stapel Brennstoffzellen 23 zwischen den Endplatten 22 in Brennstoffzellenstapelrichtung festgezogen worden ist, werden die Endplatten 22 durch Schrauben 25 bzw. Muttern mit dem außerhalb des Brennstoffzellenstapels in Brennstoffzellenstapelrichtung verlaufenden Befestigungselement 24 (z. B. einer Spannplatte) gekoppelt.
- Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist der Separator 18 der Brennstoffzelle Metallseparatoren 18A und 18B und Kunstharzrahmen 18C und 18D auf. Die Kunstharzrahmen 18C und 18D weisen in ihrem mittleren Abschnitt ein Loch (gelochten Abschnitt) auf.
- Wenn der MEA und der Separator 18 übereinander geschichtet werden, werden der Kunstharzrahmen 18C zwischen dem Metallseparator 18A und der MEA und der Kunstharzrahmen 18D zwischen dem Metallseparator 18B und der MEA angeordnet. Dadurch ergibt sich in dem Abschnitt der Kunstharzrahmen 18C und 18D, in dem das Rahmenmaterial vorhanden ist, die Aufschichtungsreihenfolge Metallseparator 18A, Kunstharzrahmen 18C, MEA, Kunstharzrahmen 18D und Metallseparator 18B. Da die Kunstharzrahmen 18C und 18D im zentralen Abschnitt ein Loch aufweisen, wird der MEA an dem Lochabschnitt der Kunstharzrahmen 18C und 18D von beiden Seiten von den Metallseparatoren 18A und 18B bedeckt. Der Abschnitt des MEA, in dem der MEA mit den Diffusionsschichten auf seinen entgegengesetzten Seiten direkt von den Metallseparatoren 18A und 18B bedeckt wird, bildet den Stromerzeugungsabschnitt der Brennstoffzelle, wobei der dem Stromerzeugungsabschnitt der Brennstoffzelle entsprechende Abschnitt des Separators 18 im Folgenden als der dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechende Abschnitt des Separators 18 bezeichnet wird. Der Separator 18 weist Gegenabschnitte 30 und 31 auf, die sich an den entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts befinden.
- Die Katalysatorschichten 12 und 15 enthalten Platin (Pt), Kohlenstoff (C) und einen Elektrolyt. Die Diffusionsschichten 13 und 16 enthalten Kohlenstoff (C) und sind gasdurchlässig.
- Die Separatoren 18A und 18B bestehen aus Metall und sind gasundurchlässig. Die Metallseparatoren 18A und 18B bauen sich aus einer Metallplatte (z. B. einer Platte aus rostfreiem Stahl) auf, die mit einem Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit (z. B. Nickel) überzogen ist.
- Der Separator 18 trennt Brennstoffgas (z. B. Wasserstoff) und Oxidationsgas (z. B. Luft), Brennstoffgas und Kühlmittel (z. B. Kühlwasser) oder Oxidationsgas und Kühlmittel, wobei die Metallseparatoren 18A und 18B einen Durchgang für elektrischen Strom bilden, durch den sich Elektronen von der Anode einer Brennstoffzelle zur Kathode der benachbarten Brennstoffzelle bewegen.
- Der Metallseparator 18A und der Kunstharzrahmen 18C trennen Brennstoffgas und Kühlwasser und der Metallseparator 18B und der Kunstharzrahmen 18D Oxidationsgas und Kühlwasser voneinander.
- An einer ersten, dem MEA gegenüber liegenden Fläche des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechende Abschnitts des Metallseparators 18A ist in dem Separator ein Brennstoffgasdurchgang 27 und an einer zweiten, entgegengesetzten Fläche des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Metallseparators 18A ist in dem Separator ein Kühlmitteldurchgang (Kühlwasserdurchgang) 26 ausgebildet. Auf ähnliche Weise ist an einer ersten, der MEA gegenüber liegenden Fläche des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Metallseparators 18B in dem Separator ein Oxidationsgasdurchgang (Luftdurchgang) 28 und an einer zweiten, entgegengesetzten Fläche des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Metallseparators 18B in dem Separator ein Kühlmitteldurchgang (Kühlwasserdurchgang) 26 ausgebildet. Die konvexe und konkave Form der Gasdurchgänge 27 und 28 wird durch Prägen des Separators erreicht.
- In dem Separator ist mindestens ein Brennstoffgasdurchgang 27 und mindestens ein Oxidationsgasdurchgang 28 vorgesehen. Die Zeichnungen zeigen mehrere zueinander parallele Brennstoffgasdurchgänge 27 und mehrere zueinander parallele Oxidationsgasdurchgänge 28.
- Die Gasdurchlässe 27, 28 erstrecken sich jeweils zwischen den Gegenabschnitten 30 und 31, indem sie mindestens zweimal eine U-förmige Wende beschreiben, und weisen eine ungerade Anzahl gerade verlaufender, zueinander paralleler Abschnitte und eine gerade, der ungeraden Anzahl minus eins entsprechende Anzahl U-förmiger Wendeabschnitte auf.
- Wie im Einzelnen in Fig. 5 dargestellt ist, erstreckt sich der Brennstoffgasdurchgang 27 zwischen den Gegenabschnitten 30 und 31, indem er mindestens zweimal eine U-förmige Wende beschreibt, wobei er eine ungerade Anzahl gerade verlaufender, zueinander paralleler Abschnitte 27a und eine gerade, der ungeraden Anzahl minus eins entsprechende Anzahl U-förmiger Wendeabschnitte 27b aufweist. Auf ähnliche Weise erstreckt sich der Oxidationsgasdurchgang 28 zwischen den Gegenabschnitten 30 und 31, indem er mindestens zweimal eine U-förmige Wende beschreibt, wobei er eine ungerade Anzahl gerade verlaufender, zueinander paralleler Abschnitte 28a und eine gerade, der ungeraden Anzahl minus eins entsprechende Anzahl U-förmiger Wendeabschnitte 28b aufweist.
- Fig. 7 zeigt, dass sich der an der zweiten, entgegengesetzten Fläche des Separators ausgebildete Kühlmitteldurchgang (Kühlwasserdurchgang) 26 ohne U-förmige Wenden gerade zwischen den Gegenfläche 30 und 31 erstreckt. Der Kühlmitteldurchgang 26 hat keinen U-förmigen Wendeabschnitt.
- Der in dem Metallseparator 18A der beiden den MEA bedeckenden Metallseparatoren 18A und 18B ausgebildete Gasdurchgang ist der Brennstoffgasdurchgang 27, und der in dem anderen Metallseparator 18B der beiden den MEA bedeckenden Metallseparatoren 18A und 18B ausgebildete Gasdurchgang ist der Oxidationsgasdurchgang 28.
- Fig. 5 veranschaulicht die Lagebeziehung zwischen dem Brennstoffgasdurchgang 27 und dem Oxidationsgasdurchgang 28. In Fig. 5 ist der Brennstoffgasdurchgang 27 und der Oxidationsgasdurchgang 28 jeweils als eine einzelne durchgehende Linie dargestellt.
- Wie sich aus den Fig. 5 und 6 ergibt, stimmen die Lage des gerade verlaufenden Abschnitts 27a des auf der einen Seite des MEA gelegenen Brennstoffgasdurchgangs 27 und die Lage des gerade verlaufenden Abschnitts 28a des auf der anderen Seite des MEA gelegenen Oxidationsgasdurchgangs 28 jeweils miteinander überein, wobei die Gasdurchgänge durch den MEA getrennt werden.
- Wie sich aus den Fig. 5 und 7 ergibt, sind der U-förmige Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27 und der U-förmige Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28, der sich aus der die Gegenabschnitte 30 und 31 verbindenden Richtung betrachtet auf der gleichen Seite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts befindet wie der U-förmige Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten 27a und 28a der Gasdurchgänge 27, 28 um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a, 28a der Gasdurchgänge 27, 28 versetzt.
- Auf ähnliche Weise sind der U-förmige Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28 und der U-förmige Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27, der sich aus der die Gegenabschnitte 30 und 31 verbindenden Richtung betrachtet auf der gleichen Seite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts befindet wie der U-förmige Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten 27a, 28a der Gasdurchgänge 27, 28 um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a, 28a der Gasdurchgänge 27, 28 versetzt.
- Der in dem Separator 18 einer Brennstoffzelle ausgebildete Kühlmitteldurchgang 26 und der in dem Separator 18 der benachbarten Brennstoffzelle ausgebildete Kühlmitteldurchgang 26 bilden daher insoweit eine Einheit, als dass dort, wo einer der Kühlmitteldurchgänge 26 der einen Brennstoffzelle und der benachbarten Brennstoffzelle durch einen der U-förmigen Wendeabschnitte des Gasdurchgangs versperrt wird, der andere der Kühlmitteldurchgänge 26 der einen Brennstoffzelle und der benachbarten Brennstoffzelle offen ist, sodass er den Kühlmittelstrom hindurch lässt.
- Ein in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt des Separators 18 ausgebildeter Einlass 27c in den Brennstoffgasdurchgang 27 und ein in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt des Separators 18 ausgebildeter Auslass 27d aus dem Brennstoffgasdurchgang 27 befinden sich an entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators 18. Auf vergleichbare Weise befinden sich ein in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt des Separators 18 ausgebildeter Einlass 28c in den Oxidationsgasdurchgang 28 und ein in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt des Separators 18 ausgebildeter Auslass 28d aus dem Oxidationsgasdurchgang 28 an entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators 18.
- Der Einlass 27c in den Brennstoffgasdurchgang 27 und der Einlass 28c in den Oxidationsgasdurchgang 28 befinden sich auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts.
- Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, sind in den Abschnitten der Metallseparatoren 18A und 18B und der Kunstharzrahmen 18C und 18D, die den auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators 18 gelegenen Gegenabschnitten 30 und 31 entsprechen, ein Kühlmittelverteiler 32, ein Brennstoffgasverteiler 33 und ein Oxidationsgasverteiler 34 ausgebildet. In dem Gegenabschnitt 30 sind ein einlassseitiger Kühlmittelverteiler 32a, ein auslassseitiger Brennstoffgasverteiler 33b und ein einlassseitiger Oxidationsgasverteiler 34a ausgebildet, und in dem anderen Gegenabschnitt 31 sind ein auslassseitiger Kühlmittelverteiler 32b, ein einlassseitiger Brennstoffgasverteiler 33a und ein auslassseitiger Oxidationsgasverteiler 34b ausgebildet.
- Zwischen dem einlassseitigen Gasverteiler und dem entsprechenden in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt ausgebildeten Gasdurchgang befindet sich ein Strömungseinstellabschnitt 35, um das Strömungsmuster über die Verteilerlänge auf die gesamte Breite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts aufzuweiten. Auf vergleichbare Weise befindet sich zwischen dem ausgangsseitigen Gasverteiler und dem entsprechenden in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt ausgebildeten Gasdurchgang ein Strömungseinstellabschnitt 36, um das Strömungsmuster über die gesamte Breite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts auf die Verteilerlänge zu verkleinern. Dabei sind der Kühlmittelströmungsbereich, der Brennstoffgasströmungsbereich und der Oxidationsgasströmungsbereich voneinander abgedichtet.
- Es werden nun die aufgrund des bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel gleichen oder ähnlichen Aufbaus bedingten Wirkungen erläutert.
- Da der Brennstoffgasdurchgang 27 und der Oxidationsgasdurchgang 28 zwischen den Gegenabschnitten 30 und 31 mindestes zweimal eine U-förmige Wende beschreiben, während sie sich zwischen den Gegenabschnitten 30 und 31 erstrecken, ist die Länge der Gasdurchgänge 27 und 28 länger als die von Gasdurchgängen, die gerade, d. h. ohne U-förmige Wende verlaufen würden. Im Vergleich zu dem Fall, dass der Gasdurchgang keinen U-förmigen Wendeabschnitt hat, nimmt daher bei der Erfindung die Strömungsgeschwindigkeit des Gases zu, wenn dem MEA die gleiche Gasmenge zugeführt wird. Dadurch steigt die Nutzleistung der Brennstoffzelle und ist es unwahrscheinlich, dass das Produktwasser in den Gasdurchlässen 27, 28 zurückbleibt. Da außerdem der Kühlmitteldurchgang (Kühlwasserdurchgang) 26 zwischen dem Gegenabschnitt 30 und 31 des Separators 18 gerade verläuft und keinen U- förmigen Wendeabschnitt hat, ist die Länge des Kühlmitteldurchgangs kürzer als die der Gasdurchlässe 27, 28. Deswegen ist der Temperaturanstieg des Kühlmittels verhältnismäßig gering, sodass die Brennstoffzelle effizient gekühlt werden kann. Durch die kurze Länge des Kühlmitteldurchgangs ist auch der Druckverlust in dem Kühlmitteldurchgang 26 gering.
- Da der U-förmige Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27 und der U-förmige Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28 (der sich aus der die Gegenabschnitte 30 und 31 verbindenden Richtung betrachtet auf der gleichen Seite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts befindet wie der U-förmige Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27) voneinander (senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten 27a, 28a der Gasdurchgänge 27, 28) um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a, 28a der Gasdurchgänge 27, 28 versetzt sind, kann das Kühlmittel dann an einem Abschnitt, an dem der Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a des Brennstoffgasdurchgangs 27 einer Brennstoffzelle von dem U-förmigen Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27 der gleichen Brennstoffzelle geschnitten und versperrt wird, über den versperrten Abschnitt strömen, indem es in den Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 28a des Oxidationsgasdurchgangs 28 der benachbarten Brennstoffzelle strömt. Dadurch wird der Kühlmitteldurchgang 26, der sich als eine Einheit aus dem Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a des Brennstoffgasdurchgangs 27 der einen Brennstoffzelle und dem Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 28a des Oxidationsgasdurchgangs 28 der benachbarten Brennstoffzelle aufbaut, von dem U-förmigen Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27 nicht vollständig versperrt.
- Da der U-förmige Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28 und der U-förmige Wendeabschnitt 27b des Brennstoffgasdurchgangs 27 (der sich aus der die Gegenabschnitte 30 und 31 verbindenden Richtung betrachtet auf der gleichen Seite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts befindet wie der U-förmige Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28) voneinander (senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten 27a, 28a der Gasdurchgänge 27, 28) um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a, 28a der Gasdurchgänge 27, 28 versetzt sind, kann das Kühlmittel dann an dem Abschnitt, an dem der Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 28a des Oxidationsgasdurchgangs 28 einer Brennstoffzelle vor dem U-förmigen Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28 der gleichen Brennstoffzelle geschnitten und versperrt wird, über den versperrten Abschnitt strömen, indem es in den Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a des Brennstoffgasdurchgangs 27 der benachbarten Brennstoffzelle strömt. Dadurch wird der Kühlmitteldurchgang 26, der sich als eine Einheit aus dem Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 28a des Oxidationsgasdurchgangs 28 der einen Brennstoffzelle und dem Kühlmitteldurchgang 26 zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten 27a des Brennstoffgasdurchgangs 27 der benachbarten Brennstoffzelle aufbaut, von dem U-förmigen Wendeabschnitt 28b des Oxidationsgasdurchgangs 28 nicht vollständig versperrt.
- Als nächstes werden die für jedes Ausführungsbeispiel der Erfindung individuellen Teile beschrieben.
- Wie in den Fig. 3 bis 7 dargestellt ist, sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt des Separators 18 mehrere Brennstoffgasdurchgänge ausgebildet. Die Brennstoffgasdurchgänge 27 weisen jeweils drei gerade verlaufende Abschnitte 27a und zwei U-förmige Wendeabschnitte 27b auf und sind in Form des Buchstaben S ausgebildet. Die Brennstoffgasdurchgänge 27 mit dem Muster des Buchstaben S sind jeweils in der gleichen Lage angeordnet und verbinden die Gegenabschnitte 30 und 31.
- Auf ähnliche Weise sind in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechende Abschnitt des Separators 18 mehrere Oxidationsgasdurchgänge ausgebildet. Die Oxidationsgasdurchgänge 28 weisen jeweils drei gerade verlaufende Abschnitte 28a und zwei U-förmige Wendeabschnitte 28b auf und sind in Form des Buchstaben S ausgebildet. Die Oxidationsgasdurchgänge 28 mit dem Muster des Buchstaben S sind jeweils in der gleichen Lage angeordnet und verbinden die Gegenabschnitte 30 und 31.
- Der Kühlmittelkanal 26 erstreckt sich gerade zwischen den Gegenabschnitten 30 und 31 und hat keinen U-förmigen Wendeabschnitt.
- Wie in Fig. 8 dargestellt ist, sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitt des Separators 18 mehrere Brennstoffgasdurchgänge 27 ausgebildet. Die Brennstoffgasdurchgänge 27 weisen fünf oder mehr gerade verlaufende Abschnitt 27a und vier oder mehr U-förmige Wendeabschnitte 27b auf und sind schlangenförmig ausgebildet. Die Brennstoffgasdurchgänge 27 sind in der gleichen Lage angeordnet und verbinden die Gegenabschnitte 30 und 31.
- Auf ähnliche Weise sind in dem dem Stromerzeugungsabschnitt Abschnitt des Separators 18 mehrere Oxidationsgasdurchgänge 28 ausgebildet. Die Oxidationsgasdurchgänge 28 weisen fünf oder mehr gerade verlaufende Abschnitte 28a und vier oder mehr U-förmige Wendeabschnitte 28b auf und sind schlangenförmig ausgebildet. Die Oxidationsgasdurchgänge 28 sind in der gleichen Lage angeordnet und verbinden die Gegenabschnitte 30 und 31.
- Der Kühlmitteldurchgang 26 erstreckt sich gerade zwischen den Abschnitten 30 und 31 und hat keinen U-förmigen Wendeabschnitt.
- Mit der Erfindung lassen sich die folgenden technischen Vorteile erzielen:
Da sich zum einen der Gasdurchgang des Separators zwischen den Gegenabschnitten des Separators erstreckt, indem er mindestens zweimal eine U-förmige Wende beschreibt, ist die Länge des Gasdurchgangs größer als die eines Gasdurchgangs ohne U-förmigen Wendeabschnitt. Dadurch nimmt die Gasströmungsgeschwindigkeit zu, erhöht sich die Leistung der Brennstoffzelle und ist es unwahrscheinlich, dass das Produktwasser in dem Gasdurchgang zurückbleibt. Da sich zum anderen der Kühlmitteldurchgang gerade zwischen den Gegenabschnitten erstreckt und keinen U-förmigen Wendeabschnitt aufweist, ist der Temperaturanstieg des Kühlmittels gering, sodass die Brennstoffzelle effizient gekühlt wird. Außerdem ist der Druckverlust am Kühlmitteldurchgang gering. - Des Weiteren kann das Kühlmittel dann, wenn der U-förmige Wendeabschnitt des Brennstoffgasdurchgangs und der U- förmige Wendeabschnitt des Oxidationsdurchgangs, der sich auf der gleichen Seite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts befindet wie der U-förmige Wendeabschnitt des Brennstoffgasdurchgangs, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten des Gasdurchgangs um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Gasdurchgangs versetzt sind, an einem Abschnitt, an dem der Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Brennstoffgasdurchgangs von dem Uförmigen Wendeabschnitt des Brennstoffgasdurchgangs geschnitten wird, in den Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Oxidationsgasdurchgangs des Separators der benachbarten Brennstoffzelle strömen. Dadurch wird der eine Einheit bildende Kühlmitteldurchgang aus dem Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Brennstoffgasdurchgangs und dem Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Oxidationsgasdurchgangs der benachbarten Brennstoffzelle von dem U- förmigen Wendeabschnitt des Brennstoffgasdurchgangs nicht vollständig versperrt. Der Gasdurchgang wird daher nicht eng.
- Auf vergleichbare Weise kann das Kühlmittel dann, wenn der U-förmige Wendeabschnitt des Oxidationsgasdurchgangs und der U-förmige Wendeabschnitt des Brennstoffgasdurchgangs, der sich auf der gleichen Seite des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts befindet wie der U-förmige Wendeabschnitt des Oxidationsgasdurchgangs, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten des Gasdurchgangs um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Gasdurchgangs versetzt sind, an einem Abschnitt, an dem der Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Oxidationsgasdurchgangs von dem U-förmigen Wendeabschnitt des Oxidationsgasdurchgangs geschnitten wird, in den Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Brennstoffgasdurchgangs des Separators der benachbarten Brennstoffzelle strömen. Dadurch wird der eine Einheit bildende Kühlmitteldurchgang aus dem Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Oxidationsgasdurchgangs und dem Kühlmitteldurchgang zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten des Brennstoffgasdurchgangs der benachbarten Brennstoffzelle von dem U-förmigen Wendeabschnitt des Oxidationsgasdurchgangs nicht vollständig versperrt. Der Gasdurchgang wird daher nicht eng.
Claims (9)
1. Separator (18) für eine Polymer-Elektrolyt-
Brennstoffzelle (10), mit:
mindestens einem Gasdurchgang (27, 28), der innerhalb eines einem Stromerzeugungsabschnitt der Brennstoffzelle (10) entsprechenden Abschnitts an einer ersten, einem Membran-Elektroden-Aufbau (MEA) gegenüber liegenden Fläche des Separators (18) angeordnet ist und sich zwischen an entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts gelegenen Gegenabschnitten (30, 31) des Separators (18) erstreckt, indem er mindestens zweimal eine U-förmige Wende beschreibt, und eine ungerade Anzahl gerade verlaufender, zueinander paralleler Abschnitte (27a, 28a) und eine gerade, der ungeraden Anzahl minus eins entsprechende Anzahl U-förmiger Wendeabschnitte (27b, 28b) aufweist; und
einem Kühlmitteldurchgang (26), der an einer zweiten, entgegengesetzten Fläche des Separators (18) ausgebildet ist und sich gerade zwischen den Gegenabschnitten (30, 31) erstreckt, ohne eine U-förmige Wende zu beschreiben.
mindestens einem Gasdurchgang (27, 28), der innerhalb eines einem Stromerzeugungsabschnitt der Brennstoffzelle (10) entsprechenden Abschnitts an einer ersten, einem Membran-Elektroden-Aufbau (MEA) gegenüber liegenden Fläche des Separators (18) angeordnet ist und sich zwischen an entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts gelegenen Gegenabschnitten (30, 31) des Separators (18) erstreckt, indem er mindestens zweimal eine U-förmige Wende beschreibt, und eine ungerade Anzahl gerade verlaufender, zueinander paralleler Abschnitte (27a, 28a) und eine gerade, der ungeraden Anzahl minus eins entsprechende Anzahl U-förmiger Wendeabschnitte (27b, 28b) aufweist; und
einem Kühlmitteldurchgang (26), der an einer zweiten, entgegengesetzten Fläche des Separators (18) ausgebildet ist und sich gerade zwischen den Gegenabschnitten (30, 31) erstreckt, ohne eine U-förmige Wende zu beschreiben.
2. Separator (18) für eine Brennstoffzelle (10) nach
Anspruch 1, bei dem
der mindestens eine in dem Separator (18) ausgebildete Gasdurchgang (27, 28) entweder ein Brennstoffgasdurchgang (27) oder ein Oxidationsgasdurchgang (28) ist,
ein gerade verlaufender Abschnitt (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) und ein gerade verlaufender Abschnitt (28a, 27a) eines zweiten Gasdurchgangs (28, 27) auf einem zweiten Separator miteinander übereinstimmen,
ein U-förmiger Wendeabschnitt (27b, 28b) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) und ein U- förmiger Wendeabschnitt (28b, 27b) des zweiten Gasdurchgangs (28, 27), die neben einem ersten der Gegenabschnitte (30, 31) angeordnet sind, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) versetzt sind und
ein U-förmiger Wendeabschnitt (28b, 27b) des zweiten Gasdurchgangs (28, 27) und ein U-förmiger Wendeabschnitt (27b, 28b) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28), die neben einem zweiten der Gegenabschnitte (30, 31) angeordnet sind, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) versetzt sind.
der mindestens eine in dem Separator (18) ausgebildete Gasdurchgang (27, 28) entweder ein Brennstoffgasdurchgang (27) oder ein Oxidationsgasdurchgang (28) ist,
ein gerade verlaufender Abschnitt (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) und ein gerade verlaufender Abschnitt (28a, 27a) eines zweiten Gasdurchgangs (28, 27) auf einem zweiten Separator miteinander übereinstimmen,
ein U-förmiger Wendeabschnitt (27b, 28b) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) und ein U- förmiger Wendeabschnitt (28b, 27b) des zweiten Gasdurchgangs (28, 27), die neben einem ersten der Gegenabschnitte (30, 31) angeordnet sind, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) versetzt sind und
ein U-förmiger Wendeabschnitt (28b, 27b) des zweiten Gasdurchgangs (28, 27) und ein U-förmiger Wendeabschnitt (27b, 28b) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28), die neben einem zweiten der Gegenabschnitte (30, 31) angeordnet sind, voneinander senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) um die Länge genau eines Abstands zwischen den gerade verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) versetzt sind.
3. Separator (18) für eine Brennstoffzelle (10) nach
Anspruch 2, bei dem
sich ein Einlass (27c, 28c) in den mindestens einen Gasdurchgang (27, 28) und ein Auslass (27d, 28d) aus dem mindestens einen Gasdurchgang (27, 28) auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators (18) befinden und sich ein Einlass (28c, 27c) in den zweiten Gasdurchgang (28, 27) und ein Auslass (28d, 27d) aus dem zweiten Gasdurchgang (28, 27) auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators (18) befinden und
sich der Einlass (27c, 28c) in den mindestens einen Gasdurchgang (27, 28) und der Einlass (28c, 27c) in den zweiten Gasdurchgang (28, 27) auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators (18) befinden.
sich ein Einlass (27c, 28c) in den mindestens einen Gasdurchgang (27, 28) und ein Auslass (27d, 28d) aus dem mindestens einen Gasdurchgang (27, 28) auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators (18) befinden und sich ein Einlass (28c, 27c) in den zweiten Gasdurchgang (28, 27) und ein Auslass (28d, 27d) aus dem zweiten Gasdurchgang (28, 27) auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators (18) befinden und
sich der Einlass (27c, 28c) in den mindestens einen Gasdurchgang (27, 28) und der Einlass (28c, 27c) in den zweiten Gasdurchgang (28, 27) auf entgegengesetzten Seiten des dem Stromerzeugungsabschnitt entsprechenden Abschnitts des Separators (18) befinden.
4. Separator (18) für eine Brennstoffzelle (10) nach
Anspruch 1, bei dem
der in dem Separator (18) ausgebildete mindestens eine Gasdurchgang (27, 28) entweder ein Brennstoffgasdurchgang (27) oder ein Oxidationsgasdurchgang (28) ist,
ein gerade verlaufender Abschnitt (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) und ein gerade verlaufender Abschnitt (28a, 27a) eines zweiten Gasdurchgangs (28, 27) auf einem zweiten Separator miteinander in ihrer Position übereinstimmen und voneinander durch einen Membran-Elektroden-Aufbau (MEA) getrennt sind und
der Separator (18) ein Element einer ersten Brennstoffzelle ist und ein in dem Separator (18) ausgebildeter Kühlmitteldurchgang (26) und ein in einem Separator (18) einer benachbarten Brennstoffzelle ausgebildeter Kühlmitteldurchgang (26) miteinander in ihrer Position übereinstimmen.
der in dem Separator (18) ausgebildete mindestens eine Gasdurchgang (27, 28) entweder ein Brennstoffgasdurchgang (27) oder ein Oxidationsgasdurchgang (28) ist,
ein gerade verlaufender Abschnitt (27a, 28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) und ein gerade verlaufender Abschnitt (28a, 27a) eines zweiten Gasdurchgangs (28, 27) auf einem zweiten Separator miteinander in ihrer Position übereinstimmen und voneinander durch einen Membran-Elektroden-Aufbau (MEA) getrennt sind und
der Separator (18) ein Element einer ersten Brennstoffzelle ist und ein in dem Separator (18) ausgebildeter Kühlmitteldurchgang (26) und ein in einem Separator (18) einer benachbarten Brennstoffzelle ausgebildeter Kühlmitteldurchgang (26) miteinander in ihrer Position übereinstimmen.
5. Separator (18) für eine Brennstoffzeile (10) nach
Anspruch 4, bei dem ein U-förmiger Wendeabschnitt (27b,
28b) des mindestens eines Gasdurchgangs (27, 28) und ein
U-förmiger Wendeabschnitt (28b, 27b) des zweiten
Gasdurchgangs (28, 27), die neben einem der
Gegenabschnitte (30, 31) angeordnet sind, voneinander
senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten (27a,
28a) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) um die
Länge genau eines Abstands zwischen den gerade
verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen
Gasdurchgangs (27, 28) versetzt sind.
6. Separator (18) für eine Brennstoffzeile (10) nach
Anspruch 4, bei dem ein U-förmiger Wendeabschnitt (28b,
27b) des zweiten Gasdurchgangs (28, 27) und ein U-
förmiger Wendeabschnitt (27b, 28b) des mindestens einen
Gasdurchgangs (27, 28), die neben einem zweiten der
Gegenabschnitte (30, 31) angeordnet sind, voneinander
senkrecht zu den gerade verlaufenden Abschnitten (27a,
28) des mindestens einen Gasdurchgangs (27, 28) um die
Länge genau eines Abstands zwischen den gerade
verlaufenden Abschnitten (27a, 28a) des mindestens einen
Gasdurchgangs (27, 28) versetzt sind.
7. Separator (18) für eine Brennstoffzelle (10) nach
Anspruch 4, bei dem der in dem Separator (18) der ersten
Brennstoffzelle ausgebildete Kühlmitteldurchgang (26) und
der in dem Separator (18) der benachbarten
Brennstoffzelle ausgebildete Kühlmitteldurchgang (26) miteinander
eine Einheit bilden, sodass dort, wo einer der
Kühlmitteldurchgänge (26) der ersten Brennstoffzelle und
der benachbarten Brennstoffzelle durch einen der U-
förmigen Wendeabschnitte (27b, 28b) des mindestens einen
Gasdurchgangs (27, 28) und des zweiten Gasdurchgangs (28,
27) versperrt wird, der andere der Kühlmitteldurchgänge
(26) der ersten Brennstoffzelle und der benachbarten
Brennstoffzelle offen ist, um ein Kühlmittel
hindurchströmen zu lassen.
8. Separator (18) für eine Brennstoffzeile (10) nach
Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Gasdurchgang (27,
28) jeweils zwei U-förmige Wendeabschnitte (27b, 28b) und
drei gerade verlaufende Abschnitte (27a, 28a) aufweist.
9. Separator (18) für ein Brennstoffzelle (10) nach
Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Gasdurchgang (27,
28) jeweils mindestens vier U-förmige Wendeabschnitte
(27b, 28b) und mindestens fünf gerade verlaufende
Abschnitte (27a, 28a) aufweist.
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