DE10232332B4

DE10232332B4 - Brenstoffzellenanordnung

Info

Publication number: DE10232332B4
Application number: DE10232332A
Authority: DE
Inventors: Marc Dipl.-Chem. Bednarz; Marc Dr. Steinfort
Original assignee: MTU CFC Solutions GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: DE10232332A1

Abstract

Brennstoffzellenanordnung mit in Form eines Brennstoffzellenstapels (10) angeordneten Brennstoffzellen (12), die jeweils eine Anode (1), eine Kathode (2) und eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix (3) enthalten und durch Bipolarbleche (4) voneinander getrennt sind, mit einem Anodeneingang (13) zur Zuführung von frischem Brenngas (B) zu den Anoden (1) und einem Anodenausgang (14) zum Abführen von verbrauchtem Brenngas (B) von den Anoden (1), mit einem Kathodeneingang (15) zum Zuführen von frischem Kathodengas (O) zu den Kathoden (2) und einem Kathodenausgang (16) zum Abführen von verbrauchtem Kathodengas (O) von den Kathoden (2), wobei innerhalb der Brennstoffzellen (12) Anodengasräume (101; 201) und Kathodengasräume (102; 202) vorgesehen sind, um das Brenngas an den Anoden (1) vorbeizuführen und um das Kathodengas an den Kathoden (2) vorbeizuführen, wobei das Brenngas (B) in einer gegebenen Hauptströmungsrichtung durch den Anodengasraum (101; 201) führbar ist und das Kathodengas (O) in einer gegebenen Hauptströmungsrichtung durch den Kathodengasraum (102; 202) führbar ist, wobei...A fuel cell assembly with in the form of a fuel cell stack (10) arranged fuel cells (12), each having an anode (1), a cathode (2) and an intermediate one arranged electrolyte matrix (3) and by Bipolarbleche (4) are separated from each other, with an anode inlet (13) for feed from fresh fuel gas (B) to the anodes (1) and an anode outlet (14) for discharging spent fuel gas (B) from the anodes (1), with a cathode inlet (15) for feeding from fresh cathode gas (O) to the cathodes (2) and a cathode output (16) for discharging of spent cathode gas (O) from the cathodes (2), being inside the fuel cells (12) anode gas spaces (101, 201) and cathode gas spaces (102; 202) are provided to pass the fuel gas to the anodes (1) and to pass the cathode gas past the cathodes (2), the fuel gas (B) in a given main flow direction can be guided through the anode gas space (101, 201) and the cathode gas (O) in a given main flow direction through the cathode gas space (102, 202) is feasible, wherein ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a fuel cell assembly according to the preamble of claim 1.

Es sind Brennstoffzellenanordnungen, insbesondere von Schmelzkarbonatbrennstoffzellen, bekannt mit in Form eines Brennstoffzellenstapels angeordneten Brennstoffzellen, die jeweils eine Anode, eine Kathode und eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix enthalten und durch Bipolarbleche voneinander getrennt sind. Ein Anodeneingang ist zur Zuführung von frischem Brenngas zu den Anoden und ein Anodenausgang ist zum Abführen von verbrauchtem Brenngas von den Anoden vorgesehen, ein Kathodeneingang ist zum Zuführen von frischem Kathodengas zu den Kathoden und ein Kathodenausgang ist zum Abführen von verbrauchtem Kathodengas von den Kathoden vorgesehen. Innerhalb der Brennstoffzellen sind Anodengasräume bzw. Kathodengasräume vorgesehen, um das Brenngas an den Anoden vorbeizuführen, bzw. um das Kathodengas an den Kathoden vorbeizuführen, wobei das Brenngas in einer gegebenen Hauptströmungsrichtung durch den Anodengasraum geführt wird und das Kathodengas in einer gegebenen Hauptströmungsrichtung durch den Kathodengasraum geführt wird.It are fuel cell assemblies, in particular of molten carbonate fuel cells, known with fuel cells arranged in the form of a fuel cell stack, each an anode, a cathode and an electrolyte matrix arranged therebetween contained and separated by Bipolarbleche. One Anode entrance is to the feeder from fresh fuel gas to the anodes and an anode outlet is to lead away provided by spent fuel gas from the anodes, a cathode input is for feeding from fresh cathode gas to the cathodes and a cathode output is for removal of spent cathode gas provided by the cathodes. Within the fuel cells are provided with anode gas spaces or cathode gas spaces, to pass the fuel gas past the anodes, or to the cathode gas to pass the cathodes, wherein the fuel gas in a given main flow direction through the anode gas space guided and the cathode gas in a given main flow direction passed through the cathode gas space becomes.

Derartige Brennstoffzellenanordnungen werden bisher im Kreuzstrom betrieben, d.h. die Hauptströmungsrichtung des Brenngases und die Hauptströmungsrichtung des Kathodengases verlaufen im wesentlichen quer zueinander durch den Brennstoffzellenstapel. Ein Nachteil hiervon ist, dass auf Grund der sich über die Fläche der Brennstoffzellen ändernden Temperaturen und Konzentrationsdifferenzen maximal mögliche Wirkungsgrade nicht erreicht werden.such Fuel cell arrangements are currently operated in cross-flow, i.e. the main flow direction of the fuel gas and the main flow direction of the cathode gas are substantially transverse to each other the fuel cell stack. A disadvantage of this is that due to the over the area changing the fuel cell Temperatures and concentration differences maximum possible efficiencies can not be reached.

Aus der DE 197 12 864 A1 geht eine Brennstoffzellenanordnung mit in Form eines Stapels angeordneten Brennstoffzellen als bekannt hervor, bei der die Durchströmung des Anodengasraums sowohl in Gleichstrom wie auch im Gegenstrom zur Hauptströmungsrichtung des Kathodengasraums erfolgen kann. Dabei wird das Brenngas am Anodeneingang der Brennstoffzellen über eine den Gasstrom im Inneren der Brennstoffzellen verteilende interne Gasverteilungsvorrichtung zugeführt und das Kathodengas am Kathodeneingang und/oder am Kathodenausgang mittels den Gasstrom außen an den Brennstoffzellen verteilender externer Gasverteilungsvorrichtungen zugeführt bzw. von diesen abgeführt.From the DE 197 12 864 A1 is a fuel cell assembly arranged in the form of a stack of fuel cells as known, in which the flow through the anode gas space can be done both in DC and in countercurrent to the main flow direction of the cathode gas space. In this case, the fuel gas is supplied to the anode inlet of the fuel cells via an internal gas distribution device distributing the gas flow in the interior of the fuel cells and the cathode gas is supplied to the cathode inlet and / or the cathode outlet by means of the gas flow outside the fuel cell distributing external gas distribution devices or discharged from them.

Bei einer Brennstoffzellenanordnung nach der DE 41 13 049 A1 beschreiben die Gasströme S-förmige Trajektorien, wobei Sauerstoffträger und Brennstoff im Mittelfeld der Brennstoffzelle im Gleichstrom oder Gegenstrom oder Kreuzstrom geführt sind. Die Zu- und Abführung der Gasströme erfolgt im Bereich der Ecken des Brennstoffzellenstapels.In a fuel cell assembly according to the DE 41 13 049 A1 describe the gas streams S-shaped trajectories, wherein the oxygen carrier and fuel in the center field of the fuel cell are guided in cocurrent or countercurrent or cross flow. The supply and discharge of the gas flows takes place in the region of the corners of the fuel cell stack.

In der DE 44 38 167 C1 wird eine Anordnung zur Gaszuführung für Brennstoffzellen beschrieben. Die Zu- bzw. Abführungskanäle für eine erste Gassorte werden durch eine Anzahl spiegelbildlich auf gegenüberliegenden Seiten eines Brennstoffzellenstapels angeordneter U-förmiger, langgestreckter Hauben gebildet, die an entsprechende Öffnungen der Gasräume des Brennstoffzellenstapels anschließen. Weiterhin sind Verteilerschienen und daran angeschlossene Rohre mit den Hauben verbunden. Die Hauben, Verteilerschienen und angeschlossenen Rohre liegen innerhalb von die Gaszu- und -abführung für die andere Gassorte bildenden Umhüllungen, die Wandungsteile eines den Brennstoffzellenstapel einschließenden Zylinderrohrs sind. Die Gaszu- und -abführungskanäle sind also aus einer Anzahl separater und unterschiedlicher Bauteile zusammengesetzt, die zur Bildung von entsprechend gegeneinander abgegrenzten Gasräumen jeweils separat montiert werden müssen, was teuer und aufwendig ist.In the DE 44 38 167 C1 An arrangement for gas supply for fuel cells is described. The supply and discharge channels for a first type of gas are formed by a number of mirror-image arranged on opposite sides of a fuel cell stack U-shaped, elongated hoods that connect to corresponding openings of the gas chambers of the fuel cell stack. Furthermore, distribution rails and connected pipes are connected to the hoods. The hoods, busbars and connected pipes are within the enclosures which form the gas supply and removal for the other type of gas, which are wall parts of a cylinder tube enclosing the fuel cell stack. The gas supply and discharge channels are thus composed of a number of separate and different components, which must be mounted separately to form mutually delimited gas chambers, which is expensive and expensive.

Bei einem Brennstoffzellensystem nach der DE 101 51 093 A1 sind die Endplatten eines Brennstoffzellenstapels zur Verteilung der Gasströme an Brennstoff- bzw. Oxidationsmittelquellen angeschlossen. Die Strömungsrichtung der Gasströme kann durch Ventile geändert werden.In a fuel cell system after the DE 101 51 093 A1 the end plates of a fuel cell stack are connected to distribute the gas streams to fuel or oxidant sources. The flow direction of the gas streams can be changed by valves.

Bei einer Brennstoffzellenanordnung nach der DE 38 53 006 T2 strömen zur Vergleichmäßigung der Temperaturen im Stapel Oxidationsgas und Brennstoffgas zum Teil in derselben Richtung und zum Teil in entgegengesetzter Richtung. Öffnungen zum Zuführen und Abführen der Gase sind in den Endplatten angeordnet. Zur Verteilung der Gasströme sind entlang der seitlichen Ränder der Zellenelemente und der Separatorplatten eine Vielzahl von Öffnungen so ausgebildet, dass diese Öffnungen Kanäle bilden, über die das Brennstoffgas und Oxidatorgas zu- und abgeführt werden kann.In a fuel cell assembly according to the DE 38 53 006 T2 To equalize the temperatures in the stack, the oxidizing gas and fuel gas flow partly in the same direction and partly in the opposite direction. Openings for supplying and discharging the gases are arranged in the end plates. For distributing the gas streams, a plurality of openings are formed along the lateral edges of the cell elements and the separator plates so that these openings form channels through which the fuel gas and oxidizer gas can be supplied and removed.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffzellenanordnung mit erhöhtem Wirkungsgrad zu schaffen, und dabei die Gaszu- und -abführung in konstruktiv einfacher Weise zu lösen.The The object of the invention is to provide a fuel cell assembly increased Efficiency to create, while the gas supply and removal in constructive easy way to solve.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Brennstoffzellenanordnung gelöst.These The object is achieved by the fuel cell arrangement specified in claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the fuel cell assembly according to the invention are in the subclaims specified.

Durch die Erfindung wird eine Brennstoffzellenanordnung geschaffen mit in Form eines Brennstoffzellenstapels angeordneten Brennstoffzellen, die jeweils eine Anode, eine Kathode und eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix enthalten und durch Bipolarbleche voneinander getrennt sind. Ein Anodeneingang ist zur Zuführung von frischem Brenngas zu den Anoden und ein Anodenausgang ist zum Abführen von verbrauchtem Brenngas von den Anoden vorgesehen, ein Kathodeneingang ist zum Zuführen von frischem Brenngas zu den Kathoden und ein Kathodenausgang ist zum Abführen von verbrauchtem Kathodengas von den Kathoden vorgesehen. Innerhalb der Brennstoffzellen sind Anodengasräume bzw. Kathodengasräume vorgesehen, um das Brenngas an den Anoden vorbeizuführen, und um das Kathodengas an den Kathoden vorbeizuführen, wobei das Brenngas in einer gegebenen Hauptströmungsrichtung durch den Anodengasraum geführt wird und das Kathodengas in einer gegebenen Hauptströmungsrichtung durch den Kathodengasraum geführt wird. Die Hauptströmungsrichtung des Brenngases im Anodengasraum ist im wesentlichen entweder im Gleichstrom zur Hauptströmungsrichtung des Kathodengases im Kathodengasraum oder im wesentlichen im Gegenstrom zur Hauptströmungsrichtung des Kathodengases im Kathodengasraum vorgesehen. Dabei sind der Anodeneingang und der Anodenausgang, zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Brennstoffzellenstapels zugeordnet, denen ebenfalls, einander gegenüberliegend, der Kathodeneingang und der Kathodenausgang zugeordnet ist. By The invention is a fuel cell arrangement is provided with fuel cells arranged in the form of a fuel cell stack, each one an anode, a cathode and an interposed Electrolyte matrix contained and separated by Bipolarbleche are. An anode inlet is for supplying fresh fuel gas to the anodes and an anode outlet is for removing spent fuel gas provided by the anodes, a cathode input is for supplying fresh fuel gas to the cathodes and a cathode output is to lead away of spent cathode gas provided by the cathodes. Within the fuel cells are provided with anode gas spaces or cathode gas spaces, to pass the fuel gas past the anodes and around the cathode gas to pass the cathodes, where the fuel gas in a given main flow direction through the anode gas space to be led and the cathode gas in a given main flow direction through the cathode gas space guided becomes. The main flow direction of the fuel gas in the anode gas space is essentially either in DC to the main flow direction the cathode gas in the cathode gas space or substantially in countercurrent to the main flow direction the cathode gas provided in the cathode gas space. Here are the Anode input and the anode output, two opposite ones Sides of the fuel cell stack, which also have Opposite each other, the Cathode input and the cathode output is assigned.

Weiter sind am Anodeneingang ein oder mehrere mit dem Anodengasraum verbundene Gasführungskanäle, am Anodenausgang ein oder mehrere mit dem Anodengasraum verbundene Gasführungskanäle, am Kathodeneingang ein oder mehrere mit dem Kathodengasraum verbundene Gasführungskanäle und am Kathodenausgang ein oder mehrere mit dem Kathodengasraum verbundene Gasführungskanäle vorgesehen. Erfindungsgemäß sind mindestens an einer Seite des Brennstoffzellenstapels die Gasführungskanäle in einer gemeinsamen Gashaube zusammengefasst.Further are one or more connected to the anode gas space at the anode inlet Gas guide channels, at the anode outlet one or more gas guide channels connected to the anode gas space, at the cathode entrance one or more associated with the cathode gas space gas ducts and on Cathode out one or more gas flow channels connected to the cathode gas space provided. At least according to the invention on one side of the fuel cell stack, the gas guide channels in one combined gas hood.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen hiervon, bei denen die Hauptströmungsrichtungen von Brenngas und Kathodengas im Gleichstrom verlaufen, ist es vorgesehen, dass der oder die Gasführungskanäle am Anodeneingang und der oder die Gasführungskanäle am Kathodeneingang an einer Seite der Brennstoffzellen bzw. des Brennstoffzellenstapels und der oder die Gasführungskanäle am Anodenausgang und der oder die Gasführungskanäle am Kathodenausgang an der gegenüberliegenden Seite des Brennstoffzellenstapels vorgesehen sind.According to preferred Embodiments thereof, where the main flow directions of Fuel gas and cathode gas are co-current, it is intended that or the gas guide channels at the anode entrance and the gas guide channel (s) at the cathode entrance on one side of the fuel cell or fuel cell stack and the gas guide channel (s) at the anode exit and the gas guide channel (s) at the cathode exit on the opposite side are provided of the fuel cell stack.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind bei entsprechenden Brennstoffzellenanordnungen, bei denen die Hauptströmungsrichtungen von Brenngas und Kathodengas im Gegenstrom verlaufen, der oder die Gasführungskanäle am Anodeneingang und der oder die Gasführungskanäle am Kathodenausgang an einer Seite des Brennstoffzellenstapels und der oder die Gasführungskanäle am Anodenausgang und der oder die Gasführungskanäle am Kathodeneingang an der gegenüberliegenden Seite des Brennstoffzellenstapels vorgesehen.According to one another preferred embodiment are in corresponding fuel cell assemblies in which the Main flow directions of fuel gas and cathode gas run in countercurrent, the or Gas ducts at the anode entrance and the gas guide channel (s) at the cathode exit on one side of the fuel cell stack and the gas guide channel (s) at the anode exit and the gas guide channel (s) at the cathode entrance on the opposite side provided the fuel cell stack.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung sind bezüglich der Querrichtung des Brennstoffzellenstapels erste Gasführungskanäle in einem zentral befindlichen Bereich des Brennstoffzellenstapels und zweite Gasführungskanäle in einem Randbereich des Brennstoffzellenstapels angeordnet.According to one preferred embodiment of Fuel cell arrangement according to the invention are in terms of the transverse direction of the fuel cell stack first gas guide channels in one central area of the fuel cell stack and second Gas ducts in one Edge region of the fuel cell stack arranged.

Hierbei sind vorzugsweise die zentral befindlichen ersten Gasführungskanäle mit den diesen zugeordneten Gasräumen der Brennstoffzellen strömungsmäßig direkt verbunden und von den diesen nicht zugeordneten Gasräumen der Brennstoffzellen durch an den nicht zugeordneten Gasräumen vorgesehene Randabdichtungen strömungsmäßig getrennt.in this connection are preferably the centrally located first gas guide channels with the these associated gas spaces the fuel cells fluidly directly connected and from the unassigned gas chambers of the Fuel cells provided by the unassigned gas chambers Randabdichtungen fluidly separated.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen sind diese Randabdichtungen durch den betreffenden Gasraum seitlich umfassende U-förmige Randtaschen gebildet.According to preferred Embodiments are this edge seals by the gas space concerned laterally U-shaped Edge pockets formed.

Weiterhin ist es gemäß bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, dass die im Randbereich befindlichen zweiten Gasführungskanäle mit den diesen zugeordneten Gasräumen der Brennstoffzellen strömungsmäßig direkt verbunden und von den diesen nicht zugeordneten Gasräumen der Brennstoffzellen durch die Bipolarbleche strömungsmäßig getrennt sind.Farther it is according to preferred embodiments provided that the second gas ducts located in the edge region with the these associated gas spaces the fuel cells fluidly directly connected and from the unassigned gas chambers of the Fuel cells are fluidly separated by the Bipolarbleche.

Hierbei kann es vorteilhafterweise insbesondere vorgesehen sein, dass die Bipolarbleche im Übergang von dem zentral befindlichen Bereich zu dem Randbereich eine Stufe oder einen Absatz aufweisen, wodurch die den zentral befindlichen ersten Gasführungskanälen zugeordneten Gasräume von den im Randbereich befindlichen zweiten Gasführungskanälen strömungsmäßig getrennt sind.in this connection it can be advantageously provided in particular that the Bipolar plates in transition from the central area to the peripheral area one step or have a paragraph, whereby the centrally located associated with first gas guide channels gas Facilities are fluidly separated from the second gas guide channels located in the edge region.

Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die zentral befindlichen ersten Gasführungskanäle strömungsmäßig mit den Kathodengasräumen der Brennstoffzellen verbunden und die im Randbereich befindlichen zweiten Gasführungskanäle strömungsmäßig mit den Anodengasräumen der Brennstoffzellen verbunden.According to preferred Embodiments are the centrally located first gas guide channels in fluid communication with the cathode gas spaces of the Fuel cells connected and located in the edge region second Gas guide channels with fluid the anode gas chambers the fuel cells connected.

Vorzugsweise sind die Gasführungskanäle parallel zur Längsrichtung des Brennstoffzellenstapels verlaufend ausgedehnt.Preferably, the gas guide channels extending parallel to the longitudinal direction of the fuel cell stack extending.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung ist im Anodengasraum und/oder im Kathodengasraum der Brennstoffzellen eine gasströmungsdurchlässige poröse Schaumstruktur vorgesehen.According to one advantageous development of the fuel cell assembly according to the invention is in the anode gas space and / or in the cathode gas space of the fuel cell a gas flow permeable porous foam structure intended.

Die poröse Schaumstruktur kann insbesondere durch einen Nickelschaum gebildet sein.The porous Foam structure can be formed in particular by a nickel foam be.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:in the Following are embodiments of Invention explained with reference to the drawing. It shows:

1 eine schematisierte perspektivische Ansicht einer Brennstoffzellenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic perspective view of a fuel cell assembly according to a first embodiment of the invention;

2 eine schematisierte perspektivische Ansicht einer Brennstoffzellenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 2 a schematic perspective view of a fuel cell assembly according to a second embodiment of the invention; and

3a) und 3b) vergrößerte schematisierte Schnittansichten von Brennstoffzellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Explosionsdarstellung bzw. in zusammengebauter Darstellung. 3a ) and 3b ) enlarged schematic sectional views of fuel cells according to an embodiment of the invention in an exploded view and in assembled construction.

In den 1 und 2 sind schematisiert in perspektivischer Ansicht Brennstoffzellenanordnungen mit in Form eines Brennstoffzellenstapels 10 angeordneten Brennstoffzellen 12 gezeigt. Wie aus 3a und 3b ersichtlich ist, welche in vergrößerter schematisierter Darstellung zwei der Brennstoffzellen 12 zeigen, enthalten diese jeweils eine Anode 1, eine Kathode 2 und eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix 3. Benachbarte Brennstoffzellen 12 sind durch Bipolarbleche 4 voneinander getrennt. Die Bipolarbleche 4 dienen einerseits dazu, die benachbarten Brennstoffzellen 12 elektrisch zu kontaktieren und andererseits die Gasströmungswege der benachbarten Brennstoffzellen 12 voneinander getrennt zu halten.In the 1 and 2 are schematic perspective view of fuel cell assemblies in the form of a fuel cell stack 10 arranged fuel cells 12 shown. How out 3a and 3b it can be seen, which in an enlarged schematic representation two of the fuel cells 12 show, these each contain an anode 1 , a cathode 2 and an electrolyte matrix disposed therebetween 3 , Neighboring fuel cells 12 are by bipolar plates 4 separated from each other. The bipolar plates 4 serve on the one hand to the neighboring fuel cells 12 electrically contact and on the other hand, the gas flow paths of the adjacent fuel cells 12 keep separate.

Wiederum bezugnehmend auf die 1 und 2 enthält die Brennstoffzellenanordnung einen Anodeneingang 13 zur Zuführung von frischem Brenngas B zu den Anoden 1 und einen Anodenausgang 14 zum Abführen von verbrauchtem Brenngas B von denselben. Ein Kathodeneingang 15 dient zum Zuführen von frischem Kathodengas O zu den Kathoden 2 und ein Kathodenausgang 16 zum Abführen von verbrauchtem Kathodengas O von denselben. Der Kathodenausgang 16 sowie der Anodenausgang 14 bzw. der Anodeneingang 13 sind auch in den 3a und 3b gezeigt, bei denen es sich um eine Draufsicht auf den Brennstoffzellenstapel 10 von 1 bzw. 2 handelt. Wie die 3a) und 3b) weiterhin zeigen, sind innerhalb der Brennstoffzellen 12 Anodengasräume 101; 201 und Kathodengasräume 102; 202 vorgesehen, um das Brenngas an den Anoden 1 vorbeizuführen, und um das Kathodengas an den Kathoden 2 vorbeizuführen.Referring again to the 1 and 2 the fuel cell assembly includes an anode input 13 for supplying fresh fuel gas B to the anodes 1 and an anode output 14 for discharging spent fuel gas B therefrom. A cathode entrance 15 serves to supply fresh cathode gas O to the cathodes 2 and a cathode output 16 for discharging spent cathode gas O therefrom. The cathode output 16 as well as the anode output 14 or the anode input 13 are also in the 3a and 3b shown, which is a plan view of the fuel cell stack 10 from 1 respectively. 2 is. As the 3a ) and 3b ) continue to show are within the fuel cells 12 Anode gas spaces 101 ; 201 and cathode gas chambers 102 ; 202 provided to the fuel gas at the anodes 1 pass by, and around the cathode gas at the cathodes 2 passing out.

Wie die 1, 2, 3a und 3b zeigen, wird allgemein das Brenngas B in einer gegebenen, durch die Pfeile kenntlich gemachten Hauptströmungsrichtung durch den Anodengasraum 101; 201 geführt und das Kathodengas O in einer gegebenen, ebenfalls durch Pfeile kenntlich gemachten Hauptströmungsrichtung durch den Kathodengasraum 102; 202 geführt.As the 1 . 2 . 3a and 3b generally, the fuel gas B will pass through the anode gas space in a given main flow direction indicated by the arrows 101 ; 201 guided and the cathode gas O in a given, also indicated by arrows main flow direction through the cathode gas space 102 ; 202 guided.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hauptströmungsrichtung des Brenngases B im Anodengasraum 101 im wesentlichen im Gleichstrom zur Hauptströmungsrichtung des Kathodengases O im Kathodengasraum 102 vorgesehen, wie dies die Pfeile zeigen.At the in 1 illustrated embodiment, the main flow direction of the fuel gas B in the anode gas space 101 essentially in cocurrent to the main flow direction of the cathode gas O in the cathode gas space 102 provided, as the arrows show.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel dagegen ist die Hauptströmungsrichtung des Brenngases B im Anodengasraum 201 im wesentlichen im Gegenstrom zur Hauptströmungsrichtung des Kathodengases O im Kathodengasraum 202 vorgesehen, wie dies wiederum durch die Pfeile gezeigt ist.At the in 2 illustrated embodiment, however, is the main flow direction of the fuel gas B in the anode gas space 201 essentially in countercurrent to the main flow direction of the cathode gas O in the cathode gas space 202 provided, as shown in turn by the arrows.

Allgemein gesprochen sind am Anodeneingang 13 ein oder mehrere mit dem Anodengasraum 101; 201 verbundene Gasführungskanäle 131, 132; 231, 232, am Anodenausgang 14 ein oder mehrere mit dem Anodengasraum 101; 201 verbundene Gasführungskanäle 141, 142; 241, 242, am Kathodeneingang 15 ein oder mehrere mit dem Kathodengasraum 102 verbundene Gasführungskanäle 151; 251 und am Kathodenausgang 16 ein oder mehrere mit dem Kathodengasraum 102; 202 verbundene Gasführungskanäle 161; 261 vorgesehen.Generally speaking are at the anode entrance 13 one or more with the anode gas space 101 ; 201 connected gas ducts 131 . 132 ; 231 . 232 , at the anode outlet 14 one or more with the anode gas space 101 ; 201 connected gas ducts 141 . 142 ; 241 . 242 , at the cathode entrance 15 one or more with the cathode gas space 102 connected gas ducts 151 ; 251 and at the cathode output 16 one or more with the cathode gas space 102 ; 202 connected gas ducts 161 ; 261 intended.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem die Hauptströmungsrichtungen von Brenngas B und Kathodengas O im Gleichstrom verlaufen, sind die Gasführungskanäle 131, 132, von denen am Anodeneingang 13 zwei vorgesehen sind, und der Gasführungskanal 151, von dem am Kathodeneingang 15 einer vorgesehen ist, an einer Seite der Brennstoffzellen 12 bzw. des Brennstoffzellenstapels 10, nämlich an der Unterseite, und die Gasführungskanäle 141, 142 am Anodenausgang 14, von denen zwei vorgesehen sind, und der Gasführungskanal 161 am Kathodenausgang 16, von dem einer vorgesehen ist, an der gegenüberliegenden Seite der Brennstoffzellen 12 bzw. des Brennstoffzellenstapels 10, nämlich an der Oberseite vorgesehen.At the in 1 shown embodiment, in which the main flow directions of fuel gas B and cathode gas O are in DC, are the gas guide channels 131 . 132 of which at the anode entrance 13 two are provided, and the gas guide channel 151 from the cathode entrance 15 one is provided on one side of the fuel cells 12 or the fuel cell stack 10 namely at the bottom, and the gas ducts 141 . 142 at the anode output 14 of which two are provided, and the gas guide channel 161 at the cathode output 16 one of which is provided on the opposite side of the fuel cells 12 or the fuel cell stack 10 , namely provided at the top.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel dagegen, bei dem, wie durch die Pfeile ersichtlich ist, der Brenngasstrom B und der Kathodengasstrom O im Gegenstrom verlaufen, sind die Gasführungskanäle 231; 232 am Anodeneingang 13, von denen zwei vorgesehen sind, und der Gasführungskanal 261 am Kathodenausgang 16, von dem einer vorgesehen ist, an einer Seite der Brennstoffzellen 12 bzw. des Brennstoffzellenstapels 10, nämlich an dessen Oberseite angeordnet und die Gasführungskanäle 241, 242 am Anodenausgang 14, von denen zwei vorgesehen sind, und der Gasführungskanal 251 am Kathodeneingang 15, von dem einer vorgesehen ist, an der gegenüberliegenden Seite der Brennstoffzellen 12 bzw. des Brennstoffzellenstapels 10, nämlich an dessen Unterseite angeordnet.At the in 2 illustrated embodiment, in which, as can be seen by the arrows, the fuel gas flow B and the cathode gas flow O run countercurrently, are the gas guide channels 231 ; 232 at the anode entrance 13 of which two are provided, and the gas guide channel 261 at the cathode output 16 one of which is provided on one side of the fuel cells 12 or the fuel cell stack 10 , namely arranged on its upper side and the gas guide channels 241 . 242 at the anode output 14 of which two are provided, and the gas guide channel 251 at the cathode entrance 15 one of which is provided on the opposite side of the fuel cells 12 or the fuel cell stack 10 , namely arranged on the underside.

Bei den beiden in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sind an beiden Seiten der Brennstoffzellen 12 bzw. des Brennstoffzellenstapel 10 die Gasführungskanäle in einer gemeinsamen Gashaube zusammengefasst, nämlich bei dem Ausführungsbeispiel von 1 sind die an der Unterseite befindlichen Gasführungskanäle 131, 132 des Anodeneingangs 13 und der Gasführungskanal 151 des Kathodeneingangs 15 in einer gemeinsamen Gashaube 123 zusammengefasst und an der Oberseite sind die Gasführungskanäle 141, 142 des Anodenausgangs 14 und der Gasführungskanal 161 des Kathodenausgangs 16 in einer gemeinsamen Gashaube 124 zusammengefasst. Bei dem Ausführungsbeispiel von 2 dagegen sind an der Unterseite die Gasführungskanäle 241, 242 des Anodenausgangs 14 und der Gasführungskanal 251 des Kathodeneingangs 15 in einer gemeinsamen Gashaube 224 zusammengefasst und an der Oberseite sind die Gasführungskanäle 231, 232 des Anodeneingangs 13 und der Gasführungskanal 261 des Kathodenausgangs 16 in einer gemeinsamen Gashaube 223 zusammengefasst.At the two in 1 and 2 Illustrated embodiments are on both sides of the fuel cell 12 or the fuel cell stack 10 summarized the gas ducts in a common gas hood, namely in the embodiment of 1 are the gas guide channels located at the bottom 131 . 132 of the anode entrance 13 and the gas guide channel 151 of the cathode entrance 15 in a common gas hood 123 summarized and at the top are the gas guide channels 141 . 142 of the anode output 14 and the gas guide channel 161 of the cathode output 16 in a common gas hood 124 summarized. In the embodiment of 2 By contrast, at the bottom are the gas guide channels 241 . 242 of the anode output 14 and the gas guide channel 251 of the cathode entrance 15 in a common gas hood 224 summarized and at the top are the gas guide channels 231 . 232 of the anode entrance 13 and the gas guide channel 261 of the cathode output 16 in a common gas hood 223 summarized.

Wie aus allen Figuren ersichtlich ist, sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen bezüglich der Querrichtung des Brennstoffzellenstapels 10 erste Gasführungskanäle, nämlich die mit dem Kathodeneingang 15 bzw. mit dem Kathodenausgang 16 verbundenen Gasführungskanäle 151, 161; 251, 261 in einem zentral befindlichen Bereich des Brennstoffzellenstapels 10 bzw. der Brennstoffzellen 12, d.h. zur Mitte hin angeordnet und zweite Gasführungskanäle, nämlich die mit dem Anodeneingang 13 bzw. mit dem Anodenausgang 14 verbundenen Gasführungskanäle 131, 132, 141, 142; 231, 232, 241, 242 sind in einem Randbereich der Brennstoffzellen 12 bzw. des Brennstoffzellenstapels 10, also seitlich angeordnet. Diese Art der Anordnung wird bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen als vorteilhaft angesehen, kann jedoch auch in anderer Weise vorgesehen sein.As can be seen from all figures are in the illustrated embodiments with respect to the transverse direction of the fuel cell stack 10 first gas guide channels, namely with the cathode input 15 or with the cathode output 16 connected gas ducts 151 . 161 ; 251 . 261 in a central area of the fuel cell stack 10 or the fuel cell 12 , ie arranged towards the center and second gas guide channels, namely those with the anode inlet 13 or with the anode output 14 connected gas ducts 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 are in an edge region of the fuel cells 12 or the fuel cell stack 10 , that is arranged laterally. This type of arrangement is considered advantageous in the present embodiments, but may be provided in other ways.

Wie die 3a) und 3b) zeigen, sind die zentral befindlichen ersten Gasführungskanäle 151, 161; 251, 261 mit den diesen zugeordneten Gasräumen, also den Kathodengasräumen 102; 202 der Brennstoffzellen 12 strömungsmäßig direkt verbunden und von den diesen nicht zugeordneten Gasräumen, also den Anodengasräumen 101; 201 der Brennstoffzellen 12 durch an diesen Anodengasräumen 101; 201 vorgesehene Randabdichtungen 8 strömungsmäßig getrennt. Diese Randabdichtungen 8 sind durch U-förmige Randtaschen gebildet, die den betreffenden Gasraum, also den Anodengasraum 101; 201 seitlich umfassen, wie dies die mit I bezeichnete vergrößerte perspektivische Teilansicht erkennen lässt. Weiterhin sind ebenfalls durch U-förmige Randtaschen gebildete Randabdichtungen 7 vorgesehen, in der vergrößerten perspektivischen Teilansicht II zu sehen, die den Anodengasraum seitlich umfassen, so dass dieser zu den Seiten des Brennstoffzellenstapels 10 hin abgedichtet ist.As the 3a ) and 3b ) are the centrally located first gas guide channels 151 . 161 ; 251 . 261 with the associated gas chambers, ie the cathode gas chambers 102 ; 202 the fuel cells 12 fluidly connected directly and from the unassigned gas chambers, so the anode gas spaces 101 ; 201 the fuel cells 12 through at these anode gas chambers 101 ; 201 provided edge seals 8th fluidly separated. These edge seals 8th are formed by U-shaped edge pockets, which the respective gas space, so the anode gas space 101 ; 201 laterally, as can be seen in the enlarged perspective partial view designated with I. Furthermore, also formed by U-shaped edge pockets edge seals 7 intended to be seen in the enlarged partial perspective view II, which laterally comprise the anode gas space, so that this to the sides of the fuel cell stack 10 is sealed off.

Weiterhin sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die im Randbereich befindlichen zweiten Gasführungskanäle 141, 142; 231, 232, die in der Draufsicht von 3a) und 3b) sichtbar sind, ebenso wie die in diesen Figuren nicht sichtbaren zweiten Gasführungskanäle 131, 132, 241, 242, vergleiche 1 und 2, mit den diesen zugeordneten Gasräumen, also den Anodengasräumen 101; 201 der Brennstoffzellen 12 strömungsmäßig direkt verbunden und von den diesen nicht zugeordneten Gasräumen, also den Kathodengasräumen 102; 202 der Brennstoffzellen 12 durch die Bipolarbleche 4 strömungsmäßig getrennt.Furthermore, in the illustrated embodiment, the second gas guide channels located in the edge region 141 . 142 ; 231 . 232 which in the top view of 3a ) and 3b ) are visible, as well as the second gas guide channels not visible in these figures 131 . 132 . 241 . 242 , compare 1 and 2 , with the associated gas spaces, so the anode gas spaces 101 ; 201 the fuel cells 12 fluidly connected directly and from the unassigned gas chambers, so the cathode gas spaces 102 ; 202 the fuel cells 12 through the bipolar plates 4 fluidly separated.

Wie die 3a) und 3b) zeigen, weisen die Bipolarbleche 4 im Übergang von dem zentral befindlichen Bereich zu dem Randbereich eine Stufe oder einen Absatz 4a auf, wodurch die den zentral befindlichen ersten Gasführungskanälen 151, 161; 251, 261 zugeordneten Gasräume, also die Kathodengasräume 102; 202 von den den im Randbereich befindlichen zweiten Gasführungskanälen 131, 132, 141, 142; 231, 232, 241, 242 zugeordneten Gasräumen, also den Anodengasräumen 101; 201 und damit auch von den zweiten Gasführungskanälen 131, 132, 141, 142; 231, 232, 241, 242 selbst strömungsmäßig getrennt sind. Die Gashauben 123, 124; 223, 224 sind über Gashaubendichtungen 123a, 124a; 223a, 224a an den Brennstoffzellenstapel 10 angeschlossen, durch welche die ersten Gasführungskanäle 151, 161; 251, 261 und die zweiten Gasführungskanäle 131, 132, 141, 142; 231, 232, 241, 242 voneinander getrennt und an die jeweils damit verbundenen Anodengasräume 101, 201 und Kathodengasräume 102, 202 angeschlossen sind.As the 3a ) and 3b ) show the Bipolarbleche 4 in the transition from the central area to the edge area, a step or a step 4a on, whereby the centrally located first gas guide channels 151 . 161 ; 251 . 261 associated gas spaces, so the cathode gas spaces 102 ; 202 from the located in the edge region second gas guide channels 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 associated gas spaces, so the anode gas spaces 101 ; 201 and thus also from the second gas guide channels 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 themselves are separated in terms of flow. The gas hoods 123 . 124 ; 223 . 224 are about gas can seals 123a . 124a ; 223a . 224a to the fuel cell stack 10 connected, through which the first gas ducts 151 . 161 ; 251 . 261 and the second gas guide channels 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 separated from each other and to the respectively associated anode gas spaces 101 . 201 and cathode gas chambers 102 . 202 are connected.

Wie die 1 und 2 erkennen lassen, sind die Gasführungskanäle 131, 132, 141, 142, 151, 161; 231, 232, 241, 242, 251, 261 parallel zur Längsrichtung des Brennstoffzellenstapels 10 ausgedehnt verlaufende Gebilde.As the 1 and 2 are the gas guide channels 131 . 132 . 141 . 142 . 151 . 161 ; 231 . 232 . 241 . 242 . 251 . 261 parallel to the longitudinal direction of the fuel cell stack 10 elongated structures.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Anodengasraum 101; 201 der Brennstoffzellen 12 eine poröse Schaumstruktur 6 vorgesehen, die für das Brenngas B strömungsdurchlässig ist und gleichzeitig eine Trägerstruktur für die Anode 1 bildet. Diese Schaumstruktur ist vorzugsweise durch einen Nickelschaum gebildet, der einen Feststoffgehalt von beispielsweise zwischen 4% und 25% aufweisen kann.In the illustrated embodiment is in the anode gas space 101 ; 201 the fuel cells 12 a porous foam structure 6 provided, which is flow-permeable to the fuel gas B and at the same time a support structure for the anode 1 forms. This foam structure is preferably formed by a nickel foam, which may have a solids content of, for example, between 4% and 25%.

Eine solche Schaumstruktur kann auch als Trägermaterial für die Kathode 2 vorgesehen sein und ist dann strömungsdurchlässig für das den Kathodengasraum 102; 202 durchströmende Kathodengas. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der an der Kathode vorgesehene Stromkollektor 5 als eine durch ein leitfähiges Material gebildete dreidimensionale Struktur dargestellt, anstelle dessen kann jedoch auch eine poröse Schaumstruktur der genannten Art verwendet werden.Such a foam structure can also serve as a carrier material for the cathode 2 be provided and is then flow-permeable to the cathode gas space 102 ; 202 flowing through cathode gas. In the illustrated embodiment, the current collector provided at the cathode is 5 As a three-dimensional structure formed by a conductive material, but instead of a porous foam structure of the type mentioned can be used.

11: Anodeanode
22: Kathodecathode
33: Elektrolytmatrixelectrolyte matrix
44: Bipolarblechbipolar separator
4a4a: Stufe, AbsatzStep, paragraph
5a, b5a, b: Stromkollektorcurrent collector
66: Schaumstrukturfoam structure
88th: Randtascheedge bag
1010: Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
1212: Brennstoffzellefuel cell
1313: Anodeneinganganode input
1414: Anodenausganganode output
1515: Kathodeneingangcathode input
1616: Kathodenausgangcathode output
123, 124123 124: Gashaubegas hood
223, 224223 224: Gashaubegas hood
123a, 124a123a, 124a: GashaubendichtungGas hood seal
223a, 224a223a, 224a: GashaubendichtungGas hood seal
131, 132131 132: GasführungskanalGas duct
231, 232231 232: GasführungskanalGas duct
141, 142141 142: GasführungskanalGas duct
241, 242241 242: GasführungskanalGas duct
151, 251151 251: GasführungskanalGas duct
161, 261161 261: GasführungskanalGas duct
BB: Brenngasfuel gas
OO: Kathodengascathode gas
101, 201101 201: AnodengasraumAnode gas space
102, 202102 202: KathodengasraumCathode gas space

Claims

Fuel cell assembly with in the form of a fuel cell stack ( 10 ) arranged fuel cells ( 12 ), each having an anode ( 1 ), a cathode ( 2 ) and an electrolyte matrix ( 3 ) and by bipolar plates ( 4 ) are separated from each other, with an anode entrance ( 13 ) for supplying fresh fuel gas (B) to the anodes ( 1 ) and an anode output ( 14 ) for discharging spent fuel gas (B) from the anodes ( 1 ), with a cathode input ( 15 ) for supplying fresh cathode gas (O) to the cathodes ( 2 ) and a cathode output ( 16 ) for removing spent cathode gas (O) from the cathodes ( 2 ), wherein within the fuel cells ( 12 ) Anode gas spaces ( 101 ; 201 ) and cathode gas spaces ( 102 ; 202 ) are provided to the fuel gas at the anodes ( 1 ) and the cathode gas at the cathodes ( 2 ), wherein the fuel gas (B) in a given main flow direction through the anode gas space ( 101 ; 201 ) is feasible and the cathode gas (O) in a given main flow direction through the cathode gas space ( 102 ; 202 ) is feasible, wherein the main flow direction of the fuel gas (B) in the anode gas space ( 101 ) substantially in cocurrent to the main flow direction of the cathode gas (O) in the cathode gas space ( 102 ), or wherein the main flow direction of the fuel gas (B) in the anode gas space ( 201 ) substantially in countercurrent to the main flow direction of the cathode gas (O) in the cathode gas space ( 202 ), wherein furthermore the anode entrance ( 13 ) and the anode output ( 14 ), two opposite sides of the fuel cell stack are assigned, which also, opposite each other, the cathode input ( 15 ) and the cathode output ( 16 ), and further wherein at the anode entrance ( 13 ) one or more with the anode gas space ( 101 ; 201 ) connected gas guide channels ( 131 . 132 ; 231 . 232 ), at the anode output ( 14 ) one or more with the anode gas space ( 101 ; 201 ) connected gas guide channels ( 141 . 142 ; 241 . 242 ), at the cathode entrance ( 15 ) one or more with the cathode gas space ( 102 ; 202 ) connected gas guide channels ( 151 ; 251 ) and at the cathode output ( 16 ) one or more with the cathode gas space ( 102 ) connected gas guide channels ( 161 ; 261 ) are provided, characterized in that at least on one side of the fuel cell stack ( 10 ) the gas guide channels ( 131 . 132 . 141 . 142 . 151 . 161 ; 231 . 232 . 241 . 242 . 251 . 261 ) in a common gas hood ( 123 . 124 ; 223 . 224 ) are summarized.

Fuel cell arrangement according to claim 1, characterized in that the one or more gas guide channels ( 131 . 132 ) at the anode entrance ( 13 ) and the gas guide channel (s) ( 151 ) at the cathode entrance ( 15 ) on one side of the fuel cell stack ( 10 ) and the gas guide channel (s) ( 141 . 142 ) at the anode output ( 14 ) and the gas guide channel (s) ( 161 ) at the cathode output ( 16 ) on the opposite side of the fuel cell stack ( 10 ) are provided.

Fuel cell arrangement according to claim 1, characterized in that the one or more gas guide channels ( 231 . 232 ) at the anode entrance ( 13 ) and the gas guide channel (s) ( 261 ) at the cathode output ( 16 ) on one side of the fuel cell stack ( 10 ) and the gas guide channel (s) ( 241 . 242 ) at the anode output ( 14 ) and the gas guide channel (s) ( 251 ) at the cathode entrance ( 15 ) on the opposite side of the fuel cell stack ( 10 ) are provided.

Fuel cell arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that with respect to the transverse direction of the fuel cell stack ( 10 ) first gas guide channels ( 151 . 161 ; 251 . 261 ) in a central region of the fuel cell stack ( 10 ) and second gas guide channels ( 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 ) in an edge region of the fuel cell stack ( 10 ) are arranged.

Fuel cell arrangement according to claim 4, characterized in that the centrally located first gas guide channels ( 151 . 161 ; 251 . 261 ) with the associated gas spaces ( 102 ; 202 ) of the fuel cells ( 12 ) directly connected in terms of flow and from the unassigned gas spaces ( 102 ; 201 ) of the fuel cells ( 12 ) by at the unassigned gas spaces ( 101 ; 201 ) provided edge seals ( 8th ) are separated in terms of flow.

Fuel cell arrangement according to claim 5, characterized in that the edge seals ( 8th ) through the gas space concerned ( 101 ; 201 ) laterally comprehensive U-shaped edge pockets ( 8th ) are formed.

Fuel cell arrangement according to claim 4, 5 or 6, characterized in that located in the edge region second gas guide channels ( 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 ) with the associated gas spaces ( 101 . 201 ) of the fuel cells ( 12 ) directly connected in terms of flow and from the unassigned gas spaces ( 102 . 202 ) of the fuel cells ( 12 ) through the bipolar plates ( 4 ) are separated in terms of flow.

Fuel cell arrangement according to claim 7, characterized in that the bipolar plates ( 4 ) in the transition from the central area to the edge area, a step or a step ( 4a ), whereby the centrally located first gas guide channels ( 151 . 161 ; 251 . 261 ) associated gas spaces ( 102 ; 202 ) of the second gas guide channels located in the edge region ( 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 ) are separated in terms of flow.

Fuel cell arrangement according to one of claims 4 to 8, characterized in that the centrally located first gas guide channels ( 151 . 161 ; 251 . 261 ) in fluid communication with the cathode gas spaces ( 102 ; 202 ) of the fuel cells ( 12 ) and that the second gas ducts located in the edge region ( 131 . 132 . 141 . 142 ; 231 . 232 . 241 . 242 ) in fluid communication with the anode gas spaces ( 101 ; 201 ) of the fuel cells ( 12 ) are connected.

Fuel cell arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the gas guide channels ( 131 . 132 . 141 . 142 . 151 . 161 ; 231 . 232 . 241 . 242 . 251 . 261 ) parallel to the longitudinal direction of the fuel cell stack ( 10 ) are extended.

Fuel cell arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the anode gas space ( 101 ; 201 ) and / or in the cathode gas space ( 102 ; 202 ) of the fuel cells ( 12 ) a gas flow permeable porous foam structure is provided.

Fuel cell arrangement according to claim 11, characterized in that the porous foam structure ( 6 ) is formed by a nickel foam.