DE10253141A1

DE10253141A1 - Brennstoffzelle und Verfahren zum Zusammenbauen derselben

Info

Publication number: DE10253141A1
Application number: DE10253141A
Authority: DE
Inventors: Shiro Akiyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP3906673B2; CA2410190A1; DE10253141B4; CA2410190C; US20030091873A1; JP2003151604A; US7582377B2

Abstract

Ein Druckverlust in einem Oxidationskanal (22) von jeder der einzelnen Zellen (20) wird erhalten, indem bewirkt wird, dass Gas durch den Oxidationsgaskanal (22) strömt und eine Differenz zwischen durch einen ersten und einen zweiten Druckmesser (78, 84) erfassten Gasdrücken berechnet wird. Dieser Druckverlust wird mit vorbestimmten Klassen so verglichen, dass eine Einteilung klassenmäßig ausgeführt wird. Der Druckverlust im Oxidationsgaskanal (22) hat einen vorbestimmten zulässigen Bereich, der in zwei oder mehr kleine Bereiche geteilt ist, die jeweils als eine erste Klasse, zweite Klasse, ... und n-te Klasse bezeichnet sind. Die zu diesem Zeitpunkt zu messende einzelne Zelle (20) wird in eine bestimmte Klasse abhängig davon eingeteilt, welche die ersten bis n-ten Klasse dem Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal (22) entspricht. Die Einteilung wird ähnlich auch bei dem Druckverlust in einem Brennstoffgaskanal (21) ausgeführt. Jene im Hinblick auf die Klasse gleichwertigen einzelnen Zellen (20) werden zusammengetragen und kombiniert, um eine Brennstoffzelle (10) herzustellen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzelle und ein Verfahren zum Zusammenbauen derselben.

Eine allgemein bekannte Brennstoffzelle wird gebildet, indem eine Vielzahl an einzelnen Zellen laminiert oder geschichtet wird, die jeweils eine Membranelektrodenbaugruppe (nachstehend ist diese als MEA bezeichnet) haben, die zwischen zwei Separatoren angeordnet ist. Die MEA besteht aus einer elektrolytischen Membran und Gasdiffusionselektroden. Platin als katalytische Elektroden wird an beiden Flächen der elektrolytischen Membran aufgetragen, die zwischen den Gasdiffusionselektroden angeordnet wird. Die katalytische Elektrode und die Gasdiffusionselektrode, die an einer Fläche der MEA ausgebildet sind, bilden eine Anode, und die katalytische Elektrode und die Gasdiffusionselektrode, die an der anderen Oberfläche der MEA ausgebildet sind, bilden eine Kathode. Ein Brennstoffgaskanal, der bewirkt, dass Wasserstoffgas als Brennstoffgas zu einer einzelnen Zelle verteilt wird, ist in einem Separator der Anode zugewandt ausgebildet. Ein Oxidationsgaskanal, der bewirkt, dass Luft als Oxidationsgas zu der einzelnen Zelle verteilt wird, ist in einem Separator der Kathode zugewandt ausgebildet.

Wenn die Streuungsbreite der Ausgabespannung unter den einzelnen Zellen, die eine Brennstoffzelle bilden, zunimmt, kann sich die Gesamtleistung der Brennstoffzelle verschlechtern. Somit gibt es mit der Offenbarung in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-208 161 einen Stand der Technik, bei dem Ausgabespannungen von einzelnen Zellen jeweils während der Betriebssteuerung einer Brennstoffzelle einzeln überwacht werden, wobei eine Standardabweichung von den Ausgabespannungen berechnet wird und wobei die elektrische Stromdichte, die Reaktionsgasströmungsrate oder der Reaktionsgasdruck auf der Basis der Standardabweichung im Hinblick auf das Halten einer hohen Leistung der Brennstoffzelle als Ganzes gesteuert wird.

Selbst wenn die elektrische Stromdichte, die Reaktionsgasströmungsrate oder der Reaktionsgasdruck somit auf der Grundlage einer Standardabweichung der Abgabespannungen der einzelnen Zellen gesteuert wird, hat eine derartige Steuerung allein ihre Grenzen beim Unterdrücken des Einflusses der Streuung der Ausgabespannung unter den einzelnen Zellen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Brennstoffzelle zu schaffen, die den Einfluss der Streuung zum Zeitpunkt der Herstellung ihrer Komponenten unterdrücken kann. Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Zusammenbau einer derartigen Brennstoffzelle zu schaffen.

Bei dem vorstehend erwähnten ersten Aspekt können ferner die Komponenten in zwei oder mehr verschiedene Klassen im Hinblick auf die Genauigkeit oder die Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung eingeteilt werden, und dass jene Komponenten, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, zusammengetragen und kombiniert werden. In diesem Fall werden die Komponenten in die Klassen eingeteilt und jene Komponenten, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, werden zusammengetragen und kombiniert, wodurch der Effekt der Erfindung erzielt wird.

Bei dem vorstehend erwähnten ersten Aspekt können außerdem die Komponenten in Klassen entsprechend zwei oder mehr geteilten Bereichen innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereiches der Genauigkeit oder Eigenschaft zu dem Zeitpunkt der Herstellung eingeteilt werden, und dass jene Komponenten, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, zusammengetragen und kombiniert werden. Da in diesem Fall die Komponenten in die Klassen entsprechend den zwei oder mehr geteilten Bereichen innerhalb der vorbestimmten zulässigen Bereiche eingeteilt sind, können jene Komponenten ausgeschlossen werden, deren Genauigkeit oder Eigenschaft außerhalb des zulässigen Bereiches ist.

Ein Verfahren zum Zusammenbau einer Brennstoffzelle gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist die folgenden Schritte auf: einen ersten Schritt zum Messen einer Genauigkeit oder Eigenschaft einer Vielzahl an bei der Brennstoffzelle angewendeten Bauteilen zum Zeitpunkt der Herstellung; und einen zweiten Schritt zum Unterscheiden der Bauteile voneinander auf der Grundlage der Genauigkeit oder einer Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung und zum Zusammentragen und Kombinieren von jenen Bauteilen, die im Wesentlichen die gleiche Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung haben.

Da gemäß dem zweiten Aspekt jene in einer Brennstoffzelle angewendeten Komponenten, die im Wesentlichen im Hinblick auf die Genauigkeit oder Eigenschaft im Wesentlichen gleichwertig sind, zusammengetragen und kombiniert werden, wird die Streuungsbreite der Genauigkeit oder Eigenschaft zwischen diesen Komponenten verringert. Somit kann der Einfluss einer derartigen Streuung unterdrückt werden, und eine Brennstoffzelle mit ausgezeichneter Leistung kann erzielt werden.

Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung ist außerdem der zweite Schritt ein Schritt zum Einteilen der Komponenten in zwei oder mehr verschiedene Klassen im Hinblick auf die Genauigkeit oder eine Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung und zum Ansammeln und Kombinieren von jenen Komponenten, die im Hinblick auf die Klassen gleichwertig sind. In diesem Fall werden die Komponenten in die Klassen eingeteilt, und jene Komponenten, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, werden zusammengetragen und kombiniert, wodurch der Effekt der Erfindung erzielt wird.

Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es ebenfalls geeignet, dass der zweite Schritt ein Schritt zum Einteilen der Komponenten in Klassen entsprechend zwei oder mehr geteilten Bereichen innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereiches im Hinblick auf die Genauigkeit oder eine Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung und zum Ansammeln und Kombinieren von jenen Komponenten, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, ist. Da in diesem Fall die Komponenten in Klassen entsprechend den zwei oder mehr geteilten Bereichen innerhalb der vorbestimmten zulässigen Bereiche sind, können jene Komponenten ausgeschlossen werden, deren Genauigkeit oder Eigenschaft außerhalb des zulässigen Bereiches liegt.

Bei dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung sind die Komponenten nicht speziell beschränkt, solange sie aus einer Vielzahl an Bestandteilen einer einzelnen Brennstoffzelle bestehen. Beispielsweise ist es geeignet, dass die Komponenten einzelne Zellen sind, dass die Komponenten Membranelektrodenbaugruppen oder Separatoren sind, die die einzelnen Zellen bilden, oder dass die Komponenten Gasdiffusionselektrodenlagen, katalytische Elektrodenlagen oder Elektrolytmembrane sind, die Membranelektrodenbaugruppen bilden.

Bei dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung ist der zulässige Bereich ein Bereich, bei dem keinerlei Störung bei Situationen in der Praxis bewirkt wird. Der zulässige Bereich kann beispielsweise entweder empirisch oder theoretisch bestimmt werden. Des weiteren kann der zulässige Bereich in dem Fall, bei dem eine Einteilung auf der Grundlage der Klassen ausgeführt wird, breiter als der zulässige Bereich in dem Fall sein, bei dem eine Einteilung auf der Grundlage der Klassen nicht ausgeführt wird. Das heißt wenn eine Einteilung auf der Grundlage der Klassen ausgeführt wird, ist die Streuungsbreite der Genauigkeit oder der Eigenschaft verringert, und als ein Ergebnis wird die Steuerstabilität der Brennstoffzelle erhöht. Folglich ergibt sich selbst dann, wenn ein Bereich, der als unzulässig gemäß dem zugehörigen Stand der Technik erachtet wird, in den zulässigen Bereich eingebaut ist, eine geringfügige Chance im Hinblick auf eine Störung, die bei Situation in der Praxis bewirkt wird.

Die vorstehend dargelegten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich hervor, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Brennstoffzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2A zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer einzelnen Zelle zum Bilden der Brennstoffzelle gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2B zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der einzelnen Zelle, die dazu gestaltet ist, die Brennstoffzelle gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu bilden, unter Betrachtung aus einem Winkel, der in Fig. 2A mit "A" gezeigt ist.
Fig. 3A zeigt eine Querschnittsansicht des Gesamtaufbaus der einzelnen Zelle, die nicht zusammengebaut ist.
Fig. 3B zeigt eine Querschnittsansicht des Gesamtaufbaus der einzelnen Zelle, die zusammengebaut ist.
Fig. 4 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Prozedur, die mit der Messung eines Druckverlustes bei jeder einzelnen Zelle beginnt und die mit dem Kombinieren der einzelnen Zellen endet.
Fig. 5 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Druckverlust bei der einzelnen Zelle und der Anzahl der Erzeugnisse.
Um die Erfindung weiter klarzustellen, ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Eine Brennstoffzelle 10 ist eine Brennstoffzelle der festen Hochpolymerart und besteht hauptsächlich aus einem Stapelaufbau, der erhalten wird, indem eine Vielzahl an einzelnen Zellen 20 als Basiseinheiten laminiert werden. Jede einzelne Zelle 20 hat eine MEA 30, die zwischen einem ersten Separator 40 und einem zweiten Separator 50 angeordnet ist.
Die MEA 30 ist eine Membranelektrodenbaugruppe mit einer elektrolytischen Membran 31, die zwischen einer Anode 32 und einer Kathode 33 angeordnet ist. Es sollte hierbei beachtet werden, dass die elektrolytische Membran 31 eine Proton-Leition- Austauschmembran (beispielsweise eine von DuPont® hergestellte Nation®-Membran) ist, die aus einem festen Hochpolymermaterial wie beispielsweise Fluorharz hergestellt ist und eine hohe elektrische Leitfähigkeit im feuchten Zustand aufweist. Platin oder eine aus Platin oder einem anderen Metall bestehende Legierung wird auf beide Flächen der elektrolytischen Membran 31 aufgetragen, wodurch katalytische Elektrodenlagen 34 und 35 ausgebildet werden. Gasdiffusionselektrodenlagen 36 und 37, die aus Kohlenstofftextilien ausgebildet sind, die aus Kohlenstofffaserdrähten gewebt sind, werden außerhalb der katalytischen Elektrodenlagen 34, 35 jeweils angeordnet. Die katalytische Elektrodenlage 34 und die Gasdiffusionselektrodenlage 36 bilden die Anode 32. Die katalytische Elektrodenlage 35 und die Gasdiffusionselektrodenlage 37 bilden die Kathode 33. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die Gasdiffusionselektrodenlagen 36 und 37 aus Kohlenstofftextilstück ausgebildet sind. Die Gasdiffusionselektrodenlagen 36 und 37 können außerdem aus Kohlenstoffpapier oder Kohlenstofffilz ausgebildet sein, der aus Kohlenstofffaser hergestellt ist, und es ist lediglich erforderlich, dass sie ein ausreichendes Gaszerstreuungsvermögen und eine ausreichende Leitfähigkeit aufzeigen.
Sowohl der erste als auch der zweite Separator 40 und 50 ist aus einem gegenüber Gas undurchlässigen leitfähigen Element ausgebildet, wie beispielsweise aus geformten Kohlenstoff, das durch ein Verdichten des Kohlenstoffs gegenüber Gas undurchlässig gemacht worden ist. Lochabschnitte 41 und 42 sind entlang einer der beiden entgegengesetzten Seiten des ersten Separators 40 ausgebildet. Lochabschnitte 46 und 47 sind entlang der anderen Seite des ersten Separators 40 ausgebildet. Eine gewundene konkave Nut 43 für eine Verbindung zwischen den Lochabschnitten 41 und 42 ist an einer Fläche des ersten Separators 40 ausgebildet, die der Anode 32 der MEA 30 zugewandt ist. Die konkave Nut 43 bildet einen Brennstoffgaskanal 21 in der einzelnen Zelle 20. Das heißt wenn Brennstoffgas von dem Lochabschnitt 41 bei der einzelnen Zelle 20 geliefert wird, wird das Brennstoffgas von dem Lochabschnitt 42 über die konkave Nut 43 abgegeben. Es sollte hierbei beachtet werden, dass eine Vielzahl an kleinen Vorsprüngen 44 mit einer vorbestimmten Form von einer Bodenfläche der konkaven Nut 43 vorragen. Die kleinen Vorsprünge 44 haben eine Funktion zum Sicherstellen einer ausreichenden Leitfähigkeit durch einen Kontakt zwischen ihren Endflächen und der Gasdiffusionselektrodenlage 36 der Anode 32 und zum Verbessern des Gasnutzverhältnisses durch eine Diffusion des Gases, das durch den Brennstoffgaskanal 21 strömt, der durch die konkave Nut 43 ausgebildet ist. Andererseits sind Lochabschnitte 51 und 52 entlang einer der beiden entgegengesetzten Seiten des zweiten Separators 50 ebenfalls ausgebildet. Lochabschnitte 56 und 57 sind entlang der anderen Seite des zweiten Separators 50 ausgebildet. Eine gewundene konkave Nut 53 für eine Verbindung der Lochabschnitte 56 und 57 ist an einer Fläche des zweiten Separators 50 ausgebildet, die der Kathode 33 der MEA 30 zugewandt ist. Die konkave Nut 53 bildet einen Oxidationsgaskanal 22 bei der einzelnen Zelle 20.
Das heißt, wenn Brennstoffgas von dem Lochabschnitt 56 bei der einzelnen Zelle 20 geliefert wird, wird das Brennstoffgas von dem Lochabschnitt 57 durch die konkave Nut 53 abgegeben. Obwohl dies nicht gezeigt ist, sind kleine Vorsprünge, die im Wesentlichen die gleichen wie jene bei der konkaven Nut 43 sind, in der konkaven Nut 53 ausgebildet. Die Lochabschnitte 41 und 42 des ersten Separators 40 stehen mit den Lochabschnitten 51 und 52 des zweiten Separaturs 50 jeweils in Verbindung. Die Lochabschnitte 46 und 47 des ersten Separators 40 stehen mit den Lochabschnitten 56 und 57 des zweiten Separators 50 jeweils in Verbindung.
Die Brennstoffzelle 10 wird vollendet, indem die einzelnen Zellen 20 laminiert werden und anschließend eine Kollektorplatte 11, eine Isolationsplatte 13 und eine Endplatte 15 an einem Ende und eine Kollektorplatte 12, eine Isolationsplatte 14 und eine Endplatte 16 an dem anderen Ende angeordnet werden. Die Kollektorplatten 11 und 12 sind aus einem gegenüber Gas undurchlässigen leitfähigen Element ausgebildet, wie beispielsweise kompakter Kohlenstoff, eine Kupferplatte oder dergleichen. Die Isolationsplatten 13 und 14 sind aus einem isolierenden Element wie beispielsweise Gummi, Harz oder dergleichen ausgebildet. Die Endplatten 15 und 16 sind aus einem Metall wie beispielsweise unelastischem Stahl oder dergleichen ausgebildet. Die Kollektorplatten 11 und 12 haben jeweils Ausgangsanschlüsse 17 und 18, so dass eine in der Brennstoffzelle 10 erzeugte elektromotorische Kraft ausgegeben werden kann. Die Endplatten 15 und 16 beaufschlagen die laminierten einzelnen Zellen 20 in der Richtung der Laminierung mittels einer (nicht gezeigten) Druckbeaufschlagungsvorrichtung mit Druck und halten somit diese.
In der Brennstoffzelle 10 mit den laminierten einzelnen Zellen 20 stehen die Lochabschnitte 41 und 51 von jeder der sämtlichen einzelnen Zellen 20 miteinander in Verbindung und bilden somit eine Brennstoffgasliefersammelleitung 61. Die Lochabschnitte 42und 52 von jeder der sämtlichen einzelnen Zellen 20 stehen miteinander in Verbindung und bilden somit eine Brennstoffgasabgabesammelleitung 62. Die Lochabschnitte 46 und 56 von jeder der sämtlichen einzelnen Zellen 20 stehen miteinander in Verbindung und bilden somit eine Oxidationsgasliefersammelleitung 66. Die Lochabschnitte 47 und 57 von jeder der sämtlichen einzelnen Zellen 20 stehen miteinander in Verbindung und bilden somit eine Oxidationsgasabgabesaznmelleitung 67. Es sollte hierbei beachtet werden, dass ein Abdichtelement 38 in einem Zwischenraum zwischen dem ersten Separator 40 und dem zweiten Separator 50 angeordnet ist. Das Abdichtelement 38 spielt eine Rolle zum Verhindern eines Vermischens von Brennstoffgas und Oxidationsgas in jenem Abschnitt und zum Verhindern eines Austretens der Gase zu der Außenseite.
Wenn die Brennstoffzelle 10 betrieben wird, wird Brennstoffgas (in diesem Fall Wasserstoffgas) zu der Brennstoffgasliefersammelleitung 61 mittels einer (nicht gezeigten) Steuervorrichtung geliefert und Oxidationsgas (Druckluft in diesem Fall) wird zu der Oxidationsliefersammelleitung 66 mittels der Steuervorrichtung geliefert. Dann strömt das Brennstoffgas durch den Brennstoffgaskanal 21 von jeder der einzelnen Zellen 20 und wird zu der Außenseite der Brennstoffzelle 10 über die Brennstoffgasabgabesammelleitung 62 abgegeben. Oxidationsgas strömt durch den Oxidationsgaskanal 22 von jeder der einzelnen Zellen 22 und wird zu der Außenseite der Brennstoffzelle 10 durch die Oxidationsgasabgabesammelleitung 67 abgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird eine elektromotorische Kraft in jeder der einzelnen Zellen 20 durch eine elektrochemische Reaktion erzeugt. Da jedoch die einzelnen Zellen 20 in Reihe verbunden sind, ist die Summe der elektromotorischen Kräfte in den einzelnen Zellen 20 eine Abgabeleistung der Brennstoffzelle 10 gleich.
Obwohl dies in den Zeichnungen des vorliegenden Ausführungsbeispiels nicht gezeigt ist, sind Kühlmittelkanäle, durch die ein Kühlmittel strömt, ebenfalls in den einzelnen Zellen 20 ausgebildet. Da die in der Brennstoffzelle 10 voranschreitende elektrochemische Reaktion eine exothermische Reaktion ist, wird die Innentemperatur der Brennstoffzelle 10 in einem vorbestimmten Temperaturbereich gehalten, indem bewirkt wird, dass ein Kühlmittel durch die Kühlmittelkanäle umläuft.
Die Brennstoffzelle 10 hat einen aus laminierten einzelnen Zellen 20 bestehenden Stapelaufbau. Es sollte hierbei beachtet werden, dass sämtliche laminierten einzelnen Zellen 20 erhalten werden, indem einzelne Zellen zusammengetragen und kombiniert werden, die im Wesentlichen den gleichen Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal 21 haben und die im Wesentlichen den gleichen Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 haben. Obwohl die folgende Beschreibung ein Beispiel des Druckverlustes in dem Oxidationsgaskanal 22 behandelt, gilt das gleiche für den Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal 21.
Fig. 4 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Prozedur, die mit dem Messen eines Druckverlustes in jeder einzelnen Zelle beginnt und die mit dem Kombinieren der einzelnen Zellen endet. Um einen Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 von jeder der einzelnen Zellen 20 zu messen, wie dies durch den Ausdruck "(1) Messung eines Druckverlustes in jeder einzelnen Zelle" aufgezeigt ist, wird eine erste Abdichtplatte 80 zunächst in einen engen Kontakt mit dem ersten Separator 40 von jedem der einzelnen Zellen 20 gebracht, so dass die Lochabschnitte 41, 42, 46 und 47 durch die erste Abdichtplatte 80 geschlossen sind. Eine zweite Abdichtplatte 82 wird in einen engen Kontakt mit dem zweiten Separator 50 der einzelnen Zelle 20 gebracht, so dass die Lochabschnitte 51, 52, 56 und 57 durch die zweite Abdichtplatte 82 geschlossen sind. Jede der Abdichtplatten 80 und 82 hat eine Gummifläche, die mit der einzelnen Zelle 20 in Kontakt gelangt. Die Gummifläche schließt entsprechende Lochabschnitte in einer luftdichten Weise. Des weiteren hat die zweite Abdichtplatte 82 ein Einführloch 82a und ein Abgabeloch 82b. Das Einführloch 82a erstreckt sich von einer Seitenfläche der zweiten Abdichtplatte 82 bis zu einer Position, die dem Lochabschnitt 51 zugewandt ist. Das Abgabeloch 82b erstreckt sich von einer Position, die dem Lochabschnitt 52 zugewandt ist, zu einer Seitenfläche der zweiten Abdichtplatte 82.
Ein Regler 70 zum Stabilisieren eines Ausgangsdrucks, ein Filter 72 zum Entfernen von Staub aus dem Gas, eine Strömungssteuereinrichtung 74 zum Steuern einer Strömungsrate, ein Drosselventil 76 zum Einstellen der Drosselung der. Gasströmung und ein erster Druckmesser 78 zum Messen eines Drucks eines Gases, das zu der einzelnen Zelle 20 geliefert wird, sind in einer Gaslieferleitung Lin eingebaut, die mit dem Einführloch 82a verbunden ist. Diese Komponenten oder Bauteile sind in dieser Reihenfolge beginnend von einem stromaufwärtigen Abschnitt der Gaslieferleitung Lin angeordnet. Andererseits sind ein zweiter Druckmesser 84 zum Messen eines Druckes eines Gases, das von der einzelnen Zelle 20 abgegeben wird, und ein Drosselventil 86 zum Einstellen der Drosselung der Gasströmung in einer Gasabgabeleitung Lout eingebaut, die mit dem Abgabeloch 82b verbunden ist. Diese Komponenten oder Bauteile sind in dieser Reihenfolge, beginnend von einem stromaufwärtigen Abschnitt der Gasabgabeleitung Lout, angeordnet. Beim Messen eines Druckverlustes wird ein Druckgas zu der Gaslieferleitung Lin geliefert und der Regler 70 wird bei einem vorbestimmten Ausgangsdruck eingestellt. Die Strömungsrate des Druckgases wird durch die Strömungssteuereinrichtung 74 eingestellt und die Drosselung des Druckgases wird durch die Drosselventile 76, 86 eingestellt. Dann wird ein von dem ersten Druckmesser 78 gelesener Wert als ein lieferseitiger Gasdruck erachtet und ein von dem zweiten Druckmesser 84 gelesener Wert wird als ein abgabeseitiger Gasdruck erachtet. Eine Differenz zwischen den beiden Gasdrücken wird berechnet und als ein Druckverlust erachtet, der dann in eine bestimmte von vorbestimmten Klassen eingeteilt wird.
Vor der Erläuterung der Einteilung auf der Grundlage der Klassen ist ein Verfahren zum Bestimmen der Klassen beschrieben. Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Druckverlust in jeder der einzelnen Zellen und der Anzahl der Erzeugnisse. Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, hat der Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 einen vorbestimmten zulässigen Bereich. Wenn angenommen wird, dass die Abszissenachse den Druckverlust darstellt und dass die Ordinatenachse die Häufigkeit (die Anzahl an Erzeugnissen) darstellt, wird eine im Wesentlichen normale Verteilung erhalten. Dieser zulässige Bereich wird in zwei oder mehr kleine Bereiche geteilt, denen eine erste Klasse, eine zweite Klasse, . . . und eine n-te Klasse jeweils zugeordnet ist. Die erste Klasse ist als ein Bereich mit einem minimalen Druckverlust definiert, das heißt ein Bereich mit einem minimalen Widerstand gegenüber der Gasströmung. Wenn die Ordnungszahl der Klasse zunimmt, nimmt der Druckverlust allmählich zu. Die n-te Klasse ist als ein Bereich mit einem maximalen Druckverlust definiert, das heißt ein Bereich mit einem maximalen Widerstand gegenüber der Gasströmung. Bei der Einteilung auf der Grundlage der Klassen können die kleinen Bereiche bestimmt werden, indem der zulässige Bereich entweder gleich oder ungleich geteilt wird.
Der Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 in der einzelnen Zelle 20 wird vermutlich gestreut, da der Oxidationsgaskanal 22 bei den Erzeugnissen geringfügig im Hinblick auf das Volumen oder die Innenform unterschiedlich ist. Eine derartig geringfügige Differenz ist vermutlich dem Umstand zuschreibbar, dass die Genauigkeit beim Ausbilden der konkaven Nut 53 des Separators 50 oder sich die Genauigkeit beim Ausbilden der kleinen, von der konkaven Nut vorragenden Vorsprünge unter den Erzeugnissen unterscheidet, dass sich die elektrolytische Membran 31, die katalytische Elektrodenlage 35 oder die Gasdiffusionselektrodenlage 37 der MEA 30 im Hinblick auf die Dicke oder Dichte unter den Erzeugnissen unterscheidet oder dass sich der Betrag des Abdichtelementes 38, das beim miteinander erfolgenden Verbinden des ersten und zweiten Separators 40 und 50 verwendet wird, bei den Erzeugnissen unterscheidet.
Die Einteilung auf der Grundlage der Klassen wird wie folgt ausgeführt. Das heißt, der Oxidationsgaskanal 22 der einzelnen Zelle 20, die in diesem Augenblick zu messen ist, wird in eine bestimmte Klasse in Abhängigkeit davon eingeteilt, welche der ersten bis n-ten Klasse einem Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 entspricht. In ähnlicher Weise wird der Brennstoffgaskanal 21 der einzelnen Zelle 20, die in diesem Augenblick zu messen ist, in eine bestimmte Klasse in Abhängigkeit davon eingeteilt, welche der ersten bis n-ten Klasse einem Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal entspricht. Dann wird eine entsprechende Position der einzelnen Zelle 20, die zu diesem Zeitpunkt zu messen ist, in einer bei dem Ausdruck "(2) Einteilung auf der Grundlage von Klassen" in Fig. 4 gezeigten Tabelle, das heißt in einer Tabelle, die die Klassen des Oxidationsgaskanals 22 und des Brennstoffgaskanals 21 wiedergibt, aufgezeichnet. Wenn beispielsweise der Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 der ersten Klasse entspricht und der Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal 21 der zweiten Klasse entspricht, wird die Position der einzelnen Zelle 20 als "Klasse 1-2" in der Tabelle aufgezeichnet.
Nachdem die Position von jeder einzelnen Zelle 20 als "Klasse O- O" (O gibt eine ganze Zahl gleich wie oder größer als 1 wieder) in der Tabelle aufgezeichnet worden ist, werden die einzelnen Zellen 20, die zu der gleichen Klasse gehören, zusammengetragen und so kombiniert, dass die Kraftstoffzelle 10 hergestellt wird, wie dies aus dem Ausdruck "(3) Kombinieren von einzelnen Zellen" in Fig. 4 hervorgeht. Beispielsweise werden die einzelnen Zellen 20, die zu "Klasse 1-1" gehören, zusammengetragen und kombiniert, oder die einzelnen Zellen 20, die zu "Klasse 1-2" gehören, werden zusammengetragen und kombiniert. Als ein Ergebnis hat die somit erhaltene Kraftstoffzelle 10 einen im Wesentlichen gleichen Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22. Folglich strömt Oxidationsgas, das von der Oxidationsgasliefersammelleitung 66 geliefert worden ist, durch den Oxidationsgaskanal 22 von einer beliebigen der einzelnen Zellen 20, die die Brennstoffzelle 10 bilden, bei einer im Wesentlichen gleichen Strömungsrate. Des Weiteren strömt, da die Brennstoffzelle 10 im Wesentlichen einen gleichen Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal 21 hat, Brennstoffgas, das von der Brennstoffgasliefersammelleitung 61 geliefert worden ist, durch den Brennstoffgaskanal 21 von einer beliebigen der einzelnen Zellen 20, die die Brennstoffzelle 10 bilden, bei einer im Wesentlichen gleichen Strömungsrate. Dem gemäß tritt eine elektrochemische Reaktion im Wesentlichen in der gleichen Weise auf und eine im Wesentlichen gleiche Ausgabespannung wird in jeder der einzelnen Zellen 20 erzeugt.
Gemäß der Brennstoffzelle 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das vorstehend detaillierter beschrieben ist, ist die Streuungsbreite der Eigenschaft der einzelnen Zellen 20 als eine Vielzahl von Bestandteilen, die bei der Brennstoffzelle 10 angewandt werden, das heißt die Streuungsbreite des Druckverlustes in den Gaskanälen 21 und 22 verringert. Folglich kann der Einfluss einer derartigen Streuung unterdrückt werden und es wird eine ausgezeichnete Leistung bei der Brennstoffzelle 10 erzielt. Wenn beispielsweise die Druckverluste in den einzelnen Zellen 20 weit gestreut sind, werden die einzelnen Zellen 20 mit erwünschten Druckverlusten und die einzelnen Zellen 20 mit annähernd nicht akzeptablen Druckverlusten bei der einzelnen Brennstoffzelle 10 miteinander vermengt. Es ist schwierig, gleichzeitig Steuerungen auszuführen, die für die einzelnen Zellen 20 von diesen zwei verschiedenen Arten geeignet sind. Wenn jedoch die Druckverluste wie in dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels eng gestreut sind, enthält die einzelne Brennstoffzelle 10 lediglich die einzelnen Zellen 20, die einen im Wesentlichen gleichen Druckverlust haben. Somit muss lediglich eine Steuerung ausgeführt werden, die für die einzelnen Zellen 20 von dieser einen Art geeignet ist. Folglich ist die Steuerstabilität bei der Brennstoffzelle 10 erhöht.
Des Weiteren wird, da die Einteilung auf der Grundlage der Klassen gemäß den zwei oder mehr Klassen ausgeführt wird, die den vorbestimmten zulässigen Bereich bilden, jede der einzelnen Zellen 20, deren Genauigkeit oder Eigenschaftswert außerhalb des zulässigen Bereiches ist, ausgeschlossen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass der zulässige Bereich des Druckverlustes bei jedem der Gaskanäle 21 und 22 bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel breiter als der zulässige Bereich in dem Fall des zugehörigen Standes der Technik sein kann, bei dem die Einteilung auf der Grundlage der Klassen nicht ausgeführt wird. Das heißt, wenn eine Einteilung auf der Grundlage von Klassen ausgeführt wird, wird die Streuungsbreite des Druckverlustes bei jedem der Gaskanäle 21 und 22 verringert, und als ein Ergebnis wird die Steuerstabilität als Brennstoffzelle 10 erhöht.
Folglich gibt es selbst dann, wenn eine als unzulässig gemäß dem zugehörigen Stand der Technik erachtete Klasse in den zulässigen Bereich eingebaut ist, eine geringe Möglichkeit einer Störung, die bei Situationen in der Praxis bewirkt wird.
Es ist unbestreitbar offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel beschränkt ist und dass die Erfindung in verschiedenen Modi ausgeführt werden kann, so lange diese zu dem technischen Umfang der Erfindung gehören.
Beispielsweise in dem Fall, bei dem hochgradig reines Wasserstoffgas als ein Brennstoffgas in einer überschüssigen Menge geliefert wird, die eine Menge weit überschreitet, die für eine elektrochemische Reaktion bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel erforderlich ist, wenn angenommen wird, dass die einzelnen Zellen 20 mit geringen Druckverlusten in dem Brennstoffgaskanal 21 und die einzelnen Zellen 20 mit hohen Druckverlusten in dem Brennstoffgaskanal 21 miteinander vermengt und laminiert worden sind, um die Brennstoffzelle 10 herzustellen, strömt Brennstoffgas bei einer geringeren Strömungsrate durch den Brennstoffgaskanal 21 von jeder der einzelnen Zellen 20 mit hohen Druckverlusten als durch den Brennstoffgaskanal 21 von jeder der einzelnen Zellen 20 mit geringen Druckverlusten. Trotzdem ist die gelieferte Menge an Wasserstoff übermäßig und kann somit das Erfordernis der elektrochemischen Reaktion erfüllen. In einem derartigen Fall ist es nicht unbedingt erforderlich, die Streuung des Druckverlustes in dem Brennstoffkanal 21 zu berücksichtigen. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die einzelnen Zellen 20, die einen im Wesentlichen gleichen Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal 21 haben, zusammengetragen und kombiniert werden. Somit kann ebenfalls in Abhängigkeit von der gelieferten Menge an Brennstoffgas bestimmt werden, ob die Streuung des Druckverlustes in dem Brennstoffgaskanal 21 berücksichtigt werden muss. Das gleiche gilt für das Oxidationsgas.
Bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Zellen 20, die einen im Wesentlichen gleichen Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 und einen im Wesentlichen gleichen Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal 21 haben, zusammengetragen und kombiniert, um die Brennstoffzelle 10 herzustellen. Es ist jedoch auch geeignet, dass die einzelnen Zellen 20, die lediglich im Wesentlichen einen gleichen Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 haben oder die lediglich einen im Wesentlichen gleichen Druckverlust in dem Brennstoffgaskanal 21 haben, zusammengetragen und kombiniert werden, um die Brennstoffzelle 10 herzustellen.
Des Weiteren werden, obwohl die einzelnen Zellen 20, die einen im Wesentlichen gleichen Druckverlust in jedem der Gaskanäle 21und 22 haben, zusammengetragen und kombiniert, um die Brennstoffzelle 10 bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel herzustellen, ist es ebenfalls geeignet, dass die einzelnen Zellen 20, die eine im Wesentlichen gleiche Ausgabespannung haben, zusammengetragen und kombiniert werden, um die Brennstoffzelle 10 herzustellen. In diesem Fall wird die Streuung der Ausgabespannung unter den einzelnen Zellen 20 unterdrückt, und eine ausgezeichnete Leistung wird als Brennstoffzelle 10 erzielt. Beim Messen einer Ausgabespannung von jeder der einzelnen Zellen 20 wird vorzugsweise die Messung bei unverändert bleibenden Bedingungen wie beispielsweise der elektrischen Stromdichte, der Gasströmungsrate und dergleichen ausgeführt. Alternativ können außerdem die einzelnen Zellen 20, die eine im Wesentlichen gleiche IV-Eigenschaft (eine Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der elektrischen Stromdichte und der Ausgabespannung wiederspiegelt) haben, zusammengetragen und kombiniert werden, um die Brennstoffzelle 10 herzustellen. In diesem Fall wird die Streuung der IV- Eigenschaft unter den einzelnen Zellen unterdrückt, und eine ausgezeichnete Leistung wird als Brennstoffzelle 10 erzielt. Alternativ können außerdem die einzelnen Zellen 20, die jeweils den ersten Separator 40 mit der konkaven Nut 43, die bei im Wesentlichen gleicher Herstellgenauigkeit ausgebildet ist, und den zweiten Separator 50 mit der konkaven Nut 53, die mit im Wesentlichen gleicher Herstellgenauigkeit ausgebildet ist, haben, zusammengetragen und kombiniert werden, um die Brennstoffzelle 10 herzustellen. In diesem Fall ist die Streuungsbreite der Herstellgenauigkeit der konkaven Nut 53, die bei dem ersten Separator 40 ausgebildet ist, oder der konkaven Nut 53, die bei dem zweiten Separator 50 ausgebildet ist, verringert. Folglich ist auch die Streuungsbreite der Form, des Volumens oder dergleichen von jedem der Gaskanäle 21 und 22 unter den einzelnen Zellen 20 verringert. Als ein Ergebnis kann die Streuungsbreite des Druckverlustes oder der Ausgabespannung ebenfalls verringert werden. Alternativ können außerdem die einzelnen Zellen 20, deren Herstellgenauigkeit oder Eigenschaft der MEA 30 im Wesentlichen gleichwertig ist, zusammengetragen und kombiniert werden, um die Brennstoffzelle 10 herzustellen.
Darüber hinaus können bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel außerdem die einzelnen Zellen, die im Wesentlichen einen gleichwertige Genauigkeit oder Eigenschaft bei den in der Brennstoffzelle 10 angewandten Gasdiffusionselektrodenlagen 36 und 37 zum Zeitpunkt der Herstellung haben, zusammengetragen und kombiniert werden. In diesem Fall werden vorzugsweise die einzelnen Zellen 20, die im Wesentlichen gleichwertig im Hinblick auf die Genauigkeit oder die Eigenschaft der Gasdiffusionselektrodenlage 36 an der Seite der Anode 32 sind, oder die einzelnen Zellen 20, die im Wesentlichen gleichwertig im Hinblick auf die Genauigkeit oder die Eigenschaft der Gasdiffusionselektrodenlage 37 an der Seite der Kathode 33 sind, zusammengetragen und kombiniert. Die Gasdiffusionselektrodenlage kann im Hinblick auf die erforderliche Genauigkeit oder die erforderliche Eigenschaft in Abhängigkeit von ihrer Funktion verschieden sein (das heißt in Abhängigkeit davon, ob die Gasdiffusionselektrodenlage an der Anodenseite oder an der Kathodenseite ist). Folglich werden vorzugsweise die einzelnen Zellen, die im Wesentlichen gleichwertig im Hinblick auf die Genauigkeit oder Eigenschaft im Hinblick auf die funktionsmäßig gleichwertigen Gasdiffusionselektrodenlagen sind, zusammengetragen und kombiniert.
Wenn die bei der Brennstoffzelle angewandten Komponenten oder Bauteile im Hinblick auf die Genauigkeit oder Eigenschaft weit gestreut sind, haben einige Bauteile eine außerordentlich wunschgemäße Genauigkeit oder Eigenschaft, während andere Bauteile annähernd unakzeptabel sind. Somit ist es schwierig, gleichzeitig Steuerungen auszuführen, die für die Bauteile dieser beiden verschiedenen Arten geeignet sind. Wenn jedoch, wie aus dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel hervorgeht, die Bauteile, die eng gestreut im Hinblick auf die Genauigkeit oder Eigenschaft sind, kombiniert sind, um bei der Brennstoffzelle angewandt zu werden, enthält die Brennstoffzelle lediglich die Bauteile, die eine im Wesentlichen gleichwertige Genauigkeit oder Eigenschaft haben. Daher muss lediglich eine Steuerung ausgeführt werden, die für die Bauteile dieser einen Art geeignet ist, und die Steuerstabilität als Brennstoffzelle ist erhöht. Somit wird eine ausgezeichnete Leistung für die Brennstoffzelle erzielt.
Der Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 von jeder der einzelnen Zellen 20 wird erhalten, indem bewirkt wird, dass Gas durch den Oxidationsgaskanal 22 strömt und eine Differenz zwischen den Gasdrücken berechnet wird, die durch einen ersten und einen zweiten Druckmesser 78, 84 erfasst werden. Dieser Druckverlust wird mit vorbestimmten Klassen so verglichen, dass eine Einteilung gemäß den Klassen ausgeführt wird. Der Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 hat einen vorbestimmten zulässigen Bereich, der in zwei oder mehr kleine Bereiche geteilt ist, die jeweils als eine erste Klasse, eine zweite Klasse, . . . und eine n-te Klasse bezeichnet sind. Die einzelne Zelle 20, die zu diesem Zeitpunkt zu messen ist, wird in eine bestimmte Klasse der Klassen in Abhängigkeit davon eingeteilt, welche der ersten bis n-ten Klasse dem Druckverlust in dem Oxidationsgaskanal 22 entspricht. Die Einteilung wird in ähnlicher Weise auch bei dem Druckverlust in einem Brennstoffgaskanal 21 ausgeführt. Jene einzelnen Zellen 20, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, werden zusammengetragen und kombiniert, um eine Brennstoffzelle 10 herzustellen.

Claims

1. Brennstoffzelle (10) dadurch gekennzeichnet, dass jene Bauteile der Vielzahl an bei der Brennstoffzelle angewendeten Bauteilen (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50), die eine im Wesentlichen gleichwertige Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung haben, kombiniert sind.

2. Brennstoffzelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bauteile (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50) in zwei oder mehr verschiedene Klassen im Hinblick auf die Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung eingeteilt sind, und
jene Bauteile, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, zusammengetragen und kombiniert sind.

3. Brennstoffzelle gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50) in Klassen entsprechend zwei oder mehr geteilten Bereichen innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereiches im Hinblick auf die Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung eingeteilt sind, und jene Bauteile, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, zusammengetragen und kombiniert sind.

4. Brennstoffzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung eine Genauigkeit oder Eigenschaft der Vielzahl an Bauteilen (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50), die bei der Brennstoffzelle (10) als im Hinblick auf die Funktion gleichwertige Bauteile angewandt werden, zum Zeitpunkt der Herstellung ist.

5. Brennstoffzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile einzelne Zellen (20) sind.

6. Brennstoffzelle gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft ein Druckverlust während einer Gasströmung durch jeden der Gaskanäle (21, 22) ist, die in den einzelnen Zellen (20) ausgebildet sind.

7. Brennstoffzelle gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskanäle aus zumindest entweder Oxidationsgaskanälen (21) oder Brennstoffgaskanälen (22) bestehen.

8. Brennstoffzelle gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft eine Abgabespannung von jeder der einzelnen Zellen (20) ist.

9. Brennstoffzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile zumindest entweder Membranelektrodenbaugruppen (30), Separatoren (40, 50), Gasdiffusionselektrodenlagen (36, 37), katalytische Elektrodenlagen (34, 35) oder elektrolytische Membranen (31) sind.

10. Brennstoffzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Separatoren (40, 50) sind und die Genauigkeit eine Herstellgenauigkeit einer Nut (43, 53) ist, die vorgesehen ist, um einen Gaskanal von jeder der einzelnen Zellen (20) auszubilden.

11. Verfahren zum Zusammenbauen einer Brennstoffzelle (10) gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
einen ersten Schritt zum Messen einer Genauigkeit oder Eigenschaft einer Vielzahl an bei der Brennstoffzelle angewendeten Bauteilen (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50) zum Zeitpunkt der Herstellung; und
einen zweiten Schritt zum Unterscheiden der Bauteile voneinander auf der Grundlage der Genauigkeit oder einer Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung und zum Zusammentragen und Kombinieren von jenen Bauteilen, die im Wesentlichen die gleiche Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung haben.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schritt ein Schritt zum Einteilen der Bauteile (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50) in zwei oder mehr verschiedene Klassen der Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung und zum Zusammentragen und Kombinieren von jenen Bauteilen, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, ist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schritt ein Schritt zum Einteilen der Bauteile (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50) in Klassen entsprechend zwei oder mehr geteilten Bereichen innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereiches der Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung und zum Zusammentragen und Kombinieren von jenen Bauteilen, die im Hinblick auf die Klasse gleichwertig sind, ist.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Genauigkeit oder Eigenschaft zum Zeitpunkt der Herstellung eine Genauigkeit oder Eigenschaft einer Vielzahl an Bauteilen (20, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 40, 50), die bei einer Brennstoffzelle als im Hinblick auf die Funktion gleichwertige Komponenten angewendet werden, zum Zeitpunkt der Herstellung ist.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile einzelne Zellen (20) sind.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft ein Druckverlust während einer Gasströmung durch jeden der Kanäle (21, 22) ist, die in den einzelnen Zellen (20) ausgebildet sind.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskanäle aus zumindest entweder Oxidationsgaskanälen (21) oder Brennstoffgaskanälen (22) bestehen.

18. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft eine Abgabespannung von jeder der einzelnen Zellen (20) ist.

19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile zumindest entweder Membranelektrodenbaugruppen (30), Separatoren (40, 50), Gasdiffusionselektrodenlagen (36, 37), katalytische Elektrodenlagen (34, 35) oder elektrolytische Membranen (31) sind.

20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bauteile Separatoren (40, 50) sind und
die Genauigkeit eine Herstellgenauigkeit einer Nut (43, 53) ist, die vorgesehen ist, um einen Gaskanal (21, 22) von jeder der einzelnen Zellen (20) auszubilden.