DE10301052A1 - Bipolar plate unit with two distribution plates of channeled structure for electrochemical cells useful in fuel cell technology and in polymer-electrolyte membranes (PEM) - Google Patents

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Abstract

A bipolar plate unit with two distribution plates for electrochemical cells, where at least one of the distribution plates has a channeled structure and these plates are so oriented relative to each other along their main surfaces that an inner channel system is obtained between opposite main surfaces, and a seal is provided at the edge region of the plates for sealing the channel system from the external environment. Independent claims are also included for the following: (1) An electrochemical cell or pile with one or more membrane electrode arrangements and at least one bipolar plate unit; (2) Seal for sealing in the electrochemical cell, e.g. a sealing ring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bipolarplatteneinheit aus zwei Teilplatten und einem Mittel zum Abdichten, eine elektrochemische Zelle, insbesondere Brennstoffzelle, oder einen elektrochemischen Zellstapel mit einer solchen Bipolarplatteneinheit sowie ein Mittel zum Abdichten für die Verwendung in Elektrochemischen Zellen oder Zellstapeln.The invention relates to a bipolar plate unit made of two sub-panels and a means of sealing, an electrochemical Cell, in particular fuel cell, or an electrochemical Cell stack with such a bipolar plate unit and a means for sealing for use in electrochemical cells or cell stacks.

Bipolarplatten oder Bipolarplatteneinheiten, letztere sind zumindest aus zwei Teilplatten zusammengesetzt, finden in elektrochemischen Zellen wie z.B. Brennstoffzellen, Verwendung. Sie dienen v.a. der Zu- und Abführung von Reaktionsstoffen, der Zu- und Abführung von Wärme z.B. mit Hilfe von Wärmetransportmitteln, der räumlichen Trennung der Reaktionsstoffe und der Leitung von elektrischem Strom. Gute Bipolarplatten oder Bipolarplatteneinheiten sind insbesondere in Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen – kurz PEM-BZ – von besonderem Interesse, da dort z.B. eine effektive Zu- und Abführung von Betriebsstoffen und Wärmetransportmitteln von besonderer Bedeutung sind.Bipolar plates or bipolar plate units, the latter are composed of at least two partial plates, found in electrochemical Cells such as e.g. Fuel cells, use. They serve v.a. of the Feed and discharge of reactants, the supply and removal of heat e.g. with the help of heat transporting means, the spatial Separation of the reactants and the conduction of electric current. Quality Bipolar plates or bipolar plate units are particularly in Polymer electrolyte membrane fuel cells - short PEM-BZ - of particular Interest because there is e.g. an effective supply and discharge of operating materials and heat transfer agents are of particular importance.

Der prinzipielle Aufbau einer PEM-BZ ist wie folgt. Die PEM-BZ enthält eine Membran-Elektroden-Anordnung – kurz MEA -, die aus einer Anode, einer Kathode und einer dazwischen angeordneten Polymer-Elektrolyt-Membran – kurz PEM – aufgebaut ist. Die MEA ist ihrerseits wiederum zwischen zwei Separatorplatten angeordnet, wobei eine Separatorplatte Kanäle für die Verteilung von Brennstoff aufweist und die andere Separator platte Kanäle für die Verteilung von Oxidationsmittel und wobei die Kanäle der MEA zugewandt sind. Die Elektroden, Anode und Kathode, sind im Allgemeinen als Gasdiffusionselektroden – kurz GDE – ausgebildet. Diese haben die Funktion, den bei der elektrochemischen Reaktion (z . B . 2 H2 + O2 → 2 H2O) erzeugten Strom abzuleiten und die Reaktionsstoffe, Edukte und Produkte, durchdiffundieren zu lassen. Eine GDE besteht aus wenigstens einer Gasdiffusionsschicht bzw. Gasdiffusionslage – kurz GDL – und einer Katalysatorschicht, die der PEM zugewandt ist und an der die elektrochemische Reaktion abläuft.The basic structure of a PEM-BZ is as follows. The PEM-BZ contains a membrane-electrode assembly - MEA short - which is composed of an anode, a cathode and an interposed polymer electrolyte membrane - PEM - constructed. The MEA, in turn, is disposed between two separator plates, with one separator plate having channels for the distribution of fuel and the other separator plate channels for the distribution of oxidizer and the channels facing the MEA. The electrodes, anode and cathode, are generally designed as gas diffusion electrodes - in short GDE. These have the function of dissipating the current generated in the electrochemical reaction (eg 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O) and allowing the reactants, starting materials and products to diffuse through. A GDE consists of at least one gas diffusion layer or gas diffusion layer - in short GDL - and a catalyst layer which faces the PEM and at which the electrochemical reaction takes place.

Eine derartige Brennstoffzelle kann bei relativ geringen Betriebstemperaturen elektrischen Strom mit hoher Leistung erzeugen. Reale Brennstoffzellen sind meist zu so genannten Brennstoffzellenstapeln – kurz Stacks – gestapelt, um eine hohe Leistungsabgabe zu erzielen, wobei anstelle der monopolaren Separatorplatten bipolare Separatorplatten, so genannte Bipolarplatten oder Bipolarplatteneinheiten, eingesetzt werden und monopolare Separatorplatten nur als Endplatten des Stacks.Such a fuel cell can at relatively low operating temperatures with electric current generate high power. Real fuel cells are usually too named fuel cell stacks - in short stacks - stacked, to achieve a high power output, using instead of the monopolar Separator plates Bipolar separator plates, so-called bipolar plates or bipolar plate units, and monopolar separator plates only as end plates of the stack.

Als Reaktionsstoffe werden Brennstoffe und Oxidationsmittel eingesetzt. Meist werden gasförmige Reaktionsstoffe eingesetzt, z.B. H2 oder ein H2-haltiges Gas (z.B. Reformatgas) als Brennstoff, und O2 oder ein O2-haltiges Gas (z.B. Luft) als Oxidationsmittel. Unter Reaktionsstoffe werden alle an der elektrochemischen Reaktion teilnehmenden Stoffe verstanden, also auch Reaktionsprodukte wie z.B. H2O.The reactants used are fuels and oxidizing agents. Most gaseous reactants are used, for example H 2 or an H 2 -containing gas (eg reformate gas) as a fuel, and O 2 or an O 2 -containing gas (eg air) as the oxidant. Reactants are understood as meaning all substances participating in the electrochemical reaction, including reaction products such as H 2 O.

Derartige Separatorplatten, Bipolarplatten oder Bipolarplatteneinheiten finden, wie erwähnt, nicht nur in PEM-Brennstoffzellen Verwendung, sondern auch in anderen elektrochemischen Zellen oder Zellstapeln, wie z.B. Elektrolysezellen.Such Separatorplatten, bipolar plates or As mentioned, bipolar plate units are found not only in PEM fuel cells Use, but also in other electrochemical cells or cell stacks, such as. Electrolysis cells.

Eine wichtige Aufgabe einer Bipolarplatte oder Bipolarplatteneinheit ist die effektive Zu- und Abführung von Wärme zu den elektrochemischen Zellen oder den Zellstapeln. Die effektive Zuführung von Wärme ist insbesondere beim Kaltstart wichtig, d.h. bei der Inbetriebnahme bei niedrigen Temperaturen, um die elektrochemische Zelle schnell auf Betriebstemperatur für eine gute Leistungsabgabe zu bringen. Die effektive Abführung von Wärme ist dagegen wichtig, um die elektrochemische Zelle oder den Zellstapel vor Überhitzung zu schützen. Überhitzung kann beispielsweise zur Schädigung des Elektrolyten führen, insbesondere bei PEM-BZ, bei denen der Elektrolyt in Form einer sehr dünnen, wärmeempfindlichen Polymermembran vorliegt.An important task of a bipolar plate or Bipolar plate unit is the effective supply and discharge of Heat too electrochemical cells or cell stacks. The effective Feeding of Heat is especially important at cold start, i. during commissioning at low temperatures, to make the electrochemical cell fast to operating temperature for to bring a good performance. The effective discharge of Heat is important to the electrochemical cell or cell stack from overheating to protect. overheating can for example damage lead the electrolyte, in particular in PEM-BZ, in which the electrolyte in the form of a very thin, thermosensitive Polymer membrane is present.

Für eine effektive Zu- und Abführung von Wärme besonders geeignet sind Bipolarplatteneinheiten, die u.a. aus zwei Teilplatten bestehen, die so angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein Wärmetransportmittel fließen kann, mit dem sowohl Wärme zu- (Wärmmittel) als auch abgeführt (Kühlmittel) werden kann.For an effective supply and discharge of heat particularly suitable are bipolar plate units, i.a. out of two Sub-panels consist, which are arranged so that between them a heat transport medium flow can be used to heat both (Wärmmittel) as well as dissipated (Coolant) can be.

Eine solche Bipolarplatteneinheit ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 15 360 A1 (Dornier) bekannt. Die dort offenbarte Bipolarplatteneinheit (Separatoreinheit) ist aus zwei geprägten, metallischen Teilplatten, so zusammengefügt, dass zwischen den Teilplatten ein Kanalsystem für ein Kühlmittel entsteht und dass an den Hauptoberflächen der fertigen Bipolarplatteneinheit Kanalstrukturen (Flowfields) für die Reaktionsstoffe gegeben sind. Das bipolarplatteneinheitinnere Kanalsystem für das Kühlmittel ist dabei im Randbereich der Teilplatten und im Randbereich der Ports durch Fügestellen, insbesondere Schweißstellen oder Schweißnähte, abgedichtet, wobei die Fügestellen auch zur Stromleitung dienen können. Dichtungen werden dabei nicht eingesetzt, sie kommen aber bei der Abdichtung vom Räumen zum Einsatz, die an die Bipolarplatteneinheit angrenzen (Anoden- und Kathodenräume). Die Realisierung von Fügestellen durch z.B. Laserschweißen ist jedoch bei zunehmendem äußerem Umfang der Bipolarplatteneinheiten mit einem unverhältnismäßig zunehmenden Aufwand an Zeit, Technik und Kosten verbunden. Außerdem müssen bei der Herstellung von elektrochemischen Zellen mit diesen Bipolarplatteneinheiten zusätzlich zum Verfahrensschritt, in dem geschweißt wird, in einem separaten Verfahrensschritt Mittel zur Abdichtung zwischen MEA und Bipolarplatteneinheit eingefügt werden, um Anoden- und Kathodenräume abzudichten.Such a bipolar plate unit is for example from the German patent application DE 100 15 360 A1 (Dornier) known. The bipolar plate unit (separator unit) disclosed therein is composed of two embossed metallic sub-plates, so that a channel system for a coolant is formed between the sub-plates and channel structures (flow fields) for the reactants are present on the main surfaces of the finished bipolar plate unit. The bipolar plate unit inner channel system for the coolant is sealed in the edge region of the sub-panels and in the edge region of the ports by joints, in particular welds or welds, wherein the joints can also serve for power line. Seals are not used, but they are used in the sealing of the spaces adjacent to the bipolar plate unit (anode and cathode chambers). However, the realization of joints by eg laser welding is associated with increasing outer circumference of the bipolar plate units with a disproportionately increasing amount of time, technology and costs. Additionally, in the fabrication of electrochemical cells with these bipolar plate assemblies, in addition to the step of welding, in a separate process step, means for sealing between the MEA and the bipolar plate assembly must be included to seal anode and cathode spaces.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bipolarplatteneinheit zur Verfügung zu stellen, die die o.g. Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und vereinfacht herstellbar ist.Object of the present invention it is therefore to provide a bipolar plate unit, the o.g. Disadvantages of the prior art does not have and can be produced in a simplified manner.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrochemische Zelle zur Verfügung zu stellen, die vereinfacht herstellbar ist.Another task of the present Invention is to provide an electrochemical cell available provide that is easier to produce.

Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mittel zum Abdichten zur Verfügung zu stellen, mit dem Bipolarplatteneinheiten und elektrochemische Zellen vereinfacht herstellbar sind.A third task of the present The invention is to provide a means for sealing represent, with the bipolar plate units and electrochemical cells can be produced in a simplified manner.

Dementsprechend ist ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Bipolarplatteneinheit mit zwei Teilplatten für elektrochemische Zellen, wobei wenigstens eine der Hauptoberflächen der Teilplatten eine Kanalstruktur aufweist und wobei die Teilplatten entlang ihrer Hauptoberflächen so übereinander angeordnet sind, dass zwischen den einander zugewandten Hauptoberflächen ein inneres Kanalsystem gegeben ist. Erfindungsgemäß sind im Randbereich der Teilplatten Mittel zum Abdichten des inneren Kanalsystems gegenüber der äußeren Umgebung der Bipolarplatteneinheit vorgesehen, die die Teilplatten beabstanden.Accordingly, a first object of the present invention, a bipolar plate unit with two partial plates for electrochemical Cells, wherein at least one of the main surfaces of the sub-plates has a channel structure and wherein the sub-panels along their major surfaces so one above the other are arranged, that between the mutually facing main surfaces a internal channel system is given. According to the invention are in the edge region of the partial plates Means for sealing the inner channel system from the outside environment the bipolar plate unit provided, which space the part plates.

Die Teilplatten und die auf ihnen angeordneten Kanalstrukturen können durch verschiedene Verfahren hergestellt sein, beispielsweise durch Prägen, Fräsen, Ätzen, Spritzguss und dergleichen. Vorzugsweise sind die Teilplatten jedoch geprägt, wobei insbesondere Teilplatten aus einem oder mehreren Metallen bzw. Mischungen oder Legierungen aus Metallen geeignet sind. Die Teilplatten können außerdem eine Beschichtung aufweisen, vorzugsweise eine elektrisch gut leitfähige und/ oder korrosionsbeständige Beschichtung.The partial plates and those on them arranged channel structures can be prepared by various methods, for example by Embossing, milling, etching, injection molding and the same. Preferably, however, the partial plates are embossed, wherein in particular partial plates of one or more metals or mixtures or alloys of metals are suitable. The partial plates can also have a Have coating, preferably a highly electrically conductive and / or or corrosion resistant Coating.

Die Teilplatten weisen zwei Hauptoberflächen auf, wobei wenigstens eine Hauptoberfläche, vorzugsweise beide Hauptoberflächen, eine Kanalstruktur aufweisen. Die Teilplatten einer Bipolarplatteneinheit, die im Inneren eines Zellstapels angeordnet sind, haben vorzugsweise an beiden Hauptoberflächen eine Kanalstruktur, sodass im Inneren der Bipolarplatteneinheit ein Kanalsystem gegeben ist und an den äußeren Hauptoberflächen der Bipolarplatteneinheit je eine Kanalstruktur. Dagegen können Teilplatten, die eine Endplatte eines Zellstapels bilden, nur an einer Hauptoberfläche eine Kanalstruktur aufweisen, sodass im Inneren der Endplatte ein Kanalsystem gegeben ist und auf der ins Zellstapelinnere gerichteten Hauptoberfläche der Endplatte eine Kanalstruktur, auf der dem Zellstapelinneren abgewandten Hauptoberfläche der Endplatte jedoch nicht.The partial plates have two main surfaces, wherein at least one major surface, preferably both major surfaces, one Have channel structure. The partial plates of a bipolar plate unit, which are arranged inside a cell stack, preferably have on both main surfaces a channel structure so that inside the bipolar plate unit a channel system is given and on the outer main surfaces of the Bipolar plate unit each have a channel structure. In contrast, partial plates, which form an end plate of a cell stack, only one major surface Channel structure, so that inside the end plate a channel system is given and on the cell stack interior main surface of the End plate a channel structure, facing away from the cell stack inside main surface the end plate, however, not.

Dabei ist es bevorzugt, wenn eine Hauptoberfläche einer Teilplatte jeweils eine positive Kanalstruktur aufweist und die andere Hauptoberfläche jeweils eine zur positiven Kanalstruktur korrespondierende, negative Kanalstruktur, wie z.B. bei einer geprägten metallischen Platte.It is preferred if a main surface a partial plate in each case has a positive channel structure and the other main surface each one corresponding to the positive channel structure, negative Channel structure, such as in an embossed metallic plate.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Teilplatten elektrisch leitend übereinander angeordnet sind.Furthermore, it is preferable if the Partial plates electrically conductive one above the other are arranged.

Unter dem inneren Kanalsystem wird das bipolarplatteneinheitinnere Kanalsystem verstanden, d.h. das Kanalsystem zwischen den Teilplatten. Dagegen wird unter einer Kanalstruktur eine bipolarplatteneinheitäußere Kanalstruktur verstanden, d.h. eine Kanalstruktur auf einer äußeren, vom inneren Kanalsystem abgewandten Hauptoberfläche der Bipolarplatteneinheit.Under the inner channel system is the bipolar plate unit internal channel system understood, i. the Channel system between the sub-panels. In contrast, under a channel structure a bipolar plate unit outer channel structure understood, i. a channel structure on an outer, from the inner channel system remote main surface the bipolar plate unit.

Unter elektrochemischen Zellen werden vor allem Elektrolysezellen, Brennstoffzellen und dergleichen verstanden, insbesondere Brennstoffzellen mit einer PEM.Be under electrochemical cells especially electrolysis cells, fuel cells and the like understood, in particular fuel cells with a PEM.

Unter dem Randbereich wird der Bereich entlang der Begrenzungen der Bipolarplatteneinheit bzw. der Teilplatten verstanden, d.h. sowohl der Bereich entlang des äußeren Umfangs der Bipolarplatteneinheit bzw. der Teilplatten, als auch der Bereich entlang der Umfänge von Durchbrüchen oder Ports. Die Teilplatten berühren sich im Randbereich vorzugsweise nicht.Below the edge area, the area is along the boundaries of the bipolar plate unit or the partial plates understood, i. both the area along the outer circumference of the bipolar plate unit or the partial plates, as well as the area along the perimeters of breakthroughs or ports. Touch the part plates preferably not in the edge region.

Unter Abdichten wird insbesondere fluiddichtes Abdichten verstanden.Under caulking is particular understood fluid-tight sealing.

Üblicherweise wird versucht, die Fläche, die mit Mitteln zum Abdichten abgedichtet wird, möglichst klein zu halten oder Mittel zum Abdichten ganz zu vermeiden, wo es möglich ist, da Mittel zum Abdichten üblicherweise als störungsanfällig gelten. Nach herrschender Meinung verlieren Mittel zum Abdichten während des Betriebs von elektrochemischen Zellen, unter den dabei herrschenden Bedingungen, ihre Dichtwirkung, indem sie z.B. verrutschen oder degradieren und dann beispielsweise ausgetauscht werden müssen, wohingegen z.B. Schweißnähte als dauerhafte Abdichtung gelten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung konnte dieser Nachteil jedoch nicht beobachtet werden. Außerdem weist die erfindungsgemäße Bipolarplatteneinheit den Vorteil auf, dass eine aufwändige und lange Schweißnaht in ihrem Randbereich überflüssig ist und damit bei der Herstellung ein Verfahrensschritt entfällt, sodass Zeit und Kosten eingespart werden können.Usually is trying the area, which is sealed with means for sealing, if possible to keep small or to completely avoid means of sealing where it possible is, as a means of sealing usually to be susceptible to failure. After prevailing opinion lose funds for sealing during the Operation of electrochemical cells, among the prevailing Conditions, their sealing effect by e.g. slip or degrade and then have to be replaced, for example, whereas e.g. Welds as permanent seal apply. In the context of the present invention However, this disadvantage could not be observed. In addition, points the bipolar plate unit according to the invention the Advantage on that an elaborate and long weld is superfluous in its edge area and so that in the production of a process step is eliminated, so Time and costs can be saved.

Die Teilplatten sind vorzugsweise im Randbereich von den Mitteln zum Abdichten umfasst, sodass dort Umfassungsbereiche gegeben sind. Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn die Mittel zum Abdichten in den Umfassungsbereichen Kräfte auf die Teilplatten ausüben, die die Teilplatten zumindest in den Umfassungsbereichen verbinden. Die Kräfte sind dabei ins Innere der Bipolarplatteneinheit gerichtet und können beispielsweise daraus resultieren, dass das Mittel zum Abdichten aus einem elastischen Material besteht, das die Teilplatten in den Umfassungsbereichen federnd zusammenhält. Ein Vorteil dieser Variante der erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit besteht darin, dass die Teilplatten bei der Herstellung der Bipolarplatteneinheit von den Mitteln zum Abdichten und den Kräften, die diese auf die Teilplatten ausüben, in einer vorbestimmbaren Anordnung zueinander fixiert werden und die Bipolarplatteneinheit damit, z.B. für nachfolgende Bearbeitungsschritte, präformiert sind.The partial plates are preferably included in the edge region of the means for sealing, so that there are Umfassungsbereiche. It is further preferred if the means for sealing exercise in the enclosure areas forces on the sub-panels that connect the sub-panels at least in the enclosure areas. The forces are directed into the interior of the bipolar plate unit and may, for example, result from the fact that the means for sealing consists of an elastic material which resiliently holds the partial plates together in the surrounding areas. An advantage of this variant of the bipolar plate unit according to the invention is that in the manufacture of the bipolar plate unit the partial plates are fixed in a predeterminable arrangement to one another by the means for sealing and the forces exerted on the partial plates, and the bipolar plate unit so that, for example, for subsequent processing steps, are preformed.

Die Mittel zum Abdichten können sowohl lösbar als auch unlösbar mit einer oder beiden Teilplatten der Bipolarplatteneinheit verbunden sein. Unter einer unlösbaren Verbindung wird verstanden, dass die Verbindung nicht ohne Weiteres lösbar ist, d.h. dass sie nur gelöst werden kann, wenn die Mittel zum Abdichten und/oder die Teilplatten wesentlich verändert bzw. beschädigt werden. Lösbare Mittel zum Abdichten sind bei der Herstellung der Bipolarplatteneinheit leichter handzuhaben, da sie lediglich in den für sie vorgesehenen Aufnahmen platziert werden müssen, während für die lösbar verbundenen Mittel zum Abdichten u.U. Beschichtungen der Teilplatten teilweise entfernt werden müssen oder aufwändige Aufnahmen für die Mittel zum Abdichten vorgesehen werden müssen. Dafür ist die Gefahr, dass die Mittel zum Abdichten bei hohen Innendrücken verrutschen und die Bipolarplatteneinheit dadurch undicht wird, bei unlösbar verbundenen Mitteln zum Abdichten geringer als bei lösbaren.The means of sealing can both solvable as well as unsolvable connected to one or both sub-plates of the bipolar plate unit his. Under an insoluble Connection is understood that the connection is not easy solvable is, i. that they just solved can be when the means for sealing and / or the sub-panels changed significantly or damaged become. releasable Means for sealing are in the manufacture of the bipolar plate unit easier to handle, as they are only in the pictures provided for them must be placed while for the solvable connected means for sealing u.U. Partial plate coatings must be removed or elaborate shots for the Means must be provided for sealing. For that the danger is that the Slip sealant at high internal pressures and the bipolar plate unit thereby becomes leaky, at insoluble associated means for sealing less than releasable.

Die erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit weisen ferner Ports für Fluide auf. Unter Fluiden werden die Reaktionsstoffe und Wärmetransportmittel verstanden, die sowohl gasförmig, als auch flüssig oder in flüssiger Phase gelöst sein können.The bipolar plate unit according to the invention have furthermore ports for Fluids on. Under fluids are the reactants and heat transfer agents understood that both gaseous, as well as liquid or in liquid Phase solved could be.

Um die Fluide räumlich voneinander zu trennen, sind daher im Bereich der Ports, bei einer ersten Variante, vorzugsweise Mittel zum Abdichten vorgesehen, die von fluiddurchlässigen Strukturen unterbrochen sind, sodass eine fluidische Verbindung zwischen einem Port für einen Reaktionsstoff oder das Wärmetransportmittel und dem dafür vorgesehenen Kanalsystem oder der dafür vorgesehenen Kanalstruktur besteht.To separate the fluids spatially, are therefore in the region of the ports, in a first variant, preferably Means for sealing provided by fluid-permeable structures are interrupted so that a fluidic connection between a Port for a reactant or the heat transfer agent and for that provided channel system or the designated channel structure consists.

Dabei ist es von Vorteil, wenn es sich bei den fluiddurchlässigen Strukturen um separate Bauteile handelt, vorzugsweise um stabile, poröse Bauteile. Derartige Bauteile können den Anpressdruck, der im Allgemeinen auf die Bipolarplatteneinheiten wirkt, wenn sie in elektrochemische Zellen oder Zellstapel eingebaut sind, gut übertragen und verhindern dadurch ein Durchhängen der Ports im Bereich der fluiddurchlässigen Strukturen. Ein derartiges Durchhängen würde den Strömungsquerschnitt im Bereich des Übergangs zwischen Port und Kanalsystem verringern, dadurch die Versorgung der elektrochemischen Zelle mit Reaktionsstoffen oder Wärmetransportmittel verschlechtern und dadurch wiederum zu einer reduzierten Leistung der elektrochemischen Zelle führen. Gleichzeitig ermöglicht die Porosität die Durchfließbarkeit der Bauteile für Fluide. Die separaten Bauteile können, müssen aber nicht, mit den Mitteln zum Abdichten fluiddicht verbunden sein.It is advantageous if it in the fluid-permeable Structures are separate components, preferably stable, porous Components. Such components can the contact pressure, which generally applies to the bipolar plate units works when incorporated into electrochemical cells or cell stacks are well transferred and thereby prevent sagging of the ports in the area of fluid pervious Structures. Such sagging would affect the flow area in the area of the transition between port and channel system, thereby reducing the supply the electrochemical cell with reactants or heat transfer agents deteriorate and thereby in turn to a reduced performance lead the electrochemical cell. At the same time allows the porosity the flowability of components for Fluids. The separate components can, have to but not be fluid-tightly connected to the means for sealing.

Bei den fluiddurchlässigen Strukturen im Bereich der Ports können, bei einer zweiten Variante, neben Mitteln zum Abdichten auch Fügestellen vorgesehen werden, da dort nur wenige und kurze Fügestellen notwendig sind. Die Fügestellen können dann etwaige Anpressdrücke übertragen. Dabei sind die Fügestellen so zueinander und/oder zu den Mitteln zum Abdichten angeordnet sind, dass zwischen den Fügestellen und/oder den Fügestellen und den Mittel zum Abdichten Abstände gegeben sind, zwischen denen ein Fluid fließen kann.In the fluid-permeable structures in the area of ports, in a second variant, in addition to means for sealing joints and joints be provided because there are few and short joints necessary. The joints can then transmit any contact pressure. Here are the joints are arranged to each other and / or to the means for sealing, that between the joints and / or the joints and the means of sealing distances are given, between those a fluid flow can.

Bei einer dritten Variante der erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit sind im Bereich der Ports für Fluide keine Mittel zum Abdichten im Sinne der vorliegenden Erfindung vorgesehen, sondern Fügestellen, wobei die Fügestellen so zueinander angeordnet sind, dass sie eine fluiddurchlässige Struktur bilden, sodass eine fluidische Verbindung zwischen einem Port für einen Reaktionsstoff oder das Wärmetransportmittel und dem dafür vorgesehenen Kanalsystemoder der dafür vorgesehenen Kanalstruktur besteht. Dabei übernehmen die Fügestellen die Abdichtung der Bipolarplatteneinheit gegenüber der äußeren Umgebung. Diese dritte Variante weist gegenüber der ersten und der zweiten Variante im Portbereich eine stabilere und einfacher zu realisierende Konstruktion auf.In a third variant of the bipolar plate unit according to the invention are in the range of ports for Fluids no means for sealing in the context of the present invention provided, but joints, where the joints are arranged to each other so that they form a fluid-permeable structure, so that a fluidic connection between a port for a Reactant or the heat transfer agent and for that provided channel system or the channel structure provided for this purpose. Take over the joints the sealing of the bipolar plate unit with respect to the external environment. This third Variant faces the first and the second variant in the port area a more stable and easier-to-implement construction.

Bei einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit weisen die Teilplatten im elektrochemisch aktiven Bereich eine oder mehrere Fügestellen auf, die sie miteinander verbinden, wobei kurze Schweißnähte oder Schweißstellen bevorzugt sind. Unter dem elektrochemisch aktiven Bereich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bereich der Bipolarplatteneinheit verstanden, der bei Einbau in eine elektrochemische Zelle oder einen Zellstapel über dem elektrochemisch aktiven Bereich einer MEA angeordnet ist. Diese Fügestellen können die Leitung von elektrischem Strom wenigstens zum Teil übernehmen und verbessern damit den Stromfluß zwischen den Teilplatten.In a further development of the bipolar plate unit according to the invention have the sub-plates in the electrochemically active area one or several joints on which they connect with each other, taking short welds or welds are preferred. Below the electrochemically active area is in the Within the scope of the present invention, the area of the bipolar plate unit understood when installed in an electrochemical cell or a cell stack above the electrochemically active region of an MEA is arranged. This joints can they Take charge of electricity at least in part and thus improve the flow of current between the sub-plates.

Ferner kann durch derartige Fügestellen auf eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf den einander zugewandten Hauptoberflächen der Teilplatten verzichtet werden und es muss höchstens eine korrosionsbeständige Beschichtung vorgesehen werden. Dadurch werden die Teilplatten und die Bipolarplatteneinheit einfacher und billiger herstellbar. Bei einer vorteilhaften Variante weisen daher die Teilplatten auf ihren dem inneren Kanalsystem zugewandten Hauptoberflächen eine korrosionsbeständige Beschichtung auf und auf ihren dem inneren Kanalsystem abgewandten Hauptoberflächen eine korrosionsbeständige und elektrisch leitfähige Beschichtung.Furthermore, by such joints on an electrically conductive Coating on the facing main surfaces of the Partial plates are dispensed with and it must be at most a corrosion-resistant coating be provided. As a result, the partial plates and the bipolar plate unit easier and cheaper to produce. In an advantageous variant Therefore, have the sub-panels on their inner channel system facing major surfaces corrosion-resistant Coating on and facing away from the inner channel system main surfaces a corrosion resistant and electrically conductive Coating.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektrochemische Zelle oder ein Stapel aus elektrochemischen Zellen mit einer oder mehreren MEAs und wenigstens einer Bipolarplatteneinheit wie sie vorstehend offenbart ist.Another object of the present invention is an electrochemical cell or a stack of electrochemical Cells with one or more MEAs and at least one bipolar plate unit as disclosed above.

Der erfindungsgemäße Zellstapel kann eine Einrichtung zum Verspannen der Einzelzellen aufweisen, mit der eine Kraft in den Zellenstapel eingeleitet werden kann und der die Zellenstapel zusammenhält. Die eingeleitete Kraft erzeugt eine Anpressdruck im Zellstapel, der zur Abdichtung des Zellstapels beitragen kann. Geeignete Einrichtungen zum Verspannen sind z.B. Zuganker, Spannbänder und dergleichen.The cell stack according to the invention can have a device for clamping the individual cells, with which a force can be introduced into the cell stack and which holds the cell stacks together. The introduced force generates a contact pressure in the cell stack, which is used to seal the Zellsta pels can contribute. Suitable devices for clamping are, for example, tie rods, straps and the like.

Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle oder der Zellstapel können, insbesondere dank der erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit, auf einfache, zeit- und kostensparende Weise hergestellt werden.The inventive electrochemical cell or the cell stacks can, in particular thanks to the bipolar plate unit according to the invention, be produced in a simple, time and cost-saving manner.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zum Abdichten im Umfassungsbereich eine Teilplatten-zugewandte Seite aufweisen und eine Teilplatten-abgewandte Seite, die einer MEA zugewandt ist, und wenn die Mittel zum Abdichten mit ihrer der MEA-zugewandten Seite an die MEA angrenzen. Dadurch können die elektrochemische Zelle oder die Einzelzellen des Zellstapels gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet werden.It is advantageous if the Means for sealing in the enclosure a partial plate-facing Side and a partial plate-facing side, the one MEA facing, and when the means of sealing with their the MEA-facing Side adjacent to the MEA. This allows the electrochemical cell or the individual cells of the cell stack sealed to the outside environment become.

Das Mittel zum Abdichten weist dadurch zwei Abdichtfunktionen: Zum Einen die Abdichtung des inneren Kanalsystems einer Bipolarplatteneinheit und zum Anderen die Abdichtung des Inneren einer Einzelzelle eines Brennstoffzellenstapels, d.h. des Raumes, der von einer Bipolarplatteneinheit einerseits und einer MEA andererseits begrenzt wird (Anoden- oder Kathodenraum). Da alle Dichtungen in der Bipolarplatteneinheit integriert sind, vereinfacht sich auch die Herstellung der MEA, da auf oder an ihr im wesentlichen kein Mittel zum Abdichten angebracht werden muss und/oder keine aufwändigen Maßnahmen für die Aufnahme eines Mittels zum Abdichten getroffen werden müssen. Die Herstellung einer elektrochemische Zelle oder eines Zellstapels vereinfacht sich auch hinsichtlich der Handhabung der Bauteile, da lediglich zwei Bauteile miteinander verbunden werden müssen, nämlich Bipolarplatteneinheit (mit integriertem Mittel zum Abdichten) und MEA, anstelle von drei Bauteilen, nämlich Bipolarplatteneinheit, Mittel zum Abdichten (z.B. Dichtring) und MEA, wie im Stand der Technik.The means for sealing points by two sealing functions: On the one hand, the sealing of the inner duct system a bipolar plate unit and on the other hand the sealing of the interior a single cell of a fuel cell stack, i. of the room, that of a bipolar plate unit on the one hand and an MEA on the other is limited (anode or cathode space). Since all seals in the bipolar plate unit are integrated, also simplifies the Making the MEA because there is essentially no agent on or at it must be attached for sealing and / or no complex measures for the Recording a means for sealing must be taken. The Production of an electrochemical cell or a cell stack also simplifies with regard to the handling of the components because only two components must be connected to each other, namely bipolar plate unit (with integrated sealing means) and MEA, instead of three Components, namely Bipolar plate unit, means for sealing (e.g., sealing ring) and MEA, as in the prior art.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Mittel zum Abdichten mit ihrer der MEA zugewandten Seite an die PEM der MEA angrenzen und dadurch die Einzelzellen des elektrochemischen Zellenstapels gegenüber der äußeren Umgebung abdichten. Durch das direkte Angrenzen der Mittel zum Abdichten an die PEM kann eine besonders gute Dichtwirkung für die Elektrodenräume erzielt werden.It is of particular advantage when the means for sealing with their side facing the MEA adjacent to the PEM of the MEA and thereby the single cells of the electrochemical Cell stack opposite the external environment caulk. By the direct adjacency of the means for sealing to the PEM, a particularly good sealing effect for the electrode spaces can be achieved become.

Ein dritter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Mittel zum Abdichten, das für den Einsatz in elektrochemischen Zellen oder Zellstapeln vorgesehen ist und das einen ersten und einen zweiten Bereich aufweist. Erfindungsgemäß kann der erste Bereich in einer Öffnung platziert werden und dichtet dabei diese Öffnung ab und der zweite Bereich umfasst den Randbereich der Öffnung und beabstandet ihn von anderen Bauteilen der elektrochemischen Zelle oder des Zellstapels.A third subject of the present Invention is a means of sealing, suitable for use in electrochemical Cells or cell stacks is provided and that a first and has a second area. According to the invention, the first area in an opening are placed, thereby sealing this opening and the second area comprises the edge area of the opening and separates it from other components of the electrochemical cell or the cell stack.

Ein derartiges Mittel zum Abdichten ermöglicht es, mit nur einem Mittel zwei Räume abzudichten, nämlich eine Öffnung, z.B. die Öffnung zum inneren Kanalsystem einer Bipolarplatteneinheit, und einen oder mehrere daran angrenzende Räume, z.B. Anoden- und/oder Kathodenräume. Ein derartiges Mittel zum Abdichten ermöglicht die vereinfachte Herstellung von Bipolarplatteneinheiten und elektrochemischen Zellen oder Zellstapeln.Such a means for sealing allows it, with only one medium, two rooms seal, namely an opening, e.g. the opening to the internal channel system of a bipolar plate unit, and one or several adjoining rooms, e.g. Anode and / or cathode rooms. Such a means for sealing enables the simplified production of bipolar plate units and electrochemical cells or cell stacks.

Dabei ist es von Vorteil, wenn der zweite Bereich eine in das Öffnungsinnere gerichtete Kraft auf die Öffnung ausübt und die Begrenzung der Öffnung zumindest im Randbereich verbin det. Dadurch können die Begrenzungen der Öffnung miteinander auf einfache Weise verbunden werden.It is advantageous if the second area one in the opening interior directed force on the opening exerts and the limitation of the opening at least in the border area. This allows the boundaries of the opening with each other be connected in a simple way.

Mittel zum Abdichten können z.B. Dichtungen sein, wie z.B. ein oder mehrere Dichtungsringe und/oder Dichtungsmassen und dergleichen, wobei die Maßgabe besteht, dass es sich dabei nicht um Fügestellen wie z.B. Schweißnähte handelt.Means for sealing may e.g. Be seals, such. one or more sealing rings and / or Sealants and the like, with the proviso that it is not around joints such as. Welding seams act.

Die Auswahl von geeigneten Materialien für die Mittel zum Abdichten ist nicht unproblematisch. Das Material sollte neben den geforderten Dichtungseigenschaften, wie z.B. Gas- und Wasserdampfbarriereeigenschaften, trockenen oder feuchten Arbeitsgasen wie z.B. Sauerstoff, Wasserstoff bei erhöhter Temperatur (ca. 120°C) in Dauerbelastung widerstehen, ohne dass eine Alterung des Materials durch Versprödung oder Degradation oder gar eine Quellung eintritt, d.h. das Material sollte zusätzlich hydrolysestabil sein. Die Verwendung von Materialien mit Zusatzstoffen wie z.B. Weichmachern kann im Laufe der Zeit dazu führen, dass sie aus dem Material herausdiffundieren und sich anderweitig ablagern oder z.B. einen Katalysator vergiften.The selection of suitable materials for the Means for sealing is not without problems. The material should in addition to the required sealing properties, e.g. Gas and gas Water vapor barrier properties, dry or moist working gases such as. Oxygen, hydrogen at elevated temperature (about 120 ° C) in continuous load, without any aging of the material due to embrittlement or Degradation or even swelling occurs, i. the material should additionally hydrolysis-stable his. The use of materials with additives such as e.g. Plasticizers can over time cause them to leave the material diffuse out and otherwise deposit or e.g. one Poison the catalyst.

Geeignete Materialien sind v.a. Polymere, vorzugsweise Elastomere. Das Material ist bevorzugt thermoplastisch. Als thermoplastische Polymere sind dabei nur solche geeignet, die den spezifischen Anforderungen in einer elektrochemischen Zelle oder einem Zellstapel hinsichtlich der mechanischen und chemischen Anforderungen genügen. Weiterhin sollte das thermoplastische Material, unter Beibehaltung aller vorgenannten Eigenschaften, bis mindestens 120°C stabil bleibt. Das Polymermaterial kann als Basismaterial enthalten: Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid oder dergleichen, sowie Mischungen davon und/oder Pfropf- und/oder Copolymerisate daraus.Suitable materials are v.a. Polymers, preferably Elastomers. The material is preferably thermoplastic. As a thermoplastic Polymers are only suitable for those who meet the specific requirements in an electrochemical cell or cell stack meet the mechanical and chemical requirements. Farther should the thermoplastic material, while retaining all the above Properties, up to at least 120 ° C remains stable. The polymer material may contain as a base material: Polyethylene, polypropylene, polyester, polyamide, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, Polyvinyl chloride or the like, and mixtures thereof and / or Grafting and / or copolymers thereof.

Es ist jedoch auch möglich, das Polymermaterial so zu modifi zieren, dass bestimmte für die Verarbeitung (z.B. Siegelfähigkeit) bzw. den Betrieb in einer elektrochemischen Zelle notwendigen physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften realisiert werden können. Dies kann durch die chemische Modifikation des Basismaterials an sich geschehen und/oder durch die Zugabe von eigenschaftssteuernden Additiven oder Zusatzstoffen. Die an die Barrierematerialien gestellten Anforderungen können sehr vielfältig sein. Die Forderungen können dahingehen, dass Barrieren gegen Stoffe mit vollkommen verschiedenen Eigenschaften erstellt werden müssen. Der geforderte Eigenschaftskatalog kann häufig nicht allein durch einen Werkstoff erreicht werden, sodass verschiedenartige Werkstoffe in Form von Verbunden kombiniert werden müssen. Folienverbunde für Brennstoffzellen müssen aus einer Kombination einer Feuchte- mit einer Gasbarriere aufgebaut sein. Beispielsweise bilden Polyolefine wie Polypropylen oder Polyethylen hierbei die Feuchtebarriereschicht und polare Materialien wie beispielsweise Polyamid, Ethylenvinylalkohol oder Polyester die Gasbarriere. Zwischen den meist unverträglichen Einzelschichten kommen dem Fachmann geläufige Haftvermittler zum Einsatz, die aufgrund ihrer chemischen Struktur eine ausreichende Affinität zu beiden Partnern besitzen.However, it is also possible to modify the polymer material in such a way that certain physical and / or chemical properties necessary for processing (eg sealability) or operation in an electrochemical cell can be realized. This can be done by the chemical modification of the base material per se and / or by the addition of property-controlling additives or additives. The requirements placed on the barrier materials can be very diverse. The demands may be that barriers to substances with completely different properties have to be created. Often, the required catalog of properties can not be achieved by just one material, so that different materials have to be combined in the form of composites. Film composites for fuel cells must be composed of a combination of a moisture barrier and a gas barrier. For example, polyolefins such as polypropylene or polyethylene form the moisture barrier layer and polar materials such as polyamide, ethylene vinyl alcohol or polyester the gas barrier. Between the most incompatible individual layers familiar to the expert adhesion promoter are used, which have a sufficient affinity for both partners due to their chemical structure.

Ferner können geeignet sein: Silicone, Fluorelastomere, Fluorsilicone, Ethylen-Propylen-Copolymere und Naturgummi. Darunter sind perfluorierte oder Si-haltige Polymere bevorzugt, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) ein Silicone.Also suitable may be: silicones, Fluoroelastomers, fluorosilicones, ethylene-propylene copolymers and Natural rubber. These include perfluorinated or Si-containing polymers preferably, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE) a silicone.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft, anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigtThe present invention will be exemplified below. on the basis of figures closer explained. It shows

1: Draufsicht auf eine Bipolarplatteneinheit des Standes der Technik; 1 : Top view of a bipolar plate unit of the prior art;

2: Draufsicht auf eine Bipolarplatteneinheit des Standes der Technik zur Verdeutlichung der Lage von Schweißnähten; 2 : Top view of a bipolar plate unit of the prior art to illustrate the position of welds;

3: Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Bipolarplatteneinheit mit Schweißnähten im Portbereich; 3 : Top view of a bipolar plate unit according to the invention with weld seams in the port region;

4: (a) Schnitt durch eine Bipolarplatteneinheit (Seitenansicht);
(b) Schnitt durch eine Mittel zum Abdichten (Seitenansicht);
(c) Schnitt durch eine erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit (Seitenansicht); 4 : (a) section through a bipolar plate unit (side view);
(b) section through a means for sealing (side view);
(c) section through a bipolar plate unit according to the invention (side view);

5: Schnitt durch einen elektrochemischen Zellstapel (Seitenansicht) mit erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheiten. 5 : Section through an electrochemical cell stack (side view) with bipolar plate units according to the invention.

1 zeigt eine Draufsicht auf eine Bipolarplatteneinheit (1) des Standes der Technik. Die Bipolarplatteneinheit (1) besteht u.a. aus zwei Teilplatten, von denen in 1 nur eine Teilplatte sichtbar ist, und zwar die obere, dem Betrachter zugewandte, während die untere Teilplatte vollständig von der oberen Teilplatte verdeckt ist. Die Bipolarplatteneinheit weist auf ihrer dem Betrachter zugewandten Hauptoberfläche (2) eine Kanalstruktur (3) auf sowie sechs Ports (4 – 4'''''). In diesem Fall sind beide Teilplatten aus Metall und die Kanalstruktur wurde durch Prägen erzeugt, sodass sich auf der vom Betrachter abgewandten Seite die negative Kanalstruktur zur sichtbaren, dem Betrachter zugewandten Kanalstruktur (3) befindet. Die beiden einander zugewandten Kanalstrukturen bilden in der Bipolarplatteneinheit ein inneres Kanalsystem. Die Ports (4 – 4''''') sind Durchbrüche durch die Teilplatten. Mit der Anordnung der Kanäle und der Mittel zum Abdichten (hier nicht dargestellt) kann gesteuert werden, welche Ports miteinander in fluidischer Verbindung stehen. Im abgebildeten Fall steht beispielsweise Port (4''') über die Kanalstruktur (3) mit Port (4'') in fluidischer Verbindung. Auf der vom Betrachter abgewandten, nicht sichtbaren Seite steht Port (4''''') über die korrespondierende Kanalstruktur (3) mit Port (4) in fluidischer Verbindung und zwischen den Teilplatten, ebenfalls nicht sichtbar, Port (4'''') über das innere Kanalsystem mit Port (4'). Der Bereich zwischen den Teilplatten der herkömmlichen Bipolarplatteneinheit (1) ist im Bereich des äußeren Umfangs (5) (Randbereich) mit Schweißnähten gegenüber der Umgebung abgedichtet. Die Ports (4), (4'') , (4''') und (4''''') sind im Bereich der inneren Umfänge, d.h. der Grenzen der Teilplatten zu den Durchbrüchen (Randbereich), mit Schweißnähten abgedichtet. Im Bereich der Ports (4'''') und (4') sind ebenfalls Schweißnähte vorhanden, diese sind jedoch so angeordnet, dass eine fluidische Verbindung über das innere Kanalsystem zwischen den Ports (4'''') und (4') besteht. Mittel zum Abdichten, die keine Schweißnähte sind, sind nur an den Hauptoberflächen der Bipolarplatteneinheit vorgesehen. 1 shows a plan view of a bipolar plate unit ( 1 ) of the prior art. The bipolar plate unit ( 1 ) consists inter alia of two partial plates, of which in 1 only a partial plate is visible, namely the upper, facing the viewer, while the lower partial plate is completely covered by the upper partial plate. The bipolar plate unit has on its main surface facing the observer ( 2 ) a channel structure ( 3 ) and six ports ( 4 - 4 ''''' ). In this case, both partial plates are made of metal and the channel structure was produced by embossing, so that on the side facing away from the observer, the negative channel structure to the visible, facing the viewer channel structure ( 3 ) is located. The two mutually facing channel structures form an internal channel system in the bipolar plate unit. The ports ( 4 - 4 ''''' ) are breakthroughs through the part plates. With the arrangement of the channels and the means for sealing (not shown here) can be controlled, which ports are in fluid communication with each other. For example, in the case shown, Port ( 4 ''' ) via the channel structure ( 3 ) with port ( 4 '' ) in fluid communication. On the non-visible side facing away from the viewer, Port ( 4 ''''' ) via the corresponding channel structure ( 3 ) with port ( 4 ) in fluid communication and between the sub-plates, also not visible, port ( 4 '''' ) via the inner channel system with port ( 4 ' ). The area between the partial plates of the conventional bipolar plate unit ( 1 ) is in the area of the outer circumference ( 5 ) (Edge area) sealed with welds to the environment. The ports ( 4 ) 4 '' ) 4 ''' ) and ( 4 ''''' ) are sealed in the region of the inner peripheries, ie the boundaries of the sub-panels to the openings (edge area), with welds. In the area of ports ( 4 '''' ) and ( 4 ' ) are also welds, but these are arranged so that a fluidic connection via the inner channel system between the ports ( 4 '''' ) and ( 4 ' ) consists. Means for sealing, which are not welds, are provided only on the main surfaces of the bipolar plate unit.

2 zeigt eine Draufsicht auf eine Bipolarplatteneinheit (1), die jedoch, der Übersichtlichkeit halber, schematischer dargestellt ist. So bestehen zwar zwischen bestimmten Ports fluidische Verbindungen wie in 1, das entsprechende Kanalsystem (3) ist jedoch nicht dargestellt, da dessen Ausgestaltung für die vorliegende Erfindung keine wesentliche Bedeutung hat. Ebenso sind von den Ports lediglich die inneren Umfänge (6 – 6''''') dargestellt. Die Kanalstruktur (3) ist in etwa im Bereich von (7) angeordnet, wobei (7) den Bereich der Bipolarplatteneinheit (1) kennzeichnet, der in einer elektrochemischen Zelle über dem elektrochemisch aktiven Bereich einer MEA angeordnet ist. In Anlehnung daran wird der Bereich (7) kurz als aktiver Bereich bezeichnet. Die gestrichelte Linie verdeutlicht die Lage der Schweißnähte (8), die die beiden Teilplatten miteinander verbinden und das innere Kanalsystem der Bipolarplatteneinheit (1) gegenüber der äußeren Umgebung abdichten. Die Schweißnähte (8) sind eigentlich verdeckt zwischen den zwei Teilplatten der Bipolarplatteneinheit (1) angeordnet und damit in der dargestellten Draufsicht eigentlich nicht sichtbar, was mit der gestrichelten Linie (8) angedeutet ist. 2 shows a plan view of a bipolar plate unit ( 1 ), which, however, for the sake of clarity, is shown more schematically. Thus, there are fluidic connections between certain ports as in 1 , the corresponding channel system ( 3 ) is not shown, since its design for the present invention has no essential significance. Similarly, of the ports, only the inner peripheries ( 6 - 6 ''''' ). The channel structure ( 3 ) is approximately in the range of ( 7 ), where ( 7 ) the area of the bipolar plate unit ( 1 ) disposed in an electrochemical cell over the electrochemically active region of an MEA. Based on this, the area ( 7 ) briefly referred to as active area. The dashed line illustrates the position of the welds ( 8th ), which connect the two sub-panels together and the internal channel system of the bipolar plate unit ( 1 ) against the external environment. The welds ( 8th ) are actually hidden between the two partial plates of the bipolar plate unit ( 1 ) and thus not actually visible in the illustrated plan view, what with the dashed line ( 8th ) is indicated.

In 3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit dargestellt. Im Unterschied zu 2 sind in 3 anstelle der Schweißnähte in den Randbereichen Mittel zum Abdichten (9) angeordnet. Die Mittel zum Abdichten (9) sind zwischen den Teilplatten angeordnet und damit eigentlich von diesen verdeckt, was mit der gepunktet Linie (9) angedeutet ist. Die Mittel zum Abdichten (9) sind in diesem Beispiel bei (10) durch eine fluiddurchlässige Struktur unterbrochen, die eine fluidische Verbindung zwischen den Ports (4''') und (4'') über das innere Kanalsystem (nicht dargestellt) ermöglicht. Die fluidische Verbindung ist in diesem Beispiel durch Schweißnähte realisiert (gestrichelte Linien, 10), die so angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein Fluid fließen kann. Die Schweißnähte der fluiddurchlässigen Struktur (10) stützen außerdem die Durchgänge von den Ports (4''') bzw. (4'') zum inneren Kanalsystem stabil ab, sodass ein Durchhängen der Teilplatten und damit eine nachteilige Querschnittsverkleinerung des Durchgangs z.B. infolge eines Anpressdrucks verhindert wird. In diesem Beispiel sind an den Ports (4''') und (4'') fluiddurchlässige Strukturen angeordnet. Es ist aber auch möglich, die fluiddurchlässigen Strukturen an anderen oder allen Ports anzuordnen, je nachdem ob Ports und welche Ports miteinander fluidisch über das innere Kanalsystem verbunden werden sollen.In 3 is a schematic representation of an embodiment of a bipolar plate unit according to the invention shown. In contrast to 2 are in 3 instead of the welds in the peripheral areas means for sealing ( 9 ) arranged. The means of sealing ( 9 ) are arranged between the partial plates and thus actually covered by these, what with the dotted line ( 9 ) is indicated. The means of sealing ( 9 ) are interrupted in this example at (10) by a fluid-permeable structure which forms a fluidic connection between the ports (FIG. 4 ''' ) and ( 4 '' ) via the inner channel system (not shown). The fluidic Connection is realized in this example by welds (dashed lines, 10 ), which are arranged so that a fluid can flow between them. The welds of the fluid-permeable structure ( 10 ) also support the passages from the ports ( 4 ''' ) respectively. ( 4 '' ) to the inner channel system from stable, so that sagging of the sub-plates and thus a disadvantageous cross-sectional reduction of the passage, for example due to a contact pressure is prevented. In this example, at the ports ( 4 ''' ) and ( 4 '' ) arranged fluid-permeable structures. However, it is also possible to arrange the fluid-permeable structures on other or all ports, depending on whether ports and which ports are to be fluidly connected to one another via the inner channel system.

Die Striche (11) bezeichnen ferner Schweißnähte. Die Schweißnähte verbinden die beiden Teilplatten dieser Bipolarplatteneinheit (1) elektrisch leitend miteinander und sind beispielsweise durch Laserschweißen hergestellt. In diesem Beispiel sind achtzehn kurze Schweißnähte (11) dargestellt, die in sechs Dreiergruppen angeordnet sind. Die Anzahl der Schweißnähte, ihre Anordnung und ihre Länge ist für die Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung. Die Schweißnähte sollten lediglich im aktiven Bereich (7) angeordnet sein. Sie können dabei aber auch anders oder gar nicht gruppiert, in größerer oder kleinerer Anzahl, mit größeren oder kleineren Längen vorliegend. Dabei sind wenige, kurze Schweißnähte bevorzugt, um den Aufwand beim Schweißen möglichst gering zu halten, damit der Vorteil durch den Verzicht auf Schweißnähte in den Randbereichen nicht durch übermäßiges Schweißen im aktiven Bereich verloren geht.The strokes ( 11 ) also designate welds. The welds connect the two sub-plates of this bipolar plate unit ( 1 ) electrically conductive with each other and are made for example by laser welding. In this example, eighteen short welds ( 11 ), which are arranged in six triplets. However, the number of welds, their arrangement and their length is of minor importance to the invention. The welds should only be in the active area ( 7 ) can be arranged. But you can also grouped differently or not at all, in larger or smaller numbers, present with larger or smaller lengths. In this case, a few, short welds are preferred in order to minimize the effort during welding, so that the advantage is not lost by the absence of welds in the edge regions by excessive welding in the active area.

In 4(a) ist die schematische Seitenansicht einer Bipolarplatteneinheit gemäß 3 gezeigt. Man erkennt die beiden Teilplatten (12) und (13), die geprägt sind und auf ihren voneinander abgewandten Hauptoberflächen jeweils Vertiefungen (14) aufweisen, die eine negative Kanalstruktur bilden, und Erhöhungen (15), die eine zur negativen Kanalstruktur korrespondierende positive Kanalstruktur bilden. In den Kanalstrukturen können Reaktionsstoffe fließen. (16) bezeichnet einen Kanal des inneren Kanalsystems der Bipolarplatteneinheit, in dem ein Wärmetransportmittel, z.B. ein Kühlmittel, fließen kann. Im Randbereich (17) berühren sich die Teilplatten (12) und (13) nicht, sondern bilden eine (abzudichtende) Öffnung (18). Der Randbereich (17) kann einem Port (4 – 4''''') zugewendet sein oder der äußeren Umgebung der Bipolarplatteneinheit.In 4 (a) is the schematic side view of a bipolar plate unit according to 3 shown. You can see the two partial plates ( 12 ) and ( 13 ), which are embossed and on their main surfaces facing away from each other depressions ( 14 ), which form a negative channel structure, and elevations ( 15 ), which form a positive channel structure corresponding to the negative channel structure. In the channel structures reactants can flow. ( 16 ) denotes a channel of the internal channel system of the bipolar plate unit, in which a heat transfer medium, such as a coolant, can flow. At the edge ( 17 ), the partial plates ( 12 ) and ( 13 ), but form an opening (to be sealed) ( 18 ). The border area ( 17 ) can a port ( 4 - 4 ''''' ) or the external environment of the bipolar plate unit.

In 4(b) ist ein schematischer Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Mittel zum Abdichten (9) dargestellt, und zwar die Seitenansicht. Das Mittel zum Abdichten (9) weist zwei Bereiche auf, ein erster Bereich (21) und ein zweiter Bereich (22), wobei die Geometrie des Mittels zum Abdichten der Geometrie der abzudichtenden Öffnung (18) angepasst ist.In 4 (b) is a schematic section through an inventive means for sealing ( 9 ), the side view. The means for sealing ( 9 ) has two areas, a first area ( 21 ) and a second area ( 22 ), wherein the geometry of the means for sealing the geometry of the opening to be sealed ( 18 ) is adjusted.

In 4(c) ist schematisch dargestellt, wie mit dem Mittel zum Abdichten (9) die Öffnung (18) abgedichtet ist. (9) umfasst dabei den Randbereich (17) der Bipolarplatteneinheit (1) und kann dadurch ins Innere der Öffnung (18) gerichtete Kräfte (19) und (20) auf die Öffnung ausüben und so die Teilplatten (12) und (13) der Bipolarplatteneinheit (1) im Randbereich (17) verbinden. Der zweite Bereich (22) des Mittels zum Abdichten (9) steht etwas über die Teilplatte (12) bzw. (13) hinaus und kann dadurch die Bipolarplatteneinheit (1) von anderen Bauteilen einer elektrochemischen Zelle oder eines Zellenstapels beabstanden.In 4 (c) is shown schematically as with the means for sealing ( 9 ) the opening ( 18 ) is sealed. ( 9 ) includes the edge area ( 17 ) of the bipolar plate unit ( 1 ) and can thereby into the interior of the opening ( 18 ) directed forces ( 19 ) and ( 20 ) on the opening and so the part plates ( 12 ) and ( 13 ) of the bipolar plate unit ( 1 ) at the edge ( 17 ) connect. The second area ( 22 ) of the means for sealing ( 9 ) is something about the partial plate ( 12 ) respectively. ( 13 ), and thereby the bipolar plate unit ( 1 ) are spaced from other components of an electrochemical cell or cell stack.

In 5 ist schematisch in Seitenansicht ein Schnitt durch einen elektrochemischen Zellstapel mit erfindungsgemäßen Bipolarplatteneinheit (1) dargestellt. Als Beispiel wurde ein Ausschnitt aus einem Stapel von PEM-BZ gewählt. 5 zeigt eine MEA (23) mit einer PEM (24), an die zwei erfindungsgemäße Bipolarplatteneinheiten (1) angrenzen. Die Bipolarplatteneinheiten sind, wie vorstehend beschrieben, mit je einem Mittel zum Abdichten (9) abgedichtet, die im zweiten Bereich (22) über die Hauptoberflächen der Bipolarplatteneinheiten (1) überstehen und anodenseitig bzw. kathodenseitig an die MEA (23) bzw. an die PEM (24) der MEA (23) angrenzen. (25) bezeichnet Kanäle der Kanalstrukturen (3), in denen ein Reaktionsstoff fließen kann, z.B anodenseitig H2 oder ein H2-haltiges Gas und kathodenseitig O2 oder ein O2-haltiges Gas. In den Kanälen des inneren Kanalsystems (16) und (16') kann ein Wärmetransportmittel fließen. Die Kanäle (16) und (16') sind durch die Kontaktflächen der Teilplatten (26) fluidisch nicht gegeneinander abgedichtet, sodass über die Kontaktfläche (26) hinweg zwischen den Kanälen (16) und (16') Fluid fließen kann, wenn auch nur in geringem Ausmaß. Im Bereich einzelner Kontaktflächen (26) können kurze Schweißnähte vorgesehen sein, um den Fluß von elektrischem Strom zwischen den Teilplatten zu verbessern (nicht dargestellt), die aber für eine fluidische Abdichtung im Bereich der Kontaktflächen (26) nicht geeignet sind.In 5 is a schematic side view of a section through an electrochemical cell stack with bipolar plate unit according to the invention ( 1 ). As an example, a section from a stack of PEM-BZ was chosen. 5 shows an MEA ( 23 ) with a PEM ( 24 ), to the two bipolar plate units according to the invention ( 1 ). The bipolar plate units are, as described above, each with a means for sealing ( 9 ), which in the second area ( 22 ) over the major surfaces of the bipolar plate units ( 1 ) and on the anode side or on the cathode side to the MEA ( 23 ) or to the PEM ( 24 ) of the MEA ( 23 ). ( 25 ) denotes channels of the channel structures ( 3 ), in which a reactant can flow, for example on the anode side H 2 or an H 2 -containing gas and on the cathode side O 2 or an O 2 -containing gas. In the channels of the inner channel system ( 16 ) and ( 16 ' ), a heat transport medium can flow. The channels ( 16 ) and ( 16 ' ) are defined by the contact surfaces of the partial plates ( 26 ) fluidly not sealed against each other, so over the contact surface ( 26 ) between the channels ( 16 ) and ( 16 ' ) Fluid can flow, albeit to a lesser extent. In the area of individual contact surfaces ( 26 ) short welds can be provided to improve the flow of electric current between the sub-plates (not shown), but for a fluidic seal in the area of the contact surfaces ( 26 ) are not suitable.

In 5 kann man erkennen, wie die Mittel zum Abdichten zwei Abdichtfunktionen gleichzeitig ausüben: Zum Einen wird das innere Kanalsystem (16) der Bipolarplatteneinheiten (1) gegenüber der Umgebung abgedichtet, zum Anderen werden die Räume zwischen den Bipolarplatteneinheiten (1) und der MEA, Kathoden- und Anodenraum, gegenüber der Umgebung abgedichtet.In 5 can be seen how the means for sealing two sealing functions simultaneously exercise: First, the inner channel system ( 16 ) of the bipolar plate units ( 1 On the other hand, the spaces between the bipolar plate units ( 1 ) and the MEA, cathode and anode compartment, sealed to the environment.

Ein derart ausgebildeter elektrochemischer Zellstapel benötigt keine Schweißnähte zum Abdichten der Bipolarplatteneinheiten (1) – es können lediglich einzelne, kurze Schweißnähte im Bereich der aktiven Fläche zur Verbesserung des Stromflusses zwischen den Teilplatten vorgesehen sein – und keine zusätzlichen Mittel zum Abdichten zwischen den Bipolarplatteneinheiten (1) und MEAs (23). Dadurch können bei der Herstellung Verfahrensschritte und Zeit eingespart werden und die Herstellung, sowohl der Bipolarplatteneinheit (1) als auch einer elektrochemischen Zelle oder eines Zellstapels, vereinfachen sich.Such a formed electrochemical cell stack does not require welds for sealing the bipolar plate units ( 1 ) - there may be only individual, short welds in the area of the active surface to improve the flow of current between the sub-plates - and no additional means for sealing between the bipolar plate units ( 1 ) and MEAs ( 23 ). As a result, manufacturing steps and time can be saved in the production and the production of both the bipolar plate unit ( 1 ) as well as an electro chemical cell or a cell stack, simplify.

11
Bipolarplatteneinheitbipolar plate
22
Hauptoberflächemain surface
33
Kanalstrukturchannel structure
4 – 4'''''4 - 4 '' '' '
Portsports
55
äußerer Umfangouter circumference
6 – 6'''''6 - 6 '' '' '
innere Umfängeinner circumferences
77
aktiver Bereichactive Area
88th
SchweißnahtWeld
99
Mittel zum Abdichtenmedium for sealing
1010
fluiddurchlässige Strukturfluid-permeable structure
1111
SchweißnahtWeld
1212
Teilplatte 1 subpanel 1
1313
Teilplatte 2 subpanel 2
1414
Vertiefungdeepening
1515
Erhöhungincrease
16, 16'16 16 '
Kanal des inneren Kanalsystems channel of the inner canal system
1717
Randbereichborder area
1818
Öffnungopening
1919
Kraftforce
2020
Kraftforce
2121
erster Bereich eines Mittels zum Abdichtenfirst Area of a means for sealing
2222
zweiter Bereich eines Mittels zum Abdichtensecond Area of a means for sealing
2323
MEAMEA
2424
PEMPEM
2525
Kanal für einen Reaktionsstoffchannel for one reactant
2626
Kontaktfläche der TeilplattenContact surface of the partial plates

Claims (20)

Bipolarplatteneinheit mit zwei Teilplatten für elektrochemische Zellen, wobei wenigstens eine der Hauptoberflächen der Teilplatten eine Kanalstruktur aufweist und wobei die Teilplatten entlang ihrer Hauptoberflächen so übereinander angeordnet sind, dass zwischen den einander zugewandten Hauptoberflächen ein inneres Kanalsystem gegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich der Teilplatten Mittel zum Abdichten des inneren Kanalsystems gegenüber der äußeren Umgebung vorgesehen sind, die die Teilplatten beabstanden.Bipolar plate unit with two sub-plates for electrochemical cells, wherein at least one of the main surfaces of the sub-plates has a channel structure and wherein the sub-plates along their main surfaces are arranged one above the other, that between the mutually facing main surfaces an inner channel system is given, characterized in that in the edge region of the sub-plates Means are provided for sealing the inner channel system from the external environment, which space the part plates. Bipolarplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilplatten im Randbereich von den Mitteln zum Abdichten umfasst sind, sodass dort Umfassungsbereiche gegeben sind.Bipolar plate unit according to claim 1, characterized in that that the sub-panels in the edge region of the means for sealing are encompassed so that there are encompassing areas. Bipolarplatteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abdichten in den Umfassungsbereichen Kräfte auf die Teilplatten ausüben, die die Teilplatten zumindest in den Umfassungsbereichen verbinden.Bipolar plate unit according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the means for sealing in the enclosure areas personnel exercise on the part plates, which connect the partial plates at least in the enclosure areas. Bipolarplatteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilplatten aus einem Metall oder einer Mischung aus Metallen gebildet sind und bevorzugt eine elektrisch leitenden und/oder korrosionsbeständige Beschichtung aufweisen.Bipolar plate unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the partial plates made of a metal or a mixture of metals, and preferably one have electrically conductive and / or corrosion resistant coating. Bipolarplatteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abdichten lösbar mit den Teilplatten verbunden sind.Bipolar plate unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for sealing detachable with the sub-panels are connected. Bipolarplatteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abdichten unlösbar mit wenigstens einer der Teilplatten verbunden sind, bevorzugt mit beiden Teilplatten.Bipolar plate unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for sealing insoluble with at least one of the sub-plates are connected, preferably with both Partial plates. Bipolarplatteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatteneinheit Ports für Fluide aufweist und dass im Bereich der Ports Mittel zum Abdichten vorgesehen sind, die von fluiddurchlässigen Strukturen unterbrochen sindBipolar plate unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bipolar plate unit ports for fluids has and that in the region of the ports means are provided for sealing, those of fluid-permeable Structures are interrupted Bipolarplatteneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den fluiddurchlässigen Strukturen um separate Bauteile handelt, bevorzugt um stabile, poröse Bauteile.Bipolar plate unit according to claim 7, characterized in that that it is the fluid-permeable Structures are separate components, preferably stable, porous components. Bipolarplatteneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den fluiddurchlässigen Strukturen um Fügestellen handelt, wobei die Fügestellen so zueinander und/oder zu den Mitteln zum Abdichten angeordnet sind, dass zwischen den Fügestellen und/oder den Fügestellen und den Mitteln zum Abdichten Abstände gegeben sind.Bipolar plate unit according to claim 7, characterized in that that it is the fluid-permeable Structures around joints trades, with the joints are arranged to each other and / or to the means for sealing, that between the joints and / or the joints and the means for sealing distances are given. Bipolarplatteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatteneinheit Ports für Fluide aufweist und dass im Bereich der Ports Fügestellen vorgesehen sind, wobei die Fügestellen so zueinander angeordnet sind, dass sie eine fluiddurchlässige Struktur bilden.Bipolar plate unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bipolar plate unit ports for fluids has and that in the region of the ports joints are provided, where the joints are arranged to each other so that they have a fluid-permeable structure form. Bipolarplatteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilplatten im elektrochemisch aktiven Bereich eine oder mehrere Fügestellen aufweisen, bevorzugt kurze Schweißnähte oder Schweißstellen.Bipolar plate unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that the partial plates in the electrochemical active region have one or more joints, preferably short welds or Welds. Bipolarplatteneinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilplatten auf ihren dem inneren Kanalsystem zugewandten Hauptoberflächen eine korrosionsbeständige Beschichtung aufweisen und auf ihren dem inneren Kanalsystem abgewandten Hauptoberflächen eine korrosionsbeständige und elektrisch leitfähige Beschichtung.Bipolar plate unit according to claim 11, characterized characterized in that the sub-panels on their the inner channel system facing major surfaces a corrosion resistant Have coating and facing away from the inner channel system main surfaces a corrosion resistant and electrically conductive Coating. Elektrochemische Zelle oder Stapel aus elektrochemischen Zellen mit einer oder mehreren MEAs und wenigstens einer Bipolarplatteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12.Electrochemical cell or stacks of electrochemical cells with one or more MEAs and at least one bipolar plate unit according to one of claims 1 to 12. Elektrochemische Zelle oder elektrochemischer Zellstapel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abdichten im Umfassungsbereich eine Teilplatten-zugewandte Seite aufweisen und eine Teilplatten-abgewandte Seite, die einer MEA zugewandt ist, und dass die Mittel zum Abdichten mit ihrer der MEA-zugewandten Seite an die MEA angrenzen.Electrochemical cell or electrochemical cell stack according to claim 13, characterized that means to Sealing in the enclosure area a side plate-facing side and a partial plate-facing side facing an MEA is and that the means of sealing with their the MEA-facing Side adjacent to the MEA. Elektrochemische Zelle oder elektrochemischer Zellstapel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abdichten mit ihrer der MEA zugewand ten Seite an die PEM der MEA angrenzen.Electrochemical cell or electrochemical cell stack according to claim 14, characterized in that the means for sealing with their side facing the MEA to the PEM of the MEA. Mittel zum Abdichten in elektrochemischen Zellen oder Zellstapeln mit einem ersten und einem zweiten Bereich, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich in einer Öffnung platziert werden kann und diese Öffnung dabei abdichtet und der zweite Bereich den Randbereich der Öffnung umfasst und von anderen Bauteilen der elektrochemischen Zelle oder des Zellstapels beabstandet.Means for sealing in electrochemical cells or cell stacks having a first and a second area, thereby characterized in that the first area can be placed in an opening and this opening thereby seals and the second region comprises the edge region of the opening and other components of the electrochemical cell or cell stack spaced. Mittel zum Abdichten nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich eine in das Öffnungsinnere gerichtete Kraft auf die Öffnung ausübt und die Begrenzung der Öffnung zumindest im Randbereich verbindet.Means for sealing according to claim 16, characterized in that that the second region has a force directed into the interior of the opening on the opening exerts and the boundary of the opening at least in the border area connects. Mittel zum Abdichten nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Abdichten eine Dichtung ist, vorzugsweise ein oder mehrere Dichtungsringe und/oder eine Dichtungsmasse, jedoch keine Fügestelle.Means for sealing according to claim 16 or 17, characterized characterized in that the means for sealing is a seal, preferably one or more sealing rings and / or a sealing compound, but no joint. Mittel zum Abdichten nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Abdichten ein Polymer ist, bevorzugt ein Elastomer.Means for sealing according to one of claims 16 to 18, characterized in that the means for sealing a polymer is, preferably an elastomer. Mittel zum Abdichten nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zum Teil aus einem polymeren Material bestehen, bevorzugt ein perfluoriertes oder Si-haltiges Polymer, besonders bevorzugt Polytetrafluorethylen (PTFE) oder ein Silicon.Means for sealing according to claim 19, characterized that they consist at least partly of a polymeric material, preferably a perfluorinated or Si-containing polymer, especially preferably polytetrafluoroethylene (PTFE) or a silicone.
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