DE10303655A1

DE10303655A1 - Dichtungsanordnung für Brennstoffzellen

Info

Publication number: DE10303655A1
Application number: DE10303655A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Inagaki; Tadahiro Ichioka; Mikio Wada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2003-08-07
Also published as: CA2417213A1; US20030150162A1; CA2417213C; US7498096B2

Abstract

Es wird eine Dichtanordnung für einen Brennstoffzellenaufbau geschaffen, der einen Dichtabschnitt in der Form einer Dichtung zwischen angrenzenden Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel hat. In der Dichtungsanordnung hat ein Abschnitt des Brennstoffzellenaufbaus, der mit der Dichtung in eine Richtung der Laminierung der Zellen gesehen überlappt, einen Aufbau gleichbleibender Dicke, der eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke hat. Die Dichtungsanordnung kann ferner angeordnet sein, um Brennstoffzellenkühlmittelkanäle und -sammler von den Brennstoffzellengaskanälen abzudichten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für Brennstoffzellen und insbesondere auf eine Dichtungsanordnung für Brennstoffzellen auf Festpolymerelektrolytbasis.

Eine Brennstoffzelle, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle auf Festpolymerelektrolytbasis, hat eine Membranelektrodenanordnung (MEA), die aus einer Elektrolytmembran in der Form einer Ionenaustauschmembran, einer Elektrode (Anode oder Brennstoffelektrode), die eine Katalysatorschicht und eine Gasdiffusionsschicht hat, die auf einer Hauptfläche der Elektrolytschicht ausgebildet ist, und einer Elektrode (Kathode oder Luftelektrode) besteht, die eine Katalysatorschicht und eine Gasdiffusionsschicht hat, die auf der anderen Hauptfläche der Elektrolytschicht ausgebildet ist. Eine Zelleneinheit wird durch die Membranelektrodenanordnung (MEA) und eine oder mehrere Abtrennungen (sog. Separatoren), die Fluidkanäle ausbilden, durch die Brenngas (Wasserstoff) und oxidierendes Gas (Sauerstoff oder allgemein Luft) zu der Anode und Kathode zugeführt werden, und/oder Kanäle gebildet, durch die ein Kühlmittel fließt. Ein laminierter Aufbau aus mindestens einer Zelleneinheit bildet ein Modul, wobei eine Vielzahl von Modulen aneinander laminiert sind, um einen Modulsatz zu schaffen (oder einen Zellensatz, wenn die Module aus einer Zelleneinheit bestehen). Anschlüsse, Isolatoren und Endplatten sind in Richtung der Laminierung der Zellen gesehen an den entgegengesetzten Enden der Modulsätze angeordnet, so dass ein Brennstoffzellenstapel geschaffen ist. Der Brennstoffzellenstapel wird dann an seiner Außenseite durch Befestigungselemente befestigt (wie beispielsweise Verspannungsplatten), die sich in Richtung der Laminierung der Zellen erstreckten, so dass die Module oder Zellen aneinander fixiert sind.

In der Brennstoffzelle auf Festpolymerelektrolytbasis findet eine Reaktion an der Anode statt, die Wasserstoff in Wasserstoffionen und Elektronen umwandelt, wobei die so ausgebildeten Wasserstoffionen sich durch die Elektrolytmembran zu der Kathode bewegen. Als ein Ergebnis findet eine Reaktion von Sauerstoff, Wasserstoffionen und Elektronen, die an der Anode angrenzend zu der MEA erzeugt worden sind und durch die Abtrennung gelangen, an der Kathode statt. Diese Reaktionen können wie nachstehend ausgedrückt werden:
H₂ → 2H⁺ + 2e^- an der Anode der Zelle
2H⁺ + 2e^- + (1/2) O₂ → H₂O an der Kathode der Zelle

In den Brennstoffzellen wird Joul'scher Wärme erzeugt und ferner wird Wärme zum Erzeugen von Wasser durch die Reaktionen an der Kathode erzeugt. Um die Brennstoffzellen zu kühlen, sind Kanäle, die einem Kühlmittel (im Allgemeinen Kühlwasser) ermöglichen hierdurch zu gelangen, in der Abtrennung für jede Zelle oder für eine Vielzahl von Zellen (beispielsweise zwei Zellen) ausgebildet.

Ein Beispiel einer Dichtungsanordnung für Brennstoffzellen ist in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr.: 2000-182639 offenbart. In dieser Anordnung sind Dichtungen zum Abdichten von Kühlmittelkanälen an Flächen vorgesehen, die zu einem Kühlmittel exponiert sind, und Dichtungen zum Abdichten von Gasdurchgängen sind an Flächen vorgesehen, die zu einem Brennstoff oder oxidierendem Gas exponiert sind. In dem bekannten Brennstoffzellenstapel sind Bestandteile, wie beispielsweise Elektrolytmembranen, Katalysatorschichten, Gasdiffusionsschichten; Klebstoffschichten und dergleichen in einem Bereich in Richtung der Laminierung der Zelle angeordnet, in welchem Bereich die Dichtungen angeordnet sind. Und zwar überlappen die Dichtungen die vorstehend genannten Bestandteile in Richtung der Laminierung der Zellen gesehen.

In dem bekannten Brennstoffzellenstapel neigen jedoch Elektrolytmembranen, Katalysatorschichten, Gasdiffusionsschichten und Klebstoffschichten, die in dem Bereich der Zellen angeordnet sind, die die Dichtungslinien der Dichtungen in der Richtung der Laminierung der Zellen überlappen, zum Kriechen, wenn eine Belastung aufgebracht wird, um den Brennstoffzellenstapel festzuziehen. Daher können die Werkstoffe der vorstehend aufgezeigten Bestandteile während dem Betrieb der Brennstoffzellen kriechen, was es schwierig macht, eine gute Dichteigenschaft der Dichtungen zu erhalten.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Dichtungsanordnung für Brennstoffzellen zu schaffen, die die anfänglichen Dichteigenschaften der Dichtungen aufrecht erhalten kann.

Um das Vorstehende zu erfüllen, wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Dichtungsanordnung für eine Brennstoffzelle geschaffen, die (a) mindestens einen Dichtabschnitt an einer äußeren Fläche der Brennstoffzelle und (b) mindestens einen Abschnitt der Brennstoffzelle mit einem Aufbau von gleichbleibender Dicke hat, der eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke in eine Richtung der Laminierung der Brennstoffzelle gesehen hat, wobei jeder Dichtabschnitt eine Dichtung hat, und jede Dichtung einen von mindestens einem Abschnitt der Brennstoffzelle mit einem Aufbau von gleichbleibender Dicke der Brennstoffzelle, in Richtung der Laminierung der Zelle gesehen, überlappt.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Dichtungsanordnung für eine Brennstoffzelle geschaffen, die (a) einen Dichtwerkstoff hat, der geeignet ist, um einen Spalt zwischen einer Vielzahl von Bestandteilen der Brennstoffzelle abzudichten, die aneinander laminiert sind, und die (b) mindestens einen Abschnitt der Brennstoffzelle mit einem Aufbau von gleichbleibender Dicke hat, der eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke in eine Richtung der Laminierung der Brennstoffzelle gesehen hat, wobei der Aufbau von gleichbleibender Dicke hinter dem Dichtmaterial entlang einer Dichtlinie vorgesehen ist, die durch das Dichtmaterial nach Laminierung der Vielzahl von Bestandteilen ausgebildet ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Dichtungsaufbau besteht der Abschnitt der Zelle, der in dem Bereich angeordnet ist, in dem die Dichtung oder das Dichtmaterial vorgesehen ist, aus Bestandteilen von gleichbleibender Dicke (das heißt Bestandteilen, die nicht kriechen oder es unwahrscheinlich ist, dass sie durch Anlegen einer Belastung, um einen Brennstoffzellenstapel anzuziehen, kriechen) oder hat einen Aufbau von gleichbleibender Dicke. Dem entsprechend wird der Druck der Dichtungsebene der Dichtung nicht verringert oder wird weniger wahrscheinlich verringert, wodurch eine zuverlässige Abdichtung geschaffen ist.

In einer bevorzugten Form der wie vorstehend beschriebenen Dichtungsanordnung überlappen der Dichtabschnitt, der die Dichtung hat, und eine Klebstoffschicht, die einen Klebstoff hat, einander in Richtung einer Laminierung der Zelle nicht (obwohl die Dichtung und die Klebstoffschicht einander an ihren Überschneidungen überlappen können). Bei dieser Anordnung wird der Druck an der Dichtebene des Dichtungsdichtabschnitts nicht durch Kriechen des Klebstoffs, wie es in einer herkömmlichen Anordnung auftritt, verringert, und daher kann Gasaustritt und/oder Wasseraustritt vermieden werden.

In einer anderen bevorzugten Form der Dichtungsanordnung schafft der Dichtabschnitt eine Kühlmitteldichtung und eine Gasdichtung, wobei die Kühlmitteldichtung außerhalb der Gasdichtung in Richtung der Laminierung der Zelle gesehen angeordnet ist. In diesem Fall wird, sogar wenn Wasseraustritt an der Kühlmitteldichtung auftritt, verhindert, dass Wasser in Gaskanäle eintritt, wodurch verbesserte Zuverlässigkeit der Brennstoffzelle sichergestellt ist. Des Weiteren würde, da die Kühlmitteldichtung außerhalb der Gasdichtung in Richtung der Laminierung der Zelle gesehen angeordnet ist, ein Kühlmittelaustritt vor einem Gasaustritt auftreten, wobei Gegenmaßnahmen durch Erfassung des Kühlmittelaustritts getroffen werden können, wodurch verbesserte Sicherheit sichergestellt ist.

Die vorstehenden und/oder andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser aus der nachstehenden Beschreibung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und wobei:
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die im Allgemeinen einen Brennstoffzellenaufbau zeigt, auf den die Erfindung angewendet wird, in dem Brennstoffzellen in die vertikale Richtung laminiert sind;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die ein Teil einer Elektrolytmembran-Elektrodenanordnung einer Zelleneinheit des Brennstoffzellenaufbaus von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht einer Zelleneinheit des Brennstoffzellenaufbaus von Fig. 1 ist, wobei Bestandteile der Zelleneinheit in der vertikalen Richtung laminiert sind;
Fig. 4 eine Draufsicht der Zelleneinheit des Brennstoffzellenaufbaus von Fig. 1 ist;
Fig. 5 eine Draufsicht eines Harzrahmens als eine Abtrennung ist, die in dem Brennstoffzellenaufbau von Fig. 1 enthalten ist;
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang einer Linie ist, die durch Pfeile D in Fig. 4 bezeichnet ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang einer Linie ist, die durch Pfeile B in Fig. 4 bezeichnet ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht entsprechend der von Fig. 6 ist, die einen herkömmlichen Aufbau zeigt;
Fig. 9 eine Schnittansicht entsprechend der von Fig. 7 ist, die einen herkömmlichen Aufbau zeigt; und
Fig. 10 eine Schnittansicht eines Brennstoffzellenaufbaus gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Bezugnehmend auf Fig. 1 bis Fig. 9 wird ein Brennstoffzellenstapel, der eine Dichtungsanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung einsetzt, im Detail beschrieben. Von Fig. 1 bis Fig. 9 zeigen Fig. 8 und Fig. 9 herkömmliche Aufbauten, während Fig. 6 und Fig. 7 deren Verbesserungen gemäß der Erfindung zeigen.
Der Dichtungsaufbau gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in einer Brennstoffzellenanordnung auf Festpolymerelektrolytbasis 10 angewandt, der im Allgemeinen in Fig. 1 dargestellt ist. Die Brennstoffzellenanordnung 10 ist beispielsweise in einem Brennstoffzellenfahrzeug eingebaut, sie kann aber in anderen Anwendungen eingesetzt werden.
Jede Zelle des Brennstoffzellenaufbaus auf Festpolymerelektrolytbasis 10 hat eine Membranelektrodenanordnung (MEA), die aus einer Elektrolytmembran 11 in der Form einer Ionenaustauschmembran, einer Elektrode 14 (Anode oder Brennstoffelektrode), die eine Katalysatorschicht 12 und eine Gasdiffusionsschicht 13 hat, die auf einer Hauptfläche der Elektrolytschicht 11 ausgebildet sind, und einer Elektrode 17 besteht (Kathode oder Luftelektrode), die eine Katalysatorschicht 15 und eine Gasdiffusionsschicht 16 hat, auf der die andere Hauptfläche der Elektrolytschicht 11 ausgebildet ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Zelleneinheit ist durch die Membranelektrodenanordnung (MEA) und Abtrennungen 18ausgebildet, die auf die MEA laminiert sind, um Reaktionsgaskanäle 27, 28, durch die Brennstoffgas (Wasserstoff) und oxidierendes Gas (Sauerstoff oder allgemein Luft) zu den Elektroden 14, 17 zugeführt werden, und Kühlmittelkanäle auszubilden (die ebenso Kühlwasserkanäle genannt werden können), durch die ein Kühlmittel (was im Allgemeinen Kühlwasser ist) fließt. Eine laminierte Anordnung von mindestens einer Zelle (eine Zelle in diesem Ausführungsbeispiel) bildet ein Modul 19, und eine Vielzahl von Modulen 19 sind aneinander laminiert, um einen Modulsatz 19 zu schaffen. Anschlüsse 20, Isolatoren 21 und Endplatten 22 sind an den entgegengesetzten Enden der Modulsätze 19 in Richtung der Laminierung der Zellen gesehen angeordnet, so dass ein Brennstoffzellenstapel 23 geschaffen ist. Der Brennstoffzellenstapel 23 ist an seiner Außenseite durch Festziehelemente 24 angezogen (wie beispielsweise Verspannungsplatten oder Durchgangsbolzen), die sich in Richtung der Laminierung der Zellen erstrecken, und ist durch Bolzen 25 oder Muttern fixiert.
Die Kühlmittelkanäle 26 sind für jede Zelle oder für eine Vielzahl von Zellen vorgesehen. Die Katalysatorschichten 12, 15 sind aus Platin (Pt), Kohlenstoff (C) und einem Elektrolyt ausgebildet. Die Gasdiffusionsschichten 13, 16 sind aus Kohlenstoff (C) ausgebildet.
Die Abtrennungen 18 haben erste Abtrennelemente 18A, 18B und zweite Abtrennelemente 18C, 18D, die jeweils die Form eines Rahmens einnehmen, der eine Öffnung an einem Abschnitt 29 hat, der mit einem Energie erzeugenden Abschnitt der Brennstoffzelle übereinstimmt oder mit diesem überlappt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. In der nachstehenden Beschreibung wird dieser Abschnitt 29 als "MEA-überlappender Abschnitt" bezeichnet.
Das erste Element 18A und das zweite Element 18C sind an der Seite der Brennstoffelektrode der MEA angeordnet, wobei das erste Element 18A Kanäle für Brennstoffgas und Kühlwasser definiert. Das erste Element 18B und das zweite Element 18D sind auf der Seite der Luftelektrode der MEA angeordnet, wobei das erste Element 18B Kanäle für oxidierendes Gas und Kühlwasser definiert.
Die ersten Elemente 18A, 18B sind aus Metall gefertigt und werden nachstehenden als "Metallabtrennungen 18A, 18B" bezeichnet. Die zweiten Elemente 18C, 18D sind aus einem nicht leitenden Harzmaterial gefertigt und werden nachstehend als "Harzrahmen 18C, 18D" bezeichnet. Die Metallabtrennungen 18A, 18B, die aus Metall gefertigt sind, haben eine Fluidundurchlässigkeit und können durch Beschichtung einer Metallplatte (wie beispielsweise einer Edelstahlplatte) mit einem leitfähigen Material (wie beispielsweise Nickel) ausgebildet sein.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die MEA zwischen die Abtrennungen 18 zwischengelegt, so dass die Harzrahmen 18C, 18D jeweils zwischen den Metallabtrennungen 18A, 18B und der MEA zwischen geordnet sind. Daher sind die Metallabtrennungen 18A, der Harzrahmen 18C, die MEA, der Harzrahmen 18D und die Metallabtrennung 18B in der Reihenfolge der Beschreibung laminiert, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Bei den Öffnungen, die durch die Harzrahmen 18C, 18D ausgebildet sind, ist die MEA den MEA überlappenden Abschnitten 29 der Metallabtrennung 18A und der Metallabtrennung 18B durch die Öffnungen zugewandt. Und zwar sind die Metallabtrennung 15A, die MEA und die Metallabtrennung 18B in dieser Reihenfolge in der Richtung der Laminierung der Zellen angeordnet. In der Umgebung der Öffnungen der Harzrahmen 18C, 18D sind die Metallabtrennung 18A, der Harzrahmen 18C, der Harzrahmen 15D und die Metallabtrennung 18B aneinander in der Reihenfolge der Beschreibung laminiert.
Wie in Fig. 3 bis Fig. 7 gezeigt ist, ist ein Gaskanalabschnitt, der die Brennstoffgaskanäle 27 definiert, in der Fläche des MEA überlappenden Abschnitts 29 der Metallabtrennung 18A ausgebildet, die mit dem Energie erzeugenden Abschnitt der Brennstoffzelle übereinstimmen. Ferner sind die Kühlmittelkanäle 26 in der anderen Fläche der Metallabtrennung 18A ausgebildet. Gleichermaßen ist ein Gaskanalabschnitt, der die Kanäle für oxidierendes Gas 28 definiert, in der Fläche des MEA überlappenden Abschnitts 29 der Metallabtrennung 18B ausgebildet, die mit den Brennstoffzellenenergie erzeugenden Abschnitt übereinstimmt. Die Brennstoffgaskanäle 27 und die Kanäle für oxidierendes Gas 28 sind in einer Linie miteinander in Richtung der Laminierung der Zelle mit der MEA ausgebildet, die zwischen diesen Gaskanälen 27 und 28 angeordnet ist.
Die Kühlmittelkanäle 26, die in der anderen Fläche der Metallabtrennung 18A entgegengesetzt zu der MEA ausgebildet sind, und die Kühlmittelkanäle 26, die in der Fläche der Metallabtrennung 18B an der angrenzenden (nächst folgenden) Zelle entgegengesetzt zu der MEA dieser Zelle ausgebildet sind, sind nicht voneinander in der Richtung der Laminierung der Zellen getrennt, so dass die Kühlmittelkanäle 26 mit den Kühlmittelkanälen 26 der angrenzenden Zelle kommunizieren.
In diesen Gaskanalabschnitten der Metallabtrennungen 18A, 18B erstrecken sich die Gaskanäle zwischen einem Kantenpaarabschnitt 30, 31 von jeder Metallabtrennung 18A, 18B an den Längsenden des MEA überlappenden Abschnitts 29, so dass jeder Gaskanal mehrmals an seinen Längsenden wendet, um somit eine erhöhte Kanallänge zu schaffen, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die die Metallabtrennung 18B beispielhaft darstellt. Mit dieser Anordnung, angenommen das die gleiche Menge an Reaktionsgasen zu dem MEA zugeführt wird, erhöht sich die Gasströmgeschwindigkeit (verglichen mit dem Fall, in dem die Gaskanäle keine Wendungen haben), so dass die Brennstoffzelle eine erhöhte Leistung erzeugt und Wasser, das in der Brennstoffzelle erzeugt wird, weniger wahrscheinlich in den Gaskanälen 27, 28 verbleibt. In den Metallabtrennungen 18A, 18B sind eine Vielzahl von Brennstoffgaskanälen 27 parallel zueinander ausgebildet, wobei eine Vielzahl von Kanälen für oxidierendes Gas 28 parallel zueinander ausgebildet sind. Andererseits erstrecken sich die Kühlmittelkanäle 26, die an den Rückseiten der Metallabtrennung 18A, 18B ausgebildet sind, gerade zwischen den Kantenabschnitten 30, 31 und haben keine U- Wendungsabschnitte.
Wie in Fig. 3 bis Fig. 5 gezeigt ist, sind ein Brennstoffgaseinlass 27c und ein Brennstoffgasauslass 27d, die mit jedem Brennstoffgaskanal 27 kommunizieren, in dem MEA-überlappenden Abschnitt 29 der Metallabtrennung 18A ausgebildet, an den längs gerichteten entgegengesetzten Seiten der MEA überlappenden Abschnitte 29 angeordnet. Gleichermaßen sind ein Sauerstoffgaseinlass 28c und ein Sauerstoffgaseinlass 28d, die mit jedem Sauerstoffgaskanal 28 kommunizieren, der in dem MEA überlappenden Abschnitt 29 der Metallabtrennung 18B ausgebildet ist, an den längsgerichtet entgegengesetzten Seiten des MEA überlappenden Abschnitts 29 angeordnet.
Ferner sind die Brennstoffgaseinlässe 27c, die zu den Brennstoffgaskanälen 27 in dem MEA überlappenden Abschnitt 29 der Abtrennung 18A führen, und die Sauerstoffgaseinlässe 28c, die zu den Sauerstoffgaskanälen 28 führen, an den längsgerichtet entgegengesetzten Seiten der MEA überlappenden Abschnitte 29 der Abtrennung 18A, 18B angeordnet.
Sammlerabschnitte sind in den Kantenabschnitten 30, 31 jeder der Metallabtrennungen 18A, 18B und der Harzrahmen 18C, 18D an den längsgerichtet entgegengesetzten Seiten des MEA-überlappenden Abschnitts 29 ausgebildet, der mit dem Energie erzeugenden Abschnitt der Brennstoffzelle übereinstimmt. In den Sammlerabschnitten sind Kühlmittelsammler 32, Brennstoffgassammler 33 und Luftsammler 34 ausgebildet.
Insbesondere sind ein einlassseitiger Kühlmittelsammler 32a, ein auslassseitiger Brennstoffgassammler 33b und ein/mehrere einlassseitiger Luftsammler 34a in einem (30) der Kantenabschnitte 30, 31 jeder Abtrennung 18A, 18B, 18C, 18D auf den entgegengesetzten Seiten des MEA-überlappenden Abschnitts 29 ausgebildet. Ein auslassseitiger Kühlmittelsammler 32, ein einlassseitiger Brennstoffgassammler 33a und ein/mehrere auslassseitige/r Luftsammler 34b sind in dem anderen (31) der Kantenabschnitte 30, 31 jeder Abtrennung 18A, 18B, 18C, 18D ausgebildet.
Die Brennstoffgassammler 33a, 33b und die Luftsammler 34a, 34b sind von der Mittelstellung des Gaskanalabschnitts, in dem die Gaskanäle 27, 28 angeordnet sind, in Richtung senkrecht zu der Richtung versetzt, in der die Kantenabschnitte 30, 31 einander gegenüberstehen. Und zwar weichen die Mittelpositionen der Brennstoffgassammler 33a, 33b und die Luftsammler 34a, 34b von der Mittelposition des Gaskanalabschnitts in Richtung senkrecht zu der Richtung ab, in die die Kantenabschnitte 30, 31 einander gegenüberstehen. Die Richtung, in der die Kantenabschnitte 30, 31 einander gegenüberstehen, wird nachstehend als die "gegenüberstehende Richtung der Kantenabschnitte 30, 31" bezeichnet.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind gaskanalverbindende Abschnitte 37, die die Sammlerabschnitte mit den Gaskanalabschnitten verbinden, in den Harzrahmen 18C, 18D ausgebildet.
Gasdurchflusssteuerabschnitte 35, 36, die in dem Gaskanal kommunizierende Abschnitte 37 ausgebildet sind, wirken, um den Gasdurchfluss in Richtung senkrecht zu der entgegengesetzten Richtung der Kantenabschnitte 30, 31 zu leiten, während der Gasdurchfluss in oder aus dem Gaskanalabschnitt eben oder gleichmäßig in Richtung senkrecht zu der gegenüberstehenden Richtung der Kantenabschnitte 30, 31 erfolgt. Der Gasdurchflusssteuerabschnitt 35 bewirkt, dass Gas (d. h. Luft), das von dem einlassseitigen Luftsammler 34a fliesst, sich gleichmäßig über die gesamte Breite des Gaskanalabschnitts verteilt und daher in den Gaskanalabschnitt fließt, wobei der Gasdurchflusssteuerabschnitt 36 bewirkt, dass Gas von dem Gaskanalabschnitt fließt, um in einer verringerten Länge gleich zu der Länge des auslassseitigen Luftsammlers 34b gesammelt zu werden, und daher in den Luftsammler 34b ausgegeben zu werden.
Jeder der Gaszuflusssteuerabschnitte 35, 36 hat den gleichen oder ähnlichen Aufbau. Jeder der Gaszudurchflusssteuerabschnitte 35, 36 besteht aus einer Vielzahl von Vorsprüngen, die durch Trennen mindestens einer Rippe (zwei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel) ausgebildet werden, die sich in Richtung senkrecht zu der entgegengesetzten Richtung der Kantenabschnitte 30, 31 in gleichen Abständen in die Längsrichtung der Rippe erstreckt. (d. h. die Richtung senkrecht zu der entgegengesetzten Richtung der Kantenabschnitte 30, 31). Wenn ein Gas durch die Gasdurchflusssteuerabschnitte 35, 36 strömt, ist der Gasfluss erst in die Längsrichtung der Rippen (Vorsprünge) gerichtet und dann fließt das Gas in oder aus dem Gaskanalabschnitt, während es durch eine Vielzahl von gleich beabstandeten Zwischenräumen zwischen den vielen Vorsprüngen durchläuft. Auf diese Weise ist der Gasdurchfluss in oder aus dem Gaskanalabschnitt in Richtung senkrecht zu der gegenüberliegenden Richtung der Kantenabschnitte 30, 31 gleichmässig oder eben gemacht.
Die Harzrahmen 18C, 18D sind mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 40 ausgebildet, die zu den Metallabtrennungen 18A, 18B jeweils hervorspringen, um die erforderliche Höhe der Gaskanäle sicherzustellen. Die Vorsprünge 40 sind in einer Reihe in Richtung der Breite des Harzrahmens 18C, 18D zwischen den korrespondierenden Gasdurchflusssteuerabschnitt und dem Sammlerabschnitt angeordnet.
Die Vorsprünge 40 dienen dazu, zu verhindern, dass die Metallabtrennungen 18A, 18B voneinander zu den Harzrahmen 18C bzw. 18D versetzt werden, wenn die Bestandteile der Zelle miteinander in Richtung der Laminierung der Zellen festgezogen werden, um hierdurch die Höhe der Gaskanäle bei einer Nennhöhe zu erhalten, die zwischen den Metallabtrennungen 18A, 18B und den Rahmen 18C und 18D ausgebildet sind.
Die Harzrahmen 18C, 18D haben ferner Durchflusswiderstandsabschnitte 41, 42, die in den gaskanalverbindenden Abschnitten 37 ausgebildet sind, die an den Kantenabschnitten 30 an den entgegengesetzten Seiten des MEA überlappenden Abschnitts 29 vorgesehen sind (d. h. die Öffnung jedes Rahmens). Die Durchflusswiderstandsabschnitte 41, 42, die so ausgebildet sind, dienen dazu, einen Unterschied im Druck an den Gaseinlässen und -auslässen zwischen den gasdurchflussverbindenden Abschnitten 37 und dem Gaskanalabschnitt des MEA überlappenden Abschnitts 29 zu verringern, der mit dem Energie erzeugenden Abschnitt der Brennstoffzelle übereinstimmt, um eine gleichmäßigere Verteilung des Gases in dem Gasdurchflusskanalabschnitt zu erhalten.
Wie in Fig. 3, Fig. 4, Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt ist, sind Dichtabschnitte 43 in der Form von Flachdichtungen zwischen den Metallabtrennungen der angrenzenden Zellen vorgesehen, so dass die Kühlmittelsammler 32a, 32b, Brennstoffgassammler 33a, 33b und die Luftsammler 34a, 34b abgedichtet sind. Die Dichtabschnitte 43 sind durch Gummidichtungen geschaffen, wobei Dichtlinien, auf denen die Dichtungen vorhanden sind, durch zwei Punkt gestrichelte Linien in Fig. 4 gekennzeichnet. Jede der Flachdichtungen 43 hat einen vorspringenden Abschnitt 43a und einen im Wesentlichen t-förmigen Querschnitt. In diesem Fall stimmen wie vorstehend angedeuteten Dichtlinien mit den vorspringenden Abschnitten 43a der Flachdichtungen 43 überein. Die Flachdichtungen können durch O-Ringe ersetzt werden.
Wie in Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt ist, sind Klebstoffdichtabschnitte 38 (schraffierte Bereiche in Fig. 5), in denen ein Klebestoff aufgetragen ist, zwischen den Harzrahmen 18C, 18D und den angrenzenden Bestandteilen (Metallabtrennungen oder Harzrahmen) in der Dichtung der Laminierung der Zelle ausgebildet, um Freiräume zwischen den Dichtrahmen 18C, 18D und den abgrenzenden Bestandteilen abzudichten, wodurch die Kühlmittelsammler 32a, 32b, die Brennstoffgassammler 33a, 33b und die Luftsammler 34a, 34b abgedichtet sind.
Wie in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt ist, sind gestufte Abschnitte 39 in den Harzrahmen 18C, 18D angrenzend zwischen Abschnitten ausgebildet, an denen der Klebstoff aufgetragen ist, um die Dichtabschnitte 38 und Abschnitte auszubilden, an denen kein Klebstoff aufgetragen ist. Die gestuften Abschnitte 39 dienen dazu, zu verhindern, dass der Klebstoff zum Abdichten in die Abschnitte eintritt, in denen kein Klebstoff aufzubringen ist, oder dass er aus den Klebstoffdichtabschnitten 38 ausläuft.
Wie in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt ist, sind die Abschnitte der Brennstoffzellen, die in Bereichen angeordnet sind (in Richtung der Laminierung der Zellen gesehen), die die Dichtabschnitte 43 in der Form von Flachdichtungen (oder Vorsprüngen 43a der Dichtabschnitte 43, falls vorhanden) überlappen, sind mit einer gleichbleibenden Dicke konstruiert. Und zwar sind in der Dichtungsanordnung der Brennstoffzellen, die die Dichtmaterialien 43 haben, um Dichtungen zwischen zwei oder mehreren Bestandteilen der Brennstoffzellen (als eine laminierte Baugruppe einer Vielzahl von Bestandteilen) vorzusehen, Aufbauten von gleichbleibender Dicke hinter den Dichtmaterialien 43 entlang der Dichtlinien vorgesehen, die durch die Dichtmaterialien 43 nach Laminierung der Vielzahl von Bestandteilen ausgebildet sind.
Der Aufbau gleichbleibender Dicke ist zu verstehen, dass ein Aufbau gemeint ist, in dem seine Bestandteile nicht kriechen oder unwahrscheinlich kriechen, wenn eine Belastung auf den Brennstoffzellenstapel 23 zum Anziehen des Stapels aufgegeben wird. In diesem Zusammenhang kriechen die Abtrennungen 18A, 18B, 18C und 18D nicht oder wahrscheinlich nicht, und daher schafft ein Aufbau, der nur diese Bestandteile enthält, einen Aufbau von gleichbleibender Dicke. Die Elektrolytmembran 11, die Katalysatorschichten 12, 15, die Diffusionsschichten 13, 16 und die Klebstoffdichtabschnitte 38 kriechen jedoch wahrscheinlich, wenn eine Anziehbelastung auf den Brennstoffzellenstapel 23 aufgegeben wird, und schaffen daher keinen Aufbau von gleichbleibender Dicke.
Vor Verbesserungen gemäß der Erfindung haben die Abschnitte der Brennstoffzellen, die in den Bereichen der Dichtabschnitte 43 angeordnet sind, die durch Flachdichtungen in Richtung der Laminierung der Zellen vorgesehen sind, zum Beispiel den Klebstoffdichtabschnitt 38 oder die Elektrolytmembranen 11, wie aus Fig. 8 und Fig. 9 ersichtlich ist, die herkömmliche Anordnungen zeigen. Daher wird, wenn die Klebstoffdichtabschnitte 38 oder die Elektrolytmembranen 11 durch Anlegen einer Anziehbelastung an den Brennstoffzellenstapel 23 kriechen, ein Druck an den Dichtflächen der Dichtabschnitte 43 verringert, was zu einem Entweichen von Gas oder Entweichen von Wasser führen kann.
Bei dieser Dichtungsanordnung, die gemäß der Erfindung verbessert ist, bestehen die Abschnitte der Brennstoffzellen, die in den Bereichen der Dichtabschnitte 43 angeordnet sind, die durch Flachdichtungen in Richtung der Laminierung der Zellen vorgesehen sind, einzig aus den Abtrennungen 18A, 18B, 18C, 18D. Des Weiteren haben die Harzrahmen 18C, 18D von den Abtrennungen 18A, 18B, 18C, 18D eine erhöhte Dicke (Abschnitte mit großer Dicke 44) außerhalb der Dichtabschnitte 43, die durch die Flachdichtungen vorgesehen sind, und die Abtrennungen 18A, 18B, 18C, 18D sind an den Abschnitten mit großer Dicke 44 in direkten Kontakt miteinander. Daher verändern sich, sogar wenn das Gummimaterial der Flachdichtungsdichtabschnitte 43 verformt, die Abmessungen der Direktkontaktabschnitte der Abtrennungen 18A, 18B, 18C, 18D und die Abschnitte der Abtrennungen 18A, 18B, 18C, 18D, die hinter den Gummidichtungen angeordnet sind, in Richtung der Laminierung der Zellen nicht, wodurch ein Aufbau von gleichbleibender Dicke geschaffen ist.
Entsprechend wird der Druck der Dichtflächen der Flachdichtungsdichtabschnitte 43 nicht wie in der herkömmlichen Anordnung verringert, sogar wenn eine Anziehbelastung vorhanden ist, die an den Brennstoffzellenstapel angelegt wird, und daher ist der Brennstoffzellenaufbau im Wesentlichen frei von Gasaustritt oder Wasseraustritt.
In der Anordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung überlappen die vorragenden Abschnitte 43a der Dichtabschnitte 43, die durch die Flachdichtungen und die Klebstoffschichten 38 vorgesehen sind, einander in Richtung der Laminierung der Zellen nicht (obwohl andere Abschnitte der Flachdichtungen 43 als die vorspringenden Abschnitte 43 die Klebstoffschichten 38 überlappen können). Und zwar sind die Dichtlinien (wie durch die zwei Punkt-Strichlinie in Fig. 4 angedeutet) der Flachdichtungen 43 ausserhalb (d. h. entfernt von den Sammlern 32, 33, 34) der Bereiche der Klebstoffschichten 38 (durch schraffierte Bereiche in Fig. 5 angedeutet) angeordnet. Es ist jedoch anzumerken, dass die Dichtlinien der Flachdichtungsdichtabschnitte 43 innerhalb der Zellenebene gekrümmt sind und teilweise mit den Klebstoffschichten 38 in Richtung der Laminierung der Zellen gesehen schneiden können. Das Überlappen der Flachdichtungen 43 mit den Klebstoffschichten 38 an diesen Überschneidungen kann ermöglicht werden.
Mit der vorstehenden Anordnung, die keine oder fast keine Überlappung hat, sind die Drücke an den Dichtflächen der Flachdichtungsdichtabschnitte 43 nicht durch Kriechen des Klebstoffs wie in der herkömmlichen Anordnung verringert, und daher kann Gasaustritt oder Wasseraustritt vorteilhaft vermieden werden.
Die Flachdichtungsdichtabschnitte 43 haben Gasdichtungen 43B und Kühlmitteldichtungen 43A. Die Gasdichtungen 43B umgeben die Gassammler 33a, 33b, 34a, 34b und die Gaskanäle 27, 2ß um diese Sammler und Kanäle abzudichten, wobei die Kühlmitteldichtungen 43A die Kühlmittelsammler 32a, 32b und die Kühlmittelkanäle 26 umgeben, um diese Sammler und Kanäle abzudichten. Die Gasdichtungen 43B und die Kühlmitteldichtungen 43A sind jeweils aus einer Gummiflachdichtung ausgebildet, die die gleiche Querschnittsform hat.
Die Kühlmitteldichtungen 43A sind außerhalb (der von den Sammlern 32, 33, 34 entfernten Seite) der Gasdichtungen 43B in Richtung der Laminierung der Zelle gesehen angeordnet. Mit dieser Anordnung tritt, sogar wenn Wasseraustritt an der Kühlmitteldichtung 43A auftritt, das austretende Wasser nicht in die Gaskanäle ein, wobei daher kein Fluten oder kein Fehler in der Energieerzeugung durch den Eintritt von Wasser in die Gaskanäle stattfindet. Ferner tritt, da die Kühlmitteldichtungen 43 außerhalb der Gasdichtungen 43B in Richtung der Laminierung der Zellen gesehen angeordnet sind, Kühlmittelaustritt vor Gasaustritt auf, wobei eine Gegenmaßnahme durch Erfassung des Kühlmittelaustritts getroffen werden kann, wodurch eine verbesserte Sicherheit sichergestellt wird.
Währenddessen leidet der herkömmliche Brennstoffzellenaufbau, wie er in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt ist, unter nachstehendem Problem: Wenn eine gewisse Belastung an einen Brennstoffzellenstapel angelegt wird, der aus einer Vielzahl von herkömmlichen Brennstoffzellen besteht, die wie in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt konstruiert sind, kann die Metallabtrennung 18A angrenzend zu der Flachdichtung 43 verformen, was zum Austritt des Kühlmittels, das zwischen den Metallabtrennungen 18A, 18B der angrenzenden Zellen vorhanden ist, führen kann. Dieses Problem tritt durch die verhältnismäßig kleine Steifigkeit der Metallabtrennungen 18A, 18B und der Elastizität jeder Klebstoffschicht auf, die zwischen den Metallabtrennungen 18A (18B) und dem Harzrahmen 18C (18D) vorgesehen ist.
Nachstehend bezugnehmend auf Fig. 10 wird ein Brennstoffzellenaufbau gemäß einem Weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden, der angesichts des vorstehend beschriebenen Problems entwickelt worden ist. In dem Aufbau von Fig. 10 sind eine Metallabtrennung 52A, eine Klebstoffschicht 50, ein Harzrahmen 52C, eine Membranelektrodenanordnung (MEA) 56, ein Harzrahmen 52D, eine weitere Klebstoffschicht 50 und eine Metallabtrennung 52B in der Reihenfolge der Beschreibung laminiert. Des Weiteren ist ein Flachdichtung 58 ähnlich der Flachdichtung 43 des vorstehenden Ausführungsbeispiels an einer äußeren Fläche der Metallabtrennung 52A angeordnet. Die Klebstoffschicht 50 enthält eine Vielzahl von Kügelchen 60, die jeweils einen Durchmesser von ungefähr 50 µm haben, und hat einen Abschnitt mit kleiner Dicke 51, der eine kleiner Dicke als die anderen Abschnitte der Klebstoffschicht 50 hat. Der Abschnitt mit kleiner Dicke 51 ist in einem Bereich angeordnet, in dem die Flachdichtung 58 in Richtung der Laminierung der Zelle gesehen angeordnet ist, und zwar in einer Linie mit der Flachdichtung 58 in die vertikale Richtung in Fig. 10 gesehen. Ebenso hat jeder der Harzrahmen 52C, 52D einen Stützabschnitt 54, der als ihr integraler Teil ausgebildet ist, der eine größer Dicke als die anderen Abschnitte des Harzrahmens 52C, 52D hat. Der Stützabschnitt 54 ist auch in dem Bereich angeordnet, in dem der Flachdichtung 58 in Richtung der Laminierung der Brennstoffzellen gesehen angeordnet ist, und zwar in einer Linie mit der Flachdichtung 58 und dem Abschnitt mit kleiner Dicke 51 der Klebstoffschicht 50 in die vertikale Richtung in Fig. 10 gesehen.
In der Herstellung des Brennstoffzellenaufbaus, wie er in Fig. 10 gezeigt ist, ist die Flachdichtung 58 auf die Metallabtrennung 52A geklebt, und die Harzrahmen 52C, 52D sind auf die MEA 56 geklebt. Die sich ergebene Baugruppe der Harzrahmen und der MEA wird dann an die Abtrennungen 52A, 528 über die Klebstoffschichten 50 angeklebt, die die Kügelchen 60 enthalten. Die erhaltene Brennstoffzelle wird auf angrenzenden Zellen laminiert, die gleichermaßen aufgebaut sind, und eine gewisse Last wird an den Brennstoffzellenstapel angelegt.
Wenn die wie beschriebenen Brennstoffzellen aneinander laminiert werden, dienen die Stützabschnitte 54 der Harzrahmen 52C, 52D und die Kügelchen 60 die in den Klebstoffschichten 50 enthalten sind, dazu, die auf den Brennstoffzellenstapel aufgegebene Last zu tragen. Als ein Ergebnis verformt die Flachdichtung 58, die zwischen den angrenzenden Brennstoffzellen angeordnet ist, wodurch eine ausreichende Abdichtfähigkeit sichergestellt ist und ein Austritt des Kühlmittels verhindert ist. Zusätzlich variiert die Dicke der Klebstoffschicht 50 durch das Vorhandensein der Kügelchen 60 nicht übermäßig, was es möglich macht, Brennstoffzellen, die eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke haben, herzustellen. Dadurch, dass die Dicke der Brennstoffzellen auf diese Weise stabil oder gleichbleibend gemacht ist, ist der Anteil der Belastungen, die auf die MEA und den Flachdichtung jeder Brennstoffzelle zum Zeitpunkt der Laminierung der Brennstoffzellen angelegt werden, im Wesentlichen gleichbleibend gemacht, was zu verringerten Schwankungen der Brennstoffzellenleistung führt.
Es wird eine Dichtanordnung für einen Brennstoffzellenaufbau geschaffen, der einen Dichtabschnitt in der Form einer Flachdichtung zwischen angrenzenden Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel hat. In der Dichtungsanordnung hat ein Abschnitt des Brennstoffzellenaufbaus, der mit der Dichtung in eine Richtung der Laminierung der Zellen gesehen überlappt, einen Aufbau gleichbleibende Dicke, der eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke hat. Die Dichtungsanordnung kann ferner angeordnet sein, um Brennstoffzellenkühlmittelkanäle und -sammler von den Brennstoffzellengaskanälen abzudichten.

Claims

1. Dichtungsanordnung für eine Brennstoffzelle mit mindestens einem Dichtabschnitt an einer äußeren Fläche der Brennstoffzelle, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Abschnitt der Brennstoffzelle mit einem Aufbau von gleichbleibender Dicke vorgesehen ist, der eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke in eine Richtung der Laminierung der Brennstoffzelle gesehen hat; und
jeder Dichtabschnitt eine Dichtung hat, wobei jede Dichtung mit mindestens einem Abschnitt der Brennstoffzelle von gleichbleibender Dicke in Richtung der Laminierung der Zelle gesehen überlappt.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei:
eine Klebstoffschicht innerhalb der Brennstoffzelle vorgesehen ist; und
die mindestens eine Dichtung und die Klebstoffschicht einander in Richtung der Laminierung der Zelle überlappen.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei mindestens die mindestens einen Dichtabschnitte eine Gasdichtung und eine Kühlmitteldichtung vorsehen.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die Kühlmitteldichtung ausserhalb der Gasdichtung vorgesehen ist.

5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennstoffzelle mindestens einen Sammler hat, und wobei mindestens einer der mindestens einen Dichtabschnitte den mindestens einen Sammler abdichtet.

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Dichtabschnitt eine Gasdichtung und eine Kühlmitteldichtung vorsieht, und wobei die Kühlmitteldichtung entfernter von einer Zugehörigen von den mindestens einen Sammlern als die Gasdichtung angeordnet ist.

7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Dichtung nicht mit einer Membranelektrodenbaugruppe der Brennstoffzelle überlappt.

8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Aufbauabschnitt gleichbleibender Dicke eine Klebstoffschicht hat, die eine Vielzahl von Kügelchen enthält.

9. Dichtungsanordnung für eine Brennstoffzelle, mit einem Dichtmaterial, dass geeignet ist, um einen Zwischenraum zwischen einer Vielzahl von Bestandteilen der Brennstoffzelle, die aneinander laminiert sind, abzudichten, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Abschnitt der Brennstoffzelle mit einem Aufbau von gleichbleibender Dicke vorgesehen ist, der eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke in eine Richtung der Laminierung der Zelle gesehen hat; und
der Aufbau von gleichbleibender Dicke hinter dem Dichtmaterial entlang einer Dichtlinie vorgesehen ist, die durch das Dichtmaterial nach Laminierung der Vielzahl von Bestandteilen ausgebildet ist.

10. Dichtungsanordnung nach Anspruch 9, wobei:
eine Klebstoffschicht innerhalb der Brennstoffzelle vorgesehen ist; und
das Dichtmaterial und die Klebstoffschicht einander nicht in eine Richtung der Laminierung der Zelle überlappen.

11. Dichtungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Dichtmaterial eine Gasdichtung und eine Kühlmitteldichtung vorsieht.

12. Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, wobei die Kühlmitteldichtung außerhalb der Gasdichtung angeordnet ist.

13. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Brennstoffzelle mindestens einen Sammler hat, und wobei das Dichtmaterial eine Dichtung schafft, die den mindestens einen Sammler abdichtet.

14. Dichtungsanordnung nach Anspruch 13, wobei das Dichtmaterial eine Gasdichtung und eine Kühlmitteldichtung vorsieht, und wobei die Kühlmitteldichtung entfernter von einem Zugehörigen von dem mindestens einen Sammlern als die Gasdichtung angeordnet ist.

15. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Dichtmaterial nicht eine Membranelektrodenbaugruppe der Brennstoffzelle überlappt.

16. Brennstoffzelle mit: (a) einer Membranelektrodenbaugruppe, (b) einer Abtrennung angrenzend zu jeder Fläche der Membranelektrodenbaugruppe und (c) mindestens einem Dichtabschnitt, die eine Dichtung hat, die an einer Seite der Abtrennungen angeordnet ist, die von der Membranelektrodenbaugruppe abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mindestens einen Dichtungen einen Abschnitt der Brennstoffzelle in eine Richtung der Laminierung der Zelle gesehen überlappt, der einen Aufbau von gleichbleibender Dicke hat, der eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke hat.

17. Brennstoffzelle nach Anspruch 16, wobei die mindestens einen Dichtabschnitte nicht die Membranelektrodenbaugruppe überlappen.

18. Brennstoffzelle nach Anspruch 16 oder 17, wobei:
eine Klebstoffschicht innerhalb der Brennstoffzelle vorgesehen ist; und
die mindestens einen Dichtabschnitte und die Klebstoffschicht einander nicht in Richtung der Laminierung der Zelle überlappen.

19. Brennstoffzelle nach Anspruch 18, wobei:
die mindestens einen Dichtabschnitte nicht die Membranelektrodenbaugruppe überlappen.

20. Brennstoffzelle nach Anspruch 16, ferner mit einer Klebstoffschicht, die eine Vielzahl von Kügelchen enthält.