DE10393075T5 - Bipolare Platte für Brennstoffzellen mit einem leitenden Schaum als Kühlmittellage - Google Patents

Bipolare Platte für Brennstoffzellen mit einem leitenden Schaum als Kühlmittellage Download PDF

Info

Publication number
DE10393075T5
DE10393075T5 DE10393075T DE10393075T DE10393075T5 DE 10393075 T5 DE10393075 T5 DE 10393075T5 DE 10393075 T DE10393075 T DE 10393075T DE 10393075 T DE10393075 T DE 10393075T DE 10393075 T5 DE10393075 T5 DE 10393075T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal foil
porous material
electrically conductive
foam
conductive porous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10393075T
Other languages
English (en)
Other versions
DE10393075B4 (de
Inventor
Brian K. Brady
Gerald W. Fly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motors Liquidation Co filed Critical Motors Liquidation Co
Publication of DE10393075T5 publication Critical patent/DE10393075T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10393075B4 publication Critical patent/DE10393075B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • B22F7/004—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part
    • B22F7/006—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part the porous part being obtained by foaming
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0232—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0234—Carbonaceous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H01M8/0254—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form corrugated or undulated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12153—Interconnected void structure [e.g., permeable, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12389—All metal or with adjacent metals having variation in thickness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12479—Porous [e.g., foamed, spongy, cracked, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Bipolare Platte zur Verwendung in einer Brennstoffzelle, mit:
einem elektrisch leitenden porösen Material;
einer ersten Metallfolienlage, die mit einer ersten Fläche des leitenden porösen Materials verbunden ist; und
einer zweiten Metallfolienlage, die mit einer zweiten Fläche des leitenden porösen Materials verbunden ist, wobei das elektrisch leitende poröse Material einen Kühlmittelströmungsdurchgang darin definiert und die erste und zweite Metallfolienlage so geformt sind, um Reaktandengaskanäle daran zu definieren.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffzellen und insbesondere eine bipolare Platte mit einem leitenden Schaum als einer Kühlmittellage zur Verwendung in einem Brennstoffzellenstapel.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Brennstoffzellen sind bei vielen Anwendungen als eine Energie- bzw. Antriebsquelle verwendet worden. Beispielsweise sind Brennstoffzellen zur Verwendung in elektrischen Fahrzeugantriebsanlagen als Ersatz für Verbrennungsmotoren vorgeschlagen worden. Bei Brennstoffzellen mit Protonenaustauschmembran (PEM) wird Wasserstoff an die Anode der Brennstoffzelle und Sauerstoff als das Oxidationsmittel an die Kathode geliefert. Eine typische PEM-Brennstoffzelle und ihre Membranelektrodenanordnung (MEA) sind in den U.S. Patenten Nrn. 5,272,017 und 5,316,871 beschrieben, die am 21. Dezember 1993 bzw. am 31. Mai 1994 erteilt wurden, und die auf die General Motors Corporation übertragen sind. PEM-Brennstoffzellen umfassen eine Membranelektrodenanordnung (MEA) mit einer dünnen, protonendurchlässigen, elektrisch nicht leitenden Festpolymerelektrolytmembran, die auf einer ihrer Seiten den Anodenkatalysator und auf der entgegengesetzten Seite den Kathodenkatlalysator aufweist. Die MEA ist zwischen ein Paar elektrisch leitender Elemente geschichtet, die (1) als Stromkollektoren für die Anode und Kathode dienen, und (2) geeignete Kanäle und/oder Öffnungen darin enthalten, um die gasförmigen Reaktanden der Brennstoffzelle über die Oberflächen der jeweiligen Anoden- und Kathodenkatalysatoren zu verteilen.
  • Der Begriff "Brennstoffzelle" wird abhängig vom Zusammenhang typischerweise zur Bezeichnung entweder einer einzelnen Zelle oder einer Vielzahl von Zellen (Stapel) verwendet. Zur Bildung eines Brennstoffzellenstapels wird normalerweise eine Vielzahl einzelner Zellen miteinander gebündelt, die üblicherweise in Reihe angeordnet sind. Jede Zelle in dem Stapel umfasst die Membranelektrodenanordnung (MEA), die vorher beschrieben wurde, und jede derartige MEA sieht ihren Spannungszuwachs vor. Brennstoffzellen sind bei vielen Anwendungen als eine Energie- bzw. Antriebsquelle verwendet worden. Bei PEM-Brennstoffzellen ist Wasserstoff (H2) der Anodenreaktand (d.h. Brennstoff), und Sauerstoff ist der Kathodenreaktand (d.h. Oxidationsmittel). Typische Anordnungen mehrerer Zellen in einem Stapel sind in dem U.S. Patent Nr. 5,763,113 beschrieben, das auf die General Motors Corporation übertragen ist.
  • Die elektrisch leitenden Elemente, die die MEAs schichtartig anordnen, können eine Gruppierung aus Kanälen oder Nuten in ihren Seiten umfassen, um die gasförmigen Reaktanden der Brennstoffzelle (d.h. Wasserstoff und Sauerstoff in der Form von Luft) über die Oberflächen der jeweiligen Kathode und Anode zu verteilen. In dem Brennstoffzellenstapel ist eine Vielzahl von Zellen in elektrischer Reihenschaltung aneinandergestapelt, während sie voneinander durch eine für Gas undurchlässige, elektrisch leitende bipolare Platte getrennt sind. Bisher diente die bipolare Platte mehreren Funktionen, nämlich (1) als ein elektrisch leitendes Gastrennelement zwischen zwei benachbarten Zellen; (2) zur Verteilung von Reaktandengasen über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Membran; (3) zum Leiten von elektrischem Strom zwischen der Anode einer Zelle und der Kathode der nächsten benachbarten Zelle in dem Stapel; (4) um die Reaktandengase getrennt zu halten und damit eine Selbstentzündung zu verhindern; (5) als eine Abstützung für die Protonenaustauschmembran; und (6) um in den meisten Fällen darin festgelegte interne Kühldurchgänge vorzusehen, durch die ein Kühlmittel strömt, um Wärme von dem Stapel zu entfernen. Die bipolare Platte nimmt auch die Gasdrucklasten, die mit dem Reformierprozess in Verbindung stehen, wie auch die Kompressionslasten auf die Platten auf. Die bipolare Platte umfasst eine Vielzahl von Kanälen auf einer Seite und eine Vielzahl von Kanälen auf der anderen Seite, wobei die Kanäle auf jeder Seite durch Stege getrennt sind. Die Anordnung der Stege und der Kanäle auf beiden Seiten muss so sein, dass die bipolare Platte die Kompressionslasten aushalten kann, wodurch die Stege und die Kanäle so angeordnet sind, dass die bipolare Platte nicht zusammenbricht oder sich verbiegt. Eine übliche Anordnung dieser Strömungskanäle in der bipolaren Platte umfasst bevorzugt serpentinenartige Kanäle, um den Wasserstoff und Sauerstoff an eine Protonenaustauschmembrananordnung, die über den bipolaren Platten liegt, zu liefern. Neutzler, U.S. Patent Nr. 5,776,624 offenbart eine bipolare Platte aus Metall und eine PEM-Anordnung dieses Kanaltyps.
  • Ein effizienter Betrieb eines Brennstoffzellensystems hängt von der Fähigkeit der Brennstoffzelle ab, für eine gegebene Größe, ein gegebenes Gewicht wie auch gegebene Kosten der Brennstoffzelle eine große Menge an elektrische Energie zu erzeugen. Eine Maximierung der Abgabe an elektrische Energie von der Brennstoffzelle für eine gegebene Größe, ein gegebenes Gewicht und gegebene Kosten ist bei Kraftfahrzeuganwendungen besonders wichtig, da die Größe, das Gewicht wie auch die Kosten aller Fahrzeugkomponenten hinsichtlich der effizienten Produktion und dem effizienten Betrieb des Fahrzeugs besonders kritisch sind. Daher besteht insbesondere für Kraftfahrzeuganwendungen ein Bedarf, einen Brennstoffzellenaufbau vorzusehen, der für eine gegebene Größe, ein gegebenes Gewicht wie auch gegebene Kosten der Brennstoffzelle eine erhöhte Menge an elektrischer Energie erzeugt.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Membranelektrodenanordnung (MEA), die auf einer Seite einen Anodenkatalysator und auf einer anderen Seite einen Kathodenkatalysator aufweist. Ein Paar bipolarer Plattenzusammenbauten sind auf gegenüberliegenden Seiten der Membranelektrodenanordnung angeordnet, wobei die bipolaren Plattenzusammenbauten jeweils ein elektrisch leitendes poröses Kernmaterial und erste und zweite Metallfolienlagen umfassen, die mit der ersten und zweiten Fläche des leitenden porösen Materials verbunden sind. Das elektrisch leitende poröse Material definiert einen Kühlmittelströmungsdurchgang darin, und die erste und zweite Metallfolienlage sind so geformt, um Reaktandengaskanäle daran zu definieren.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitende poröse Material an die erste und zweite Metallfolienlage diffusionsgebondet oder mit diesen hartverlötet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzen die erste und zweite Metallfolienlage eine Dicke von etwa 0,001 Zoll.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das elektrisch leitende poröse Material entweder ein leitendes Graphitschaummedium oder ein leitendes Metallschaummedium. Die Verwendung dieser relativ kostengünstigen leitenden Schaummedien tragen weiter zu der Verringerung der Kosten wie auch des Gewichtes der Brennstoffzelle bei, ohne die Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen der bipolaren Platte vorgesehen, bei dem eine erste und zweite dünne Metallfolienlage mit einem porösen elektrisch leitenden Material verbunden werden, und die erste und zweite dünne Metallfolienlage geprägt werden, um ein Strömungsfeldmuster in der ersten und zweiten dünnen Metallfolie auszubilden.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Brennstoffzellenstapels gemäß der Erfindung ist;
  • 2 eine Schnittansicht einer MEA ist, die in der Brennstoffzelle verwendet wird; und
  • 3 eine Schnittansicht einer bipolaren Platte gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Brennstoffzelle 10 und insbesondere einen Aufbau der Brennstoffzelle gerichtet, wobei die Brennstoffzelle leichter, kleiner und kostengünstiger hergestellt werden kann, ohne dass die Leistungsfähigkeit beeinträchtigt wird. Die Brennstoffzelle 10 ist in 1 schematisch und perspektivisch gezeigt. Allgemein werden Reformat 12 und Luft 14 an den Brennstoffzellenstapel geliefert, und an Sauerstoff abgereicherte Luft 16 und Wasserstoffabfluss 18 werden von dem Stapel ausgetragen.
  • Im Überblick umfasst der Stapel eine Vielzahl von Membranelektrodenanordnungen (MEA) 20, die jeweils zwischen einer Vielzahl bipolarer Platten 22 angeordnet sind. Wie es in der Technik bekannt ist, kann der Stapel auch eine Vielzahl von Gasverteilungslagen, eine Vielzahl von Anodenverteilern, eine Vielzahl von Kathodenverteilern, eine Vielzahl von Kühlmittelverteilern und obere und untere Endplatten umfassen, die alle in gestapelter Beziehung angeordnet sind. Die Abfolge der MEAs und bipolaren Platten wird wiederholt, um die gewünschte Spannungsabgabe für die Brennstoffzelle, die benötigt wird, vorzusehen.
  • Jede MEA 20 (2) umfasst eine Membran 46 in der Form eines dünnen protonendurchlässigen, elektrisch nicht leitenden Festpolymerelektrolyten, ein Versiegelungs- oder Dichtungsrahmenelement 48, das an der unteren Seite der Membran positioniert ist, eine weitere Versiegelung oder Dichtung 48, die an der oberen Seite der Membran positioniert ist, eine Anodenkatalysatorlage 50 an der oberen Seite der Membran in der oberen Dichtung 48, und eine Kathodenkatalysatorlage 52 an der unteren Seite der Membran in der unteren Dichtung 48.
  • Die bipolaren Platten 22 der vorliegenden Erfindung umfassen, wie am besten in 3 gezeigt ist, eine erste dünne Metallfolie 70, die mit einem elektrisch leitenden porösen Material 72 verbunden ist, wie beispielsweise einem Metall- oder Kohlenstoffschaum. Der Schaum besitzt eine Porengröße von kleiner als 0,02 Zoll und bevorzugt etwa 0,005 bis 0,01 Zoll. Der Metall- oder Kohlenstoffschaum besitzt eine Porengröße und eine Permeabilität, die für Kühlmitteldruckabfälle sorgen, was für einen angemessenen Wärmeabzug, Druckabfälle und dafür sorgt, die Dicke auf einem Minimum zu halten. Eine zweite dünne Metallfolie 74 ist mit einer zweiten Seite des elektrisch leitenden Schaums 72 verbunden. Die erste und zweite dünne Metallfolienlage besitzen eine Dicke von weniger als 0,005 Zoll und bevorzugt etwa 0,001 Zoll. Die Metallfolien können verschiedene Materialien umfassen, um die Unterschiede in den Anoden- und Kathodenumgebungen anpassen zu können. Anschließend wird ein Strömungsfeldmuster in das Material geprägt, um Anoden- und Kathodengaskanäle 76, 78 vorzusehen und auch um das Schaummaterial unter dem Anodenströmungskanal 76 lokal auf eine wesentlich höhere Dichte zu komprimieren. Auf diese Art und Weise werden Bereiche niedriger Dichte durch Bereiche mit hoher Dichte begrenzt, um Kühlmittelkanäle 80 zu bilden, durch die das Kühlmittel hindurchströmen kann. Die Bereiche mit hoher Dichte erhöhen auch die Leitfähigkeit der bipolaren Platte, indem der Volumenwiderstand in dem Gebiet der Bereiche mit hoher Dichte verringert wird. Wie es derzeit bevorzugt ist, sind die Anoden- und Kathodenströmungskanäle 76, 78 in einer serpentinenartigen Geometrie angeordnet. Jedoch ist es für Fachleute offensichtlich, dass auch andere Strömungsfeldgeometrien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wer den können, wie beispielsweise parallele, ineinandergreifende oder konzentrische Geometrien.
  • Bevorzugt wird ein Metallschaum verwendet, so dass das Schaummaterial an die dünnen Metallfolienlagen 70, 74, die die Strömungsfeldkanäle bilden, diffusionsgebondet, mit diesen hartverlötet oder anderweitig damit verbunden werden kann. Der Metallschaum ist in einem Prägevorgang der Metallfolienlagen 70, 74 verformbar, und die Unterschiede in der Dichte in dem Schaum 72, die zur Strömungssteuerung erwünscht sind, sind vor Ort formbar. Alternativ dazu könnte ein Graphit- oder Kohlenstoffschaum verwendet werden, der in eine Form mit Bereichen mit hoher und niedriger Dichte geschnitten oder geformt wird, und die Metallfolie könnte dann so geformt werden, um an die Graphit- oder Kohlenstoffschaumlagen zu passen oder mit diesen verbunden zu werden.
  • Um die bipolaren Platten ist eine Sammelleitung 82 angeordnet, um Reaktandengase und Kühlmittel durch diese aufnehmen zu können. Die Sammelleitung 82 dient in Zusammenwirken mit den Dichtungen 48 dazu, Reaktandengase an die Strömungskanäle 76, 78 und Kühlmittel an die Kanäle 80 zu führen. Die Sammelleitung 82 wird bei dem Verbindungsschritt des Schaums mit den dünnen Metallströmungsfeldern ausgebildet, indem eine weitere dünne Metalllage anstelle des Schaumaustritts an den Sammelleitungsbereichen an dem Umfang der bipolaren Platte vorgesehen wird. Die dritte Metalllage besitzt Strömungspfade, die bereits darin geformt sind. Die Dichtungen 48 dienen dazu, eine Sammelleitung 82 von den Strömungskanälen 76, 78, 80 abzudichten, mit Ausnahme eines jeweiligen Strömungspfades, d.h. Anodensammelleitung zu Strömungskanal 76, Kathodensammelleitung zu Strömungskanal 78 und Kühlmittelsammelleitung zu Strömungskanal 80.
  • Ein alternatives Verfahren zum Formen der bipolaren Platten besteht darin, mit einem Vorläuferschaum (d.h. einem Polyurethanschaum mit metallisierter Oberfläche) zwischen den dünnen Metallfolien zu beginnen, die bereits in Form geprägt wurden. Der geschichtete Aufbau wird dann auf eine Schaumsintertemperatur erhitzt, um den Metallschaum 72 zwischen den Metallfolienlagen 70, 74 zu verbinden. Dieses Verfahren sieht ein Sintern des Metallschaums an die Metallfolienlagen vor Ort vor, wodurch eine Bindung vorgesehen wird, die stark ist und einen Kontaktwiderstand minimiert, wodurch im Wesentlichen keine Schnittstellenspannungsverluste resultieren.
  • Ein anderes Verfahren betrifft die Bereitstellung eines Schaummaterials, wie beispielsweise eines Polyurethanschaums, der mit einer Aufschlämmung aus Binder und Metallpulver gespült wird. Das Metall wird dann zwischen zwei geprägten Folienlagen angeordnet und dann erhitzt, um das Schaummaterial zu beseitigen, wodurch der Binder und die Metallpartikel in der Form der Poren des Schaums zurückbleiben. Der Binder wird dann weiter weggebrannt, wodurch die Metallpartikel zusammengesintert und an die Folienlagen gesintert werden.
  • Ein noch weiteres Verfahren umfasst ein Galvanisieren oder ein anderweitiges Abscheiden von Metall (wie beispielsweise durch CVD) auf ein Schaummaterial, das zwischen eine erste und zweite Folienlage geschichtet ist. Das Schaummaterial wird ebenfalls während des Galvanisier- oder Abscheidungsprozesses mit den Folienlagen verbunden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine sehr leichte bipolare Platte vorgesehen, die den größten Teil der gegenwärtigen Technologie verwenden kann, die getestete Strömungsfeldkonstruktionen, Druckabfälle, MEAs, Diffusionsmedien, Dichtungskonstruktionen, etc. verwendet. Die vorliegende Erfindung ist auch besser auf verschiedene optimierte Strömungsfeld- und Sammelleitungskonstruktionen anpassbar. Die Konstruktion der bipolaren Platte der vorliegenden Erfindung besitzt verschiedene Vorteile im Vergleich zu derzeitigen Konstruktionen von Strömungsfeldern bzw. bipolaren Platten. Die bipolare Platte der vorliegenden Erfindung ist leichter und verwendet etwa 0,001 Zoll dicke Metallfolie im Gegensatz zu bisherigen Konstruktionen, die ein 0,03 Zoll dickes Plattenmaterial verwenden. Der Kühlmittelwirkungsgrad ist besser, da mehr Kühlmittel pro Flächeneinheit in Kontakt mit der bipolaren Platte steht, und da auch die Wärmeübertragung aufgrund des wesentlichen dünneren Metalls besser ist. Die vorliegende Konstruktion kann Metalle verwenden, die inhärent dichter und in der Brennstoffzellenumgebung korrosionsbeständig sind, wie beispielsweise rostfreien Stahl oder Titan, da die Folie so dünn ist. Die Wiederholungsdistanz ist minimiert, und daher ist die volumetrische Energiedichte erhöht. Der Schaum wirkt als ein Träger für die Folie und sieht daher eine sehr leichte, starke, dünne Platte vor. Das Gewicht ist verringert, und daher ist die gravimetrische Energiedichte erhöht. Zusätzlich ist es möglich, diesen Typ von Konstruktion als einen luftgekühlten Stapel zu verwenden, wenn die Seiten ohne Sammelleitung nicht abgedichtet sind. Jedoch müsste bei der luftgekühlten Ausgestaltung die Dicke des Schaums erhöht werden, um eine ausreichende Strömungsrate von Luft durch den Stapel zu erreichen und damit die Wärmelast handhaben zu können.
  • Die Erfindung sieht eine Brennstoffzelle vor, die leichter und kostengünstiger als vergleichbare Brennstoffzellen nach dem Stand der Technik ist, ohne dass die elektrische Energieabgabe von der Brennstoffzelle verschlechtert ist. Genauer verringert der Ersatz einer bipolaren Platte mit einer leitenden Schaumkernlage, die einen Kühlmitteldurchgang definiert, anstelle der metallischen bipolaren Platte nach dem Stand der Technik das Gewicht der Brennstoffzelle.
  • Zusammenfassung
  • Es ist eine bipolare Platte zur Verwendung mit einer Brennstoffzelle vorgesehen, die einen elektrisch leitenden Schaum als eine Kühlmittellage zwischen dünnen Metallfolienlagen umfasst. Die dünnen Metallfolienlagen sind mit serpentinenartigen Strömungsfeldmustern auf deren Oberfläche versehen.

Claims (23)

  1. Bipolare Platte zur Verwendung in einer Brennstoffzelle, mit: einem elektrisch leitenden porösen Material; einer ersten Metallfolienlage, die mit einer ersten Fläche des leitenden porösen Materials verbunden ist; und einer zweiten Metallfolienlage, die mit einer zweiten Fläche des leitenden porösen Materials verbunden ist, wobei das elektrisch leitende poröse Material einen Kühlmittelströmungsdurchgang darin definiert und die erste und zweite Metallfolienlage so geformt sind, um Reaktandengaskanäle daran zu definieren.
  2. Bipolare Platte nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende poröse Material ein Metallschaum ist.
  3. Bipolare Platte nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Metallfolienlage eine Dicke von weniger als 0,005 Zoll besitzen.
  4. Bipolare Platte nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende poröse Material an die erste und zweite Metallfolienlage diffusionsgebondet ist.
  5. Bipolare Platte nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende poröse Material mit der ersten und zweiten Metallfolienlage hartverlötet ist.
  6. Bipolare Platte nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende poröse Material ein Graphitschaum ist.
  7. Bipolare Platte nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende poröse Material ein Kohlenstoffschaum ist.
  8. Bipolare Platte nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende poröse Material Bereiche mit niedriger Dichte aufweist, die Strömungskanäle, die durch Bereiche mit elektrisch leitendem porösem Material mit hoher Dichte begrenzt sind, in dem Kühlmittelströmungsdurchgang definieren.
  9. Brennstoffzelle mit: einer Membranelektrodenanordnung mit einem Anodenkatalysator auf einer Seite und einem Kathodenkatalysator auf einer anderen Seite; einem Paar bipolarer Platten, die auf entgegengesetzten Seiten der Membranelektrodenanordnung angeordnet sind, wobei die bipolaren Platten jeweils ein elektrisch leitendes poröses Material, eine erste Metallfolienlage, die mit einer ersten Fläche des leitenden porösen Materials verbunden ist, und eine zweite Metallfolienlage umfassen, die mit einer zweiten Fläche des leitenden porösen Materials verbunden ist, wobei das elektrisch leitende poröse Material einen Kühlmittelströmungsdurchgang darin definiert und die erste und zweite Metallfolienlage so geformt sind, um Reaktandengaskanäle daran zu definieren.
  10. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, wobei das elektrisch leitende poröse Material ein Metallschaum ist.
  11. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, wobei die erste und zweite Metallfolienlage eine Dicke von weniger als 0,005 Zoll besitzen.
  12. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, wobei das elektrisch leitende poröse Material an die erste und zweite Metallfolienlage diffusionsgebondet ist.
  13. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, wobei das elektrisch leitende poröse Material mit der ersten und zweiten Metallfolienlage hartverlötet ist.
  14. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, wobei das elektrisch leitende poröse Material ein Graphitschaum ist.
  15. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, wobei das elektrisch leitende poröse Material ein Kohlenstoffschaum ist.
  16. Verfahren zum Formen einer bipolaren Platte zur Verwendung in einer Brennstoffzelle, mit den Schritten, dass: eine erste dünne Metallfolie mit einer ersten Seite eines porösen elektrischen leitenden Materials verbunden wird; eine zweite dünne Metallfolie mit einer zweiten Seite eines porösen elektrisch leitenden Materials verbunden wird; die erste und zweite dünne Metallfolie mit einem Muster versehen werden, um jeweilige Strömungsfluidmuster zu formen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das poröse elektrisch leitende Material ein Metallschaum ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das poröse elektrisch leitende Material ein Graphitschaum ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das poröse elektrisch leitende Material ein Kohlenstoffschaum ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erste und zweite Metallfolienlage eine Dicke von weniger als 0,005 Zoll besitzen.
  21. Verfahren zum Formen einer bipolaren Platte zur Verwendung in einer Brennstoffzelle, mit den Schritten, dass: eine erste dünne Metallfolienlage mit einem Muster versehen wird und eine zweite dünne Metallfolienlage mit einem Muster versehen wird, um jeweilige Strömungsfeldmuster zu formen; ein Schaummaterial mit einer metallisierten Oberfläche zwischen der ersten und zweiten dünnen Metallfolienlage in einem geschichteten Aufbau angeordnet wird; und der geschichtete Aufbau auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreichend ist, um den Metallschaum an die erste und zweite Metallfolienlage zu sintern.
  22. Verfahren zum Formen einer bipolaren Platte zur Verwendung in einer Brennstoffzelle, mit den Schritten, dass: ein Schaummaterial mit einer Aufschlämmung aus Binder und Metallpulver durchtränkt wird; das Schaummaterial zwischen zwei Folienlagen angeordnet wird; und die beiden Folienlagen mit einem Schaummaterial dazwischen gebrannt werden, bis das Metallpulver an die Folienlagen gesintert ist.
  23. Verfahren zum Formen einer bipolaren Platte zur Verwendung in einer Brennstoffzelle, mit den Schritten, dass: ein Schaummaterial zwischen der ersten und zweiten Folienlage vorgesehen wird; und Metall auf dem Schaummaterial zwischen der ersten und zweiten Folienlage unter Verwendung von CVD abgeschieden wird.
DE10393075T 2002-08-19 2003-08-18 Bipolare Platte für Brennstoffzellen mit einem leitenden Schaum als Kühlmittellage, Verfahren zu deren Herstellung und Brennstoffzelle Expired - Lifetime DE10393075B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/224,140 2002-08-19
US10/224,140 US6838202B2 (en) 2002-08-19 2002-08-19 Fuel cell bipolar plate having a conductive foam as a coolant layer
PCT/US2003/025729 WO2004017445A2 (en) 2002-08-19 2003-08-18 Fuel cell bipolar plate having a conductive foam as a coolant layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10393075T5 true DE10393075T5 (de) 2005-08-25
DE10393075B4 DE10393075B4 (de) 2009-05-07

Family

ID=31715218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10393075T Expired - Lifetime DE10393075B4 (de) 2002-08-19 2003-08-18 Bipolare Platte für Brennstoffzellen mit einem leitenden Schaum als Kühlmittellage, Verfahren zu deren Herstellung und Brennstoffzelle

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6838202B2 (de)
JP (1) JP4224026B2 (de)
CN (1) CN100423347C (de)
AU (1) AU2003263870A1 (de)
DE (1) DE10393075B4 (de)
WO (1) WO2004017445A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015082601A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Polarplatte
WO2015144269A1 (de) * 2014-03-25 2015-10-01 Volkswagen Ag Bipolarplatte sowie brennstoffzelle mit einer solchen

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2836282B1 (fr) * 2002-02-19 2004-04-02 Commissariat Energie Atomique Structure alveolaire et procede de fabrication d'une telle structure
US20050017055A1 (en) * 2003-07-24 2005-01-27 Kurz Douglas L. Electrochemical fuel cell component materials and methods of bonding electrochemical fuel cell components
JP4047265B2 (ja) * 2003-11-19 2008-02-13 株式会社日立製作所 燃料電池及びそれに用いられる冷却用セパレータ
KR100599776B1 (ko) * 2004-05-25 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 그 스택
TWM266557U (en) * 2004-10-26 2005-06-01 Antig Tech Co Ltd Fuel cell device with dual-sided channel plate
US7862956B2 (en) * 2004-12-29 2011-01-04 3M Innovative Properties Company Z-axis electrically conducting flow field separator
US7597984B2 (en) * 2005-01-24 2009-10-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell bipolar plates with multiple active areas separated by non-conductive frame header
JP4848664B2 (ja) * 2005-04-22 2011-12-28 日産自動車株式会社 固体電解質型燃料電池及びスタック構造体
US7833645B2 (en) * 2005-11-21 2010-11-16 Relion, Inc. Proton exchange membrane fuel cell and method of forming a fuel cell
CN100423331C (zh) * 2006-11-30 2008-10-01 上海交通大学 基于辊压成形的质子交换膜燃料电池金属双极板制造方法
US20080199751A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Bipolar plate for an air breathing fuel cell stack
US20080199739A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Electrochemical cell stack and a method of forming a bipolar interconnect for an electrochemical cell stack
US8026020B2 (en) * 2007-05-08 2011-09-27 Relion, Inc. Proton exchange membrane fuel cell stack and fuel cell stack module
US9293778B2 (en) 2007-06-11 2016-03-22 Emergent Power Inc. Proton exchange membrane fuel cell
CN100466351C (zh) * 2007-08-02 2009-03-04 上海交通大学 基于薄板冲压成形的质子交换膜燃料电池双极板
US8003274B2 (en) * 2007-10-25 2011-08-23 Relion, Inc. Direct liquid fuel cell
JP2010129467A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Toshiba Corp セルスタックおよびこれを備えた燃料電池装置
US20130115539A1 (en) * 2009-01-05 2013-05-09 Eric J. O'Brien Fluid flow assemblies for, and in, fuel cell stacks
US8889314B2 (en) * 2009-01-13 2014-11-18 GM Global Technology Operations LLC Bipolar plate for a fuel cell stack
JP5272787B2 (ja) * 2009-02-18 2013-08-28 三菱マテリアル株式会社 燃料電池用セパレータおよびその製造方法
US8177884B2 (en) * 2009-05-20 2012-05-15 United Technologies Corporation Fuel deoxygenator with porous support plate
US8506787B2 (en) * 2009-07-31 2013-08-13 Infinity Fuel Cell And Hydrogen, Inc. Electrochemical cell
US9214683B2 (en) 2010-10-13 2015-12-15 Honeywell International Inc. Hybrid fuel cell
US8389182B2 (en) * 2010-01-28 2013-03-05 GM Global Technology Operations LLC Bipolar plate with reduced coolant volume and asymmetric heat removal
WO2011150458A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-08 The University Of Queensland A fuel cell stack
US9951997B2 (en) 2011-02-04 2018-04-24 Lockheed Martin Corporation Staged graphite foam heat exchangers
WO2012106601A2 (en) 2011-02-04 2012-08-09 Lockheed Martin Corporation Radial-flow heat exchanger with foam heat exchange fins
US9464847B2 (en) 2011-02-04 2016-10-11 Lockheed Martin Corporation Shell-and-tube heat exchangers with foam heat transfer units
US8800849B2 (en) 2011-05-03 2014-08-12 Lockheed Martin Corporation Direct bonding of heat conducting foam and substrates
TWI447995B (zh) 2011-12-20 2014-08-01 Ind Tech Res Inst 雙極板與燃料電池
JP6608277B2 (ja) 2012-06-13 2019-11-20 ヌヴェラ・フュエル・セルズ，エルエルシー 電気化学セルと共に使用するためのフロー構造
CN103101246A (zh) * 2013-02-26 2013-05-15 赵骁 泡沫碳/金属基光热复合材料及其制备方法
DE102013223776A1 (de) 2013-11-21 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Separatorplatte für einen Brennstoffzellenstapel
CN104300190B (zh) * 2014-01-27 2017-04-26 河南科技大学 强制风冷电池箱及其箱体和冷板
DE102014212191A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-31 Volkswagen Ag Bipolarplatte mit Temperierelement
US10522850B2 (en) 2014-09-30 2019-12-31 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Three-dimensionally printed bipolar plate for a proton exchange membrane fuel cell
CN106935885B (zh) * 2017-03-10 2020-04-07 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种高孔隙率多孔碳填充的燃料电池流场结构及其制备方法
US10355290B2 (en) 2017-03-22 2019-07-16 Honeywell International Inc. High power fuel cell system
CA3147747A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 Ch Innovations Inc. Compact fuel cell modules and assemblies
CN110993982A (zh) * 2019-11-27 2020-04-10 一汽解放汽车有限公司 一种高导电性的柔性石墨双极板及其制备方法
CN111224122A (zh) * 2020-01-20 2020-06-02 安徽塞墨勒新能源科技有限责任公司 一种用于在燃料电池中使用的双极板
CN115088107A (zh) * 2020-02-27 2022-09-20 Tvs电机股份有限公司 用于燃料电池的流场板
CN115917046A (zh) * 2020-06-10 2023-04-04 荷兰应用自然科学研究组织Tno 基于质子交换膜的电解器装置及用于制造这种装置的方法
US12036612B2 (en) 2020-10-30 2024-07-16 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Permeable support infill structure for fuel cell fluid flow networks
US20220140359A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc Permeable support layer for fuel cell fluid flow networks
US20220140362A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc Support members for fuel cell fluid flow networks

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60236461A (ja) 1984-04-04 1985-11-25 Kureha Chem Ind Co Ltd 燃料電池用電極基板及びその製造方法
US5272017A (en) 1992-04-03 1993-12-21 General Motors Corporation Membrane-electrode assemblies for electrochemical cells
JP3101464B2 (ja) 1993-03-15 2000-10-23 大阪瓦斯株式会社 燃料電池
IT1270878B (it) * 1993-04-30 1997-05-13 Permelec Spa Nora Migliorata cella elettrochimica utilizzante membrane a scambio ionico e piatti bipolari metallici
CA2139167C (en) 1993-12-29 1997-12-02 Keijiro Yamashita Electrode used in electrochemical reaction and fuel cell using the same
JPH08106914A (ja) 1994-09-30 1996-04-23 Aisin Aw Co Ltd 燃料電池発電装置
US5715648A (en) * 1996-01-18 1998-02-10 Pitney Bowes Inc. Envelope opening apparatus
JPH09245820A (ja) 1996-03-14 1997-09-19 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池
US5763113A (en) 1996-08-26 1998-06-09 General Motors Corporation PEM fuel cell monitoring system
US6037073A (en) 1996-10-15 2000-03-14 Lockheed Martin Energy Research Corporation Bipolar plate/diffuser for a proton exchange membrane fuel cell
US5776624A (en) * 1996-12-23 1998-07-07 General Motors Corporation Brazed bipolar plates for PEM fuel cells
US6085965A (en) * 1997-02-04 2000-07-11 Mcdonnel & Douglas Corporation Pressure bonding and densification process for manufacturing low density core metal parts
US6344290B1 (en) 1997-02-11 2002-02-05 Fucellco, Incorporated Fuel cell stack with solid electrolytes and their arrangement
JP3583897B2 (ja) 1997-04-11 2004-11-04 三洋電機株式会社 燃料電池
US5976726A (en) 1997-05-01 1999-11-02 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical cell with fluid distribution layer having integral sealing capability
US6232010B1 (en) 1999-05-08 2001-05-15 Lynn Tech Power Systems, Ltd. Unitized barrier and flow control device for electrochemical reactors
US6024848A (en) 1998-04-15 2000-02-15 International Fuel Cells, Corporation Electrochemical cell with a porous support plate
GB9814120D0 (en) 1998-07-01 1998-08-26 British Gas Plc Cooling of fuel cell stacks
US6379833B1 (en) 1998-08-07 2002-04-30 Institute Of Gas Technology Alternative electrode supports and gas distributors for molten carbonate fuel cell applications
US5972521A (en) * 1998-10-01 1999-10-26 Mcdonnell Douglas Corporation Expanded metal structure and method of making same
SE518621C2 (sv) 2000-07-07 2002-10-29 Volvo Ab Struktur för en polymerbränslecell
US6663994B1 (en) * 2000-10-23 2003-12-16 General Motors Corporation Fuel cell with convoluted MEA
US6566004B1 (en) 2000-08-31 2003-05-20 General Motors Corporation Fuel cell with variable porosity gas distribution layers
US6811918B2 (en) * 2001-11-20 2004-11-02 General Motors Corporation Low contact resistance PEM fuel cell
US6924052B2 (en) * 2002-04-24 2005-08-02 General Motors Corporation Coolant flow field design for fuel cell stacks
US6866958B2 (en) * 2002-06-05 2005-03-15 General Motors Corporation Ultra-low loadings of Au for stainless steel bipolar plates

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015082601A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Polarplatte
WO2015144269A1 (de) * 2014-03-25 2015-10-01 Volkswagen Ag Bipolarplatte sowie brennstoffzelle mit einer solchen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004017445A3 (en) 2004-04-29
AU2003263870A1 (en) 2004-03-03
JP4224026B2 (ja) 2009-02-12
JP2005536839A (ja) 2005-12-02
US6838202B2 (en) 2005-01-04
WO2004017445A2 (en) 2004-02-26
US20040033410A1 (en) 2004-02-19
CN100423347C (zh) 2008-10-01
DE10393075B4 (de) 2009-05-07
CN1675791A (zh) 2005-09-28
AU2003263870A8 (en) 2004-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10393075B4 (de) Bipolare Platte für Brennstoffzellen mit einem leitenden Schaum als Kühlmittellage, Verfahren zu deren Herstellung und Brennstoffzelle
DE69901187T2 (de) Brennstoffzellenstapel aus rohrzellen und innere kühlanordnung dafür
DE102006047174B4 (de) Brennstoffzellen mit geprägter Platte sowie Verfahren zur Herstellung
US5300370A (en) Laminated fluid flow field assembly for electrochemical fuel cells
DE69908811T2 (de) Bipolarplatten-entwurf aus metallblechen für polymerelektrolytmembran-brennstoffzellen
DE69831322T2 (de) Polymerelektrolyt-membran-brennstoffzelle mit fluidverteilungsschicht mit integrierter dichtung
DE69706065T2 (de) Integrierte fluidverteilerschicht für reaktant und kühlmittel für eine brennstoffzelle mit einer membran-elektroden-einheit
DE10015360B4 (de) Separatoreinheit für Elektrolysezellen und Brennstoffzellen
DE19542475C2 (de) Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle sowie Verfahren zur Herstellung einer Verteilerplatte für eine solche Zelle
US5527363A (en) Method of fabricating an embossed fluid flow field plate
DE60009542T2 (de) Radialer plattenförmiger Brennstoffzellenstapel für feste Elektrolyten
DE112005001970B4 (de) Separatorplattenanordnung
DE102008013439A1 (de) Gabelung von Strömungskanälen in Strömungsfeldern von Bipolarplatten
DE102004008231B4 (de) Brennstoffzellenanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Flachrohrbrennstoffzelle
WO2002025765A2 (de) Elektrochemischer zellenstapel
CN1332465C (zh) 蜂窝结构和其生产方法
DE112004002547T5 (de) Brennstoffzellenstapelaufbau
DE10340215A1 (de) Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle und bipolare Platte
DE19539959C2 (de) Brennstoffzellenanordnung
DE102010004160A1 (de) Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel
EP2181474A1 (de) Bipolarplatte für brennstoffzellen
DE102015207100A1 (de) Brennstoffzellenstapel
EP1387428B1 (de) Dimensionierung und Konfiguration einer Gasverteilerstruktur für eine Brennstoffzelle
DE102019106420A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels
DE112006000324T5 (de) Brennstoffzellenmodul und Brennstoffzelle umfassend Brennstoffzellenmodul

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT

8364 No opposition during term of opposition
8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT

R071 Expiry of right