DE112005002439B4 - Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität, Brennstoffzellenstapel sowie Verfahren zum Verbessern der Korrosionsbeständigkeit einer Bipolarplatte - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffzellen, die Elektrizität erzeugen, um Fahrzeuge oder andere Vorrichtungen zu betreiben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Bipolarplatte, die mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung aus einem rostfreien Stahl mit hoher Güte unter Verwendung von Techniken zum thermischen Spritzen beschichtet ist, um der Bipolarplatte eine Fluoridbeständigkeit zu verleihen, wenn sie in einer Polyelektrolytmembran-(PEM)-Brennstoffzelle verwendet wird.
- Hintergrund der Erfindung
- In den letzten Jahren ist der Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie, insbesondere für Kraftfahrzeuganwendungen ein großer Forschungsaufwand gewidmet worden. Brennstoffzellenenergieanlagen haben Wirkungsgrade in der Höhe von 55% gezeigt. Ferner sind Brennstoffzellenenergieanlagen umweltfreundlich, da sie nur Wärme und Wasser als Nebenprodukte emittieren.
- Brennstoffzellen erzeugen Energie durch Kombination von Wasserstoff und Sauerstoff, um Wasser und ein Endprodukt zu erzeugen. Bei einer Polymerelektrolytmembran-(PEM)-Brennstoffzelle dient eine Polymerelektrodenmembran als der Elektrolyt zwischen einer Kathode und einer Anode. In der PEM-Brennstoffzelle sind mehrere Brennstoffzellen häufig in Reihe gestapelt, um einen Brennstoffzellenstapel zu bilden. In dem Brennstoffzellenstapel dient eine Seite einer Strömungsfeldplatte als die Anode für eine Brennstoffzelle, während die gegenüberliegende Seite der Strömungsfeldplatte als die Kathode für eine benachbarte Brennstoffzelle dient. Da jede Strömungsfeldplatte sowohl als eine Anode als auch eine Kathode dient, ist die Strömungsfeldplatte auch als eine Bipolarplatte bekannt.
- Bipolarplatten für PEM-Brennstoffzellen müssen elektrochemisch stabil, elektrisch leitend und kostengünstig sein. Die Korrosion metallischer Bipolarplatten in der Brennstoffzellenumgebung beschleunigt den Korrosionsprozess durch Zersetzung der Membran. Die Zersetzungsprodukte der Membran umfassen Fluorwasserstoff (HF), der den Korrosionsprozess beschleunigt, wodurch bewirkt wird, dass der Korrosionsprozess autokatalytischer Natur wird. Rostfreier Stahl 316L ist als ein kostengünstiges Bipolarplattenmaterial verwendet worden.
- Während rostfreier Stahl 316L eine ziemlich gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Fluoridionen aufweist, nimmt die Korrosionsrate mit der Zunahme der Fluoridionenauslaugrate zu. Dieses Problem kann dadurch etwas gelindert werden, dass die Fluorwasserstoffionen aus der Brennstoffzellenumgebung entfernt werden oder dass rostfreier Stahl mit höheren Güten verwendet wird, die beständiger gegenüber Korrosion durch Fluoridionen sind, als rostfreier Stahl 316L. Jedoch erhöht die Verwendung von höheren Güten von rostfreiem Stahl für die Bipolarplatte tendenziell die Kosten der Bipolarplatte.
- Es sind verschiedene Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit eines korrosionsanfälligen Substrats bekannt. Beispielsweise offenbart die
US20030228512 A1 ein Verfahren zum Verbessern eines Kontaktwiderstandes der Oberfläche eines Substrats aus rostfreiem Stahl, während eine optimale Korrosionsbeständigkeit des Substrats durch Abscheiden einer Goldbeschichtung auf dem Substrat beibehalten wird. DieUS20040091768 A1 offenbart ein Verfahren zum Erhöhen der Korrosionsbeständigkeit eines Substrats dadurch, dass eine leitende Polymerbeschichtung auf dem Substrat vorgesehen wird. DasU.S. Patent Nr. 6,372,376 B1 offenbart ein Verfahren zum Erhöhen der Korrosionsbeständigkeit eines Substrats dadurch, dass ein elektrisch leitendes, korrosionsbeständiges Polymer, das eine Vielzahl elektrisch leitender korrosionsbeständiger Füllpartikel enthält, auf dem Substrat vorgesehen wird. - Es hat sich herausgestellt, dass ein Beschichten der Oberfläche einer Bipolarplatte aus rostfreiem Stahl mit niedrigerer Güte, wie beispielsweise einer Bipolarplatte aus rostfreiem Stahl 316L, mit einer dünnen Schicht aus rostfreiem Stahl oder Legierung mit hoher Güte unter Verwendung eines thermischen Spritzens der Bipolarplatte einen hohen Grad an Fluoridionenkorrosionsbeständigkeit verleiht, während die Kosten der Bipolarplatte innerhalb akzeptabler Niveaus gehalten werden. Es ist nur eine kleine Menge der teureren (korrosionsbeständigeren) Legierung erforderlich.
- Aus der
DE 197 35 854 A1 ist ein Stromkollektor aus Edelstahl bekannt, wobei der Stromkollektor an seiner der Kathode zugewandten Seite mit einer Beschichtung aus Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung versehen ist. - In der
DE 198 52 146 A1 wird eine Brennstoffzellenanordnung mit einer Anzahl von in einem Brennstoffzellenstapel angeordneten Brennstoffzellen offenbart, wobei in dem Brennstoffzellenstapel zwischen den Brennstoffzellen und im thermischen Kontakt mit diesen Reformiereinheiten angeordnet sind, die von zu reformierendem Brenngas durchströmt werden, wobei an den Reformiereinheiten ein Korrosionsschutz aus einer MCrAlY-Legierung vorgesehen ist. - Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität für eine Brennstoffzelle mit:
- – einem Bipolarplattensubstrat aus rostfreiem Stahl,
- – einer korrosionsbeständigen Beschichtung aus Stahl, die auf das Bipolarplattensubstrat thermisch gespritzt ist, wobei die Korrosionsbeständigkeit der korrosionsbeständigen Beschichtung größer ist als die Korrosionsbeständigkeit des Bipolarplattensubstrats, wobei die jeweilige Korrosionsbeständigkeit durch eine Korrosionsrate bestimmt ist, welche dadurch ermittelt wird, dass eine jeweilige Probe in einer Ätzlösung, enthaltend 1 M H2SO4 und 0,1 M HF, für eine Stunde bei 80°C getaucht wird, und
- – einer Deckschicht, die an der korrosionsbeständigen Beschichtung vorgesehen ist, um den Kontaktwiderstand der korrosionsbeständigen Beschichtung zu minimieren.
- Diese Bipolarplatte ist durch eine gesteigerte Stabilität und Beständigkeit gegenüber Fluoridkorrosion in einer Brennstoffzellenumgebung gekennzeichnet. Die Bipolarplatte der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bipolarplattensubstrat aus rostfreiem Stahl, das typischerweise ein rostfreier Stahl mit niedriger Güte, wie beispielsweise 304L oder 316L ist, und eine korrosionsbeständige Beschichtung, die ein rostfreier Stahl oder eine Legierung mit höherer Güte ist und auf das Bipolarplattensubstrat unter Verwendung Techniken zum thermischen Spritzen beschichtet ist. Die korrosionsbeständige Beschichtung kann ein rostfreier Stahl mit hoher Güte, wie beispielsweise C-276 sein. Es können auch andere Legierungen, wie beispielsweise 904L, 254SMO und Carp-20, als Beschichtungsmaterialien verwendet werden. Demgemäß macht die korrosionsbeständige Beschichtung das Bipolarplattensubstrat aus rostfreiem Stahl mit niedrigerer Güte in der Brennstoffzellenumgebung im Wesentlichen beständig gegenüber Fluoridionen. Dies verlängert die Lebensdauer der Bipolarplatte wesentlich. Eine Deckschicht, die beispielsweise Gold oder eine organische Beschichtung sein kann, ist auf der korrosionsbeständigen Beschichtung vorgesehen, um einen Kontaktwiderstand der korrosionsbeständigen Beschichtung zu reduzieren.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verbessern der Korrosionsbeständigkeit einer Bipolarplatte, umfassend, dass:
- – ein Bipolarplattensubstrat aus rostfreiem Stahl vorgesehen wird,
- – auf das Bipolarplattensubstrat eine korrosionsbeständige Beschichtung aus Stahl thermisch gespritzt wird, wobei die Korrosionsbeständigkeit der korrosionsbeständigen Beschichtung größer ist als die Korrosionsbeständigkeit des Bipolarplattensubstrats, wobei die jeweilige Korrosionsbeständigkeit durch eine Korrosionsrate bestimmt ist, welche dadurch ermittelt wird, dass eine jeweilige Probe in einer Ätzlösung, enthaltend 1 M H2SO4 und 0,1 M HF, für eine Stunde bei 80°C getaucht wird, und
- – auf der korrosionsbeständigen Schicht eine Deckschicht vorgesehen wird.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung wird nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
-
1 ein Schnitt eines Anteils einer Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität, die durch ein Verfahren zum thermischen Spritzen hergestellt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung ist; -
2 ein Flussdiagramm ist, das aufeinander folgende Prozessschritte zeigt, die gemäß einem Verfahren zum Herstellen der Bipolarplatte mit gesteigerter Stabilität der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden; -
3 ein Balkendiagramm ist, das die Korrosionsraten (entlang der Y-Achse aufgetragen) von verschiedenen Legierungen aus rostfreiem Stahl (entlang der X-Achse aufgetragen) in 2000 ppm HF vergleicht; -
4 eine schematische Ansicht ist, die einen Prozess zum thermischen Spritzen zeigt, der dazu verwendet wird, eine Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen; -
5 eine schematische Ansicht ist, die einen Prozess zum thermischen Spritzen zeigt, der dazu verwendet wird, eine verpresste Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen; und -
5A ein Schnitt einer verpressten Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität ist, die gemäß dem Verfahren zum thermischen Spritzen von5 hergestellt ist. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Bipolarplattensubstrat, das ein rostfreier Stahl mit niedriger Güte ist, wie beispielsweise rostfreier Stahl 304L oder 316L, mit einem rostfreien Stahl mit höherer Güte unter Verwendung eines Prozesses zum thermischen Spritzen beschichtet, um eine Bipolarplatte herzustellen, die eine verbessere Korrosionsbeständigkeit gegenüber Fluorwasserstoff besitzt. Bevorzugt wird die Kathodenseite des Bipolarplattensubstrats mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung beschichtet, um die Beständigkeit der Kathodenseite der Bipolarplatte gegenüber Korrosion durch Chlorid oder Fluorid beim Betrieb einer Brennstoffzelle zu erhöhen. Das Beschichten der Oberfläche eines Bipolarplattensubstrats aus eine niedrige Güte aufweisendem rostfreiem Stahl mit einer dünnen (0,1 bis 2 μm) korrosionsbeständigen Beschichtung des beispielsweise C-276 mit höherer Güte verringert die Korrosionsrate der Bipolarplatte in einer Fluoridionenumgebung signifikant, während der Bipolarplatte keine signifikanten Kosten hinzugefügt werden. Legierungen, die auf das Bipolarplattensubstrat als die korrosionsbeständige Beschichtung beschichtet werden können, umfassen beispielsweise rostfreien Stahl 904-L, 254SMO oder Carp-20.
- Der Kontaktwiderstand der thermisch gespritzten Beschichtung aus rostfreiem Stahl kann dadurch minimiert werden, dass eine Deckschicht auf der Beschichtung aus rostfreiem Stahl vorgesehen wird. Die Deckschicht kann beispielsweise eine dünne Schicht (< 10 nm) aus Gold (Au) oder eine organische Beschichtung sein. Andere geeignete Materialien für die Deckschicht umfassen Platin und seine Legierungen, Rhodium, Ruthenium und seine Legierungen und Palladium und seine Legierungen. Das Beschichten eines rostfreien Stahls oder Materials mit niedrigerer Güte mit einem dünnen rostfreien Stahl oder Material mit höherer Güte unter Verwendung eines Prozesses zum thermischen Spritzen gemäß der Erfindung ist kosteneffektiv, da die Herstellung einer dicken Bipolarplatte unter Verwendung eines rostfreien Stahls oder Materials mit höherer Güte teuer ist.
-
1 ist eine Schnittansicht einer Bipolarplatte10 mit verbesserter Stabilität, nachfolgend Bipolarplatte, gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bipolarplatte10 umfasst ein Bipolarplattensubstrat12 , das typischerweise ein rostfreier Stahl mit niedriger Güte, wie beispielsweise rostfreier Stahl 304L oder 316L ist. Eine korrosionsbeständige Beschichtung14 , die eine Güte von rostfreiem Stahl sein kann, die höher als diejenige des Bipolarplattensubstrats12 ist, wird an der Außenfläche13 des Bipolarplattensubstrats12 unter Verwendung eines Prozesses zum thermischen Spritzen ausgebildet. Die korrosionsbeständige Beschichtung14 besitzt bevorzugt eine Dicke von typischerweise etwa 0,1–30 μm. Geeignete Guten von rostfreiem Stahl für die korrosionsbeständige Beschichtung14 umfassen beispielsweise rostfreien Stahl (ss) C-276. Alternativ dazu kann die korrosionsbeständige Beschichtung14 eine Legierung sein, wie beispielsweise 904L, 254SMO und Carp-20. - Eine Deckschicht
16 , die beispielsweise Gold (Au) oder ein organisches Material sein kann, ist typischerweise auf der korrosionsbeständigen Beschichtung14 vorgesehen, um den Kontaktwiderstand der korrosionsbeständigen Beschichtung14 niedrig zu halten. Andere geeignete Materialien für die Deckschicht16 umfassen Platin und seine Legierungen, Rhodium, Ruthenium und seine Legierungen und Palladium und seine Legierungen. Die Dicke der Deckschicht16 ist in dem Fall von Goldbeschichtungen bevorzugt kleiner als typischerweise etwa 10 nm und in dem Fall von Polymerbeschichtungen typischerweise etwa 10–28 Mikrometer. -
2 ist ein Flussdiagramm, das aufeinander folgende Prozessschritte zeigt, die zur Herstellung einer Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Bei Schritt1 wird ein Bipolarplattensubstrat vorgesehen. Das Bipolarplattensubstrat ist typischerweise ein rostfreier Stahl mit niedriger Güte, wie beispielsweise 304L oder 316L, und besitzt die geeignete Größe und Konfiguration zur Verwendung in einem Brennstoffzellenstapel einer Brennstoffzelle. - Bei Schritt
2 wird eine korrosionsbeständige Beschichtung an der Außenfläche des Bipolarplattensubstrats ausgebildet. Die Dicke der korrosionsbeständigen Beschichtung liegt bevorzugt im Bereich von typischerweise etwa 0,1–30 μm. Die korrosionsbeständige Beschichtung kann ein rostfreier Stahl mit höherer Güte sein, einschließlich beispielsweise rostfreier Stahl C-276. Alternativ dazu kann die korrosionsbeständige Beschichtung eine korrosionsbeständige Legierung sein, wie beispielsweise 904L, 254SMO oder Carp-20. Die korrosionsbeständige Beschichtung wird auf die Außenfläche des Bipolarplattensubstrats unter Verwendung eines Prozesses zum thermischen Spritzen beschichtet. - Der Prozess zum thermischen Spritzen führt die Bildung geschmolzener Partikel oder Partikel aus, die sich plastisch verformen können. Die Partikel werden mit hohen Geschwindigkeiten in einer Wärmequelle in Richtung einer Fläche oder eines Substrats, an der bzw. dem die Abscheidung erfolgt, transportiert. Die Partikel werden ausgebreitet und können eine chemische Bindung mit der darunter liegenden Fläche oder dem darunter liegenden Substrat erzeugen. In dem Fall von Substratmaterialien, die keine chemische Bindung mit den Partikeln bilden können, wird die Substratoberfläche zuvor aufgeraut, um eine mechanische Bindung zu erzeugen. Jedes Tröpfchen oder jeder Partikel trifft auf die aufgeraute Oberfläche auf und tritt mechanisch mit den Unebenheiten an der Oberfläche in Eingriff.
- Bei Schritt
3 wird eine Deckschicht auf der korrosionsbeständigen Beschichtung abgeschieden, um den Kontaktwiderstand der korrosionsbeständigen Schicht zu minimieren. Die Deckschicht besitzt bevorzugt eine Dicke von weniger als typischerweise etwa 10 nm. Die Deckschicht kann beispielsweise Gold (Au) oder beispielsweise ein organisches Material sein. - Tabelle (I) unten zeigt die tatsächlichen Korrosionsraten und die normalisierten Korrosionsraten für verschiedene Güten von rostfreiem Stahl (ss), Legierungen und Titan. Die Korrosionsrate und die normalisierte Korrosionsrate jeder Probe wurden durch Tauchen der Probe in eine Ätzlösung (1 M H2SO4 + 0,1 M HF) über eine Stunde bei 80 Grad C erhalten. Tabelle I
Legierung Korrosionsrate (g/s) Normalisierte Korrosionsrate 304L ss 8,87E-05 1 353 ss 2,62E-05 0,296 316L ss 1,89E-05 0,213 Incon1 800 1,85E-05 0,208 317L ss 8,19E-06 0,092 Incon1 601 5,97E-06 0,067 904L ss 7,50E-07 0,009 254SMO 4,17E-07 0,005 Carp-20 3,61E-07 0,004 C-276 1,39E-07 0,002 Titan 8,13E-05 0,92 (Begrenzte Stabilität in fluoridionenhaltigen Umgebungen) - Tabelle (I) oben zeigt, dass, je höher die Güte von rostfreiem Stahl/der Legierung ist, um so besser die Korrosionsbeständigkeit des rostfreien Stahls/der Legierung in einer Schwefelsäure/Fluorwasserstoffmischung ist. Die Korrosionsbeständigkeit von Titan in derselben Lösung ist vergleichbar mit der von rostfreiem Stahl 304L. Das Balkendiagramm von
-
3 sieht einen visuellen Vergleich der Korrosionsraten verschiedener Guten von rostfreiem Stahl und verschiedenen Legierungen vor. - Bezug nehmend auf
4 kann ein Prozess zum thermischen Spritzen, der dazu verwendet wird, die korrosionsbeständige Beschichtung14 auf dem Bipolarplattensubstrat12 gemäß der vorliegenden Erfindung auszubilden, unter Verwendung einer Vorrichtung20 zum thermischen Spritzen ausgeführt werden, die herkömmlich sein kann. Die Vorrichtung20 zum thermischen Spritzen umfasst eine Kanone22 mit einer Kanonendüse24 . - Ein Substratträger
28 ist in beabstandeter Beziehung in Bezug auf die Kanonendüse24 angeordnet. Im Gebrauch wird das Bipolarplattensubstrat12 an dem Substratträger28 befestigt, wobei die Außenfläche13 des Bipolarplattensubstrats12 zu der Kanonendüse24 weist. Der rostfreie Stahl oder die Legierung, der bzw. die als die korrosionsbeständige Beschichtung14 verwendet werden soll, wird dann als geschmolzene Partikel in einem Spritzstrom26 aus der Kanonendüse24 an die Außenfläche13 des Bipolarplattensubstrats12 ausgestoßen. Demgemäß bildet die korrosionsbeständige Beschichtung14 aus rostfreiem Stahl oder Legierung eine chemische Bindung mit der Außenfläche13 . Bei anschließenden Prozessschritten kann die Deckschicht16 (1 ) auf die korrosionsbeständige Beschichtung14 unter Verwendung einer PVD-(physikalische Dampfphasenabscheidung-) oder anderen Abscheidungstechnik beschichtet werden, die in der Technik bekannt ist. - Bezug nehmend auf die
5 und5A ist eine Vorrichtung30 zum thermischen Spritzen vom Walzentyp bei der Herstellung einer Bipolarplatte10a mit verbesserter Stabilität gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung30 umfasst eine Kanone32 mit einer Kanonendüse34 , die von einer drehbaren Walze36 , die eine Walzenfläche37 aufweist, beabstandet ist. Im Betrieb der Vorrichtung30 wird der rostfreie Stahl oder die Legierung, der bzw. die als die korrosionsbeständige Beschichtung14a auf dem Bipolarplattensubstrat12a verwendet wird, als geschmolzene Partikel in einem Spritzstrom40 an die Walzenfläche37 der Walze36 ausgestoßen. Gleichzeitig wird die Walze36 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in5 gezeigt ist, gedreht, wie durch den Pfeil angegeben ist. Folglich wird ein Beschichtungsfilm15 aus rostfreiem Stahl oder Legierung auf der Walzenfläche37 gebildet. Die Walzenfläche37 ist ein Material, das sich weder chemisch noch physikalisch mit dem Beschichtungsfilm15 aus rostfreiem Stahl oder Legierung verbindet. Der vorausgehende Abschnitt des Beschichtungsfilmes15 wird von der Walze36 abgezogen und zwischen einem Verpress- bzw. Prägestempel38 und dem Bipolarplattensubstrat12a positioniert. - Anschließend wird die korrosionsbeständige Beschichtung
14a , die der vorausgehende Endabschnitt des Beschichtungsfilms15 ist, zwischen dem Verpressstempel38 und dem Bipolarplattensubstrat12a verpresst. Dies presst die korrosionsbeständige Beschichtung14a in die Oberfläche des Bipolarplattensubstrats12a , um die Herstellung der Bipolarplatte10a mit verbesserter Stabilität fertig zu stellen, wie in5A gezeigt ist. Bei nachfolgenden Prozessschritten kann eine Deckschicht16a auf die korrosionsbeständige Beschichtung14a unter Verwendung einer PVD-(physikalischen Dampfphasenabscheidungs-) oder anderen Abscheidungstechnik, die in der Technik bekannt ist, beschichtet werden. - Während die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben worden sind, sei zu erkennen und zu verstehen, dass verschiedene Abwandlungen in der Erfindung ausgeführt werden können, und die angefügten Ansprüche dazu bestimmt sind, alle derartigen Abwandlungen abzudecken, die in den Erfindungsgedanken und den Schutzumfang der Erfindung fallen können.
Claims (15)
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität für eine Brennstoffzelle mit: einem Bipolarplattensubstrat aus rostfreiem Stahl, einer korrosionsbeständigen Beschichtung aus Stahl, die auf das Bipolarplattensubstrat thermisch gespritzt ist, wobei die Korrosionsbeständigkeit der korrosionsbeständigen Beschichtung größer ist als die Korrosionsbeständigkeit des Bipolarplattensubstrats, wobei die jeweilige Korrosionsbeständigkeit durch eine Korrosionsrate bestimmt ist, welche dadurch ermittelt wird, dass eine jeweilige Probe in einer Ätzlösung, enthaltend 1 M H2SO4 und 0,1 M HF, für eine Stunde bei 80°C getaucht wird, und einer Deckschicht, die an der korrosionsbeständigen Beschichtung vorgesehen ist, um den Kontaktwiderstand der korrosionsbeständigen Beschichtung zu minimieren.
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität nach Anspruch 1, wobei die korrosionsbeständige Beschichtung eine Dicke von 0,1 bis 30 μm aufweist.
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität nach Anspruch 2, wobei die korrosionsbeständige Beschichtung eine Dicke von 0,1 bis 2 μm aufweist.
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bipolarplattensubstrat rostfreien Stahl mit der Güte 304L oder 316L umfasst.
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die korrosionsbeständige Beschichtung rostfreien Stahl mit der Güte C-276, eine 904L Legierung, eine 254SMO Legierung oder eine Carp-20 Legierung umfasst.
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckschicht aus Gold, Platin oder seinen Legierungen, Rhodium, Ruthenium oder seinen Legierungen, Palladium oder seinen Legierungen oder aus einem Polymer besteht.
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität nach Anspruch 6, wobei die Deckschicht aus Gold besteht und eine Dicke von kleiner als 10 nm aufweist.
- Bipolarplatte mit verbesserter Stabilität nach Anspruch 6, wobei die Deckschicht aus einem Polymer besteht und eine Dicke von 10 bis 28 μm aufweist.
- Brennstoffzellenstapel, welcher in Reihe gestapelte Brennstoffzellen umfasst, wobei zwischen benachbarten Brennstoffzellen eine Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8 vorgesehen ist, wobei eine Seite der Bipolarplatte als Anode für eine Brennstoffzelle dient, wohingegen die gegenüberliegende Seite der Bipolarplatte als Kathode für die benachbarte Brennstoffzelle dient.
- Verfahren zum Verbessern der Korrosionsbeständigkeit einer Bipolarplatte, umfassend, dass: ein Bipolarplattensubstrat aus rostfreiem Stahl vorgesehen wird, auf das Bipolarplattensubstrat eine korrosionsbeständige Beschichtung aus Stahl thermisch gespritzt wird, wobei die Korrosionsbeständigkeit der korrosionsbeständigen Beschichtung größer ist als die Korrosionsbeständigkeit des Bipolarplattensubstrats, wobei die jeweilige Korrosionsbeständigkeit durch eine Korrosionsrate bestimmt ist, welche dadurch ermittelt wird, dass eine jeweilige Probe in einer Ätzlösung, enthaltend 1 M H2SO4 und 0,1 M HF, für eine Stunde bei 80°C getaucht wird, und auf der korrosionsbeständigen Schicht eine Deckschicht vorgesehen wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bipolarplattensubstrat rostfreien Stahl mit der Güte 304L oder 316L umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die korrosionsbeständige Beschichtung rostfreien Stahl mit der Güte C-276, eine 904L Legierung, eine 254SMO Legierung oder eine Carp-20 Legierung umfasst.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Deckschicht ein Material ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die Gold, ein organisches Material, Platin, Platinlegierungen, Rhodium, Ruthenium, Rutheniumlegierungen, Palladium und Palladiumlegierungen umfasst.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Deckschicht eine gesputterte Schicht umfasst.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die korrosionsbeständige Beschichtung auf die Kathodenseite des Bipolarplattensubstrats thermisch gespritzt wird.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: MIKHAIL, YOUSSEF M., STERLING HEIGHTS, MICH., US Inventor name: ABD ELHAMID, MAHMOUD H., GROSSE POINTE WOODS, , US Inventor name: LISI, DANIEL J., EASTPOINTE, MICH., US Inventor name: VYAS, GAYATRI, ROCHESTER HILLS, MICH., US Inventor name: BLUNK, RICHARD H., MACOMB TOWNSHIP, MICH., US |
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Free format text: PFANDRECHT |
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