DE112006000859T5 - Komposit-Strömungsfeldplatten und Formprozess dafür - Google Patents

Komposit-Strömungsfeldplatten und Formprozess dafür Download PDF

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Reena L. Datta
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Abstract

Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte, wobei die Bipolarplatte ein Strömungsfeld umfasst, das zwischen gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten der Bipolarplatte definiert ist, wobei der Prozess umfasst, dass:
ein Strömungsfeldgerippe vorgesehen wird, wobei das Strömungsfeldgerippe einen Opferkern umfasst, der mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen ist;
ein elektrisch leitendes Polymerkompositmaterial um das Strömungsfeldgerippe geformt wird, um die gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren;
das geformte Polymerkompositmaterial gehärtet wird, so dass die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht an dem Kompositmaterial anhaftet und der Opferkern von dem Kompositmaterial und der Barriereschicht wegschmilzt, um einen Strömungsfeldhohlraum zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren; und
der geschmolzene Opferkern von dem Strömungsfeldhohlraum entfernt wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft elektrochemische Umwandlungszellen, die allgemein als Brennstoffzellen bezeichnet werden und elektrische Energie durch Oxidation und Reduktion eines ersten und zweiten Reaktanden, typischerweise Wasserstoff und Sauerstoff, erzeugen. Eine typische Zelle umfasst eine Polymermembran (d.h. eine Protonenaustauschmembran), die zwischen einem Paar von Gasdiffusionsmediumschichten und Katalysatorschichten positioniert ist. Eine Kathodenplatte und eine Anodenplatte sind an den äußersten Seiten benachbart der Gasdiffusionsmediumschichten positioniert, und die vorangehenden Komponenten werden fest aneinander gepresst, um die Zelleneinheit zu bilden.
  • Die durch eine einzelne Zelleneinheit vorgesehene Spannung ist typischerweise zu klein für eine Nutzanwendung. Demgemäß werden typischerweise mehrere Zellen nacheinander in einem "Stapel" angeordnet und verschaltet, um die elektrische Abgabe der elektrochemischen Umwandlungsanordnung oder Brennstoffzelle zu erhöhen. Bei dieser Anordnung können sich zwei benachbarte Zelleneinheiten eine gemeinsame polare Platte teilen, die als die Anode und die Kathode für die beiden benachbarten Zelleneinheiten dient und die diese in Reihe verschaltet. Eine derartige Platte wird allgemein als eine Bipolarplatte bezeichnet und weist ein darin definiertes Strömungsfeld auf, um die Lieferung von Reaktanden und Kühlmittel an die zugeordneten Zellen zu erleichtern.
  • Typischerweise ist es erforderlich, dass Bipolarplatten für Brennstoffzellen elektrochemisch stabil, elektrisch leitend und kostengünstig sind. Polymer-Bipolarplatten, die üblicherweise auch als Kompositplatten bezeichnet werden, da das Polymer typischerweise leitende Füllmaterialien aufweist, haben als eine praktikable Alternative zu herkömmlichen Metall-Bipolarplatten erhebliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da sie diese Kriterien erfüllen. Jedoch sind Kompositplatten typischerweise permeabler für Wasserstoff, als Metallplatten, und dies kann zu signifikanten Verlusten an Zellenleistung und Wirkungsgrad führen. Genauer kann eine Wasserstoffpermeation durch Kompositplatten in der Anwesenheit von Wasserstoff in den Kühlmitteldurchgängen in dem Strömungsfeld der Platte resultieren. Demgemäß existiert ein erkannter Bedarf nach Verbesserungen in der Bipolarplattenkonstruktion für Brennstoffzellenstapel, insbesondere im Zusammenhang mit Kompositbipolarplatten.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine verbesserte Strömungsfeldplattenkonstruktion und ein Prozess zur Herstellung einer derartigen Platte vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Prozess zur Herstellung einer Bipolarplatte vorgesehen. Die Bipolarplatte umfasst ein Strömungsfeld, das zwischen gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten der Bipolarplatte definiert ist. Gemäß dem Prozess wird ein Strömungsfeldgerippe vorgesehen. Das Strömungsfeldgerippe umfasst einen Opferkern, der mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen ist. Ein elektrisch leitendes Polymerkompositmaterial wird um das Strömungsfeldgerippe geformt, um die gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren. Das geformte Polymerkompositmaterial wird so gehärtet, dass die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht an dem Kompositmaterial anhaftet und der Opferkern von dem Kompositmaterial und der Barriere schicht wegschmilzt, um einen Strömungsfeldhohlraum zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren. Der geschmolzene Opferkern wird von dem Strömungsfeldhohlraum entfernt.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte vorgesehen, bei dem das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial um den Opferkern und einen Abschnitt der nichtleitenden Fluidsammelleitung des Strömungsfeldgerippes geformt wird, um die nichtleitende Fluidsammelleitung mit dem Kompositmaterial zu koppeln und die gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Bipolarplatte umfasst. Die Bipolarplatte umfasst einen Polymer-Kompositströmungsfeldabschnitt und einen nichtleitenden Fluidsammelleitungsabschnitt, der mit dem Strömungsfeldabschnitt gekoppelt ist. Der Strömungsfeldabschnitt besitzt einen einheitlichen Aufbau und definiert gegenüberliegende, elektrisch leitende Seiten und ein Strömungsfeld zwischen den gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten der Platte. Die gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten des Strömungsfeldabschnitts definieren eine zu dem Strömungsfeld freiliegende Innenfläche. Die Innenfläche des Strömungsfeldabschnitts ist zumindest teilweise mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen. Der Strömungsfeldabschnitt bindet zumindest einen Abschnitt des nichtleitenden Fluidsammelleitungsabschnitts so an, dass die Sammelleitung von dem Strömungsfeldabschnitt gehalten wird.
  • Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bipolarplattenkonstruktion und einen Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte vorzusehen. Andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden angesichts der Beschreibung der hier ausgeführten Erfindung offensichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
  • Die folgende detaillierte Beschreibung spezifischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird am besten in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen verständlich, wobei gleiche Strukturen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und wobei:
  • 1 eine Darstellung einer Bipolarplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Darstellung eines Prozesses zur Herstellung einer Bipolarplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Bipolarplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 4 eine Darstellung eines Fahrzeugs ist, das durch einen Brennstoffzellenstapel betrieben wird, der eine Bipolarplatte gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Gemeinsam Bezug nehmend auf die 1-3 sind ein Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte 10 und eine dadurch hergestellte Bipolarplatte detailliert gezeigt. Anfänglich Bezug nehmend auf 1 umfasst eine Bipolarplatte 10 gemäß der vorliegenden Erfindung typischerweise einen Strömungsfeldabschnitt 20 und Fluidsammelleitungsabschnitte 15, die mit dem Strömungsfeldabschnitt 20 gekoppelt sind. Wie in 3 gezeigt ist, weist der Strömungsfeldabschnitt 20 Strömungsfeldkanäle 22 auf, die zwischen gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten 12, 14 der Bipolarplatte 10 definiert sind. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, existiert aufgrund der Art, in der die Bipolarplatte 10 hergestellt wird, typischerweise keine unterscheidbare Grenze zwischen den beiden gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten 12, 14 der Bipolarplatte 10.
  • Der Strömungsfeldabschnitt 20 umfasst ein elektrisch leitendes Kompositmaterial, das beispielsweise ein Polymermaterial umfasst, das einen leitenden Füllstoff aufweist, beispielsweise Graphit, Kohlefasern, etc., der in ausreichender Menge vorgesehen ist, um den Strömungsfeldabschnitt 20 elektrisch leitend zu machen. Im Gegensatz dazu können die Fluidsammelleitungsabschnitte 15 aus einem nichtleitenden Material ausgebildet sein, um eine Beseitigung von Korrosionszentren zu unterstützen, die durch galvanische Zellen bewirkt werden, die durch Nebenschlussströme in Bipolarplatten verwendenden Brennstoffzellenstapeln ausgebildet werden.
  • Bezug nehmend auf 2 wird in einem Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte gemäß der vorliegenden Erfindung ein geeignetes, mit einem Profil versehenes Strömungsfeldgerippe 30 zwischen einer oberen und einer unteren, mit einem Profil versehenen Form 34, 36 vorgesehen. Das Gerippe 30 umfasst Nichtopfer-Fluidsammelleitungsabschnitte 15 und einen Opferkern 32. Der Kern 32, der mit einem Profil versehen ist, um geeignete Strömungsfeldkanäle 22 in der Bipolarplatte 10 zu definieren, ist hier als "Opfer" bezeichnet, da er nicht Teil der endgültigen Bipolarplat te 10 bildet. Im Gegensatz dazu sind die Fluidsammelleitungsabschnitte 15 nicht vom Opfertyp und sind Teil der endgültigen Plattenkonstruktion. Es sei auch angemerkt, dass die Komponenten von 2 nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind, insbesondere die mit einem Profil versehenen Abschnitte des Kerns 32 und die obere und untere Form 34, 36.
  • Unter Verwendung der mit einem Profil versehenen Formen 34, 36 wird ein elektrisch leitendes Polymerkompositmaterial 40 um das Strömungsfeldgerippe 30 geformt. Das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial 40 kann auch um einen Abschnitt der nichtleitenden Fluidsammelleitungen 15 des Strömungsfeldgerippes 30 geformt werden, um die Sammelleitungen 15 mechanisch mit dem Rest der Bipolarplatte 10 zu koppeln und mit dem Rest der Bipolarplatte eine Grenzfläche zu bilden, die gegen eine Strömungsfeldfluidleckage abgedichtet ist. Für den Fachmann sei angemerkt, dass die nichtleitenden Fluidsammelleitungsabschnitte 15 durch einen Schmelzpunkt gekennzeichnet sein sollten, der den Schmelzpunkt des Opferkerns 32 überschreitet.
  • Das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial 40, das dazu verwendet wird, die Bipolarplatten gemäß der vorliegenden Erfindung zu formen, kann ein beliebiges geeignetes Polymermaterial umfassen. Beispielsweise und nicht beschränkend kann das Kompositmaterial 40 eine geeignete Pulverformverbindung oder eine duroplastische oder thermoplastische SMC (Sheet Molding Compound) mit einem elektrisch leitenden Füllstoff umfassen. Zusätzliche Beispiele umfassen Vinylester, Phenoplaste, Epoxydharze, etc.
  • Die Formen 34, 36 können auch als Anoden- und Kathodenströmungsfeldformen 34, 36 bezeichnet werden, da sie die entgegengesetzten Seiten 12, 14 der Bipolarplatte 10 definieren. Die jeweiligen Muster, die durch die Anoden- und Kathodenströmungsfeldformen 34, 36 und das Strömungsfeldgerippe 30 definiert werden, liegen jenseits des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung und sind somit lediglich schematisch in 2 gezeigt.
  • Das geformte Polymerkompositmaterial 40 wird dann gehärtet, um den Opferkern 32 von dem Kompositmaterial 40 wegzuschmelzen und damit einen Strömungsfeldhohlraum zwischen den gegenüberliegenden Seiten 12, 14 der Bipolarplatte 10 zu definieren. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Opferkern 32 mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen. Insbesondere Bezug nehmend auf 3 haftet die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht 38 an dem Kompositmaterial 40 an, wenn der Kern 32 während des Härtens wegschmilzt. Die Barriereschicht 38 kann ein beliebiges geeignetes Material sein, das gegenüber einer Wasserstoffpermeation beständiger ist als das Kompositmaterial 40. Beispielsweise und ohne Beschränkung kann die Barriereschicht 38 ein Metall sein, das aus Ni, Zn, Sn, Cu, Cr und Kombinationen daraus gewählt ist. Wie für den Fachmann angemerkt sei, sollte die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht 38 ein Material umfassen, das durch einen Schmelzpunkt gekennzeichnet ist, der den Schmelzpunkt des Opferkerns 32 überschreitet.
  • Der Opferkern 32 ist durch einen Schmelzpunkt gekennzeichnet, der in einen Temperaturbereich fällt, der über einer Temperatur, bei der das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial 40 um das Strömungsfeldgerippe 30 geformt wird, und unter einer Temperatur liegt, bei der das Polymerkompositmaterial 40 gehärtet oder nachgehärtet wird. Der Opferkern kann beliebige einer Vielzahl geeigneter Materialien umfassen. Beispielsweise und ohne Beschränkung kann der Opferkern 32 aus einem Material geformt sein, das aus schmelzbaren Legierungen, Wachsen und Kombinationen daraus gewählt ist.
  • Der geschmolzene Opferkern kann von dem Strömungsfeldhohlraum während des Härteschrittes oder nach dem Härteschritt beispielsweise durch Spülen des Strömungsfelds mit einem geeigneten Fluid, durch Evakuieren des Strömungsfelds oder durch ein beliebiges anderes geeignetes Mittel entfernt werden. Zusätzlich kann das Polymerkompositmaterial unter Verwendung einer Ausstattung gehärtet werden, die derart ausgebildet ist, um den geschmolzenen Kern zu entfernen und Diagnoseprozesse (beispielsweise Druckabfallprüfung, Leckageprüfung, etc.) an der Bipolarplattenanordnung auszuführen.
  • Eine Bipolarplatte 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Polymerkompositströmungsfeldabschnitt 20 und einen nichtleitenden Fluidsammelleitungsabschnitt 15, der mit dem Strömungsfeldabschnitt 20 gekoppelt ist. Der Strömungsfeldabschnitt 20 besitzt einen einheitlichen Aufbau und definiert gegenüberliegende, elektrisch leitende Seiten 12, 14 und ein Strömungsfeld zwischen den gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten 12, 14. Wie in 3 gezeigt ist, definieren die gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten 12, 14 des Strömungsfeldabschnitts eine zu den Strömungsfeldkanälen 22 freiliegende Innenfläche, die gemeinsam das Strömungsfeld des Strömungsfeldabschnitts 20 bilden. Die Innenfläche des Strömungsfeldabschnittes 20 ist zumindest teilweise mit der Wasserstoffpermeationsbarriereschicht 38 überzogen. Zusätzlich bindet der Strömungsfeldabschnitt 20 einen Abschnitt der nichtleitenden Fluidsammelleitungen 15 in einem Ausmaß an, das ausreichend ist, um sicherzustellen, dass die Sammelleitungen 15 durch den geformten Strömungsfeldabschnitt 20 gehalten werden.
  • Eine Vielzahl von Vorrichtungen kann eine oder mehrere Bipolarplatten 10 gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen. Insbesondere und beispielhaft ohne Beschränkung kann eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Brennstoffzellenstapel umfassen, der eine Vielzahl von Bipolarplatten 10 einschließt. Ferner kann eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine allein stehende Energieerzeugungseinheit umfassen, die eine Vielzahl von Brennstoffzellenstapeln aufweist, oder Bezug nehmend auf 4 ein Fahrzeug 100 umfassen, das durch eine oder mehrere Brennstoffzellenstapel 110 betrieben wird. Genauer kann Brennstoff von einer Brennstoffspeichereinheit 120 an eine Brennstoffzellenanordnung oder einen Brennstoffzellenstapel 110 gelenkt werden, der derart ausgebildet ist, um Brennstoff, beispielsweise H2, in Elektrizität umzuwandeln. Die erzeugte Elektrizität wird als eine Antriebsleistungsversorgung für das Fahrzeug 100 verwendet, wobei die Elektrizität in Drehmoment und eine Fahrzeugtranslationsbewegung umgewandelt wird. Obwohl das in 4 gezeigte Fahrzeug 100 ein Passagierfahrzeug ist, ist es denkbar, dass das Fahrzeug 100 ein beliebiges Fahrzeug sein kann, das bereits bekannt ist oder später entwickelt wird und in der Lage ist, durch ein Brennstoffzellensystem betrieben oder vorgetrieben zu werden, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge (d.h. Auto, Leicht- oder Schwerlastkraftwagen oder Last- oder Sattelzug), Landwirtschafts-, Luftfahrzeug-, Wasserfahrzeug-, Schienenfahrzeugmotoren etc.
  • Es sei angemerkt, dass Begriffe wie "bevorzugt", "üblicherweise" oder "typischerweise" hier nicht dazu verwendet sind, den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung zu beschränken oder zu implizieren, dass bestimmte Merkmale kritisch, wesentlich oder sogar wichtig für den Aufbau oder die Funktion der beanspruchten Erfindung sind. Vielmehr sind diese Begriffe lediglich dazu bestimmt, alternative oder zusätzliche Merkmale hervorzuheben, die in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, jedoch nicht müssen.
  • Für die Zwecke der Beschreibung und Definition der vorliegenden Erfindung sei angemerkt, dass der Begriff "Vorrichtung" hier dazu verwendet ist, eine Kombination von Komponenten und einzelne Komponenten zu repräsentieren, ungeachtet davon, ob die Komponenten mit anderen Komponenten kombiniert sind. Für die Zwecke der Beschreibung und Definition der vorliegenden Erfindung sei angemerkt, dass der Begriff "im Wesentlichen" hier dazu verwendet ist, den inhärenten Grad an Unsicherheit zu repräsentieren, der einem quantitativen Vergleich, einem Wert, einer Messung oder einer anderen Darstellung zuzurechnen ist. Der Begriff "im Wesentlichen" ist hier auch dazu verwendet, den Grad darzustellen, um den eine quantitative Darstellung von einer festgelegten Referenz abweichen kann, ohne in einer Änderung der Grundfunktion des betreffenden Gegenstands zu resultieren.
  • Nach der detaillierten Beschreibung der Erfindung und durch Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen derselben wird offensichtlich, dass Abwandlungen und Variationen ohne Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung, der in den angefügten Ansprüchen definiert ist, möglich sind. Genauer ist es, obwohl einige Aspekte der vorliegenden Erfindung hier als bevorzugt oder besonders vorteilhaft bezeichnet sind, denkbar, dass die vorliegende Erfindung nicht unbedingt auf diese bevorzugten Aspekte der Erfindung beschränkt ist.
  • Zusammenfassung
  • Es ist eine verbesserte Strömungsfeldplattenkonstruktion und ein Prozess zum Herstellen einer derartigen Platte vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte vorgesehen. Die Bipolarplatte umfasst ein Strömungsfeld, das zwischen gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten der Bipolarplatte definiert ist. Gemäß dem Prozess ist ein Strömungsfeldgerippe vorgesehen. Das Strömungsfeldgerippe umfasst einen Opferkern, der mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen ist. Ein elektrisch leitendes Polymerkompositmaterial wird um das Strömungsfeldgerippe geformt, um die gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren. Das geformte Polymerkompositmaterial wird gehärtet, so dass die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht an dem Kompositmaterial anhaftet und der Opferkern von dem Kompositmaterial und der Barriereschicht wegschmilzt, um einen Strömungsfeldhohlraum zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren.

Claims (20)

  1. Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte, wobei die Bipolarplatte ein Strömungsfeld umfasst, das zwischen gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten der Bipolarplatte definiert ist, wobei der Prozess umfasst, dass: ein Strömungsfeldgerippe vorgesehen wird, wobei das Strömungsfeldgerippe einen Opferkern umfasst, der mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen ist; ein elektrisch leitendes Polymerkompositmaterial um das Strömungsfeldgerippe geformt wird, um die gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren; das geformte Polymerkompositmaterial gehärtet wird, so dass die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht an dem Kompositmaterial anhaftet und der Opferkern von dem Kompositmaterial und der Barriereschicht wegschmilzt, um einen Strömungsfeldhohlraum zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren; und der geschmolzene Opferkern von dem Strömungsfeldhohlraum entfernt wird.
  2. Prozess nach Anspruch 1, wobei der Opferkern durch einen Schmelzpunkt gekennzeichnet ist, der in einen Temperaturbereich oberhalb einer Temperatur, bei der das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial um das Strömungsfeldgerippe geformt wird, und unterhalb einer Temperatur fällt, bei der das Polymerkompositmaterial gehärtet oder nachgehärtet wird.
  3. Prozess nach Anspruch 1, wobei der Opferkern ein Material umfasst, das aus schmelzbaren Legierungen, Wachsen und Kombinationen daraus gewählt ist.
  4. Prozess nach Anspruch 1, wobei die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht ein Material umfasst, das durch einen Widerstand gegenüber einer Wasserstoffpermeation gekennzeichnet ist, der denjenigen des Polymerkompositmaterials um einen wesentlichen Betrag überschreitet.
  5. Prozess nach Anspruch 1, wobei die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht ein Metall umfasst.
  6. Prozess nach Anspruch 1, wobei die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht ein Material umfasst, das aus Ni, Zn, Sn, Cu, Cr und Kombinationen daraus gewählt ist.
  7. Prozess nach Anspruch 1, wobei die Wasserstoffpermeationsbarriereschicht ein Material umfasst, das durch einen Schmelzpunkt gekennzeichnet ist, der den des Opferkerns überschreitet.
  8. Prozess nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial um einen Abschnitt einer Fluidsammelleitung des Strömungsfeldgerippes geformt wird, um die Fluidsammelleitung mit dem Kompositmaterial zu koppeln.
  9. Prozess nach Anspruch 8, wobei die Fluidsammelleitung eine nichtleitende Fluidsammelleitung ist.
  10. Prozess nach Anspruch 1, wobei die Fluidsammelleitung durch einen Schmelzpunkt gekennzeichnet ist, der den des Opferkerns überschreitet.
  11. Prozess nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial eine Pulverformverbindung oder eine duroplastische oder thermoplastische SMC (Sheet Molding Compound) umfasst.
  12. Prozess nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende Polymerkompositmaterial ein Polymer und einen elektrisch leitenden Füllstoff umfasst.
  13. Prozess nach Anspruch 1, wobei das Polymerkompositmaterial unter Verwendung einer Ausstattung gehärtet wird, die derart ausgebildet ist, um den geschmolzenen Kern zu entfernen und Diagnoseprozesse an der Bipolarplattenanordnung auszuführen.
  14. Prozess nach Anspruch 13, wobei die Diagnoseprozesse eine Druckabfallprüfung, eine Leckageprüfung und Kombinationen daraus umfassen.
  15. Prozess zum Herstellen einer Bipolarplatte, wobei die Bipolarplatte ein Strömungsfeld, das zwischen gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten der Bipolarplatte definiert ist, und einen nichtleitenden Fluidsammelleitungsabschnitt umfasst, der mit den elektrisch leitenden Seiten der Bipolarplatte gekoppelt ist, wobei der Prozess umfasst, dass: ein Strömungsfeldgerippe vorgesehen wird, wobei das Strömungsfeldgerippe einen Opferkern und eine nichtleitende Fluidsammelleitung umfasst; ein elektrisch leitendes Polymerkompositmaterial um den Opferkern und einen Abschnitt der nichtleitenden Fluidsammelleitung des Stromungsfeldgerippes geformt wird, um die nichtleitende Fluidsammelleitung mit dem Kompositmaterial zu koppeln und die gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren; das geformte Polymerkompositmaterial so gehärtet wird, dass der Opferkern von dem Kompositmaterial wegschmilzt, um einen Strömungsfeldhohlraum zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Bipolarplatte zu definieren; und der geschmolzene Opferkern von dem Strömungsfeldhohlraum entfernt wird.
  16. Prozess nach Anspruch 15, wobei das Strömungsfeldgerippe einen Opferkern umfasst, der mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen ist.
  17. Vorrichtung mit einer Bipolarplatte, wobei die Bipolarplatte einen Polymerkompositströmungsfeldabschnitt und einen nichtleitenden Fluidsammelleitungsabschnitt umfasst, der mit dem Strömungsfeldabschnitt gekoppelt ist, wobei: der Strömungsfeldabschnitt einen einheitlichen Aufbau besitzt und gegenüberliegende, elektrisch leitende Seiten und ein Strömungsfeld zwischen den gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten definiert; die gegenüberliegenden, elektrisch leitenden Seiten des Strömungsfeldabschnitts eine zu dem Strömungsfeld freiliegende Innenfläche definieren; die Innenfläche des Strömungsfeldabschnitts zumindest teilweise mit einer Wasserstoffpermeationsbarriereschicht überzogen ist; und der Strömungsfeldabschnitt zumindest einen Abschnitt des nichtleitenden Fluidsammelleitungsabschnitts so anbindet, dass die Sammelleitung durch den Strömungsfeldabschnitt gehalten wird.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Vorrichtung ferner einen Brennstoffzellenstapel umfasst, der eine Vielzahl der Bipolarplatten einschließt.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Vorrichtung ferner eine Vielzahl der Brennstoffzellenstapel umfasst und als eine allein stehende Quelle für elektrische Energie ausgebildet ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Vorrichtung ferner ein Fahrzeug umfasst, das durch den Brennstoffzellenstapel betrieben wird.
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