DE112007002574T5 - Brennstoffzelle und Dichtung für eine Brennstoffzelle - Google Patents

Brennstoffzelle und Dichtung für eine Brennstoffzelle Download PDF

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Abstract

Brennstoffzelle, die eine Dichtung als ein Dichtelement beinhaltet, wobei die Dichtung einen Randwulstbereich beinhaltet, wobei die Brennstoffzelle dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist:
ein Brennstoffzellen-Bestandteil, das benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet ist; und
eine nichthaftende Schicht, die zwischen der Dichtung und dem Brennstoffzellen-Bestandteil angeordnet ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle und eine Dichtung für eine Brennstoffzelle.
  • 2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
  • Als eine von möglichen Maßnahmen zur Bewältigung der Problematik im Hinblick auf den Umweltschutz und den Bestand natürlicher Ressourcen ist Brennstoffzellen ein hohes Maß an Beachtung zuteil geworden, die elektrische Leistung erzeugen, indem sie in einer elektrochemischen Reaktion unter Verwendung eines Oxidationsgases, wie z. B. Sauerstoff und Luft, und eines Reduktionsgases (d. h. Brenngases), wie z. B. Wasserstoff und Methan und Flüssigbrennstoff, wie z. B. Methanol, chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Aufgrund des Umstands, dass die als Ausgangsmaterial zur Erzeugung elektrischer Leistung dienenden Gase und Flüssigbrennstoffe in reichlichem Maße vorhanden sind und dass aufgrund des in der Brennstoffzelle wirkenden Leistungserzeugungsprinzips nur Wasser erzeugt und aus der Brennstoffzelle abgeführt wird, hat man Brennstoffzellen von unterschiedlichen Gesichtpunkten aus betrachtet und untersucht in der Hoffnung, sie als umweltschonende und saubere Energiequelle verwenden zu können.
  • Eine Brennstoffzelleneinheit (d. h. eine Brennstoffzelle) beinhaltet eine Membranelektrodenanordnung (MEA), die zwischen Separatoren, wie z. B. Metallseparatoren, sandwichartig angeordnet ist. Die MEA beinhaltet eine Brennstoffelektrode (d. h. eine Anodenkatalysatorschicht) auf einer Oberfläche einer Elektrolytmembran und eine Luftelektrode (d. h. eine Kathodenkatalysatorschicht) auf der anderen Oberfläche der Elektrolytmembran, so dass die Brennstoffelektrode und die Luftelektrode auf zueinander entgegengesetzten Seiten der Elektrolytmembran angeordnet sind. Eine Mehrzahl von Zelleneinheiten ist so aneinandergestapelt, dass sie einen Brennstoffzellenstapel bildet. In den jeweiligen Separatoren sind Fluidleitungen enthalten. Insbesondere sind auf der der MEA gegenüberliegenden Oberfläche des Separators Brenngasleitungen und Oxidationsgasleitungen ausgebildet. Auf der Oberfläche des Separators, die entgegengesetzt zu der der MEA gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet ist, sind Kühlmittelleitungen ausgebildet. Diese Brenngasleitungen, Oxidationsgasleitungen und Kühlmittelleitungen sind in einem Bereich des Separators ausgebildet, der dem Bereich der MEA entspricht, wo die elektrische Leistung erzeugt wird (wobei dieser Bereich nachstehend als ”Leistungserzeugungsbereich” bezeichnet wird). Zudem sind Brenngasverteiler, Oxidationsgasverteiler und Kühlmittelverteiler in einem Bereich des Separators ausgebildet, wo keine elektrische Leistung erzeugt wird (wobei dieser Bereich nachstehend einfach als ”Nicht-Leistungserzeugungsbereich” bezeichnet wird). Durch die Brenngasverteiler und die Brenngasleitungen strömt ein Brenngas, und durch die Oxidationsgasverteiler und die Oxidationsgasleitungen strömt ein Oxidationsgas. Durch die Kühlmittelverteiler und die Kühlmittelleitungen strömt ein Kühlmittel. Diese Fluidleitungen werden von außen abgedichtet, indem Dichtelemente, wie z. B. ein Haftmittel oder Dichtungen bzw. Flachdichtungen, um den Bereich herum angeordnet werden, wo die Fluidleitungen angeordnet sind. In den beiden Zelleneinheiten, die nebeneinander angeordnet sind, ist zwischen den Separatoren der Zelleneinheiten eine Abdichtung mittels eines Dichtelements, wie z. B. eines Haftmittels oder einer Dichtung bzw. Flachdichtung, bereitgestellt. In den japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften 2004-165125 ( JP-A-2004-165125 ) und 2004-146282 ( JP-A-2004-146282 ) ist beschrieben, dass zwischen zwei Metallseparatoren eine Dichtung bzw. Flachdichtung angeordnet ist, um zwischen denselben eine Dichtwirkung zu erreichen.
  • Wie in der JP-A-2004-165125 und der JP-A-2004-146282 beschrieben ist, kann bei Verwendung einer Gummidichtung bzw. Gummiflachdichtung als ein in einer Brennstoffzelle verwendetes Dichtelement ein Anhaften und starkes Befestigen der Gummidichtung zu einer verringerten Dichtungsfähigkeit führen, die im ursprünglichen Sinne das Merkmal der Dichtung bzw. Flachdichtung darstellen. Wenn z. B. die Brennstoffzelle bei einer niedrigen Temperatur gestartet wird, wie z. B. bei einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt, kommt es zu einer thermischen Ausdehnung des Brennstoffzellenstapels, und die Dichtung bzw. Flachdichtung sollte sich daher in Anpassung an die thermische Ausdehnung des Brennstoffzellenstapels verhalten. Wenn die Dichtung jedoch am Separator haftenbleibt, nimmt das Anpassungsvermögen der Dichtung ab. Wenn in einem stationären Zustand der Brennstoffzelle ein Widerstand gegenüber einem Druck gesichert werden soll, wird die ”Dichtungsfähigkeit” basierend auf sowohl einem ”linearen Dichtdruck auf die Dichtung bzw. Flachdichtung” als auch einer ”Haftungsfähigkeit” bestimmt. Folglich tritt mit zunehmender Haftungsfähigkeit eine Verbesserung der Dichtungsfähigkeit ein. Wenn es hingegen beispielsweise in einem dynamischen Zustand zu einer thermischen Ausdehnung des Brennstoffzellenstapels kommt, wird die Verformung der Dichtung eingeschränkt, wenn die Dichtung an der Stelle am Separator haftet, wo die Dichtung mit dem Separator in Kontakt steht. Aufgrund dieser eingeschränkten Verformung besteht die Möglichkeit, dass sich die Zellen lokal verbiegen, und aufgrund eines solchen lokalen Verbiegens werden schwach haftende Bereiche der mehrfachen Zellen verformt, wodurch es lokal zur Entstehung von Öffnungen kommt. Daher kann sich ein Ausströmen der Fluide ereignen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schafft eine Brennstoffzelle, die eine Dichtstruktur mit einer hervorragenden Dichtungsfähigkeit beinhaltet, und eine Dichtung bzw. Flachdichtung für eine Brennstoffzelle, die eine hervorragende Dichtungsfähigkeit aufweist.
  • Eine Brennstoffzelle gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung beinhaltet eine Dichtung bzw. Flachdichtung als ein Dichtelement, und die Dichtung beinhaltet einen Randbereich bzw. einen Randwulstbereich (lip portion). Die Brennstoffzelle beinhaltet: ein Brennstoffzellen-Bestandteil, das benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet ist; und eine nichthaftende Schicht, die zwischen der Dichtung und dem Brennstoffzellen-Bestandteil angeordnet ist.
  • In der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann es sich bei dem Brennstoffzellen-Bestandteil ferner um einen Separator handeln.
  • In der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann der Separator aus Metall gefertigt sein.
  • In der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann es sich bei der nichthaftenden Schicht ferner um eine wasserabweisende Schicht handeln, deren wasserabweisende Eigenschaften stärker sind als die des benachbarten Brennstoffzellen-Bestandteils.
  • Ferner kann es sich in der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bei der nichthaftenden Schicht um eine nichthaftende Harzschicht handeln.
  • Ferner kann in der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die nichthaftende Schicht zumindest an einem Bereich des benachbarten Brennstoffzellen-Bestandteils angeordnet sein, wo der benachbarte Brennstoffzellen-Bestandteil über die nichthaftende Schicht in Kontakt mit dem Randwulstbereich der Dichtung bzw. Flachdichtung ist.
  • Ferner kann in der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die nichthaftende Schicht zumindest an einem Bereich des Randwulstbereichs der Dichtung angeordnet sein, wo der Randwulstbereich über die nichthaftende Schicht in Kontakt mit dem Brennstoffzellen-Bestandteil ist.
  • Ferner können in der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine nichthaftende Komponente, die in der nichthaftenden Schicht enthalten ist, und ein Material, das die Dichtung ausbildet, eine Quervernetzungsstruktur zumindest an einer Grenzfläche zwischen der nichthaftenden Schicht und dem Bereich des Randwulstbereichs der Dichtung aufweisen, auf dem die nichthaftende Schicht angeordnet ist.
  • Ferner wird eine Dichtung für eine Brennstoffzelle gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung als ein Dichtelement in der Brennstoffzelle verwendet. In der Brennstoffzelle beinhaltet die Dichtung einen Randwulstbereich, und eine nichthaftende Schicht ist zumindest auf einem Bereich des Randwulstbereichs der Dichtung angeordnet.
  • Gemäß der Erfindung beinhaltet eine Brennstoffzelle eine Dichtung, die einen Randwulstbereich und eine nichthaftende Schicht aufweist, die zwischen dem Randwulstbereich der Dichtung und einem Brennstoffzellen-Bestandteil angeordnet ist, das benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet ist. Die Erfindung schafft somit eine Brennstoffzelle, die eine Dichtstruktur mit hervorragenden Dichtungsfähigkeiten beinhaltet.
  • Darüber hinaus wird erfindungsgemäß eine Dichtung mit einer nichthaftenden Schicht auf dem Randwulstbereich geschaffen. Die Erfindung schafft somit auch eine Dichtung für eine Brennstoffzelle mit hervorragenden Dichtungsfähigkeiten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der identische Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind, besser verständlich. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht, die ein Beispiel für eine Brennstoffzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
  • 2 eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Membranelektrodenanordnung (MEA) der Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
  • 3 eine Draufsicht, die ein Beispiel für eine Zelleneinheit in der Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
  • 4 eine perspektivische Ansicht, die eine Explosionsdarstellung der beispielhaften Zelleneinheit gemäß der Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
  • 5 eine schematische Schnittansicht der Zelleneinheit der Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform der Erfindung, die entlang der Linie A-A in 3 erstellt wurde;
  • 6 eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Dichtstruktur in einem Zellenstapel der Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
  • 7 eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine nichthaftende Schicht einer Dichtung für eine Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
  • 8 eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für die Dichtstruktur in dem Zellenstapel der Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt; und
  • 9 eine Schnittansicht, die noch ein weiteres Beispiel für die Dichtstruktur in dem Zellenstapel der Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend erfolgt eine Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung. Es ist zu beachten, dass die Ausführungsform hierin nur als ein Beispiel für die Ausführung der Erfindung dient, und dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist.
  • <Brennstoffzelle und Dichtung für eine Brennstoffzelle>
  • 1 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel für eine Festpolymerelektrolyt-Brennstoffzelle 10 gemäß einer Ausführungsform schematisch darstellt. 2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Membranelektrodenanordnung (MEA) 40 der Brennstoffzelle 10 gemäß der Ausführungsform schematisch darstellt. Bei jeder der in 1 gezeigten Zelleneinheiten 19 handelt es sich um einen Stapel aus der in 2 gezeigten MEA 40 und Separatoren.
  • Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die MEA 40: eine Elektrolytmembran 11; eine Brennstoffelektrode (d. h. Anode) 14, die eine Katalysatorschicht 12 beinhaltet, die auf der einen Oberfläche der Elektrolytmembran 11 angeordnet ist; und eine Luftelektrode (d. h. Kathode) 17, die eine Katalysatorschicht 15 beinhaltet, die auf der anderen Oberfläche der Elektrolytmembran 11 angeordnet ist. Eine Gasdiffusionsschicht 13 ist zwischen der Katalysatorschicht 12 und einem Separator (der in 2 nicht gezeigt ist) auf der Anodenseite angeordnet, und eine Gasdiffusionsschicht 16 ist zwischen der Katalysatorschicht 15 und einem anderen Separator (der in 2 nicht gezeigt ist) auf der Kathodenseite angeordnet. Die Gasdiffusionsschichten 13, 15 weisen durchlässige Eigenschaften auf.
  • Die Zelleneinheiten 19 beinhalten jeweils die MEA 40 und die Separatoren, zwischen denen die MEA 40 auf den Außenseiten der Gasdiffusionsschichten 13, 16 der MEA 40 sandwichartig angeordnet ist. Wie in 1 gezeigt ist, sind die Zelleneinheiten 19 so aneinandergestapelt, dass sie einen Zellenstapel 38 zu bilden. Anschlüsse 20, Isolatoren 21 und Endplatten 22, die an beiden Enden des Zellenstapels 38 in einer Stapelrichtung der Zelleneinheiten 19 (die nachstehend einfach als ”die Stapelrichtung” bezeichnet wird) angeordnet sind, und der Zellenstapel 38 sind in der Stapelrichtung zusammengeklemmt. Der zusammengeklemmte Zellenstapel 38, die somit ebenfalls angeordneten Anschlüsse 20, Isolatoren 21 und Endplatten 22 sowie die Klemmelemente 24, die auf beiden Seiten des Zellenstapels 38 angeordnet sind und sich in der Stapelrichtung erstrecken (z. B. Spannplatten), sind durch Schrauben und Mutter 25 oder andere Mittel aneinander befestigt. Auf diese Weise ist ein Brennstoffzellenstapel 23 aufgebaut. Es ist zu beachten, dass es sich bei der Anzahl der Zelleneinheiten 19, die in dem Zellenstapel 38 aneinander gestapelt sind, um eine Zelleneinheit oder mehrere Zelleneinheiten handeln kann, und dass die Anzahl keiner speziellen Einschränkung unterliegt.
  • 3 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die Zelleneinheit 19 schematisch darstellt. Die Zelleneinheit 19 weist auf: in ihrer Mitte einen Leistungserzeugungsbereich 51, in dem Gasleitungen, Kühlmittelleitungen und Elektroden angeordnet sind und in dem eine elektrische Leistung erzeugt wird; und, um den Leistungserzeugungsbereich 51 herum, einen Nichtleistungserzeugungsbereich 52, in dem keine elektrische Leistung erzeugt wird. Bei den in der Ausführungsform verwendeten Separatoren handelt es sich um Metallseparatoren 18. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Explosionsansicht der Zelleneinheit 19 schematisch darstellt. Wie in 4 gezeigt ist, ist in der Zelleneinheit 19 ein Harzrahmen 36, dessen mittlerer Bereich, der dem Leistungserzeugungsbereich 51 entspricht, offen ist, zwischen der MEA 40 und dem Metallseparator 18 in dem Nichtleistungserzeugungsbereich 52 auf einer jeweiligen Seite der MEA 40 angeordnet. Die MEA 40 ist zwischen den beiden Harzrahmen 36 sandwichartig angeordnet, und die zwischen den Harzrahmen 36 sandwichartig angeordnete MEA 40 ist des Weiteren zwischen den beiden Metallseparatoren 18 sandwichartig angeordnet. Die Metallseparatoren 18 und die Harzrahmen 36 weisen Brenngasverteiler 30, Oxidationsgasverteiler 31 und Kühlmittelverteiler 29 auf, die in dem Nichtleistungserzeugungsbereich 52 ausgebildet sind. Es ist zu beachten, dass die Positionen, an denen die Brenngasverteiler 30, die Oxidationsgasverteiler 31 und die Kühlmittelverteiler 29 in dem Nichtleistungserzeugungsbereich 52 angeordnet sind, nicht auf die Positionen beschränkt sind, die in 3 und 4 gezeigt sind.
  • 5 ist eine schematische Schnittansicht, die entlang der Linie A-A in 3 erstellt wurde. In dem Leistungserzeugungsbereich 51 definieren die Metallseparatoren 18 Brenngasleitungen 27 zum Zuführen eines Brenngases (typischerweise Wasserstoffgas) zur Anodenseite der MEA 40 und Oxidationsgasleitungen 28 zum Zuführen eines Oxidationsgases (Sauerstoff; typischerweise Luft) zur Kathodenseite der MEA 40. Zusammen mit dem benachbarten Metallseparator 18 definiert jeder Metallseparator 18 auch Kühlmitteleitungen 26, um einem Kühlmittel (typischerweise Kühlwasser) zu ermögli chen, durch sie hindurchzuströmen. Die Brenngasverteiler 30, die in 3 und 4 gezeigt sind, stehen mit den in 5 gezeigten Brenngasleitungen 27; den Oxidationsgasverteilern 31, den Oxidationsgasleitungen 28; und den Kühlmittelverteilern 29, den Kühlmittelleitungen 26 in Verbindung. Die Verteiler 30, 31, 29 stehen mit den Fluidleitungen 27, 28, 26, die jeweils im Leistungserzeugungsbereich 51 angeordnet sind, durch Verbindungsleitungen (nicht gezeigt) in Verbindung, und daher strömen durch die Verbindungsleitungen ebenfalls Fluide. In der einzelnen Zelleneinheit 19 ist typischerweise eine Mehrzahl von Kühlmittelleitungen 26 bereitgestellt und parallel zueinander angeordnet. Genauso wie die Kühlmittelleitungen 26 ist eine Mehrzahl von Brenngasleitungen 27 und eine Mehrzahl von Oxidationsgasleitungen 28 bereitgestellt und angeordnet.
  • Typischerweise ist in dem Metallseparator 18 auf einer Oberfläche eines Metallseparator-Basismaterials 47, die entgegengesetzt zu einer der MEA 40 gegenüberliegenden Oberfläche des Metallseparator-Basismaterials 47 angeordnet ist, eine Edelmetallbeschichtung 42a ausgebildet, um einen elektrischen Kontaktwiderstand zwischen den beiden benachbarten Zelleneinheiten 19 zu minimieren. Eine Edelmetallbeschichtung 42b, oder die Edelmetallbeschichtung 42b und die korrosionsbeständige Beschichtung 44, ist/sind auf einer der MEA 40 gegenüberliegenden Oberfläche des Metallseparator-Basismaterials 47 ausgebildet, um den elektrischen Kontaktwiderstand zwischen dem Metallseparator 18 und der MEA 40 zu minimieren, und um eine Korrosion des Metallseparators 18 zu verhindern, die durch Oxidkomponenten etc., die in dem Quellgas (Brenngas, Oxidationsgas) und dem entstandenen Wasser enthalten sind, verursacht wird. Im Hinblick auf die Oberflächenbeschichtungen kann die korrosionsbeständige Beschichtung 44 auf Bereichen des Metallseparator-Basismaterials 47 ausgebildet sein, die die Verbindungsleitungen definieren. Es ist zu beachten, dass die Konstruktion des Metallseparators 18 nicht auf die hierin beschriebene Konstruktion beschränkt ist.
  • Eine Haftschicht 49, die durch ein Haftmittel oder dergleichen ausgebildet ist, schafft eine Abdichtung zwischen den beiden Harzrahmen 36, zwischen denen die MEA 40 sandwichartig angeordnet ist. Eine Haftschicht 46, die durch ein Haftmittel oder dergleichen gebildet wird, schafft eine Abdichtung zwischen dem Harzrahmen 36 und dem Metallseparator 18, auf dem die Oberflächenbeschichtung, wie z. B. die Edelmetallbeschichtungen 42a, 42b und die korrosionsbeständige Beschichtung 44, ausgebildet ist.
  • In der Ausführungsform schafft eine mit einem Randwulstbereich versehene Dichtung eine Abdichtung zwischen den beiden benachbarten Zelleneinheiten 19, und eine nichthaftende Schicht ist zwischen der Dichtung und dem entsprechenden Metallseparator 18 bereitgestellt, der benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet ist. 6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Bereich des Zellenstapels 38 zeigt, in dem eine Dichtung 48 eine Abdichtung zwischen den beiden benachbarten Zelleneinheiten 19 bereitstellt. In 6 stellt die Haftschicht 46 eine Abdichtung zwischen dem Metallseparator 18 und dem entsprechenden Harzrahmen 36 bereit, und die Haftschicht 49 stellt somit eine Abdichtung zwischen den Harzrahmen 36 bereit. Die Dichtung 48 stellt eine Abdichtung zwischen den Metallseparatoren 18 der benachbarten beiden Zelleneinheiten 19 bereit. Die nichthaftende Schicht 54 ist zwischen der Dichtung 48 und dem Metallseparator 18 angeordnet, der benachbart zum Randwulstbereich 50 der Dichtung 48 angeordnet ist. In dem in 6 gezeigten Beispiel ist die nichthaftende Schicht 54 zumindest auf einem Bereich des Randwulstbereichs 50 der Dichtung 48 angeordnet, wo sich der Randwulstbereich 50, über die nichthaftende Schicht 54, in Kontakt mit dem Metallseparator 18 befindet, der benachbart zu dem Randwulstbereich 50 angeordnet ist. Die Dichtungen 48 schaffen Abdichtungen gegen die Fluide (Brenngas, Oxidationsgas und Kühlmittel), die durch die Brenngasverteiler 30, die Oxidationsgasverteiler 31 und die Kühlmittelverteiler 29 strömen, wobei die Fluide voneinander und von der Außenseite abgetrennt werden. Die Dichtungen 48 sind um den Leistungserzeugungsbereich 51 herum angeordnet, wo die Fluidleitungen 26, 27, 28 angeordnet sind, und sind zudem, außer an den Verbindungsleitungsbereichen, um den Bereich angeordnet, wo die Verteiler 29, 30, 31 angeordnet sind. Auf diese Weise werden die Dichtungen 48 als die Dichtelemente verwendet, die ein problemloses Aus- und Auseinanderbauen der Zelleneinheiten 19 ermöglichen.
  • Die Ursache dafür, dass die Dichtungen 48 am Metallseparator 18 kleben, kann sein: ein aufgrund der auf den Oberflächen der Dichtungen 48 existierenden funktionellen Gruppen verursachtes Anhaften; ein Anhaften, das aufgrund von Haftkomponenten der Dichtungen 48, die ein niedriges Molekulargewicht aufweisen, verursacht wird; und ein aufgrund einer auf den Oberflächen der Dichtungen 48 existierenden, winzigen Unebenheit verursachtes Ansaugen. Im Hinblick auf diese Problematik ist die nichthaftende Schicht 54 zumindest auf einem Bereich (Kontaktbereich) des Randwulstbereichs 50 einer jeweiligen Dichtung 48 angeordnet, wo der Randwulstbereich 50 sich mit dem Metallseparator 18 durch die nichthaftende Schicht 54 in Kontakt befindet. Aufgrund dessen, dass die Dichtung so konfiguriert ist, ist die Wahrscheinlichkeit weniger gering, dass die Dichtung 48 am Metallseparator 18 kleben bleibt, so dass das Anpassungsvermögen der Dichtung 48 verbessert wird. Wie durch die Schnittansicht in 7A schematisch gezeigt ist, kann die nichthaftende Schicht 54 alternativ zumindest auf einem Bereich (Kontaktbereich) des Randwulstbereichs 50 angeordnet sein, wo der Randwulstbereich 50 sich mit dem die Brennstoffzelle darstellenden, benachbarten Element (das nachstehend als ein ”Brennstoffzellen-Bestandteil” bezeichnet wird) über die nichthaftende Schicht 54 in Kontakt befindet. Wie in 7B gezeigt ist, kann die nichthaftende Schicht 54 ferner auf der gesamten Oberfläche des Randwulstbereichs 50 angeordnet sein. Wie in 7C gezeigt ist, kann die nichthaftende Schicht 54 alternativ auf der gesamten Oberfläche der Dichtung 48 angeordnet sein.
  • Bei dem Material für die nichthaftende Schicht 54 kann es sich um ein beliebiges Material handeln, vorausgesetzt das Material weist nichthaftende Eigenschaften auf, und die Wahl des Materials unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Zum Beispiel kann als die nichthaftende Schicht 54 eine ein Polyolefinharz etc., wie z. B. ein Polyethylen oder Polypropylen, enthaltende Harzschicht verwendet werden. Ein Anzeichen für nichthaftende Eigenschaften sind wasserabweisende Eigenschaften. Die nichthaftende Schicht 54 kann eine wasserabweisende Schicht sein, die ein stärkeres Wasserabweisungsvermögen aufweist als das Brennstoffzellen-Bestandteil (wobei in der Ausführungsform damit der Metallseparator gemeint ist), das benachbart zu der nichthaftenden Schicht 54 angeordnet ist. Es ist zu beachten, dass der Begriff ”stärkeres Wasserabweisungsvermögen” darauf hinweist, dass ein Wasserkontaktwinkel der wasserabweisenden Schicht größer ist als der Wasserkontaktwinkel des benachbarten Brennstoffzellen-Bestandteils. Beispiele für die wasserabweisende Schicht beinhalten eine Fluorharzschicht, wie z. B. eine aus Tetrafluorethylen bestehende Schicht, eine Polyimidharz-Schicht und eine Polyamidimidharz-Schicht.
  • Nichthaftende Komponenten, die in der nichthaftenden Schicht 54 enthalten sind, und das die Dichtung 48 bildenden Material können zumindest an der Grenzfläche zwischen der nichthaftenden Schicht 54 und der Dichtung 48 eine Quervernetzung aufweisen. In diesem Fall ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die nichthaftenden Komponenten schmelzen, und es wird z. B. eine hervorragende Säurebeständigkeit und Dauerfestigkeit erreicht.
  • Die nichthaftende Schicht 54 weist beispielsweise eine Dicke im Ordnungsbereich von Nanometern auf.
  • Ferner kann eine ebene Oberfläche des Lippenwulstbereichs 50 der Dichtung 48 als die nichthaftende Schicht 54 verwendet werden. In anderen Worten kann ein Bereich des Randwulstbereichs 50, wo sich der Randwulstbereich mit dem benachbarten Brennstoffzellen-Bestandteil in Kontakt befindet, hochglanzpoliert sein, so dass die hochglanzpolierte Oberfläche als die nichthaftende Schicht 54 fungiert. In dieser Beschreibung wird die hochglanzpolierte Oberfläche des Randwulstbereichs 50 auch als die ”nichthaftende Schicht 54” bezeichnet.
  • Bei dem die Dichtung 48 ausbildenden Material kann es sich beispielsweise um einen Silikonkautschuk, wie z. B. VMQ, Fluorkautschuk, wie z. B. FKM, oder Ethylenpropylendienmonomer-Kautschuk (EPDM-Kautschuk) handeln.
  • 8 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für den Brennstoffzellenstapel 38 zeigt, in dem eine Abdichtung zwischen den beiden benachbarten Zelleneinheiten 19 durch die Dichtung 48 bereitgestellt ist. In dem in 8 gezeigten Beispiel ist eine nichthaftende Schicht 56 zumindest auf einem Bereich des Metallseparators 18 angeordnet, wo sich der Metallseparator 18 mit dem Randwulstbereich 50 der Dichtung 48, die so angeordnet ist, dass sie dem Metallseparator 18 gegenüberliegt, über die nichthaftende Schicht 56 in Kontakt befindet.
  • Wenn die nichthaftende Schicht 56 auf zumindest einem Bereich des Metallseparators 18 angeordnet ist, wo sich der Metallseparator 18 mit dem Randwulstbereich 0 der Dichtung 48 durch die nichthaftende Schicht 56 in Kontakt befindet, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Dichtung 48 am Metallseparator 18 kleben bleibt, so dass das Anpassungsvermögen der Dichtung 48 verbessert wird. Es reicht aus, wenn die nichthaftende Schicht 56 zumindest auf einem Bereich des Metallseparators 18 angeordnet ist, wo sich der Metallseparator 18 mit der Dichtung 48 über die nichthaftende Schicht 56 in Kontakt befindet. Die nichthaftende Schicht 56 kann daher auf der gesamten der Dichtung 48 gegenüberliegenden Oberfläche des Metallseparators 18 angeordnet sein.
  • Bei dem Material für die nichthaftende Schicht 56 kann es sich um ein beliebiges Material handeln, vorausgesetzt das Material weist nichthaftende Eigenschaften ähnlich der vorstehend angeführten nichthaftenden Schicht 54 auf, und die Wahl des Materials unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Zum Beispiel kann als die nichthaftende Schicht 56 eine ein Polyolefinharz etc., wie z. B. ein Polyethylen oder Polypropylen, enthaltende Harzschicht verwendet werden. Die nichthaftende Schicht 56 kann ferner eine wasserabweisende Schicht sein, die ein stärkeres Wasserabweisungsvermögen als das des benachbart zu der nichthaftenden Schicht 56 angeordneten Brennstoffzellen-Bestandteils aufweist (wobei in der Ausführungsform damit der Metallseparator gemeint ist). Beispiele für die wasserabweisende Schicht beinhalten eine Fluorharzschicht, wie z. B. eine aus Tetrafluorethylen bestehende Schicht, eine Polyimidharz-Schicht und eine Polyamidimidharz-Schicht.
  • Ähnlich der nichthaftenden Schicht 54 weist die nichthaftende Schicht 56 beispielsweise eine Dicke im Ordnungsbereich von Nanometern auf.
  • Ferner kann zumindest ein Bereich des Metallseparators 18, wo sich der Metallseparator 18 mit dem Randwulstbereich 50 der Dichtung 48 in Kontakt befindet, hoch glanzpoliert sein, so dass die hochglanzpolierte Oberfläche als die nichthaftende Schicht 56 fungiert. In dieser Beschreibung wird der hochglanzpolierte Bereich des Metallseparators 18 auch als die ”nichthaftende Schicht 56” bezeichnet.
  • Wie vorstehend beschrieben kann die nichthaftende Schicht 54 zumindest auf einem Bereich des Randwulstbereichs 50 der Dichtung 48 angeordnet sein, wo sich der Randwulstbereich 50 mit dem Metallseparator 18 über die nichthaftende Schicht 54 in Kontakt befindet, wie in 6 und 7 gezeigt ist. Alternativ kann die nichthaftende Schicht 56 auf zumindest einem Bereich des Metallseparators 18 angeordnet sein, wo sich der Metallseparator 18 über die nichthaftende Schicht 56 mit der Dichtung 48 in Kontakt befindet, wie in 8 gezeigt ist. Wenn dann die nichthaftende Schicht 56 auf zumindest einem Bereich des Metallseparators 18 angeordnet ist, wie in 8 gezeigt ist, gestaltet sich die Herstellung der Brennstoffzelle vergleichsweise einfach. Wenn hingegen die nichthaftende Schicht 54 auf zumindest einem Bereich des Randwulstbereichs 50 der Dichtung 48 angeordnet ist, wie in 6 und 7 gezeigt ist, kann eine Verbesserung der Dauerfestigkeit erreicht werden. Wenn ferner, wie in 9 gezeigt ist, die beiden nichthaftenden Schichten 54, 56 in der vorstehend beschriebenen Weise jeweils auf einem Bereich des Randwulstbereichs 50 und auf einem Bereich des Metallseparators 18 angeordnet sind, wird das Nichthaftungsvermögen der Dichtung 48 am Metallseparator 18 weiter verbessert, so dass das Anpassungsvermögen der Dichtung 48 verbessert wird.
  • Wie vorstehend beschrieben wird das Anpassungsvermögen der Dichtung und auch die Dichtungsfähigkeit verbessert, weil die nichthaftende Schicht zwischen dem Randwulstbereich der Dichtung und dem benachbart zum Randwulstbereich der Dichtung angeordneten Brennstoffzellen-Bestandteil (wobei in der Ausführungsform damit der Separator gemeint ist) angeordnet ist. Insbesondere wenn die Brennstoffzelle bei einer niedrigen Temperatur, wie z. B. bei einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts, in Betrieb genommen wird, kommt es zu einer thermischen Ausdehnung des Brennstoffzellenstapels. Gemäß der Ausführungsform kann sich die Dichtung in Anpassung an die thermische Ausdehnung des Brennstoffzellenstapels verhalten.
  • In der Ausführungsform wird der Separator als ein Beispiel für den Brennstoffzellen-Bestandteil verwendet, der benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet ist. Der Brennstoffzellen-Bestandteil unterliegt jedoch keiner speziellen Beschränkung, vorausgesetzt, der Brennstoffzellen-Bestandteil ist benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet. Beispiele für den Brennstoffzellen-Bestandteil sind der Harzrahmen, die Elektrolytmembran etc.
  • In der Ausführungsform kann es sich bei dem das Metallseparator-Basismaterial 47 bildenden Material um beispielsweise rostfreien Stahl, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, Titan oder eine Titanlegierung, Magnesium oder eine Magnesiumlegierung, Kupfer oder eine Kupferlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung oder Stahl handeln. Wenn der Oberflächenbereich des Metallseparator-Basismaterials 47 eine Passivzustandsschicht bildet, gilt die Passivzustandsschicht als Teil des Metallseparator-Basismaterials 47. Selbst wenn ferner ein aus einem Material auf Kohlenstoffbasis, wie z. B. einem kalzinierten Kohlenstoff, gebildeter Separator anstelle des Metallseparators 18 verwendet wird, können die vorteilhaften Effekte, die wie vorstehend beschriebenen durch Bereitstellen der nichthaftenden Schicht erreicht werden, ebenfalls erreicht werden. Die Erfindung ist jedoch noch effektiver, wenn Metallseparatoren und keine Kohlenstoffseparatoren verwendet werden, weil Metallseparatoren eine vergleichsweise starke thermische Ausdehnung der Zellen bewirken.
  • Bei der Ausbildung der Edelmetallbeschichtungen 42a, 42b werden beispielsweise Inhaltsstoffe wie Gold, Silber, Platin, Palladium oder eine Legierung aus einem beliebigen derartigen Edelmetall verwendet. Bei der Ausbildung der korrosionsbeständigen Beschichtung 44 wird beispielsweise Kohlenstoff als Inhaltsstoff verwendet.
  • Der Harzrahmen 36 ist beispielsweise aus einem Fluorharz gebildet.
  • Bei der Ausbildung der Haftschichten 46, 49 wird beispielsweise ein Haftmittel, wie z. B. ein Harz wie Silikon, Olefin, Epoxid und Acryl, verwendet. Das Haftmittel wird in flüssiger Form aufgetragen und durch die Elemente, zwischen denen die Haft schicht sandwichartig angeordnet ist, auseinandergedrückt und verteilt. Dann lässt man das aufgetragene Haftmittel durch Trocknen oder Erwärmen verfestigen werden.
  • Bei dem Material für die Elektrolytmembran 11 kann es sich um ein beliebiges Material handeln, vorausgesetzt das Material weist eine hohe Ionenleitfähigkeit, wie z. B. eine hohe Protonen-(H+-)Leitfähigkeit, auf, und die Wahl des Materials unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Als das Material für die Elektrolytmembran 11 kann beispielsweise ein Festpolymerelektrolyt, wie z. B. ein Material auf Perfluorschwefelsäurebasis, verwendet werden. Insbesondere kann als das Material für die Elektrolytmembran 11 ein Festpolymerelektrolyt auf Perfluorschwefelsäurebasis verwendet werden, wie z. B. GoreSelect (eingetragene Marke), das von der Firma Japan Gore-Text Inc. hergestellt wird, Nafion (eingetragene Marke), das von der Firma DuPont hergestellt wird, Aciplex (eingetragene Marke), das von der Firma Asahi Kasei Corporation hergestellt wird, oder Flemion (eingetragene Marke), das von der Firma Asahi Glass Co., Ltd. hergestellt wird.
  • Die Katalysatorschichten 12, 15 werden ausgebildet, indem beispielsweise ein Katalysator in einem Harz, wie z. B. einem Nafion (eingetragene Marke) beinhaltenden Festpolymerelektrolyten, dispergiert wird. Beispiele für den Katalysator beinhalten ein einen Kohlenstoff tragendes Platin (Pt) oder ähnliches, und ein einen Kohlenstoff tragendes Platin (Pt) oder ähnliches zusammen mit einem anderen Metal, wie z. B. Ruthenium (Ru).
  • Bei dem Material für die Gasdiffusionsschichten 13, 16 kann es sich um ein beliebiges Material handeln, vorausgesetzt das Material weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ein hohes Diffusionsvermögen gegenüber dem Quellmaterial, wie z. B. Brennstoff und Luft, auf, und die Wahl des Materials unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Als das Material für die Gasdiffusionsschichten 13, 16 kann beispielsweise ein poröses elektrisch leitfähiges Material verwendet werden. Beispiele für das Material mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit beinhalten eine Metallplatte, eine Metallfilmschicht, ein elektrisch leitfähiges Polymer und ein Kohlenstoffmaterial. Beispiele für die Kohlenstoffmaterialien beinhalten ein Kohlenstoffgewebe, ein Kohlen stoffpapier und einen Glaskohlenstoff, wobei unter anderem ein poröses Kohlenstoffmaterial, wie z. B. ein Kohlenstoffgewebe und ein Kohlenstoffpapier, zu bevorzugen ist.
  • Wenn die Brennstoffzelle 10 in einem Zustand betrieben wird, wo, in den Zelleneinheiten 19, der Brennstoffelektrode 14 ein Wasserstoffgas als Brenngas zugeführt wird und der Luftelektrode 17 Luft als Oxidationsgas zugeführt wird, werden beispielsweise in der Katalysatorschicht 12 der Brennstoffelektrode 14 anhand des zugeführten Wasserstoffgases (H2) durch die Wasserstoffoxidationsreaktion, die durch die Reaktionsformel 2H2 → 4H+ + 4e dargestellt ist, Wasserstoffionen (H+) und Elektronen (e–) erzeugt. Die Elektronen (e–) bewegen sich von der Gasdiffusionsschicht 13 durch einen externen Kreislauf und erreichen die Katalysatorschicht 15, nachdem sie durch die Gasdiffusionsschicht 16 der Luftelektrode 17 gelangt sind. In der Katalysatorschicht 15 wird durch die Sauerstoffreduktionsreaktion, die durch die Reaktionsformel 4H+ + O2 + 4e– 2H2O dargestellt wird, Wasser anhand von Sauerstoff (O2), der in der zugeführten Luft enthalten ist, Wasserstoffionen (H+), die durch die Elektrolytmembran 11 gelangt sind, und Elektronen (e), die die Katalysatorschicht 15 durch den externen Kreislauf erreichen, erzeugt. Auf diese Weise treten an der Brennstoffelektrode 14 und der Luftelektrode 17 chemische Reaktionen auf, und es kommt zur Entstehung einer elektrischen Ladung, wodurch die Brennstoffzelle 10 als eine Batterie funktioniert. Ferner entsteht durch den vorstehend aufgeführten Ablauf von chemischen Reaktionen nur Wasser, wodurch die Brennstoffzelle als umweltfreundlich und sauber gilt.
  • <Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für eine Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelle>
  • Die Dichtung für eine Brennstoffzelle, die wie vorstehend beschrieben die nichthaftende Schicht auf zumindest dem Randwulstbereich beinhaltet, kann durch ein Verfahren erzeugt werden, das einen Formgebungsschritt, einen Auftragungsschritt und einen Quervernetzungsschritt beinhaltet. In dem Formgebungsschritt wird die Dichtung durch Formgebung hergestellt. In dem Auftragungsschritt wird ein nichtklebendes Behandlungsmittel zumindest auf einen Bereich der Oberfläche des Randwulstbereichs der Dichtung aufgetragen. In dem Quervernetzungsschritt geht das nichtklebende Behandlungsmittel eine Quervernetzung ein.
  • In dem Formgebungsschritt wird die Dichtung zunächst durch Formgebung unter Verwendung der vorstehen erwähnten VMQ, FKM oder EPDM etc. hergestellt (primäre Vulkanisierung). Dann wird im Auftragungsschritt ein nichtklebendes Behandlungsmittel auf zumindest einen Bereich der Oberfläche des Randwulstbereichs der Dichtung aufgetragen. Es ist zu beachten, dass das nichtklebende Behandlungsmittel eine reaktionsfähige Stelle aufweisen kann, wo das nichtklebenden Behandlungsmittel und das die Dichtung ausbildende Material miteinander eine Quervernetzung eingehen. Bei dem nichtklebenden Behandlungsmittel kann es sich ferner um die Art von Mittel handeln, dessen Quervernetzungsreaktion unter Wärme- und Zeitbedingungen abgeschlossen werden kann, die denen in einer auf den Auftragungsschritt folgenden sekundären Vulkanisierung der Dichtung ähnlich sind. Schließlich gehen das nichtklebende Behandlungsmittel und das die Dichtung ausbildende Material im Quervernetzungsschritt eine Quervernetzung ein (sekundäre Vulkanisierung).
  • Das nichtklebende Behandlungsmittel kann ein Mittel sein, das durch Auflösen der nichthaftenden Komponenten, wie z. B. eines Polyolefinharzes, wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, oder eines Fluorharzes, wie z. B. Polytetrafluorethylen, in einem Lösungsmittel erhalten wird.
  • Ferner kann die Dichtung für eine Brennstoffzelle, die die nichthaftende Schicht zumindest auf dem Randwulstbereich beinhaltet, unter Verwendung eines Verfahrens hergestellt werden, das einen Auftragungsschritt und einen Formgebungsschritt beinhaltet. Im Auftragungsschritt wird das nichtklebende Behandlungsmittel zumindest auf einen Bereich einer inneren Oberfläche einer zum Formen der Dichtung verwendeten Metallform aufgetragen. Im Formgebungsschritt wird die Dichtung unter Verwendung der Metallform hergestellt.
  • Die vorstehenden Herstellungsverfahren ermöglichen die Herstellung einer Dichtung für eine Brennstoffzelle, bei der die Wahrscheinlichkeit, dass deren nichthaftende Komponenten schmelzen, weniger hoch ist, und deren Säurebeständigkeit und Dauerfestigkeit beispielsweise hervorragend sind.
  • Wenn die nichthaftenden Komponenten und das die Dichtung bildende Material keine Quervernetzung eingehen, kann das nichtklebende Behandlungsmittel durch Sprühen unter Verwendung von beispielsweise einem Abdeckverfahren auf einen gewünschten Bereich der Dichtung aufgetragen werden. Wenn zudem die Oberfläche des Randwulstbereichs hochglanzpoliert wird, um die nichthaftende Schicht zu erhalten, kann die Oberfläche des Randwulstbereichs beispielsweise durch Polieren bearbeitet werden.
  • Die vorstehenden Verfahren sind lediglich Beispiele für das Verfahren zur Herstellung der Dichtung für eine Brennstoffzelle, und das Herstellungsverfahren ist nicht auf die vorstehend aufgeführten Verfahren beschränkt.
  • Wenn die nichthaftende Schicht auf einem Bereich der Oberfläche des Separators ausgebildet wird, wo sich die Dichtung mit dem Separator in Kontakt befindet, kann das nichtklebende Behandlungsmittel durch Sprühen unter Verwendung von beispielsweise einem Abdeckverfahren auf einen gewünschten Bereich des Separators aufgetragen werden. Das Verfahren zum Ausbilden der nichthaftenden Schicht auf dem Separator ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt.
  • Im Hinblick auf die nachstehend aufgeführten Schritte gemäß den bekannten Verfahren, wird eine vorbestimmte Anzahl von Zelleneinheiten mit den Zelleneinheiten, die mit der vorstehend erwähnten Dichtung für eine Brennstoffzelle abdichtet sind, und den Separatoren aneinander gestapelt sind, wodurch eine Brennstoffzelle erhalten wird.
  • Die Brennstoffzelle gemäß der Ausführungsform kann als eine kompakte Leistungsquelle für mobile Vorrichtungen, wie z. B. ein Mobiltelefon und einen mobilen Computer, als eine Fahrzeugleistungsquelle und eine Haushaltsleistungsquelle verwendet werden.
  • Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf deren beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen oder Konstruktionen beschränkt ist. Die Erfindung soll im Gegensatz dazu verschiedene Modifizierungen und entsprechende Anordnungen abdecken. Obwohl darüber hinaus die verschiedenen Elemente der beispielhaften Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen dargestellt sind, die beispielhafter Natur sind, liegen andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr Elemente, weniger Elemente oder nur ein einziges Element umfassen, ebenfalls im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
  • Zusammenfassung
  • Brennstoffzelle und Dichtung für eine Brennstoffzelle
  • Eine Brennstoffzelle, die eine Dichtung beinhaltet, die einen Randwulstbereich als ein Dichtelement beinhaltet, wobei die Brennstoffzelle ein Brennstoffzellen-Bestandteil (18) beinhaltet, das benachbart zu dem Randwulstbereich (50) der Dichtung (48) angeordnet ist, und eine nichthaftende Schicht (54), die zwischen der Dichtung (48) und dem Brennstoffzellen-Bestandteil (18) angeordnet ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (11)

  1. Brennstoffzelle, die eine Dichtung als ein Dichtelement beinhaltet, wobei die Dichtung einen Randwulstbereich beinhaltet, wobei die Brennstoffzelle dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist: ein Brennstoffzellen-Bestandteil, das benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet ist; und eine nichthaftende Schicht, die zwischen der Dichtung und dem Brennstoffzellen-Bestandteil angeordnet ist.
  2. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, wobei: es sich bei dem Brennstoffzellen-Bestandteil um einen Separator handelt.
  3. Brennstoffzelle nach Anspruch 2, wobei: der Separator aus einem Metall gefertigt ist.
  4. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, wobei: es sich bei der nichthaftenden Schicht um eine wasserabweisende Schicht handelt, die ein stärkeres Wasserabweisungsvermögen aufweist als das Wasserabweisungsvermögen des benachbarten Brennstoffzellen-Bestandteils.
  5. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: es sich bei der nichthaftenden Schicht um eine nichthaftende Harzschicht handelt.
  6. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die nichthaftende Schicht zumindest auf einem Bereich des benachbarten Brennstoffzellen-Bestandteils angeordnet ist, wo sich das benachbarte Brennstoffzellen-Bestandteil über die nichthaftende Schicht in Kontakt mit dem Randwulstbereich der Dichtung befindet.
  7. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die nichthaftende Schicht zumindest auf einem Bereich des Randwulstbereichs der Dichtung angeordnet ist, wo sich der Randwulstbereich über die nichthaftende Schicht mit dem Brennstoffzellen-Bestandteil in Kontakt befindet.
  8. Brennstoffzelle nach Anspruch 7, wobei: eine nichthaftende Komponente, die in der nichthaftenden Schicht enthalten ist, und ein Material, das die Dichtung bildet, eine quervernetzte Struktur zumindest an einer Grenzfläche zwischen der nichthaftenden Schicht und dem Bereich des Randwulstbereichs der Dichtung aufweisen, auf dem die nichthaftende Schicht angeordnet ist.
  9. Dichtung für eine Brennstoffzelle, die als ein Dichtelement in der Brennstoffzelle verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass: die Dichtung einen Randwulstbereich beinhaltet und eine nichthaftende Schicht zumindest auf einem Bereich des Randwulstbereichs der Dichtung angeordnet ist.
  10. Brennstoffzelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle aufweist: eine Dichtung, die einen Randwulstbereich als ein Dichtelement aufweist; ein Brennstoffzellen-Bestandteil, das benachbart zu dem Randwulstbereich der Dichtung angeordnet ist; und eine nichthaftende Schicht, die zwischen der Dichtung und dem Brennstoffzellen-Bestandteil angeordnet ist.
  11. Dichtung für eine Brennstoffzelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Randwulstbereich aufweist, wobei eine nichthaftende Schicht zumindest auf einem Bereich des Randwulstbereichs der Dichtung angeordnet ist.
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