DE1671696C3

DE1671696C3 - Galvanische Brennstoffzellenbatterie

Info

Publication number: DE1671696C3
Application number: DE1671696A
Authority: DE
Inventors: Olle Dr. Vaesteraas Lindstroem (Schweden)
Original assignee: Allmanna Svenska Elektriska AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1966-12-19
Filing date: 1967-12-09
Publication date: 1975-06-12
Also published as: BE708119A; DK120406B; DE1671696A1; FR1557803A; US3522100A; SE319224B; NL6716732A; NO118612B; GB1200930A; DE1671696B2

Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Brennstoffzellenbatterie wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist. Eine derartige Brennstoffbattc-696

rie ist bekannt aus der FR-PS 1 417 728. Neben den Elektrodenbauteilen können auch Kühlbauteile vorgesehen sein. Der in einem Ele.ktrodenbauteil zentral angeordnete aktive Teii hat vorzugsweise die Form einer Platte. Für die Dichtung der gestapelten Bauteile nach außen sind gewöhnlich zwischen den Rahmen gleich innerhalb deren Außenkanten Dichtungsringe angeordnet. Die Bauteile werden als ganzes mit Hilfe von Endplatten zusammengehalten, die durch lange Bolzen verbunden sind.

Bei Verwendung von Rahmen aus Thermoplasten ist es bekannt, Dichtungen zwischen aneinanderliegenden Rahmen durch Schmelzen des Thermoplasts um die Löcher herum, die die Kanäle für die Zufuhr von Brennstoff, Oxydationsmittel und Elektrolyt bilden, und durch Schmelzen des Thermoplasts an oder direkt innerhalb deren Außenkanten zustande zu bringen, im letzteren Fall, um die Dichtung nach außen zu erhalten.

Ein schwieriges Problem bei Brennstoffzellen der beschriebenen Art besteht darin, ein Eindringen von gasförmigem Brennstoff vom Brennstoffkanal oder den Brennstoffräumen der Batterie in den Oxydationsmhtelkanal oder die Oxydationsmittelräume der Batterie bzw. ein Eindringen von gasförmigem Oxydationsmittel aus dem Oxydationsmittelkanal oder Oxydationsmittelraum der Batterie in den Brennstoffkanal oder Brennstoffraum der Batterie zu verhindern. Wenn der Brennstoff z. B. aus Wasserstoff und das Oxydationsmittel aus Sauerstoff oder Chlorgas besteht, entsteht durch eine solche Undichtigkeit außer den schwerwiegenden Folgen für die Funktion der Batterie eine große Explosionsgefahr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzellenbatterie der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die eben genannte Gefahr der Vermischung von Brennstoff und Oxydationsmittel weitgehend vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Brennstoffzellenbatterie der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs genannten Merkmale aufweist. Nach der Erfindung werden also zwischen einem Brennstoffkanal oder einem Brennstoff enthaltenden Raum und einem Oxydationsmittelkanal oder einem Oxydationsmittel enthaltenden Raum zwei Trennwände angeordnet, zwischen denen es einen Raum gibt, in dem ein Material angeordnet ist, das einen Durchtritt von Brennstoff und/oder Oxydationsmittel in den Raum verhindert oder das Brennstoff bzw. Oxydationsmittel, das in den Raum gelangt ist, wegtransportieren kann.

Die Brennstoffbatterie kann auch Kühlbauteile umfassen, die je aus einem Rahmen und einem zentral im Rahmen angeordneten aktiven Kühlorgan bestehen und mit den Elektrodenbauteilen zu einem Paket gestapelt sind.

Nach der Erfindung kann der Brennstoffkanal nur von Rahmenteilen in Elektrodenbauteilen oder Kühlbauteilen ohne Kontakt mit dem Oxydationsmittel und der Oxydationsmittclkanal nur von Rahmenteilen in Elektrodenbauteilen oder Kühlbauteilen ohne Kontakt mit dem Brennstoff begrenzt werden.

Die Rahmen der Bauteile können mit Vorteil ganz aus Thermoplastmaterial wie Polyäthylen, Polypropylen, Fluorkunststoffen, chlorierten Polyethern, Polyvinylchlorid oder Polyamiden usw. bestehen. Die Rahmen können mit Glasfasern, Geweben, Metallstrukturen oder anderweitig verstärkt sein, um Schrumpfeffekte zu vermeiden und die Stärke zu erhöhen.

Das im Barriereraum angeordnete Material kann est, flüssig oder gasförmig sein. Wenn es fest ist, kann :s z. B. aus einem Gießharz, z. B. einem Epoxyharz betehen, das im Raum zu einem festen Körper gehärtet vird. Der Gießharzkörper bildet eine zusätzliche Wand wischen Brennstoff und Oxydationsmittel, was die Ge_ahr vermindert, daß Brennstoff und Oxydationsmittel η Kontakt miteinander kommen.

Die Verwendung von festem Material, z. B. einem Gießharzkörper, erbringt eine größere mechanische Stabilität der Batterie.

Wenn das in einem Barriereraum angeordnete Material flüssig oder gasförmig ist, ist es zweckmäßig, es durch den Barriereraum transportabel anzuordnen, so daß durch Undichtigkeit eingedrungene Oxydationsmittel und Brennstoff aus dem Barriereraum entfernt werden können. Als flüssiges Mittel kann unter anderem der Elektrolyt der Batterie benutzt werden oder ein anderes Mittel, z. B. Wasser, in welches Brennstoff und Oxydationsmittel aufgenommen werden können, ohne daß man ihnen die Gelegenheit gibt, miteinander zu reagieren. Als gasförmiges Material kann unter anderem Stickstoff oder Kohlendioxyd benutzt werden, die Brennstoff und Oxydationsmittel aufnehmen können, ohne daß man diesen eine Gelegenheit gibt, miteinander zu reagieren.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert, in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Endansicht einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenbatterie, in der der Elektrolyt der Brennstoffzelle als Mittel im Barriereraum zwischen Rahmenteilen benutzt wird, die Brennstoff enthaltende Räume begrenzen, und Rahmenteilen, die Oxydationsmittel enthaltende Räume begrenzen,

F i g. 2 einen Schnitt in der Stapelrichtung durch einen Teil der Brennstoffzellenbatterie nach F i g. 1 im Gebiet um den Brennstoffkanal herum,

F i g. 3 einen Schnitt in der Stapelrichtung durch einen Teil der Brennstoffzellenbatterie nach F i g. 1 im Gebiet um den Oxydationskanal herum,

F i g. 4 im Schnitt in der Stapelrichtung einen Teil der Brennstoffbatterie nach F i g. 1 im Gebiet um den Elektrolytkanal herum,

F i g. 5 im Schnitt in der Stapelrichtung einen Teil der Brennstoffzellenbatterie nach F i g. 1 im Gebiet um einen Stromableiter herum,

F i g. 6 im Schnitt in der Stapelrichtung einen Teil einer modifizierten Brennstoffzellenbatterie nach F i g. 1, die Kühlelemente enthält, und

F i g. 7 bis 13 eine Brennstoffzellenbatterie, in der ein anderes flüssiges Mittel als der Elektrolyt oder ein festes Mittel oder ein gasförmiges Mittel als Material im Barriereraum zwischen Rahmenteilen, die Brennstoff enthaltende Räume begrenzen, und Rahmenteilen, die Oxydationsmittel enthaltende Räume begrenzen, benutzt werden kann.

In den Figuren werden nur einige wenige der Elektroden- und Kühlbauteile gezeigt, um die Beschreibung zu vereinfachen, in der Praxis wird eine sehr große Anzahl von Elementen verwendet.

Der Stapel aus Elektrodenbauteilen und gegebenenfalls KühUr.uteilen in der Brennstoffzellenbatterie nach F i g. 1 bis 6 ist an den Endflächen von zwei mechanisch starken Endplatten umgeben, von denen die eine mit ti bezeichnete aus F i g. 1 hervorgeht. Diese Endplatten sind durch Bolzen 12 miteinander verbunden, die in den Außenteilen des Pakets angeordnet sind.
Die Elektroden sind gasdicht in den Rahmen befestigt, die im Beispiel aus ein^m chlorierten Polyäther bestehen. Sowohl die Elektroden als auch ihre Rahmen haben kreisförmige äußere ßegrenzungslinien. In der Peripherie der Rahmen sind Kanäle mit kreisförmigem Querschnitt angeordnet, diese dienen für die Zufuhr von gasförmigem Brennstoff 13, in diesem Beispiel Wasserstoff, für die Ableitung von überschüssigem Wasserstoff 14, für die Zufuhr von gasförmigem Oxydationsmittel 15, im gezeigten Fall Sauerstoff, für die Ableitung von überschüssigem Sauerstoff 16, für die Zufuhr von Elektrolyt 17, im gezeigten Beispiel einer Wasserlösung von Kaliumhydroxyd, für die Ableitung von Elektrolyt 18, weitere Kanäle nehmen die negaitve und die positive Stromschiene 19 bzw. 20 auf. Die Begrenzungswände dieser Kanäle werden wenigstens teilweise von Wänden in Löchern gebildet, die in den Rahmen der Bauteile in der Stapelrichtung der Bauteile angeordnet sind. Die Kanäle stehen in Verbindung mit dem Wasserstoff- bzw. Sauerstoff- und dem Elektrolytraum.

In den F i g. 2 bis 5 sind Kanäle 13, 15 und 17 für die Zufuhr von Wasserstoff, Sauerstoff, Elektrolyt und ein Kanal zum Anordnen von Stromableitern für die Wasserstoffelektroden im folgenden gezeigt. Kanäle 14, 16 und 18 zum Ableiten von Wasserstoff, Sauerstoff und Elektrolyt können in derselben Weise wie der zugehörige Zufuhrkanal ausgeführt sein. Der Kanal 20 für den Stromableiter für die Sauerstoffelektrode kann analog dem Kanal 19 ausgebildet sein.

Die F i g. 2 bis 5 zeigen einen Schnitt in der Stapelrichtung durch eine ßrennstoffzellenbatterie, die mehrere Zelleneinheiten enthält. Ein Wasserstoffbauteil ist aus der im Kunststoffrahmen 27 eingefaßten Wasserstoffelektrode 26 und ein Sauerstoffelement aus der im Kunststoffrahmen 29 eingefaßten Saue'-stoffelektrode 28 aufgebaut. Die Wasserstoff elektrode kann aus Nikkei bestehen, das z. B. mit Platin aktiviert worden ist, und die Sauerstoff elektrode aus Nickei, das z. B. mit Silber aktiviert worden ist. Die Kunststoffrahmen sind mit Bälgen 30 zum Ausgleichen von Dimensionsveränderungen im System versehen.

Zunächst der metallischen Endplatten 11 sind die Endbauteile 31 und 32 aus Kunststoff angeordnet. Diese enthalten kreisförmige Versenkungen 39, die für O-Ringe vorgesehen sind, die die Endbauten gegen die Endplatten oder gegen andere Brennstoffzellenpakete der gezeigten Art abdichten.

Die Wasserstoff enthaltenden Räume zwischen den Bauteilen sind mit 33 bezeichnet, die Sauerstoff enthaltenden Räume mit 34 und die Elektrolyt enthaltenden Räume mit 35.

Der Wasserstoffkanal 13 in F i g. 2 ist von den Endbauteilen abgesehen, von Teilen 27Λ der Rahmen 27 begrenzt. Zwischen dem Wasserstoffkanal 13 oder anderen Räumen 33, die Wasserstoff enthalten, und Räumen 34, die Sauerstoff enthalten, gibt es immer einen Raum 35 oder 35e, der Elektrolyt enthält, der sowohl gegen die Wasserstoff enthaltenden Räume als auch gegen die Sauerstoff enthaltenden Räume abgedichtet

ist. Der Wasserstoffkanal 13 steht über die öffnungen 36 in Verbindung mit den Räumen 33. Die Räume 35 und 35e stehen in Verbindung miteinander über die Spalte 54 zwischen den Kunststoffrahmen. Die Räume die mit 35e bezeichnet sind, sind Barriereräume.

Der Sauerstoffkanal 15 ist gemäß F i g. 3 — abgese hen von an den Endbauteilen — von Teilen THg de Rahmen 29 von Bauteilen begrenzt, die nur in Kontak mit den Sauerstoff enthaltenden Räumen 34 und de:

Elektrolyt enthaltenden Räumen 35 oder 35e stehen. Zwischen dem Sauerstoffkanal 15 oder den anderen Räumen 34, die Sauerstoff enthalten, und den Räumen 33, die Wasserstoff enthalten, gibt es immer einen Raum 35 oder 35e, der Elektrolyt enthält, der sowohl gegen die Wasserstoff enthaltenden Räume als auch gegen die Sauerstoff enthaltenden Räume abgedichtet ist. Der Sauerstoffkanal 15 steht über die öffnungen 37 in Verbindung mit den Räumen 34.

Der Elektrolytkanal 17 wird auch in F i g. 4 — abgesehen von den Endbauteilen — von Teilen der Rahmen 27 und von Teilen der Rahmen 29 begrenzt. Zwischen einem Raum 33, der Wasserstoff enthält und einem Raum 34, der Sauerstoff enthält, gibt es immer einen abgedichteten Raum 35, der Elektrolyt enthält. Der Elektrolytkanal 17 steht über die öffnungen 38 in Verbindung mit den Räumen 35.

F i g. 5 zeigt einen Stromabieiter 40 für die Wasserstoff elektroden 26 mit den AnschluBleitern 41, die in öffnungen derselben Art wie die öffnungen der Elektrolyträume 35 angeordnet sind. Der Stromableiter ist im Kanal 19 angeordnet, der hermetisch gegen die Räume 33 und 34, die Wasserstoff und Sauerstoff enthalten, abgedichtet ist. 42 bezeichnet Metallstücke, die als Zwischenstücke dienen, um einen richtigen Abstand zwischen den Anschlußleitern 41 zu schaffen.

Die einzelnen Bauteile sind miteinander teils durch kreisförmige Verbindungen 50 um die Löcher, die zusammen die Kanäle bilden, verbunden, teils durch Verbindungen 51 am Umfang der Bauteile und teils durch Verbindungen 52 um die kreisförmigen Ausnehmungen 53 der Bauteile, die von einer Verbindung mit dem in Frage stehenden Kanal abgeschnitten sind. Kreisförmige Verbindungen um den Wasserstoffkanal 13 sind mit 50Λ bezeichnet, um den Stauerstoffkanal 15 mit 50g, um den Elektrolytkanal mit 5Oe und um den Stromableiter 40 für die Wasserstoffelektroden mit 5QL Kreisförmige Ausnehmungen in Wasserstoffbauteilen sind mit 53Λ und Verbindungen um sie herum mit 52Λ bezeichnet. Kreisförmige Ausnehmungen in den Sauerstoffbauteilen sind mit 53g bezeichnet und die Verbindungen um sie herum mit 52g. Der Raum 35e, der Elektrolyt enthält, ist ringförmig. Er erstreckt sich zwischen den Teilen im Eiektrodenbauteii, die eine Ausnehmung 53 und angrenzende Rahmenteile von Elektrodenbauteilen anderer Art als die begrenzen, in denen die Ausnehmungen selbst angeordnet sind. Der ringförmige Raum 35e wird also bei einem Wasserstoffkanal 13 von den Rahmenteilen 27Λ der Rahmen 27 der Wasserstoffbauteile und von den Rahmenteilen 29Λ der Rahmen 29 der Sauerstoffbauteile begrenzt, und bei einem Sauerstoffkanal 15 von den Rahmenteilen 27g der Rahmen 27 der Wasserstoffbauteile und von den Rahmenteilen 29^· der Rahmen 29 der Sauerstoffbauteile.

Das Zusammenfügen der Bauteile kann in der Weise erfolgen, wie es für Elektrodenbauteile mit Thermoplastrahmen in der französischen Patentschrift 1 417 728 beschrieben ist

Nach Einschmelzen der aktiven Elektroden 26 bzw. 28 in die Kunststoffrahmen 27 bzw. 29 werden die so gebildeten Bauteile zu Einheiten zusammengeschweißt, die je zwei Elektroden der gleichen Art und einen inneren Gasraum zwischen diesen haben. Die zwei Sauerstoffbauteiie werden dabei um die Ausnehmungen 53^ um die Wasserstoffkanäle 13 und 14 herum zusammengeschweißt, d. h. bei den Rahmenteilen 29Λ unter Zustandebringen von dichten Verbindungen 52g, am Umfang unter Zustandebringen von dichten Verbindungen 51, an den Stromkanälen 19 und 20 und an den Elektrolytkanälen 17 und 18 unter Zustandebringen von dichten Verbindungen 50k und 5Oe. Die zwei Wasserstoffbauteile werden in analoger Weise um die Ausnehmungen 53Λ um den Sauerstoffkanal zusammengeschweißt, d. h. an den Rahmenteilen 27g unter Zustandebringen von dichten Verbindungen 52Λ, an der Peripherie unter Zustandebringen von dichten Verbindungen 51, an den Stromkanälen 19 und 20 und an den Elektrolytkanälen 17 und 18 unter Zustandebringen von dichten Verbindungen 50Jt bzw. 5Oe.

Diese im voraus fabrizierten Bauteile werden dann aufeinandergestapelt und danach an den Kanälen 13, 14, 15, 16, 17 und 18 zusammengefügt unter Zustandebringen von dichten Verbindungen 50h, 5Qg und dem Rest von 5Oe und 50Λ:. Beim Wasserstoffkanal werden dabei öffnungen 36 für die Kommunikation zwischen dem Wasserstoffkanal 13 und den Räumen 33 für Wasserstoff, beim Sauerstoffkanal öffnungen 37 für die Kommunikation zwischen dem Sauerstoffkanal 15 und den Räumen 34 für Sauerstoff und beim Elektrolytkanal öffnungen 38 für die Kommunikation zwischen dem Elektrolytkanal 17 und den Räumen 35 für Elektrolyt angeordnet.

Die Zellen können parallel- oder reihengeschaltet sein. In der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform enthält die Brennstoffzellenbatterie auch Kühlbauteile. Ein Kühlbauteil ist aus dem aktiven Kühlorgan 55, ζ. Β in der Form einer massiven Metallplatte, beispielsweise einer Nickelplatte, aufgebaut, die im Kunststoffrahmen 56 eingefaßt ist. Die Räume zwischen den Bauteilen, die Kühlmittel enthalten, sind mit 57 bezeichnet. Das Kühlmittel, das Wasser sein kann, wird über den Kanal 58 und die öffnungen 59 den Räumen 57 zugeführt. Der Ableitungskanal für das Kühlmittel kann in derselben Weise wie der Zufuhrkanal ausgeführt sein. Die Dichtungen um den Kühlmittclkanal sind mit 50m bezeichnet. Im übrigen sind die Bezeichnungen der F i g. 1 bis 5 beibehalten worden, denen Anordnungen in F i g. 6 entsprechen.

In der in F i g. 7 bis 13 gezeigten Brennstoffzellenbatterie besteht das Material, das eine Barriere zwischen Oxydationsmittel enthaltenden Räumen und Brennstoff enthaltenden Räumen bildet, in einem Beispiel aus Stickstoff, der Brennstoff aus Wasserstoff und das Oxydationsmittel aus Sauerstoff.

In F i g. 7 ist der am nächsten der Zufuhrkanäle für Wasserstoff, Sauerstoff und Elektrolyt gelegene Teil der Brennstoffbatterie in Endansicht gezeigt. F i g. 8 zeigt einen in Stapelrichtung der Bauteile verlaufenden Schnitt durch die Anordnung nach F i g. 7 längs der Linie A-A. Die F i g. 9 bis 11 zeigen senkrecht zur Stapelrichtung der Bauteile verlaufende und von oben gesehene Schnitte durch die Anordnung nach F i g. 7, wobei die Schnittlinie in F i g. 9 in Höhe der Linie D-D, die Schnittfläche in F i g. 10 in Höhe der Linie E-E und die Schnittfläche in F i g. 11 in Höhe der Linie F-F ir F i g. 8 liegt.

In Fig. 12 ist der in Fig. 7 gezeigte Schnitt Bl durch einen Oxydationsmittelkanal in der Stapelrich tung der Bauteile und in F i g. 13 der in F i g. 7 gezeigt!

Schnitt C-C durch einen Brennstoffkanal in der Stapel richtung der Bauteile dargestellt.

In Fig.7 bis 13 ist der Kanal für die Zufuhr voi Wasserstoff mit 100 bezeichnet, der Kanal für die Zu fuhr von Sauerstoff rnk 10!, der Kanal für die Zufuh von Elektrolyt, im gezeigten Fall Kaliumiaugc, mit 102.

Die Wasserstoffclcktrodc ist mit 103 bezeichnet, ih

Kunststoffrahmen mit 104, die Sauerstoffelektrode mit 105 und ihr Kunststoffrahmen mit 106. Die Wasserstoff enthaltenden Räume sind mit 107 bezeichnet, die Sauerstoff enthaltenden Räume mit 108 und die Elektrolyt enthaltenden Räume mit 109. Einlauföffnungen für Wasserstoff vom Wasserstoffkanal sind mit 110 bezeichnet, Einlauföffnungen für Sauerstoff vom Sauerstoffkanal mit 111 und Einlauföffnungen für Elektrolyt vom Elektrolytkanal mit 112. Die Endbauteile der Batterie sind mit 113 und 114 bezeichnet. Die Verbindungen zwischen den Kunststoffrahmen, die mit 115 bezeichnet sind, bestehen im gezeigten Fall aus Schweißfugen, die durch Zusammenschmelzen voneinander zugekehrten Elektrodenbauteile entstanden sind.

in den Figuren sind Schnittflächen in gewöhnlicher Weise schraffiert, während Fugenflächen der Kunststoffrahmen mit Kreuzlinien als kariertes Muster dargestellt sind. In F i g. 9 und 11 bilden somit alle gezeigten Flächen der Kunststoffrahmen Fugenflächen, während in Fig. 10 die Kunststoffrahmenflächen um den ao Wasserstoffkanal 100 und Sauerstoffkanal 101 Schnittflächen sind. Aus den Figuren geht hervor, daß die Kunststoffrahmen 104 der Wasserstoffelektroden um den Wasserstoffkanal 100 herum Teile 116 haben, die in Ausnehmungen in den Rahmen der Sauerstoffelektroden hineinragen und diese ganz von einem Kontakt mit dem Wasserstoffkanal abschneiden, und daß die Kunststoffrahmen 106 der Sauerstoffelektroden Teile 117 haben, die in Ausnehmungen in den Rahmen der Wasserstoffelektroden hineinragen und diese Rahmen völlig von einem Kontakt mit dem Sauerstoffkanal abschneiden.

Das Zusammenfügen der Bauteile im Ausführungsbeispiel geht so vor sich, daß erst die zwei Bauteile mit Wasserstoffelektroden an allen gemeinsamen Fugenflächen der Rahmen zusammengefügt werden, wonach auf jeder Seite des so zusammengefügten Produkts ein Bauteil mit einer Sauerstoffelektrode angeordnet wird, das längs der Fugenflächen zusammengefügt wird, die gemeinsam mit Fugenflächen teils eines anliegenden Wasserstoffelektrodenbauteils und teils des anderen Sauerstoffelektrodenelements sind. Die letztgenannten Fugenflächen liegen um den Sauerstoffkanal herum an den Teilen 117. Schüeöiich werden die Endbameiic ί 13 und 114, die Fugen bilden, teils mit angrenzenden Bauteilen mit Sauerstoffelektroden und teils mit den herausragenden Rahmenteilen 116 des am nächsten von jedem Endbauteil liegenden Bauteils mit einer Wasserstoffelektrode befestigt.

Wie aus F i g. 9 und 13 hervorgeht, ist zwischen den zunächst des Brennstoffkanals gelegenen und den Brennstoffkanal begrenzenden Rahmenteilen 120 und die naheliegenden Oxydationsmittelräume 108 begrenzenden Rahmenteilen 121 ein Raum 122 angeordnet, der gegen den Brennstoffkanal 100 und die Oxydationsmittelräume 108 abgedichtet ist. Durch diesen Raum, der ein Barriereraum ist, wird kontinuierlich Stickstoff geleitet.

Aus F i g. 11 und 12 geht hervor, daß zwischen den zunächst des Oxydationsmittelkanals 101 gelegenen und den Oxydationskanal begrenzenden Rahmenteilen 123 und den die naheliegenden Brennstoffräume 107 begrenzenden Rahmenteilen 124 ein Raum 125 angeordnet ist, der gegen den Oxydationskanal 101 und Brenmstoffraum 107 abgedichtet ist. Durch diesen Raum wird kontinuierlich Stickstoff geleitet. Das Durchleiten von Stickstoff durch die Räume 122 und 125 kann unter anderem dadurch geschehen, daß das Paket aus Bauteilen außen mit Stickstoff bespült wird.

Kanäle zum Ableiten von Wasserstoff, Sauerstoff und Elektrolyt können in derselben Weise wie der zugehörige Zufuhrkanal ausgebildet sein. Kanäle für die Zufuhr und Ableitung von Kühlmittel sowie Kanäle für die ellekirischen Anschlußleiter und deren Anordnung können in einer Weise ausgeführt sein, die analog der in F i g. 5 und 6 für die Batterie nach F i g. 1 bis 6 gezeigt ist.

Statt Stickstoff, Kohlendioxyd oder ein anderes inertes Gas durch die Barriereräume 122 und 125 zu leiten, kann Wasser oder eine andere inerte Flüssigkeit durch die betreffenden Räume geleitet werden. Man kann auch ein festes Material in den Räumen 122 und 125 anordnen, z. B. ein Gießharz, wie ein Epoxyharz. Dieses wird in die Räume in flüssiger Form gebracht, zweckmäßig so. daß es den ganzen Raum ausfüllt, wonach es durch Härtung in einen festen Körper überführt wird der somit als separate Trennwand dient, die an den anliegenden Rahmenteilen befestigt ist.

In Brennstoffzellenbatterien, in denen an Stelle vor geschmolzenem Thermoplast O-Rir.ge als Dichlungselemente benutzt werden, kann die Erfindung mit den selben Vorteilen angewandt werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Galvanische Brennstoffzellenbatterie, bei der die einzelnen Elektroden einer oder mehrerer Brennstoffelemente in je einem Rahmen gehalten sind und die so gewonnenen Bauteile unter Bildung von abgedichteten Zwischenräumen für Brennstoff, Oxydationsmittel und Elektrolyt übereinandergestapeit sind, mit im wesentlichen senkrecht zu den Bauteilen in den Rahmen verlaufenden Kanälen für die getrennte Zufuhr von gasförmigem Brennstoff, gasförmigem Oxydationsmittel und Elektrolyt zu jeweils bestimmten Zwischenräumen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zunächst des Oxydationsmittelkanals (15, 101) bzw. des Brennstoffkanals (13, 100) gelegenen und den Oxydationsmittelkanal bzw. den Brennstoffkanal begrenzenden Rahmenteilen und naheliegende Brennstoffräume (33,107) bzw. Oxydationsräume (34,108) begrenzenden Rahmenteilen ein Barriereraum (35e, 35, 125 bzw. 122) angeordnet ist, der gegen den Oxydationsmittelkanal bzw. Brennstoffkanal und die Brennstoffräume bzw. Oxydationsmittelräume abgedichtet ist, und daß in den Barriereräumen ein Material angeordnet ist, das ein Eindringen von Oxydationsmittel bzw. Brennstoff in die Barriereräume verhindert oder in die Barriereräumc eingedrungenes Oxydationsmittel und Brennstoff daran hindert, miteinander zu reagieren.

2. Brennstoffzellenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Kühlelement, das aus Bauteilen mit einem in dem Rahmen angeordneten aktiven Kühlorgan besteht, mit den Elektrodenbauteilen gestapelt ist.

3. Brennstoffzellenbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffkanal (13, 100) von Rahmenteilen in Bauteilen ohne Kontakt mit dem Oxydationsmittel begrenzt wird und daß der Oxydationsmittelkanal (15, 101) von Rahmenteilen in Bauteilen ohne Kontakt mit dem Brennstoff begrenzt wird.

4. Brennstoffzellenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Barriereraum angeordnete Material ein fester im Barriereraum (35e, 35, 122, 125) gebildeter Körper ist.

5. Brennstoffzellenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Barriereraum (35e, 35, 122, 125) angeordnete Material ein gehärteter Gießharzkörper ist.

6. Brennstoffzellenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Barriereraum (35e, 35, 122, 125) angeordnete Material ein flüssiges oder ein gegenüber Brennstoff und Oxydationsmittel inertes gasförmiges durch den Barriereraum transportierbares Mittel ist.

7. Brennstoffzellenbatterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Mittel aus dem Elektrolyt der Brennstoffzelle besteht.