DE19523317A1 - Brennstoffzelle - Google Patents
BrennstoffzelleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzelle mit
einem Trockenelektrolyt, der Ionenleitfähigkeit hat. Die
Erfindung wird beispielsweise bei einer Polymerfilm-Brenn
stoffzelle angewandt.
Der Stand der Technik wird unter Bezugnahme auf eine Poly
merfilm-Brennstoffzelle beschrieben, in der Wasserstoff als
Brennstoff benutzt wird. Die Fig. 16 veranschaulicht das
Prinzip einer herkömmlichen Polymerfilm-Brennstoffzelle.
Gemäß der Darstellung in Fig. 16 enthält die herkömmliche
Polymerfilm-Brennstoffzelle einen Polymerfilm 100, der Io
nenleitfähigkeit zeigt und der als Trockenelektrolyt wirkt,
eine auf eine der einander gegenüberliegenden Oberflächen
des Polymerfilms 100 aufgeschichtete Brennstoffelektrode
102 und eine auf die andere Oberfläche des Polymerfilms 100
aufgeschichtete Sauerstoffelektrode 104. Diese Brennstoff
zelle erzeugt Elektrizität nach folgendem Prinzip: Der
Brennstoffelektrode 102 wird Wasserstoff zugeführt. Der
Wasserstoff ist ein Brennstoff, der als aktives Negativ
elektrodenmaterial wirkt. Der Sauerstoffelektrode 104 wird
Sauerstoff zugeführt. Der Sauerstoff wirkt als aktives Po
sitivelektrodenmaterial. An der Brennstoffelektrode 102
tritt eine Reaktion, z. B. H₂ → 2H⁺ + 2e⁻ auf. Die durch
diese Reaktion entstehenden Wasserstoffionen H⁺ treten
durch den Polymerfilm 100 hindurch und gelangen zu der Sau
erstoffelektrode 104. Die durch die Reaktion entstehenden
Elektronen e⁻ gelangen über einen Leiter 106 zu der Sauer
stoffelektrode 104. Infolgedessen entsteht an der Sauer
stoffelektrode 104 eine z. B. 2H⁺ + (1/2)O2 + 2e⁻ → H₂O2.
Auf diese Weise wirkt diese Brennstoffzelle als
Batteriezelle, da sie zum Erzeugen von elektrischem Strom
die Elektronen e⁻ erzeugt.
Die herkömmliche Polymerfilm-Brennstoffzelle bildet unab
hängige Zellen einer tatsächlichen Brennstoffzellenbatte
rie, erzeugt aber eine niedrige Ausgangsspannung. Daher
werden bei der tatsächlichen Anwendung zum Erzeugen einer
hohen Ausgangsspannung Polymerfilm-Brennstoffzellen in
einer großen Anzahl von beispielsweise ungefähr 500 aufge
schichtet und elektrisch in Reihe geschaltet. Je mehr Poly
merfilm-Brennstoffzellen jedoch aufgeschichtet werden, umso
größer und schwerer wird die tatsächliche Brennstoffzellen
batterie. Darüberhinaus werden gleichermaßen in der tat
sächlichen Brennstoffzellenbatterie die Einrichtung zum Zu
führen von Wasserstoff, die Einrichtung zum Zuführen von
Sauerstoff, die Abdichtung usw. kompliziert. Folglich waren
bisher keine Brennstoffzellenbatterien erhältlich, die hin
sichtlich der Leistungsfähigkeit und dergleichen zufrieden
stellend waren.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend be
schriebenen Gegebenheiten entwickelt und es ist Aufgabe der
Erfindung, eine Brennstoffzelle zu schaffen, die auf vor
teilhafte Weise das Erzeugen einer hohen Ausgangsspannung
durch Anwendung eines Systems ermöglicht, bei dem an einer
der einander gegenüberliegenden Oberflächen eines blattför
migen Trockenelektrolyts nebeneinander Brennstoffelektroden
angeordnet sind, an der anderen Oberfläche derselben neben
einander Sauerstoffelektroden angeordnet sind und die
Brennstoffelektroden und die Sauerstoffelektroden elek
trisch in Reihe geschaltet sind.
Ferner soll mit der Erfindung eine Brennstoffzellenbatterie
geschaffen werden, die auf vorteilhafte Weise die erwünsch
te Batterieleistung durch Anwenden eines Systems ermög
licht, bei dem gleichartige Elektroden einander gegenüber
gesetzt sind, nämlich die an der Fläche einer der Zellen
angeordneten Sauerstoffelektroden den Sauerstoffelektroden
einer benachbarten Zelle und die an der Fläche einer der
Zellen angeordneten Brennstoffelektroden den Brennstoff
elektroden einer benachbarten Zelle gegenübergesetzt sind,
wodurch die Einrichtungen für das Zuführen von Sauerstoff
und Brennstoff vereinfacht sind und eine fehlerhafte elek
trische Verbindung zwischen verschiedenartigen Elektroden,
die an benachbarten Zellen angeordnet sind, d. h. zwischen
Sauerstoffelektroden und Brennstoffelektroden selbst dann
verhindert wird, wenn ein zwischen benachbarten Zellen an
gebrachtes Trennelement schadhaft ist.
Weiterhin soll mit der Erfindung eine Brennstoffzelle ge
schaffen werden, in der auf vorteilhafte Weise der elektri
sche Kontaktwiderstand zwischen einem Stromsammler und Sau
erstoffelektroden und/oder Brennstoffelektroden durch An
wendung eines Systems verringert ist, bei dem ein sich aus
einem Kühlmittel ergebender Druck genutzt wird.
Bei verschiedenen nachstehend beschriebenen Ausführungsfor
men der Erfindung wird ein blattförmiger Trockenelektrolyt
mit einander gegenüberliegenden Oberflächen verwendet, der
Ionenleitfähigkeit zeigt, wobei an einer der Oberflächen
eine Vielzahl von Brennstoffelektroden und an der anderen
Oberfläche eine Vielzahl von Sauerstoffelektroden ange
bracht ist. Dies stellt eines von gemeinsamen Hauptmerkma
len der Erfindung dar.
Bei einer ersten Ausführungsform ergibt die Erfindung eine
Brennstoffzelle gemäß Patentanspruch 1.
Demnach sind erfindungsgemäß die Brennstoffelektroden, die
an einer der einander gegenüberliegenden Oberflächen des
Trockenelektrolyts angebracht sind, elektrisch mit den Sau
erstoffelektroden in Reihe geschaltet, die an der anderen
Oberfläche des Trockenelektrolyts angebracht sind. Demzu
folge ist es möglich, auf einem einzelnen blattförmigen
Trockenelektrolyt eine Vielzahl von Batteriezellen zu bil
den. Die auf diese Weise gebildeten Batteriezellen sind
miteinander elektrisch in Reihe geschaltet, wodurch die je
weils an einem blattförmigen Trockenelektrolyt erzeugte
Ausgangsspannung erhöht wird. Folglich kann diese Gestal
tung vorteilhaft zum Bilden einer Brennstoffzelle angewandt
werden, die für das Erzeugen einer hohen Ausgangsspannung
geeignet ist. Obgleich diese Brennstoffzelle zur Abgabe
einer hohen Ausgangsspannung gestaltet ist, ist sie auf
zweckdienliche Weise klein bemessen und leicht.
Bei einer zweiten Ausführungsform ergibt die Erfindung eine
Brennstoffzellenbatterie gemäß Patentanspruch 2.
Demnach sind bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung
die Sauerstoffelektroden der benachbarten Zellen einander
unter Einfassung des Sauerstoffzufuhrkanals zwischen diesen
gegenübergesetzt und die Brennstoffelektroden der benach
barten Zellen sind einander unter Einfassung des Brenn
stoffzufuhrkanals zwischen diesen gegenübergesetzt. Demzu
folge ermöglicht diese Anordnung auf vorteilhafte Weise
eine Verringerung der Dicke der Brennstoffzellenbatterie
und zugleich eine zuverlässige Ausbildung des Sauerstoffzu
fuhrkanals und des Brennstoffzufuhrkanals in einer er
wünschten Dicke. Daher können der Sauerstoffzufuhrkanal und
der Brennstoffzufuhrkanal auf zweckdienliche Weise verein
facht werden. Außerdem kann selbst dann, wenn ein zwischen
benachbarten Zellen angebrachtes Trennelement schadhaft
ist, eine fehlerhafte elektrische Verbindung zwischen ver
schiedenartigen Elektroden, nämlich zwischen Sauerstoff
elektroden und Brennstoffelektroden der benachbarten Zellen
verhindert werden. Folglich ist es mit dieser Gestaltung
möglich, auf zuverlässige Weise eine Brennstoffzellenbatte
rie mit der erwünschten Leistungsfähigkeit zu erhalten.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ergibt eine
Brennstoffzelle gemäß Patentanspruch 3.
In dieser Brennstoffzelle gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung wird durch den Druck, der sich durch das in
dem Kühlmitteldurchlaß fließende Kühlmittel ergibt, der
Stromsammler gegen die Sauerstoffelektroden und/oder die
Brennstoffelektroden gedrückt. Infolgedessen werden an den
Grenzflächen zwischen dem Stromsammler und den Sauerstoff
elektroden und/oder Brennstoffelektroden das enge Anliegen
und die Kontaktierfähigkeit verstärkt. Dadurch wird auf
vorteilhafte Weise der elektrische Kontaktwiderstand ver
ringert. Das heißt, diese Gestaltung stellt auf vorteil
hafte Weise die Fähigkeit zum Sammeln des Stroms in dem
Stromsammler sicher und ist für das Herstellen einer Brenn
stoffzelle zweckdienlich, die für die Abgabe einer hohen
Ausgangsspannung geeignet ist. Da darüberhinaus das Kühl
mittel in dem Kühlmitteldurchlaß des Kühlelementes fließt,
welches auf den Stromsammler aufgeschichtet ist, ist auf
nutzvolle Weise die Kühlungsfähigkeit in der Brennstoff
zelle verbessert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Brenn
stoffzelle sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Polymerfilm, an dem in
einer Brennstoffzelle gemäß einem ersten Ausführungsbei
spiel der Erfindung Brennstoffelektroden angebracht sind.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Polymerfilm, an dem in
der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
Sauerstoffelektroden angebracht sind.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Polymerfilmes, an dem in
der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
die Brennstoffelektroden und die Sauerstoffelektroden ange
bracht sind.
Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht von
hauptsächlichen Teilen in der Brennstoffzellenbatterie ge
mäß dem ersten Ausführungsbeispiel und veranschaulicht, wie
die Brennstoffelektroden und die Sauerstoffelektroden elek
trisch in Reihe geschaltet sind.
Fig. 5 ist ein Schaltbild zur Darstellung der elektrischen
Reihenschaltung der Brennstoffelektroden und der Sauer
stoffelektroden in der Brennstoffzellenbatterie gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht, die hauptsäch
liche Teile der Brennstoffzellenbatterie gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 7 ist eine vergrößerte schematische Schnittansicht der
hauptsächlichen Teile der Brennstoffzellenbatterie gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 8 ist eine schematische Schnittansicht eines wesentli
chen Teils eines Kühlmittelkreises in der Brennstoffzellen
batterie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 9 ist eine schematische Schnittansicht, die eine bau
liche Gestaltung zeigt, welche für das Verbinden einer
Stromsammelplatte mit einer Brennstoffelektrode oder einer
Sauerstoffelektrode in der Brennstoffzelle gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel geeignet ist.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines Kühlmittel
zuführkreises in der Brennstoffzellenbatterie gemäß dem er
sten Ausführungsbeispiel.
Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer Polymerfilm-Brenn
stoffzellenbatterie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Fig. 12 ist eine Vorderansicht der Polymerfilm-Brennstoff
zellenbatterie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 13 ist eine Seitenansicht eines Schraubelementes in
der Polymerfilm-Brennstoffzellenbatterie gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
Fig. 14 ist eine Vorderansicht des Schraubelementes.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht, die eine hauptsächliche
Gestaltung von Trennelementen in der Polymerfilm-Brenn
stoffzellenbatterie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt und die veranschaulicht, wie die Trennelemente mit
tels der Schraubelemente verbunden sind.
Fig. 16 ist eine Darstellung einer herkömmlichen Polymer
film-Brennstoffzelle und veranschaulicht das Funktionsprin
zip nach dem Stand der Technik.
Die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Er
findung sind Polymerfilm-Brennstoffzellen, in denen als
Brennstoff Wasserstoff verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 wird nachstehend als er
stes Ausführungsbeispiel eine Zelle 1 beschrieben, die eine
Polymerfilm-Brennstoffzelle bildet. Die Zelle 1 enthält
einen dünnen blattförmigen Polymerfilm 2, der als Trocken
elektrolyt wirkt, welcher Wasserstoffionen H⁺ durchläßt.
Der Polymerfilm 2 kann beispielsweise aus einem Kationen
austauschharz bestehen (z. B. SPE (Solid Polymer Electro
lyte)). Gemäß der Darstellung in Fig. 1 sind an einer der
Oberflächen des blattförmigen Polymerfilmes 2, nämlich an
der Oberfläche 2a nebeneinander fünf Brennstoffelektroden 3
angebracht. Die Brennstoffelektroden 3 wirken als Negativ
elektroden. Den Brennstoffelektroden 3 wird ein Brennstoff,
z. B. Wasserstoff zugeführt, der als aktives Negativelektro
denmaterial wirkt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 sind an der anderen Ober
fläche des blattförmigen Polymerfilmes 2, nämlich an der
Oberfläche 2b nebeneinander fünf Sauerstoffelektroden 4 an
gebracht. Die Sauerstoffelektroden 4 wirken als Positiv
elektroden. Den Sauerstoffelektroden 4 wird Luft zugeführt.
Die Luft enthält Sauerstoff, der als aktives Positivelek
trodenmaterial wirkt. Die Sauerstoffelektroden 4 und die
Brennstoffelektroden 3 sind jeweils beispielsweise Elektro
den auf Kohlebasis.
In Fig. 4 sind schematisch wesentliche Teile der Brenn
stoffzellenbatterie dargestellt, deren geschichtete Zellen
1A, 1B und 1C auseinandergezogen dargestellt sind. Anderer
seits zeigt die Fig. 6 schematisch die wesentlichen Teile
der Brennstoffzellenbatterie, deren Zellen 1A, 1B usw. an
einander geschichtet sind.
Gemäß der Darstellung in Fig. 6 sind an einer der Seiten
des Polymerfilmes 2 fünf Brennstoffelektroden-Stromsammel
platten 5, nämlich 5A, 5B, 5C, 5D und 5E angeordnet und je
weils an den fünf Brennstoffelektroden 3 angebracht, die
nebeneinander an einer der Oberflächen der Zellen 1A ange
ordnet sind. Ferner sind gemäß der Darstellung in Fig. 6 an
der anderen Seite des Polymerfilmes 2 fünf Sauerstoffelek
troden-Stromsammelplatten 6, nämlich 6A, 6B, 6C, 6D und 6E
angeordnet, die jeweils auf die fünf Sauerstoffelektroden 4
aufgeschichtet sind, welche nebeneinander an der anderen
Oberfläche der Zelle 1A angebracht sind. Die Brennstoff
elektroden-Stromsammelplatten 5 und die Sauerstoffelektro
den-Stromsammelplatten 6 sind rechteckförmig und bestehen
aus Kupfer.
Das erste Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
daß in der Zelle 1A die Brennstoffelektroden 3, die neben
einander an einer der Oberflächen des Polymerfilmes 2 ange
bracht sind, mit den Sauerstoffelektroden 4 elektrisch in
Reihe geschaltet sind, die an der anderen Oberfläche des
Polymerfilmes 2 nebeneinander angebracht sind. Gleicherma
ßen sind in den anderen Zellen 1 die Brennstoffelektroden 3
mit den Sauerstoffelektroden 4 elektrisch in Reihe geschal
tet.
Die Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht
der hauptsächlichen Teile der Brennstoffzellenbatterie und
veranschaulicht, wie die Brennstoffelektroden 3 mit den
Sauerstoffelektroden 4 in Reihe geschaltet sind. Zuerst
wird ausführlich die elektrische Verbindung in der Zelle 1A
rechts in Fig. 4 beschrieben. In der Zelle 1A ist die
Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte 5A durch einen Lei
ter 60a mit der Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatte 6B
verbunden. Die Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte 5B
der Zelle 1A ist elektrisch durch einen Leiter 60b mit der
Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatte 6C der Zelle 1A ver
bunden. Die Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte 5C der
Zelle 1A ist elektrisch durch einen Leiter 60c mit der Sau
erstoffelektroden-Stromsammelplatte 6D der Zelle 1A verbun
den. Die Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte 5D der Zel
le 1A ist elektrisch durch einen Leiter 60d mit der Sauer
stoffelektroden-Stromsammelplatte 6E der Zelle 1A verbun
den. Auf diese Weise sind in der Zelle 1A die verschieden
artigen Elektroden elektrisch zueinander in Reihe geschal
tet.
Als zweites wird ausführlich die elektrische Verbindung in
der Zelle 1B in der Mitte von Fig. 4 beschrieben. Eine
Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte 5F der Zelle 1B ist
elektrisch durch einen Leiter 61x mit der Sauerstoffelek
troden-Stromsammelplatte 6A der Zelle 1A verbunden, die ne
ben der Zelle 1B angeordnet ist. Eine Brennstoffelektroden-
Stromsammelplatte 5G der Zelle 1B ist elektrisch durch
einen Leiter 61a mit der Sauerstoffelektroden-Stromsammel
platte 6F der Zelle 1B verbunden. Eine Brennstoffelektro
den-Stromsammelplatte 5H der Zelle 1B ist elektrisch durch
einen Leiter 61b mit einer Sauerstoffelektroden-Stromsam
melplatte 6G der Zelle 1B verbunden. Eine Brennstoffelek
troden-Stromsammelplatte 5H der Zelle 1B ist elektrisch
durch einen Leiter 61c mit einer Sauerstoffelektroden-
Stromsammelplatte 6H der Zelle 1B verbunden. Eine Brenn
stoffelektroden-Stromsammelplatte 5J der Zelle 1B ist elek
trisch durch einen Leiter 61d mit einer Sauerstoffelektro
den-Stromsammelplatte 6I der Zelle 1B verbunden. Auf diese
Weise sind in der Zelle 1B die voneinander verschiedenen
Elektroden elektrisch miteinander in Reihe geschaltet.
Als drittes sind bei der elektrischen Verbindung in der
Zelle 1C links in Fig. 4 Brennstoffelektroden-Stromsammel
platten 5K, 5L, 5M und 5N der Zelle 1C jeweils elektrisch
durch Leiter 62a, 62b, 62c und 62d mit Sauerstoffelektro
den-Stromsammelplatten 6L, 6M, 6N und 6P der Zelle 1C ver
bunden. Eine Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte 5P der
Zelle 1C ist elektrisch durch einen Leiter 61y mit einer
Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatte 6J der Zelle 1B ver
bunden, die zu der Zelle 1C benachbart ist. Auf diese Weise
sind in der Zelle 1C die verschiedenartigen Elektroden
elektrisch miteinander in Reihe geschaltet.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 ist jeweils an einem Ende
der Brennstoffelektroden-Stromsammelplatten 5 in deren
Längsrichtung ein Vorsprung 5r ausgebildet. Gleichermaßen
ist jeweils an einem Ende der Sauerstoffelektroden-Strom
sammelplatten 6 in deren Längsrichtung ein Vorsprung 6r
ausgebildet. Mittels dieser Vorsprünge 5r und 6r werden die
Leiter bzw. Leiterdrähte an die Brennstoffelektroden-Strom
sammelplatten 5 und die Sauerstoffelektroden-Stromsammel
platten 6 angeschlossen.
Mittels dieser Verbindungen werden in jeder der Zellen 1
die Brennstoffelektroden-Stromsammelplatten 5 für die
Brennstoffelektroden 3, die an einer der Oberflächen des
Polymerfilmes 2 angebracht sind, elektrisch mit den Sauer
stoffelektroden-Stromsammelplatten 6 für die Sauerstoff
elektroden 4 in Reihe geschaltet, die an der anderen Ober
fläche des Polymerfilmes 2 angebracht sind.
Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, sind bei dem ersten
Ausführungsbeispiel an einem einzigen blattförmigen Poly
merfilm 2 fünf Batteriezellen ausgebildet. Damit ist es
möglich, die je Polymerfilm 2 erzeugte Ausgangsspannung zu
erhöhen. Folglich kann mit dieser Anordnung gemäß dem er
sten Ausführungsbeispiel auf vorteilhafte Weise die Gesamt-
Ausgangsspannung einer Polymerfilm-Brennzellenbatterie er
höht werden.
Die Fig. 5 zeigt schematisch, wie bei dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel die elektrisch Verbindung hergestellt wird.
In Fig. 5 ist eine negative Elektrode des ganzen ersten
Ausführungsbeispiel mit P1 bezeichnet und durch eine der
Brennstoffelektroden 3 und eine der Brennstoffelektroden-
Stromsammelplatten 5 gebildet, welche als Ausgabeanschluß
dient. Ferner ist in Fig. 5 die positive Elektrode des ge
samten Ausführungsbeispiels mit P2 bezeichnet und durch
eine der Sauerstoffelektroden 4 und eine der Sauerstoff
elektroden-Stromsammelplatten 6 gebildet, die als Ausgabe
anschluß dient.
Die Brennstoffzellenbatterie gemäß dem ersten Ausführungs
beispiel ist durch Aufschichtung einer Vielzahl der auf
diese Weise gestalteten Zellen 1 in Richtung ihrer Dicke,
nämlich in Richtungen X1 und X2 nach Fig. 5 aufgebaut. Die
Anzahl der geschichteten Zellen 1 kann nach Belieben be
stimmt werden. Beispielsweise können die Zellen 1 zehnfach
oder hundertfach aneinander angeschichtet werden. Nach Fig.
5 sind zum leichteren Verständnis die Zellen 1 in einer be
stimmten Anzahl miteinander schichtweise verbunden. Wenn
auf diese Weise eine Vielzahl der Zellen 1 verbunden wird,
kann eine Polymerfilm-Brennstoffzellenbatterie auf vorteil
hafte Weise eine erhöhte Ausgangsspannung erzeugen, nämlich
selbst bei verringerten Abmessungen eine hohe Ausgangsspan
nung von beispielsweise Hunderten Volt oder darüber abge
ben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist gemäß der Darstel
lung in Fig. 6 zwischen den Zellen 1 eine Vielzahl von
Trennelementen 8 angebracht. Die Trennelemente 8 dienen zur
Trennung zwischen den Brennstoffzellen 3 und den Sauer
stoffzellen 4, die voneinander verschiedenartige Elektroden
sind. Ferner sind durch die Trennelemente 8 Brennstoffzu
fuhrkanäle 80 und Sauerstoffzufuhrkanäle 82 gebildet. Die
Brennstoffzufuhrkanäle 80 stehen mit einer externen Brenn
stoffzufuhrquelle, z. B. einer Wasserstoffgasquelle in Ver
bindung. Die Sauerstoffzufuhrkanäle 82 stehen mit einer ex
ternen Sauerstoffzufuhrquelle, z. B. der Außenluft in Ver
bindung.
Nachstehend werden besondere Gestaltungen des ersten Aus
führungsbeispiels beschrieben. Bei dem ersten Ausführungs
beispiel sind gemäß Fig. 7 die Sauerstoffelektroden 4 von
benachbarten Zellen 1 derart angeordnet, daß sie einander
in bezug auf die Sauerstoffzufuhrkanäle 82 gegenüberstehen.
Gleichermaßen sind gemäß der Darstellung in Fig. 7 die
Brennstoffelektroden 3 von benachbarten Zellen 1 derart an
geordnet, daß sie einander in bezug auf die Brennstoffzu
fuhrkanäle 80 gegenüberstehen.
Anders ausgedrückt sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel
in der Schichtungsrichtung der Zellen 1 beiderseits der
Sauerstoffzufuhrkanäle 82 die gleichartigen Elektroden,
namlich die Sauerstoffelektroden 4 angeordnet. Gleicherma
ßen sind in der Schichtungsrichtung der Zellen 1 beider
seits der Wasserstoffzufuhrkanäle 80 die gleichartigen
Elektroden, nämlich die Brennstoffelektroden 3 angeordnet.
Durch diese Gestaltung, bei der die gleichartigen Elektro
den einander gegenüber gesetzt sind, kann die Dicke der
Brennstoffzellenbatterie gemäß dem ersten Ausführungsbei
spiel verringert werden und es kann zugleich auf zuverläs
sige Weise für die Sauerstoffzufuhrkanäle 82 eine geeignete
Dicke vorgesehen werden. Daher ermöglichen es die dermaßen
gestalteten Sauerstoffzufuhrkanäle 82 gemäß dem ersten Aus
führungsbeispiel, die Gestaltung des Systems für das Zufüh
ren von Sauerstoff oder Luft in die Brennstoffzelle zu ver
einfachen. Gleichermaßen kann die Dicke bei dem ersten Aus
führungsbeispiel verringert und zugleich eine geeignete
Dicke für die Wasserstoffzufuhrkanäle 80 vorgesehen werden.
Daher kann mit den dermaßen gestalteten Brennstoffzufuhrka
nälen 80 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Gestal
tung des Systems für das Zuführen von Brennstoff oder Was
serstoff in die Brennstoffzelle vereinfacht werden. Außer
dem kann mit dieser Gestaltung das durch die Reaktion an
den Sauerstoffelektronen 4 entstehende Wasser auf prakti
sche Weise abgeleitet werden, wodurch diese Brennstoffzel
lenbatterie auf vorteilhafte Weise eine gewährleistete Bat
terieleistung abgibt.
Andererseits sind in der bisher geschaffenen herkömmlichen
Polymerfilm-Brennzellenbatterie, in der eine Vielzahl von
Zellen in Schichten zusammengefaßt ist, in bezug auf die
Trennelemente die verschiedenartigen Elektroden, nämlich
die Sauerstoffelektroden und die Brennstoffelektroden der
benachbarten Zellen einander gegenübergesetzt. Wenn bei
dieser herkömmlichen Anordnung die Trennelemente durch
Risse infolge von unvorhergesehenen Ereignissen geschädigt
sind, kann eine fehlerhafte elektrische Verbindung zwischen
den verschiedenartigen Elektroden, nämlich den Sauerstoff
elektroden und den Brennstoffelektroden der benachbarten
Zellen entstehen. Folglich kann die herkömmliche Polymer
film-Brennzellenbatterie derart geschädigt sein, daß sie
nicht auf zuverlässige Weise eine ausreichende Leistung ab
gibt. Darüberhinaus müssen bei dieser herkömmlichen Anord
nung, bei der die verschiedenartigen Elektroden einander in
bezug auf die Trennelemente gegenübergesetzt sind, in den
Trennelementen die Brennstoffzufuhrkanäle und die Sauer
stoffkanäle ausgebildet sein. Demzufolge können sich bei
einem Brechen der Trennelemente der Sauerstoff und der Was
serstoff vermischen, die in den beiden Kanälen strömen. Da
durch können der Sauerstoff und der Wasserstoff miteinander
durch Verbrennung reagieren.
Wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist, sind bei dem ersten
Ausführungsbeispiel zum Vermeiden von möglichen Mängeln die
Elektroden der gleichen Art, nämlich die Sauerstoffelektro
den 4 der benachbarten Zellen 1 derart angeordnet, daß sie
einander gegenüberliegen, während die Sauerstoffzufuhrka
näle 82 dazwischenliegen. Ferner sind die Elektroden der
anderen Art, nämlich die Brennstoffelektroden 3 der benach
barten Zellen 1 einander gegenübergesetzt, während dazwi
schen die Brennstoffzufuhrkanäle 80 angeordnet sind. Infol
gedessen ist es möglich, selbst bei einer Beschädigung der
Trennelemente 8 die Gefahr einer fehlerhaften elektrischen
Verbindung zwischen den verschiedenartigen Elektroden,
d. h., zwischen den Sauerstoffelektroden 4 und den Brenn
stoffelektroden 3 zu vermeiden. Auf diese Weise ermöglicht
es diese Anordnung, daß eine Brennstoffzelle die geforderte
Ausgangsspannung abgibt. Da ferner die gleichartigen Elek
troden einander unter Einfügung der Trennelemente 8 gegen
übergesetzt sind, ist es lediglich erforderlich, in den
Trennelementen 8 entweder die Brennstoffzufuhrkanäle 82
oder die Sauerstoffzufuhrkanäle 80 auszubilden. Folglich
ist selbst bei einer Beschädigung der Trennelementen 8 kein
Vermischen von Wasserstoff und Sauerstoff zu befürchten.
Somit besteht nur geringe Gefahr einer Verbrennungsreaktion
von Wasserstoff und Sauerstoff.
Wie es im einzelnen aus Fig. 1 bis 3 zu ersehen ist, ist
die Brennstoffzelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
für die Abgabe einer hohen Ausgangsspannung geeignet, da in
jeder der Zellen 1 fünf Brennstoffelektroden 3 und fünf
Wasserstoffelektroden 4 angebracht sind. Es muß jedoch nur
ein Abdichtungsbereich vorgesehen werden, der sich gemäß
der Darstellung durch einen in Fig. 1 und 2 mit N bezeich
neten strichlierten Bereich lediglich um den Außenumfang
des Polymerfilmes 2 herum erstreckt. Diese Abdichtungsbe
reiche entsprechen denjenigen der herkömmlichen Polymer
film-Brennstoffzelle. Auf diese Weise kann durch diese Ge
staltung des ersten Ausführungsbeispiels eine Polymerfilm-
Brennstoffzelle eine hohe Ausgangsspannung abgeben und es
kann auf zweckdienliche Weise zugleich verhindert werden,
daß das interne Abdichtungssystem kompliziert wird.
Weiterhin werden in der Brennstoffzelle gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel auf die Stromsammelplatten 5 und 6 für
die Brennstoffelektroden und die Sauerstoffelektroden dünne
Kunstharzblätter 83 aufgeschichtet. Die Kunstharzblätter 83
haben die primäre Funktion, Dimensionsabweichungen aus zu
gleichen.
Außerdem ist gemäß der Darstellung in Fig. 9 in der Brenn
stoffzelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel an den den
Brennstoffelektroden 3 zugewandten Oberflächen der Brenn
stoffelektroden-Stromsammelplatten 5 eine Vielzahl von Nu
ten 52 und Vorsprüngen 53 ausgebildet. In die Nuten 52 wird
über die Brennstoffzufuhrkanäle 80 der Wasserstoff einge
leitet. Der Wasserstoff in den Nuten 52 wirkt als aktives
Negativelektrodenmaterial.
Gleichermaßen ist in den den Sauerstoffelektroden 4 zuge
wandten Oberflächen der Sauerstoffelektroden-Stromsammel
platten 6 eine Vielzahl von Nuten 62 und Vorsprüngen 63
ausgebildet. In die Nuten 62 wird über die Sauerstoffzu
fuhrkanäle 82 der Sauerstoff eingeleitet. Der Sauerstoff in
den Nuten 62 wirkt als aktives Positivelektrodenmaterial.
Es ist anzumerken, daß in Fig. 6 und 7 die Nuten 52 und 62
sowie die Vorsprünge 53 und 63 zur vereinfachten Darstel
lung weggelassen sind.
Bei der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Ausführungsbei
spiel werden der Polymerfilm 2, die Brennstoffelektroden 3,
die Sauerstoffelektroden 4, die Brennstoffelektroden-Strom
sammelplatten 5 und die Sauerstoffelektroden-Stromsammel
platten 6 durch Druck wie durch Heißdruck zu einer Einheit
zusammengepreßt, um dadurch eine der Zellen 1 zu bilden.
Bei dem Pressen können die Vorsprünge 53 an den Brennstoff
elektroden-Stromsammelplatten 5 leicht in die auf Kohle ba
sierenden Brennstoffelektroden 3 eindringen. Infolgedessen
ermöglicht es das Eindringen der Vorsprünge 53, auf zuver
lässige Weise eine Kontaktfläche zwischen den Brennstoff
elektroden-Stromsammelplatten 5 und den Brennstoffelektro
den 3 zu bilden, den Kontakt zwischen diesen herzustellen
und die Verbindung zwischen diesen zu einer Einheit zu er
zielen, während zugleich zwischen diesen der elektrische
Kontaktwidertand verringert wird. Insgesamt gesehen ergibt
das Eindringen letztlich eine verbesserte Stromsammlung in
den Brennstoffelektroden-Stromsammelplatten 5.
Gleichermaßen können bei dem Pressen die Vorsprünge 63 der
Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatten 6 in die Kohle-Sau
erstoffelektroden 4 eindringen. Folglich ermöglicht es das
Eindringen der Vorsprünge 63, auf zuverlässige Weise eine
Kontaktfläche zwischen den Sauerstoffelektroden-Stromsam
melplatten 6 und den Sauerstoffelektroden 4 zu bilden, den
Kontakt zwischen diesen herzustellen und die Verbindung
derselben zu einer Einheit zu erzielen, während zugleich
der elektrische Kontaktwiderstand zwischen diesen verrin
gert wird. Insgesamt gesehen ergibt das Eindringen letzt
lich eine verbesserte Fähigkeit zur Stromsammlung in den
Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatten 6.
Weiterhin werden in der Brennstoffzelle gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel auf die Brennstoffelektroden-Stromsam
melplatten 5 und die Sauerstoffelektroden-Stromsammelplat
ten 6 Kühlelemente 85 gemäß der Darstellung in Fig. 10 auf
geschichtet. Die Kühlelemente 85 stehen mit einem Einlaß
rohr 86 und einem Auslaßrohr 87 in Verbindung, welche in
die Brennstoffzelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
eingebaut sind. Gemäß der Darstellung in Fig. 8 werden die
Kühlelemente 85 durch Schichtung von zwei Kunstharzblättern
gebildet, wobei dadurch zwischen den Kunstharzblättern ein
Kühlmitteldurchlaß 85a geformt wird. Die Kühlelemente 85
werden an jeder der Zellen 1 angebracht. Es ist anzumerken,
daß in Fig. 6 und 7 die Kühlelemente 85 durch gestrichelte
Flächen dargestellt sind, aber die Kühlelemente tatsächlich
als ein Durchlaß gemäß der Darstellung in Fig. 8 ausgebil
det sind, so daß sie das Durchströmen von Wasser, nämlich
eines als Kühlmittel wirkenden Fluids ermöglichen.
Wenn das Kühlmittel in den Kühlmitteldurchlaß 85a der Kühl
elemente 85 eingespeist wird, wird der Druck in dem Kühl
mitteldurchlaß 85a erhöht und die Brennstoffelektroden-
Stromsammelplatten 5 werden zu den Brennstoffelektroden 5
und den Sauerstoffelektroden 4 hin gedrückt. Der Druck kann
dabei nach Belieben, beispielsweise in einem Bereich von
1,5 bis 3 kg/cm² bestimmt werden. Die Drucksteigerung er
gibt somit auf zuverlässige Weise den Kontakt zwischen den
Brennstoffelektroden-Stromsammelplatten 5 und den Brenn
stoffelektroden 3 sowie zwischen den Sauerstoffelektroden-
Stromsammelplatten 6 und den Sauerstoffelektroden 4. Als
Ergebnis ist eine Verringerung des elektrischen Kontaktwi
derstandes zwischen den Brennstoffelektroden-Stromsammel
platten 5 und den Brennstoffelektroden 3 sowie zwischen den
Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatten 6 und den Sauer
stoffelektroden 4 zu erwarten. Insgesamt gesehen kann mit
dieser Gestaltung auf praktische Weise eine verbesserte
Stromsammlung in den Brennstoffelektroden-Stromsammelplat
ten 5 und den Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatten 6 si
chergestellt werden.
Insbesondere ist anzumerken, daß die Kühlelemente 85 mit
dem Kühlmitteldurchlaß 85a an jeder der Zellen 1 angebracht
sind. Demzufolge sind für jede der Zellen 1 die Verringe
rung des elektrischen Kontaktwiderstandes sowie auch die
Verbesserung der Stromsammlung zu erwarten. Außerdem ist
die Brennstoffzellenbatterie gemäß dem ersten Ausführungs
beispiel hinsichtlich der internen Kühlung verbessert, da
die Kühlelemente 85 an jeder der Zellen 1 angebracht sind.
Als Abwandlungsform der Brennstoffzellenbatterie gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel können die Kühlelemente 85 al
lein an den Brennstoffelektroden-Stromsammelplatten 5 ange
bracht sein. Alternativ können die Kühlelemente 85 nur an
den Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatten 6 angebracht
sein.
In Fig. 11 und 12 ist eine Polymerfilm-Brennstoffzellenbat
terie als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung darge
stellt. Bei dieser Brennstoffzellenbatterie ist eine Viel
zahl von Trennelementen 8 und Zellen 1 in der Richtung ih
rer Dicke geschichtet. Bei dem Zusammenbau wird die Brenn
stoffzellenbatterie an ihrem Umfang durch eine Vielzahl von
Befestigungsvorrichtungen 82 fest zusammengefaßt.
In Fig. 12 sind ein Rohrelement für das Zuführen von Sauer
stoff, z. B. Luft mit 95m und ein Rohrelement für das Zufüh
ren von Wasserstoff mit 95n bezeichnet, während in Fig. 11
ein Rohrelement für das Abführen von Wasserstoff mit 95p
bezeichnet ist. Ferner sind eine Auslaßöffnung des Auslaß
rohres 87 mit 86x und eine Einlaßöffnung des Einlaßrohres
86 mit 86y bezeichnet. Es ist anzumerken, daß zwar in den
Figuren kein Rohr für das Ableiten von Sauerstoff darge
stellt ist, dieses aber neben dem Rohrelement 95p für das
Ableiten von Wasserstoff angeordnet ist.
Gemäß der Darstellung in Fig. 15 ist an einer Seite der
Trennelemente 8, nämlich an einer Seite 8w eine Befesti
gungsbohrung 88 ausgebildet, die durch die Trennelemente 8
in der Richtung ihrer Dicke hindurchgeht. Die Befestigungs
bohrung 88 hat eine Bohrung 88a größeren Durchmessers, eine
Bohrung 88b kleineren Durchmessers und eine konische Fläche
88c. Ein Schraubelement 93 gemäß Fig. 13 und 14 hat einen
Teil 93a großen Durchmessers, einen Teil 93b kleinen Durch
messers, eine konische Fläche 93c, eine mittige Anschluß
bohrung 93f und einen vertikalen Schlitz 93e. Der Teil 93a
großen Durchmessers entspricht der Bohrung 88a großen
Durchmessers der Befestigungsbohrung 88 und enthält einen
an der Breite abgeflachten Teilbereich 93ba, der es ermög
licht, mittels eines Werkzeuges wie eines Schraubenschlüs
sels das Schraubelement 93 zu drehen. Der vertikale Schlitz
93e ist an einer Stirnfläche 93d des Teils 93a mit dem gro
ßen Durchmesser ausgebildet. Der Teil 93b mit dem kleinen
Durchmesser entspricht der Bohrung 88b mit dem kleineren
Durchmesser der Befestigungsbohrung 88. Die konische Fläche
93c entspricht der konischen Fläche 88c der Befestigungs
bohrung 88. Die konische Fläche 93c bewirkt das Positionie
ren des Schraubelementes 93 in der Schichtungsrichtung der
Trennelemente 8. An der Innenumfangswand der mittigen An
schlußbohrung 93f des Teils 93a mit dem großen Durchmesser
ist ein Innengewinde 93i ausgebildet. An der Außenumfangs
wand des Teils 93b mit dem kleinen Durchmesser ist ein
Außengewinde 93k ausgebildet. Das Innengewinde 93i und das
Außengewinde 93k können miteinander verschraubt werden. Wie
aus Fig. 15 ersichtlich ist, sind die Trennelemente 8 in
ihrer Schichtungsrichtung miteinander verbunden, wenn die
Schraubelemente 93 in die Befestigungsbohrungen 88 der
Trennelemente 8 eingesetzt sind und das Außengewinde 93k
und das Innengewinde 93i der benachbarten Schraubelemente
93 miteinander verschraubt sind. Auf diese Weise ist die
Polymerfilm-Brennstoffzellenbatterie gemäß diesem Ausfüh
rungsbeispiel zusammengebaut.
Die Polymerfilm-Brennstoffzellenbatterie gemäß dem in Fig.
11 dargestellten Ausführungsbeispiel kann folgendermaßen
zerlegt werden: Wenn die Trennvorrichtungen 8 von einem
Ende in deren Schichtungsrichtung in der Brennstoffzellen
batterie her abgebaut werden, werden zuerst alle Befesti
gungsvorrichtungen 92 gelöst und dann wird eine an dem Ende
angebracht Andruckplatte 91x entfernt. Auf diese Weise kön
nen die Trennelemente 8 nacheinander entfernt werden. Al
ternativ werden bei dem Abbauen der Trennelemente 8 von dem
anderen Ende dieser Brennstoffbatterie in der Schichtungs
richtung her zuerst alle Befestigungsvorrichtungen 92 ge
löst und dann wird eine an dem anderen Ende angebrachte An
druckplatte 91y entfernt. Auf diese Weise können die Trenn
elemente 8 nacheinander abgehoben werden.
Die Fig. 15 zeigt einen Teil der Schichtung der Trennele
mente 8. In der Figur sind Trennelemente 8S, 8T und 8U so
wie Schraubelemente 93S, 93T und 93U dargestellt. Hinsicht
lich der Wartung und Kontrolle ist es erwünscht, daß die
geschichteten Trennelemente 8 entweder in einer Richtung A1
oder in einer Richtung A2 nach Fig. 15 abgenommen werden
können.
Bei der Polymerfilm-Brennstoffzellenbatterie gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist die vorstehend genannte erwünschte
Zerlegung ermöglicht. Der Abbauvorgang wird nachstehend un
ter Bezugnahme auf die Fig. 15 folgendermaßen beschrieben:
Das Trennelement 8S wird in der Richtung A1 gemäß der Figur
abgenommen und das Schraubelement 93S wird freigelegt. Zum
Drehen des Schraubelementes 93S in dessen Umfangsrichtung
wird an den in der Breite abgeflachten Abschnitt 93ba des
Schraubelementes 93S ein Werkzeug wie ein Schraubenschlüs
sel angesetzt. Auf diese Weise wird das Schraubelement 93S
von dem Schraubelement 93T gelöst, welches in die Befesti
gungsbohrung 88 des Trennelementes 8T eingesetzt ist. Dann
wird das Trennelement 8T in der Richtung A1 gemäß der Figur
abgenommen und das Schraubelement 93T freigelegt. Auf die
vorstehend genannte Weise wird das Schraubelement 93T in
dessen Umfangsrichtung gedreht, um es von dem Schraubele
ment 93U zu lösen. Somit können die Schraubelement 93S, 93T
und 93U in dieser Aufeinanderfolge voneinander gelöst wer
den und dementsprechend können die geschichteten Trennele
mente 8 in der einen Richtung, nämlich in der Richtung A1
gemäß der Figur abgebaut werden.
Wenn die geschichteten Trennelement 8 in der zu der vorste
hend genannten Richtung entgegengesetzten Richtung, nämlich
in der Richtung A2 nach Fig. 15 abgenommen werden, wird ein
Werkzeug wie ein Schraubendreher in den vertikalen Schlitz
93e des Schraubelementes 93U eingeführt und dieses in des
sen Umfangsrichtung gedreht, wodurch das Schraubelement 93U
von dem Schraubelement 93T gelöst wird. Dann wird das
Trennelement 8U in der Richtung A2 nach Fig. 15 abgenommen.
Im weiteren wird auf die gleiche Weise das Werkzeug wie der
Schraubendreher oder dergleichen in den vertikalen Schlitz
93e des Schraubelementes 93T eingeführt und das Schraubele
ment 93T in dessen Umfangsrichtung gedreht, wodurch das
Schraubelement 93T von dem Schraubelement 93S gelöst wird.
Dann wird das Trennelement 8T in der Richtung A2 abgenom
men. Danach wird das Werkzeug wie der Schraubendreher oder
dergleichen in den vertikalen Schlitz 93e des Schraubele
mentes 93S eingeführt und das in die Befestigungsbohrung 88
des Trennelementes 8S eingesetzte Schraubelement 93S in
dessen Umfangsrichtung gedreht, wodurch das Schraubelement
93S von einem (nicht dargestellten) Schraubelement gelöst
wird. Dann wird das Trennelement 8S in der Richtung A2 nach
Fig. 15 abgenommen. Auf diese Weise können die Schraubele
menten 93U, 93T und 93S in dieser Aufeinanderfolge gelöst
werden und dementsprechend die geschichteten Trennelemente
8 in der Gegenrichtung, nämlich in der Richtung A2 nach
Fig. 15 entfernt werden.
Die vorstehend beschriebenen Gestaltungen ermöglichen es,
die geschichteten Trennelemente 8 in deren Schichtungsrich
tung von einem Ende der Polymerfilm-Brennstoffzellenbatte
rie weg und auch in der zur Schichtungsrichtung entgegenge
setzten Richtung von dem anderen Ende der Polymerfilm-
Brennstoffzellenbatterie weg abzunehmen. Damit sind die Ge
staltungen hinsichtlich der Wartung und Prüfung der Brenn
stoffzellen nutzvoll.
In der Polymerfilm-Brennstoffzelle gemäß dem vorangehend
beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind
an einer der Oberflächen des Polymerfilmes 2 nebeneinander
fünf Brennstoffelektroden 3 und an der anderen Oberfläche
des Polymerfilmes 2 nebeneinander fünf Sauerstoffelektroden
4 angebracht. Erfindungsgemäß sind jedoch die Anzahlen der
Brennstoffelektroden 3 und der Sauerstoffelektroden 4 nicht
auf die bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel vor
gesehenen eingeschränkt. Vielmehr kann die Elektrodenanzahl
nach Belieben in Abhängigkeit von den Arten der tatsächli
chen Anwendung der erfindungsgemäßen Brennstoffzellen be
stimmt werden. Beispielsweise können drei, vier, fünf,
sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Brennstoffelek
troden 3 oder Sauerstoffelektroden 4 vorgesehen werden. An
ders ausgedrückt können sie nebeneinander in einer Anzahl
von zwei oder mehr angebracht werden. Die an dem Polymer
film 2 angebrachten Brennstoffelektroden 3 und Sauerstoff
elektroden 4 müssen jedoch elektrisch in Reihe geschaltet
werden.
Ferner wird in der Polymerfilm-Brennstoffzelle gemäß dem
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel als Trockenelektro
lyt der Polymerfilm 2 verwendet. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf diese Gestaltung eingeschränkt. Der Trockenelek
trolyt kann nach Belieben gewählt werden, d. h., es können
Trockenelektrolyte, z. B. feste kristalline Salze wie Sil
berjodid, Bleichlorid oder dergleichen verwendet werden,
die üblicherweise in Brennstoffzellen verwendet werden und
die aus anderen Materialien als Polymer bestehen.
Weiterhin wird in der Polymerfilm-Brennstoffzelle gemäß dem
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel als Brennstoff Was
serstoff verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf
beschränkt. Vielmehr kann der Brennstoff nach Belieben ge
wählt werden. Für bestimmte Zwecke kann die Erfindung bei
dem Herstellen einer Brennstoffzelle angewandt werden, in
der als Brennstoff Kohlenmonoxid benutzt wird.
Für den Fachmann ist aus der vorstehenden Beschreibung der
Polymerfilm-Brennstoffzelle bzw. Brennstoffzellenbatterie
gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ersicht
lich, daß mancherlei Abänderungen und Abwandlungen vorge
nommen werden können, ohne von dem Grundgedanken der Erfin
dung abzuweichen. Beispielsweise ergeben die vorstehend an
geführten Lehren erfindungsgemäß folgende Ausführungsfor
men:
Eine Brennstoffzellenbatterie, die eine Vielzahl von in der
Richtung ihrer Dicke geschichteten Zellen, welche jeweils
einen Trockenelektrolyt mit einander gegenüberliegenden
Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit hat, eine an einer der
Oberflächen des Trockenelektrolyts angebrachte Brennstoff
elektrode, der ein als aktives Negativelektrodenmaterial
wirkender Brennstoff zugeführt wird, und ein an der anderen
Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachte und elek
trisch mit der Brennstoffelektrode verbundene Sauerstoff
elektrode enthalten, der als aktives Positivelektrodenmate
rial wirkender Sauerstoff zugeführt wird, einen Sauerstoff
zufuhrkanal und einen Brennstoffzufuhrkanal aufweist, wobei
die Sauerstoffelektroden von benachbarten Zellen einander
in bezug auf den Sauerstoffzufuhrkanal gegenübergesetzt
sind und die Brennstoffelektroden von benachbarten Zellen
einander in Bezug auf den Brennstoffzufuhrkanal gegenüber
gesetzt sind.
Eine andere Brennstoffzelle, die einen Trockenelektrolyt
mit einander gegenüberliegenden Oberflächen, der Ionenleit
fähigkeit zeigt, eine an einer der Oberflächen des Troc
kenelektrolyts angebrachte Brennstoffelektrode, der ein als
aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoff zu
geführt wird, eine an der anderen Oberfläche des Trocken
elektrolyts angebrachte und elektrisch mit der Brennstoff
elektrode verbundene Sauerstoffelektrode, der als aktives
Positivelektrodenmaterial wirkender Sauerstoff zugeführt
wird, einen Stromsammler, der einer der Oberflächen des
Trockenelektrolyts gegenübergesetzt ist und auf die Brenn
stoffelektrode und/oder die Sauerstoffelektrode aufge
schichtet ist, und ein auf den Stromsammler aufgeschichte
tes Kühlelement aufweist, welches einen Kühlmitteldurchlaß
enthält, in dem ein Kühlmittel fließt, wobei durch den
Druck, der sich aus dem in dem Kühlmitteldurchlaß fließen
den Kühlmittel ergibt, der Stromsammler zu der Brennstoff
elektrode und/oder der Sauerstoffelektrode hin gedrückt
wird, wodurch der elektrische Kontaktwiderstand zwischen
dem Stromsammler und der Brennstoffelektrode und/oder Sau
erstoffelektrode verringert wird.
Es wird eine Brennstoffzelle angegeben, die einen blattför
migen Trockenelektrolyt mit einander gegenüberliegenden
Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit zeigt, eine Vielzahl
von auf einer der Oberflächen des Trockenelektrolyts neben
einander angebrachten Brennstoffelektroden, denen ein als
aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoff zu
geführt wird, und eine Vielzahl von an der anderen Oberflä
che des Trockenelektrolyts nebeneinander angebrachten Sauer
stoffelektroden enthält, denen als aktives Positivelektro
denmaterial wirkender Sauerstoff zugeführt wird, wobei die
Brennstoffelektroden elektrisch mit den Sauerstoffelektro
den in Reihe geschaltet sind. Die Brennstoffzelle hat
kleine Abmessungen und geringes Gewicht, kann jedoch eine
hohe Ausgangsspannung abgeben, da in einer einzelnen Zelle
eine Vielzahl von Brennstoffelektroden und Sauerstoffelek
troden enthalten ist. Eine Vielzahl der Zellen kann derart
geschichtet werden, daß gleichartige Elektroden von benach
barten Zellen einander zugewandt sind. Die Zelle kann fer
ner einen Stromsammler, ein Kühlelement oder ein Trennele
ment enthalten, welches auf die Brennstoffelektroden
und/oder die Sauerstoffelektroden aufgeschichtet ist.
Claims (19)
1. Brennstoffzelle, gekennzeichnet durch
einen blattförmigem Trockenelektrolyt (2) mit einander ge genüberliegenden Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit hat, mindestens zwei nebeneinander an einer der Oberflächen des Trockenelektrolyts angebrachte Brennstoffelektroden (3) de nen ein als aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoffzugeführt wird, und
mindestens zwei nebeneinander an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachte Sauerstoffelektroden (4), denen als aktives Positivelektrodenmaterial wirkender Sau erstoff zugeführt wird,
wobei die an der einen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachten Brennstoffelektroden elektrisch zu den an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachten Sau erstoffelektroden in Reihe geschaltet sind.
einen blattförmigem Trockenelektrolyt (2) mit einander ge genüberliegenden Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit hat, mindestens zwei nebeneinander an einer der Oberflächen des Trockenelektrolyts angebrachte Brennstoffelektroden (3) de nen ein als aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoffzugeführt wird, und
mindestens zwei nebeneinander an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachte Sauerstoffelektroden (4), denen als aktives Positivelektrodenmaterial wirkender Sau erstoff zugeführt wird,
wobei die an der einen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachten Brennstoffelektroden elektrisch zu den an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachten Sau erstoffelektroden in Reihe geschaltet sind.
2. Brennstoffzellenbatterie mit einer Vielzahl von Zellen,
einem Sauerstoffzufuhrkanal und einem Brennstoffzufuhrka
nal, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Zelle
einen blattförmigen Trockenelektrolyt (2) mit einander ge genüberliegenden Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit hat, mindestens zwei nebeneinander an einer der Oberflächen des Trockenelektrolyts angebrachte Brennstoffelektroden (3), denen ein als aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoffzugeführt wird, und
mindestens zwei nebeneinander an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachte und elektrisch mit den Brennstoffelektroden verbundene Sauerstoffelektroden (4) enthält, denen als aktives Positivelektrodenmaterial wir kender Sauerstoff zugeführt wird,
wobei eine Zelle jeweils zwischen einer anderen, in einer Richtung benachbarten Zelle und einer weiteren, in der an deren Richtung benachbarten Zelle festgehalten ist,
die Sauerstoffelektroden der einen Zelle den Sauerstoff elektroden der anderen, in der einen Richtung benachbarten Zelle unter Zwischensetzung des Sauerstoffzufuhrkanals (82) gegenübergesetzt sind und
die Brennstoffelektroden der einen Zelle den Brennstoff elektroden der weiteren, in der anderen Richtung benachbar ten Zelle unter Zwischensetzung des Brennstoffzufuhrkanals (80) gegenübergesetzt sind.
daß jede Zelle
einen blattförmigen Trockenelektrolyt (2) mit einander ge genüberliegenden Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit hat, mindestens zwei nebeneinander an einer der Oberflächen des Trockenelektrolyts angebrachte Brennstoffelektroden (3), denen ein als aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoffzugeführt wird, und
mindestens zwei nebeneinander an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachte und elektrisch mit den Brennstoffelektroden verbundene Sauerstoffelektroden (4) enthält, denen als aktives Positivelektrodenmaterial wir kender Sauerstoff zugeführt wird,
wobei eine Zelle jeweils zwischen einer anderen, in einer Richtung benachbarten Zelle und einer weiteren, in der an deren Richtung benachbarten Zelle festgehalten ist,
die Sauerstoffelektroden der einen Zelle den Sauerstoff elektroden der anderen, in der einen Richtung benachbarten Zelle unter Zwischensetzung des Sauerstoffzufuhrkanals (82) gegenübergesetzt sind und
die Brennstoffelektroden der einen Zelle den Brennstoff elektroden der weiteren, in der anderen Richtung benachbar ten Zelle unter Zwischensetzung des Brennstoffzufuhrkanals (80) gegenübergesetzt sind.
3. Brennstoffzelle, gekennzeichnet durch
einen blattförmigen Trockenelektrolyt (2) mit einander ge genüberliegenden Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit hat, mindestens zwei nebeneinander an einer der Oberflächen des Trockenelektrolyts angebrachte Brennstoffelektroden (3), denen ein als aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoffzugeführt wird,
mindestens zwei nebeneinander an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachte und elektrisch mit den Brennstoffelektroden verbundene Sauerstoffelektroden (4), denen als aktives Positivelektrodenmaterial wirkender Sau erstoff zugeführt wird,
einen an mindestens einer der Oberflächen des Trockenelek trolyts angeordneten und auf die Brennstoffelektroden und/oder die Sauerstoffelektroden aufgeschichteten Strom sammler (5, 6) und
ein auf den Stromsammler aufgeschichtetes Kühlelement (85) mit einem Kühlmitteldurchlaß (85a), in welchem ein Kühlmit tel fließt, wobei durch den Druck, der sich durch das in dem Kühlmitteldurchlaß fließende Kühlmittel ergibt, der Stromsammler gegen die Brennstoffelektroden und/oder Sauer stoffelektroden gedrückt wird.
einen blattförmigen Trockenelektrolyt (2) mit einander ge genüberliegenden Oberflächen, der Ionenleitfähigkeit hat, mindestens zwei nebeneinander an einer der Oberflächen des Trockenelektrolyts angebrachte Brennstoffelektroden (3), denen ein als aktives Negativelektrodenmaterial wirkender Brennstoffzugeführt wird,
mindestens zwei nebeneinander an der anderen Oberfläche des Trockenelektrolyts angebrachte und elektrisch mit den Brennstoffelektroden verbundene Sauerstoffelektroden (4), denen als aktives Positivelektrodenmaterial wirkender Sau erstoff zugeführt wird,
einen an mindestens einer der Oberflächen des Trockenelek trolyts angeordneten und auf die Brennstoffelektroden und/oder die Sauerstoffelektroden aufgeschichteten Strom sammler (5, 6) und
ein auf den Stromsammler aufgeschichtetes Kühlelement (85) mit einem Kühlmitteldurchlaß (85a), in welchem ein Kühlmit tel fließt, wobei durch den Druck, der sich durch das in dem Kühlmitteldurchlaß fließende Kühlmittel ergibt, der Stromsammler gegen die Brennstoffelektroden und/oder Sauer stoffelektroden gedrückt wird.
4. Brennstoffzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlelement (85) mehrere miteinander verbundene
Kunstharzblätter aufweist und der Kühlmitteldurchlaß (85a)
innerhalb der Kunstharzblätter ausgebildet ist.
5. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von Zellen (1).
6. Brennstoffzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der Zellen (1) zwischen einer anderen der Zellen
und einer weiteren der Zellen festgelegt ist, daß die Sau
erstoffelektroden (4) der einen Zelle den Sauerstoffelek
troden der anderen Zelle zugewandt sind und daß die Brenn
stoffelektroden (3) der einen Zelle den Brennstoffelektro
den der weiteren Zelle zugewandt sind.
7. Brennstoffzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen die Sauerstoffelektroden (4) der einen Zelle
(1) und die Sauerstoffelektroden der anderen Zelle ein er
stes Trennelement (8) eingefügt ist und zwischen die Brenn
stoffelektroden (3) der einen Zelle und die Brennstoffelek
troden der weiteren Zelle ein zweites Trennelement (8) ein
gefügt ist.
8. Brennstoffzelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Trennelement (8) einen darin ausgebildeten
Sauerstoffzufuhrkanal (82) enthält, und das zweite Trenn
element (8) einen darin ausgebildeten Brennstoffzufuhrkanal
(80) enthält.
9. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen auf die Brennstoffelektroden (3) und/oder die Sauer
stoffelektroden (4) aufgeschichteten Stromsammler (5, 6).
10. Brennstoffzelle nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von Zellen (1).
11. Brennstoffzelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß der Stromsammler Brennstoffelektroden-Stromsammel
platten (5), die mit den an der einen Oberfläche des Troc
kenelektrolyts (2) angebrachten Brennstoffelektroden (3) in
Kontakt gebracht sind, und Sauerstoffelektroden-Stromsam
melplatten (6) aufweist, die mit den an der anderen Ober
fläche des Trockenelektrolyts angebrachten Sauerstoffelek
troden (4) in Kontakt gebracht sind.
12. Brennstoffzelle nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von Leitern (60, 61, 62), welche elektrisch
die Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatten (6) und die
Brennstoffelektroden-Stromsammelplatten (5) in Reihe ver
binden, die an benachbarten Zellen angebracht sind.
13. Brennstoffzelle nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß jede der Brennstoffelektroden-Stromsam
melplatten (5) einander gegenüberliegende Oberflächen hat,
von denen die der Brennstoffelektrode (83) zugewandte Ober
fläche eine Vielzahl von Vorsprüngen (53) und eine Vielzahl
von zwischen den Vorsprüngen liegenden Nuten (52) hat, wo
durch dann, wenn die Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte
und die Brennstoffelektrode gegeneinander gepreßt werden,
die Vorsprünge in die Brennstoffelektrode eindringen, um
die Brennstoffelektroden-Stromsammelplatte mit der Brenn
stoffelektrode zu verbinden, wobei die Nuten mit einem
Brennstoffzufuhrkanal (80) in Verbindung stehen.
14. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß jede der Sauerstoffelektroden-
Stromsammelplatten (6) einander gegenüberliegende Oberflä
chen hat, von denen die der Sauerstoffelektrode (4) zuge
wandte Oberfläche eine Vielzahl von Vorsprüngen (63) und
eine Vielzahl von zwischen den Vorsprüngen liegenden Nuten
(62) hat, wodurch dann, wenn die Sauerstoffelektroden-
Stromsammelplatte und die Sauerstoffelektrode gegeneinander
gepreßt werden, die Vorsprüngen in die Sauerstoffelektrode
eindringen, um die Sauerstoffelektroden-Stromsammelplatte
mit der Sauerstoffelektrode zu verbinden, wobei die Nuten
mit einem Sauerstoffzufuhrkanal (82) in Verbindung stehen.
15. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 9 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß auf den an den Brennstoffelektro
den (3) und/oder den Sauerstoffelektroden (4) angebrachten
Stromsammler (5, 6) ein Trennelement (8) aufgeschichtet
ist.
16. Brennstoffzelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß das Trennelement (8) einander gegenüberliegende
Oberflächen, eine Befestigungsbohrung (85), die durch das
Trennelement in einer Zellenschichtungsrichtung hindurch
dringt, und ein Schraubelement (93) aufweist, das um die
axiale Mitte der Befestigungsbohrung drehbar in die Befe
stigungsbohrung eingesetzt ist,
daß die Befestigungsbohrung eine Bohrung (85a) größeren Durchmessers, die an einer der Oberflächen des Trennele ments offen ist, und eine koaxial zu der Bohrung größeren Durchmessers ausgebildete Bohrung (85b) kleineren Durchmes sers aufweist, die an der anderen Oberfläche des Trennele mentes offen ist und die einer Bohrung größeren Durchmes sers einer Befestigungsbohrung eines anderen benachbarten Trennelementes zugewandt ist, und
daß das Schraubelement einen in die Bohrung größeren Durch messers eingesetzten Teil (93a) größeren Durchmessers mit einer Gewindebohrung (93f) und einem für das Drehen mittels eines Werkzeugs an dem Außenumfang ausgebildeten Abschnitt (93ba) und einen in die Bohrung kleineren Durchmessers ein gesetzten Teil (93b) kleineren Durchmessers mit einem Außengewinde (93k) aufweist, welches lösbar in die Gewinde bohrung eines Schraubelementes eines anderen benachbarten Trennelementes eingeschraubt ist.
daß die Befestigungsbohrung eine Bohrung (85a) größeren Durchmessers, die an einer der Oberflächen des Trennele ments offen ist, und eine koaxial zu der Bohrung größeren Durchmessers ausgebildete Bohrung (85b) kleineren Durchmes sers aufweist, die an der anderen Oberfläche des Trennele mentes offen ist und die einer Bohrung größeren Durchmes sers einer Befestigungsbohrung eines anderen benachbarten Trennelementes zugewandt ist, und
daß das Schraubelement einen in die Bohrung größeren Durch messers eingesetzten Teil (93a) größeren Durchmessers mit einer Gewindebohrung (93f) und einem für das Drehen mittels eines Werkzeugs an dem Außenumfang ausgebildeten Abschnitt (93ba) und einen in die Bohrung kleineren Durchmessers ein gesetzten Teil (93b) kleineren Durchmessers mit einem Außengewinde (93k) aufweist, welches lösbar in die Gewinde bohrung eines Schraubelementes eines anderen benachbarten Trennelementes eingeschraubt ist.
17. Brennstoffzelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß der Teil (93a) größeren Durchmessers des Schraub
elementes (93) eine axiale Stirnfläche und eine in der
axialen Stirnfläche ausgebildete Eingriffausnehmung (93e)
aufweist, die ein Werkzeug aufnimmt, mit dem der Teil grö
ßeren Durchmessers des Schraubelementes um die axiale Mitte
der Befestigungsbohrung (85) drehbar ist.
18. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß der blattförmige Trockenelektro
lyt (2) durch einen Polymerfilm gebildet ist, welcher Was
serstoffionen durchläßt.
19. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß die Brennstoffelektroden (3) und
die Sauerstoffelektroden (4) Kohleelektroden sind.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19539959A1 (de) * | 1994-10-27 | 1996-05-02 | Aisin Seiki | Brennstoffzelle |
WO1998026464A2 (de) * | 1996-12-13 | 1998-06-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlsystem für eine brennstoffzellenbatterie |
US7670707B2 (en) | 2003-07-30 | 2010-03-02 | Altergy Systems, Inc. | Electrical contacts for fuel cells |
US7678488B2 (en) | 2000-08-18 | 2010-03-16 | Altergy Systems, Inc. | Integrated and modular BSP/MEA/manifold plates for fuel cells |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4443939C1 (de) * | 1994-12-09 | 1996-08-29 | Fraunhofer Ges Forschung | PEM-Brennstoffzelle mit strukturierten Platten |
DE19502391C1 (de) * | 1995-01-26 | 1996-05-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Membranelektrodeneinheit gebildet durch die Zusammenfassung von flächigen Einzelzellen und deren Verwendung |
US6054228A (en) | 1996-06-06 | 2000-04-25 | Lynntech, Inc. | Fuel cell system for low pressure operation |
US5945232A (en) * | 1998-04-03 | 1999-08-31 | Plug Power, L.L.C. | PEM-type fuel cell assembly having multiple parallel fuel cell sub-stacks employing shared fluid plate assemblies and shared membrane electrode assemblies |
US6127058A (en) * | 1998-10-30 | 2000-10-03 | Motorola, Inc. | Planar fuel cell |
WO2001045191A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | International Fuel Cells, Llc | Fuel cell having a hydrophilic substrate layer |
KR100446609B1 (ko) * | 2000-03-17 | 2004-09-04 | 삼성전자주식회사 | 수소이온교환막 고체 고분자 연료전지 및 직접 메탄올연료전지용 단전극 셀팩 |
US6468682B1 (en) | 2000-05-17 | 2002-10-22 | Avista Laboratories, Inc. | Ion exchange membrane fuel cell |
EP1241725B1 (de) * | 2001-03-16 | 2010-05-12 | Samsung SDI Co., Ltd. | Monopolarer Satz von Direkt-Methanol-Brennstoffzellen |
WO2003034515A2 (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-24 | Trustees Of Boston University | One-step consolidation process for manufacturing solid oxide fuel cells |
CN1303716C (zh) * | 2002-04-26 | 2007-03-07 | 上海神力科技有限公司 | 一种可实现输出电压数倍增加的燃料电池 |
US20040142227A1 (en) * | 2002-11-26 | 2004-07-22 | Kyocera Corporation | Fuel cell casing, fuel cell, and electronic apparatus |
US7550217B2 (en) * | 2003-06-09 | 2009-06-23 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Stack supported solid oxide fuel cell |
JP4583005B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2010-11-17 | 京セラ株式会社 | 燃料電池用容器および燃料電池 |
US7816055B2 (en) | 2004-03-16 | 2010-10-19 | The Regents Of The University Of California | Compact fuel cell |
JP2006093119A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-04-06 | Hitachi Ltd | 燃料電池、及びその燃料電池を搭載した情報端末 |
CN100359736C (zh) * | 2005-02-21 | 2008-01-02 | 英属盖曼群岛商胜光科技股份有限公司 | 燃料电池单元的形成串/并联方法 |
KR101154217B1 (ko) * | 2006-01-09 | 2012-06-18 | 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 | 다공성 전극들을 갖는 연료 전지 부품 |
AU2007234833B2 (en) * | 2006-04-05 | 2010-03-25 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | A SOFC stack having a high temperature bonded ceramic interconnect and method for making same |
JP4735977B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2011-07-27 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
US20160336606A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-11-17 | Intelligent Energy Limited | Fuel cells and methods with reduced complexity |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0395975A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-11-07 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Brennstoffzellenanordnung |
EP0406523A1 (de) * | 1989-07-07 | 1991-01-09 | Osaka Gas Co., Ltd. | Brennstoffzelle |
DE4314745C1 (de) * | 1993-05-04 | 1994-12-08 | Fraunhofer Ges Forschung | Brennstoffzelle |
DE4329819A1 (de) * | 1993-07-28 | 1995-02-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Streifenmembran |
US5419980A (en) * | 1992-06-18 | 1995-05-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack and method of pressing together the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0237669A (ja) * | 1988-04-21 | 1990-02-07 | Tonen Corp | 固体電解質型燃料電池 |
US4824742A (en) * | 1988-04-21 | 1989-04-25 | The United States Department Of Energy | Manifold, bus support and coupling arrangement for solid oxide fuel cells |
IT1270878B (it) * | 1993-04-30 | 1997-05-13 | Permelec Spa Nora | Migliorata cella elettrochimica utilizzante membrane a scambio ionico e piatti bipolari metallici |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP6147488A patent/JPH0817451A/ja active Pending
-
1995
- 1995-06-21 US US08/493,171 patent/US5686197A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-27 DE DE19523317A patent/DE19523317C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0395975A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-11-07 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Brennstoffzellenanordnung |
EP0406523A1 (de) * | 1989-07-07 | 1991-01-09 | Osaka Gas Co., Ltd. | Brennstoffzelle |
US5419980A (en) * | 1992-06-18 | 1995-05-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack and method of pressing together the same |
DE4314745C1 (de) * | 1993-05-04 | 1994-12-08 | Fraunhofer Ges Forschung | Brennstoffzelle |
DE4329819A1 (de) * | 1993-07-28 | 1995-02-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Streifenmembran |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19539959A1 (de) * | 1994-10-27 | 1996-05-02 | Aisin Seiki | Brennstoffzelle |
US5824428A (en) * | 1994-10-27 | 1998-10-20 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
DE19539959C2 (de) * | 1994-10-27 | 2000-03-02 | Aisin Seiki | Brennstoffzellenanordnung |
WO1998026464A2 (de) * | 1996-12-13 | 1998-06-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlsystem für eine brennstoffzellenbatterie |
WO1998026464A3 (de) * | 1996-12-13 | 1998-10-29 | Siemens Ag | Kühlsystem für eine brennstoffzellenbatterie |
US6306533B1 (en) | 1996-12-13 | 2001-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling system for a fuel cell battery |
US7678488B2 (en) | 2000-08-18 | 2010-03-16 | Altergy Systems, Inc. | Integrated and modular BSP/MEA/manifold plates for fuel cells |
US7670707B2 (en) | 2003-07-30 | 2010-03-02 | Altergy Systems, Inc. | Electrical contacts for fuel cells |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5686197A (en) | 1997-11-11 |
JPH0817451A (ja) | 1996-01-19 |
DE19523317C2 (de) | 2003-01-30 |
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