DE19801117C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Qualität eines eine Membran umfassenden flächigen Elements - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Qualität eines eine Membran umfassenden flächigen Elements

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Qualität eines eine Membran umfassenden flächigen Elements.
Ein derartiges flächiges Element kann z. B. eine Membran selbst oder aber eine Einheit sein, die neben einer Membran weitere Elemente aufweist. Ein Beispiel für eine solche Einheit ist eine Membran-Elektroden-Einheit (MEE), wie sie bei Brennstoffzellen eingesetzt wird. Eine solche MEE besteht aus einer ionenleitfähigen Membran, die auf einer Seite mit einer katalytisch akti­ ven Anode und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer katalytisch aktiven Kathode versehen ist. Bei Niedertemperatur-Brennstoffzellen kommen Polymer-Elektrolyt-Membranen zum Ein­ satz, bei denen an der Anode aus einem Brenngas Protonen abgespaltet werden, die durch die Membran hindurch zur Kathode gelangen und dort unter Aufnahme von Elektronen mit dem Oxydationsgas reagieren. Bei Hochtemperatur-Brennstoffzellen werden keramische Oxydmem­ branen eingesetzt, die aus Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid bestehen und O2--Leiter sind. Aus der DE-PS 42 41 150 sind Verfahren bekannt, nach denen Membran-Elektroden-Einheiten her­ gestellt werden können.
Es ist wirtschaftlich günstig, eine Membran umfassende flächige Elemente in Form großflächi­ gen Ausgangsmaterials zu produzieren, aus dem dann Einzelelemente in den für den jeweiligen konkreten Einsatz notwendigen Größen hergestellt werden können.
Gesonderte Verfahren zur Prüfung der Qualität insbesondere großflächiger Elemente sind derzeit nicht bekannt. Die Funktionsfähigkeit wird in der Regel dann überprüft, wenn das flächige Ele­ ment in der passenden Größe an seinem Bestimmungsort, beispielsweise in der Brennstoffzelle, eingebaut ist. Dies hat den Nachteil, daß fehlerhafte flächige Elemente zeitaufwendig ersetzt werden müssen. Zudem werden systematische Fehler bei der Produktion erst spät erkannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Qualitätsprüfung auf eine Teilfläche des flächigen Elements begrenzt wird, indem ein für den Einsatz des flächigen Elements vorgesehener Einsatzstoff über eine Einsatzstoffaustrittsöffnung eines Gehäuses einer Seite des flächigen Elements zugeführt wird, wobei die durch die Einsatzstoffaustrittsöffnung umrahmte Fläche der zu prüfenden Teilfläche entspricht.
Hierdurch wird die Qualitätsprüfung an großflächigen Elementen ermöglicht. Die Prüfung kann stichpunktweise erfolgen, indem das Gehäuse auf einzelne Teilflächen des flächigen Elements aufgesetzt wird. Die Prüfung kann aber auch flächendeckend durchgeführt werden, indem ein die gesamte Fläche überdeckendes Raster von Teilflächen vorgegeben wird. Das Verfahren ist äu­ ßerst einfach und damit auch kostengünstig durchführbar, indem das Gehäuse auf das flächige Element aufgesetzt und mit dem Einsatzstoff beaufschlagt wird. Abhängig von der Funktion des flächigen Elements ist dann dessen Wirksamkeit mittels geeigneter Maßnahmen festzustellen. Für die Qualitätsüberprüfung braucht der Übergang zwischen Gehäuse und flächigem Element in der Regel nicht in besonderer Weise abgedichtet zu werden. Beim Einsatz gefährlicher und/oder flüssiger Einsatzstoffe kann selbstverständlich eine Abdichtung, beispielsweise durch eine Umrandung der Einsatzstoffaustrittsöffnung mittels eines nachgiebigen Materials, erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auch so ausgeführt werden, daß die Quali­ tätsprüfung während der Produktion des flächigen Elements erfolgt.
Daraus folgt unmittelbar, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch so ausgeführt werden kann, daß die Ergebnisse der Qualitätssprüfung zur Steuerung von Produktionsparametern eingesetzt werden. Auf diese Weise können Fehler bei der Produktion des flächigen Elements schnell er­ kannt und die Produktionsparameter zur Verbesserung des Produkts angepaßt werden.
Des weiteren kann es vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße Verfahren so auszuführen, daß das flächige Element während der Qualitätsprüfung relativ zum Gehäuse bewegt wird. Dies ist ins­ besondere dann vorteilhaft, wenn das flächige Element in Form von Bandmaterial hergestellt wird. Dann kann das flächige Element an dem Gehäuse vorbeilaufen, so daß mit dem Gehäuse ein durchgehender Streifen des Bandmaterials kontrolliert wird und das Gehäuse hierfür nicht bewegt werden muß.
Umfaßt das flächige Element eine stoffdurchlässige Membran, kann das erfindungsgemäße Ver­ fahren auch so ausgeführt werden, daß die Permeabilität der Membran für den Einsatzstoff ge­ prüft wird, wobei auf der anderen Seite des flächigen Elements die im Bereich der Teilfläche pro Zeiteinheit durch die Membran hindurchtretende Menge des Einsatzstoffes festgestellt wird.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße Verfahren so auszuführen, daß das flächige Element eine für den Einsatz in Brennstoffzellen geeignete, auf beiden Seiten der Membran Elektrodenelemente aufweisende Membran-Elektroden-Einheit (MEE) ist, der Einsatzstoff ein dem Gehäuse mit einem bestimmten Partialdruck zugeführtes Brenngas ist, die andere Seite der MEE mit Oxydationsgas eines bestimmten Partialdruckes versorgt wird und eine zwischen den Elektrodenelementen der beiden Seiten der MEE erzeugte elektrische Spannung und/oder ein zwischen den Elektrodenelementen fließender elektrischer Strom gemessen wird.
Bei einer Brennstoffzelle, die mit Wasser- und Sauerstoff betrieben wird, kann als Oxydations­ gas Luftsauerstoff verwendet werden. D. h. es genügt, allein das Brenngas über ein Gehäuse ge­ zielt zuzuführen, während auf der anderen Seite der MEE die Oxydationsgasversorgung durch die umgebende Atmosphäre gewährleistet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch so ausgeführt werden, daß der anderen Seite der MEE der Einsatzstoffaustrittsöffnung gegenüber über eine Oxydationsgasaustrittsöffnung eines Oxydationsgasgehäuses Oxydationsgas zugeführt wird, wobei die Oxydationsgasaus­ trittsöffnung in ihren Abmessungen der Einsatzstoffaustrittsöffnung entspricht. Auf diese Weise kann der Partialdruck des Oxydationsgases wirkungsvoll kontrolliert und gegebenenfalls gezielt variiert werden.
Die vorgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, umfassend ein Gehäuse mit einer ebenen Einsatzstoffaustrittsöffnung und einer Einsatzstoffeintrittsöffnung, eine Einsatzstoff quelle und eine die Einsatzstoffquelle mit der Einsatzstoffeintrittsöffnung verbindende Einsatz­ stoffleitung.
Es kann vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß bei einem gas­ förmigen Einsatzstoff Mittel zur Regelung und Mittel zur Bestimmung des im Gehäuse vorlie­ genden Einsatzstoffpartialdruckes vorgesehen sind.
Bei einem flächigen Element mit stoffdurchlässiger Membran kann die erfindungsgemäße Vor­ richtung so ausgebildet sein, daß zur Prüfung der Permeabilität der Membran für den Einsatz­ stoff Mittel zur Feststellung der pro Zeiteinheit durch die Membran hindurchtretenden Menge des Einsatzstoffes vorgesehen sind.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß zur Prüfung einer für den Einsatz in Brennstoffzellen geeigneten, auf beiden Seiten der Membran Elektrodenelemente aufweisenden Membran-Elektroden-Einheit (MEE) mindestens ein Anodenkontaktelement und mindestens ein Kathodenkontaktelement zur elektrischen Kontaktierung mit den Elektrodenelementen und Mittel zur Bestimmung einer zwischen den Elektrodenelementen der beiden Seiten anliegenden Spannung und/oder eines zwischen den Elektrodenelementen fließenden Stromes vorgesehen sind.
Sind die Elektrodenelemente auf beiden Seiten der MEE flächig, so reichen für den Spannungs­ abgriff einfache drahtförmige Elemente, die federnd auf der MEE aufliegen.
Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, daß das im Gehäuse befindliche Anodenkontaktelement als trommelförmiger Hohlkörper ausgebildet und drehbar gelagert ist, der Hohlkörper zumindest auf seinem zur Kontaktierung mit der MEE vorgesehenen Umfang durchlässig für Brenngas ist und das für die Zuführung von Brenngas dienende Gehäuse innerhalb des trommelförmigen Hohlkörpers angeordnet ist. Ein trommelförmiges Anodenkontaktelement ist insbesondere dann geeignet, wenn die Elektrodenelemente punktuell auf der Membran aufgetragen sind und daher das Anodenkontaktelement eine ausgedehnte Kontaktfläche aufweisen muß, um ständigen elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Die Drehbarkeit der Hohltrommel ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die MEE während der Qualitätsprüfung relativ zum Gehäuse bewegt wird. Hierdurch ist die zwischen dem Anodenkontaktelement und der MEE auftretende Reibung äußerst gering gehalten. Der Hohlkörper kann beispielsweise aus einem porösen Graphitmaterial oder aus einem Kohlefilz bestehen. Der Brenngasstrom kann durch die Trommel hindurchgeführt werden.
Eine sichere Aussage über die Qualität ist nur für die Stellen der MEE möglich, an denen sie mit Brenngas beaufschlagt wird. Die örtliche Verteilung der Durchlässigkeit des Hohlkörpers für Brenngas beeinflußt somit, welche Teilfläche(n) der MEE geprüft wird (werden). Ist der Hohlkörper auf seinem zur Kontaktierung mit der MEE vorgesehenen Umfang von konstanter Porosität, so werden auch die von dem Hohlkörper kontaktierten Flächen der MEE mit Brenngas beaufschlagt und somit geprüft. Ist der Hohlkörper nur stellenweise durchlässig, z. B. weil er einen durchgehenden Schlitz oder anders geformte Öffnungen aufweist, kann die prüfbare Teilfläche durch die Begrenzung dieser Öffnungen vorgegeben werden, wenn das Brenngas allein über das im Hohlkörperinnere befindliche Gehäuse zugeführt wird.
Des weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch so ausgebildet sein, daß das Anodenkontaktelement als trommelförmiger Hohlkörper ausgebildet und drehbar gelagert ist, der Hohlkörper zumindest auf seinem zur Kontaktierung mit der MEE vorgesehenen Umfang durchlässig für Brenngas ist und das Anodenkontaktelement innerhalb des für die Zuführung von Brenngas dienenden Gehäuses angeordnet ist. Auch in diesem Fall kann das Brenngas, beispielsweise über Austrittsöffnungen an der Drehachse des Hohlkörpers durch das Hohlkörperinnere zugeführt werden.
Schließlich geben die Unteransprüche 14-16 weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung wieder.
Im folgenden werden anhand von Figuren vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens sowie vorteilhafte Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar­ gestellt.
In schematischer Seitenansicht zeigt
Fig. 1: ein auf eine MEE aufgesetztes Brenngasgehäuse und zwei Kontaktelemente,
Fig. 2: einen Teil der Anordnung gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3: ein auf die MEE aufgesetztes rundes Brenngasgehäuse mit einem trommelförmigen Anodenkontaktelement und einem drahtförmigen Kathodenkontaktelement,
Fig. 4: einen Ausschnitt aus der Anordnung gemäß Fig. 3 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 5: einen Ausschnitt einer Anordnung mit einem Brenngasgehäuse sowie einem Oxydationsgasgehäuse, jeweils mit trommelförmigem Kontaktelement aufgesetzt auf die MEE,
Fig. 6: eine Anordnung mit einem auf die MEE aufgesetzten trommelförmigen Anodenkontaktelement und einem im Inneren des Anodenkontaktelements befindlichen Brenngasgehäuse und
Fig. 7: einen Ausschnitt aus einer Anordnung mit zwei trommelförmigen Kontaktelementen und darin befindlichem Brenngasgehäuse bzw. Oxydationsgasgehäuse.
Fig. 1 zeigt eine Membran-Elektroden-Einheit (MEE) 1, bestehend aus einer protonendurchläs­ sigen Membran 2, beidseitig besetzt mit Elektrodenelementen, die auf der oberen Seite die An­ ode 3 und auf der anderen Seite die Kathode 4 bilden. Oberhalb der MEE 1 befindet sich ein Brenngasgehäuse 5 mit einer Brenngaseintrittsöffnung 6, durch die über eine hier nicht darge­ stellte Zuleitung ein gepunktet dargestelltes Brenngas 7 eingeleitet werden kann.
Fig. 2 zeigt die Anordnung aus Fig. 1 ausschnittsweise vergrößert. Es ist erkennbar, daß die Brenngasaustrittsöffnung 8 nicht unmittelbar auf der MEE 1 aufliegt und somit das Brenngasge­ häuse 5 nicht gegen die umgebende Atmosphäre abgedichtet ist. Abdichtungsmaßnahmen sind so lange nicht notwendig, wie die Brenngaskonzentration in der umgebenden Atmosphäre inner­ halb unkritischer Werte liegt. In den Anordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 wird als Oxydations­ gas der atmosphärische Luftsauerstoff genutzt. Die durch die Reaktion von Brenngas 7 und Oxydationsgas erzeugte und zwischen Anode 3 und Kathode 4 anliegende Spannung wird mit­ tels eines drahtförmigen Anodenkontaktelements 9 und eines ebenfalls drahtförmigen Kathoden­ kontaktelements 10 abgegriffen. Von den Kontaktelementen 9 und 10 führen nicht dargestellte elektrische Leitungen zu einer ebenfalls nicht dargestellten Spannungsmeßeinheit.
In Fig. 3 befindet sich oberhalb der MEE 1 ein rundes Brenngasgehäuse 5a, innerhalb dessen ein trommelförmiges Anodenkontaktelement 9a angeordnet ist. Die Kathode 4 wird weiterhin vom drahtförmigen Kathodenkontaktelement 10 berührt.
In der vergrößerten Darstellung in Fig. 4 ist erkennbar, daß das trommelförmige Anodenkontakt­ element 9a auf der Anode 3 aufliegt. Das Anodenkontaktelement 9a ist drehbar gelagert, so daß bei einer Relativbewegung zwischen MEE 1 und dem Brenngasgehäuse 5a der elektrische Kon­ takt zwischen dem Anodenkontaktelement 9a und der Anode 3 bei niedrigen Reibungskräften aufrechterhalten wird. Das trommelförmige Anodenkontaktelement 9a ist für das Brenngas 7 durchlässig. Das Brenngas 7 kann daher beispielsweise über das Innere der Drehachse des An­ odenkontaktelements 9a in das Anodenkontaktelement 9a hineingegeben werden.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der auch das hier gepunktet dargestellte Oxydationsgas 11 über ein zylinderförmiges Oxydationsgasgehäuse 12 zugeführt wird. Das Kathodenkontaktelement 10a ist hier analog zum Anodenkontaktelement 9 trommelförmig und drehbar ausgebildet und für das Oxydationsgas 11 durchlässig.
Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der sich ein Brenngasgehäuse 5b innerhalb eines trommelförmigen Anodenkontaktelements 9b befindet. In der Anordnung gemäß Fig. 7 wird zusätzlich das Oxydationsgas 11 über ein im Kathodenkontaktelement 10b befindliches Oxydationsgasgehäuse 12b zugeführt.
Bezugszeichenliste
1
Membran-Elektroden-Einheit
2
Membran
3
Anode
4
Kathode
5
,
5
a,
5
bBrenngasgehäuse
6
Brenngaseintrittsöffnung
7
Brenngas
8
Brenngasaustrittsöffnung
9
,
9
a,
9
bAnodenkontaktelement
10
,
10
a,
10
bKathodenkontaktelement
11
Oxydationsgas
12
,
12
bOxydationsgasgehäuse

Claims (16)

1. Verfahren zur Prüfung der Qualität eines eine Membran umfassenden flächigen Elements (1), bei dem die Qualitätsprüfung auf eine Teilfläche des flächigen Elements (1) be­ grenzt wird, indem ein für den Einsatz des flächigen Elements (1) vorgesehener Einsatzstoff über eine Einsatzstoffaustrittsöffnung (8) eines Gehäuses (5, 5a, 5b) einer Seite des flächigen Elements (1) zugeführt wird, wobei die durch die Einsatzstoffaustrittsöffnung (8) umrahmte Fläche der zu prüfenden Teilfläche entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Qualitätsprüfung während der Produktion des flächigen Elements (1) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse der Qualitätsprüfung zur Steuerung von Produktionsparametern eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Element (1) während der Qualitätsprüfung relativ zum Gehäuse (5, 5a, 5b) bewegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeabilität der Membran (2) für den Einsatzstoff geprüft wird, wobei auf der anderen Seite des flächigen Elements (1) die im Bereich der Teilfläche pro Zeiteinheit durch die Membran (2) hindurchtretende Menge des Einsatzstoffes festgestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das flächige Element (1) eine für den Einsatz in Brennstoffzellen geeignete, auf beiden Sei­ ten der Membran (2) Elektrodenelemente (3, 4) aufweisende Membran-Elektroden-Einheit (MEE) ist,
  • b) der Einsatzstoff ein dem Gehäuse (5, 5a, 5b) mit einem bestimmten Partialdruck zugeführtes Brenngas (7) ist,
  • c) die andere Seite der MEE mit Oxydationsgas (11) eines bestimmten Partialdruckes versorgt wird und
  • d) eine zwischen den Elektrodenelementen (3, 4) der beiden Seiten der MEE erzeugte elektri­ sche Spannung und/oder ein zwischen den Elektrodenelementen (3, 4) fließender elektrischer Strom gemessen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der anderen Seite der MEE der Einsatzstoffaustrittsöffnung (8) gegenüber über eine Oxydationsgasaustrittsöffnung eines Oxydationsgasgehäuses (12, 12b) Oxydationsgas (11) zugeführt wird, wobei die Oxydati­ onsgasaustrittsöffnung in ihren Abmessungen der Einsatzstoffaustrittsöffnung (8) entspricht.
8. Vorrichtung zur Prüfung der Qualität eines eine Membran umfassenden flächigen Elements, umfassend
  • a) ein Gehäuse (5, 5a, 5b) mit einer ebenen Einsatzstoffaustrittsöffnung (8) und einer Einsatz­ stoffeintrittsöffnung (6),
  • b) eine Einsatzstoffquelle und
  • c) eine die Einsatzstoffquelle mit der Einsatzstoffeintrittsöffnung verbindende Einsatzstofflei­ tung.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gasförmi­ gen Einsatzstoff Mittel zur Regelung und Mittel zur Bestimmung des im Gehäuse (5, 5a, 5b) vor­ liegenden Einsatzstoffpartialdruckes vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung der Permeabilität der Membran (2) für den Einsatzstoff Mittel zur Feststellung der pro Zeitein­ heit durch die Membran (2) hindurchtretenden Menge des Einsatzstoffes vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung einer für den Einsatz in Brennstoffzellen geeigneten, auf beiden Seiten der Membran (2) Elektrodenele­ mente (3, 4) aufweisenden Membran-Elektroden-Einheit (MEE)
  • a) mindestens ein Anodenkontaktelement (9, 9a, 9b) und mindestens ein Kathodenkontaktele­ ment (10, 10a, 10b) zur elektrischen Kontaktierung mit den Elektrodenelementen (3, 4), und
  • b) Mittel zur Bestimmung einer zwischen den Elektrodenelementen (3, 4) der beiden Seiten an­ liegenden Spannung und/oder eines zwischen den Elektrodenelementen (3, 4) fließenden Stromes
vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Anodenkontaktelement (9, 9a, 9b) als trommelförmiger Hohlkörper ausgebildet und dreh­ bar gelagert ist,
  • b) der Hohlkörper zumindest auf seinem zur Kontaktierung mit der MEE vorgesehenen Umfang durchlässig für Brenngas (7) ist und
  • c) das für die Zuführung von Brenngas (7) dienende Gehäuse (5, 5a, 5b) innerhalb des trommel­ förmigen Hohlkörpers angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Anodenkontaktelement (9, 9a, 9b) als trommelförmiger Hohlkörper ausgebildet und dreh­ bar gelagert ist,
  • b) der Hohlkörper zumindest auf seinem zur Kontaktierung mit der MEE vorgesehenen Umfang durchlässig für Brenngas (7) ist und
  • c) das Anodenkontaktelement (9, 9a, 9b) innerhalb des für die Zuführung von Brenngas (7) die­ nenden Gehäuses (5, 5a, 5b) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
  • a) ein Oxydationsgasgehäuse (12, 12b) mit einer ebenen Oxydationsgasaustrittsöffnung und einer Oxydationsgaseintrittsöffnung,
  • b) eine Oxydationsgasquelle,
  • c) eine die Oxydationsgasquelle mit der Oxydationsgaseintrittsöffnung verbindende Oxydati­ onsgasleitung und
  • d) Mittel zur Regelung und Mittel zur Bestimmung des Oxydationsgaspartialdruckes im Oxy­ dationsgasgehäuse (12, 12b)
vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Kathodenkontaktelement (10, 10a, 10b) als trommelförmiger Hohlkörper ausgebildet und drehbar gelagert ist,
  • b) der Hohlkörper zumindest auf seinem zur Kontaktierung mit der MEE vorgesehenen Umfang durchlässig für das Oxydationsgas (11) ist und
  • c) das Oxydationsgasgehäuse (12, 12b) innerhalb des trommelförmigen Hohlkörpers angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Kathodenkontaktelement (10, 10a, 10b) als trommelförmiger Hohlkörper ausgebildet und drehbar gelagert ist,
  • b) der Hohlkörper zumindest auf seinem zur Kontaktierung mit der MEE vorgesehenen Umfang durchlässig für das Oxydationsgas (11) ist und
  • c) das Kathodenkontaktelement (10, 10a, 10b) innerhalb des Oxydationsgasgehäuses (12, 12b) angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10253141A1 (de) * 2001-11-15 2003-08-07 Toyota Motor Co Ltd Brennstoffzelle und Verfahren zum Zusammenbauen derselben
WO2004008566A2 (de) 2002-07-11 2004-01-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung und zur prüfung einer elektroden-membran-einheit

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020142931A1 (en) * 2000-07-19 2002-10-03 The Procter & Gamble Company Gel form automatic dishwashing compositions, methods of preparation and use thereof
JP4707933B2 (ja) * 2000-11-27 2011-06-22 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 食器洗浄方法
US7125828B2 (en) 2000-11-27 2006-10-24 The Procter & Gamble Company Detergent products, methods and manufacture
US6889147B2 (en) * 2002-09-17 2005-05-03 Hydrogenics Corporation System, computer program product and method for controlling a fuel cell testing device
JP2006523918A (ja) * 2003-04-17 2006-10-19 ハイドロジェニクス コーポレイション 燃料電池試験システムのための警報リカバリシステム及び方法
US20040229954A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-18 Macdougall Diane Elaine Selective manipulation of triglyceride, HDL and LDL parameters with 6-(5-carboxy-5-methyl-hexyloxy)-2,2-dimethylhexanoic acid monocalcium salt
WO2005028713A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-31 Hydrogenics Corporation Electrolyzer cell stack system
US20050263393A1 (en) * 2004-04-30 2005-12-01 Franklin Fuel Cells, Inc. System and method of performing electrochemical tests of solid oxide fuel cells
US7736802B1 (en) 2004-11-12 2010-06-15 Greatbatch Ltd. Electrochemical cell current collector comprising solid area for coated film measurements

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4241150C1 (de) * 1992-12-07 1994-06-01 Fraunhofer Ges Forschung Elektrodenmembran-Verbund, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5118398A (en) * 1989-12-05 1992-06-02 United Technologies Corporation Method and an apparatus for detecting ionizable substance
US5361625A (en) * 1993-04-29 1994-11-08 Ylvisaker Jon A Method and device for the measurement of barrier properties of films against gases
US5591636A (en) * 1993-10-18 1997-01-07 Precision Instrument Design Membrane holder
US5599688A (en) * 1993-10-18 1997-02-04 Precision Instrument Design Device and method for circulating fluid over a membrane
US5763765A (en) * 1996-09-25 1998-06-09 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for detecting and locating perforations in membranes employed in electrochemical cells
US5916705A (en) * 1997-08-04 1999-06-29 Lockhead Martin Tactical Defense Systems, Inc. Fuel cell cathode testing device and method for using the same
US6009743A (en) * 1998-08-24 2000-01-04 Mocon, Inc. Apparatus and method for online or offline measurement of vapor transmission through sheet materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4241150C1 (de) * 1992-12-07 1994-06-01 Fraunhofer Ges Forschung Elektrodenmembran-Verbund, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10253141A1 (de) * 2001-11-15 2003-08-07 Toyota Motor Co Ltd Brennstoffzelle und Verfahren zum Zusammenbauen derselben
DE10253141B4 (de) * 2001-11-15 2009-01-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Brennstoffzellenstapel und Verfahren zu dessen Zusammenbau
US7582377B2 (en) 2001-11-15 2009-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell and method of assembling the same
WO2004008566A2 (de) 2002-07-11 2004-01-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung und zur prüfung einer elektroden-membran-einheit
DE10232130A1 (de) * 2002-07-11 2004-02-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung einer Elektroden-Membran-Einheit
WO2004008566A3 (de) * 2002-07-11 2004-12-16 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Vorrichtung und zur prüfung einer elektroden-membran-einheit
DE10232130B4 (de) * 2002-07-11 2006-12-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung einer Elektroden-Membran-Einheit

Also Published As

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CA2258402A1 (en) 1999-07-15
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IT1310519B1 (it) 2002-02-18

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