DE19819324A1 - Verfahren zur Benetzung wenigstens einer der Oberflächen eines Elektrolyten in einer Brennstoffzelle - Google Patents

Verfahren zur Benetzung wenigstens einer der Oberflächen eines Elektrolyten in einer Brennstoffzelle

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle (1) mit zwei porösen Elektroden (2, 3) verschiedener Polarität, wobei zwischen den elektrolytseitigen Oberflächen (5) der Elektroden (2, 3) ein Elektrolyt (6) mit einer brenngasseitigen Oberfläche (7) und einer reaktionsgasseitigen Oberfläche (8) angeordnet ist, und ein Verfahren zur Befeuchtung wenigstens einer der Oberflächen (7, 8) eines Elektrolyten in einer solchen Brennstoffzelle (1). DOLLAR A Dazu ist die Brennstoffzelle (1) benachbart zu wenigstens einem Kanalkörper (9) angeordnet, welcher eine semipermeable Membran (10) aufweist, durch die ein im Kanalkörper (9) geführtes Fluid zum Elektrolyten hindurchtreten kann und wenigstens eine der Oberflächen (7, 8) des Elektrolyten (6) wenigstens teilweise mit einer Wasserschicht versieht, wodurch die am Elektrolyten (6) ablaufenden Reaktionen gefördert werden. DOLLAR A Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Dosierbarkeit über eine Einstellung des Druckes beziehungsweise über die Konzentration des Wassers im Fluid, insbesondere wenn das Fluid zusätzlich ein Trägermedium enthält, möglich ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Benetzung wenigstens einer Oberfläche eines Elektrolyten, der insbesondere eine protonenleitende Elektrolytmembrane ist, in einer Brennstoffzelle, insbesondere einer Nieder­ temperatur-Brennstoffzelle sowie auf eine Brennstoffzelle.
Ebenso wie in anderen galvanischen Elementen wird in Brennstoffzellen die, beispielsweise bei der chemischen Verbindung von Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff (O2) freiwerdende Bindungsenergie in elektrische Energie und Wärme umgewandelt. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Niedertempe­ ratur-Brennstoffzellen (bis ca. 200°C) und Hochtemperatur-Brennstoffzellen (etwa 600 bis 1100°C). Dazwischen liegen die sogenannten schmelzkarbonate MCFC-Brennstoffzellen (Molten Carbonate Fuel Cell) mit einer Arbeitstempe­ ratur von etwa 200 bis 600°C und mit einem in einer Matrix angeordneten Flüssigelektrolyten.
Hochtemperaturbrennstoffzellen, wie oxidkeramische Brennstoffzellen (SOFC; Solid Oxide Fuel Cell), enthalten beispielsweise einen Festelektrolyten aus Zirkondioxid der bei einer Arbeitstemperatur von 850 bis 1050°C ionenlei­ tend ist. Sie werden überwiegend in stationären Anlagen für die dezentrale Energieversorgung betrieben.
Niedertemperatur-Brennstoffzellen könnten in Verbindung mit einem Elek­ tromotor eine Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren, insbeson­ dere in Fahrzeugen und Bahnsystemen, darstellen.
Bei bekannten Elektro-Fahrzeugen wird die elektrische Energie zunächst in einem Kraftwerk erzeugt und dann an Bord in einer Batterie zwischengespei­ chert. Hohe Kosten, großes Gewicht, begrenzte Haltbarkeit und lange Aufla­ dezeiten dieser Batterien sind Probleme, die bisher nicht zufriedenstellend gelöst werden konnten.
Besonders vielversprechend scheinen deshalb Konzepte, die ohne Zwischen­ speicherung auskommen, den Strom also an Bord und je nach Bedarf erzeugen; insbesondere das Konzept der Brennstoffzellen mit einem protonen­ leitenden Membranelektrolyten, sogenannten Proton-Exchange-Membrane-Fuel- Cells (PEM-Brennstoffzellen). Der gasförmige Kraftstoff, insbesondere Was­ serstoffgas und Sauerstoffgas, muß nicht verbrannt werden, sondern wird in einer sogenannten kalten Reaktion direkt in elektrische Energie und Wasser­ dampf umgewandelt. Der Elektrolyt in der PEM-Brennstoffzelle trennt die beiden Gase voneinander und verhindert eine sogenannte heiße Reaktion. Ein elektrochemischer Vorgang am Elektrolyten läßt nur Protonen, also positiv geladene Wasserstoff-Ionen (H+), passieren. Die Elektronen der Wasserstoff- Atome werden beim Durchgang abgeschieden und bleiben zurück, die Was­ serstoff-Ionen reagieren mit den Sauerstoffteilchen auf der anderen Seite. Durch Elektronenüberschuß auf der Wasserstoffseite und Elektronenmangel auf der Sauerstoffseite des Elektrolyts liegt an den benachbarten Elektroden eine Potentialdifferenz an, so daß bei einer elektrischen Verbindung der Elektroden über einen äußeren Stromkreis, in dem ein Verbraucher geschaltet ist, ein elektrischer Strom von der Anode zu der Kathode fließt. Neben der elektrischen Energie entsteht Wärme sowie Wasser als Reaktionsprodukt.
Bei den Niedertemperatur-Brennstoffzellen, insbesondere den PEM-Brennstoff­ zellen, sind zur Förderung der Reaktion und Erzielung guter Wirkungsgrade die Oberflächen des Elektrolyts und/oder die elektrolytseitigen Oberflächen der benachbarten Elektroden feucht zu halten. Dazu ist beispielsweise aus der DE 43 18 818 C2 bekannt, die Brennstoffzelle mit einem befeuchteten Gas zu betreiben, welches jedoch zuvor relativ aufwendig verdichtet werden muß um anschließend mit einem Fluid, insbesondere mit Wasser, mischbar zu sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Benetzung wenigstens einer der Oberflächen eines Elektrolyten anzugeben, durch wel­ ches eine ausreichende Benetzung des Elektrolyten gewährleistet werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Brennstoffzelle anzugeben, bei der der apparative Aufwand zur Benetzung wenigstens einer Oberfläche eines Elektrolyten relativ gering ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Benetzung wenigstens einer der Oberflächen eines Elektrolyten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise durch eine Brennstoffzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestal­ tungen des Verfahrens sowie der Brennstoffzelle sind Gegenstand der ab­ hängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Benetzung wenigstens einer Oberfläche eines Elektrolyten, der insbesondere eine protonenleitende Elektrolytmembrane ist, in einer Brennstoffzelle, zeichnet sich dadurch aus, daß in wenigstens einem Kanalkörper ein Benetzungsmittel enthaltendes Fluid bereitgestellt wird. Wenigstens ein Teil des Benetzungsmittels kann durch wenigstens eine semipermeable Membran des Kanalkörpers zum Elektrolyten hindurchtreten.
Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens wird eine sichere und zuverlässige Benetzung wenigstens einer Oberfläche des Elektrolyten erreicht.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Benetzungsmittel um Wasser.
Wenigstens eine der Oberflächen des Elektrolyten wird wenigstens teilweise durch ein im Kanalkörper geführtes Benetzungsmittel, insbesondere mit einer Wasserschicht versehen. Durch eine solche Zuführung von Wasser kann in vorteilhafter Weise wenigstens eine der Oberflächen eines Elektrolyten dau­ erhaft und kontinuierlich mit einer Wasserschicht versehen werden, wobei durch die Wasserschicht die am Elektrolyten ablaufenden Reaktionen, ins­ besondere die Ionisierung der Wasserstoff-Atome, gefördert werden. Vorzugs­ weise wird wenigstens die brenngasseitige Oberfläche des Elektrolyten benetzt, da auf der reaktionsgasseitigen Oberfläche der Bedarf am Benet­ zungsmittel durch Wasser als Reaktionsprodukt geringer ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist im Fluid neben dem Benetzungsmittel wenig­ stens ein Trägermedium enthalten, wobei vorzugsweise als Trägermedium Luft eingesetzt wird. Ein solches Fluid ist dann in vorteilhafter Weise dem Elektrolyten durch die porösen Elektroden zuführbar.
Der Kanalkörper ist erfindungsgemäß bevorzugt wenigstens teilweise auf der gasseitigen Oberfläche wenigstens einer Elektrode und/oder wenigstens teilweise in wenigstens einer Elektrode integriert angeordnet. Der Kanalkör­ per kann dabei wenigstens teilweise als sacklochförmiges Reservoir ausgebil­ det beziehungsweise angeordnet sein. Auch können mehrere Kanalkörper angeordnet sein, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Zudem sind die Kanalkörper im wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Elektrode angeordnet. Die verschiedenen Anordnungen ermöglichen in vor­ teilhafter Weise eine einfache, insbesondere dauerhafte und kontinuierliche, Zuführung eines Benetzungsmittels zu wenigstens einer Oberfläche des Elektrolyts unabhängig von der Anordnung der Brennstoffzellen, beispiels­ weise übereinander in sogenannten Stacks oder auch bandförmig nebenein­ ander.
Erfindungsgemäß bevorzugt weist der Kanalkörper wenigstens eine semiper­ meable Membran auf, welche vorzugsweise elektrolytseitig im Kanalkörper angeordnet ist. Durch die semipermeable Membran kann in vorteilhafter Weise das Benetzungsmittel zum Elektrolyten hindurchtreten.
In seiner konstruktiv einfachsten Ausführungsform ist der Kanalkörper wenigstens teilweise ein Kunststoff-Formteil. Je nach Zweckmäßigkeit kann der Kanalkörper aber auch wenigstens teilweise durch die Elektrode selbst gebildet sein, was insbesondere fertigungstechnisch von Vorteil ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird die Brennstoffzelle durch das Fluid undl- oder den Kanalkörper gekühlt. Dazu ist der Kanalkörper wenigstens teilweise als Kühlkörper, vorzugsweise rippenförmig, ausgebildet. Alternativ und/oder kumulativ ist der Kanalkörper mit einer Kühleinrichtung verbunden, welche vorzugsweise als Kühlkreislauf ausgebildet ist. Die Kühlung von Brennstoff­ zellen ist insbesondere bei unter hohem Druck zugeführten Brenngasen und/oder Oxidationsgasen wichtig.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind die dem Elektrolyten zuzuführenden Mengen des Benetzungsmittels in Abhängigkeit des verwendeten Brennstoffzellen-Typs und in an die jeweilige Brennstoffzellen-Konfiguration anpaßbaren Parameter, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur, zudosierbar.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Dosierbarkeit über eine Einstellung des Druckes beziehungsweise über die Konzentration des Benetzungsmittels im Fluid, insbesondere wenn das Fluid zusätzlich ein Trägermedium enthält, möglich ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele, vorzugsweise für eine PEM- Brennstoffzelle, und anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Draufsicht mit einem auf der gasseitigen Oberfläche einer Elektrode mäanderförmig angeordneten Kanalkörper;
Fig. 2 die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 1 in der Seiten­ ansicht im Schnitt entlang der Linie A-A;
Fig. 3 die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 1 in der Seiten­ ansicht im Schnitt entlang der Linie B-B;
Fig. 4 die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 3 in einem ver­ größerten Ausschnitt;
Fig. 5 eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Draufsicht mit in einer Elektrode integriert angeordneten, im wesentlichen parallel verlaufenden, Kanalkörpern;
Fig. 6 die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 5 in der Seiten­ ansicht im Schnitt entlang der Linie C-C;
Fig. 7 eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Draufsicht mit in einer Elektrode integriert angeordneten, als sacklochförmiges Reser­ voir ausgebildeten, Kanalkörpern;
Fig. 8 die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 7 in der Seiten­ ansicht mit Schnitt entlang der Linie D-D; und
Fig. 9 eine weitere Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Draufsicht mit in einer Elektrode integriert angeordneten, als sacklochförmiges Reservoir ausgebildeten, Kanalkörpern.
Fig. 1 zeigt eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Draufsicht mit einem auf der gasseitigen Oberfläche 4 einer Elektrode 2 mäanderförmig angeordnetem Kanalkörper 9.
In den Fig. 1, 5, 7, 9 kennzeichnen die fetten schwarzen Pfeile die Strömungsrichtung eines im Kanalkörper 9 geführtes Fluid.
Fig. 2 und 3 zeigen die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 1 in der Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie A-A beziehungsweise der Linie B-B. Zwischen den Elektroden 2 und 3 ist ein Elektrolyt 6, welcher insbesondere eine nur zehntelmillimeterdicken protonenleitende Polymerfolie ist, angeordnet. Auf der gasseitigen Oberfläche 4 der Elektrode 2 ist der Kanalkörper 9 mäanderförmig angeordnet, welcher elektrolytseitig eine semi­ permeable Membran 10 aufweist, durch die das Fluid, vorzugsweise lediglich das im Fluid enthaltene Benetzungsmittel, zum Elektrolyten 6 hindurchtreten kann.
Fig. 4 zeigt die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 3 in einem vergrößerten Ausschnitt. Das Benetzungsmittel, vorzugsweise Wasser, tritt durch kleine Pfeile symbolisiert, zunächst durch die semipermeable Membran 10 und anschließend durch die Poren 11 der porösen Elektrode 2 zum Elektrolyten 6 hindurch, und versieht die brenngasseitige Oberfläche 7 des Elektrolyts 6, mit einer Benetzung, insbesondere mit einer Wasserschicht.
Fig. 5 zeigt eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Draufsicht mit zweien, in einer Elektrode 2 integriert angeordneten, im wesentlichen parallel verlaufenden, Kanal 12. Das Fluid durchströmt die in der Elektrode 2 integrierten Kanäle 12 in entgegengesetzter Strömungsrichtung, wenn die Kanäle 12, miteinander verbunden (nicht dargestellt) und somit einmal als Hin- und einmal als Rücklaufkanal ausgebildet sind.
Fig. 6 zeigt die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 5 in der Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie C-C. Die Elektrode 2 ist aus zwei Schichten, einer gasseitigen Schicht 2a und einer elektrolytseitigen Schicht 2b aufgebaut, wobei in den Schichten 2a, 2b jeweils Nuten so eingelassen sind, daß bei Übereinanderordnung der Schichten 2a, 2b die Wandung der Nuten einen Kanal 12 begrenzt. Ein solches Zwei-Schichten- System ist insbesondere fertigungstechnisch vorteilhaft.
Fig. 7 zeigt eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Draufsicht mit in einer Elektrode 2 integriert angeordneten, als sacklochförmiges Reservoir ausgebildeten, Kanal 12. Dem Reservoir wird das Fluid seitlich (nicht darge­ stellt) so zugeführt, daß es kontinuierlich an der im Kanal 12 angeordneten, semipermeablen Membran 10 anliegt und durch diese hindurch direkt zum Elektrolyten 6, wie auch in Fig. 8 dargestellt, hindurchtreten kann und insbesondere die brenngasseitige Oberfläche 7 des Elektrolyts 6 mit einer dauerhaften Wasserschicht versieht.
Fig. 8 zeigt die Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 nach Fig. 7 in der Seitenansicht mit Schnitt entlang der Linie D-D. Die Elektrode 2 ist, ähnlich wie die Elektrode 2 in Fig. 6, aus zwei Schichten 2c und 2d aufgebaut, nämlich einer durchgängigen oberen Leitungs- und Kontaktschicht 2c und einer unteren Schicht 2d, in welcher die als sacklochförmiges Reservoier ausgebildeten Kanal 12 integriert sind.
Fig. 9 zeigt eine weitere Niedertemperatur-Brennstoffzelle 1 in der Drauf­ sicht mit in einer Elektrode 2 integriert angeordneten, als sacklochförmiges Reservoir ausgebildeten, Kanalkörpern 9. Die Zuführung des Fluids in das Reservoir erfolgt hierbei über einen auf der gasseitigen Oberfläche 4 der Elektrode 2 angeordneten Kanalkörper 9.
Bezugszeichenliste
1
Niedertemperatur-Brennstoffzelle
2
Elektrode
2
a bis
2
dSchicht
3
Elektrode
4
gasseitige Oberfläche der Elektroden
2
,
3
5
elektrolytseitige Oberfläche der Elektroden
2
,
3
6
Elektrolyt
7
brenngasseitige Oberfläche des Elektrolyts
6
8
reaktionsgasseitge Oberfläche des Elektrolyts
6
9
Kanalkörper
10
semipermeable Membran
11
Pore
12
Kanal

Claims (23)

1. Verfahren zur Benetzung wenigstens einer Oberfläche (7, 8) eines Elektrolyten (6), der insbesondere eine protonenleitende Elektrolytmem­ brane ist, in einer Brennstoffzelle, insbesondere einer Niedertemperatur- Brennstoffzelle (1), bei dem in wenigstens einem Kanalkörper (9) ein Benetzungsmittel enthaltendes Fluid bereitgestellt wird, wobei wenigstens ein Teil des Benetzungsmittels durch wenigstens eine semipermeable Membran (10) des Kanalkörpers (9) zum Elektrolyten (6) hindurchtreten kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Benetzungsmittel in Form von Wasser vorliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Benetzungsmittel in einem Trägermedium bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem als Trägermedium Luft verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem wenigstens die brenngasseitige Oberfläche (7) des Elektrolyts (6) benetzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die dem Elektrolyten (6) zuzuführenden Mengen des Fluids, insbesondere das im Fluid enthaltene Wasser, in Abhängigkeit des verwendeten Brennstoffzellen-Typs und in an die jeweilige Brennstoff­ zellen-Konfiguration anpaßbaren Parameter, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur, zudosiert werden.
7. Niedertemperatur-Brennstoffzelle (1) mit zwei porösen Elektroden (2, 3) verschiedener Polarität mit einer gasseitigen Oberfläche (4) sowie mit einer elektrolytseitigen Oberfläche (5), wobei zwischen den elektrolytsei­ tigen Oberflächen (5) der Elektroden (2, 3) ein Elektrolyt (6), ins­ besondere eine protonenleitende Polymerfolie, mit einer brenngasseitigen Oberfläche (7) und einer reaktionsgasseitigen Oberfläche (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle (1) mit wenigstens einem Kanalkörper (9) verbunden ist, der so ausgebildet ist, daß wenig­ stens eine der Oberflächen (7, 8) des Elektrolyten (6) wenigstens teilweise benetzbar ist durch ein im Kanalkörper (9) geführtes ein Benetzungsmittel enthaltendes Fluid.
8. Brennstoffzelle (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Benetzungsmittel Wasser ist.
9. Brennstoffzelle (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Fluid wenigstens ein Trägermedium enthält.
10. Brennstoffzelle (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermedium Luft eingesetzt wird.
11. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens teilweise auf der gasseitigen Oberfläche (4) wenigstens einer Elektrode (2, 3) angeordnet ist.
12. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens teilweise in wenig­ stens einer Elektrode (2, 3) integriert angeordnet ist.
13. Brennstoffzelle (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens teilweise als sacklochförmiges Reservoir ausgebildet ist.
14. Brennstoffzelle (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens teilweise etwa mäanderförmig angeordnet ist.
15. Brennstoffzelle (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanalkörper (9), im wesentlichen parallel zueinander, an­ geordnet sind.
16. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) im wesentlichen parallel zu den Oberflächen (4, 5) der Elektrode (2, 3) angeordnet ist.
17. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens eine semipermeable Membran (10) aufweist, durch die das Benetzungsmittel zum Elektroly­ ten (6) hindurchtreten kann.
18. Brennstoffzelle (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine semipermeable Membran (10) vorzugsweise elektrolyt­ seitig im Kanalkörper (9) angeordnet ist.
19. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens teilweise ein Kunst­ stoff-Formteil ist.
20. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens teilweise durch die Elektrode (2, 3) gebildet ist.
21. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) wenigstens teilweise ein Kühl­ körper ist, der vorzugsweise rippenförmig ausgebildet ist.
22. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kanalkörper (9) mit einer Kühleinrichtung ver­ bunden ist, die vorzugsweise als Kühlkreislauf ausgebildet ist.
23. Brennstoffzelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die dem Elektrolyten (6) zuzuführenden Mengen des Benetzungsmittels in Abhängigkeit des verwendeten Brennstoffzellen-Typs und in an die jeweilige Brennstoffzellen-Konfiguration anpaßbaren Para­ meter, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur, zudosierbar sind.
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JP2000547669A JP2002513996A (ja) 1998-04-30 1999-04-29 燃料電池の電解質の表面を濡らす方法
EP99924846A EP1082770A2 (de) 1998-04-30 1999-04-29 Verfahren zur benetzung wenigstens einer der oberflächen eines elektrolyten in einer brennstoffzelle
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US09/702,025 US6630258B1 (en) 1998-04-30 2000-10-30 Process for wetting at least one of the surfaces of an electrolyte in a fuel cell

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001059865A1 (en) * 2000-02-08 2001-08-16 Honeywell International Inc. Wicking strands for a polymer electrolyte membrane fuel cell

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7846593B2 (en) * 2006-05-25 2010-12-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Heat and water management device and method in fuel cells

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3923546A (en) * 1974-12-13 1975-12-02 United Technologies Corp Corrosion protection for a fuel cell coolant system
JPH0622136B2 (ja) * 1986-10-22 1994-03-23 昭和電工株式会社 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法
JP2761059B2 (ja) * 1989-06-28 1998-06-04 三菱重工業株式会社 固体高分子電解質型燃料電池
US5108849A (en) * 1989-08-30 1992-04-28 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Fuel cell fluid flow field plate
JPH0412465A (ja) * 1990-04-27 1992-01-17 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池のセル構造
JP2814716B2 (ja) * 1990-07-31 1998-10-27 富士電機株式会社 固体高分子電解質型燃料電池のセル構造および水とガスの供給方法
JPH0495357A (ja) * 1990-07-31 1992-03-27 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池のセル構造および水とガスの供給方法
JP3107229B2 (ja) * 1991-02-14 2000-11-06 田中貴金属工業株式会社 固体高分子電解質燃料電池及び電解セルの隔膜加湿構造
JP3352716B2 (ja) * 1992-03-31 2002-12-03 株式会社東芝 固体高分子電解質型燃料電池装置
JPH0684533A (ja) * 1992-08-31 1994-03-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 固体高分子型燃料電池の加湿手段
JPH06231793A (ja) * 1993-02-04 1994-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子電解質型燃料電池
JPH06260190A (ja) * 1993-03-01 1994-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子型燃料電池
JPH06275284A (ja) * 1993-03-24 1994-09-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子電解質膜型燃料電池
JPH06325780A (ja) * 1993-05-10 1994-11-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池システム
JPH06338338A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池の高分子イオン交換膜の加湿方法
JP3515161B2 (ja) * 1994-02-28 2004-04-05 三洋電機株式会社 固体高分子電解質型燃料電池
JPH08287934A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Toyota Motor Corp 燃料電池
JPH08306375A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体高分子型燃料電池
JP3769882B2 (ja) * 1997-06-06 2006-04-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池装置および燃料電池装置の温度調整方法
US6207312B1 (en) * 1998-09-18 2001-03-27 Energy Partners, L.C. Self-humidifying fuel cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001059865A1 (en) * 2000-02-08 2001-08-16 Honeywell International Inc. Wicking strands for a polymer electrolyte membrane fuel cell

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