DE4016157A1 - High temp. fuel cell stack - with cells series-connected by separator plates and elastic current collectors - Google Patents

High temp. fuel cell stack - with cells series-connected by separator plates and elastic current collectors

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DE4016157A1
DE4016157A1 DE19904016157 DE4016157A DE4016157A1 DE 4016157 A1 DE4016157 A1 DE 4016157A1 DE 19904016157 DE19904016157 DE 19904016157 DE 4016157 A DE4016157 A DE 4016157A DE 4016157 A1 DE4016157 A1 DE 4016157A1
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Abstract

A device, for converting the chemical energy content of a gaseous fuel into electrical energy, includes a stack of series-connected, flat, zirconia solid electrolyte-based, high temp. fuel cells (1,2,3) with current transfer components inserted between adjacent cells. The novelty is that each inserted component consists of a central, electrically conductive, gastight, flat separator plate (4) sandwiched between electrically conductive, elastic current collectors (6,7) having contact points for the separator plate (4) and the adjacent cell electrode (2,3), the contact points being permanently subjected to pressure perpendicular to the plate plane. The periphery of the separator plates and fuel cells is provided with flat insulating spacer frames (9), elastic seals (10) and corresponding gaseous medium feed and discharge systems. The entire stack is held together under pressure perpendicular to the plate plane by elastic ti-rods or stirrups located at the periphery of or outisde the fuel cells and separator plates. ADVANTAGE - The device has an extremely high of many fuel cells and good current transfer between cells with minimal losses. and has a design allowing mass prodn.

Description

Technisches Gebiet technical field

Hochtemperatur-Brennstoffzellen zur Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie. High temperature fuel cells for converting chemical energy into electrical energy. Die elektrochemische Energieumwandlung und die hierzu benötigten Vorrichtungen ge winnen dank ihres guten Wirkungsgrades gegenüber anderen Um wandlungsarten an Bedeutung. The electrochemical energy conversion and the required personal devices ge winnen thanks to its good efficiency over other types of conversion order in importance.

Die Erfindung bezieht sich auf die Weiterentwicklung der elek trochemischen Hochtemperatur-Zellen unter Verwendung von kera mischen Feststoffelektrolyten als Ionenleiter, wobei die Zel len weitgehend unabhängig vom verwendeten Brennstoff sein sol len und eine raumsparende Anordnung gewähren sollen. The invention relates to the development of the elec trochemischen high temperature cells using Kera mix solid electrolyte as an ion conductor, to the cell h len largely independent of the fuel used len be sol and allow a space-saving arrangement.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Um wandlung von in einem gasförmigen Brennstoff vorhandener che mischer Energie in elektrische Energie mittels einer Anordnung in Form eines Stapels von in Serie geschalteten, ebenen Hoch temperatur-Brennstoffzellen auf der Basis von Zirkonoxyd als Feststoffelektrolyt mit zwischen benachbarte Brennstoffzellen geschalteten Bauelementen zur elektrischen Stromübertragung. In particular, the invention relates to a device for order converting between adjacent fuel cells connected in a gaseous fuel existing che mixer energy into electrical energy by means of an arrangement in the form of a stack of series-connected planar high temperature fuel cell based on zirconia as the solid electrolyte with components for electric power transmission.

Stand der Technik State of the art

Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit keramischen Feststoffelek trolyt sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt. High-temperature fuel cells are trolyt with ceramic Feststoffelek from numerous publications known. Die eigentlichen Elemente für derartige Zellen können die ver schiedensten Formen und Abmessungen aufweisen. The actual elements for such cells may have the most diverse shapes and dimensions ver. Um die ohmschen Spannungsverluste klein zu halten, wird allenthalben versucht, die Dicke der Elektrolytschicht möglichst niedrig zu halten. In order to keep the ohmic losses small, is everywhere tries to keep the thickness of the electrolyte layer as low as possible. Form und Abmessungen der Elemente richten sich zudem nach der Forderung der Möglichkeit der elektrischen Serieschaltung einer Vielzahl von Zellen, um auf die nötige Klemmspannung zu kommen und die Ströme vergleichsweise niedrig zu halten. Shape and dimensions of the elements also depend on the demand of the possibility of electrical series connection of a plurality of cells to get to the required terminal voltage and to keep the current relatively low. Es gibt Elemente in Form von: There are elements in the form of:
Zylindrischen Röhren (Westinghouse), Cylindrical tubes (Westinghouse),
Konischen Röhren, ähnlich "Schachtelhalm" (Dornier), Conical tubes, similar "horsetail" (Dornier)
Trapezförmigen Wellen (Argonne), Trapezoidal waves (Argonne)
Kreisförmigen Platten (ZTEK). Circular plates (ZTEK).

Bei der Entwicklung von Brennstoffzellen mit keramischen Fest stoffelektrolyt hat man sich bisher fast nur mit der Verbesse rung und Verbilligung der keramischen Bauteile in Form von röhrenförmigen Brennstoffzellen-Elementen befaßt. solid electrolyte in the development of fuel cells with ceramic solid one has been concerned almost exclusively with the IMPROVE tion and cheapening of the ceramic components in the form of tubular fuel cell elements. Über ge eignete Anordnungen zur möglichst optimalen Raumausnutzung und der Erzielung hoher Spannungen durch geeignete, für die Serie schaltung der einzelnen Zellen vorteilhafte Konfiguration finden sich praktisch keine Hinweise. About ge suitable arrangements to best possible use of space and the achievement of high voltages through appropriate, for the series of individual cells circuit advantageous configuration can be found virtually no evidence.

Zum Stand der Technik werden die nachfolgenden Druckschriften genannt: The following publications are known from the prior art:

  • - O. Antonsen, W. Baukal und W. Fischer, "Hochtemperatur- Brennstoffbatterie mit keramischem Elektrolyten", Brown Boveri Mitteilungen Januar/Februar 1966, Seiten 21-30, - O. Antonsen, W. Baukal and W. Fischer, "high-temperature fuel battery with a ceramic electrolyte," Brown Boveri Releases January / February 1966, pp 21-30,
  • - US-A 46 92 274, - US-A 46 92 274,
  • - US-A 43 95 468, - US-A 43 95 468
  • - WJ Dollard und WG Parker, "An overview of the Westinghouse Electric Corporation solid oxide fuel cell program", Extended Abstracts, Fuel Cell Technology and Applications, International Seminar, Den Haag, Nieder lande, 26. bis 29. Oktober, 1987, - WJ Dollard and WG Parker, "An overview of the Westinghouse Electric Corporation solid oxide fuel cell program," Extended Abstracts, Fuel Cell Technology and Applications, International Seminar, The Hague, low-country, 26 to 29 October, 1987,
  • - FJ Rohr, High-Temperature Fuel Cells, Solid Electroly tes, 1978 by Academic Press, Inc., Seite 431 ff, - FJ tube, High-Temperature Fuel Cells, Solid Electroly th, 1978 by Academic Press, Inc., page 431 ff,
  • - DC Fee et al., Monolithic Fuel Cell Development, Ar gonne National Laboratory, Paper presented at the 1986 Fuel Cell Seminar, Oct. -. DC Fee et al, Monolithic Fuel Cell Development, Ar gonne National Laboratory, Paper presented at the 1986 Fuel Cell Seminar, Oct. 26-29, 1986 Tucson, AZ, US Department of Energy, The University of Chicago. 26-29, 1986 Tucson, AZ, US Department of Energy, The University of Chicago.

Die bekannten, für Brennstoffzellen verwendeten Grundelemente zeichnen sich meistens durch die vergleichsweise komplizierte Geometrie aus, die den Bau von kompakten, raumsparenden Anla gen erschwert. The known, used for fuel cells basic elements in most cases characterized by the comparatively complicated geometry, which makes it difficult to build compact, space-saving Appendices. Außerdem ist entsprechend den vorgeschlagenen Formen eine rationelle Fertigung im großtechnischen Maßstab kaum möglich. In addition, an efficient production on an industrial scale is hardly possible in accordance with the proposed forms. Insbesondere fehlt eine für eine optimale Serie schaltung der Einzelzellen brauchbare Konfiguration, die sich mit einfachen Fabrikationsmitteln realisieren läßt. In particular, one of the single cell circuit for optimum series lacks useful configuration that can be realized with simple manufacturing means.

Es besteht daher ein großes Bedürfnis nach Weiterentwicklung, Vereinfachung und Rationalisierung des Aufbaus und der Her stellung von Grund-Bauelementen und deren optimale gegensei tige Anordnung basierend auf keramischen Hochtemperatur-Brenn stoffzellen. There is therefore a great need for further development, simplification and rationalization of the structure and position of Her basic components and their optimal gegensei term arrangement based fuel cells on ceramic high-temperature combustion.

Darstellung der Erfindung Summary of the Invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Brennstoffzellen auf der Basis eines Hochtemperatur-Feststoff elektrolyten aus stabilisiertem Zirkonoxyd anzugeben, die auf kleinstem Raum die höchstmögliche Leistung erzielt, eine ein wandfreie Serieschaltung einer Vielzahl von Brennstoffzellen und einen guten Stromübergang zwischen benachbarten Zellen bei geringsten Verlusten gewährleistet und ein blockweises Zusam menstellen zu großen Leistungseinheiten ermöglicht. The invention has the object of providing an assembly of fuel cells based on a high-temperature solid electrolyte made of stabilized zirconia to provide that achieves the smallest possible space, the highest possible performance, a wall-free series connection of a plurality of fuel cells and a good ohmic contact between adjacent cells at least losses ensured and a block type together mens tellen allows for large power units. Der Auf bau und die Anordnung der Brennstoffzellen und der übrigen Bauelemente soll eine rationelle großtechnische Herstellung gewährleisten. The rise construction and the arrangement of the fuel cells and the other components to ensure rational large-scale production.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der eingangs er wähnten Vorrichtung jedes der besagten Bauelemente aus einer zentral angeordneten, elektrisch leitenden, gasdichten ebenen Trennplatte und beidseitig angeordneten, elektrisch leitenden vollelastischen Stromkollektoren mit einer Vielzahl vonKon taktstellen gegenüber der Trennplatte und der benachbarten Elektrode der gegenüberliegenden Brennstoffzelle besteht, wo bei an den Kontaktstellen dank der Elastizität dauernd ein senkrecht zur Plattenebene gerichteter Druck ausgeübt wird, daß ferner am Umfang der Trennplatten und der Brennstoffzel len ebene isolierende Mittel zur Zuführung und Abführung der gasförmigen Medien vorgesehen sind, und daß der gesamte Sta pel durch am Umfang oder außerhalb der Brennstoffzellen und Trennplatten angeordnete elastische Zuganker oder Bügel senk recht zur Plattenebene unter Druck fest zusammengehalten ist. This object is achieved in that arranged centrally in the beginning he mentioned device, each of said components from a, vonKon electrically conductive, gas-tight planar partition plate and arranged on both sides, the electrically conductive fully elastic current collectors with a variety clock set with respect to the partition plate and the adjacent electrode of opposite fuel cell is composed, where a vertically directed to the plate plane pressure is applied for at the contact points due to the elasticity of the time, that there are further len planar insulating means for supplying and discharging the gaseous media provided on the periphery of the partition plates and the Brennstoffzel, and that the entire piling arranged through the periphery or outside of the fuel cells and separator plates tie rods or elastic strap quite perpendicular to the plane of the plate under pressure is held firmly together.

Weg zur Ausführung der Erfindung Mode for Carrying Out of the Invention

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, durch Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben. The invention is described by the following, explained in more detail by figures embodiments. Dabei zeigt Here shows

Fig. 1 einen Schnitt (Aufriß) durch den grundsätzlichen Aufbau der Folge von Brennstoffzellen und dazwischen geschalteten Bauelementen, Fig. 1 is a sectional view (elevation) of the basic structure of the series of fuel cells, and intervening components,

Fig. 2 einen Schnitt durch lamellenartige Stromkollektoren, Fig. 2 shows a section through lamellar current collectors,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Trennplatte mit beidseiti gen Schüttungen elastisch gebetteter Partikel, Fig. 3 is a section elastically bedded by a partition plate with beidseiti gen packings particles,

Fig. 4 eine auseinandergezogene schematische Darstellung von Brennstoffzellen und dazwischen geschalteten Bauelementen inklusive Führung der gasförmigen Me dien, Fig. 4 is an exploded schematic diagram of fuel cells and intervening components including guide the gaseous Me diene,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Stapels von Brennstoffzellen und dazwischen geschaltetgen Bauele menten mit außenliegenden elastischen Zugankern. Fig. 5 is a perspective view of a stack of fuel cells and between geschaltetgen Bauele elements with external elastic tie rods.

In Fig. 1 ist ein Schnitt (Aufriß) durch den grundsätzlichen Aufbau der Folge von Brennstoffzellen und dazwischen geschal teten Bauelementen dargestellt. In Fig. 1, a section (elevation) by the basic structure of the series of fuel cells and between geschal ended components is shown. 1 ist ein als ebene Platte ausgebildeter keramischer Feststoffelektrolyt auf der Basis von dotiertem, stabilisiertem ZrO 2 , 2 ist die poröse (positive) Sauerstoffelektrode aus La/Mn-Perowskit und 3 die entsprechende poröse (negative) Brennstoffelektrode eines Ni/ZrO 2 -Cermet. 1 is designed as a flat plate ceramic solid electrolyte on the basis of doped, stabilized ZrO 2, 2 is the porous (positive) oxygen electrode of La / Mn perovskite and 3, the corresponding porous (negative) fuel electrode of a Ni / ZrO 2 cermet. 4 ist eine aus einem keramischen oder metalli schen Werkstoff bestehende, gasdichte, elektrisch leitende Trennplatte, welche auf der Sauerstoffseite eine leitende oxy dationsbeständige einseitige Oberflächenschicht 5 trägt. 4 is a made of a ceramic or metalli rule material, gas-tight, electrically conductive separating plate which bears on the oxygen side a conductive oxy dationsbeständige sided surface layer. 5 Im vorliegenden Fall besteht die Oberflächenschicht 5 aus La/Mn- Perowskit oder aus dotiertem SnO 2 . In the present case, the surface layer 5 is composed of La / Mn perovskite or of doped SnO. 2 6 ist ein vollelastischer, auf der Sauerstoffseite angeordneter Stromkollektor aus metal lischem, oxydationsbeständigem oder aus keramischem Werkstoff. 6 is a fully elastic, arranged on the oxygen side current collector of metal lischem, oxydationsbeständigem or of ceramic material. Im vorliegenden Fall ist der Stromkollektor 6 beispielsweise als Keramikvlies dargestellt. In the present case, the current collector 6 is for example shown as a ceramic nonwoven fabric. 7 ist der entsprechende vollela stische, auf der Brennstoffseite angeordnete Stromkollektor, welcher im allgemeinen aus einem metallischen Werkstoff be steht. 7 is the corresponding vollela STIC, arranged on the fuel side current collector, which is in general be made of a metallic material. Im vorliegenden Fall ist der Stromkollektor 7 bei spielsweise als Metallwolle dargestellt. In the present case, the current collector 7 is shown in example as metal wool. 8 sind die für den Stromübergang senkrecht zur Plattenebene zwischen der Trenn platte 4 und den Elektroden 2 und 3 einerseits und den Strom kollektoren 6 und 7 andererseits maßgebenden Kontaktstellen (Druckpunkte). 8, the perpendicular plate for the passage of current to the plate plane between the separator 4 and the electrodes 2 and 3 on the one hand and the current collectors 6 and 7 on the other relevant contact points (pressure points). 9 ist ein elektrisch isolierender Distanzrahmen zwischen der Trennplatte 4 einerseits und der jeweils gegen überliegenden Elektrode 2 bzw. 3 andererseits. 9 is an electrically insulating spacer frame between the partition plate 4 on the one hand and the respective opposite electrode 2 or 3 on the other. Zwischen einem Distanzrahmen 9 und den benachbarten Bauelementen ist zusätz lich je eine rahmenförmige elastische Dichtung 10 (zum Bei spiel aus keramischem Werkstoff bestehend) angeordnet. Between a spacer frame 9 and the adjacent building elements each have a frame-shaped elastic seal 10 is disposed (for a game is made of ceramic material consisting) zusätz Lich. Eine Vielzahl derartiger Brennstoffzellen mit dazwischen geschalte ten Bauelementen ist zu einem stapelförmigen Gebilde zusammen gefaßt. A plurality of such fuel cells having peeled therebetween th elements is taken together to form a stacked structure. Die in der Fig. 1 dargestellte Folge läßt sich be liebig in vertikaler Richtung erweitern. The sequence shown in FIG. 1 can be arbitrarily extend in the vertical direction.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch lamellenartige Stromkollekto ren, wobei die verschiedenen Ausführungsvarianten a), b) und c) dargestellt sind. Fig. 2 shows a section through lamellar Stromkollekto reindeer, wherein the different embodiment variants a), b) and c) are shown. Die Trennplatte 4 ( Fig. 1) besteht aus einem metallischen Werkstoff. The partition plate 4 (Fig. 1) consists of a metallic material. Bei der Variante a) ist ein zen trales Blech 11 als eigentliche Trennplatte vorgesehen. In the variant a) a zen trales sheet 11 is provided as an actual separation plate. 12 stellt den mit gestanzten elastischen Lappen (Lamellen) verse henen Blech-Stromkollektor auf der Sauerstoffseite dar. Die oxydationsbeständige Oberflächenschicht 5 ist so aufgebracht, daß sie die genannte Sauerstoffseite abdeckt. 12 illustrates the die-cut with elastic tabs (fins) verse Henen sheet current collector on the oxygen side. The oxydationsbeständige surface layer 5 is applied so as to cover said oxygen side. 13 ist der mit gestanzten elastischen Lappen (Lamellen) versehene Blech- Stromkollektor auf der Brennstoffseite. 13 is punched with elastic tabs (fins) provided sheet metal current collector on the fuel side. Bei der Variante b) ist ebenfalls ein zentrales Blech 11 als eigentliche Trenn platte vorhanden. In variant b) is also a central plate 11 as plate actual separation exists. 14 ist der aus aufgelöteten elastischen Lap pen (Lamellen) bestehende Blech-Stromkollektor auf der Sauer stoffseite. 14 is the pen of soldered elastic Lap (fins) side of fabric existing sheet current collector on the Sauer. 15 der ebenso aufgebrachte Blech-Stromkollektor auf der Brennstoffseite. 15 as the applied current collector plate on the fuel side. 16 sind die Lötungen zwischen 14 und 11 bzw. 15 und 11 . 16, the soldering 14 to 11 or 15 and 11. FIG. Die Sauerstoffseite ist mit der oxydations beständigen Oberflächenschicht 5 versehen. The oxygen side is provided with the oxidation-resistant surface layer. 5 Bei der Variante c) ist kein zentrales Blech vorhanden. In variant c) no central plate is available. Die Trennplatte 4 ( Fig. 1) wird durch zwei gegeneinander versetzte, gestanzte Bleche ge bildet. The partition plate 4 (Fig. 1) is offset by two against each other, forming punched sheets ge. 17 ist ein Blech-Stromkollektor mit gestanzten elek trischen Lappen (Lamellen), Sauerstoffseite. 17 is a current collector plate with punched elec tric tabs (fins), oxygen side. Die oxydationsbe ständige Oberflächenschicht 5 ist derart aufgebracht, daß die ganze Sauerstoffseite abgedeckt ist. The oxydationsbe permanent surface layer 5 is applied in such a way that the whole oxygen side is covered. 18 ist der Blech-Strom kollektor auf der Brennstoffseite, der ebenfalls mit gestanz ten elastischen Lappen (Lamellen) ausgerüstet ist. 18 is the sheet current collector on the fuel side, also with gestanz th elastic tabs (fins) is equipped.

Fig. 3 bezieht sich auf einen Schnitt durch eine Trennplatte mit beidseitigen Schüttungen elastisch gebetteter Partikel als Stromkollektoren. Fig. 3 refers to a section through a separation plate with double-sided beds elastically bedded particles as current collectors. 2 ist die poröse Sauerstoffelektrode (La/Mn- Perowskit), 3 die poröse Brennstoffelektrode (Ni/ZrO 2 -Cermet). 2, the porous oxygen electrode (La / Mn perovskite), 3, the porous fuel electrode (Ni / ZrO 2 cermet). 4 stellt die gasdichte elektrisch leitende Trennplatte dar, welche auf der Sauerstoffseite eine leitende oxydationsbestän dige Oberflächenschicht 5 aus zum Beispiel La/Mn-Perowskit oder aus dotiertem SnO 2 trägt. 4 illustrates the gas-tight electrically conductive separating plate which bears on the oxygen side a conductive oxydationsbestän ended surface layer 5 of, for example, La / Mn perovskite or of doped SnO. 2 19 stellt eine sich elastisch verhaltende Schüttung von Drahtstücken auf der Sauerstoffseite dar, welche den sauerstoffseitigen Stromkollektor aus oxydati onsbeständigem Material bildet. 19 illustrates a elastically behaving bed of pieces of wire on the oxygen side, which forms the oxygen side current collector oxydati onsbeständigem material. 20 ist der entsprechende brennstoffseitige Stromkollektor in Form einer elastischen Schüttung von Körnern aus elektrisch leitendem Material. 20 is the corresponding fuel-side current collector in the form of an elastic bed of granules of electrically conductive material.

Fig. 4 zeigt eine auseinandergezogene schematische Darstellung von Brennstoffzellen und dazwischen geschalteten Bauelementen inklusive Führung der gasförmigen Medien. Fig. 4 shows an exploded schematic representation of fuel cells and intervening elements, including guidance of the gaseous media. Die einzelnen Bau elemente sind axial auseinandergezogen in demontiertem Zustand gezeichnet. The individual construction elements are drawn axially pulled apart in a disassembled state. Die Dichtungen sind jeweils seitlich verschoben dargestellt. The seals are shown respectively laterally displaced. 1 ist der keramische Feststoffelektrolyt, 2 die poröse Sauerstoffelektrode und 3 die poröse Brennstoffelek trode der eigentlichen Brennstoffzelle. 1, the ceramic solid electrolyte, the porous oxygen electrode 2 and 3, the porous Brennstoffelek trode the actual fuel cell. 4 ist die gasdichte elektrisch leitende Trennplatte mit der leitenden oxydations beständigen Oberflächenschicht 5 auf der Sauerstoffseite. 4, the gas-tight electrically conductive separator plate with the conductive oxidation resistant surface layer 5 on the oxygen side. 6 ist ein vollelastischer, paketartiger Stromkollektor in Form eines Keramikvlieses auf der Sauerstoffseite, 7 ein entspre chender Stromkollektor in Form einer Metallwolle auf der Brennstoffseite. 6 is a fully elastic, packet-like current collector in the form of a ceramic mat on the oxygen side, 7 is a entspre chender current collector in the form of a metal wool on the fuel side. 9 ist der isolierende Distanzrahmen mit den Durchführungsschlitzen für die gasförmigen Medien. 9, the insulating spacer frame with the through guide slots for the gaseous media. 10 ist die elastische Dichtung. 10, the elastic seal. Der nach rechts gerichtete Pfeil deutet an, daß die Dichtung 10 zwischen 2 benachbarte Bauelemente eingeschoben gedacht werden soll. The rightward arrow indicates that the seal is to be thought of 10 sandwiched between two adjacent components. Alle Bauelemente weisen in den 4 Ecken Öffnungen für den Durchtritt der gasförmigen Me dien auf, die, hintereinandergeschaltet, vollständige durchge hende Kanäle bilden. All devices have in the 4 corners apertures for the passage of the gaseous Me diene, which, connected in series, form complete Runaway rising channels. Diese Öffnungen bilden zum Teil geschlos sene Bohrungen 25 , die auf der Plattenebene senkrecht stehen. These openings form part Totally enclosed bores 25, which are perpendicular to the plate plane. Zum anderen Teil bilden Öffnungen Bohrungen 26 mit radialem Längsschlitz (senkrecht zur Plattenebene) für den Durchtritt der gasförmigen Medien. On the other partial openings form holes 26 with radial longitudinal slit (perpendicular to the plane of the plate) for the passage of the gaseous media. Die Führung der letzteren ist durch strichpunktierte Linien unterschiedlicher Manier dargestellt. The guide of the latter is shown by dash-dotted lines of different manners. 21 stellt die Zufuhr der gasförmigen Sauerstoffträger (z. B. Luft) dar: Symbol O 2 . 21 illustrates the supply of the gaseous oxidant (for example air.) Represents: Symbol O 2. Der Sauerstoffträger durchsetzt die Brennstoffzelle (als Diagonale dargestellt) und wird im gegen überliegenden Kanal gesammelt. The oxidant passes through the fuel cell (shown as diagonal) and is collected in the opposing channel. 23 ist die Abfuhr des Restsau erstoffs und des Ballastgases (Stickstoff): Symbol (O 2 ); 23 is the removal of the Restsau erstoffs and the ballast gas (nitrogen): Symbol (O 2); N 2 . N 2.

22 ist die Zufuhr des gasförmigen Brennstoffes (z. B. Methan): Symbol CH 4 . 22 is the supply of the gaseous fuel (for example methane.): Symbol of CH 4. Der Brennstoff durchsetzt die Brennstoffzelle (als Diagonale dargestellt) und wird im gegenüberliegenden Kanal gesammelt. The fuel passes through the fuel cell (shown as diagonal) and is collected in the opposing channel. 24 ist die Abfuhr des Restbrennstoffes und der gas förmigen Reaktionsprodukte (Kohlendioxyd, Wasserdampf): Symbol (CH 4 ); 24 is the removal of the residual fuel and the gaseous reaction products (carbon dioxide, water vapor): Symbol (CH 4); CO 2 ; CO 2; H 2 O. H 2 O.

In Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Stapels von Brennstoffzellen und dazwischen geschalteten Bauelementen mit außenliegenden elastischen Zugankern wiedergegeben. In Fig. 5 is a perspective view of a stack of fuel cells and intervening components is shown with external elastic tie rods. Die Bezugszeichen 21 und 22 für die Zufuhr und 23 und 24 für die Abfuhr der gasförmigen Medien entsprechen genau denjenigen der Fig. 4. Das gleiche gilt für die Symbole. The reference numerals 21 and 22 for supplying and 23 and 24 correspond to the removal of gaseous media exactly to those of Fig. 4. The same applies to the symbols. 27 ist ein Stapel von Brennstoffzellen und Trennplatten mit zugehörigen Strom kollektoren, Distanzrahmen und Dichtungen. 27, a stack of fuel cells and separator plates is associated current collectors, spacer frame and seals. 28 ist je eine End platte, welche den Stapel 27 oben und unten begrenzt. 28 is a respective end plate, which the stack 27 is limited top and bottom. Der ganze Stapel 27 wird über die Endplatten 28 nach dem Filter presseprinzip über die in den Ecken angeordneten Zuganker 29 , die den Längsverband darstellen, zusammengehalten. The whole stack 27 is over the end plates 28 to the filter press principle on which are arranged in the corners of tie rods 29, which represent the longitudinal dressing together. Die Zugan ker 29 übertragen ihre Längskraft elastisch auf die obere End platte 28 über die Federelemente 30 in Form von Schraubenfe dern. The Zugan ker 29 transmit their longitudinal force resiliently to the upper end plate 28 countries over the spring elements 30 in the form of Schraubenfe.

Ausführungsbeispiel 1 Embodiment 1 Siehe Fig. 1 und 4 See Figs. 1 and 4

Es wurde eine Versuchsvorrichtung zur Energieumwandlung beste hend aus einem Stapel von 100 Brennstoffzellen, Trennplatten mit Stromkollektoren und Dichtungen ähnlich Fig. 5 aufgebaut. It has been established an experimental apparatus for best energy conversion starting from a stack of fuel cell 100, separator plates and seals with current collectors similar to Fig. 5. Die Brennstoffzellen hatten die Form von ebenen Platten mit quadratischem Grundriß von 60 mm Seitenlänge und bestanden je aus einem keramischen Feststoffelektrolyten 1 (dotiertes, sta bilisiertes ZrO 2 ) von 0,3 mm Dicke, einer porösen Sauerstoff elektrode (La/Mn-Perowskit) von 0,1 mm Dicke und einer porösen Brennstoffelektrode (Ni/ZrO 2 -Cermet) von 0,06 mm Dicke. The fuel cells were in the form of flat plates having a square plan of 60 mm side length and were comprised of a ceramic solid electrolyte 1 (doped, sta bilisiertes ZrO 2) of 0.3 mm thickness, a porous oxygen electrode (La / Mn perovskite) of 0.1 mm thickness and a porous fuel electrode (Ni / ZrO 2 cermet) of 0.06 mm thickness. Zur Abstandhaltung, Führung der gasförmigen Medien und zum Ab schluß des Randes gegen die Umgebung waren Distanzrahmen 9 mit planparallel geschliffenen Flächen aus Al 2 O 3 vorgesehen. For spacing, guide the gaseous media and from the final edge of the spacer frame against the surroundings were 9 with plane-parallel cut surfaces of Al 2 O 3 are provided.

Die Rahmen 9 waren mit dem Laserstrahl aus Platten herausge schnitten worden. The frame 9 had been cut with the laser beam from herausge plates. Die Dicke der Rahmen 9 betrug auf der Sauer stoffseite 5 mm, auf der Brennstoffseite 2 mm. The thickness of the frame 9 was on the acid side of the fabric 5 mm, on the fuel side 2 mm. Rauhigkeit und Unebenheit sowie Dickentoleranz betrugen ca. ±0,05 mm. Roughness and unevenness and thickness tolerance were approximately ± 0.05 mm. Die senkrecht zur Plattenebene verlaufenden Bohrungen 25 bzw. 26 hatten auf der Sauerstoffseite einen Durchmesser von 6 mm, auf der Brennstoffseite einen solchen von 5 mm. The perpendicular to the plane of the plate bores 25 and 26 respectively have on the oxygen side has a diameter of 6 mm, on the fuel side of such a 5 mm. Die Längsschlitze der Bohrungen 26 hatten eine lichte Weite von 1 mm. The longitudinal slots in the bores 26 had an inside diameter of 1 mm. Die Dich tungen 10 in Form quadratischer Rahmen bestanden aus einem Al 2 O 3 -Vlies Typ APA-3 von 0,3 mm Dicke der Firma Cirbas Pro ducts (USA). The log obligations 10 in the form of square frame composed of a Al 2 O 3 -FLEECE type APA-3 of 0.3 mm thickness of the company Cirbas Pro ducts (USA). Die gasdichte, elektrisch leitende Trennplatte 4 wurde aus einem 1 mm dicken Blech eines hitzebeständigen Cr/Al- Stahls mit der Stoffnummer 1.4742 der Deutschen Norm (DIN X10CrAl18) von Thyssen gefertigt. The gas-tight, electrically conductive separating plate 4 is made of a 1 mm thick sheet of a heat-resistant Cr / Al steel with the material number 1.4742 German Standard (DIN X10CrAl18) of Thyssen. Der Stahl hatte die nachfol gende Zusammensetzung: The steel had the nachfol constricting composition:

Cr = 18 Gew.-% Cr = 18 wt .-%
Al = 1 Gew.-% Al = 1 wt .-%
Si = 0,9 Gew.-% Si = 0.9 wt .-%
Mn = 0,9 Gew.-% Mn = 0.9 wt .-%
C 0,12 Gew.-% C 0.12 wt .-%
P 0,04 Gew.-% P 0.04 wt .-%
S 0,03 Gew.-% S 0.03 wt .-%
Fe = Rest. Fe = remainder.

Dank dem Cr-Gehalt bilden sich bei der Betriebstemperatur von 800-1000°C stabile Deckschutzschichten aus Cr 2 O 3 an der Oberfläche, die eine Weiteroxydation des darunter liegenden Werkstoffs weitgehend verhindern. Thanks to the Cr content of stable protective top layers of Cr 2 O 3 on the surface, which largely prevent further oxidation of the underlying material are formed at the operating temperature of 800-1000 ° C. Da die Trennplatten 4 prak tisch keine tragende Funktion haben, sondern nur der Trennung gasförmiger Medien dienen, braucht die Warmfestigkeit nicht hoch zu sein. Since the partition plates 4 have practical table no supporting function, but are for separation of gaseous media, the heat resistance may not be high. Die Trennplatten 4 hatten die gleichen Außenab messungen wie die Brennstoffzellen und wiesen entsprechende, mit den Bohrungen 25 bzw. 26 fluchtende Löcher auf. The partition plates 4 had the same measurements as the Außenab fuel cells and showed corresponding, aligned with the holes 25 and 26 holes. Dickento leranz + Unebenheit betrugen ca. ±0,07 mm. Dickento leranz + unevenness were approximately ± 0.07 mm. Die Brennstoff seite der Trennplatte 4 wurde mit einer 20 µm dicken Nickel schicht belegt. The fuel side of the separation plate 4 was coated with a 20 micron thick nickel layer is. Auf der Sauerstoffseite wurde eine leitende, oxydationsbeständige Oberflächenschicht 5 in Form einer 25 µm dicken Goldauflage aufgebracht (in Abweichung zur Bezeichnung dieser Schicht in Fig. 1, 2 und 3, wo La/mn-Perowskit bzw. do tiertes SnO 2 angegeben wurden). On the oxygen side a conductive oxydationsbeständige surface layer 5 has been applied in the form of a 25 micron thick gold layer (notwithstanding the designation of this layer in Fig. 1, 2 and 3, where La / Mn perovskite or do pending SnO 2 were specified). Die Nickelschicht und die Goldauflage bewährten sich gut für Kurzzeitversuche bei 850°C bis zu 100 h Dauer, indem sie ihrer Schutz- und Kontaktfunk tion nachkamen. The nickel layer and the gold plating proven well suited for short-term tests at 850 ° C for up to 100 hours duration by meeting their protective and contact radio tion.

Als Werkstoff für die vollelastischen Stromkollektoren 6 bzw. 7 wurde auf beiden Seiten der Trennplatte bzw. der Brennstoff zelle ( 1; 2; 3 ) handelsübliche sogenannte Scheuerwolle aus Stahlspänen verwendet. As a material for the fully elastic current collectors 6 and 7 was applied to both sides of the partition plate or of the fuel cell (1; 2; 3) commercially available so-called wool scouring used steel shavings. Im einzelnen bestand die Scheuerwolle aus einem Drahtgemisch mit 6 mm Maschenweite und 2,5 mm Draht abstand eines Flachdrahtes von 1 × 0,08 mm Querschnitt. In detail, the scouring wool consisted of a wire mixture with 6 mm mesh width and 2.5 mm wire distance of a flat wire of 1 x 0.08 mm cross-section. Die Stromkollektoren 6 und 7 wurden mittels Laserstrahl aus einem "Strumpf" Scheuerwolle herausgeschnitten, so daß sie gerade in die Hohlräume innerhalb der Distanzrahmen 9 paßten. The current collectors 6 and 7 were cut out using a laser beam of a "stocking" scouring wool, so that they just fit into the cavities within the spacer frame. 9 Für die Brennstoffseite (Kollektor 7 ) wurde eine, für die Sauerstoff seite (Kollektor 6 ) zwei Lagen Scheuerwolle verwendet und zu vor derart senkrecht zur Plattenebene zusammengepreßt, daß nach Wegnahme der Belastung die Dicke des Stromkollektors 7 einen Wert von ca. 3,2 mm und diejenige des Stromkollektors 6 einen solchen von 6,2 mm aufwies. For the fuel side (collector 7) was one page for the oxygen (collector 6) is used two layers of scouring wool and pressed together to form before such perpendicular to the plane of the plate, that, after removal of the load, the thickness of the current collector 7 has a value of about 3.2 mm and that of the current collector 6 having such a of 6.2 mm. Unter Berücksichtigung der Dicke der Dichtungen 10 von je 0,3 mm und einer Setzung unter Vorspannung von ca. 0,1 mm stand für die Federwirkung somit ein vertikaler Weg (⟂ zur Plattenebene) von ca. 0,7 mm zur Verfügung. Taking into account the thickness of the seals 10 of 0.3 mm and a setting under tension of about 0.1 mm was thus for the spring action of a vertical path (⟂ to the plate plane) of approximately 0.7 mm.

Nun wurden total 100 Brennstoffzellen und die zugehörigen da zwischengeschalteten Bauelemente zu einem kompakten Stapel zu sammengebaut und durch 4 Zuganker über 2,5 mm dicke Endplatten aus Al 2 O 3 zusammengehalten. Now total fuel cell 100 and its components as intermediary were sammengebaut into a compact stack and held together by tie rods 4 about 2.5 mm thick end plates made of Al 2 O 3. In die letzteren waren die An schlüsse für die gasförmigen Medien in Form von Metallröhrchen mittels keramischem Kleber eingelassen. In the latter, the following were admitted connections for the gaseous media in the form of metal tubes by means of ceramic adhesive. Die elektrischen An schlüsse erfolgten über die beiden endständigen Trennplatten 4 . The electrical connections to made via the two terminal separator plates. 4 Entgegen Fig. 5 wurden die aus 2 mm dicken warmfesten Stä ben bestehenden Zuganker nicht außerhalb des Stapels angeord net, sondern koaxial zu den Bohrungen 25 und 26 direkt in die durch letztere gebildeten, senkrecht zur Plattenebene verlau fenden Kanäle gelegt. Contrary to Fig. 5, the thickness of 2 mm heat-resistant stae were not ben existing tie rods outside the stack angeord net, but placed coaxially to the holes 25 and 26 directly into the formed by the latter, perpendicularly to the plate plane duri fenden channels. Statt der Federvorspannung wurde eine Gewichtsvorspannung gewählt, indem die obere Endplatte mit einer Masse von 500 g belastet wurde. Instead of the spring bias a Gewichtsvorspannung was selected by the upper end plate was loaded with a mass of 500 g. Der ganze belastete Sta pel wurde in einem wärmeisolierten (adiabaten) Behälter aus einer warmfesten und oxydationsbeständigen Legierung einge baut. The whole was loaded piling builds in a thermally insulated (adiabatic) container made of a heat resistant and oxidation resistant alloy inserted.

Die Untersuchungen zeigten, daß der durch Undichtigkeiten an den Dichtungen und Trennfugen im Betrieb auftretende Leckan teil weniger als 2% des jeweiligen Volumenstroms des gasför migen Mediums betrug. The investigations showed that the occurring through leaks past the seals and joints in operation Leckan part was less than 2% of the respective volumetric flow of the gasför-shaped medium. Der gesamte Stapel gab bei einer Tempe ratur von 850°C eine Leistung von 100 W ab. The whole stack was at a temperature tempering of 850 ° C, a power of 100 W from. Der Wirkungsgrad betrug ca. 60%. The efficiency was about 60%.

Ausführungsbeispiel 2 Embodiment 2 Siehe Fig. 1 und 4 See Figs. 1 and 4

Eine weitere Versuchsvorrichtung bestand darin, daß die me tallischen Stromkollektoren 6 und 7 von Beispiel 1 durch kera mische Werkstoffe ersetzt wurden. Another experimental apparatus was that the me-metallic current collectors 6 and 7 were replaced by Example 1 Kera mix materials. Alle übrigen Bauteile wie Brennstoffzellen ( 1; 2; 3 ), Distanzrahmen 9 und Dichtungen 10 sowie der gesamte Aufbau des Stapels entsprachen denjenigen unter Beispiel 1. Für den Stromkollektor 6 auf der Sauerstoff seite wurde ein Keramikfaserfilz mit der Handelsbezeichnung 48/1260 der Form G+H Montage, Ludwigshafen/Rh, Deutschland gewählt. All other components such as fuel cells (1; 2; 3), spacer frame 9 and seals 10, as well as the entire structure of the stack corresponded to those in Example 1. For the current collector 6 on the oxygen side has a ceramic fiber having the trade designation 48/1260 of the form G + H Montage, Ludwigshafen / Rh, Germany elected. Die entsprechende Keramikfaser hatte einen Durchmes ser von ca. 3 µm bei einer durchschnittlichen Länge von 6 mm. The corresponding ceramic fiber had a diam ser of approximately 3 microns with an average length of 6 mm. Die Zusammensetzung der in oxydierender Atmosphäre bis zu einer Temperatur von 1200°C langzeitstabilen Keramikfaser war wie folgt: The composition of up to a temperature of 1200 ° C long-term stability in an oxidizing atmosphere ceramic fiber was as follows:

SiO 2 = 54 Gew.-% SiO 2 = 54 wt .-%
Al 2 O 3 = 45,5 Gew.-% Al 2 O 3 = 45.5 wt .-%
Fe 2 O 3 = 0,2 Gew.-% Fe 2 O 3 = 0.2 wt .-%
Na 2 O = 0,2 Gew.-%. Na 2 O = 0.2 wt .-%.

Der Stromkollektor 6 wurde mittels Laser aus einer Matte des Filzes von 6,4 mm Dicke herausgeschnitten und nach einem pyro lytischen Co-Abscheideverfahren mit elektrisch leitendem, mit Sb 2 O 3 dotiertem SnO 2 beschichtet. The current collector 6 was cut by laser from a mat of felt of 6.4 mm thickness and coated according to a pyro lytic co-deposition with electrically conductive, with Sb 2 O 3 doped SnO. 2 Dank des filzartigen Aufbaus des Stromkollektors 6 betrug der Abstand benachbarter Kontakt punkte in der Plattenebene nur 0,1 bis 0,5 mm. Thanks to the felt-like structure of the current collector 6 of the distance between adjacent contact points was only 0.1 to 0.5 mm in the plate plane. Durch dieses dichte Netz von Kontaktpunkten und durch die Elastizität der Faser wurde ein ausgezeichneter Stromübergang gewährleistet. By this dense network of contact points, and by the elasticity of the fiber is an excellent current transfer was ensured. Beim Zusammenbau wurde der 6,4 mm dicke Filz auf 5,5 mm zusam mengepreßt. During assembly of the 6.4 mm thick felt was mengepreßt together to 5.5 mm. Für den Stromkollektor 7 auf der Brennstoffseite wurde ein Keramikfilamentgewebe mit der Handelsbezeichnung K 1100 der genannten Firma G+H Montage verwendet. For the current collector 7 on the fuel side, a Keramikfilamentgewebe having the trade designation K 1100 of the company mentioned G + H assembly was used. Die Keramikfa ser hatte einen Durchmesser von ca. 4 µm. The Keramikfa ser had a diameter of about 4 microns. Zahlreiche Fasern waren zu einem Garn von ca. 1 mm Dicke gezwirnt und dieses wieder zu einem groben Gewebe - ähnlich grobmaschigem Wollstoff - verarbeitet. Numerous fibers were twisted into a yarn of about 1 mm thickness, and this again to a coarse fabric - Processed - similar open mesh wool. Zur Erhöhung der Reißfestigkeit war das Garn mit einer ca. 0,1 mm dicken Seele aus einer Cr/Ni- Legierung versehen. To increase the tear resistance, the yarn was provided with an alloy about 0.1 mm thick core of a Cr / Ni. Die bis zu Temperaturen von 1280°C langzeitstabile Keramikfaser hatte folgende Zusammensetzung: The up to temperatures of 1280 ° C long-term stable ceramic fiber had the following composition:

SiO 2 = 51,7 Gew.-% SiO 2 = 51.7 wt .-%
Al 2 O 3 = 47,9 Gew.-% Al 2 O 3 = 47.9 wt .-%
Fe 2 O 3 = 0,04 Gew.-% Fe 2 O 3 = 0.04 wt .-%
TiO 2 = 0,002 Gew.-% TiO 2 = 0.002 wt .-%
MgO = 0,01 Gew.-% MgO = 0.01 wt .-%
CaO = 0,02 Gew.-% CaO = 0.02 wt .-%
Na 2 O = 0,1 Gew.-%. Na 2 O = 0.1 wt .-%.

Der Stromkollektor 7 wurde mittels Laser aus einem Gewebe von 3 mm Dicke herausgeschnitten und mit elektrisch leitendem, mit Sb 2 O 3 dotiertem SnO 2 beschichtet. The current collector 7 has been laser cut from a web of 3 mm thickness and having electrically conductive, with Sb 2 O 3 doped SnO coated. 2 Durch den gewebeartigen Auf bau des Stromkollektors 7 wurde ein Netz von Kontaktpunkten mit einem mittleren Abstand in der Plattenebene von ca. 3 mm geschaffen. A network of contact points with an average distance in the plane of the plate of about 3 mm was created by the web-like construction on the current collector. 7 Das 3 mm dicke Gewebe wurde beim Zusammenbau auf 2,5 mm zusammengepreßt. The 3 mm thick tissue was compressed to 2.5 mm during assembly. Die Trennplatte 4 bestand ähnlich wie in Beispiel 1 aus einem Cr/Al-Stahl, wobei beide Seiten nun anstelle von Nickel und Gold einheitlich mit einer 30 µm dicken Schicht aus leitendem, mit Sb 2 O 3 dotiertem SnO 2 verse hen waren. The partition plate 4 was similar to Example 1 made of a Cr / Al-steel, wherein both sides were now 2 shipping hen instead of nickel and gold uniformly doped with a 30 micron thick layer of conductive, with Sb 2 O 3 SnO. Dank der Stabilität des SnO 2 und seiner Eigen schaft, praktisch nicht in den Kernwerkstoff der Trennplatte 4 hineinzudiffundieren, ist für diese Anordnung mit einer hohen Lebensdauer zu rechnen. Thanks to the stability of SnO2 and its own economy, practically out of the core material of the separation plate 4 to diffuse, can be expected with a long life for this arrangement.

Im Versuchsbetrieb konnte der Stapel bei 850°C während 500 h störungsfrei betrieben werden. In the test operation, the stack could be operated smoothly h at 850 ° C during the 500th Die Leistung war 120 W. Der Wirkungsgrad betrug ca. 55%. The power was 120 W. The efficiency was about 55%.

Ausführungsbeispiel 3 Embodiment 3 Siehe Fig. 2 und 4 See Fig. 2 and 4

Die Vorrichtung war bis auf die Trennplatte 4 und die Strom kollektoren 6 und 7 genau gleich gebaut wie unter Beispiel 1 angegeben. The device was down to the partition plate 4 and the current collectors 6 and 7 exactly the same built as indicated under Example. 1 Für die Kombination Trennplatte/Stromkollektoren wurde eine Ausführung gemäß Fig. 2a) gewählt. For the combination of separator plate / current collectors, an embodiment according to FIG. 2a) has been selected. Das zentrale Blech 11 der Trennplatte war 0,7 mm dick und hatte die gleiche Zusammensetzung gemäß DIN-Stoffnummer 1.4742 wie die Trenn platte 4 in Beispiel 1. Da das Blech 11 nur Trennfunktion hat, darf es nachgiebig sein und sich der Umgebung - in gewissem Grad auch plastisch - anpassen. The central panel 11 of the partition plate was 0.7 mm thick and had the same composition according to DIN material number 1.4742 as the separation plate 4 in Example 1. As the sheet 11 only has separating function, it must be flexible and the environment - to some degree plastically - Customize. Der Blech-Stromkollektor 12 bzw. 13 mit gestanzten elastischen Lappen (Kontaktfinger) muß eine hohe Warmfestigkeit haben und darf auch bei Betriebstem peratur seine federnden Eigenschaften nicht verlieren. The plate current collector 12 and 13 with stamped elastic tabs (contact finger) must have a high heat resistance and should not lose its temperature at Betriebstem resilient properties. Deshalb wurde hier von einem 2 mm dicken Blech aus der dispersionsge härteten Eisenbasis-Superlegierung mit dem Handelsnamen MA 956 von Inco ausgegangen. Therefore, it was considered here from a 2 mm thick sheet from the dispersionsge hardened iron-based superalloy with the tradename MA 956 from Inco. Die Legierung hatte die nachfolgende Zu sammensetzung: The alloy had the following composition to:

Cr = 20 Gew.-% Cr = 20 wt .-%
Al = 4,5 Gew.-% Al = 4.5 wt .-%
Ti = 0,5 Gew.-% Ti = 0.5 wt .-%
Y 2 O 3 = 0,5 Gew.-% Y 2 O 3 = 0.5 wt .-%
Fe = Rest. Fe = remainder.

Dieser Werkstoff hat bei 900°C unter einer Belastung von 100 MPa immer noch eine Lebensdauer (Kriechgrenze) von über 1000 h. This material has at 900 ° C h under a load of 100 MPa still a life (creep) of about 1000th Das 2 mm dicke Blech wurde zwischen beheizten Walzen von 700°C in 6 Stichen mit Zwischenglühungen bei 1100°C/½ h auf eine Enddicke von 0,2 ± 0,01 mm heruntergewalzt. The 2 mm thick sheet was rolled down between the heated rolls of 700 ° C in 6 stitches with intermediate anneals at 1100 ° C / ½ h to a final thickness of 0.2 ± 0.01 mm. In qua dratische Blechstücke von 60 mm Seitenlänge wurden in Ermange lung eines Stanzwerkzeugs mittels Laserstrahl eine große An zahl 5 mm langer und 1,5 mm breiter Zungen geschnitten, wobei eine Schmalseite von 1,5 mm stehen blieb. In qua dratische plate pieces of 60 mm side length development of a punching tool by means of laser beam to a large number of 5 mm were cut long and 1.5 mm wide tongues in Ermange remained a narrow side of 1.5 mm are provided. Diese Zungen wurden dann zu gegenüber der Plattenebene einen Winkel von ca. 30° einnehmenden Lappen (Kontaktfinger) aufgebogen (vergl. 12 und 13 in Fig. 2a). These tongues are then compared with the disk plane an angle of approximately 30 ° engaging tabs (contact finger) bent up (see FIG. 12 and 13 in Fig. 2a). Dabei wurde darauf geachtet, daß die Enden der Lappen gegenüber der Plattenebene genau die gleiche Höhe aufwiesen. It was ensured that the ends of the lobes with respect to the plane of the plate had exactly the same height. Die scharfkantigen Schnittränder wurden durch Sand strahlen abgerundet. The sharp cut edges have been rounded shine through sand. Nun wurden die Enden der Lappen galva nisch vergoldet. Now the ends of the flaps were plated galvanic cally. Die Dicke der Goldschicht betrug durch schnittlich 50 µm. The thickness of the gold layer was an average of 50 microns. Nun wurden die mit vergoldeten Lappen ver sehenen Blech-Stromkollektoren 12 und 13 mit dem zentralen Blech 11 der Trennplatte zu einem Ganzen zusammengefügt und der elektrische Kontakt zwischen allen drei Blechen durch Punktschweißen gewährleistet. Now the ver with gold plated tabs provided for sheet metal current collectors 12 and 13 were assembled with the central plate 11 of the partition plate to form a whole and the electrical contact between all three sheets ensured by spot welding.

Aus den üblichen Bauelementen Brennstoffzelle ( 1; 2; 3 ), Trennplatte/Stromkollektor ( 11; 12; 13 ), Distanzrahmen 9 und Dichtungen 10 wurde gemäß Beispiel 1 ein Stapel zusammenge baut. (11; 12; 13) made of the usual components fuel cell (1; 3: 2), separator plate / current collector spacer frame 9 and seals 10 was prepared according to Example 1 together quantitative a stack builds. Da die elastischen federnden Lappen der Elemente 12 und 13 vergleichsweise steifer waren als Geflechte, Vliese oder Filze, mußte die Endplatte mit einer höheren Masse (ca. 2,5 kg) belastet werden, um eine genügende Dichtigkeit in den Randpartien zu erzielen. Since the elastic resilient tab of the elements 12 and 13 were comparatively stiffer than meshes, non-wovens or felts, the end plate had to be loaded in order to achieve a sufficient tightness in the edge portions with a higher mass (about 2.5 kg).

Die Vorrichtung wurde bei einer Temperatur von 950°C während 500 h betrieben, wobei die Leistung 140 W und der Wirkungsgrad 63% betrug. The device was operated at a temperature of 950 ° C for 500 h, the power 140 W, and the efficiency was 63%. Da Gold sich mit der Eisenbasislegierung schlecht legiert, war die Diffusion verhältnismäßig gering. Since gold badly alloyed with the iron-based alloy, the diffusion was relatively low.

In Abweichung zu Fig. 2a) wurden für die Kombination Trenn platte/Stromkollektor zusätzlich die Varianten gemäß Fig. 2 b) (Blech-Stromkollektoren mit aufgelöteten Lappen 14; 15; 16 ) und Fig. 2c) (gegeneinander zwecks Gasdichtheit versetzte Blech-Stromkollektoren 17; 18 ) ausgeführt. . In contrast to FIG 2a) plate / current collector variants 2 b) (sheet current collectors with soldered tabs 14 are for the combination of separation in addition according to Fig,. 15; 16) and 2c) (offset from each other for the purpose of gas-tightness sheet current collectors. 17; 18) is executed. Der Zusammenbau er folgte in der üblichen Weise. The assembly, he followed in the usual way. Die Ergebnisse waren mit denje nigen des Aufbaus gemäß Fig. 2a) praktisch identisch. The results were virtually identical to denje Nigen the structure according to Fig. 2a).

Ausführungsbeispiel 4 Embodiment 4 Siehe Fig. 3 See Fig. 3

Die Vorrichtung war grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie unter Beispiel 1 angegeben. The device was basically similar in structure as indicated in Example. 1 Statt Metallgewebe, Vliese oder Filze wurde zum Aufbau der Stromkollektoren jedoch loses Material verwendet. Instead of metal fabric, nonwovens or felts but loose material was used to build the current collectors. Auf der Sauerstoffseite befand sich eine Schüttung von gewellten Drahtstücken (ähnlich 19 in Fig. 3), auf der Brennstoffseite eine solche von dünnwandigen elastischen Blechröhrchen (anstelle von Körnern 20 in Fig. 3). On the oxygen side, a bed of corrugated wire pieces was (similar to 19 in Fig. 3) on the fuel side, such a thin-walled elastic tube sheet (instead of grains 20 in Fig. 3). Die gewell ten Drahtstücke bestanden aus einer Nickelbasis-Superlegierung und waren 20 µm dick vergoldet. The gewell th wire pieces were made of a nickel-based superalloy and were 20 microns gold thick. Die Superlegierung mit dem Handelsnamen IN 625 von Inco hatte die nachfolgende Zusammen setzung: The superalloy with the trade name IN 625 Inco had the following summary translation:

Cr = 21,5 Gew.-% Cr = 21.5 wt .-%
Mo = 9,0 Gew.-% Mo = 9.0 wt .-%
Nb = 3,6 Gew.-% Nb = 3.6 wt .-%
Al = 0,2 Gew.-% Al = 0.2 wt .-%
Ti = 0,2 Gew.-% Ti = 0.2 wt .-%
Fe = 2,5 Gew.-% Fe = 2.5 wt .-%
Mn = 0,2 Gew.-% Mn = 0.2 wt .-%
Si = 0,2 Gew.-% Si = 0.2 wt .-%
C = 0,05 Gew.-% C = 0.05 wt .-%
Ni = Rest. Ni = rest.

Die elastischen Blechröhrchen bestanden aus einer Nickelbasis- Superlegierung und waren 50 µm dick vernickelt. The elastic sheet tube consisted of a nickel-based superalloy, and were 50 microns thick nickel-plated. Die Superle gierung mit dem Handelsnamen IN 105 von Inco hatte die nach folgede Zusammensetzung: The Government Superle with the trade name IN 105 from Inco had the composition according to folgede:

Cr = 13,5 Gew.-% Cr = 13.5 wt .-%
Co = 18 Gew.-% Co = 18 wt .-%
Ti = 0,9 Gew.-% Ti = 0.9 wt .-%
Al = 4,2 Gew.-% Al = 4.2 wt .-%
Mo = 4,5 Gew.-% Mo = 4.5 wt .-%
Si = 1 Gew.-% Si = 1 wt .-%
Mn = 1 Gew.-% Mn = 1 wt .-%
Ni = Rest. Ni = rest.

Zufolge der gegenüber Vliesen und Geweben wesentlich geringe ren Nachgiebigkeit (höhere Federkonstante) der als Stromkol lektoren dienenden Schüttungen 19 und 20 mußten die die Geo metrie bestimmenden Bauteile besonders genau und mit geringer Oberflächenrauhigkeit gefertigt werden. According to the opposite nonwovens and woven fabrics substantially low ren resilience (higher spring constant) of the selectors as Stromkol serving beds 19 and 20 had the Geo geometry defining components are manufactured particularly accurately and with less surface roughness. Zudem war als Bela stung des Stapels eine größere Masse von ca. 10 kg notwendig. Also had a greater mass of 10 kg is necessary as Bela stung the stack.

Die bei einer Temperatur von 900°C während 200 h betriebene Vorrichtung ergab eine Leistung von 95 W. Der Wirkungsgrad be trug ca. 55%. The platform is run at a temperature of 900 ° C for 200 h resulted in a device output of 95 W. The efficiency be contributed about 55%.

Ausführungsbeispiel 5 Embodiment 5 Siehe Fig. 3 See Fig. 3

Die Vorrichtung war gleich aufgebaut wie unter Beispiel 4 an gegeben. The device was constructed the same as given in Example 4 at. Als Stromkollektoren wurden diesmal auf beiden Seiten Schüttungen von kleinen Keramikkugeln (statt Körner 20 in Fig. 3) verwendet. As current collectors were this time small ceramic balls (instead of grains 20 in Fig. 3) is used on both sides of packings. Der Kern der Kugeln von 0,7 mm Durchmesser be stand aus SiC. The core of the balls of 0.7 mm diameter was be made of SiC. Die auf der Sauerstoffseite angeordneten Kera mikkugeln waren zuvor galvanisch mit einer 30 µm dicken Schicht aus Palladium versehen worden. mikkugeln arranged on the oxygen side Kera had been previously provided galvanically with a 30 micron thick layer of palladium. Die auf der Brennstoff seite eingesetzten Keramikkugeln hatten eine galvanisch aufge brachte Oberflächenschicht aus Nickel von 20 µm Dicke. The ceramic balls on the fuel side used had a surface layer applied by electroplating of nickel of 20 microns thickness. Der üb rige Aufbau der Vorrichtung entsprech demjenigen von Beispiel 4. The structure of the device üb membered entsprech that of Example 4. FIG.

Die Betriebsergebnisse nach 500 h Dauer bei einer Temperatur von 950°C waren: Leistung 110 W, Wirkungsgrad: 59%. The operation results after 500 hours duration at a temperature of 950 ° C were: 110 W power, efficiency: 59%.

Ausführungsbeispiel 6 Embodiment 6 Siehe Fig. 1 und 4 See Figs. 1 and 4

Es wurde eine Versuchsvorrichtung untersucht, deren grundsätz licher Aufbau dem Beispiel 1 entsprach. It was investigated an experimental device whose grundsätz Licher structure corresponded to that example. 1 Als vollelastische Stromkollektoren ( 6; 7 ) wurden gewellte Drahtgeflechte (Metallgewebe) verwendet. As a fully elastic current collectors (6; 7) corrugated wire mesh (metal mesh) were used. Der Durchmesser eines Einzeldrahtes betrug 0,15 mm, die Maschenweite 1 mm. The diameter of an individual wire was 0.15 mm, the mesh size of 1 mm.

Für den Stromkollektor 6 auf der Sauerstoffseite wurde eine oxydationsbeständige Eisenbasislegierung mit der Stoffnummer 1.4767 der Deutschen Norm (DIN CrAl20 5) von Thyssen mit der nachfolgenden Zusammensetzung verwendet: For the current collector 6 on the oxygen side of the oxydationsbeständige iron-based alloy with the material number 1.4767 German Standard (DIN CrAl20 5) of Thyssen having the following composition is used:

Cr = 20 Gew.-% Cr = 20 wt .-%
Al = 5 Gew.-% Al = 5 wt .-%
Si = 0,8 Gew.-% Si = 0.8 wt .-%
Mn = 0,8 Gew.-% Mn = 0.8 wt .-%
C 0,10 Gew.-% C 0.10 wt .-%
P 0,045 Gew.-% P 0.045 wt .-%
S 0,03 Gew.-% S 0.03 wt .-%
Fe = Rest. Fe = remainder.

Für den Stromkollektor 7 auf der Brennstoffseite wurde eine warmfeste, auch in reduzierender Atmosphäre beständige Heiz leiterlegierung mit der Stoffnummer 2.4869 der Deutschen Norm (DIN NiCr 80 20) von Thyssen mit der nachfolgenden Zusammen setzung verwendet: For the current collector 7 on the fuel side, a heat-resistant, stable even in a reducing atmosphere was heating conductor alloy with the material number 2.4869 German Standard (DIN NiCr 80 20) of Thyssen used together with the subsequent translation:

Ni = 76 Gew.-% Ni = 76 wt .-%
Cr = 20 Gew.-% Cr = 20 wt .-%
Cu = 0,5 Gew.-% Cu = 0.5 wt .-%
Si = 1 Gew.-% Si = 1 wt .-%
Mn = 1 Gew.-% Mn = 1 wt .-%
C 0,15 Gew.-% C 0.15 wt .-%
P 0,025 Gew.-% P 0.025 wt .-%
S 0,02 Gew.-% S 0.02 wt .-%
Fe = Rest. Fe = remainder.

Beide Drahtgeflechte wurden durch Prägewerkzeuge derart ge formt, daß Wellen von ca. 2 mm Wellenlänge und ca. 0,6 mm Am plitude (halbe totale Höhe) gebildet wurden. Both braids were so ge formed by embossing tools that waves of about 2 mm and about 0.6 mm wavelength Am plitude (half total height) were formed. Auf der Sauer stoffseite wurden je 6 Lagen dieser Wellen-Geflechte, auf der Brennstoffseite je 3 kreuzweise aufeinandergeschichtet. On the side of fabric Sauer were each 6 layers of these waves braids, stacked on the fuel side 3 depending crosswise. Da durch entstanden Stapel, die in unbelastetem Zustand auf der Sauerstoffseite eine totale Höhe (senkrecht zur Plattenebene) von 7,2 mm, auf der Brennstoffseite eine solche von 3,6 mm aufwiesen. Since created by stacking, on the oxygen side having the a total height in the unloaded state (perpendicular to the plane of the plate) of 7.2 mm, on the fuel side such of 3.6 mm.

Das Drahtgeflecht des Stromkollektors 6 für die Sauerstoff seite wird vor dem Einbau in den Distanzrahmen 9 galvanisch mit je ca. 5 µm dicken Lagen von Co, Ni und Pd in der angege benen Reihenfolge beschichtet. The wire mesh of the current collector 6 for the oxygen side is galvanically coated with about 5 microns thick layers of Co, Ni and Pd in the angege surrounded order prior to installation in the spacer frame. 9 Dann wurde das Ganze einer Wär mebehandlung bei 900°C/1 h unterzogen, wobei vorhandene Poren und Haarrisse durch Sinter- und Diffusionsvorgänge geschlossen wurden. Then, the whole of a Wär mebehandlung at 900 ° C / 1 h was subjected wherein existing pores and hairline cracks were closed by sintering and diffusion processes. Die aus dem hitzebeständigen Cr/Al-Stahl mit der Stoffnummer 1.4742 bestehende Trennplatte 4 wurde in gleicher Weise auf der Sauerstoffseite mit je einer Lage von Co, Ni und Pd versehen. Consisting of the heat-resistant Cr / Al-steel with the material number 1.4742 existing partition plate 4 was provided in the same manner on the oxygen side, each with a layer of Co, Ni and Pd.

Alle übrigen Bauelemente entsprachen genau denjenigen von Bei spiel 1. Das gleiche galt von den Betriebsbedingungen. All other components were exactly those of the first game At The same was true of the operating conditions. Der bis 850°C betriebene Stapel arbeitete während 1000 h einwandfrei, trotzdem er mehrmals abgestellt und in der Temperatur wieder hochgefahren wurde. Of up to 850 ° C operated stack operated properly during 1000 h, still he was repeatedly stopped and started up again in the temperature. Dabei wurde vor allem die leichte Demon tierbarkeit und Montierbarkeit ohne jegliche Veränderung der Bauteile festgestellt, die sich für den Versuchsbetrieb beson ders wertvoll und vorteilhaft erwiesen. Above all, the ease of assembly and Demon tierbarkeit was found without any change in the components that special for the trial operation is the proven valuable and beneficial.

Die Leistung betrug 105 W, der Wirkungsgrad 62%. The power was 105 W, the efficiency of 62%.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele be schränkt. The invention is not limited to the embodiments be.

Die Vorrichtung zur Umwandlung von in einem gasförmigen Brenn stoff vorhandener chemischer Energie in elektrische Energie besteht aus einer Anordnung in Form eines Stapels von in Serie geschalteten flachen, ebenen Hochtemperatur-Brennstoffzellen ( 1; 2; 3 ) auf der Basis von Zirkonoxyd als Feststoffelektrolyt 1 mit zwischen benachbarten Brennstoffzellen geschalteten Bau elementen zur elektrischen Stromübertragung, wobei die besag ten Bauelemente aus einer zentral angeordneten, elektrisch leitenden, gasdichten ebenen Trennplatte 4 und beidseitig an geordneten elektrisch leitenden vollelastischen Stromkollekto ren ( 6; 7 ) mit einer Vielzahl von Kontaktstellen 8 gegenüber der Trennplatte 4 und der benachbarten Elektrode ( 2; 3 ) der gegenüberliegenden Brennstoffzelle bestehen, indem an den Kon taktstellen 8 dank Elastizität dauernd ein senkrecht zur Plat tenebene gerichteter Druck ausgeübt wird, und am Umfang der Trennplatten 4 und der Brennstoffzellen ebene isolierende Di stanzrah The apparatus for the conversion of existing in a gaseous fuel material of chemical energy into electrical energy comprises an arrangement in the form of a stack of series-connected flat planar high temperature fuel cells (1; 2; 3) on the basis of zirconia as the solid electrolyte 1 with connected between adjacent fuel cell construction elements for electric power transmission, wherein the Besag th components centrally arranged from an electrically conductive, gas-tight planar partition plate 4 and on both sides ren of ordered electrically conductive fully elastic Stromkollekto (6; 7) having a plurality of contact pads 8 against the partition plate 4 and the adjacent electrode (2; 3) of the opposing fuel cell composed by clock set to the Kon 8 thanks to elasticity permanently a perpendicular tenebene to Plat directed pressure is exerted, and on the periphery of the partition plates 4 and the fuel cell planar insulating Di stanzrah men 9 und elastische Dichtungen 10 sowie entsprechende Mittel zur Zuführung und Abführung der gasförmigen Medien vor gesehen sind und der gesamte Stapel durch am Umfang oder au ßerhalb der Brennstoffzellen und Trennplatten angeordnete ela stische Zuganker oder Bügel senkrecht zur Plattenebene unter Druck fest zusammengehalten ist. are seen men 9 and elastic seals 10 and corresponding means for the supply and discharge of the gaseous media before and the entire stack is held together by circumferentially arranged or au ßerhalb the fuel cells and separator plates ela STIC tie rod or bracket perpendicular to the plane of the plate under pressure resistant. Die Trennplatte 4 besteht aus einem warmfesten metallischen Werkstoff oder einem leitenden keramischen Werkstoff oder einem Cermet, wobei die Sauerstoff seite mit einer leitenden oxydationsbeständigen Oberflächen schicht 5 versehen ist. The partition plate 4 is composed of a heat-resistant metallic material or a conductive ceramic material or a cermet, wherein the oxygen layer side with a conductive oxidation resistant surface 5 is provided.

Die beidseits der Trennplatte 4 angeordneten vollelastischen Stromkollektoren ( 6; 7 ) sind vorzugsweise als Schwamm, Filz, Vlies, Geflecht, Gitter, Wolle, Faserknäuel, Faserlaminat oder Gewebe oder ferner als gewellte oder gestanzte profilierte Plattenkörper mit federnden lamellenartigen Erhebungen, Strei fen oder Lappen ausgebildet. The both sides of the separating plate 4 arranged fully elastic current collectors (6; 7) are preferably as sponge, felt, fleece, mesh, grid, wool, fiber balls, fiber laminate or fabric, or further as a corrugated or embossed profiled plate body with resilient lamellar protrusions Stripes fen or rag educated. Die vollelastischen Stromkollek toren ( 6; 7 ) bestehen aus einem warmfesten metallischen Werk stoff oder einem leitenden keramischen Werkstoff oder einem Cermet, wobei die sauerstoffseitigen Stromkollektoren oxydati onsbeständig ausgeführt oder mit oxydationsbeständigen Ober flächenschichten versehen sind. The fully elastic current collector gates (6; 7) consist of a heat-resistant metallic material or a conductive ceramic material or a cermet, wherein the oxygen side current collectors oxydati onsbeständig exported or surface layers of oxidation resistant upper are provided.

Für die Trennplatte 4 und/oder für die Stromkollektoren ( 6; 7 ) werden vorteilhafterweise auch keramische leitende Werkstoffe wie Siliziumkarbid, Zinnoxyd, La/Mn-Perowskit, Ni/ZrO 2 -Cermet verwendet. For the separation plate 4 and / or for the current collectors (6; 7) are advantageously also include ceramic conducting materials such as silicon carbide, tin oxide, La / Mn perovskite, Ni / ZrO 2 cermet used.

Die vollelastischen Stromkollektoren ( 6; 7 ) sind vorzugsweise mit der Trennplatte 4 und/oder der Elektrode ( 2; 3 ) der je weils benachbarten gegenüberliegenden Brennstoffzelle durch ein Hochtemperaturlot oder eine Schweißung oder eine Sin terung elektrisch leitend und mechanisch kraftschlüssig fest verbunden, wobei die Lötung, Schweißung oder Sinterung oxyda tionsbeständig oder nichtoxydierend ausgeführt ist und/oder mit einer schutzoxydbildenden Deckschicht versehen ist. The fully elastic current collectors (6, 7) are preferably connected to the separating plate 4 and / or the electrode (2; 3) of each weils adjacent opposed fuel cell by a high temperature solder or a weld or a Sin esterification electrically conductive and mechanically non-positively fixed, said soldering, welding or sintering, is carried out to avoid oxidation tion-resistant or non-oxidizing and / or is provided with a cover layer schutzoxydbildenden.

Claims (9)

  1. 1. Vorrichtung zur Umwandlung von in einem gasförmigen Brennstoff vorhandener chemischer Energie in elektrische Energie mittels einer Anordnung in Form eines Stapels von in Serie geschalteten flachen, ebenen Hochtemperatur- Brennstoffzellen ( 1; 2; 3 ) auf der Basis von Zirkonoxyd als Feststoffelektrolyt ( 1 ) mit zwischen benachbarten Brennstoffzellen geschalteten Bauelementen zur elektri schen Stromübertragung, dadurch gekennzeichnet , daß je des der besagten Bauelemente aus einer zentral angeordne ten, elektrisch leitenden, gasdichten ebenen Trennplatte ( 4 ) und beidseitig angeordneten elektrisch leitenden vollelastischen Stromkollektoren ( 6; 7 ) mit einer Viel zahl von Kontaktstellen ( 8 ) gegenüber der Trennplatte ( 4 ) und der benachbarten Elektrode ( 2; 3 ) der gegenüberlie genden Brennstoffzelle besteht, wobei an den Kontaktstel len ( 8 ) dank Elastizität dauernd ein senkrecht zur Plat tenebene gerichteter Druck ausgeübt wird, daß ferner am Umfang der Trennplatten ( 4 1. A device for converting in a gaseous fuel existing chemical energy into electrical energy by means of an arrangement in the form of a stack of series-connected flat planar high temperature fuel cell (1; 2; 3) on the basis of zirconium oxide as a solid electrolyte (1) switched between adjacent fuel cells components for electrical rule power transmission, characterized in that each of said components of a central arrange th, electrically conductive, gas-tight planar partition plate (4) and arranged on both sides electrically conductive fully elastic current collectors (6; 7) having a multi- number of contact points (8) against the separating plate (4) and the adjacent electrode (2; 3) of the gegenüberlie constricting the fuel cell, wherein len at the contact Stel (8) thanks to elasticity permanently a perpendicular tenebene to Plat directed pressure is applied, that further (on the periphery of the partition plates 4 ) und der Brennstoffzellen ebene isolierende Distanzrahmen ( 9 ) und elastische Dich tungen ( 10 ) sowie entsprechende Mittel zur Zuführung und Abführung der gasförmigen Medien vorgesehen sind, und daß der gesamte Stapel durch am Umfang oder außerhalb der Brennstoffzellen und Trennplatten angeordnete elasti sche Zuganker oder Bügel senkrecht zur Plattenebene unter Druck fest zusammengehalten ist. ) And the fuel cell planar insulating spacer frame (9) and elastic like obligations (10) and corresponding means for the supply and discharge of the gaseous media are provided, and that the entire stack through the periphery or outside of the fuel cells and separator plates disposed elasti specific tie rods or strap is firmly held together perpendicularly to the plane of the plate under pressure.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennplatte ( 4 ) aus einem warmfesten metallischen Werkstoff oder einem leitenden keramischen Werkstoff oder einem Cermet besteht, wobei die Sauerstoffseite mit einer leitenden oxydationsbeständigen Oberflächenschicht ( 5 ) versehen ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the separating plate (4) consists of a heat-resistant metallic material or a conductive ceramic material or a cermet, wherein the oxygen side is provided with a conductive surface oxidation resistant layer (5).
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseits der Trennplatte ( 4 ) angeordneten vollela stischen Stromkollektoren ( 6; 7 ) als Schwamm. 3. Device according to claim 1, characterized in that the both sides of the separating plate (4) arranged vollela stischen current collectors (6, 7) as a sponge. Filz, Vlies, Geflecht, Gitter, Wolle, Faserknäuel, Faserlaminat oder Gewebe ausgebildet sind. Felt, fleece, mesh, grid, wool, fiber balls, fiber laminate or tissue are formed.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseits der Trennplatte ( 4 ) angeordneten vollela stischen Stromkollektoren ( 6; 7 ) als gewellte oder ge stanzte profilierte Plattenkörper mit federnden lamellen artigen Erhebungen, Streifen oder Lappen ausgebildet sind. 4. Device according to claim 1, characterized in that the both sides of the separating plate (4) arranged vollela stischen current collectors (6; 7) are designed as corrugated or for prepunched profiled plate body with resilient lamellar bumps, strips or cloth.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die vollelastischen Stromkollektoren ( 6; 7 ) aus einem warmfesten metallischen Werkstoff oder einem lei tenden keramischen Werkstoff oder einem Cermet bestehen, wobei die sauerstoffseitigen Stromkollektoren oxydations beständig ausgeführt oder mit oxydationsbeständigen Ober flächenschichten versehen sind. 5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the fully elastic current collectors (6; 7) of a heat-resistant metallic material or a lei Tenden ceramic material or a cermet, wherein the oxygen side current collectors oxidation resistant exported or surface layers of oxidation resistant upper are provided.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß für die Trennplatte ( 4 ) und/oder für die Stromkollektoren ( 6; 7 ) keramische leitende Werkstoffe wie Siliziumkarbid, Zinnoxyd, La/Mn-Perowskit, Ni/ZrO 2 - Cermet verwendet werden. 6. Apparatus according to claim 2, 3, 4 or 5, characterized in that for the separating plate (4) and / or for the current collectors (6; 7), ceramic conductive materials such as silicon carbide, tin oxide, La / Mn perovskite, Ni ZrO 2 / - cermet are used.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vollelastischen Stromkollektoren ( 6; 7 ) mit der Trennplatte ( 4 ) und/oder der Elektrode ( 2; 3 ) der jeweils benachbarten gegenüberliegenden Brennstoffzelle durch ein Hochtemperaturlot oder eine Schweißung oder eine Sin terung elektrisch leitend und mechanisch kraftschlüssig fest verbunden sind. 7. Device according to claim 1, characterized in that the fully elastic current collectors (6, 7) with the partition plate (4) and / or the electrode (2; 3) of the respective adjacent opposite fuel cell by a high temperature solder or a weld or a Sin Terung are electrically conductive and mechanically non-positively fixed manner.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötung, Schweißung oder Sinterung oxydationsbestän dig oder nichtoxydierend ausgeführt ist. 8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the soldering, welding or sintering is carried out oxydationsbestän dig or non-oxidizing.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötung, Schweißung oder Sinterung mit einer schutz oxydbildenden Deckschicht versehen ist. 9. Device according to claim 7, characterized in that the soldering, welding or sintering, is provided with a protective oxide-forming covering layer.
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