DK200701064A

DK200701064A - Forbedringer til pakninger og bipolære plader.

Info

Publication number: DK200701064A
Application number: DK200701064A
Authority: DK
Inventors: Bang Mads; Korsgaard Anders
Original assignee: Serenergy As
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2009-01-19
Also published as: CA2693857C; DK176957B1; US8865362B2; CN101796677B; CN101796677A; WO2009010066A1; EP2174372A1; EP2174372B1; KR20100045448A; CA2693857A1; JP2010533935A; JP5524836B2; WO2009010066A9; US20100143817A1

Claims

1. Bipolær plade (1) for en PEM brændselscelle, livor den bipolære plade bar en anodeside og en katodeside, hvori a) pladen har ei gennemgående mdgangshul (2), der definerer en strømningskanal for brintgas, der kommer ind i brændselscellen, og hvor pladen har et gennemgående udgangshul (4), der definerer en strømningskanal for brintgas, der forlader brændselscellen, og bl) katodesiden har en kantsektion (10a), der omfatter et eller flere fordybninger (6), som definerer indiøbskanaler for oxiderende gas, og hvor katodesiden har en anden kantsektion (10b), der omfatter en eller flere fordybninger (S), som definerer udløbskanaler for oxiderende gas, hvori indløbskanalfordybningerne såvel som udløbskanalfordybningeme forløber til kanten af pågældende kantsektioner, og hvori katodesiden har en eller flere fordybninger (12), der definerer sirømningskanaler for oxiderende gas og forbinder indløbskanal(er) for oxiderende gas med udløbskanal(er) for oxiderende gas, og/eller b2) anodesiden har en indløbskanal for brintgas i form af en eller flere fordybninger (16), der udgår fra indgangshullets (2) inderside, og hvor anodesiden har en udløbskanal for brint gas i form af en eller flere fordybninger (18), der forløber fra indersiden af udgangshullet (4), og hvor anodesiden har et eller flere fordybninger (20), der definerer strømningskanaler for brint, hvilke fordybninger (16, 20, 18) tilvejebringer flydende forbindelse for brintgas fra indgangshullet (2) for brintgas til udgangshullet (4) for brintgas, og hvori c) enten anodesiden eller katodesiden eller begge sider af pladen omfatter en tætningsfordybning (14) til at optage en tætning, hvor tætningsfordybningen forløber langs pladens (1) kanter, for derved at kunne optage en tætning for effektivt at undgå gasudslip undtagen via de dertil beregnede kanaler, som defineret herover, hvor tætningsfordybningen (14a), li vis den er tilstede på katodesiden, skærer indgangskanalfordybningeme (6) for oxiderende gas såvel som udløbskanaJfordybningerne (8) for oxiderende gas, og hvor tætningsfordybningen (14b), hvis den er tilstede på anodesiden, skærer strønmingsvejen for den brint, der kommer ind via indløbskanalen for brint defineret ved fordybningerne (16), og hvor tætningsfordybningen, hvis den er tilstede på anodesiden, skærer strønmingsvejen for brintgas, der går ud via udløbskanalen defineret af fordybningerne (18).

2. Bipolær plade ifølge krav 1, omfattende sætpræg a), særpræg bl), særpræg b2) og særpræg c).

3. Bipolær plade ifølge krav 1, omfattende særpræg a), særpræg bl) og særpræg c) alene med hensyn til katodesiden.

4. Bipolær plade ifølge krav 1, omfattende særpræg a), særpræg b2) og særpræg c) alene med hensyn til anodesiden,

5. Bipolær plade ifølge ethvert af krav 1-3, hvori pladen omfatter særpræg bl) og hvori antallet af fordybninger (6), som definerer indløhskanaler for oxiderende gas, er 2-20, såsom 4-18, f.eks. 5-15, såsom 7-14, f.eks. 8-12, fortrinsvis 9,10 eller 11.

6. Bipolær plade ifølge ethvert af krav 1 -5, hvori pladen omfatter særpræg bl) og hvori antallet af fordybninger (8), som definerer udløbskanaler for oxiderende gas, er 2-30, såsom 4-28, f.eks. 5-25, såsom 7-24, f.eks, 8-22, såsom 10-20, såsom 12-18, fortrinsvis 13,14, 15,16 eller 17.

7. Bipolær plade ifølge ethvert af de foregående krav, hvori pladen omfatter særpræg b2) og hvori antal fordybninger (16), der giver passage fra indgangshullet (2) for brint til fordybningerne (20), er 1 - 10, såsom 2-9, f.eks. 3-8, såsom 4-7, f.eks. 5 eller 6.

8. Bipolær plade ifølge ethvert af de foregående krav, hvori pladen omfatter særpræg b2) og hvori antal fordybninger (18), der giver passage fra udgangshullet (4) for brint til fordybningerne (20), er 1 - 10, såsom 2 - 9, helts. 3-8, såsom 4-7, heks. 5 eller 6.

9. Bipolær plade ifølge ethvert af krav 1 -2, 5 - 8, omfattende særprægene a), bl), b2) og c), hvori særpræg c) omfatter en tætningsrille på anodesiden såvel som på katodesiden af den bipolære plade.

10. Bipolær plade ifølge ethvert af de foregående krav, hvori pladen er lavet af et materiale udvalgt fra gruppen, der indbefatter grafit, grafitpulver omfattende en binder, et metal, et metal omfattende et korrosionsbestandigt overtræk, en legering, en legering omfattende et korrosionsbestandigt overtræk, en elektrisk ledende elastomerforbindelse, og et elektrisk ledende keramisk materiale.

11. Fremgangsmåde til fremstilling af en bipolær plade ifølge ethvert af kravene 1 -10, omfattende følgende trin: i) tilvejebringelse af et materiale med dimensioner, som mindst svarer til den ønskede udformning af den bipolære plade, ii) tilvejebringelse af detaljer for den ønskede udformning ved bortfræsning af overskydende materiale, heks. i en CNC fræsemaskine, iii) eventuelt overtrække pladen med et korrosionsbestandigt overtræk.

12. Fremgangsmåde til fremstilling af en bipolær plade ifølge ethvert af kravene 1 -10, omfattende følgende trin: i) tilvejebringelse af et materiale, som er egnet til formning og/eller støbning, ii) støbning af materialet i den ønskede udformning for den bipolære plade, iii) eventuelt overtrække pladen med et korros ionsbestandigt overtræk.

13. Tætning (50) for aftætning af katodesiden af en bipolær plade ifølge ethvert af kravene 1 - 3 og 5 - 10, hvor den bipolære plade omfatter trækkene defineret i bl), hvori tætningsmidlet er indrettet til at passe i tætningssporet (14a) på leatodesiden af den bipolære plade, hvori tætningsmidlet i den del (52a, 52b), som er indrettet til at passe i den del af tætningsfordybningen, som forløber langs med de specifikke kantsektioner (10a, 10b), der henholdsvis omfatter indiøbskanaifordybningen for oxiderende gas og udløbskanalfordybningen for oxiderende gas, omfatter et eller flere udtag (54a, 54b) for at tillade oxiderende gas at passere tætningsmidlet via de respektive indløbs- og udløbskanaler For oxiderende gas.

14. Tætningsmiddel ifølge krav 13, hvori antallet, af udtag (54a, 54b) i tætningsmidlet svarer henholdsvis til antallet af fordybninger (6), som definerer indløbskanaier for oxiderende gas, og fordybninger (8), der definerer udløbskanaier for oxiderende gas.

15. Tætningsmiddel (70) for aftætning af anodesiden af en bipolær plade ifølge ethvert af kravene 1 - 2 og 4 - 10, hvor den bipolære plade omfatter særprægene defineret i b2), hvori tætningsmidlet er indrettet til at passe i tætningssporet (14b) på anodesiden af den bipolære plade, hvori - tætningsmidlet i den del (72), som er indrettet til at passe i tætningsfordybningen, som skærer strømningsvejen for brintgassen, der forbinder indløbskanalfordybningerne i 6 og fordybningerne 20, omfatter et eller flere udtag (74a) til at tillade brintgas i at passere tætningsmidlet via fordybningerne, der definerer indløbskanalen for brintgassen, og hvori - tætningsmidlet i den del (76), som er indrettet til at passe i tætningsfordybningen, som skærer strømningsvejen for brintgassen, der forbinder udløbskanalfordybningeme 18 og fordybningerne 20, omfatter et eller flere udtag (74b) til at tillade brintgas i at passere tætningsmidlet via fordybningerne, der definerer udløbskanalen for brintgassen.

16. Tælningsmiddel ifølge trav 15, hvori antallet af udtag (74a, 74b) i tæmingsmidlet svarer henholdsvis til antallet af fordybninger (16), som definerer indløbskanaler for brintgas, og fordybninger (18), der definerer udiøbskanaler for brintgas.

17. Tælningsmiddel ifølge ethvert af krav 13 -16, hvori tætningsmidlet er lavet af et materiale udvalgt fra gruppen, der indbefatter elastomere, såsom kulbrintegummier, substituerede kulbriutegumrnier, såsom flourknlbrintegummier, og silikonegummier.

18. Tætningsmiddd ifølge krav 17, hvori tætningsmaterialet er meget korrosionsmodstandsdygtigt og/eller i høj grad kan modstå gennemtrængning a brink

19. Fremgangsmåde til fremstilling af et tætmngsmiddel ifølge ethvert af kravene 13 -18, omfattende støbning af tætningsmateriale til den ønskede udformning af tætningsmidlet.

20. PEM brændselscellestak (90) omfattende mere end en bipolær plade ifølge ethvert af kravene 1 -10 og et eller flere tætningsmidler ifølge ethvert af kravene 13 - 18.

21. PEM brændselscellestaksystem (100) omfattende en brændselscellestak ifølge krav 20, hvori PEM brændselscelles takken er indesluttet i en beholder (102) på sådan måde, at der dannes to særskilte kamre (104, 106) inde i beholderen, hvor det første kammer (104) er placeret på den side af brændselscellestakken, som omfatter hver brændselscelles kantsektioner (10a), deT omfatter indløbskanaler (6) for ilt; hvor det andet kammer (106) er placeret på den side af brændselscellestakken, som omfatter hver brændselscelles kantsektioner, der omfatter udløbskanaleme (8) for ilt, hvor de særskilte kamre derved definerer en indløbsmanifold for ilt og en udløbsmanifold for ilt.

22. Fremgangsmåde til produktion af elektrisk strøm og/eller varme under anvendelse af en PEM brændselscellestak ifølge krav 20 eller et PEM brændselscellestaksystem ifølge krav 21.

23. Anvendelse af en PEM brændselscellestak ifølge krav 20 eller en PEM brændselscellestaksystem ifølge krav 21 som backup strømsystem.

24. Anvendelse af en PEM brændselscellestak ifølge krav 20 eller et PEM biændselscellestaksystem itølgekrav 21 som vedvarende strømforsyninsssysteiB.