ES3034306B2

ES3034306B2 - REPETITIVE STACK UNIT AND ASSOCIATED MANUFACTURING PROCEDURE

Info

Publication number: ES3034306B2
Application number: ES202430113A
Authority: ES
Inventors: Rodriguez Fernando Colon; Rosello Francisco Tercero; Luna Raúl Pelaez; Rodriguez-Monino Rafael Pastor
Original assignee: Kerionics S L
Current assignee: Kerionics S L
Priority date: 2024-02-14
Filing date: 2024-02-14
Publication date: 2026-02-13
Anticipated expiration: 2044-02-14
Also published as: WO2025172631A1; ES3034306A1

Description

[0001] DESCRIPCIÓN[0001] DESCRIPTION

[0004] UNIDAD REPETITIVA PARA STACK[0004] REPETITIVE UNIT FOR STACK

[0005] Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN ASOCIADO[0005] AND ASSOCIATED MANUFACTURING PROCEDURE

[0007] SECTOR DE LA TÉCNICA[0007] TECHNICAL SECTOR

[0009] La presente invención se refiere al sector de celdas electroquímicas de óxido sólido en su uso como pilas de combustible (SOFC), electrolizadores de óxido sólido (SOEC) de vapor de agua o reactores electrocatalíticos para conversión de CO<2>, NH<3>o hidrocarburos.[0009] The present invention relates to the sector of solid oxide electrochemical cells in their use as fuel cells (SOFCs), water vapor solid oxide electrolyzers (SOECs) or electrocatalytic reactors for conversion of CO<2>, NH<3> or hydrocarbons.

[0011] Particularmente, la presente invención está destinada a una disposición de una unidad repetitiva que forma parte de un apilamiento de celdas electroquímicas en un stack de óxido sólido (SOFC) y/o un electrolizador de (SOEC) de alta temperatura y/o reactores electrocatalíticos. La presente invención también hace referencia al procedimiento de fabricación relacionado con la unidad repetitiva.[0011] In particular, the present invention relates to an arrangement of a repeating unit that forms part of a stack of electrochemical cells in a solid oxide cell (SOFC) stack and/or a high-temperature solid oxide electrolyzer (SOEC) and/or electrocatalytic reactors. The present invention also relates to the manufacturing process associated with the repeating unit.

[0013] ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN[0013] BACKGROUND OF THE INVENTION

[0015] Conforme aumenta la demanda de energía eficiente y no contaminante, aumentan las tecnologías relacionadas con la búsqueda de nuevas fuentes de energía que supongan una alternativa real a las fuentes de energía convencionales.[0015] As the demand for efficient and non-polluting energy increases, technologies related to the search for new energy sources that represent a real alternative to conventional energy sources also increase.

[0017] Eso se suma a los efectos del cambio climático, provocados por el aumento del nivel de CO<2>en nuestra atmósfera debido a la combustión de combustibles fósiles para la generación de energía eléctrica.[0017] That adds to the effects of climate change, caused by the increase in the level of CO<2> in our atmosphere due to the burning of fossil fuels for the generation of electricity.

[0019] En este sentido, las pilas de combustible de óxido sólido, SOFC, y los electrizadores de óxido sólido, SOEC, aparecen como una alternativa que aumenta la eficiencia de la generación de energía a partir de combustibles fósiles, sin la necesidad de recurrir a la combustión de los mismos, por lo que se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero u otros contaminantes tóxicos que supongan un peligro para la vida o la integridad de los seres vivos.[0019] In this sense, solid oxide fuel cells, SOFCs, and solid oxide electrifiers, SOECs, appear as an alternative that increases the efficiency of energy generation from fossil fuels, without the need to resort to their combustion, thus reducing emissions of greenhouse gases or other toxic pollutants that pose a danger to the life or integrity of living beings.

[0020] Los SOFC o SOEC pertenecientes al estado de la técnica, están formados por al menos una unidad repetitiva, que comprende al menos dos elementos diferentes, una celda electroquímica y un interconector o placa bipolar (4).[0020] State-of-the-art SOFCs or SOECs consist of at least one repeating unit, comprising at least two different elements, an electrochemical cell and an interconnector or bipolar plate (4).

[0022] Cada celda electroquímica (8) está compuesta por un cátodo (1) y un ánodo (2), separados por un electrolito (3). Donde el cátodo (1) y el ánodo (2) son conductores eléctricos, realizados en un material poroso. Y donde el electrolito (3) es estanco al paso de gases, aislante eléctrico y conductor de iones, particularmente, el electrolito es conductor de los iones O<2">[0022] Each electrochemical cell (8) is composed of a cathode (1) and an anode (2), separated by an electrolyte (3). Where the cathode (1) and anode (2) are electrical conductors, made of a porous material. And where the electrolyte (3) is gas-tight, an electrical insulator, and a conductor of ions; in particular, the electrolyte is a conductor of O₂ ions.

[0024] Y donde el interconector (4) sirve de soporte y conexión eléctrica entre las celdas electroquímicas (8) contiguas, generando al menos un compartimento en el lado del ánodo y un compartimento en el lado del cátodo.[0024] And where the interconnector (4) serves as support and electrical connection between the adjacent electrochemical cells (8), generating at least one compartment on the anode side and one compartment on the cathode side.

[0026] Adicionalmente, los interconectores se utilizan como medios para facilitar la circulación de los gases en las proximidades de cada celda electroquímica (8). De esta forma, en cada unidad repetitiva se genera un compartimento catódico y un compartimento anódico.[0026] Additionally, the interconnectors are used as a means to facilitate the circulation of gases in the vicinity of each electrochemical cell (8). In this way, a cathodic compartment and an anodic compartment are generated in each repeating unit.

[0028] Pertenece al estado de la técnica la inclusión en las unidades repetitivas de elemento sellantes (9), ubicados entre los interconectores y las celdas electroquímicas (8), así como la utilización de una capa de contacto o colector de corriente, como una espuma o filtro de níquel (19), que facilita el contacto eléctrico entre el cátodo y el interconector adyacente.[0028] It belongs to the state of the art to include in the repetitive units sealing elements (9), located between the interconnectors and the electrochemical cells (8), as well as the use of a contact layer or current collector, such as a foam or nickel filter (19), which facilitates electrical contact between the cathode and the adjacent interconnector.

[0030] En la estructura descrita en los puntos anteriores, se puede lograr una doble función, por una parte, es posible el funcionamiento en modo electrolizador SOEC, y por otra parte es posible el funcionamiento en modo pila de combustible, SOFC.[0030] In the structure described in the previous points, a dual function can be achieved, on the one hand, operation in SOEC electrolyzer mode is possible, and on the other hand, operation in SOFC fuel cell mode is possible.

[0032] Atendiendo a la Figura 1, nos encontramos con el ejemplo de funcionamiento de una pila de óxido sólido en modo electrolizador (SOEC).[0032] Referring to Figure 1, we find the example of the operation of a solid oxide cell in electrolyzer mode (SOEC).

[0034] Por el lado del cátodo (1 ) se introduce un primer gas, como ejemplo podría ser vapor de agua; y por el lado del ánodo (2) se introduce un segundo gas con contenido en oxígeno, como por ejemplo aire. Así mismo, se alimenta el conjunto mediante una corriente eléctrica, a partir de una conexión con una fuente de alimentación externa, que preferiblemente será una fuente de generación de energía renovable.[0034] A first gas, such as water vapor, is introduced on the cathode side (1); and a second gas containing oxygen, such as air, is introduced on the anode side (2). The assembly is powered by an electric current from an external power source, preferably a renewable energy source.

[0036] El paso del vapor de agua a través del compartimento catódico, en combinación con la alimentación con una corriente eléctrica, provoca la disociación de las moléculas de H<2>O según la fórmula:[0036] The passage of water vapor through the cathode compartment, in combination with the application of an electric current, causes the dissociation of H<2>O molecules according to the formula:

[0039] [0039]

[0042] De esta forma, los iones O<2">disociados según la anterior fórmula, atraviesan el electrolito (3), y se recambian en el compartimento catódico, volviendo a formar O<2>, según la fórmula siguiente:[0042] In this way, the O<2"> ions dissociated according to the previous formula, pass through the electrolyte (3), and are exchanged in the cathodic compartment, reforming O<2>, according to the following formula:

[0045] [0045]

[0048] De esta forma, según las fórmulas anteriores, a partir de agua es posible generar hidrógeno y oxígeno, que pueden ser utilizados directamente en etapas posteriores de un proceso industrial, o que pueden ser almacenados para una ulterior utilización.[0048] In this way, according to the above formulas, it is possible to generate hydrogen and oxygen from water, which can be used directly in later stages of an industrial process, or which can be stored for later use.

[0050] Atendiendo a la Figura 2, nos encontramos con el ejemplo de funcionamiento de una pila de óxido sólido en modo pila de combustible (SOFC).[0050] Referring to Figure 2, we find the example of the operation of a solid oxide fuel cell (SOFC).

[0052] Por el lado del cátodo (1 ) se introduce aire con contenido en oxígeno; y por el lado del ánodo (2) se introduce H<2>. Así mismo, se conecta el conjunto mediante una carga que demanda un consumo eléctrico a partir de una corriente eléctrica.[0052] Air containing oxygen is introduced on the cathode side (1); and H<2> is introduced on the anode side (2). Likewise, the assembly is connected by means of a load that demands electrical consumption from an electric current.

[0054] En el compartimento catódico, el oxígeno se combina con dos electrones para generar un ion oxígeno según la fórmula siguiente:[0054] In the cathode compartment, oxygen combines with two electrons to generate an oxygen ion according to the following formula:

[0057] [0057]

[0060] De la misma forma que en el caso anterior, los iones de oxígeno atraviesan el electrolito (3), y se introducen en el compartimento anódico, en el que se combinan con el hidrógeno introducido según la fórmula siguiente:[0060] In the same way as in the previous case, the oxygen ions pass through the electrolyte (3), and are introduced into the anodic compartment, where they combine with the introduced hydrogen according to the following formula:

[0061] [0061]

[0064] De esta forma, según las fórmulas anteriores, a partir de la introducción del hidrógeno en el compartimento anódico, es posible la generación de una corriente eléctrica que alimenta a una carga externa.[0064] In this way, according to the above formulas, from the introduction of hydrogen into the anodic compartment, it is possible to generate an electric current that powers an external load.

[0066] Las reacciones indicadas anteriormente, de acuerdo con los conocimientos comunes de estado de la técnica, es ventajoso realizarlas a alta temperatura para disminuir su sensibilidad a las impurezas de los combustibles, disminuyendo las etapas necesarias de filtrado; lo que aumenta la eficiencia de la generación de energía y reduce la complejidad del conjunto.[0066] The reactions indicated above, according to common knowledge of the state of the art, are advantageously carried out at high temperature to decrease their sensitivity to fuel impurities, reducing the necessary filtration stages; which increases the efficiency of power generation and reduces the complexity of the whole.

[0068] Según se puede observar en la Figura 4, una práctica común en el estado de la técnica se basa realizar un apilamiento (5) de una pluralidad de unidades repetitivas (5.1 ,5.2,...), en el que se generan una pluralidad de compartimentos anódicos y catódicos, donde las unidades repetitivas (5.1 ,5.2,...) están aisladas eléctricamente entre sí mediante la utilización de los electrolitos (3), y donde la pluralidad de unidades repetitivas (5.1 ,5.2,...) están situadas entre dos placas extremas, una placa superior (6) y una placa inferior (7), que son las que reciben las conexiones eléctricas, la alimentación de los gases introducidos en el stack y el escape de los gases liberados tras las reacciones que tienen lugar en el stack.[0068] As can be seen in Figure 4, a common practice in the state of the art is based on performing a stacking (5) of a plurality of repeating units (5.1, 5.2,...), in which a plurality of anodic and cathodic compartments are generated, where the repeating units (5.1, 5.2,...) are electrically isolated from each other by the use of the electrolytes (3), and where the plurality of repeating units (5.1, 5.2,...) are located between two end plates, an upper plate (6) and a lower plate (7), which are the ones that receive the electrical connections, the supply of the gases introduced into the stack and the escape of the gases released after the reactions that take place in the stack.

[0070] Particularmente, los interconectores (4) están en contacto eléctrico con uno o más electrodos, y cumplen la función de introducir y recoger la corriente eléctrica, además de para delimitar los flujos de circulación de los gases introducidos en cada uno de los compartimentos.[0070] In particular, the interconnectors (4) are in electrical contact with one or more electrodes, and serve to introduce and collect the electric current, as well as to delimit the circulation flows of the gases introduced into each of the compartments.

[0072] Concretamente, los interconectores (4) proporcionan contacto eléctrico a través de una de sus caras con el cátodo (1) de una celda electroquímica; y los interconectores (4) proporcionan contacto eléctrico a través de la otra cara con el ánodo (2) de la celda electroquímica adyacente.[0072] Specifically, the interconnectors (4) provide electrical contact through one of their faces with the cathode (1) of an electrochemical cell; and the interconnectors (4) provide electrical contact through the other face with the anode (2) of the adjacent electrochemical cell.

[0074] De acuerdo con el conocimiento común del estado de la técnica, los interconectores (4) están realizados en una aleación metálica.[0074] According to common knowledge of the state of the art, the interconnectors (4) are made of a metallic alloy.

[0075] Con los apilamientos (5) se pretende aumentar los caudales de los gases introducidos, aumentando los resultados obtenidos, ya sea una mayor cantidad de hidrógeno generado en el modo de funcionamiento SOEC, o una mayor cantidad de energía eléctrica generada en el modo de funcionamiento SOFC.[0075] The stacking (5) is intended to increase the flow rates of the introduced gases, increasing the results obtained, whether it is a greater amount of hydrogen generated in the SOEC operating mode, or a greater amount of electrical energy generated in the SOFC operating mode.

[0077] De acuerdo a las prácticas comunes del estado de la técnica, según se puede apreciar en la Figura 3, atendiendo a razones de facilidad en la fabricación y de mejora en la eficiencia del funcionamiento tanto en SOEC como en SOFC, las unidades repetitivas tienen forma cuadrada o sustancialmente cuadrada, aunque pueden tener cualquier otra morfología, de forma que el gas introducido en el compartimento catódico se alimente por uno de los lados de la unidad repetitiva y escape por el lado contrario; y de forma que la alimentación y el escape del gas introducido en el compartimento anódico se realicen a través de los lados no coincidentes con los de alimentación y escape del gas introducido en el compartimento catódico.[0077] According to common state-of-the-art practices, as can be seen in Figure 3, for reasons of ease of manufacture and improvement in the efficiency of operation in both SOEC and SOFC, the repeating units are square or substantially square in shape, although they can have any other morphology, so that the gas introduced into the cathodic compartment is fed in through one side of the repeating unit and escapes through the opposite side; and so that the feeding and escape of the gas introduced into the anodic compartment are carried out through the sides not coinciding with the feeding and escape of the gas introduced into the cathodic compartment.

[0079] Uno de los problemas que aparecen en las pilas de combustible de óxido sólido, tanto en su funcionamiento SOEC como en su funcionamiento en SOFC, es la dificultad en la fabricación de sus componentes.[0079] One of the problems that appear in solid oxide fuel cells, both in their SOEC and SOFC operation, is the difficulty in manufacturing their components.

[0081] Particularmente, se tiene un problema en la configuración de los interconectores, que deben de cumplir con la doble función anteriormente comentada, esto es, servir de contacto eléctrico, y generar un compartimento en el lado del cátodo (1) y un compartimento en el lado del ánodo (2).[0081] In particular, there is a problem in the configuration of the interconnectors, which must fulfill the double function mentioned above, that is, to serve as an electrical contact, and to generate a compartment on the cathode side (1) and a compartment on the anode side (2).

[0083] Podemos encontrar en el estado de la técnica diferentes configuraciones que pretenden resolver los problemas anteriormente descritos, y que parten de la utilización de diferentes piezas para configurar el interconector.[0083] In the state of the art, we can find different configurations that aim to solve the problems described above, and which are based on the use of different parts to configure the interconnector.

[0085] El documento US2018202055 describe un interconector compuesto por tres piezas diferentes: una primera lámina metálica plana que comprende una parte central hueca, y que comprende puertos de entrada/salida de gas en la periferia de la parte central, configurada para contactar con el cátodo adyacente; una segunda lámina metálica plana que no comprende una parte central hueca, y que comprende puertos de entrada/salida de gas en la periferia de la parte central; y una lámina metálica central que comprende una parte central en relieve para definir canales de circulación del gas, y que comprende puertos de entrada/salida de gas en la periferia de la parte central, configurada para contactar con el ánodo adyacente.[0085] Document US2018202055 describes an interconnector composed of three different parts: a first flat metal sheet comprising a hollow central portion, and comprising gas inlet/outlet ports on the periphery of the central portion, configured to contact the adjacent cathode; a second flat metal sheet not comprising a hollow central portion, and comprising gas inlet/outlet ports on the periphery of the central portion; and a central metal sheet comprising a raised central portion to define gas circulation channels, and comprising gas inlet/outlet ports on the periphery of the central portion, configured to contact the adjacent anode.

[0087] Particularmente, la lámina metálica central comprende al menos seis puertos que comprenden, cada una, lengüetas de chapa de acero espaciadas entre sí, formando un peine, y comprenden, cada una, hendiduras definidas entre el borde de una de las lumbreras y una o entre dos lengüetas consecutivas, con el objetivo de regular el paso de gas a cada uno de los compartimentos anódico o catódico del interconector.[0087] In particular, the central metal sheet comprises at least six ports, each comprising steel sheet tabs spaced apart, forming a comb, and each comprising defined slits between the edge of one of the ports and one or between two consecutive tabs, with the objective of regulating the passage of gas to each of the anodic or cathodic compartments of the interconnector.

[0089] Mediante esta configuración, el documento US201820202055 utiliza tres tipos diferentes de unidades repetitivas combinadas en un mismo apilamiento, de manera que dos de las unidades repetitivas permitan el paso de aire y combustible, mientras que la otra unidad repetitiva únicamente permite el paso de aire.[0089] By means of this configuration, document US201820202055 uses three different types of repetitive units combined in the same stack, so that two of the repetitive units allow the passage of air and fuel, while the other repetitive unit only allows the passage of air.

[0091] Es decir, el documento US2018202055 describe una manera de generar un interconector que requiere de la utilización de al menos tres piezas para lograr distribuir los gases a cada uno de los compartimentos catódicos y anódicos.[0091] That is, document US2018202055 describes a way to generate an interconnector that requires the use of at least three pieces to distribute the gases to each of the cathodic and anodic compartments.

[0093] El documento US2012107714 describe una unidad repetitiva para el apilamiento de un stack que comprende una celda electroquímica, un interconector, y al menos una primera junta de sellado colocada entre la superficie inferior de la celda electroquímica y el interconector, y una segunda junta de sellado colocada sobre la superficie superior de la celda electroquímica.[0093] Document US2012107714 describes a repeating unit for stacking a stack comprising an electrochemical cell, an interconnector, and at least a first sealing gasket positioned between the lower surface of the electrochemical cell and the interconnector, and a second sealing gasket positioned over the upper surface of the electrochemical cell.

[0095] De esta forma, regulando la altura de las juntas de sellado se generan los compartimentos catódicos y anódicos en los que fluyen los gases para la realización de las reacciones químicas.[0095] In this way, by regulating the height of the sealing joints, the cathodic and anodic compartments are generated in which the gases flow for the performance of the chemical reactions.

[0097] Es decir, el documento US2012107714 describe una manera de generar los compartimentos que obliga a la utilización de al menos dos juntas de sellado adicionales.[0097] That is, document US2012107714 describes a way of generating the compartments that requires the use of at least two additional sealing gaskets.

[0098] El documento EP4047696 describe un interconector para la distribución de gas, que comprende una placa base, en contacto en un primer lado con una celda electroquímica, y una estructura formada por dos placas dispuestas una encima de la otra para formar una distribución de gas. Particularmente, se describe que la estructura de placas comprende una primera placa y una segunda placa, con entradas y salidas de gas.[0098] Document EP4047696 describes a gas distribution interconnector comprising a base plate in contact on one side with an electrochemical cell, and a structure formed by two plates arranged one above the other to form a gas distribution system. Specifically, the plate structure is described as comprising a first plate and a second plate, with gas inlets and outlets.

[0100] Donde la primera placa comprende un primer patrón de orificios, con una pluralidad de orificios dispuestos en filas paralelas a la dirección principal del flujo de gas, sin comprender canales. Y donde la segunda placa comprende un segundo patrón de orificios con una pluralidad de orificios dispuestos en filas paralelas a la dirección principal del flujo de gas. Estando caracterizada la invención porque el primer patrón de orificios está desplazado con respecto al segundo patrón de orificios en la dirección principal del flujo de gas.[0100] Where the first plate comprises a first hole pattern, with a plurality of holes arranged in rows parallel to the main direction of gas flow, without comprising channels. And where the second plate comprises a second hole pattern with a plurality of holes arranged in rows parallel to the main direction of gas flow. The invention being characterized in that the first hole pattern is offset with respect to the second hole pattern in the main direction of gas flow.

[0102] Es decir, el documento EP4047696 describe un interconector que emplea al menos tres piezas: la placa base y las dos placas que forman la estructura de distribución de gas.[0102] That is, document EP4047696 describes an interconnector that employs at least three pieces: the base plate and the two plates that form the gas distribution structure.

[0104] El documento US20090117414 describe una configuración particular de interconectores, que está realizada en dos piezas diferentes. Una primera pieza eléctricamente conductora, que proporciona la conductividad eléctrica dentro de la celda de combustible, estando cada una de las primeras piezas en contacto con el cátodo de la celda anterior, y con el ánodo de la celda siguiente. Y una segunda pieza eléctricamente aislante que conecta mecánicamente las celdas de combustible y forma el marco para la primera pieza.[0104] Document US20090117414 describes a particular interconnector configuration, which is made of two different pieces. A first electrically conductive piece, which provides electrical conductivity within the fuel cell, with each of the first pieces being in contact with the cathode of the previous cell, and with the anode of the next cell. And a second electrically insulating piece that mechanically connects the fuel cells and forms the frame for the first piece.

[0106] Es decir, el documento US20090117414 describe la realización de un interconector en dos piezas diferentes, donde ambas piezas comprenden un volumen suficiente como para generar los compartimentos anódicos y catódicos, sirviendo una de las piezas únicamente a modo de estructura de soporte para la celda electroquímica, y a modo de marco para la otra de las piezas, que es la que tiene capacidad de conducción eléctrica y la que está en contacto con el ánodo y el cátodo de las celdas.[0106] That is, document US20090117414 describes the realization of an interconnector in two different pieces, where both pieces comprise a volume sufficient to generate the anodic and cathodic compartments, one of the pieces serving only as a support structure for the electrochemical cell, and as a frame for the other piece, which is the one that has electrical conduction capacity and is in contact with the anode and cathode of the cells.

[0107] El documento US20090325023 describe la realización de una unidad de repetición que comprende una celda electroquímica, con al menos una primera capa y al menos dos capas adicionales. Donde la celda, la primera capa y las capas adicionales comprenden una zona plana al menos en la zona que rodea el área activa de la celda electroquímica, permitiendo la soldadura del conjunto de las piezas utilizando la zona plana.[0107] US20090325023 describes the embodiment of a repeating unit comprising an electrochemical cell, with at least a first layer and at least two additional layers. The cell, the first layer, and the additional layers comprise a flat area at least in the region surrounding the active area of the electrochemical cell, allowing the assembly of parts to be welded using the flat area.

[0109] Es decir, el documento US20090325023 describe la utilización de placas planas, al menos en una región determinada, que están configuradas para ser soldadas entre sí y conformar el interconector del apilamiento, pero que, para poder configurar los compartimentos del cátodo y del ánodo, requiere de dos piezas adicionales.[0109] That is, document US20090325023 describes the use of flat plates, at least in a certain region, which are configured to be welded together to form the interconnect of the stack, but which, in order to configure the cathode and anode compartments, requires two additional pieces.

[0111] Tal y como puede observarse de los documentos pertenecientes al estado de la técnica, la mayoría de las soluciones planteadas, pasan por la utilización de más de dos piezas con el objetivo de poder configurar los compartimentos anódicos y catódicos, ya que no se ha encontrado la forma de generar volúmenes con placas planas, a la vez que se cumple con los restantes requisitos de las pilas de combustible, como por ejemplo puede ser la estanqueidad entre los diferentes compartimentos.[0111] As can be seen from the state of the art documents, most of the proposed solutions involve the use of more than two pieces in order to configure the anodic and cathodic compartments, since no way has been found to generate volumes with flat plates, while meeting the other requirements of fuel cells, such as the sealing between the different compartments.

[0113] Por otra parte, encontramos documentos que únicamente emplean dos piezas, pero éstas no están realizadas a partir de placas planas conformadas, sino que son elementos con volumen configurados para permitir la generación de los compartimentos del ánodo y del cátodo.[0113] On the other hand, we find documents that only use two pieces, but these are not made from shaped flat plates, but are elements with volume configured to allow the generation of the anode and cathode compartments.

[0115] Finalmente, existen documentos en el estado de la técnica que emplean la técnica de soldadura para lograr la unión de tres o más placas planas, planas conformadas o una combinación de ambas, sin embargo, tal y como se ha comentado anteriormente, todas requieren de placas adicionales para la generación de los compartimentos.[0115] Finally, there are prior art documents that employ the welding technique to achieve the joining of three or more flat plates, shaped flat plates, or a combination of both; however, as previously mentioned, all require additional plates for the generation of compartments.

[0117] Es por ello por lo que las soluciones planteadas por el estado de la técnica suponen un coste alto, al necesitar la fabricación independiente de diferentes placas planas y/o placas planas conformadas o al requerir métodos de fabricación de un coste más elevado, como puede ser el sinterizado, el mecanizado o el mecanizado químico Es por ello por lo que se hace necesaria una configuración de un interconector que permita reducir los costes, tanto de la fabricación independiente de los componentes que conforman cada interconector, como de la fabricación conjunta del propio interconector a partir de la unión de los componentes que lo conforman.[0117] This is why the solutions proposed by the state of the art involve a high cost, as they require the independent manufacture of different flat plates and/or shaped flat plates, or they require more expensive manufacturing methods, such as sintering, machining, or chemical machining. Therefore, an interconnector configuration is needed that allows for cost reduction, both in the independent manufacture of the components that make up each interconnector, and in the joint manufacture of the interconnector itself by joining its component parts.

[0119] EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN[0119] EXPLANATION OF THE INVENTION

[0121] La unidad repetitiva para stack y el procedimiento de fabricación asociado que la invención propone se configura, pues, como destacable novedad dentro de su campo de aplicación, ya que, a tenor de su implementación y de manera taxativa se alcanzan los objetivos señalados a continuación, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que los distinguen, convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.[0121] The repetitive stack unit and the associated manufacturing procedure proposed by the invention are thus configured as a remarkable novelty within its field of application, since, according to its implementation and in a definitive way, the objectives indicated below are achieved, with the characterizing details that make it possible and that distinguish them being conveniently included in the final claims that accompany this description.

[0123] Las expresiones “superior” e “inferior” se han utilizado en la presente descripción con el objetivo de facilitar la comprensión de la invención. Sin embargo, esto no debe ser limitante a la hora de realizar una interpretación de la misma.[0123] The terms “upper” and “lower” have been used in this description to facilitate understanding of the invention. However, this should not limit its interpretation.

[0125] Así mismo, en el presente documento la palabra “stack” hace referencia, de manera no limitante, a un apilamiento de unidades repetitivas que permite la conexión en serie de una pluralidad de celdas electroquímicas colocadas de manera consecutiva, junto con la distribución de gases entre las celdas.[0125] Likewise, in this document the word “stack” refers, in a non-limiting manner, to a stacking of repetitive units that allows the serial connection of a plurality of electrochemical cells placed consecutively, along with the distribution of gases between the cells.

[0127] Para facilitar la comprensión de la invención, la presente descripción se ha realizado considerando unos orificios de entrada y/o salida de un primer gas, considerando en modo básico de funcionamiento como de aire (12), y unos orificios de entrada y/o salida de un segundo gas, considerado en modo básico de funcionamiento como combustible (13), teniendo cada uno de ellos unas características determinadas. Sin embargo, los inventores no encuentran obstáculo a que se intercambie el gas circulante por cada uno de ellos o que se los gases de una cámara y otra estén compuestos por cualesquiera composición química que permitan operar al stack en diferentes modos de funcionamiento, por lo que no debe entenderse esta definición como limitante a la hora de interpretar o llevar a cabo posibles realizaciones de la presente invención y se utilizará la definición de lado del aire o del combustible para una mejor comprensión de la invención[0127] To facilitate understanding of the invention, the present description has been made considering inlet and/or outlet ports for a first gas, considered in basic operating mode as air (12), and inlet and/or outlet ports for a second gas, considered in basic operating mode as fuel (13), each having specific characteristics. However, the inventors foresee no impediment to the exchange of the circulating gas between them or to the gases of one chamber and the other being composed of any chemical composition that allows the stack to operate in different modes. Therefore, this definition should not be understood as limiting when interpreting or carrying out possible embodiments of the present invention, and the definition of the air or fuel side will be used for a better understanding of the invention.

[0128] La presente invención pretende la resolución de los problemas anteriores, es decir, logra reducir los costes de fabricación mediante la utilización de un menor número de piezas, que además están fabricadas según procesos de fabricación de menor coste. La unidad repetitiva comprende al menos una celda electroquímica (8) con un cátodo (1 ), un ánodo (2), y un electrolito (3) no conductor situado entre el cátodo (1 ) y el ánodo (2); un interconector (4) metálico conductor, que sirve de apoyo para la celda electroquímica (8). También puede comprender un elemento sellante (9) entre la celda electroquímica (8) y el interconector (4).[0128] The present invention aims to solve the aforementioned problems, namely, to reduce manufacturing costs by using fewer parts, which are also manufactured using lower-cost processes. The repeating unit comprises at least one electrochemical cell (8) with a cathode (1), an anode (2), and a non-conducting electrolyte (3) located between the cathode (1) and the anode (2); a conductive metallic interconnector (4), which serves as a support for the electrochemical cell (8). It may also include a sealing element (9) between the electrochemical cell (8) and the interconnector (4).

[0130] La celda electroquímica (8) comprende, al menos en una zona de su superficie, un área activa en la que se produce el intercambio iónico entre los flujos de gas y combustible.[0130] The electrochemical cell (8) comprises, at least in one area of its surface, an active area in which ion exchange occurs between the gas and fuel flows.

[0132] Particularmente, el área activa es la que entra en contacto por uno de sus lados superior o inferior con el flujo de aire, y por el otro de sus lados superior o inferior con el flujo de combustible.[0132] In particular, the active area is the one that comes into contact on one of its upper or lower sides with the airflow, and on the other of its upper or lower sides with the fuel flow.

[0134] Particularmente, la presente invención describe la utilización de una placa superior (6) y una placa inferior (7), que están conformadas a partir de un proceso de estampación.[0134] In particular, the present invention describes the use of an upper plate (6) and a lower plate (7), which are formed from a stamping process.

[0136] La placa superior (6) y la placa inferior (7) comprenden al menos dos orificios para permitir la entrada y/o salida del aire (12); y al menos dos orificios para permitir la entrada y/o salida del combustible (13), donde los orificios correspondientes a la entrada y/o salida del aire (12) están ubicados en lados opuestos de las placas superior e inferior (6,7); y donde los orificios correspondientes a la entrada y/o salida del combustible(13) están ubicados en lados opuestos de las placas superior e inferior (6,7).[0136] The upper plate (6) and the lower plate (7) comprise at least two holes to allow the entry and/or exit of air (12); and at least two holes to allow the entry and/or exit of fuel (13), wherein the holes corresponding to the entry and/or exit of air (12) are located on opposite sides of the upper and lower plates (6,7); and wherein the holes corresponding to the entry and/or exit of fuel (13) are located on opposite sides of the upper and lower plates (6,7).

[0138] De esta forma se logra que los flujos circulantes, tanto del lado del aire como del lado del combustible, sean flujos cruzados, entendiéndose como cruzados que tienen unas direcciones perpendiculares entre sí.[0138] In this way, the circulating flows, both on the air side and the fuel side, are cross flows, understood as having directions perpendicular to each other.

[0139] La placa superior (6) comprende una cara superior, una cara inferior, y un orificio o combinación de orificios o área perforada central (10). Donde la cara superior sirve a modo de soporte para la celda electroquímica (8), de forma que la cara inferior de la celda electroquímica (8) queda expuesta a la cámara del aire en la cara inferior de la placa superior (6).[0139] The upper plate (6) comprises an upper face, a lower face, and a central hole or combination of holes or perforated area (10). Where the upper face serves as a support for the electrochemical cell (8), such that the lower face of the electrochemical cell (8) is exposed to the air chamber in the lower face of the upper plate (6).

[0141] La placa inferior (7) comprende una cara superior, una cara inferior y con una zona central configurada a modo de elemento de distribución del flujo (11) de gas.[0141] The lower plate (7) comprises an upper face, a lower face and a central area configured as a gas flow distribution element (11).

[0143] Una de las principales características de la presente invención reside en los medios de unión utilizados entre las placas planas inferior y superior (6,7).[0143] One of the main features of the present invention lies in the joining means used between the lower and upper flat plates (6,7).

[0145] Particularmente, la placa superior (6) y la placa inferior (7) estarán unidas de manera fija por un área seleccionada de su perímetro exterior, de forma que la cara inferior de la placa superior (6) esté en contacto permanente con la cara superior de la placa inferior (7).[0145] In particular, the top plate (6) and the bottom plate (7) shall be permanently joined by a selected area of their outer perimeter, so that the bottom face of the top plate (6) is in permanent contact with the top face of the bottom plate (7).

[0147] De manera preferente, las áreas seleccionadas del perímetro exterior de la placa superior (6) y la placa inferior (7) son planas.[0147] Preferably, the selected areas of the outer perimeter of the top plate (6) and the bottom plate (7) are flat.

[0149] Además, las áreas seleccionadas del perímetro exterior de la placa superior (6) y la placa inferior (7) son coincidentes, con el objetivo de permitir la realización de una soldadura entre la placa superior (6) y la placa inferior (7).[0149] In addition, selected areas of the outer perimeter of the top plate (6) and the bottom plate (7) are coincident, with the aim of enabling welding between the top plate (6) and the bottom plate (7).

[0151] La unión fija entre ambas placas se realiza de forma que el orificio central (10) se encuentra alineado con el elemento de distribución del flujo (11), de esta forma, el flujo que pasa por la zona inferior de la celda electroquímica (8) se encuentra dirigido según la distribución de flujo realizada por el elemento de distribución del flujo (11).[0151] The fixed union between both plates is made in such a way that the central hole (10) is aligned with the flow distribution element (11), in this way, the flow that passes through the lower area of the electrochemical cell (8) is directed according to the flow distribution made by the flow distribution element (11).

[0153] Adicionalmente, la presente invención plantea la selección de unas segundas áreas de soldadura, que también son planas y coincidentes en la placa superior (6) y la placa inferior (7), y que rodean el orificio de entrada y/o salida del aire (12).[0153] Additionally, the present invention proposes the selection of second welding areas, which are also flat and coincident on the upper plate (6) and the lower plate (7), and which surround the air inlet and/or outlet hole (12).

[0155] De esta forma se logra un sellado que evita la pérdida de flujo de combustible, que está obligado a seguir el camino hacia el área activa de la celda electroquímica (8).[0155] In this way a seal is achieved that prevents the loss of fuel flow, which is forced to follow the path to the active area of the electrochemical cell (8).

[0156] Tal y como se ha explicado en los antecedentes, existe un problema no resuelto en el estado de la técnica, relacionado con la imposibilidad de generar compartimentos anódicos o catódicos mediante la utilización de únicamente dos placas planas. Por lo que, comúnmente, se utiliza una placa adicional como elemento para distanciar la placa superior de la inferior y generar los compartimentos anódico y catódico.[0156] As explained in the background section, there is an unresolved problem in the prior art related to the impossibility of creating anodic or cathodic compartments using only two flat plates. Therefore, an additional plate is commonly used to separate the upper and lower plates and create the anodic and cathodic compartments.

[0158] En el interconector objeto de la presente invención, se logra la generación de los compartimentos mediante la utilización de dos bordes perimetrales, cada uno de ellos ubicado en cada una de las placas superior e inferior (6,7).[0158] In the interconnector that is the subject of the present invention, the generation of the compartments is achieved by using two perimeter edges, each of them located on each of the upper and lower plates (6,7).

[0160] Particularmente, la placa superior (6) comprende un borde superior (14) que sobresale superiormente con respecto a la placa superior (6); y la placa inferior (7) comprende un borde inferior (15) que sobresale inferiormente con respecto a la placa inferior (7). Donde el borde superior (14) y el borde inferior (15) son coincidentes, y están ubicados en el exterior de la zona delimitada por la soldadura.[0160] In particular, the upper plate (6) comprises an upper edge (14) projecting upwards with respect to the upper plate (6); and the lower plate (7) comprises a lower edge (15) projecting downwards with respect to the lower plate (7). Where the upper edge (14) and the lower edge (15) are coincident, and are located outside the area delimited by the weld.

[0162] Mediante la superposición de los bordes superior e inferior (14,15) se generan las separaciones entre la placa superior (6) y la placa inferior (7) que permiten la aparición de los volúmenes que configuran los compartimentos.[0162] By overlapping the upper and lower edges (14,15) the separations between the upper plate (6) and the lower plate (7) are generated, which allow the appearance of the volumes that configure the compartments.

[0164] Adicionalmente, como se indicado inicialmente, cada unidad repetitiva comprende al menos un primer elemento sellante (9), que sirve para evitar las pérdidas de flujo de aire o combustible, al menos entre la celda electroquímica (8) y la placa superior (6).[0164] Additionally, as initially indicated, each repeating unit comprises at least a first sealing element (9), which serves to prevent losses of air or fuel flow, at least between the electrochemical cell (8) and the top plate (6).

[0166] La presente invención también describe un stack configurada a partir del apilamiento de una pluralidad de unidades repetitivas tal y como se han descrito, en las que la cara superior de la celda electroquímica (8) entra en contacto con la cara inferior de la placa inferior (7) de la unidad repetitiva inmediatamente superior, opcionalmente se puede añadir un elemento intermedio a modo de capa de contacto o colector de corriente cuya función es la de mejorar el contacto eléctrico entre el cátodo y la placa inferior (7) de la unidad repetitiva inmediatamente superior, permitiendo la conducción eléctrica entre unidades repetitivas y siendo coincidentes los orificios de entrada y/o salida de aire (12) y los orificios de entrada y/o salida de combustible (13) entre las diferentes unidades repetitivas.[0166] The present invention also describes a stack configured from the stacking of a plurality of repeating units as described above, in which the upper face of the electrochemical cell (8) comes into contact with the lower face of the lower plate (7) of the immediately superior repeating unit. Optionally, an intermediate element can be added as a contact layer or current collector, the function of which is to improve the electrical contact between the cathode and the lower plate (7) of the immediately superior repeating unit, allowing electrical conduction between repeating units, with the air inlet and/or outlet holes (12) and the fuel inlet and/or outlet holes (13) coinciding between the different repeating units.

[0167] El sellado entre las placas superior e inferior (6,7) de cada unidad repetitiva se realiza, tal y como se ha indicado anteriormente, mediante la soldadura practicada en las áreas planas coincidentes de la placa superior (6) y la placa inferior (7).[0167] The sealing between the upper and lower plates (6,7) of each repeating unit is carried out, as indicated above, by welding on the matching flat areas of the upper plate (6) and the lower plate (7).

[0169] Adicionalmente, el sellado del perímetro de los orificios de entrada y/o salida de uno o ambos gases (12) o (13) también puede realizarse por medio de la soldadura practicada en las áreas planas coincidentes que rodean a los citados orificios en cada una de las placas superior e inferior (6,7).[0169] Additionally, the sealing of the perimeter of the inlet and/or outlet holes of one or both gases (12) or (13) can also be done by welding the matching flat areas surrounding the holes on each of the upper and lower plates (6,7).

[0171] Para lograr el sellado entre las placas superior e inferior (6,7) de dos unidades repetitivas adyacentes se realiza mediante un segundo elemento sellante (9) que evita las pérdidas del flujo de aire que puedan producirse en el apilamiento.[0171] To achieve the seal between the upper and lower plates (6,7) of two adjacent repeating units, a second sealing element (9) is used to prevent airflow losses that may occur during stacking.

[0173] Particularmente, el elemento sellante (9) se ubicará entre el borde superior (14) de la placa superior (6) y el borde inferior (15) de la placa inferior (7) adyacente; y en las áreas que rodean los orificios de entrada y/o salida de combustible (13), generando un compartimento para el flujo de aire, contenido inferiormente por la placa superior (6), superiormente por la placa inferior (7) de la unidad repetitiva adyacente superior; y delimitado por el segundo elemento sellante (9) entre las placas anteriores.[0173] In particular, the sealing element (9) shall be located between the upper edge (14) of the upper plate (6) and the lower edge (15) of the adjacent lower plate (7); and in the areas surrounding the fuel inlet and/or outlet holes (13), creating a compartment for airflow, contained below by the upper plate (6), above by the lower plate (7) of the adjacent upper repeating unit; and delimited by the second sealing element (9) between the above plates.

[0175] Preferentemente, el primer elemento sellante (9), entre la placa superior (6) y la celda electroquímica (8); y el segundo elemento sellante (9), entre la placa superior (6) y la placa inferior (7) de la unidad repetitiva adyacente superior; están configurados a partir de un único elemento sellante (9).[0175] Preferably, the first sealing element (9), between the top plate (6) and the electrochemical cell (8); and the second sealing element (9), between the top plate (6) and the bottom plate (7) of the adjacent upper repeating unit; are configured from a single sealing element (9).

[0177] De acuerdo con la configuración anterior, el compartimento del flujo de combustible está delimitado por la soldadura entre la placa superior (6) y la placa inferior (7), dejando libre un único camino al flujo de combustible hacia el elemento de distribución del flujo (11 ) y, por tanto, hacia el área activa de la celda electroquímica (8).[0177] According to the above configuration, the fuel flow compartment is delimited by the weld between the upper plate (6) and the lower plate (7), leaving a single path free for the fuel flow to the flow distribution element (11) and thus to the active area of the electrochemical cell (8).

[0179] Por otra parte, el compartimento del flujo del aire está delimitado por el elemento sellante (9), que impide que el flujo de aire se mezcle con el flujo de combustible, a la vez que impide que el flujo de aire se escape por el perímetro que queda entre la placa superior (7) y la placa inferior (6) de la unidad repetitiva adyacente superior.[0179] Furthermore, the airflow compartment is delimited by the sealing element (9), which prevents the airflow from mixing with the fuel flow, while also preventing the airflow from escaping through the perimeter between the upper plate (7) and the lower plate (6) of the adjacent upper repeating unit.

[0180] Para evitar la eventual derivación del flujo de aire desde el orificio de entrada de aire hacia el orificio de salida de aire, que provocaría la pérdida de al menos una parte del flujo, que no atravesaría el área activa de la celda electroquímica (8), la presente invención plantea la utilización de unos elementos de cierre que eviten la comunicación entre la entrada del flujo de aire y la salida del flujo de aire.[0180] To prevent the eventual diversion of the airflow from the air inlet hole to the air outlet hole, which would cause the loss of at least part of the flow, which would not pass through the active area of the electrochemical cell (8), the present invention proposes the use of closing elements that prevent communication between the airflow inlet and the airflow outlet.

[0182] Así mismo, estos elementos de cierre generan dos cámaras, una primera cámara en la entrada del flujo de aire (16) y una segunda cámara en la salida del flujo de aire (17). Las cámaras logran una mejora en la alimentación y el escape del flujo de aire, mediante la homogeneización de las condiciones del flujo de aire en la entrada y en la salida.[0182] Likewise, these closing elements create two chambers: a first chamber at the airflow inlet (16) and a second chamber at the airflow outlet (17). The chambers improve the airflow intake and exhaust by homogenizing the airflow conditions at the inlet and outlet.

[0184] En realizaciones preferentes de la presente invención, los elementos de cierre están comprendidos por al menos un primer rebaje (18) en la placa superior (6), y al menos un segundo rebaje (19) en la placa inferior (7), que son coincidentes en su posición dentro de la placa superior (6) y la placa inferior (7).[0184] In preferred embodiments of the present invention, the closing elements comprise at least a first recess (18) in the upper plate (6), and at least a second recess (19) in the lower plate (7), which coincide in their position within the upper plate (6) and the lower plate (7).

[0186] De manera preferente, se tendrán dos rebajes primero y segundo (18,19) en cada una de las placas superior e inferior (6,7), donde cada pareja de rebajes se ubicará en uno de los lados en los que se ubican los orificios de entrada y/o salida del combustible (13).[0186] Preferably, there will be two recesses, first and second (18,19), on each of the upper and lower plates (6,7), where each pair of recesses will be located on one of the sides where the fuel inlet and/or outlet holes (13) are located.

[0188] Mediante los rebajes (18,19), en combinación con el elemento sellante (9), se logra aislar el orificio de entrada de aire, del orificio de salida de aire, evitando una eventual derivación entre los orificios de entrada y/o salida de aire (12), que provocarían la pérdida de al menos una parte del flujo, que no atravesaría el área activa de la celda electroquímica.[0188] By means of the recesses (18,19), in combination with the sealing element (9), the air inlet hole is isolated from the air outlet hole, preventing a possible bypass between the air inlet and/or outlet holes (12), which would cause the loss of at least part of the flow, which would not pass through the active area of the electrochemical cell.

[0190] Adicionalmente, mediante los rebajes (18,19), se generan las cámaras a la entrada y la salida del flujo de combustible (16,17).[0190] Additionally, through the recesses (18,19), the chambers at the entrance and exit of the fuel flow (16,17) are generated.

[0192] Preferentemente, los rebajes (18,19) tienen forma de rampas, con un ángulo de inclinación determinado, que permiten su fabricación sencilla y no costosa mediante la técnica de estampación, estampación múltiple o hidroconformado.[0192] Preferably, the recesses (18,19) are shaped like ramps, with a specific angle of inclination, which allow for their simple and inexpensive manufacture by means of stamping, multiple stamping or hydroforming techniques.

[0193] De manera evidente, el elemento sellante (9) debe ser capaz de adaptarse a la morfología de los rebajes (18,19).[0193] Obviously, the sealing element (9) must be able to adapt to the morphology of the recesses (18,19).

[0195] Preferentemente, la posición de los rebajes (18,19) se varía en las unidades repetitivas adyacentes de forma que, si los rebajes (18,19) de una unidad repetitiva se ubican en una zona determinada, los rebajes (18,19) de las unidades repetitivas adyacentes se ubican en una zona diferente y no coincidente con la anterior.[0195] Preferably, the position of the recesses (18,19) is varied in adjacent repetitive units so that, if the recesses (18,19) of one repetitive unit are located in a certain zone, the recesses (18,19) of adjacent repetitive units are located in a different zone that does not coincide with the previous one.

[0197] Preferentemente, para facilitar el proceso de fabricación y montaje, si los rebajes (18,19) de una unidad repetitiva se ubican en una zona próxima o sustancialmente próxima al orificio de entrada de aire; los rebajes (18,19) de las unidades repetitivas adyacentes, tanto superior como inferiormente, deben ubicarse en una zona próxima o sustancialmente próxima al orificio de salida de aire.[0197] Preferably, to facilitate the manufacturing and assembly process, if the recesses (18,19) of a repeating unit are located in an area close or substantially close to the air inlet hole; the recesses (18,19) of adjacent repeating units, both above and below, should be located in an area close or substantially close to the air outlet hole.

[0199] La presente invención también describe el procedimiento de fabricación de una unidad repetitiva según lo descrito anteriormente, que puede ser utilizada en combinación con otra u otras unidades repetitivas para configurar un apilamiento, donde cada unidad repetitiva incluye una celda electroquímica (8), un interconector formado por una placa superior (6) y una placa inferior (7), y un elemento sellante (9).[0199] The present invention also describes the manufacturing process of a repeating unit as described above, which can be used in combination with one or more other repeating units to configure a stack, wherein each repeating unit includes an electrochemical cell (8), an interconnector formed by an upper plate (6) and a lower plate (7), and a sealing element (9).

[0201] Donde la placa superior (6) y la placa inferior (7) están realizadas a partir de una placa plana sin forma realizada en un material metálico conductor, que se somete a un proceso de estampación.[0201] Where the upper plate (6) and the lower plate (7) are made from a shapeless flat plate made of a conductive metallic material, which is subjected to a stamping process.

[0203] Particularmente, mediante el proceso de estampación en la placa superior (6) se realizan las siguientes operaciones:[0203] In particular, the following operations are performed by means of the stamping process on the upper plate (6):

[0205] Orificios de entrada y/o salida de aire (12);[0205] Air inlet and/or outlet holes (12);

[0206] Orificios de entrada y/o salida de combustible (13);[0206] Fuel inlet and/or outlet holes (13);

[0207] - Orificio central, múltiples orificios o micro perforaciones centrales (10) en placa superior (6);[0207] - Central hole, multiple holes or central micro perforations (10) in top plate (6);

[0208] Borde superior (14);[0208] Top edge (14);

[0209] Rebaje (18).[0209] Reduction (18).

[0210] Y particularmente, mediante el proceso de estampación en la placa inferior (7) se realizan las siguientes operaciones:[0210] And in particular, the following operations are performed by means of the stamping process on the lower plate (7):

[0212] Orificios de entrada y/o salida de aire (12);[0212] Air inlet and/or outlet holes (12);

[0213] - Orificios de entrada y/o salida de combustible (13);[0213] - Fuel inlet and/or outlet holes (13);

[0214] Elemento de distribución de flujo (11 );[0214] Flow distribution element (11 );

[0215] Borde inferior (15);[0215] Bottom edge (15);

[0216] Rebaje (19).[0216] Reduction (19).

[0218] Una vez conformadas la placa superior (6) y la placa inferior (7), se colocan una respecto de la otra de forma que:[0218] Once the upper plate (6) and the lower plate (7) have been formed, they are placed relative to each other in such a way that:

[0220] Los orificios de entrada y/o salida de aire (12) y los orificios de entrada y/o salida de combustible (13) estén alineados;[0220] The air inlet and/or outlet holes (12) and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are aligned;

[0221] - El orificio central (10) de la placa superior (6), esté alineado con el elemento de distribución del flujo (11) de la placa inferior (7);[0221] - The central hole (10) of the upper plate (6) is aligned with the flow distribution element (11) of the lower plate (7);

[0222] El borde superior (14) de la placa superior (6) sea coincidente con el borde inferior (15) de la placa inferior (7);[0222] The upper edge (14) of the upper plate (6) is coincident with the lower edge (15) of the lower plate (7);

[0223] El rebaje (18) de la placa superior (6) sea coincidente con el rebaje (19) de la placa inferior (7).[0223] The recess (18) of the upper plate (6) must coincide with the recess (19) of the lower plate (7).

[0225] Alineados ambos elementos, se procede a la realización de la soldadura y/o la aplicación del sello para lograr:[0225] Once both elements are aligned, the welding and/or application of the seal is carried out to achieve:

[0227] - La unión de la placa superior (6) y la placa inferior (7) mediante la soldadura de las placas superior e inferior (6,7) por las áreas seleccionadas de sus perímetros;[0227] - Joining the upper plate (6) and the lower plate (7) by welding the upper and lower plates (6,7) together by the selected areas of their perimeters;

[0228] El sellado de los orificios de entrada y/o salida de aire (12).[0228] Sealing the air inlet and/or outlet holes (12).

[0230] Unidas la placa superior (6) y la placa inferior (7), se preinstala el elemento sellante (9) sobre la placa superior (6), y la celda electroquímica (8) sobre el elemento sellante (9), de forma que coincida con el orificio central (10) de la placa superior (6).[0230] With the top plate (6) and the bottom plate (7) joined, the sealing element (9) is pre-installed on the top plate (6), and the electrochemical cell (8) is pre-installed on the sealing element (9), so that it coincides with the central hole (10) of the top plate (6).

[0231] Sometiendo el conjunto anterior a un proceso de calentamiento a alta temperatura, con la posibilidad de aplicar también una presión, se logra la unión de la placa superior (6) al elemento sellante (9), y el elemento sellante (9) a la celda electroquímica (8).[0231] By subjecting the above assembly to a high temperature heating process, with the possibility of also applying pressure, the bonding of the upper plate (6) to the sealing element (9) is achieved, and the sealing element (9) to the electrochemical cell (8).

[0233] Si las dos últimas operaciones, de preinstalación del elemento sellante (9) y de la celda electroquímica (8), junto con el calentamiento anterior, se realizan para una pluralidad de unidades repetitivas en las que el interconector ha sido configurado a partir de las operaciones descritas, se obtiene un apilamiento de unidades repetitivas según se ha descrito anteriormente.[0233] If the last two operations, pre-installation of the sealing element (9) and the electrochemical cell (8), together with the above heating, are performed for a plurality of repetitive units in which the interconnector has been configured from the operations described, a stack of repetitive units is obtained as described above.

[0235] La unidad repetitiva para stack, el procedimiento de fabricación y el conjunto de los elementos descritos, representan una innovación de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora, razones que, unidas a su utilidad práctica, le dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.[0235] The repetitive unit for stack, the manufacturing procedure and the set of elements described, represent an innovation of structural and constitutive characteristics unknown until now, reasons which, together with its practical utility, give it sufficient basis to obtain the exclusive privilege that is requested.

[0237] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS[0237] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0239] Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:[0239] To complement the description being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is included as an integral part of said description, in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

[0241] Figura 1. - Esquema de una celda electroquímica en funcionamiento SOEC Figura 2. - Esquema de una celda electroquímica en funcionamiento SOFC Figura 3. - Esquema de un modo de operación alternativo, en el que se combina la electrólisis del agua y el reformado oxidativo de una corriente de fuel gas, generando dos corrientes separadas de gases: H2 húmedo y C02.[0241] Figure 1. - Schematic of an operating SOEC electrochemical cell Figure 2. - Schematic of an operating SOFC electrochemical cell Figure 3. - Schematic of an alternative operating mode, in which the electrolysis of water and the oxidative reforming of a fuel gas stream are combined, generating two separate gas streams: wet H2 and CO2.

[0242] Figura 4. - Despiece de una unidad repetitiva según la invención[0242] Figure 4. - Exploded view of a repetitive unit according to the invention

[0243] Figura 5. - Ejemplo de un apilamiento de unidades repetitivas según la invención Figura 6. - Detalle de una placa superior[0243] Figure 5. - Example of a stacking of repetitive units according to the invention Figure 6. - Detail of a top plate

[0244] Figura 7. - Detalle de una placa inferior[0244] Figure 7. - Detail of a lower plate

[0245] Figura 8. - Despiece de un interconector según la invención[0245] Figure 8. - Exploded view of an interconnector according to the invention

[0246] Figura 9. - Detalle de dos unidades repetitivas consecutivas de un apilamiento Relación de referencias y figuras:[0246] Figure 9. - Detail of two consecutive repeating units of a stack References and figures:

[0248] 1. Cátodo[0248] 1. Cathode

[0249] 2. Ánodo[0249] 2. Anode

[0250] 3. Electrolito[0250] 3. Electrolyte

[0251] 4. Interconector[0251] 4. Interconnector

[0252] 5. Apilamiento[0252] 5. Stacking

[0253] 6. Placa superior[0253] 6. Top plate

[0254] 7. Placa inferior[0254] 7. Bottom plate

[0255] 8. Celda electroquímica[0255] 8. Electrochemical cell

[0256] 9. Elemento sellante[0256] 9. Sealing element

[0257] 10. Orificio central[0257] 10. Central hole

[0258] 11. Elemento de distribución de flujo[0258] 11. Flow distribution element

[0259] 12. Orificios de entrada y/o salida de aire[0259] 12. Air inlet and/or outlet holes

[0260] 13. Orificios de entrada y/o salida de combustible[0260] 13. Fuel inlet and/or outlet holes

[0261] 14. Borde superior de la placa superior[0261] 14. Upper edge of the top plate

[0262] 15. Borde inferior de la placa inferior[0262] 15. Lower edge of the bottom plate

[0263] 16. Cámara de entrada del flujo de aire[0263] 16. Airflow inlet chamber

[0264] 17. Cámara de salida del flujo de aire[0264] 17. Airflow outlet chamber

[0265] 18. Primer rebaje[0265] 18. First reduction

[0266] 19. Segundo rebaje[0266] 19. Second reduction

[0267] 20. Espuma de níquel[0267] 20. Nickel foam

[0269] REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN[0269] PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

[0271] En la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de esta memoria, y en los que se muestran a modo de ilustración realizaciones preferentes específicas en las que la invención puede llevarse a cabo.[0271] In the following detailed description of preferred embodiments, reference is made to the accompanying drawings which form part of this specification, and which show for illustrative purposes specific preferred embodiments in which the invention can be carried out.

[0273] En el presente documento, la palabra "comprende" y sus variantes han de interpretarse como expresiones de tipo abierto que no pretenden excluir la posibilidad de otras características técnicas o componentes adicionales a los citados explícitamente. Además, la palabra “comprende” incluye el caso “consiste en”, interpretándose como una expresión de tipo cerrado que se limita únicamente a las características técnicas o componentes citados explícitamente. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones aquí indicadas.[0273] In this document, the word "comprises" and its variants are to be interpreted as open-ended expressions that do not intend to exclude the possibility of other technical features or components in addition to those explicitly mentioned. Furthermore, the word "comprises" includes the case "consists of," which is to be interpreted as a closed-ended expression that is limited solely to the technical features or components explicitly mentioned. For those skilled in the art, other objects, advantages, and features of the invention will become apparent partly from the description and partly from the practice of the invention. Moreover, the present invention covers all possible combinations of embodiments indicated herein.

[0275] Concretamente, la presente invención describe una unidad repetitiva para un stack, que comprende al menos una celda electroquímica (8) formada a partir de un cátodo (1), un ánodo (2) y un electrolito (3) no conductor, ubicado entre el cátodo (1) y el ánodo (2); un interconector (4) metálico conductor, que sirve de apoyo para la celda electroquímica (8), y un elemento sellante (9) entre el interconector (4) y la celda electroquímica (8)[0275] Specifically, the present invention describes a repeating unit for a stack, comprising at least one electrochemical cell (8) formed from a cathode (1), an anode (2) and a non-conducting electrolyte (3), located between the cathode (1) and the anode (2); a conductive metallic interconnector (4), which serves as a support for the electrochemical cell (8), and a sealing element (9) between the interconnector (4) and the electrochemical cell (8)

[0277] Donde la invención está caracterizada por que:[0277] Where the invention is characterized in that:

[0278] el interconector (4) está realizado a partir de dos placas planas metálicas conformadas por estampación, hidro formado y/o cualquier otro proceso de conformado en el que se aplica una presión sobre una pieza colocada en un molde, que sirven a modo de placa superior (6) y de placa inferior (7); donde la placa superior (6) y la placa inferior (7) comprenden orificios de entrada y/o salida de aire (12) y orificios de entrada y/o salida de combustible (13);[0278] the interconnector (4) is made from two flat metal plates formed by stamping, hydroforming and/or any other forming process in which pressure is applied to a piece placed in a mold, which serve as an upper plate (6) and a lower plate (7); wherein the upper plate (6) and the lower plate (7) comprise air inlet and/or outlet holes (12) and fuel inlet and/or outlet holes (13);

[0279] donde al menos una de las placas superior o inferior (6,7) sirve de apoyo para la celda electroquímica (8);[0279] where at least one of the upper or lower plates (6,7) serves as a support for the electrochemical cell (8);

[0280] y donde la placa superior (6) y la placa inferior (7) están unidas mediante una soldadura y/o sellado realizado en áreas planas seleccionadas de su perímetro exterior, donde el área seleccionada de la placa superior (6) y el área seleccionada de la placa inferior (7) son coincidentes.[0280] and where the top plate (6) and the bottom plate (7) are joined by welding and/or sealing performed on selected flat areas of their outer perimeter, where the selected area of the top plate (6) and the selected area of the bottom plate (7) are coincident.

[0282] De esta forma, se obtiene una unidad repetitiva formada a partir de placas planas sometidas a un proceso de estampación, hidro formado o similar, que son posteriormente soldadas y/o selladas en unas áreas seleccionadas específicamente para realizar la soldadura y/o el sellado entre la placa superior (6) y la placa inferior (7).[0282] In this way, a repeating unit is obtained formed from flat plates subjected to a stamping, hydroforming or similar process, which are subsequently welded and/or sealed in areas specifically selected to perform the welding and/or sealing between the upper plate (6) and the lower plate (7).

[0283] De manera preferente, la unidad repetitiva comprende una pluralidad de celdas electroquímicas (8) distribuidas según una matriz, con n celdas por fila y m celdas por columna. Por ejemplo, en una realización, podría tenerse una matriz 2x2 de celdas electroquímicas.[0283] Preferably, the repeating unit comprises a plurality of electrochemical cells (8) arranged in a matrix, with n cells per row and m cells per column. For example, in one embodiment, a 2x2 matrix of electrochemical cells could be used.

[0285] De manera preferente, la unidad repetitiva está caracterizada porque la placa superior (6) comprende una cara superior configurada a modo de apoyo de al menos una celda electroquímica (8), una cara inferior y al menos un orificio central (10), encargado de conectar la celda electroquímica (8) de la parte superior de la placa superior (6) con la parte inferior de la placa superior (6).[0285] Preferably, the repeating unit is characterized in that the upper plate (6) comprises an upper face configured to support at least one electrochemical cell (8), a lower face and at least one central hole (10), responsible for connecting the electrochemical cell (8) of the upper part of the upper plate (6) with the lower part of the upper plate (6).

[0287] Además, la placa inferior (7) comprende una cara superior, una cara inferior y al menos una zona central configurada a modo de elemento de distribución del flujo (11), que sirve a modo de contacto eléctrico con la celda electroquímica (8).[0287] In addition, the lower plate (7) comprises an upper face, a lower face and at least one central zone configured as a flow distribution element (11), which serves as an electrical contact with the electrochemical cell (8).

[0289] Según esta realización preferente, la placa superior (6) es la que serviría de soporte para la celda electroquímica (8), que estaría en contacto eléctrico con el elemento de distribución de flujo (11) de la placa inferior (7), a través del orificio central (10) de la placa superior (6).[0289] According to this preferred embodiment, the upper plate (6) is the one that would serve as support for the electrochemical cell (8), which would be in electrical contact with the flux distribution element (11) of the lower plate (7), through the central hole (10) of the upper plate (6).

[0291] En una realización preferente, la unidad repetitiva comprende al menos una segunda área de soldadura y/o sellado, que rodea, al menos parcialmente, el orificio de entrada y/o salida de combustible, de forma que se evita que el flujo de aire pueda entrar en el compartimento que queda entre la placa superior (6) y la placa inferior (7), que está destinado a la circulación del flujo de combustible.[0291] In a preferred embodiment, the repeating unit comprises at least a second welding and/or sealing area, which surrounds, at least partially, the fuel inlet and/or outlet hole, so as to prevent airflow from entering the compartment between the upper plate (6) and the lower plate (7), which is intended for the circulation of the fuel flow.

[0293] En una realización preferente, la placa superior (6) comprende un borde superior (14), y la placa inferior (7) comprende al menos un borde inferior (15), donde el borde superior (14) y el borde inferior (15) son coincidentes y configuran una separación entre la placa superior y la placa inferior.[0293] In a preferred embodiment, the upper plate (6) comprises an upper edge (14), and the lower plate (7) comprises at least one lower edge (15), wherein the upper edge (14) and the lower edge (15) coincide and form a separation between the upper plate and the lower plate.

[0295] Mediante la superposición de los bordes superior e inferior (14,15) se generan las separaciones entre la placa superior (6) y la placa inferior (7) que permiten la aparición de los volúmenes que configuran los compartimentos de aire y de combustible.[0295] By overlapping the upper and lower edges (14,15) the separations between the upper plate (6) and the lower plate (7) are generated, which allow the appearance of the volumes that configure the air and fuel compartments.

[0296] En una realización preferente, el borde superior (14) y el borde inferior (15) se ubican en una zona exterior al área que define la soldadura y/o el sellado entre la placa superior (6) y la placa inferior (7), de forma que no interfieran en la circulación de los flujos de aire y combustible, sino que únicamente realicen la función de generar los compartimentos para la circulación de los flujos anteriores.[0296] In a preferred embodiment, the upper edge (14) and the lower edge (15) are located outside the area defined by the welding and/or sealing between the upper plate (6) and the lower plate (7), so that they do not interfere with the circulation of the air and fuel flows, but only serve to create compartments for the circulation of the above flows.

[0298] En una realización preferente, la unidad repetitiva comprende al menos un elemento de cierre ubicado entre la placa superior (6) y la placa inferior (7), que impide el paso de flujo de aire desde el orificio de entrada de aire hasta el orificio de salida de aire.[0298] In a preferred embodiment, the repeating unit comprises at least one closing element located between the upper plate (6) and the lower plate (7), which prevents the passage of airflow from the air inlet hole to the air outlet hole.

[0300] Con esta realización, la invención pretende evitar una derivación directa del flujo de aire desde el orificio de entrada de aire hacia el orificio de salida de aire, que provocaría un descenso en el rendimiento del conjunto, al no circular el flujo de aire a través de la zona activa de la celda electroquímica.[0300] With this embodiment, the invention aims to avoid a direct diversion of the airflow from the air inlet hole to the air outlet hole, which would cause a decrease in the performance of the assembly, as the airflow does not circulate through the active zone of the electrochemical cell.

[0302] Al mismo tiempo, esta realización logra generar dos cámaras, una cámara que rodea el orificio de entrada de aire, y una cámara que rodea el orificio de salida de aire, de forma que se homogeneizan las condiciones del flujo circulante, favoreciendo la alimentación o el escape de flujo de aire.[0302] At the same time, this embodiment manages to generate two chambers, one chamber surrounding the air inlet orifice, and one chamber surrounding the air outlet orifice, so that the conditions of the circulating flow are homogenized, favoring the feeding or escape of air flow.

[0304] En una realización preferente, el elemento de cierre está comprendido por al menos un primer rebaje (18) realizado en la placa superior (6); y un segundo rebaje (19) realizado en la placa inferior. El primer rebaje (18) y el segundo rebaje (19) deben ser coincidentes en las placas superior (6) e inferior (7) de una misma unidad repetitiva.[0304] In a preferred embodiment, the closing element comprises at least a first recess (18) made in the upper plate (6); and a second recess (19) made in the lower plate. The first recess (18) and the second recess (19) must coincide in the upper (6) and lower (7) plates of the same repeating unit.

[0306] Preferentemente, la unidad repetitiva comprende un primer rebaje (18) y un segundo rebaje (19), coincidentes en el lado en el que se ubica el orificio de entrada de combustible; y otro primer rebaje (18) y otro segundo rebaje (19), coincidentes en el lado en el que se ubica el orificio de salida de combustible.[0306] Preferably, the repeating unit comprises a first recess (18) and a second recess (19), coinciding on the side where the fuel inlet hole is located; and another first recess (18) and another second recess (19), coinciding on the side where the fuel outlet hole is located.

[0308] Es decir, según la anterior realización, se tendrán al menos dos conjuntos de rebajes en una misma unidad repetitiva, un conjunto en el lateral en el que se ubica el orificio de entrada de combustible, y un conjunto en el lateral en el que se ubica el orificio de salida de combustible.[0308] That is, according to the above embodiment, there will be at least two sets of recesses in the same repetitive unit, one set on the side where the fuel inlet hole is located, and one set on the side where the fuel outlet hole is located.

[0309] Esta configuración, que los inventores han encontrado ventajosa, permite la generación inequívoca de la cámara que rodea el orificio de entrada de aire, y de la cámara que rodea el orificio de salida del aire.[0309] This configuration, which the inventors have found advantageous, allows the unambiguous generation of the chamber surrounding the air inlet hole, and of the chamber surrounding the air outlet hole.

[0311] De manera preferente, los rebajes (18,19) tienen forma de rampa, con un ángulo que permite la operación de estampación de las placas superior e inferior (6,7).[0311] Preferably, the recesses (18,19) are ramp-shaped, with an angle that allows the stamping operation of the upper and lower plates (6,7).

[0313] En una realización preferente, la unidad repetitiva comprende a menos una primera precámara en la entrada y/o la salida de combustible, y al menos una segunda precámara en la entrada y/o salida de aire.[0313] In a preferred embodiment, the repeating unit comprises at least a first pre-chamber at the fuel inlet and/or outlet, and at least a second pre-chamber at the air inlet and/or outlet.

[0315] Particularmente, los inventores han encontrado ventajosa la inclusión de una precámara en la entrada de combustible, una precámara en la salida de combustible, una precámara en la entrada de aire y una precámara en la salida de aire.[0315] In particular, the inventors have found it advantageous to include a pre-chamber in the fuel inlet, a pre-chamber in the fuel outlet, a pre-chamber in the air inlet, and a pre-chamber in the air outlet.

[0317] En una realización preferente, los orificios correspondientes a la entrada y/o salida de aire (12) están ubicados en lados opuestos de las placas superior e inferior (6,7); y los orificios de entrada y/o salida de combustible (13) están ubicados en lados opuestos de las placas superior e inferior (6,7). Además, los orificios de entrada y/o salida de aire (12) y los orificios de entrada y/o salida de combustible (13) no son coincidentes.[0317] In a preferred embodiment, the air inlet and/or outlet holes (12) are located on opposite sides of the upper and lower plates (6,7); and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are located on opposite sides of the upper and lower plates (6,7). Furthermore, the air inlet and/or outlet holes (12) and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are not aligned.

[0319] De esta forma, frente a la común configuración cuadrada o rectangular de una unidad repetitiva, en dos lados opuestos se tendría la entrada y la salida de aire; y en los otros dos lados opuestos se tendría la entrada y salida de combustible, permitiendo que el flujo de los gases sea cruzado, esto es, con un ángulo de 90°.[0319] In this way, compared to the common square or rectangular configuration of a repetitive unit, on two opposite sides there would be the air inlet and outlet; and on the other two opposite sides there would be the fuel inlet and outlet, allowing the flow of gases to be crossed, that is, at a 90° angle.

[0321] Mediante las realizaciones anteriores, se logra una unidad repetitiva con un interconector formado a partir de dos placas planas, que están fabricadas mediante un proceso de estampación, y unidas mediante un proceso de soldadura, con unos bordes perimetrales que permiten la generación de los compartimentos para el lado del aire y el lado del combustible, sin la necesidad de utilizar piezas adicionales.[0321] Through the above embodiments, a repeatable unit is achieved with an interconnector formed from two flat plates, which are manufactured by a stamping process, and joined by a welding process, with perimeter edges that allow the generation of compartments for the air side and the fuel side, without the need to use additional parts.

[0322] La presente invención también describe un stack formada a partir de al menos dos unidades repetitivas según lo descrito anteriormente, es decir, a partir de unidades repetitivas que comprenden al menos una celda electroquímica (8) formada a partir de un cátodo (1), un ánodo (2) y un electrolito (3) no conductor, ubicado entre el cátodo (1) y el ánodo (2); un interconector (4) metálico conductor, que sirve de apoyo para la celda electroquímica (8), y un elemento sellante (9) entre el interconector (4) y la celda electroquímica (8).[0322] The present invention also describes a stack formed from at least two repeating units as described above, i.e., from repeating units comprising at least one electrochemical cell (8) formed from a cathode (1), an anode (2) and a non-conducting electrolyte (3), located between the cathode (1) and the anode (2); a conductive metallic interconnector (4), which serves as a support for the electrochemical cell (8), and a sealing element (9) between the interconnector (4) and the electrochemical cell (8).

[0324] Estando caracterizado el stack por que el interconector (4) de cada unidad repetitiva está realizado a partir de dos placas planas metálicas conformadas por estampación, hidro formado y/o cualquier otro proceso de conformado en el que se aplica una presión sobre una pieza colocada en un molde, que sirven a modo de placa superior (6) y de placa inferior (7); donde la placa superior (6) y la placa inferior (7) comprenden orificios de entrada y/o salida de aire (12) y orificios de entrada y/o salida de combustible (13); donde al menos una de las placas superior o inferior (6,7) sirve de apoyo para la celda electroquímica (8); y donde la placa superior (6) y la placa inferior (7) están unidas mediante una soldadura y/o sellado realizados en áreas planas seleccionadas de su perímetro exterior, donde el área seleccionada de la placa superior (6) y el área seleccionada de la placa inferior (7) son coincidentes.[0324] The stack being characterized in that the interconnector (4) of each repeating unit is made from two flat metal plates formed by stamping, hydroforming and/or any other forming process in which pressure is applied to a piece placed in a mold, which serve as an upper plate (6) and a lower plate (7); where the upper plate (6) and the lower plate (7) comprise air inlet and/or outlet holes (12) and fuel inlet and/or outlet holes (13); where at least one of the upper or lower plates (6,7) serves as a support for the electrochemical cell (8); and where the upper plate (6) and the lower plate (7) are joined by welding and/or sealing carried out on selected flat areas of their outer perimeter, where the selected area of the upper plate (6) and the selected area of the lower plate (7) coincide.

[0326] En una realización preferente, la placa superior (6) comprende una cara configurada a modo de apoyo de al menos una celda electroquímica (8), una cara inferior y al menos un orificio central, serie de orificios o zona microperforada (10); y la placa inferior (7) comprende una cara superior, una cara inferior y al menos una zona central configurada a modo de elemento de distribución del flujo y de apoyo de la celda electroquímica (11 ) que sirve a modo de contacto eléctrico con la celda electroquímica.[0326] In a preferred embodiment, the upper plate (6) comprises a face configured to support at least one electrochemical cell (8), a lower face and at least one central hole, series of holes or microperforated zone (10); and the lower plate (7) comprises an upper face, a lower face and at least one central zone configured as a flow distribution element and support for the electrochemical cell (11) which serves as an electrical contact with the electrochemical cell.

[0328] En una realización preferente, la placa superior (6) y la placa superior (7) comprenden una segunda área de soldadura que rodea, al menos parcialmente, el orificio de entrada y/o salida de aire.[0328] In a preferred embodiment, the top plate (6) and the top plate (7) comprise a second welding area that surrounds, at least partially, the air inlet and/or outlet hole.

[0330] En una realización preferente, la placa superior (6) comprende al menos un borde superior (14), y la placa inferior (7) comprende al menos un borde inferior (15), donde el borde superior (14) y el borde inferior (15) son coincidentes y configuran una separación entre la placa superior (6) y la placa inferior (7).[0330] In a preferred embodiment, the upper plate (6) comprises at least one upper edge (14), and the lower plate (7) comprises at least one lower edge (15), wherein the upper edge (14) and the lower edge (15) coincide and form a separation between the upper plate (6) and the lower plate (7).

[0331] De manera preferente, el borde superior (14) y el borde inferior (15) se ubican en una zona exterior al área que define la soldadura entre la placa superior (6) y la placa inferior (7).[0331] Preferably, the upper edge (14) and the lower edge (15) are located outside the area defined by the weld between the upper plate (6) and the lower plate (7).

[0333] La particularidad de los bordes superior e inferior (14,15) cuando se realiza el apilamiento, reside en que el borde inferior (15) de la placa inferior (7) de una unidad repetitiva, descansa sobre el borde superior (14) de la placa superior (6) de la unidad repetitiva adyacente inferior.[0333] The peculiarity of the upper and lower edges (14,15) when stacking is performed, lies in the fact that the lower edge (15) of the lower plate (7) of a repetitive unit, rests on the upper edge (14) of the upper plate (6) of the adjacent lower repetitive unit.

[0335] De esta forma, el espacio generado por el borde superior (14) y el borde inferior (15) de una misma unidad repetitiva, configuran un compartimento para la circulación del combustible.[0335] In this way, the space generated by the upper edge (14) and the lower edge (15) of the same repetitive unit, configure a compartment for the circulation of the fuel.

[0337] Mientras que el espacio generado por el borde inferior (15) de una unidad repetitiva y el borde superior (14) de la unidad repetitiva adyacente inferior, configuran un compartimento para la circulación del aire.[0337] Whereas the space generated by the lower edge (15) of a repeating unit and the upper edge (14) of the adjacent lower repeating unit, configure a compartment for air circulation.

[0339] Mediante un apilamiento de una pluralidad de unidades repetitivas con las características anteriores, se logra una pluralidad de compartimentos para el combustible y una pluralidad de compartimentos para el aire.[0339] By stacking a plurality of repeating units with the above characteristics, a plurality of fuel compartments and a plurality of air compartments are achieved.

[0341] De manera preferente, las unidades repetitivas adyacentes comprenden un elemento sellante (9) perimetral entre la placa superior (6) de una unidad repetitiva y la placa inferior (7) de la unidad repetitiva adyacente superior.[0341] Preferably, adjacent repeating units comprise a perimeter sealing element (9) between the top plate (6) of one repeating unit and the bottom plate (7) of the adjacent upper repeating unit.

[0343] Preferentemente el elemento sellante (9) anterior se ubica en la zona de contacto entre el borde superior (14) de la placa superior (6) y el borde inferior (15) de la placa inferior (7).[0343] Preferably the above sealing element (9) is located in the contact zone between the upper edge (14) of the upper plate (6) and the lower edge (15) of the lower plate (7).

[0345] Como alternativa constructiva, cabe que el elemento sellante (9) entre la celda electroquímica (8) y la placa superior (6); y el elemento sellante (9) entre unidades repetitivas adyacentes, se realice mediante una única estructura de sellado o elemento sellante (9).[0345] As a constructive alternative, the sealing element (9) between the electrochemical cell (8) and the upper plate (6); and the sealing element (9) between adjacent repetitive units, may be made by means of a single sealing structure or sealing element (9).

[0346] En una realización preferente, cada unidad repetitiva comprende al menos un elemento de cierre ubicado entre la placa superior (6) y la placa inferior (7), que impide el paso de flujo de aire desde el orificio de entrada de aire hasta el orificio de salida de aire, con el objetivo de evitar una derivación directa del flujo de aire desde el orificio de entrada de aire hacia el orificio de salida de aire, que provocaría un descenso en el rendimiento del conjunto, al no circular el flujo de aire a través de la zona activa de la celda electroquímica.[0346] In a preferred embodiment, each repeating unit comprises at least one closing element located between the upper plate (6) and the lower plate (7), which prevents the passage of airflow from the air inlet hole to the air outlet hole, with the aim of preventing a direct diversion of airflow from the air inlet hole to the air outlet hole, which would cause a decrease in the performance of the assembly, as the airflow does not circulate through the active area of the electrochemical cell.

[0348] En una realización preferente, el elemento de cierre está comprendido por al menos un primer rebaje (18) realizado en la placa superior (6); y un segundo rebaje (19) realizado en la placa inferior. El primer rebaje (18) y el segundo rebaje (19) deben ser coincidentes en las placas superior (6) e inferior (7) de una misma unidad repetitiva.[0348] In a preferred embodiment, the closing element comprises at least a first recess (18) made in the upper plate (6); and a second recess (19) made in the lower plate. The first recess (18) and the second recess (19) must coincide in the upper (6) and lower (7) plates of the same repeating unit.

[0350] Preferentemente, la unidad repetitiva comprende un primer rebaje (18) y un segundo rebaje (19), coincidentes en el lado en el que se ubica el orificio de entrada de combustible; y otro primer rebaje (18) y otro segundo rebaje (19), coincidentes en el lado en el que se ubica el orificio de salida de combustible.[0350] Preferably, the repeating unit comprises a first recess (18) and a second recess (19), coinciding on the side where the fuel inlet hole is located; and another first recess (18) and another second recess (19), coinciding on the side where the fuel outlet hole is located.

[0352] Es decir, según la anterior realización, se tendrán al menos dos conjuntos de rebajes en una misma unidad repetitiva, un conjunto en el lateral en el que se ubica el orificio de entrada de combustible, y un conjunto en el lateral en el que se ubica el orificio de salida de combustible. Esta configuración, que los inventores han encontrado ventajosa, permite la generación inequívoca de la cámara que rodea el orificio de entrada de aire, y de la cámara que rodea el orificio de salida del aire.[0352] That is, according to the above embodiment, there will be at least two sets of recesses in the same repeating unit: one set on the side where the fuel inlet is located, and one set on the side where the fuel outlet is located. This configuration, which the inventors have found advantageous, allows for the unambiguous generation of the chamber surrounding the air inlet and the chamber surrounding the air outlet.

[0354] De manera preferente, los rebajes (18,19) tienen forma de rampa, con un ángulo que permite la operación de estampación de las placas superior e inferior (6,7).[0354] Preferably, the recesses (18,19) are ramp-shaped, with an angle that allows the stamping operation of the upper and lower plates (6,7).

[0356] La particularidad de los rebajes (18,19) en un apilamiento de unidades repetitivas reside en la necesidad de que no coincidan las posiciones de los rebajes (18,19) entre unidades repetitivas adyacentes.[0356] The peculiarity of the recesses (18,19) in a stack of repetitive units lies in the need for the positions of the recesses (18,19) not to coincide between adjacent repetitive units.

[0357] Es por ello que, de manera preferente, si los rebajes (18,19) de una unidad repetitiva se ubican en una zona próxima o sustancialmente próxima al orificio de entrada de aire; los rebajes (18,19) de las unidades repetitivas adyacentes, tanto superior como inferiormente, deben ubicarse en una zona próxima o sustancialmente próxima al orificio de salida de aire.[0357] That is why, preferably, if the recesses (18,19) of a repeating unit are located in an area close or substantially close to the air inlet hole; the recesses (18,19) of adjacent repeating units, both above and below, should be located in an area close or substantially close to the air outlet hole.

[0359] Con ello se logra evitar la coincidencia en la posición de los rebajes (18,19) en unidades repetitivas adyacentes, que eliminaría la función de los propios rebajes (18,19), esto es, si los rebajes (18,19) de dos unidades repetitivas adyacentes tienen una posición coincidente, no realizarían la función de delimitar las cámaras a la entrada y salida de aire, por lo que no se evitaría una posible derivación directa entre la entrada y la salida de aire.[0359] This prevents the coincidence in the position of the recesses (18,19) in adjacent repetitive units, which would eliminate the function of the recesses (18,19) themselves, that is, if the recesses (18,19) of two adjacent repetitive units have a coincident position, they would not perform the function of delimiting the chambers at the air inlet and outlet, so a possible direct derivation between the air inlet and outlet would not be avoided.

[0361] Por lo tanto, de manera preferente, los rebajes (18,19) de dos unidades repetitivas adyacentes se ubican en posiciones alternas.[0361] Therefore, preferably, the recesses (18,19) of two adjacent repeating units are located in alternate positions.

[0363] En una realización preferente, las unidades repetitivas del stack comprenden al menos una precámara en la entrada y/o salida de combustible, y una precámara en la entrada y/o salida de aire.[0363] In a preferred embodiment, the repeating units of the stack comprise at least one pre-chamber at the fuel inlet and/or outlet, and one pre-chamber at the air inlet and/or outlet.

[0365] Particularmente, cada unidad repetitiva comprende una precámara a la entrada del combustible, una precámara a la salida del combustible, una precámara a la entrada de aire y una precámara a la salida de aire.[0365] In particular, each repeating unit comprises a fuel inlet pre-chamber, a fuel outlet pre-chamber, an air inlet pre-chamber, and an air outlet pre-chamber.

[0367] La presente invención describe también el procedimiento de fabricación de una unidad repetitiva para un stack, de las que comprende una celda electroquímica (8), un interconector (4) con una placa superior (6) y una placa inferior (7), y un elemento sellante (9).[0367] The present invention also describes the manufacturing process of a repeating unit for a stack, comprising an electrochemical cell (8), an interconnector (4) with an upper plate (6) and a lower plate (7), and a sealing element (9).

[0369] Particularmente, el procedimiento de fabricación está caracterizado por el proceso de fabricación de las placas superior e inferior (6,7), que están realizadas a partir de una placa plana sin forma, de un material metálico conductor, mediante la aplicación de las siguientes etapas:[0369] In particular, the manufacturing procedure is characterized by the manufacturing process of the upper and lower plates (6,7), which are made from a flat, shapeless plate of a conductive metallic material, by applying the following steps:

[0370] Realización de un proceso de estampación en la placa superior (6) para realizar las operaciones de:[0370] Performing a stamping process on the upper plate (6) to carry out the operations of:

[0372] • orificios de entrada y/o salida de aire (12);[0372] • air inlet and/or outlet holes (12);

[0374] · orificios de entrada y/o salida de combustible (13);[0374] · fuel inlet and/or outlet holes (13);

[0376] • orificio central (10) en placa superior (6);[0376] • center hole (10) in top plate (6);

[0377] • borde superior (14);[0377] • upper edge (14);

[0379] • rebaje (18);[0379] • reduction (18);

[0381] Realización de un proceso de estampación en la placa inferior, para realizar las operaciones de:[0381] Performing a stamping process on the lower plate, to carry out the following operations:

[0383] • orificios de entrada y/o salida de aire (12);[0383] • air inlet and/or outlet holes (12);

[0385] • orificios de entrada y/o salida de combustible (13);[0385] • fuel inlet and/or outlet holes (13);

[0387] · elemento de distribución de flujo (11);[0387] · flow distribution element (11);

[0388] • borde inferior (15);[0388] • lower edge (15);

[0390] • rebaje (19).[0390] • reduction (19).

[0392] Colocación de la placa superior (6) y la placa inferior (7), de forma que:[0392] Placement of the upper plate (6) and the lower plate (7), so that:

[0394] • los orificios de entrada y/o salida de aire (12) y los orificios de entrada y/o salida de combustible (13) estén alineados;[0394] • the air inlet and/or outlet holes (12) and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are aligned;

[0395] • el orificio central (10) de la placa superior (6), esté alineado con el elemento de distribución del flujo (11) de la placa inferior (7);[0395] • the central hole (10) of the upper plate (6), is aligned with the flow distribution element (11) of the lower plate (7);

[0396] · el borde superior (14) de la placa superior (6) sea coincidente con el borde inferior (15) de la placa inferior (7);[0396] · the upper edge (14) of the upper plate (6) coincides with the lower edge (15) of the lower plate (7);

[0397] • el rebaje (18) de la placa superior (6) sea coincidente con el rebaje (19) de la placa inferior (7).[0397] • the recess (18) of the upper plate (6) is coincident with the recess (19) of the lower plate (7).

[0398] Mediante estos alineamientos se logra el correcto funcionamiento del conjunto, de manera que los diferentes elementos que forman parte de la placa superior (6) y de la placa inferior (7), estén correctamente alineados.[0398] Through these alignments, the correct functioning of the assembly is achieved, so that the different elements that make up the upper plate (6) and the lower plate (7) are correctly aligned.

[0400] Así para la correcta circulación del aire y del combustible, es necesario que, de manera evidente, los orificios de entrada y/o salida de aire (12); y los orificios de entrada y/o salida de combustible (13) estén alineados.[0400] Thus, for the correct circulation of air and fuel, it is necessary that, in an obvious way, the air inlet and/or outlet holes (12); and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are aligned.

[0402] También es necesario que el orificio central (10) esté correctamente alineado con el elemento de distribución de flujo (11 ), ya que esta zona representa el área activa de la celda electroquímica (8).[0402] It is also necessary that the central hole (10) be correctly aligned with the flow distribution element (11), since this area represents the active area of the electrochemical cell (8).

[0404] El alineamiento del borde superior (14) con el borde inferior (15) es el que permite obtener los volúmenes en el interconector (4), ya que son los que generan los compartimentos por los que circula el aire y el combustible.[0404] The alignment of the upper edge (14) with the lower edge (15) is what allows obtaining the volumes in the interconnector (4), since they are what generate the compartments through which the air and fuel circulate.

[0406] Finalmente, tal y como se ha descrito anteriormente, los rebajes (18,19) evitan la derivación directa del aire desde el orificio de entrada hasta el orificio de salida, creando unas cámaras en la entrada y en la salida de aire, que obligan al flujo a circular a través del área activa de la celda electroquímica (8).[0406] Finally, as described above, the recesses (18,19) prevent the direct bypass of air from the inlet hole to the outlet hole, creating chambers at the air inlet and outlet, which force the flow to circulate through the active area of the electrochemical cell (8).

[0408] Realización de la soldadura de la placa superior (6) y la placa inferior (7), por unas áreas seleccionadas de sus perímetros.[0408] Performing the welding of the upper plate (6) and the lower plate (7), by selected areas of their perimeters.

[0410] Mediante las etapas anteriores se logra la fabricación de un interconector que, partiendo de placas planas o sustancialmente planas, genera los volúmenes suficientes como para configurar los compartimentos anódico y catódico sin necesidad de utilizar piezas adicionales que generen los compartimentos anteriores.[0410] Through the previous stages, the manufacture of an interconnector is achieved which, starting from flat or substantially flat plates, generates sufficient volumes to configure the anodic and cathodic compartments without the need to use additional pieces that generate the previous compartments.

[0412] De esta forma, mediante la estampación y la soldadura de las dos placas, por un lado, se crea el compartimento por el que circula el aire, y por otro lado se crea el compartimento por el que circula el combustible.[0412] In this way, by stamping and welding the two plates, on one side, the compartment through which the air circulates is created, and on the other side, the compartment through which the fuel circulates is created.

[0413] El procedimiento comprende, de manera preferente, las etapas de preinstalación del elemento sellante (9) y la celda electroquímica (8), así como el ulterior tratamiento térmico del conjunto formado por las dos placas soldadas, junto con la preinstalación del elemento sellante (9) y la celda electroquímica (8).[0413] The procedure preferably comprises the steps of pre-installing the sealing element (9) and the electrochemical cell (8), as well as the subsequent heat treatment of the assembly formed by the two welded plates, together with the pre-installation of the sealing element (9) and the electrochemical cell (8).

[0415] Estas etapas responden a los procedimientos ordinarios de unión de un interconector con sus correspondientes celdas electroquímicas.[0415] These steps correspond to the ordinary procedures for joining an interconnector with its corresponding electrochemical cells.

[0417] Aplicando los procedimientos anteriores a la fabricación de un apilamiento de un stack, nos encontramos con dos particularidades: por un lado, tenemos la alternancia en la posición de los rebajes (18,19), y por otro lado nos encontramos con el tratamiento térmico final de un apilamiento de unidades repetitivas según las descritas anteriormente.[0417] Applying the above procedures to the manufacture of a stack of a stack, we find two particularities: on the one hand, we have the alternation in the position of the recesses (18,19), and on the other hand we find the final heat treatment of a stack of repetitive units as described above.

[0419] En primer lugar, la alternancia en la posición de los rebajes (18,19) se realiza de una manera que los inventores han considerado ventajosa en relación con la reducción de costes de fabricación.[0419] First, the alternation in the position of the recesses (18,19) is carried out in a manner that the inventors have considered advantageous in relation to the reduction of manufacturing costs.

[0421] Para ello, los interconectores (4) se fabrican de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente, es decir, mediante la estampación independiente de cada una de las placas superior e inferior (6,7), y la ulterior soldadura de las placas superior e inferior (6,7) por las áreas seleccionadas de su perímetro.[0421] To this end, the interconnectors (4) are manufactured according to the procedure described above, i.e., by independently stamping each of the upper and lower plates (6,7), and subsequently welding the upper and lower plates (6,7) together by the selected areas of their perimeter.

[0423] Sin embargo, a la hora de realizar el montaje de los interconectores (4) así fabricados, no se colocarán todos ellos en una misma orientación, sino que la orientación se modifica en un determinado ángulo, dependiendo del diseño de aplicación concreto, en el caso mostrado en la figura 4 el ángulo de cambio de orientación es de180° para cada una de las unidades repetitivas adyacentes de forma que los rebajes 18 y 19 no coincidan en posición entre unidades repetitivas adyacentes[0423] However, when assembling the interconnectors (4) thus manufactured, they will not all be placed in the same orientation, but the orientation is modified at a certain angle, depending on the specific application design. In the case shown in Figure 4, the angle of change of orientation is 180° for each of the adjacent repetitive units so that the recesses 18 and 19 do not coincide in position between adjacent repetitive units.

[0425] Por lo que, una vez colocada la primera unidad repetitiva, la otra se coloca con un giro determinado, que en el caso mostrado en la Figura 4 es de 180°, de forma que los rebajes (18,19) se colocan en una posición distinta de la que que se encuentran los rebajes (18,19) de la segunda unidad repetitiva montada en el apilamiento, que en el caso mostrado en la Figura 4 es en el lado opuesto.[0425] Therefore, once the first repeating unit is placed, the other is placed with a certain rotation, which in the case shown in Figure 4 is 180°, so that the recesses (18,19) are placed in a different position from the recesses (18,19) of the second repeating unit mounted on the stack, which in the case shown in Figure 4 is on the opposite side.

[0426] En otros casos de aplicación se puede optar por variaciones de posición con ángulos diferentes entre unidades repetitivas adyacentes, preferiblemente 30°, 60°, 90°, ya que la ventaja comparativa de diseño erradica en que la posición de los rebajes 18 y 19 difiera entre unidades repetitivas adyacentes.[0426] In other application cases, position variations with different angles between adjacent repetitive units can be chosen, preferably 30°, 60°, 90°, since the comparative design advantage lies in the fact that the position of the recesses 18 and 19 differs between adjacent repetitive units.

[0428] Esta operación se repite para todas las unidades repetitivas montadas en el apilamiento, de manera que se vaya alternando la posición de los rebajes (18,19) entre unidades repetitivas adyacentes.[0428] This operation is repeated for all repetitive units mounted in the stack, so that the position of the recesses (18,19) alternates between adjacent repetitive units.

[0430] En segundo lugar, en lo que respecta a la aplicación de tratamientos térmicos de un apilamiento de unidades repetitivas, la invención permite la realización del tratamiento térmico tanto a unidades repetitivas independientemente como al apilamiento completo de la pluralidad de unidades repetitivas.[0430] Secondly, with regard to the application of heat treatments to a stack of repetitive units, the invention allows the heat treatment to be carried out on both repetitive units independently and on the entire stack of the plurality of repetitive units.

[0432] Esto quiere decir que, según las preferencias del fabricante, la invención plantea la posibilidad de aplicar el tratamiento térmico a las unidades repetitivas de manera independiente o, de manera alternativa, puede realizarse el apilamiento de unidades repetitivas con sus correspondientes preinstalaciones de los elementos sellantes (9) y las celdas electroquímicas (8), sometiendo a todos los elementos del apilamiento a un único tratamiento térmico.[0432] This means that, according to the manufacturer's preferences, the invention raises the possibility of applying the heat treatment to the repetitive units independently or, alternatively, the stacking of repetitive units with their corresponding pre-installations of the sealing elements (9) and the electrochemical cells (8) can be carried out, subjecting all the elements of the stack to a single heat treatment.

[0434] Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba, siempre que no se altere, modifique o cambie su principio fundamental.[0434] Having sufficiently described the nature of the present invention, as well as the manner of putting it into practice, it is not considered necessary to make its explanation more extensive so that any expert in the field may understand its scope and the advantages derived from it, it being noted that, within its essentiality, it may be put into practice in other forms of embodiment that differ in detail from the one indicated as an example, and to which the protection sought will also extend, provided that its fundamental principle is not altered, modified or changed.

Claims

1. CLAIMS

1. Repeating unit for a stack comprising at least one electrochemical cell (8) formed from a cathode (1), an anode (2) and a non-conducting electrolyte (3), located between the cathode (1) and the anode (2); a conductive metallic interconnector (4), which serves as a support for the electrochemical cell (8), and a sealing element (9) between the interconnector (4) and the electrochemical cell (8), the interconnector (4) being made from two flat metallic plates formed by stamping, hydroforming and/or any other forming process in which pressure is applied to a piece placed in a mold which serve as an upper plate (6) and a lower plate (7);

where the upper plate (6) and the lower plate (7) comprise air inlet and/or outlet holes (12) and fuel inlet and/or outlet holes (13);

where at least one of the upper or lower plates (6,7) serves as a support for the electrochemical cell (8);

where the upper plate (6) and the lower plate (7) are joined by welding and/or sealing performed in selected areas of their outer perimeter, where the selected area of the upper plate (6) and the selected area of the lower plate (7) are coincident, characterized in that

the repetitive unit comprises at least one closing element between the upper plate (6) and the lower plate (7) between the air inlet hole and the air outlet hole,

where the closing element comprises at least a first recess (18) in the upper plate (6), and at least a second recess (19) in the lower plate (7), where the first recess (18) and the second recess (19) coincide in the upper plate (6) and the lower plate (7).

2. Repetitive unit according to the preceding claim characterized in that it comprises a first recess (18) and a second recess (19) on the side where the fuel inlet hole is located; and another first recess (18) and another second recess (19) on the side where the fuel outlet hole is located.

3. Repetitive unit according to any of claims 1 and 2 characterized in that the recesses (18,19) are ramp-shaped.

4. Repetitive unit according to any of the preceding claims characterized in that it comprises a plurality of electrochemical cells (8) distributed according to a matrix.

5. Repetitive unit according to any of the preceding claims characterized in that the upper plate (6) comprises an upper face configured as a support for at least one electrochemical cell (8), a lower face and at least one central hole, central holes, or microperforated central area (10); and the lower plate (7) comprises an upper face, a lower face and at least one central area configured as a flow distribution element (11) that serves as an electrical contact with the electrochemical cell (8).

6. Repetitive unit according to any of the preceding claims characterized in that it comprises a second welding and/or sealing area that surrounds, at least partially, the air inlet and/or outlet hole (12).

7. Repetitive unit according to any of the preceding claims characterized in that the upper plate (6) comprises at least one upper edge (14), and the lower plate (7) comprises at least one lower edge (15), wherein the upper edge (14) and the lower edge (15) coincide and form a separation between the upper plate (6) and the lower plate (7).

8. Repetitive unit according to the previous claim characterized in that the upper edge (14) and the lower edge (15) are located in an area outside the area that defines the welding and/or sealing between the upper plate (6) and the lower plate (7).

9. Repetitive unit according to any of the preceding claims characterized in that it comprises at least one pre-chamber in the fuel inlet and/or outlet, and comprises at least one pre-chamber in the air inlet and/or outlet.

10. Repeating unit according to any of the preceding claims characterized in that the holes corresponding to the air inlet and/or outlet (12) are located on opposite sides of the upper and lower plates (6,7); and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are located on opposite sides of the upper and lower plates (

11. Repetitive unit according to the previous claim characterized in that the air inlet and/or outlet holes (12) and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are not coincident.

12. Stack comprising at least two repeating units comprising at least one electrochemical cell (8) formed from a cathode (1), an anode (2) and a non-conducting electrolyte (3), located between the cathode (1) and the anode (2); a conductive metallic interconnector (4), which serves as a support for the electrochemical cell (8), and a sealing element (9) between the interconnector (4) and the electrochemical cell (8), the interconnector (4) being made from two flat metallic plates formed by stamping, hydroforming and/or any other forming process in which pressure is applied to a piece placed in a mold which serve as an upper plate (6) and a lower plate (7);

It comprises at least one closing element between the upper plate (6) and the lower plate (7) between the air inlet hole and the air outlet hole, where the closing element comprises at least a first recess (18) in the upper plate (6), and at least a second recess (19) in the lower plate (7), where the first recess (18) and the second recess (19) coincide in the upper plate (6) and the lower plate (7) of the same repeating unit.

13. Stack according to the preceding claim characterized in that it comprises a first recess (18) and a second recess (19) on the side where the fuel inlet hole is located; and another first recess (18) and another second recess (19) on the side where the fuel outlet hole is located.

14. Stack according to any of claims 12 and 13 characterized in that the recesses (18,19) are ramp-shaped.

15. Stack according to any of claims 13 to 14 characterized in that the recesses (18,19) are located in alternate positions in adjacent repetitive units.

16. Stack according to the previous claim characterized in that the recesses (18,19) of a repeating unit are located in an area close to the air inlet hole; and the recesses (18,19) of adjacent repeating units are located in an area close to the air outlet hole, and vice versa.

17. Stack according to any of the preceding claims characterized in that the upper plate (6) comprises an upper face configured as a support for at least one electrochemical cell (8), a lower face and at least one central hole (10); and the lower plate (7) comprises an upper face, a lower face and at least one central area configured as a flux distribution element (11) that serves as an electrical contact with the electrochemical cell (8).

18. Stack according to any of the preceding claims characterized in that the top plate (6) and the top plate (7) comprise a second welding area that surrounds, at least partially, the air inlet and/or outlet hole (12).

19. Stack according to any of the preceding claims characterized in that the upper plate (6) comprises at least an upper edge (14), and the lower plate (7) comprises at least a lower edge (15), wherein the upper edge (14) and the lower edge (15) coincide and form a separation between the upper plate (6) and the lower plate (7).

20. Stack according to the previous claim characterized in that the upper edge (14) and the lower edge (15) are located in an area outside the area that defines the weld between the upper plate (6) and the lower plate (7).

21. Stack according to any of the preceding claims characterized in that it comprises a perimeter sealing element (9) between the upper plate (6) of a repeating unit and the lower plate (7) of the adjacent upper repeating unit.

22. Stack according to the previous claim characterized in that the perimeter sealing element (9) between the upper plate (6) and the lower plate (7) is located in the area coinciding between the upper edge (14) and the lower edge (15).

23. Stack according to any of claims 21 or 22 characterized in that the sealing element (9) between the electrochemical cell (8) and the upper plate (6), and the sealing element (9) between the upper plate (6) of a repeating unit and the lower plate (7) of the adjacent upper repeating unit, are made by means of a single sealing element (9).

24. Stack according to any of the preceding claims characterized in that the holes corresponding to the air inlet and/or outlet (12) are located on opposite sides of the upper and lower plates (6,7); and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are located on opposite sides of the upper and lower plates (6,7).

25. Stack according to any of the preceding claims characterized in that it comprises at least one pre-chamber in the fuel inlet and/or outlet, and comprises at least one pre-chamber in the air inlet and/or outlet.

26. Stack according to the previous claim characterized in that the air inlet and/or outlet holes (12) and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are not coincident.

27. A method for manufacturing a repeatable unit for a stack comprising an electrochemical cell (8), an interconnector (4) formed from an upper plate (6) and a lower plate (7), and a sealing element (9), characterized in that the upper plate (6) and the lower plate (7) are made from a shapeless flat plate made of a conductive metallic material, and in that it comprises the steps of:

• Stamping process on the upper plate (6) to perform the following operations:

• air inlet and/or outlet holes (12);

• fuel inlet and/or outlet holes (13);

· central hole (10) in top plate (6);

• upper edge (14);

• rebate (18);

• Stamping process on the lower plate (7) to perform the following operations:

• air inlet and/or outlet holes (12);

• fuel inlet and/or outlet holes (13);

• flow distribution element (11 );

• lower edge (15);

• reduction (19).

• Placement of the upper plate (6) and the lower plate (7) so that:

• the air inlet and/or outlet holes (12) and the fuel inlet and/or outlet holes (13) are aligned;

• the central hole (10) of the upper plate (6) is aligned with the flow distribution element (11) of the lower plate (7);

• the upper edge (14) of the upper plate (6) coincides with the lower edge (15) of the lower plate (7);

• the recess (18) of the upper plate (6) is coincident with the recess (19) of the lower plate (7).

• Welding and/or sealing of the top plate (6) and the bottom plate (7) by selected areas of their perimeters.

28. Manufacturing process for a repetitive unit for a stack according to the preceding claim, characterized in that it comprises the following steps of:

• Pre-installation of the sealing element (9) and the electrochemical cell (8).

• High temperature heat treatment of the assembly formed by the interconnector (4), the sealing element and the electrochemical cell (8).