FR2932925A1

FR2932925A1 - Fuel cell plate for being associated to electrochemical assembly, has sheds oriented along diagonal direction forming non-zero angle, where portion of sheds has undulate configuration along longitudinal direction of sheds

Info

Publication number: FR2932925A1
Application number: FR0854080A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Lefebvre; Brian Besancon
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2009-12-25

Abstract

The plate (1) has sheds (3) provided at an exterior face (11), where the sheds are oriented along a diagonal direction (A) forming a non-zero angle with respect to a cooling air circulation direction (D). A portion of the sheds has an undulate configuration along a longitudinal direction of the sheds. The cooling air circulation direction is extended from an edge or inlet side (E) of the plate till to an edge or outlet side (S) of the plate. Portions (13) of the sheds are parallel to the circulation direction.

Description

La présente invention concerne une plaque de pile à combustible, un empilage de cellules de pile à combustible et une pile à combustible comprenant un empilage. L'invention concerne plus particulièrement une plaque de pile à combustible destinée à être associée à un ensemble électrochimique pour former une cellule élémentaire de pile à combustible, la plaque comportant une face dite extérieure pourvue d'ailettes destinées à coopérer avec les ailettes de la face extérieure d'une plaque de pile à combustible d'une cellule adjacente pour former des canaux de guidage pour un gaz de refroidissement, la plaque comportant un côté d'entrée et un côté de sortie pour le gaz de refroidissement définissant une direction de circulation de gaz de refroidissement entre deux plaques adjacentes L'invention concerne également un empilage d'au moins deux cellules élémentaires de pile à combustible, les cellules adjacentes comprenant des plaques de pile à combustible dont les faces extérieures sont disposées en vis-à- vis et en contact. Les piles à combustible, notamment à membrane protonique (PEMFC), sont constituées d'un empilage ( Stack ) de cellules planes élémentaires. Chaque cellule élémentaire comprend un ensemble électrochimique (dont une membrane échangeuse de protons) qui est pris en sandwich entre deux plaques. The present invention relates to a fuel cell plate, a stack of fuel cell cells and a fuel cell comprising a stack. The invention relates more particularly to a fuel cell plate intended to be associated with an electrochemical assembly to form an elementary cell of a fuel cell, the plate comprising an outer face provided with fins intended to cooperate with the fins of the face. a fuel cell plate of an adjacent cell to form guide channels for a cooling gas, the plate having an inlet side and an outlet side for the cooling gas defining a flow direction of The invention also relates to a stack of at least two elementary cells of a fuel cell, the adjacent cells comprising fuel cell plates whose outer faces are arranged facing each other and facing each other. contact. Fuel cells, including proton membrane (PEMFC), consist of a stack (Stack) of elementary planar cells. Each elementary cell comprises an electrochemical assembly (including a proton exchange membrane) which is sandwiched between two plates.

Les plaques polaires ou bipolaires sont constituées de graphite et/ou de matériau composite et/ou d'un alliage métallique. Des moyens de refroidissement sont ménagés dans l'espace entre deux cellules adjacentes, pour évacuer la chaleur produite par la réaction chimique. Il est connu de refroidir les cellules via par exemple un écoulement gazeux 25 d'air entraîné par un système ventilateur. Ce type de refroidissement par air est soumis à de nombreuses contraintes. Ainsi, le refroidissement de la cellule doit être le plus homogène possible pour refroidir efficacement toute la surface de toutes les membranes des cellules. Ceci est nécessaire pour éviter les points localement chauds susceptibles 30 d'endommager ou de réduire la durée de vie des membranes. Par ailleurs, le différentiel de température entre la cellule et l'air de refroidissement (généralement l'air ambiant) est relativement limité, en particulier quand la température de l'air extérieur est élevée. The polar or bipolar plates consist of graphite and / or composite material and / or a metal alloy. Cooling means are provided in the space between two adjacent cells, to evacuate the heat produced by the chemical reaction. It is known to cool the cells via, for example, a gas flow of air driven by a fan system. This type of air cooling is subject to many constraints. Thus, the cooling of the cell should be as homogeneous as possible to effectively cool the entire surface of all cell membranes. This is necessary to avoid locally hot spots that may damage or reduce the life of the membranes. On the other hand, the temperature difference between the cell and the cooling air (generally the ambient air) is relatively limited, especially when the outside air temperature is high.

De plus, la puissance consacrée à la ventilation doit être la plus faible possible car la consommation énergétique associée est prise sur la production de la pile et donc diminue son rendement net. En outre, le système de refroidissement est sujet à des contraintes d'encombrement, de sécurité et de niveau sonore qui limitent d'autant les possibilités d'optimisation. Enfin, les cellules doivent de préférence pouvoir être retirée indépendamment les unes pour faciliter leur maintenance. Les plaques formant électrode (en graphite, en composite ou autre), comportent classiquement sur leur face externe des ailettes alignées parallèlement au flux d'air de refroidissement. Une fois empilées, les ailettes de deux plaques adjacentes viennent en contact pour former des canaux pour la circulation de l'air de ventilation. L'empilement de plusieurs cellules se présente généralement sous forme d'un bloc parallélépipédique, l'air de refroidissement devant être distribué de façon homogène entre tous les canaux, pour assurer un refroidissement homogène. En effet, les matériaux constitutifs des cellules étant peu conducteurs de la chaleur, il n'est pas possible de compter sur la conduction longitudinale ou transversale de la chaleur dans les matériaux pour estomper les différentiels de température importants. L'empilement est classiquement ventilé au moyen d'un ou plusieurs ventilateurs (soufflants ou aspirants). Ce type de dispositif connu présente cependant quelques inconvénients et notamment une distribution d'air peu satisfaisante sur les canaux de l'empilement. En particulier, on constate une sous-alimentation en air de refroidissement dans les angles de l'empilement et dans les canaux masqués par le moyeu central du ventilateur. De plus, certaines parties de l'empilement sont au contraire suralimentées en air (notamment au niveau des parties directement exposées au refoulement du ventilateur). Par ailleurs, le coefficient d'échange thermique étant globalement constant dans l'empilement, la température de l'air de refroidissement augmente progressivement entre le côté d'entrée et le côté de sortie des canaux, ce qui engendre un gradient thermique dans la cellule selon la direction d'écoulement de l'entrée vers la sortie. In addition, the power devoted to ventilation must be as low as possible because the associated energy consumption is taken on the production of the battery and therefore reduces its net yield. In addition, the cooling system is subject to constraints of space, security and sound level that limit the possibilities of optimization. Finally, the cells should preferably be able to be removed independently for ease of maintenance. The electrode plates (graphite, composite or otherwise), conventionally have on their outer face fins aligned parallel to the cooling air flow. Once stacked, the fins of two adjacent plates come into contact to form channels for the circulation of the ventilation air. The stack of several cells is generally in the form of a parallelepiped block, the cooling air to be distributed homogeneously between all the channels to ensure a homogeneous cooling. Indeed, the constituent materials of the cells being little conductors of heat, it is not possible to rely on the longitudinal or transverse conduction of heat in the materials to fade the important temperature differences. The stack is conventionally ventilated by means of one or more fans (blowers or aspirants). This type of known device, however, has some disadvantages including unsatisfactory air distribution on the channels of the stack. In particular, there is an under-supply of cooling air in the corners of the stack and in the channels masked by the central hub of the fan. In addition, some parts of the stack are on the contrary supercharged with air (especially at the level of the parts directly exposed to the discharge of the fan). Furthermore, since the heat exchange coefficient is generally constant in the stack, the temperature of the cooling air increases progressively between the inlet side and the outlet side of the channels, which generates a thermal gradient in the cell. according to the direction of flow from the inlet to the outlet.

Ainsi, les canaux rectilignes parallèles au flux d'air de refroidissement (c'est-à-dire parallèles à la direction entrée d'air/sortie d'air de refroidissement du stack) créent des hétérogénéités de température dans le stack, avec une efficacité d'échange thermique insuffisante. Pour résoudre ce problème il est connu d'augmenter le diamètre de passage du gaz de refroidissement ce qui nécessite cependant une puissance de ventilateur accrue. Une autre solution connue consiste à prévoir des canaux croisés sur les deux plaques adjacentes, pour favoriser les mélanges d'air entre les canaux et donc une homogénéisation des échanges thermiques. Cette solution a cependant l'inconvénient de réduire les surfaces de contact entre les canaux inclinés divergents de deux plaques adjacentes. Ceci diminue la surface de contact électrique entre deux plaques adjacentes et donc nuit à la bonne conduction électrique entre les plaques adjacentes. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des 15 inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, la plaque de pile à combustible selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce qu'au moins une partie des ailettes sont orientées selon une direction générale en diagonale présentant un angle non nul 20 par rapport à la direction de circulation, et en ce qu'au moins une portion des ailettes orientées en diagonale a une configuration ondulée. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - au moins une partie des ailettes présente une orientation selon la direction 25 générale en diagonale sur l'intégralité de leur longueur - la configuration ondulée des ailettes est formée par une succession de portions d'ailette rectilignes d'orientations distinctes et/ou de portion(s) d'ailette incurvée(s), - la configuration ondulée des ailettes est formée par une alternance de 30 portions d'ailettes rectilignes et parallèles à la direction de circulation et de portions d'ailettes rectilignes et inclinées par rapport à la direction de circulation de gaz, - les portions d'ailettes parallèles à la direction de circulation ont une longueur comprise entre 7 mm et 22 mm et de préférence entre 8 et 17 et en ce que les portions d'ailettes inclinées par rapport à la direction de circulation ont une longueur comprise entre 0 et 75 et de préférence entre 40 et 60 mm, - les portions d'ailettes inclinées par rapport à la direction de circulation ont un angle d'inclinaison par rapport la direction compris entre 0 et 75 degrés et de préférence entre 45 et 55 degrés, - au moins une partie des ailettes a une largeur croissante sur au moins une partie de leur longueur depuis le côté d'entrée vers le côté de sortie, - la direction d'orientation générale en diagonale de la ou des ailettes présente un angle d'inclinaison par rapport à la direction de circulation compris entre 0 et 37,5 degrés et de préférence entre 18 et 28 degré. Un autre but de l'invention est de proposer un empilage d'au moins deux cellules élémentaires de pile à combustible, les cellules adjacentes comprenant des plaques de pile à combustible dont les faces extérieures sont disposées en vis-à-vis et en contact. Selon l'invention lesdites plaques sont conformes à l'une quelconque des caractéristiques précédentes ou ci-après et les premières ailettes en diagonale d'une première plaque ont des directions croisées par rapport aux secondes ailettes en diagonale d'une seconde plaque adjacente à la première plaque. Un autre but de l'invention est de proposer une pile à combustible, notamment du type à membrane échangeuse de protons, comprenant un empilage de cellules élémentaires conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-après. Thus, the rectilinear channels parallel to the cooling air flow (that is to say parallel to the direction of air inlet / cooling air outlet of the stack) create temperature heterogeneities in the stack, with a insufficient heat exchange efficiency. To solve this problem, it is known to increase the diameter of passage of the cooling gas, which however requires increased fan power. Another known solution is to provide cross channels on the two adjacent plates, to promote air mixtures between the channels and thus a homogenization of heat exchange. This solution, however, has the disadvantage of reducing the contact surfaces between diverging inclined channels of two adjacent plates. This decreases the electrical contact area between two adjacent plates and thus impairs the good electrical conduction between the adjacent plates. An object of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages of the prior art noted above. For this purpose, the fuel cell plate according to the invention, moreover in conformity with the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that at least a portion of the fins are oriented in one direction. generally at least a diagonal angle with respect to the direction of flow, and in that at least a portion of the diagonally oriented fins has a corrugated configuration. Furthermore, embodiments of the invention may include one or more of the following features: at least a portion of the fins have a generally diagonal orientation over their entire length - the corrugated configuration fins is formed by a succession of rectilinear blade portions of distinct orientations and / or curved blade portion (s), - the wavy configuration of the vanes is formed by an alternation of 30 portions of vanes rectilinear and parallel to the direction of flow and portions of fins straight and inclined relative to the gas flow direction, - the fin portions parallel to the direction of flow have a length of between 7 mm and 22 mm and preferably between 8 and 17 and in that the fin portions inclined relative to the direction of circulation have a length between 0 and 75 and preferably this between 40 and 60 mm, the portions of fins inclined relative to the direction of flow have an angle of inclination with respect to the direction between 0 and 75 degrees and preferably between 45 and 55 degrees, - at least one part of the fins has an increasing width over at least part of their length from the inlet side to the outlet side, - the generally diagonal orientation direction of the fin (s) has an angle of inclination with respect to the direction of circulation between 0 and 37.5 degrees and preferably between 18 and 28 degrees. Another object of the invention is to propose a stack of at least two elementary fuel cell cells, the adjacent cells comprising fuel cell plates whose outer faces are arranged vis-à-vis and in contact. According to the invention, said plates conform to any one of the preceding characteristics or hereinafter and the first fins diagonally of a first plate have directions crossed with respect to the second fins diagonally of a second plate adjacent to the first plate. Another object of the invention is to provide a fuel cell, in particular of the proton exchange membrane type, comprising a stack of elementary cells according to any one of the above characteristics or hereafter.

D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques de dessus de la face extérieure de, respectivement, deux plaques de pile à combustible conformes à un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 3 représente une vue schématique en transparence et de dessus, de l'empilement (faces extérieures en contact) des deux plaques des figures 1 et 2, l'empilement étant disposé face à un ventilateur, - la figure 4 représente une vue schématique, en transparence et de dessus, de l'empilement (faces extérieures en contact) des deux plaques de pile à combustible selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'empilement étant disposé face à un ventilateur. Other particularities and advantages will appear on reading the description below, made with reference to the figures in which: - Figures 1 and 2 show schematic top views of the outer face of, respectively, two battery plates to According to a first exemplary embodiment of the invention, FIG. 3 represents a schematic view in transparency and from above, of the stack (outer faces in contact) of the two plates of FIGS. 1 and 2, the stack being arranged in front of a fan, - Figure 4 shows a schematic view, in transparency and from above, of the stack (outer faces in contact) of the two fuel cell plates according to another embodiment of the invention, stack being arranged facing a fan.

En se référant à présent à la figure 1, la plaque 1 de pile à combustible selon l'invention peut comporter, sur sa face 11 dite extérieure, des d'ailettes 3 disposées selon une direction générale A diagonale. C'est-à-dire que les ailettes 3 sont orientées selon des directions A de préférence parallèles et présentant un angle non nul par rapport à la direction D de circulation de l'air de refroidissement (axe entrée E/sortie S). La direction D de l'air de refroidissement s'étend depuis le bord ou côté d'entrée E de la plaque 1 jusque vers le bord ou côté de sortie S de la plaque 1. Dans l'exemple de réalisation représenté, la plaque 1 a une forme parallélépipédique, la direction D de circulation de l'air étant perpendiculaire aux bords (les plus longs) définissant l'entrée E et la sortie S de la plaque 1. Referring now to Figure 1, the fuel cell plate 1 according to the invention may comprise, on its outer face 11, fin 3 disposed in a generally diagonal direction A. That is to say that the fins 3 are oriented in preferably parallel directions A and having a non-zero angle relative to the direction D of circulation of the cooling air (axis input E / output S). The direction D of the cooling air extends from the edge or inlet side E of the plate 1 to the edge or outlet side S of the plate 1. In the embodiment shown, the plate 1 has a parallelepipedal shape, the airflow direction D being perpendicular to the (longest) edges defining the inlet E and the outlet S of the plate 1.

Dans l'exemple représenté aux figures 1 et 2, les ailettes 3 s'étendent sur la plaque 1 sur toute la surface destinée à recouvrir une membrane électrochimique. De préférence, les ailettes 3 sont parallèles entre elles et sont donc inclinées d'un même angle (compris par exemple entre 0 et 75 degrés) par rapport à la direction D de circulation). Bien entendu, les angles d'inclinaison des ailettes 3 peuvent être différents d'une ailette 3 à l'autre et certaines ailettes 3 peuvent avoir le cas échéant une inclinaison nulle. De même, les ailettes 3 peuvent être présentes sur une partie seulement de la surface utile de la plaque 1. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, au moins une partie des ailettes 3 a une configuration ondulée selon la direction longitudinale de l'ailette 3 (de l'entrée E vers la sortie S). Dans l'exemple des figures 1 et 2 les ailettes 3 sont formées chacune par une alternance de portions 13 d'ailettes rectilignes et parallèles à la direction D de circulation et de portions 23 d'ailettes rectilignes et inclinées par rapport à la direction D de circulation de gaz. Les portions 13 dites parallèles et dites inclinées 23 ont par exemple des longueurs différentes. In the example shown in Figures 1 and 2, the fins 3 extend over the plate 1 over the entire surface intended to cover an electrochemical membrane. Preferably, the fins 3 are parallel to each other and are therefore inclined at the same angle (for example between 0 and 75 degrees) relative to the direction D of circulation). Of course, the angles of inclination of the fins 3 may be different from one fin 3 to the other and some fins 3 may have a zero inclination if necessary. Similarly, the fins 3 may be present on only a portion of the useful surface of the plate 1. According to an advantageous characteristic of the invention, at least a portion of the fins 3 has a corrugated configuration in the longitudinal direction of the fin 3 (from input E to output S). In the example of FIGS. 1 and 2, the fins 3 are each formed by an alternation of rectilinear fins portions 13 and parallel to the flow direction D and rectilinear fins portions 23 and inclined with respect to the direction D. gas circulation. The portions 13 said parallel and said inclined 23 have for example different lengths.

La figure 3 symbolise l'empilement des deux plaques 1 des figures 1 et 2 de façon que les ailettes 3 soient en contact, les directions des ailettes 3 étant croisées. Cette configuration favorise le brassage et le mélange de l'air de refroidissement entre les canaux de refroidissement formés par les ailettes 3 (le flux d'air est généré par exemple par un ventilateur 4 du côté entrée E). Selon l'invention, la configuration ondulée des ailettes 3 permet simultanément de maintenir une surface de contact suffisamment importante entre les ailettes 3 des deux plaques 1, 10 (plaque anodique et cathodique par exemple). Figure 3 symbolizes the stack of the two plates 1 of Figures 1 and 2 so that the fins 3 are in contact, the directions of the fins 3 being crossed. This configuration promotes the mixing and mixing of the cooling air between the cooling channels formed by the fins 3 (the air flow is generated for example by a fan 4 on the input side E). According to the invention, the corrugated configuration of the fins 3 simultaneously makes it possible to maintain a sufficiently large contact area between the fins 3 of the two plates 1, 10 (anodic and cathodic plate for example).

L'invention améliore l'efficacité du refroidissement dans l'empilement de plaques et réduit donc les hétérogénéités des températures dans l'ensemble notamment par rapport aux plaques ayant les canaux droits de refroidissement. Ceci crée des conditions de fonctionnement plus homogènes dans la pile notamment par rapport aux canaux droits, diminuant les risques de points chauds ou de bouchage par accumulation d'eau dans les canaux de réactifs. L'invention améliore ainsi également le niveau de contact électrique entre deux plaques 1, 10 adjacentes ayant des canaux croisés rectilignes. Par ailleurs, la configuration selon l'invention améliore également la solidité structurelle d'un empilage de plaques et notamment la stabilité d'un tel empilement. Ceci permet de garantir une compression homogène d'un empilement de plaques. L'invention permet de conserver la possibilité de pouvoir retirer les cellules élémentaires indépendamment les unes pour faciliter leur maintenance. La configuration illustrée à la figure 4 se distingue de celle de la figure 3 uniquement en ce que les portions 13 d'ailettes rectilignes parallèles à la direction D de circulation et les portions 23 d'ailettes inclinées ont des dimensions plus grandes que dans l'exemple des figures 1 à 3. De plus, comme représenté, les portions 23 d'ailettes inclinées peuvent avoir un angle d'inclinaison plus grand que dans l'exemple de la figure 3. De plus, comme représenté, les portions 29 d'ailettes inclinées peuvent avoir un angle d'inclinaison plus grand que dans l'exemple de la figure 3. De ce fait, les plaques 1, 10 de l'exemple de la figure 4 possèdent moins d'alternances de portions parallèles 13 et inclinées 23. La structure de canaux obtenue après empilement des deux plaques 1, 10 se trouve également modifiée (alternances moins nombreuses de canaux parallèles se subdivisant en plusieurs chemins possibles pour le flux de gaz). Tout ou partie des avantages de l'invention sont également obtenus selon ce mode de réalisation. The invention improves the efficiency of the cooling in the stack of plates and thus reduces the heterogeneities of the temperatures in the assembly in particular with respect to the plates having the right channels of cooling. This creates more homogeneous operating conditions in the stack, particularly with respect to the straight channels, reducing the risk of hot spots or clogging by the accumulation of water in the reagent channels. The invention thus also improves the level of electrical contact between two adjacent plates 1, 10 having rectilinear cross channels. Furthermore, the configuration according to the invention also improves the structural strength of a stack of plates and in particular the stability of such a stack. This makes it possible to guarantee homogeneous compression of a stack of plates. The invention makes it possible to retain the possibility of being able to remove the elementary cells independently of each other to facilitate their maintenance. The configuration illustrated in FIG. 4 differs from that of FIG. 3 only in that the portions 13 of rectilinear fins parallel to the direction D of circulation and the portions 23 of inclined fins have larger dimensions than in FIG. 1 to 3. In addition, as shown, the inclined fin portions 23 may have a greater inclination angle than in the example of FIG. 3. In addition, as shown, the portions 29 of FIG. inclined fins may have a greater inclination angle than in the example of FIG. 3. As a result, the plates 1, 10 of the example of FIG. 4 have fewer alternations of parallel portions 13 and inclined 23 The channel structure obtained after stacking the two plates 1, 10 is also modified (fewer alternations of parallel channels subdividing into several possible paths for the gas flow). All or part of the advantages of the invention are also obtained according to this embodiment.

Comme précédemment, tout ou partie de ces caractéristiques géométriques peuvent être modifiées (angles d'inclinaison distincts pour des groupes ailettes et/ou au sein d'un même groupe, certaines ailettes parallèles à la direction D de circulation, longueur des ailettes...). L'invention favorise l'établissement d'un profil de vitesse plat pour l'air, ceci même à partir d'une alimentation en air fortement hétérogène. Les structures selon l'invention interdisent tout "passage direct" du fluide entre l'entrée E et la sortie S et favorisent de multiples divisons et regroupements dans un écoulement qui suit les axes des ondulations ou croisements. La disposition selon l'invention corrige par ailleurs rapidement des effets de mauvaise distribution du gaz de refroidissement. De plus, le transfert de chaleur entre les plaques et l'air est amélioré par un haut niveau de turbulence de l'écoulement, cette turbulence étant maintenue sur toute la profondeur ou largeur de la cellule (la surface d'échange air/plaque est également augmentée). L'invention permet ainsi de réduire, voir d'annuler le gradient thermique dans la plaque entre l'entrée E et la sortie S de l'air de refroidissement. Un autre avantage de l'invention est la diminution de la perte de charge dans le système échangeur de chaleur, ceci pour une même température maximale. L'invention permet donc l'amélioration du refroidissement des piles à 25 combustibles, notamment du type à membrane échangeuse de proton (PEMFC) à plaques graphite ou composite ou autre. L'invention permet la diminution, voir annulation, des gradients de température axiaux et transversaux dans les cellules. L'invention permet également une diminution de la perte de charge de 30 l'échangeur et donc de la consommation du ou des ventilateurs utilisés ainsi qu'une diminution du niveau sonore du système de refroidissement. As previously, all or part of these geometric characteristics can be modified (distinct angles of inclination for fin groups and / or within the same group, certain fins parallel to the direction D of circulation, length of the fins ... ). The invention promotes the establishment of a flat speed profile for air, even from a highly heterogeneous air supply. The structures according to the invention prohibit any "direct passage" of the fluid between the inlet E and the outlet S and promote multiple divisions and groupings in a flow that follows the axes of the corrugations or crossings. The provision of the invention also corrects rapidly effects of poor distribution of the cooling gas. In addition, the heat transfer between the plates and the air is improved by a high level of turbulence of the flow, this turbulence being maintained over the entire depth or width of the cell (the air / plate exchange surface is also increased). The invention thus makes it possible to reduce, or even to cancel, the thermal gradient in the plate between the inlet E and the outlet S of the cooling air. Another advantage of the invention is the reduction of the pressure drop in the heat exchanger system, for the same maximum temperature. The invention thus makes it possible to improve the cooling of fuel cells, in particular of the proton exchange membrane (PEMFC) type with graphite or composite plates or the like. The invention makes it possible to reduce, or even cancel, axial and transverse temperature gradients in cells. The invention also allows a reduction in the pressure drop of the exchanger and therefore the consumption of the fan or fans used and a decrease in the sound level of the cooling system.

Claims

REVENDICATIONS1. Fuel cell plate intended to be associated with an electrochemical assembly for forming an elementary cell of a fuel cell, the plate (1, 10) comprising a so-called outer face (11) provided with fins (3) intended to cooperate with the fins (3) of the outer face of a fuel cell plate (10, 1) of an adjacent cell to form guide channels for a cooling gas, the plate (1, 10) having a side of inlet (E) and an outlet side (S) for the cooling gas defining a cooling gas flow direction (D) between two adjacent plates, characterized in that at least a portion of the fins (3) are oriented in a general direction (A) diagonally having a non-zero angle relative to the direction (D) of circulation, and in that at least a portion of the fins (3) diagonally oriented has a corrugated configuration.

2. Plate according to claim 1, characterized in that at least a portion of the fins (3) has an orientation along the general direction (A) diagonally over their entire length.

3. Plate according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the corrugated configuration of the fins (3) is formed by a succession of portions (13, 23) of rectilinear fins of distinct orientations and / or portion (s) of fin (3) curved (s).

4. Plate according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the corrugated configuration of the fins (3) is formed by an alternation of portions (13) of rectilinear fins and parallel to the direction (D) of circulation and portions (23) of fins straight and inclined with respect to the direction (D) of gas flow.

5. Plate according to claim 4, characterized in that the portions (13) of fins (13) parallel to the direction (D) of circulation have a length of between 7 mm and 22 mm and preferably between 8 and 17 and in that the portions (23) of fins (13) inclined relative to the direction (D) of circulation have a length of between 0 and 75 and preferably between 40 and 60 mm.

6. Plate according to claim 4 or 5, characterized in that the portions (23) of fins inclined relative to the direction (D) of circulation have an angle of inclination with respect to the direction (D) between 0 and 75 degrees and preferably between 45 and 55 degrees.

7. Plate according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least a portion of the fins (3) has an increasing width over at least part of their length from the inlet side (E) to the exit side (S).

8. Plate according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the direction (A) of generally diagonal orientation of the or fins (3) has an angle of inclination with respect to the direction (D). ) of circulation between 0 and 37.5 degrees and preferably between 18 and 28 degrees.

9. Stacking (100) at least two fuel cell elementary cells, the adjacent cells comprising plates (1,

10) of fuel cells whose outer faces (11) are arranged vis-à-vis and in contact, characterized in that said plates (1, 10) are in accordance with any one of the preceding claims and in that the first fins (3) diagonally of a first plate (1) have directions crossed with respect to the second fins (3) diagonally of a second plate (10) adjacent to the first plate (1). Fuel cell, in particular of the proton exchange membrane type, characterized in that it comprises a stack of elementary cells according to claim 9.25.