JP2003514354A - Electrochemical fuel cell stack - Google Patents
Electrochemical fuel cell stackInfo
- Publication number
- JP2003514354A JP2003514354A JP2001537115A JP2001537115A JP2003514354A JP 2003514354 A JP2003514354 A JP 2003514354A JP 2001537115 A JP2001537115 A JP 2001537115A JP 2001537115 A JP2001537115 A JP 2001537115A JP 2003514354 A JP2003514354 A JP 2003514354A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling medium
- region
- fuel cell
- cell stack
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
- H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/0265—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant the reactant or coolant channels having varying cross sections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
- H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】 本発明は、電気化学的な燃料電池セルスタックに関し、このスタックは、アノード、カソード及びこれらの間に配置された電解質メンブレンから成る少なくとも1つのメンブレン電極ユニットを有し、アノードガス入口領域、アノードガス出口領域ならびにアノードガス入口領域からアノードガス出口領域までアノードガスをガイドするためのチャネルを有する少なくとも1つのアノード側ガス配送構造を有し、アノードガスは水素を含み、カソードガス入口領域、カソードガス出口領域ならびにカソードガス入口領域からカソードガス出口領域までカソードガスをガイドするためのチャネルを有する少なくとも1つのカソード側ガス配送構造を有し、カソードガスは酸素及び水蒸気を含み、冷却媒体入口領域、冷却媒体出口領域ならびに冷却媒体を冷却媒体入口領域から冷却媒体出口領域までガイドするためのチャネルを有する冷却媒体配送構造を有する、電気化学的な燃料電池セルスタックに関する。本発明によれば、冷却媒体入口領域とカソードガス出口領域とは少なくとも部分的にオーバーラップしており、この結果、このオーバーラップの領域においてカソードガスにおける水蒸気の凝縮が行われる。 The present invention relates to an electrochemical fuel cell stack having at least one membrane electrode unit consisting of an anode, a cathode and an electrolyte membrane disposed therebetween, comprising: A gas inlet region, an anode gas outlet region, and at least one anode-side gas delivery structure having a channel for guiding anode gas from the anode gas inlet region to the anode gas outlet region, wherein the anode gas comprises hydrogen; A cathode gas delivery structure having an inlet region, a cathode gas outlet region, and a channel for guiding cathode gas from the cathode gas inlet region to the cathode gas outlet region, wherein the cathode gas comprises oxygen and water vapor, Medium inlet area, cooling medium outlet area And having a cooling medium delivery structure having a channel for guiding the cooling medium from the cooling medium inlet region to the cooling medium outlet region, to an electrochemical fuel cell stack. According to the invention, the coolant inlet region and the cathode gas outlet region at least partially overlap, so that condensation of water vapor in the cathode gas takes place in the region of this overlap.
Description
【0001】
本発明は特許請求項1の上位概念記載の電気化学的な燃料電池セルスタックに
関する。The present invention relates to an electrochemical fuel cell stack according to the preamble of claim 1.
【0002】
従来技術の燃料電池セルスタックは少なくとも1つの、いや通常は複数の個別
燃料電池セルを含み、これらの燃料電池セルは互いに隣り合って又は互いに上下
に積層されている。個別電池セルはアノード、カソード及びこれらの間に配置さ
れたプロトン伝導性の電解質メンブレンから成るいわゆるメンブレン電極ユニッ
ト、省略してMEAから構成される。アノード側には水素含有アノードガスをガ
イドするためのチャネルを有するガス配送構造が存在する。カソード側にはカソ
ードガスをガイドするためのチャネルを有する更に別のガス配送構造が存在する
。このカソードガスはとりわけ酸素ならびに水を含み、この水は部分的にカソー
ドにおける電気化学的な反応により発生する。これらのガス配送構造は通常は例
えば金属プレートの表面上のチャネル構造として実現される。個別電池セルのア
ノード側ガス配送構造ならびに隣接する電池セルのカソード側ガス配送構造は通
常は同一のプレートの両面に形成される。この場合、パイポーラプレートと呼ぶ
。Prior art fuel cell stacks include at least one, and usually a plurality of individual fuel cells, which are stacked next to each other or one above the other. Each individual battery cell is composed of a so-called membrane electrode unit, which is composed of an anode, a cathode, and a proton-conducting electrolyte membrane arranged between them, or MEA for short. On the anode side there is a gas distribution structure with channels for guiding the hydrogen-containing anode gas. On the cathode side there is yet another gas delivery structure with channels for guiding the cathode gas. The cathode gas contains, inter alia, oxygen as well as water, which water is partly generated by electrochemical reactions at the cathode. These gas distribution structures are usually realized, for example, as channel structures on the surface of metal plates. The gas distribution structure on the anode side of individual battery cells and the gas distribution structure on the cathode side of adjacent battery cells are usually formed on both sides of the same plate. In this case, it is called a pipolar plate.
【0003】
燃料電池セルの温度調節のためにスタック内部に冷却チャンバが存在し、これ
らの冷却チャンバは液体状の又はガス状の冷却媒体によって貫流されている。こ
れらはスタック内部及び個別電池セル内部の任意の箇所に配置される。例えば、
各個別電池セルに冷却チャンバを割り当てることができる。しかし、複数の個別
電池セルを1つの冷却チャンバに割り当てることも可能である。There are cooling chambers inside the stack for temperature control of the fuel cells, which cooling chambers are flowed by a liquid or gaseous cooling medium. These are arranged at arbitrary positions inside the stack and inside the individual battery cells. For example,
A cooling chamber can be assigned to each individual battery cell. However, it is also possible to assign a plurality of individual battery cells to one cooling chamber.
【0004】
図1には従来技術による対流式液体水冷却を有する燃料電池セルスタックが図
示されている。燃料電池セルスタックの冷却のためには液体冷却媒体、とりわけ
水がスタック内部に配置された冷却チャンバを貫流する。スタックを離れた後で
、暖められた冷却水は吸収した熱を排出するために冷却器にガイドされる。燃料
電池セル余熱の排出のための冷却器をできるだけコンパクトに保持するために、
これらの公知の燃料電池セルスタックは有利にはほぼ10°Cの入口と出口との
間の冷却水の僅かな温度差で動作される。FIG. 1 shows a fuel cell stack having convection liquid water cooling according to the prior art. For cooling the fuel cell stack, a liquid cooling medium, in particular water, flows through a cooling chamber located inside the stack. After leaving the stack, the warmed cooling water is guided to the cooler to discharge the absorbed heat. In order to keep the cooler for exhausting fuel cell residual heat as compact as possible,
These known fuel cell stacks are preferably operated with a slight temperature difference between the inlet and outlet of the cooling water of approximately 10 ° C.
【0005】
これらの燃料電池セルスタックは有効な効率を得るためにさらに有利には60
°Cより大きな温度で動作されるので、公知の構成ではカソード水蒸気が非常に
僅かな量しか燃料電池セルスタック内部に凝縮されない。それゆえ、この燃料電
池セルスタックの外に付加的な熱交換器が配置され、この熱交換器によってカソ
ードガスに存在する水蒸気が凝縮される。これは例えば全燃料電池セルシステム
に亘る水収支を維持する目的に使用される。These fuel cell stacks are more advantageously 60% to obtain effective efficiency.
Since it is operated at temperatures above ° C, only a very small amount of cathode water vapor is condensed inside the fuel cell stack in the known configuration. Therefore, an additional heat exchanger is arranged outside the fuel cell stack, by which the water vapor present in the cathode gas is condensed. This is used, for example, to maintain a water balance across the entire fuel cell system.
【0006】
本発明の課題は、カソードガスに存在する水蒸気の主要な部分がすでにスタッ
ク内部で凝縮され、この結果、後置接続される凝縮器における凝縮が大きく低減
されるか又はそれ以上に全く余計になるような、燃料電池セルスタックを提供す
ることである。It is an object of the present invention that the major part of the water vapor present in the cathode gas is already condensed inside the stack, so that the condensation in the downstream condenser is greatly reduced or even more It is to provide a fuel cell stack that is superfluous.
【0007】
上記課題は請求項1の特徴部分記載の構成によって解決される。本発明の有利
な実施形態ならびに本発明の燃料電池セルスタックの動作のための方法は従属請
求項の対象である。The above problem is solved by the configuration described in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the invention as well as methods for the operation of the fuel cell stack of the invention are the subject of the dependent claims.
【0008】
本発明によれば、冷却媒体が燃料電池セルスタックに入る領域とカソードガス
が燃料電池セルスタックから出る領域とが互いに少なくとも部分的にオーバーラ
ップしており、この結果、このオーバーラップの領域においてカソード排出ガス
の水蒸気の凝縮が行われる。従って、スタック内部での水蒸気の凝縮が実現され
、この結果、凝縮のための別個の凝縮器を省略することができるか、又は、公知
のシステムよりもこの別個の凝縮器がはるかに小さく設計仕様される。According to the invention, the region in which the cooling medium enters the fuel cell stack and the region in which the cathode gas leaves the fuel cell stack at least partially overlap each other, so that this overlap Condensation of water vapor of the cathode exhaust gas is performed in the region. Thus, condensation of water vapor inside the stack is achieved, so that a separate condenser for the condensation can be omitted, or this separate condenser is much smaller than known systems and designed to To be done.
【0009】
本発明の理解にとって重要なことは、電気化学的な反応の基本的な物質変換が
原理的にカソードガスの入口領域で生じるという事実である。冷却媒体入口領域
とカソードガス出口領域の本発明によるオーバーラップによって、一方でこのオ
ーバーラップの領域において低い露点が実現され(典型的には40°Cより下)
、これらの低い露点はカソードガスの水蒸気の所望の強い凝縮をもたらす。他方
で、カソードガスの入口領域において、すなわち燃料電池セル反応の基本的変換
が起こる場所においては冷却媒体のほんの僅かな熱吸収しか起こらない。Important to the understanding of the invention is the fact that the basic mass conversion of the electrochemical reaction occurs in principle in the cathode gas inlet region. Due to the inventive overlap of the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region, a low dew point is achieved in the region of this overlap (typically below 40 ° C.).
These low dew points result in the desired strong condensation of water vapor in the cathode gas. On the other hand, in the cathode gas inlet region, i.e. where the basic conversion of the fuel cell reaction takes place, only a slight heat absorption of the cooling medium takes place.
【0010】
従って、基本的に燃料電池セルの効率損失なしの水蒸気の所望の凝縮が実現さ
れる。僅かな温度差で動作される従来技術の上記の燃料電池セルスタックに比べ
てほぼ同じ電池セル電圧が得られる。Thus, essentially the desired condensation of water vapor is achieved without any loss of efficiency of the fuel cells. Approximately the same battery cell voltage is obtained as compared with the above-mentioned fuel cell stack of the prior art which is operated with a slight temperature difference.
【0011】
有利には、本発明の燃料電池セルはガス状の冷却媒体によって動作される。こ
のガス状の冷却媒体は例えば水又はGykolのような通常使用される冷却媒体に比
べてはるかに低い熱容量を有する。より大きい温度差を得ようとすると、過度に
高い制御コストなしでは大きな熱容量を有する冷却媒体によっては燃料電池セル
スタックの各電池セルに亘って均一な温度差の所定の調整は不可能である。なぜ
なら、このために非常に僅かな、従って調整しにくい冷却媒体流だけが必要であ
るからである。これに対して、比較的小さい熱容量を有する冷却媒体を選択する
と、同じ温度差を維持するためにはるかに容易に調整できる比較的大きな冷却媒
体流が必要である。Advantageously, the fuel cells of the invention are operated with a gaseous cooling medium. This gaseous cooling medium has a much lower heat capacity than commonly used cooling media such as water or Gykol. In order to obtain a larger temperature difference, it is not possible to adjust the temperature difference uniformly over each battery cell of the fuel cell stack with a cooling medium having a large heat capacity without an excessively high control cost. This is because only a very small and therefore difficult to regulate cooling medium flow is required for this. On the other hand, choosing a cooling medium with a relatively small heat capacity requires a relatively large cooling medium flow that can be adjusted much more easily to maintain the same temperature difference.
【0012】
さらに生成水の電池セル内部での凝縮の最適化のためにカソードガスと冷却媒
体との間の熱交換を燃料電池セルの様々な動作状態へ適合させることが可能であ
る。この適合は、局所的に限定された手段によって冷却媒体入口領域とカソード
ガス出口領域とのオーバーラップ領域又はこれに対して相補的に電池セルの他の
領域で行われる。これらの手段は例えばチャネルに関する幾何学的構成の適合で
ある。この場合、とりわけチャネル断面、面積あたりのチャネル数又はチャネル
の配置が空間的に変化される。さらに別の可能な幾何学的構成の適合は貫流チャ
ネルにおけるリブ、バー、溝又はニードルなどによる接触面の制御に関する。Furthermore, it is possible to adapt the heat exchange between the cathode gas and the cooling medium to various operating conditions of the fuel cell in order to optimize the condensation of the produced water inside the cell. This adaptation is carried out by locally defined means in the region of overlap of the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region or in a complementary manner to the other region of the battery cell. These measures are, for example, a geometrical adaptation of the channels. In this case, inter alia, the channel cross section, the number of channels per area or the arrangement of channels is spatially varied. Yet another possible geometrical adaptation concerns the control of the contact surface by means of ribs, bars, grooves or needles in the flow-through channel.
【0013】
更に別の可能な手段は特別な熱伝導特性を有する材料の所期の空間的な使用で
ある。例えば冷却媒体の入口領域の凝縮領域において良好な熱伝導性を有する材
料が設けられ及び/又は電池セルの他の領域に悪い熱伝導性を有する材料が設け
られてもよい。これらの材料はチャネルの表面上に層形式で塗付しても担体材料
自体に組み入れてもよい。Yet another possible measure is the intended spatial use of materials with special heat-conducting properties. For example, a material having good thermal conductivity may be provided in the condensation area in the inlet area of the cooling medium and / or a material having poor thermal conductivity may be provided in other areas of the battery cell. These materials may be applied in layer form on the surface of the channels or incorporated into the carrier material itself.
【0014】
上記の手段のうちの1つ又は上記の手段の組み合わせによって、例えば局所的
に冷却媒体の入口領域の凝縮領域においてカソードガスと冷却媒体との間の増大
した熱交換が行われ、これにより時間毎に凝縮される水量が高まる。By means of one of the above measures or a combination of the above measures, an increased heat exchange between the cathode gas and the cooling medium takes place, for example locally in the condensation zone of the cooling medium inlet zone, This increases the amount of water condensed over time.
【0015】 本発明を実施例に基づいて図を参照しつつ詳しく説明する。[0015] The present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the drawings.
【0016】
図1は既に説明したような公知の燃料電池セルスタックであり、
図2〜4はそれぞれ本発明の燃料電池セルスタックの実施例であり、
図5は公知の燃料電池セルスタックと比較した本発明の燃料電池セルスタック
の電圧・電流密度特性曲線であり、
図6は凝縮領域における局所的に適合されたチャネル幾何学的構成を有する本
発明の燃料電池セルスタックの実施例であり、
図7は熱伝導性/熱絶縁性材料の局所的に適合された使用を有する本発明の燃
料電池セルスタックの実施例であり、
図8はカソードガスと冷却媒体との別個のガイドを有する本発明の燃料電池セ
ルスタックの実施例であり、
図9は冷却媒体の一部が冷却媒体配送構成を通り抜けた後にカソード側ガス配
送構造をカソードガスとして貫流する、本発明の燃料電池セルスタックの実施例
である。FIG. 1 is a known fuel cell stack as described above, FIGS. 2 to 4 are examples of the fuel cell stack of the present invention, and FIG. 5 is compared with a known fuel cell stack. FIG. 6 is a voltage-current density characteristic curve of the fuel cell stack of the present invention, FIG. 6 is an embodiment of the fuel cell stack of the present invention having a locally adapted channel geometry in a condensation region, FIG. 7 is an embodiment of a fuel cell stack of the present invention having a locally adapted use of thermally conductive / thermally insulating material, and FIG. 8 is a book having separate guides for cathode gas and cooling medium. FIG. 9 is an embodiment of a fuel cell stack of the invention, and FIG. 9 shows a fuel cell stack of the present invention in which a part of the cooling medium passes through the cooling medium distribution structure and then flows through the cathode side gas distribution structure as a cathode gas. It is an example of a cell stack.
【0017】
図2は本発明の燃料電池セルスタックの第1の実施例を概略図において示して
いる。図示されているのは例えば金属から成るプレートであり、このプレートの
表面にカソードガスのためのカソード側ガス配送構造が組み込まれている。ガス
配送構造はここでは概略的に示されているだけである。このガス配送構造は当業
者ならば周知のように1つ又は複数の曲がりくねったチャネル又はメアンダ状の
チャネルから成る。カソードガスは孔部を介して電池セルに入り、1つ又は複数
の貫流チャネルを通過し、対角線上の反対側にある孔部を介してこの電池セルか
ら出る。FIG. 2 is a schematic view showing a first embodiment of the fuel cell stack of the present invention. Shown is a plate made of metal, for example, on the surface of which the cathode-side gas distribution structure for the cathode gas has been incorporated. The gas distribution structure is only shown here schematically. This gas distribution structure consists of one or more serpentine or meandering channels as is well known to those skilled in the art. Cathode gas enters the battery cell through a hole, passes through one or more flow-through channels, and exits the battery cell through a diagonally opposite hole.
【0018】
本発明の意味における流体の入口領域及び出口領域という概念は、これによっ
てこれらの孔部の直接的な領域を意味するだけではなく、さらに実際には流体の
流れに沿って測定されるこれらの孔部の近傍の周囲を意味していると解釈される
。この領域では電気化学的な燃料電池セル反応による物質変換が非常に僅かしか
又は実際にはもはや存在しない。図示された例では例えば貫流チャネルの最後の
方向転換箇所から孔部までの区間がカソードガス出口領域に属する。The concept of fluid inlet and outlet regions in the sense of the present invention does not only mean here the direct regions of these pores, but is also actually measured along the fluid flow. It is taken to mean the perimeter in the vicinity of these holes. In this region, very little or practically no material conversion due to electrochemical fuel cell reactions is present. In the example shown, for example, the section from the last turning point of the flow-through channel to the hole belongs to the cathode gas outlet region.
【0019】
図面から識別できるように、冷却媒体はこの実施例では基本的にプレートの辺
の全長を介して電池セルに入り、カソードガスに対する横断流として流れる(冷
却媒体は図示されたプレートの裏側の配送構造において流れる)。冷却媒体入口
領域とカソードガス出口領域とは主な部分において互いにオーバーラップしてい
る。凝縮が生じるこのオーバーラップ領域は破線で囲まれている。冷却媒体とし
てはこの実施例では周囲空気が使用される。As can be seen from the drawing, the cooling medium enters the battery cells in this embodiment essentially through the entire length of the sides of the plate and flows as a transverse flow to the cathode gas (the cooling medium is the back side of the plate shown). Flow in the delivery structure). The cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region overlap each other in the main part. This overlap region where condensation occurs is surrounded by a dashed line. Ambient air is used as the cooling medium in this embodiment.
【0020】
同様に入口及び出口におけるカソードガス及び冷却媒体に対する典型的な温度
が示されている。両方の流体の入口と出口との間の温度差は公知の燃料電池セル
に比べると相対的に大きいことが分かる。温度差はそれぞれ30〜45°Cの範
囲にある。カソードガスの出口では40°Cより下の露点が実現される。これに
よってカソードガスにおける水の凝縮のための別個の凝縮器が節減される。Similarly, typical temperatures for the cathode gas and the cooling medium at the inlet and outlet are shown. It can be seen that the temperature difference between the inlet and outlet of both fluids is relatively large compared to known fuel cells. The temperature difference is in the range of 30 to 45 ° C. A dew point below 40 ° C is achieved at the cathode gas outlet. This saves a separate condenser for the condensation of water in the cathode gas.
【0021】
図3は本発明の更に別の実施例を示す。この実施例は図2に図示された実施例
とは基本的に異なるガス配送構造によってのみ異なっている。これはここではパ
ラレルガス配送構造として構成されている。ガス状の冷却媒体(例えば周囲空気
)は基本的にプレートの辺の全長を介して電池セルに入り、カソードガスとは正
反対の方向に流れる(冷却媒体は図示されたプレートの裏側の配送構造において
流れる)。冷却媒体入口領域とカソードガス出口領域は主な部分においてオーバ
ーラップしている。凝縮が生じるこのオーバーラップ領域は破線で囲まれている
。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 2 only in the basically different gas distribution structure. It is configured here as a parallel gas distribution structure. Gaseous cooling medium (eg ambient air) enters the battery cells essentially through the entire length of the sides of the plate and flows in the opposite direction to the cathode gas (cooling medium in the delivery structure behind the plate shown). Flow). The cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region overlap in the main part. This overlap region where condensation occurs is surrounded by a dashed line.
【0022】
図2又は図3の実施例に図示されているような空気冷却は有利にはラジエータ
を介して行われる。図4はこれに対する相応の実施例を示す。ラジエータは燃料
電池セルスタックの直前に配置され、空気を燃料電池セルスタックの冷却チャネ
ル乃至は冷却チャンバに送風する。更に別のここには図示されていない実施例で
は、スタックに供給される冷却空気は線路を介してラジエータからスタックに送
られる。Air cooling, as illustrated in the embodiment of FIG. 2 or 3, is preferably performed via a radiator. FIG. 4 shows a corresponding embodiment for this. The radiator is arranged immediately before the fuel cell stack, and blows air to the cooling channel or the cooling chamber of the fuel cell stack. In yet another embodiment not shown here, the cooling air supplied to the stack is sent from the radiator to the stack via lines.
【0023】
図5は水冷式の公知の燃料電池セルスタックと空冷式の本発明の燃料電池セル
スタックの電圧・電流密度特性曲線の比較を示す。図示された値は10個の燃料
電池セル(「10セルラー」)から成る電池セルスタックにおける測定によって
得られたものである。バイポーラプレートの基本材料としてはグラファイトが使
用された。2つの特性曲線はほぼ同じであることが分かる。よって、本発明によ
り得られる水蒸気のスタック内凝縮は効率損失なしに実現できる。FIG. 5 shows a comparison of voltage / current density characteristic curves of a known water-cooled fuel cell stack and an air-cooled fuel cell stack of the present invention. The values shown were obtained by measurements on a battery cell stack consisting of 10 fuel cells ("10 cellular"). Graphite was used as the basic material of the bipolar plate. It can be seen that the two characteristic curves are almost the same. Therefore, the condensation of the steam obtained by the present invention in the stack can be realized without loss of efficiency.
【0024】
図6は更に別の本発明の実施例を示す。プレートが図示され、このプレートに
おいて観察者に見えない裏側には図2又は3に図示されたカソードガスをガイド
するためのガス配送構造が存在する。観察者に見える側には冷却媒体のための配
送構造が図示されている。バーによって互いに分離された個々のパラレルなチャ
ネルが識別できる。カソードガスはプレートの孔部を介して電池セルに入り、こ
の場合には見分けられないが1つ又は複数の貫流チャネルを通過し、対角線上の
反対側にある孔部を介して電池セルから出る。冷却媒体はプレートの下辺から冷
却チャネルに入り、これらの冷却チャネルから反対側の辺において出てゆく。凝
縮が基本的に生じる、冷却媒体入口領域とカソードガス出口領域とのオーバーラ
ップの領域は、線で囲まれている。このオーバーラップ領域には、接触面を大き
くするために、チャネル内部に付加的なリブが配置されている。これによってこ
の領域において冷却媒体とカソードガスとの間で熱交換が増大し、従って凝縮が
有利に制御される。FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. A plate is shown, on the back side of which the observer cannot see, there is a gas delivery structure for guiding the cathode gas shown in FIG. 2 or 3. On the side visible to the observer, the delivery structure for the cooling medium is shown. Individual parallel channels separated from each other by a bar can be identified. Cathode gas enters the battery cell through the holes in the plate, in this case passing through one or more flow-through channels, which are indistinguishable, and exits the battery cell through the diagonally opposite holes. . The cooling medium enters the cooling channels from the bottom side of the plate and exits from these cooling channels on the opposite side. The area of overlap between the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region, in which condensation basically takes place, is surrounded by a line. In this overlap region, additional ribs are arranged inside the channel to increase the contact surface. This increases the heat exchange between the cooling medium and the cathode gas in this region and thus advantageously controls the condensation.
【0025】
図7は電池セル面に亘る局所的な熱交換が付加的な手段によって変化される本
発明の実施例を示す。プレート構造は凝縮の領域にリブが存在しないことを除い
て図6に示されたプレート構造に相応し、従って繰り返しを避けるために図6を
参照のこと。付加的な手段として、冷却媒体入口領域とカソードガス出口領域と
のオーバーラップ領域内部において熱絶縁層がチャネル表面上に存在する。層厚
及び層材料の相応の選択によってこの領域において熱交換が低減され、その結果
、凝縮領域における場合によっては望ましくない大きな温度勾配を回避する。こ
の層は例えば表面に接着される自立的な層又はフォイルであってもよい。しかし
、薄いラッカー層を塗付するか又は担体層に付加的な材料を直接組み入れること
も可能である。FIG. 7 shows an embodiment of the invention in which the local heat exchange across the battery cell surface is modified by additional means. The plate structure corresponds to that shown in FIG. 6 except that there are no ribs in the area of condensation, so see FIG. 6 to avoid repetition. As an additional measure, a thermal insulation layer is present on the channel surface within the overlap region of the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region. Heat exchange is reduced in this region by appropriate selection of the layer thickness and the layer material, so that possibly undesirably large temperature gradients in the condensation region are avoided. This layer may be, for example, a free-standing layer or foil adhered to the surface. However, it is also possible to apply a thin lacquer layer or to incorporate additional materials directly into the carrier layer.
【0026】
更に別の実施例(図示せず)では、図6の装置において冷却媒体入口領域とカ
ソードガス出口領域とのオーバーラップ領域に良好な熱伝導性の材料を設け、こ
の領域におけるカソードガスと冷却媒体との間の熱交換をさらに高める。In yet another embodiment (not shown), in the apparatus of FIG. 6, a material having good heat conductivity is provided in the overlapping region of the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region, and the cathode gas in this region is provided. Further enhances the heat exchange between the cooling medium and the cooling medium.
【0027】
別の実施例では図6又は7の装置において冷却媒体入口領域とカソードガス出
口領域とのオーバーラップの外の領域に熱絶縁性の材料を使用することができる
。In another embodiment, a thermally insulating material can be used in the device of FIGS. 6 or 7 in the region outside the overlap between the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region.
【0028】
従って、上記の手段によって凝縮領域の外の領域において熱交換を低減させ、
貫流領域の別の箇所で強い局所的な凝縮を実現することが可能である。[0028] Thus, the heat exchange is reduced in the region outside the condensation region by the above means,
It is possible to achieve strong local condensation elsewhere in the flow-through region.
【0029】
図6及び7に示された全ての手段は、冷却媒体のガイドのためのチャネルに関
して記述されたが、同様にカソードガスのガイドのためのチャネルにも適用する
ことができる。All the means shown in FIGS. 6 and 7 have been described in terms of channels for guiding the cooling medium, but are likewise applicable to channels for guiding the cathode gas.
【0030】
図8は、カソードガスと冷却媒体とがスタックの内部で互いに別個にガイドさ
れる本発明の燃料電池セルスタックの実施例を示す。この概略図においてMEA
はメンブレン電極ユニットを示し、このメンブレン電極ユニットは一方でアノー
ド側ガス配送構造ASに隣接し、他方でカソード側ガス配送構造KSに隣接して
いる。燃料電池セルスタックの2つの個別電池セルの間、ならびに、スタックの
最初と終わりにそれぞれ冷却チャンバともよばれる冷却媒体配送構造KKが存在
する。冷却媒体、例えば空気は冷却チャンバKKを通過し、スタックの下側に給
気され上側から排気される。カソードガスは個々のカソード側ガス配送構造KS
を貫流する。カソードガスは個々のコンポーネントKK、KS、AS、MEAの
内部に互いに一直線に並んでいる孔部によって形成されるいわゆるポートを介し
て給気及び排気される。FIG. 8 shows an embodiment of the fuel cell stack of the present invention in which the cathode gas and the cooling medium are guided separately from each other inside the stack. MEA in this schematic
Indicates a membrane electrode unit, which on one side is adjacent to the anode-side gas distribution structure AS and on the other side to the cathode-side gas distribution structure KS. There is a cooling medium distribution structure KK, also called a cooling chamber, between the two individual battery cells of the fuel cell stack and at the beginning and the end of the stack respectively. A cooling medium, for example air, passes through the cooling chamber KK and is supplied to the lower side of the stack and exhausted from the upper side. The cathode gas is an individual cathode side gas delivery structure KS
Flow through. Cathode gas is supplied and exhausted via so-called ports formed by holes aligned with each other inside the individual components KK, KS, AS, MEA.
【0031】
冷却空気流の貫流の際に圧力損失に起因する性能損失をできるだけ小さく保つ
ために、冷却媒体配送構造KKにおける冷却チャネルは有利にはできるだけ短く
、それゆえパラレルに(メアンダ又は曲がりくねり無しで)構成される。これに
より有利には垂直に上方に向かう冷却空気流がスタックにおいて存在し、この結
果、冷却空気流は発生する熱上昇気流によって支持される。In order to keep the performance loss due to the pressure loss during the passage of the cooling air flow as small as possible, the cooling channels in the cooling medium distribution structure KK are advantageously as short as possible and therefore in parallel (without meanders or windings). ) Composed. Hereby, a vertically upwardly directed cooling air flow is present in the stack, so that the cooling air flow is supported by the heat rise stream generated.
【0032】
図9は冷却媒体の一部が冷却媒体配送構造を貫流した後でカソードガスとして
使用される、本発明の燃料電池セルスタックの更に別の実施例を示す。スタック
内部のコンポーネント、メンブレン電極ユニットMEA、カソード側ガス配送構
造KS、アノード側ガス配送構造AS、冷却媒体配送構造KKの順番は図8に相
応している。FIG. 9 shows yet another embodiment of the fuel cell stack of the present invention in which a portion of the cooling medium is used as the cathode gas after flowing through the cooling medium distribution structure. The order of the components inside the stack, the membrane electrode unit MEA, the cathode side gas distribution structure KS, the anode side gas distribution structure AS, and the cooling medium distribution structure KK corresponds to FIG.
【0033】
まず最初に予め圧縮された冷却空気流が有利には下から冷却媒体配送構造のパ
ラレルな冷却チャネルを通過して、この冷却媒体配送構造から出た後で燃料電池
セルスタックの上部のチャンバに到達する。このチャンバから冷却空気の一部は
カソード側ガス配送構造へと導かれ、カソードに酸素を供給し、最後に1つ又は
複数の有利には側面に配置された開口部を通ってこの燃料電池セルスタックから
出てゆく。過剰な冷却空気流は上部チャンバから例えば貫流又は圧力制御弁を介
して排出され、直接周囲に到達する。First of all, the precompressed cooling air stream is preferably passed from below through the parallel cooling channels of the cooling medium distribution structure and then out of this cooling medium distribution structure before the upper part of the fuel cell stack. Reach the chamber. A portion of the cooling air from this chamber is directed to the cathode side gas delivery structure, supplying oxygen to the cathode and finally through one or more advantageously laterally arranged openings to the fuel cell. Get out of the stack. Excess cooling air flow is discharged from the upper chamber, for example through a throughflow or pressure control valve, and reaches the ambient directly.
【0034】
図8及び図9の2つの実施例においてはカソードガスとして空気の他に別の酸
素含有ガス乃至は混合ガスも使用できる。しかし、前提条件は、これらの別の酸
素含有ガス乃至は混合ガスがMEAを汚さないことである。In the two embodiments of FIGS. 8 and 9, besides oxygen, another oxygen-containing gas or mixed gas can be used as the cathode gas. However, the prerequisite is that these other oxygen-containing or mixed gases do not pollute the MEA.
【0035】
同様に冷却媒体として空気の代わりに別のガスを使用することもでき、例えば
燃料電池セルシステムの内部で低い温度で生じるガスである。It is likewise possible to use another gas instead of air as the cooling medium, for example a gas which occurs at a low temperature inside the fuel cell system.
【0036】
スタック内部のアノードガスのガイドは図面ではわかりやすさのための示され
ていない。A guide for the anode gas inside the stack is not shown in the drawings for clarity.
【図1】 図1は公知の燃料電池セルスタックである。[Figure 1] FIG. 1 shows a known fuel cell stack.
【図2】 本発明の燃料電池セルスタックの実施例である。[Fig. 2] It is an example of a fuel cell stack of the present invention.
【図3】 本発明の燃料電池セルスタックの実施例である。[Figure 3] It is an example of a fuel cell stack of the present invention.
【図4】 本発明の燃料電池セルスタックの実施例である。[Figure 4] It is an example of a fuel cell stack of the present invention.
【図5】
公知の燃料電池セルスタックと比較した本発明の燃料電池セルスタックの電圧
・電流密度特性曲線である。FIG. 5 is a voltage / current density characteristic curve of a fuel cell stack of the present invention compared with a known fuel cell stack.
【図6】
凝縮領域における局所的に適合されたチャネル幾何学的構成を有する本発明の
燃料電池セルスタックの実施例である。FIG. 6 is an example of a fuel cell stack of the present invention having a locally adapted channel geometry in the condensation region.
【図7】
熱伝導性/熱絶縁性材料の局所的に適合された使用を有する本発明の燃料電池
セルスタックの実施例である。FIG. 7 is an example of a fuel cell stack of the present invention having a locally adapted use of thermally conductive / thermally insulating material.
【図8】
カソードガスと冷却媒体との別個のガイドを有する本発明の燃料電池セルスタ
ックの実施例である。FIG. 8 is an embodiment of a fuel cell stack of the present invention having separate guides for cathode gas and cooling medium.
【図9】
冷却媒体の一部が冷却媒体配送構成を通り抜けた後にカソード側ガス配送構造
をカソードガスとして貫流する、本発明の燃料電池セルスタックの実施例である
。FIG. 9 is an example of a fuel cell stack of the present invention in which a portion of the cooling medium passes through the cooling medium delivery arrangement and then flows through the cathode side gas delivery structure as cathode gas.
MEA メンブレン電極ユニット KS カソード側ガス配送構造 AS アノード側ガス配送構造 KK 冷却媒体配送構造 MEA Membrane electrode unit KS cathode side gas distribution structure AS Anode side gas distribution structure KK Coolant delivery structure
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成13年9月25日(2001.9.25)[Submission date] September 25, 2001 (2001.25)
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【特許請求の範囲】[Claims]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウド マルティン ドイツ連邦共和国 ブレッツフェルト ロ ベルト−マイヤー−シュトラーセ 7 Fターム(参考) 5H026 AA06 CC03 CC08 【要約の続き】 においてカソードガスにおける水蒸気の凝縮が行われ る。─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Udo Martin Bretzfeld-Rot, Germany Belt-Meier-Strasse 7 F-term (reference) 5H026 AA06 CC03 CC08 [Continued summary] Condensation of water vapor on the cathode gas takes place in It
Claims (9)
なくとも1つのメンブレン電極ユニット(MEA)を有し、 アノードガス入口領域、アノードガス出口領域ならびに前記アノードガス入口
領域から前記アノードガス出口領域までアノードガスをガイドするためのチャネ
ルを有する少なくとも1つのアノード側ガス配送構造(AS)を有し、前記アノ
ードガスは水素を含み、 カソードガス入口領域、カソードガス出口領域ならびに前記カソードガス入口
領域から前記カソードガス出口領域までカソードガスをガイドするためのチャネ
ルを有する少なくとも1つのカソード側ガス配送構造(KS)を有し、前記カソ
ードガスは酸素及び水蒸気を含み、 冷却媒体入口領域、冷却媒体出口領域ならびに前記冷却媒体入口領域から前記
冷却媒体出口領域まで冷却媒体をガイドするためのチャネルを有する冷却媒体配
送構造(KK)を有する、電気化学的な燃料電池セルスタックにおいて、 前記冷却媒体入口領域と前記カソードガス出口領域とは少なくとも部分的にオ
ーバーラップしており、この結果、このオーバーラップの領域においてカソード
ガスにおける水蒸気の凝縮が行われることを特徴とする、電気化学的な燃料電池
セルスタック。1. An electrochemical fuel cell stack having at least one membrane electrode unit (MEA) comprising an anode, a cathode and an electrolyte membrane disposed therebetween, the anode gas inlet region, At least one anode side gas delivery structure (AS) having an anode gas outlet region and a channel for guiding the anode gas from the anode gas inlet region to the anode gas outlet region, the anode gas comprising hydrogen; At least one cathode side gas distribution structure (KS) having a cathode gas inlet region, a cathode gas outlet region and a channel for guiding the cathode gas from the cathode gas inlet region to the cathode gas outlet region, Contains oxygen and water vapor, In an electrochemical fuel cell stack having a cooling medium distribution structure (KK) having a medium inlet region, a cooling medium outlet region and a channel for guiding the cooling medium from the cooling medium inlet region to the cooling medium outlet region. An electrochemical characterized in that the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region at least partly overlap, so that condensation of water vapor in the cathode gas takes place in the region of this overlap. Fuel cell stack.
の領域においてチャネルの幾何学的構成がこのオーバーラップの外の領域と比べ
て異なっていることを特徴とする、請求項1記載の電気化学的な燃料電池セルス
タック。2. The geometry of the channels in the region of overlap of the cooling medium inlet region and of the cathode gas outlet region is different compared to the region outside of this overlap. Electrochemical fuel cell stack.
ャネル配置、チャネル断面、面積あたりのチャネル数、付加的なリブ、バー、溝
又はニードルに関してこのオーバーラップの外の他の領域とは異なることを特徴
とする、請求項2記載の電気化学的な燃料電池セルスタック。3. The geometry of the channel is such that in the region of the overlap the channel arrangement, the cross-section of the channel, the number of channels per area, additional ribs, bars, grooves or needles and other regions outside this overlap. 3. The electrochemical fuel cell stack according to claim 2, characterized in that
の領域において、冷却媒体とカソードガスとの間の熱伝達路に、熱伝導特性に関
してオーバーラップの外で使用される材料とは異なる材料が存在することを特徴
とする、請求項2又は3記載の電気化学的な燃料電池セルスタック。4. The material used outside the overlap in terms of heat transfer properties in the heat transfer path between the cooling medium and the cathode gas in the region of the overlap of the cooling medium inlet region and the cathode gas outlet region. Electrochemical fuel cell stack according to claim 2 or 3, characterized in that different materials are present.
ガスと冷却媒体とが交叉流となってガイドされるように構成されていることを特
徴とする、請求項1〜4のうちの1項記載の電気化学的な燃料電池セルスタック
。5. The cathode side gas distribution structure and the cooling medium distribution structure are configured such that the cathode gas and the cooling medium are guided in an intersecting flow. An electrochemical fuel cell stack according to claim 1.
ガスと冷却媒体とが対向流となってガイドされるように構成されていることを特
徴とする、請求項1〜4のうちの1項記載の電気化学的な燃料電池セルスタック
。6. The cathode-side gas distribution structure and the cooling medium distribution structure are configured such that the cathode gas and the cooling medium are guided in an opposite flow. An electrochemical fuel cell stack according to claim 1.
ックを貫流することを特徴とする、請求項1〜6のうちの1項記載の電気化学的
な燃料電池セルスタック。7. The electrochemical fuel cell stack according to claim 1, wherein the cathode gas and the cooling medium flow through the fuel cell stack separately from each other.
ード側ガス配送構造をカソードガスとして貫流することを特徴とする、請求項1
〜7のうちの1項記載の電気化学的な燃料電池セルスタック。8. A part of the cooling medium passes through the cooling medium distribution structure and then flows through the cathode side gas distribution structure as a cathode gas.
7. The electrochemical fuel cell stack according to claim 1.
徴とする、請求項1〜8のうちの1項記載の電気化学的な燃料電池セルスタック
の動作のための方法。9. Method for the operation of an electrochemical fuel cell stack according to claim 1, wherein a gas, for example ambient air, is used as cooling medium.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19953404.7 | 1999-11-06 | ||
DE19953404A DE19953404B4 (en) | 1999-11-06 | 1999-11-06 | Electrochemical fuel cell stack |
PCT/DE2000/003782 WO2001035476A1 (en) | 1999-11-06 | 2000-10-26 | Electrochemical fuel cell stack comprising a polymer electrolyte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003514354A true JP2003514354A (en) | 2003-04-15 |
Family
ID=7928101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001537115A Pending JP2003514354A (en) | 1999-11-06 | 2000-10-26 | Electrochemical fuel cell stack |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1230701A1 (en) |
JP (1) | JP2003514354A (en) |
DE (1) | DE19953404B4 (en) |
WO (1) | WO2001035476A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015525447A (en) * | 2012-06-11 | 2015-09-03 | アッシュテセラミックス ソシエテ アノニムHtceramix S.A. | Gas distribution element for fuel cell |
US9831514B2 (en) | 2012-06-11 | 2017-11-28 | Htceramix S.A. | Solid oxide fuel cell or solid oxide electrolyzing cell and method for operating such a cell |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10224397A1 (en) * | 2002-06-01 | 2003-12-11 | Behr Gmbh & Co | Fuel cell stack, especially for motor vehicle, has at least one further fluid channel arranged parallel to at least one first fluid channel over entire length of further channel(s) |
DE102004051751B4 (en) * | 2004-10-23 | 2015-11-05 | Robert Bosch Gmbh | Vehicle with a fuel cell system with a hydrous fluid flow |
DE102007036477A1 (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | Behr Gmbh & Co. Kg | Bipolar plate for stack of fuel cell e.g. polymer electrolyte membrane-fuel cell, has disk parts joined tightly in input areas and output areas and joined selectively or sectionally in area of current fields |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5547776A (en) * | 1991-01-15 | 1996-08-20 | Ballard Power Systems Inc. | Electrochemical fuel cell stack with concurrently flowing coolant and oxidant streams |
JP3064023B2 (en) * | 1991-02-22 | 2000-07-12 | 三菱重工業株式会社 | Gas separator for fuel cells |
JPH05144451A (en) * | 1991-11-20 | 1993-06-11 | Fuji Electric Co Ltd | Reaction gas/cooling medium flowing structure of fuel cell with solid highpolymer electrolyte |
JP2760684B2 (en) * | 1991-11-29 | 1998-06-04 | 三洋電機株式会社 | Fuel cell cooling plate |
JP3342079B2 (en) * | 1993-02-26 | 2002-11-05 | 三菱重工業株式会社 | Solid polymer electrolyte fuel cell |
JP3337258B2 (en) * | 1993-03-08 | 2002-10-21 | 三菱重工業株式会社 | Solid polymer electrolyte fuel cell system |
JPH0831437A (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-02 | Toshiba Corp | Fuel cell and operation thereof |
DE4442285C1 (en) * | 1994-11-28 | 1996-02-08 | Siemens Ag | Stack of fuel cells with frame around electrodes and membranes for electric vehicle drive fuel-cell battery |
EP0833400B1 (en) * | 1995-05-25 | 2005-08-03 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and method for its control |
JP3580917B2 (en) * | 1995-08-30 | 2004-10-27 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell |
JP3077618B2 (en) * | 1997-03-05 | 2000-08-14 | 富士電機株式会社 | Solid polymer electrolyte fuel cell |
AU2197400A (en) * | 1998-12-17 | 2000-07-03 | International Fuel Cells, Llc | A cooling plate for a fuel cell stack assembly |
US6171718B1 (en) * | 1998-12-28 | 2001-01-09 | International Fuel Cells, Llc | Pressurized water recovery system for a fuel cell power plant |
-
1999
- 1999-11-06 DE DE19953404A patent/DE19953404B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-26 EP EP00983062A patent/EP1230701A1/en not_active Withdrawn
- 2000-10-26 JP JP2001537115A patent/JP2003514354A/en active Pending
- 2000-10-26 WO PCT/DE2000/003782 patent/WO2001035476A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015525447A (en) * | 2012-06-11 | 2015-09-03 | アッシュテセラミックス ソシエテ アノニムHtceramix S.A. | Gas distribution element for fuel cell |
US9831514B2 (en) | 2012-06-11 | 2017-11-28 | Htceramix S.A. | Solid oxide fuel cell or solid oxide electrolyzing cell and method for operating such a cell |
US10468695B2 (en) | 2012-06-11 | 2019-11-05 | SOLIDpower SA | Gas distribution element for a fuel cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19953404A1 (en) | 2001-05-23 |
WO2001035476A1 (en) | 2001-05-17 |
DE19953404B4 (en) | 2004-11-25 |
EP1230701A1 (en) | 2002-08-14 |
WO2001035476A8 (en) | 2001-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4516229B2 (en) | Solid polymer cell assembly | |
US6866955B2 (en) | Cooling system for a fuel cell stack | |
US8609288B2 (en) | Water management in fuel cells | |
CA2192170C (en) | Electrochemical fuel cell stack with concurrently flowing coolant and oxidant streams | |
US6582844B2 (en) | Method of cooling a fuel cell | |
KR101246524B1 (en) | Polymer electrolyte type fuel cell generation system | |
US7691511B2 (en) | Fuel cell having coolant flow field wall | |
US8778553B2 (en) | Fuel cell | |
US20060257704A1 (en) | Fuel cell | |
JPH1055812A (en) | Fuel cell | |
JPS5924504B2 (en) | Fuel cell operation method and fuel cell device | |
JP2005190684A (en) | Fuel cell | |
JP2015521788A (en) | Flow field plates for fuel cells | |
US20060154130A1 (en) | Fuel cell direct water injection | |
US20230299312A1 (en) | Temperature-control device for a stack-like energy store or converter, and a fuel cell stack having a temperature-control device of said type | |
JP4034804B2 (en) | Polymer electrolyte fuel cell power generation system | |
JP2019179759A (en) | Cell group for power adaptation of electrochemical reactor | |
US20040048141A1 (en) | Pem-fuel cell stack with a coolant distributor structure | |
US6740438B1 (en) | Cooling system for fuel cells | |
JP2003514354A (en) | Electrochemical fuel cell stack | |
JP2006210334A5 (en) | ||
JP4969040B2 (en) | Internal gas controlled fuel cell | |
JP5089884B2 (en) | Polymer electrolyte fuel cell system | |
JP5231763B2 (en) | Fuel cell | |
CN113097519A (en) | High-temperature heat pipe rib connecting plate of solid oxide fuel cell |