JP2024519597A - 燃料電池スタック、バイポーラプレートとガスケットとのアセンブリ、及びバイポーラプレートの周りにシーリングを設ける方法 - Google Patents
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Abstract
燃料電池スタックアセンブリは、バイポーラプレート(2)BPPから構成され、各BPPの縁部領域(5)に当接して縁部領域(5)を覆い、対応するBPP(2)の縁部(5)を保護するため、かつBPP(2)を電気的にかつ熱的に絶縁するためのガスケット(3)と組み合わされる。有利には、ガスケット(3)は、弾性的に伸長可能な材料から作成されており、BPP(2)の縁部(5)の周りにぴったりと嵌合するように伸長によって予荷重が加えられており、周縁部の周りでガスケット(3)を弾性的に収縮させることによって所定の位置に保持される。【選択図】図1A
Description
本発明は、燃料電池用のバイポーラプレートのガスケットに関する。特に本発明は、独立請求項の上位概念部に記載の、燃料電池スタック、バイポーラプレートとガスケットとのアセンブリ、及びバイポーラプレートの周囲にシールを設ける方法に関する。
ポリマーガスケットは、一般に、アノードプレートとカソードプレート、特にバイポーラプレート(BPP)との間のシールに使用される。製造中に正確な位置決めが必要になるだけでなく、ガスケットが長期間のシールのために所定の位置に留まることも保証する必要がある。後者は課題である。なぜならば、燃料電池の繰り返される熱サイクルは、バイポーラプレートに対して相対的にガスケットの膨張及び収縮をもたらす傾向があり、漏れにつながる程度までガスケットの著しい移動及び変形を生じさせて終わることがあるからである。
突起または溝がガスケットを所定の位置に保持するために使用される電極プレート及びガスケットの組み合わせの様々な例は、国際特許出願の国際公開第2009/010066号、米国特許出願公開第2007/298310号、米国特許出願公開第2012/164560号、及び米国特許出願公開第2014/0120452号、ドイツ特許出願公開第102014104015号明細書、独国特許出願公開第102005046461号明細書、ドイツ特許出願公開第102006054849号明細書、及び独国実用新案第202017103257号明細書に開示されている。
Rockによる米国特許出願公開第7081316号明細書は、バイポーラプレートが、バイポーラプレートの縁部近くの溝でバイポーラプレートに位置する2つのガスケットの間に挟まれた燃料電池を開示している。このガスケットは、スタックに沿って燃料ガス及び空気を輸送するのに必要なチャネルのための対向する縁部付近の開口を備える。バイポーラプレートアセンブリは、冷却用プレート間にカナルが設けられるように接合された金属プレートから作成される。
Sugiuraの米国特許出願公開第2005/079400号明細書及びInoueの米国特許出願公開第2002/0122970号明細書は、バイポーラアセンブリ上への成形ガスケットを開示している。しかしながら、これは、良好な長期間のシーリングを設けることができる一方で、複雑及び高額な解決手段である。Serenergia A/Sに譲渡されているKorsgaardの米国特許第8865362号明細書は、ガスケットを固定するためにガスケットが置かれる溝を開示している。韓国の国際特許出願である国際公開第2013/069888号は、ガスケットにそれぞれの溝に嵌合する縁部領域に沿って突起が設けられた燃料電池アセンブリを開示している。
ガスケットをプレートの上に成形するか、または正確に位置決めしなければならないため、ガスケットに長期安定性を設けることはまた、製造における課題を課している。バイポーラプレート上のガスケットの長期安定性に関するさらなる改善、及び製造中の組立ての容易さをもたらすことが所望されている。
本発明の目的は、当技術分野における改良を提供することである。特に、バイポーラプレートBPPの改良されたガスケット及び改良された製造方法を提供することが目的である。この目的は、独立請求項及び以下に記載のように、燃料電池スタック、BPP及びガスケットのアセンブリ、ならびにバイポーラプレートの周りにシーリングを設ける方法によって達成される。
アセンブリは、BPP及びBPP用のガスケットを含む。典型的には、このようなアセンブリは複数積層されて、隣接するBPP間、特にプロトン伝導膜の間にイオン交換膜を伴う燃料電池スタックの一部を形成する。
例えば、BPPは、燃料電池スタック用のバイポーラプレートの一部として一体的に設けられているアノード側及びカソード側を備える。あるいは、アノードプレート及びカソードプレートは、密閉された冷媒流れ場が間にある状態で、例えば接着または溶接によって互いに背中合わせにそれらのプレートを取り付けることによって、バイポーラプレートに組み合わされる。このような冷媒流れ場の例は、チャネル、例えばメアンダ形状のチャネルである。
BPPについては、様々な材料及び製造方法が可能である。例えば、鋼板などの金属板が、対応するプレスによって突起と共に正しい形状にプレスされる。あるいは、使用されるプレートが、フライス加工または成形によって作製される。後者の場合の材料の例は、グラファイト、グラファイト含有ポリマー、セラミック、金属及び金属合金である。
各BPPについて、1つのガスケットが2つの隣接するBPPの間に位置して膜とその隣接するBPPとの間の容積部をガスケットでシールするように、シーリング非導電性ポリマーガスケットが設けられている。
各BPPは、BPPの外周囲に沿った縁部領域を有する。ガスケットは、この縁部領域に当接して縁部領域を覆い、対応するBPPの縁部を保護するため、BPPを断熱するため、また電気的にも絶縁するため、BPPの周囲に沿って周囲に延在する。いくつかの実用的な実施形態では、ガスケットは、すべてのBPPの縁部を被覆するために、同数のガスケットがBPPとして設けられるように、複数のBPPのうちの1つのみの外周囲に沿って延在する。
いくつかの実施形態では、燃料電池は、高温で動作するタイプのものである。「高温」という用語は、燃料電池の技術分野において一般的に使用されており、及び理解されている用語であり、より低い温度、例えば70°Cで動作する低温燃料電池とは対照的に、120°C超の動作温度を指す。任意選択に、燃料電池は、120~200°Cの温度範囲で動作する。ガスケットは、対応して、このような温度に対して耐性のあるポリマー材料から製造されている。
ガスケットは、変形可能な、有利には弾性的なポリマーから作られており、これによりスタックの組み立て中に圧力によってポリマーが変形し、BPP間の確実な密閉状態が得られる。
例えば、ガスケットはフルオロポリマー製である。例は、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、またはパーフルオロアルコキシポリマー(PFA)である。フルオロポリマーは、非常に薄くしても高度な長期安定性をもたらす。
有利には、ガスケットは、弾性的に伸長可能な材料、例えばエラストマーポリマーから形成されている。フッ素化エラストマー、例えばフルオロエラストマーFKM及びパーフルオロエラストマーFFKMを含む、例えばフッ素化カーボンベースの合成ゴム、またはフッ素化シリコーンが特に有用である。
例えば、BPPに密接な接続を設けるために、ガスケットには、BPPの外周囲より小さい内周囲が設けられており、これにより、ガスケットは、BPPの縁部に嵌合する前に、伸長によって予荷重をかけられなければならない。周囲の周りにガスケットを弾性的に収縮させることにより、ガスケットはBPPの縁部の所定の位置に保持される。例えば、ガスケットの内周囲は、BPPの外周囲よりも1~5%短い。
典型的には、スタックは、カナルを通るガスまたは冷媒の流れのためにスタックの一方の端部から反対側の端部まで延びるカナルを備える。実際には、冷媒と、反応において使用されるガスのための複数のこのようなカナルが設けられている。スタックでは、このようなカナルは、積層されたカナルセグメントによって形成され、各カナルセグメントは、対応するBPPを貫通して延在する開口として設けられている。このような開口は、カナルセグメントの内部容積部を画定するリムを有する。
いくつかの実施形態では、2つの隣接するBPPを互いに対して固定するために、ガスケットは、1つのBPPの周囲の周りに、例えば複数のBPPのうちの1つのみの周囲の周りに、隣接するBPPのカナルセクション内部に延在し、この場合、ガスケットは、隣接するBPPの対応するカナルセクションのリムの少なくとも一部に当接している。ガスケットは1つのBPPの外周囲及び隣接するBPPのカナルの内周囲と当接するので、2つの隣接するBPPは側面で互いにロックされ、スタックで適切な位置を確保する。その結果、各々の2つの後続のBPPが互いにこのようにロックされることによって、スタック全体のBPPが、複数のガスケットによって規定される固定位置にロックされる。
実際の実施形態では、スタックの隣接するBPPのガスケットは、互いに密に当接し、スタックに沿って外側シールを形成する。
ガスケットがスタックのBPPを取り囲んでいるという事実により、スタックは、周囲に対して電気的に絶縁されている。任意選択に、種々のBPPの電位を測定して診断を行うために、各ガスケットは電気プローブを受容するためのプローブ開口を含む。プローブ開口は、ガスケットの外側からガスケットを通って延び、BPPに至り、プローブによってPBBの電圧を測定する。例えば、ガスケットのプローブ開口は、その外周囲に沿ってガスケットによって囲まれたBPPに隣接するBPPまで延びる。
プローブ開口を通る漏れを防ぐために、ガスケットはプローブ開口とガス流れ場との間のシーリングを設ける。任意選択で、ガスケットは、プローブ開口と流れ場との間でBPPに密接に当接するリブを含み、及び/またはBPPは、ガスケットに密封するように当接する突起を含む。
いくつかの概して有利な実施形態では、ガスケットは、BPPの第1の側に対して、1つまたは複数のリブを備え、BPPは、第1の側に突起または複数の突起を備え、リブ及び突起は、周囲に対して並んで平行に配置されている。リブは、突起よりも周囲から大きく離れて設けられて、突起がリムを突起から周囲に向かって通るのを阻止し、ガスケットが周囲から離れる方向で外側にスライドするのを阻止するようにする。
このような突起は、有利には、例えば、そのようなプレートの片側に作用する器具による材料への圧入により、アノードプレートとカソードプレートとを組み合わせてBPPにする前に提供され、その結果、反対側に突起が形成される。このようにして、BPPに組み合わせる前に、カソードプレートとアノードプレートの両方に突起を設けることができ、それにより、BPPは最終的に両側に突起を有する。
任意選択的に、ガスケットは、唯一のBPPの外周囲に沿ってその周りに嵌合する第1の部分と、2つの隣接するBPPの間に延在する第2の部分とを有する。有利には、第2の部分は、2つの隣接するBPPの両方から突起によって逃げるのを阻止されるように、反対側にリブを備える。例えば、2つの部分は、縁部に対して垂直なガスケット材料を通る切り込みとして設けられた断面で見た場合にL字形ガスケットの第1の脚部及び第2の脚部を形成する。シーリングの目的で、ガスケットは、有利には2つの隣接するBPPPの間に延在し、カナルセクションをシーリングするためにカナルセクションを取り囲む。
上述したように、典型的には、BPPは、一方側の水素の流れ及び反対側の酸素の流れについて、BPPの両側に流れのパターンを含む。有利には、各ガスケットは、周縁部に沿ったガスの逃げを防止するために、BPPの流れのパターンのうちの1つの流れのパターンの周囲に密封するように延びている。膜は、隣接するBPPの流れのパターンを密閉することができる。任意選択に、膜は、ガスケットとBPPとの間に任意選択に設けられ、各ガスケットは、BPPの表面にその一方の側で直接当接し、反対側で膜に接触する。
スタックに取り付けられる前に、バイポーラプレートは任意選択的に、バイポーラプレートとガスケットとの単一のアセンブリとして設けられており、ここで、ガスケットは、例えば、上述したように引き伸ばすことによってBPPに配置されており、これにより、縁部に当接して覆われ、縁部を保護するためにBPPの周に沿って延在している。次いでそのような単一のアセンブリの各々は、選択された数のそのようなBPP/ガスケットアセンブリが所望の数のBPP/ガスケットの組み合わせを有する燃料電池スタックに組み合わされる位置まで安全に搬送することができる。
例えば、燃料電池システムの燃料電池が、高温ポリマー電解質膜燃料電池(HT‐PEM)であり、HT‐PEM燃料電池は、120℃を超える温度で作動することから、100℃未満の温度、例えば70℃で作動する低温PEM燃料電池とは異なる。HT‐PEM燃料電池の通常作動温度は、120℃から200℃の範囲、例えば160℃~170℃の範囲である。HT-PEM燃料電池中の高分子電解質膜PEMは、鉱酸ベースであり、典型的には高分子膜、例えばリン酸をドープしたポリベンズイミダゾールである。HT-PEM燃料電池は、有利にも比較的高いCO濃度に耐えることができ、したがって、改質器と燃料電池スタックとの間にPrOx反応器を必要としないので、単純で軽量で安価な改質器を使用でき、これにより、例えば自動車産業のためのコンパクトな燃料電池システムを提供する目的に沿って、システム全体のサイズ及び重量を最小限に抑えることができる。
本発明を、図面を参照しながら以下に説明する。
図1Aは、バイポーラプレート2、BPP及びガスケット3のアセンブリ1を示しており、それは、例示的な理由から半分しか示されていない。実際には、ガスケット3は、BPP2の縁部5に沿ってBPP2の全周に延在している。ガスケット3は、以下を含む複数の機能を有する
‐耐衝撃性、
‐組立て中のBPPの縁部の保護、
‐電気絶縁、
‐断熱、
‐積層中のBPP同士の相対的な位置決めが容易、
‐BPPの位置を互いに対して維持、
‐漏れを生じさせることがあるガスケットの剥離または漸次的な移動の防止、
‐気密性にもかかわらず、電気プローブによるBPPへのアクセス。
‐耐衝撃性、
‐組立て中のBPPの縁部の保護、
‐電気絶縁、
‐断熱、
‐積層中のBPP同士の相対的な位置決めが容易、
‐BPPの位置を互いに対して維持、
‐漏れを生じさせることがあるガスケットの剥離または漸次的な移動の防止、
‐気密性にもかかわらず、電気プローブによるBPPへのアクセス。
有利には、ガスケット3は、BPPの周りの周囲の長さよりもわずかに短く製造されており、これにより、ガスケット3は、縁部5の周りにぴったりと嵌合するように引き伸ばされなければならない。これにより、組み立てが容易になり、ガスケット3はBPP2の所定の位置にそれ自体を保持する。
例えば、BPPの周囲は、ガスケットの周に沿った長さよりも1~5%長い。典型的には、BPPは長方形であり、2つの第1のガスケット部分と2つの第2のガスケット部分を有するガスケットも同様で、組み合わせて長方形を形成し、ここで、第1の部分は第2の部分よりも長い。任意選択で、BPPの長縁5Aは、ガスケット3の対応する長部3Aよりも1.5%長いので、取付け用のガスケット3は、まず長方形BPPの短縁5Bの周りに最初に取り付けられ、次いで、BPP2の長縁5Aに平行に伸びて、BPP2の対向する短縁5Bの周りにぴったりと嵌合される。
良好な伸張能力を設けるために、ガスケットは、有利には、エラストマー材料から作製されている。フッ素化エラストマー、例えばフルオロエラストマーFKM及びパーフルオロエラストマーFFKMを含む、例えばフッ素化カーボン系合成ゴム、またはフッ素化シリコーンが特に有用である。
BPP2は、膜の一方の側に酸素を供給し、膜の反対側に水素燃料を供給するための一方の側の空気の流れのためにいずれの側にもある流路パターン4を有する。積み重ねられたBPPの各対の間に膜が設けられている。空気及び水素燃料ならびに冷媒は、対応するカナル6を通ってスタックを通って輸送される。
ガスケットの延在部をより容易に認識するために、図1aのアセンブリ1の角部2Aが、図1Bの拡大されたグレースケール画像に示されており、ここで、ガスケット3は、BPPよりも暗い色調を有する。ガスケット3は、BPP2の縁部5の周りに延在しているだけでなく、2つの隣接するBPP2の位置を互いに相対的に固定するために、BPP2のスタックにおいて隣接するBPP2のカナル部分6Aを把持する起立したカラー7も含んでいることが分かる。後者は、図2Aにおいて2つのBBPのスタックに関して示されている。このようなガスケット3を使用することにより、各BPP2に、起立したカラー7を備え、スタック全体のBPPの位置を固定する。図2Bには、反対側から見た角部2Aが示されている。
図3は、ガスケット3のBPP2に対する当接をより詳細に示している。ガスケット3の長部3Aの断面は、短脚部9Aと長脚部9Bとが直角をなすように概ねL字状となっている。短脚部9AはBPP2の周5に当接しており、長脚部9Bは隣接する2つのBPPの間にスペーサを形成している。2つの脚部9A、9Bによって形成される直角の内側では、1組の第1の縦リブ8Aが長脚部9Bから延びている。これに対応して、一組の第2の縦リブ8Bが、長脚部9Bの反対側から延びている。第1のリブ8Aは丸みを帯びたものとして図示されているが、これは、典型的には、当接するBPPに押し付けられていない限り、第2のリブ8Bについても当てはまり、それは第2のリブが、BPP2に対して平らな表面を有するものとして図示されている理由である。
図3には、BPP2の間で水素イオンを電極間で輸送するための燃料電池膜14も示されている。図6では、燃料電池膜14は、より暗い陰影で示されている。例示しているように、ガスケットは、1つのBPPの表面に第1のガスケット側で直接的に当接しており、膜に反対側のガスケット側で直接的に当接している。
ガスケット3が弾性であり、周に沿ってBPP2の縁部5を取り囲んでいるので、BPP2は縁部5の損傷から保護されており、これは大きな利点である。しかしながら、例えば診断のためにBPPの電圧を潜在的に測定するために、BPPへのアクセスを妨げるべきではない。ガスケット3間に電気プローブ3を挿入してBPPに接触させるのを可能にするため、ガスケット3は、ガスケット3の外側からガスケット3の後方のBPP2まで延びるプローブ通路10を備える。図5に最もよく示されているように、プローブ通路10は、BPP2との適切な接触をもたらすために、外側の第2のリブ8Bの1つを越えて延びている。
図6に示すように、BPPの縦突起11と協働するガスケット3の縦リブ8Aは、ガスケット3がBPP2から外向きにスライドし、離れることを防止する。このことは、燃料電池の繰り返しの加熱及び冷却の間、重要である。BPP2の縦突起11は、ガスケット3がBPP2の縁部5に当接した際に、BPP2の縁部5とガスケット3の縦リブ8Aの位置との間に設けられている。任意選択的に、突起は、ガスケット3を所定の位置に保持するための縦リブ8Aに隣接している。ガスケット3の反対側の縦リブ8Bに同様の突起の構成が設けられている。
BPPが、膜14が設けられている側に突起11を有する場合、膜14は、突起11によって対応して変形され、これにより、突起は、ガスケット3の部分がそれらの専用位置から逃げることを防止する目的を依然として満たすことができる。
例えば、BPP2は、アノードプレートとカソードプレートとの対として設けられており、これらが相互に接着されてBPPを形成する。例は、図7に示されている。燃料電池のための、水素ガス及び酸素ガス、典型的には空気のための流れのパターンとは別に、アノードプレート16とカソードプレート17との間に冷媒の流れのパターンも設けられており、この冷媒の流れのパターンは、BPPを効率的に冷却するために設けられている。
図7は、カナル6からBPP2に入る通路13を図示している。図1Aに示したように、BPP2のいずれかの狭い縁部5Bの近くに3つのカナル6がある。図7に示すような通路13は、各カナル6に接続されている。6つのカナル6のうちの1つは、アノードプレート16とカソードプレート17との間に設けられたチャネル流れパターンに冷媒を供給している。6つのカナル6のうちの別のものは、BPP2からの冷媒の排出のために使用される。他のカナル6のうちの1つからの水素ガスは、BPPのアノードプレート16とカソードプレート17との間の通路13の対応するセットに流れ込み、アノードプレートの開口を通って流れ、BPPの外側アノード側の流れのパターン4に到達する。同様に、空気などの酸素ガスは、対応するカナル6からBPP2のアノードプレート16とカソードプレート17との間の対応する通路13内に流れ、カソードプレートの開口部を通ってBPPの外側カソード側の流れのパターン4に到達する。一組の通路13と流れが連通するこのような開口15は、図4に示されている。これに対応して、燃料電池における反応後のBPPのカソード側からの含水酸素欠乏空気のための1つのカナル6と、アノード排気ガスのための別のカナル6とがある。
さらに、図7には、図3に示されたガスケットの第2の縦リブ8Bと協働するための突起が示されている。BPP2及びガスケット3の他の種々の位置にも同様の突起及び協働するリブが設けられている。
突起11は、有利には、ツールをアノードプレート16及び/またはカソードプレート17の一方の側に押し付け、このプレートを変形させて、一方の側に窪みを収容し、反対側に対応する突起を収容することによって設けられる。これは、金属板に対して行うことができるが、導電性ポリマー、特に炭素含有ポリマーから作製されるプレートの成形中にも行うこともできる。
Claims (16)
- 複数のバイポーラプレート(2)BPPのスタックを含み、隣接するBPP(2)間にイオン交換膜(14)を有する燃料電池スタックであって、
前記複数のBPP(2)のそれぞれは、前記BPPの外周囲に沿って縁部領域(5)を有し、
複数のシーリング非導電性ポリマーガスケット(3)は、前記膜(14)とその隣接するBPP(2)との間の容積部をガスケット(3)によってシールするために、隣接する各2つのBPP(2)の間に1つの前記ガスケット(3)が設けられ、
前記ガスケットは、前記縁部領域(5)に当接して前記縁部領域(5)を覆い、対応する前記BPP(2)の前記縁部(5)を保護するために、かつ前記BPP(2)を電気的にかつ熱的に絶縁するために、前記BPP(2)の前記周囲に沿って前記周囲の周りに延在することを特徴とする、前記燃料電池スタック。 - 前記ガスケット(3)は、前記BPPの外周囲より小さい内周囲を有する弾性的に伸長可能な材料から形成されており、
前記ガスケット(3)は、前記BPP(2)の前記縁部(5)の周りに嵌合するように伸長によって予荷重が加えられており、前記周囲の周りの前記ガスケット(3)の弾性的な収縮によって適所に保持されている、請求項1に記載のスタック。 - 前記ガスケット(3)の前記内周囲は、前記BPP(2)の前記外周囲よりも1~5%短い、請求項2に記載のスタック。
- 前記スタックは、カナル(6)を通るガスまたは冷媒の流れのための前記スタックの一方の端部から反対側の端部まで延びる前記カナル(6)を備え、前記カナル(6)は、積層されたカナルセグメント(6A)によって形成されており、
各カナルセグメント(6A)は、対応するBPP(2)を通って延びる開口であり、前記開口は、前記カナルセグメント(6A)の内部容積部を画定するリムを有し、
前記ガスケット(3)は、前記複数のBPP(2)のうちの1つのみの前記周囲の周りに延在し、一部(7)と共に隣接するBPP(2)のカナルセクション(6A)内に延在し、2つの隣接するBBP(2)を相互に相対的に固定するために、対応する前記カナルセクション(6A)の前記リムの一部に当接している、先行請求項のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記スタックにおける隣接するBPP(2)のガスケット(3)は、前記スタックに沿って外側シールを形成するために互いに当接している、先行請求項のいずれか1項に記載のスタック。
- 各ガスケット(3)は、電気プローブを受容するためのプローブ開口(10)を備え、
前記プローブ開口(10)は、前記ガスケット(3)の外側から前記ガスケット(3)を通って、前記プローブによって前記PBB(2)の電圧を測定するためのBPP(2)まで延在する、先行請求項のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記プローブ開口(10)は、前記BPPに隣接するBPP(2)まで延びており、前記ガスケット(3)が前記周囲を覆っている、請求項6に記載のスタック。
- 前記ガスケット(3)は、前記BPP(2)の第1の側に対するリブ(8A)を備え、前記BPPは、前記第1の側に突起(11)を備え、
前記リブ(8A)及び前記突起(11)は、前記周囲に対して平行に並んで配置されており、
前記リブ(8A)は、前記突起(11)よりも前記周囲から大きく離れて設けられ、前記突起(11)は、前記リム(8A)が前記突起(11)から前記周囲に向かって通るのを阻止し、前記ガスケット(3)が前記周囲から離れる方向で外側に向かってスライドするのを阻止する、先行請求項のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記周囲に沿った前記ガスケット(3)は、1つのみのBPP(2)の前記周囲に嵌合する第1の部分(3A)と、2つの隣接するBPP(2)の間に延在する第2の部分(3B)とを有し、
前記第2の部分(3B)は、2つの隣接するBPP(2)の両方から突起(11)によって逃げるのを阻止されるように反対側にリブ(8A、8B)を含む、請求項8に記載のスタック。 - 前記2つの部分(3A、3B)は、前記縁部(5)に垂直な平面の断面で見た場合にL字形のガスケット(3)の第1の脚部及び第2の脚部を形成する、請求項9に記載のスタック。
- 前記ガスケット(3)は、2つの隣接するBPP(2)の間に延在し、前記カナルセクション(6A)をシールするために前記カナルセクション(6A)を取り囲む、先行請求項のいずれか1項に記載のスタック。
- いずれの側における前記BPP(2)も、片側における水素の流れ及び反対側における酸素の流れのための流れのパターン(4)を備え、
前記ガスケット(3)は、前記BPP(2)の前記縁部(5)を越える逃げを防止するために、前記流れのパターンのうちの1つの周囲に密閉するように延びる、先行請求項のいずれか1項に記載のスタック。 - バイポーラプレート(2)BPP、及びガスケット(3)のアセンブリであって、
前記BPPは、前記BPP(2)の周りの周囲に沿って縁部領域(5)を有し、
前記ガスケットは、前記縁部(5)に当接して前記縁部(5)を覆い、前記縁部(5)の保護のために、またシーリングのために、前記BPP(2)の前記周囲に沿って延び、
前記ガスケット(3)は、前記BPP(2)の外周囲よりも小さい内周囲を有する弾性的に伸縮性の材料から作成され、
前記ガスケット(3)は前記BPP(2)の前記縁部(5)の周囲に嵌合するように伸長によって予荷重が加えられ、前記周囲の周りの前記ガスケット(3)の弾性的な収縮によって適所に保持され、
前記ガスケット(3)の前記内周囲は、前記BPP(2)の前記外周囲よりも1~5%短いことを特徴とする、前記アセンブリ。 - 前記BPP(2)の前記周囲(5)に沿った前記ガスケット(3)が、ただ1つのBPP(2)の前記周囲の周りに嵌合する第1の部分(3A)と、2つの隣接するBPP(2)の間に延在する第2の部分(3B)とを有し、
前記2つの部分(3A、3B)が、前記縁部(5)に垂直な断面で見た場合、L字形ガスケット(3)の第1の脚部及び第2の脚部を形成する、請求項13に記載のスタック。 - バイポーラプレート(2)BPPの周りに、隣接するBPP(2)の間にイオン交換膜(14)を備える複数の積層されたバイポーラプレート(2)を備える燃料電池スタックのために、シーリングを設ける方法であって、
前記複数のBPP(2)のそれぞれは、前記BPP(2)の外周囲に沿って縁部(5)領域を有し、
前記方法は、複数のシーリング非導電性ポリマーガスケット(3)を設けること、及び前記ガスケット(3)により前記膜(14)とその隣接するBPP(2)との間の容積部を密閉するために、隣接する各2つのBPP(2)の間に1つの前記ガスケット(3)を配置することを含み、
前記方法が、前記BPP(2)の前記外周囲よりも小さい内周囲を有する弾性的に伸縮可能なポリマー材料の前記ガスケット(3)を設けることと、前記ガスケット(3)が前記BPP(2)の前記縁部(5)の周囲に嵌合するように、かつ前記周囲の周りで前記ガスケット(3)の弾性収縮によって所定の位置に保持されるために、BPP(2)に前記ガスケット(3)を配置するときに伸長によって前記ガスケット(3)に予荷重を与えること、を含み、
前記ガスケット(3)は、前記BPP(2)の前記縁部(5)領域に当接して前記縁部領域(5)を覆い、対応する前記BPP(2)の前記縁部(5)を保護するために、かつ前記BPP(2)を電気的に絶縁するために、前記BPP(2)の前記周囲に沿って前記周囲の周りに延在する、前記方法。 - 前記ガスケット(3)の前記内周囲は、前記BPP(2)の前記外周囲よりも1~5%短い、請求項15に記載のスタック。
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