MXPA00002738A - Sello electricamente conductor para elementos de celdas de combustible - Google Patents

Sello electricamente conductor para elementos de celdas de combustible

Info

Publication number
MXPA00002738A
MXPA00002738A MXPA/A/2000/002738A MXPA00002738A MXPA00002738A MX PA00002738 A MXPA00002738 A MX PA00002738A MX PA00002738 A MXPA00002738 A MX PA00002738A MX PA00002738 A MXPA00002738 A MX PA00002738A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
sheet
resin
flexible graphite
graphite
flow field
Prior art date
Application number
MXPA/A/2000/002738A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Angelo Mercuri
Jeffrey John Gough
Original Assignee
Ucar Carbon Technology Corporation
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ucar Carbon Technology Corporation filed Critical Ucar Carbon Technology Corporation
Publication of MXPA00002738A publication Critical patent/MXPA00002738A/es

Links

Abstract

Un sello eléctricamente conductor (3000) para unir las celdas de combustible eléctricas individuales (5000) en un ensamble en forma de una pantalla, el sello teniendo la forma de una hoja de grafito flexible,impregnada sobre cada lado, con una resina de termofraguado adhesiva.

Description

S ELLO ELÉCTRICAMENTE CONDUCTOR PARA ELEMENTOS DE CELDAS DE COMBUSTIBLE CAMPO DE LA INVE NCIÓN La presente invención se refiere a u n sello eléctricamente conductor para unir celdas de combustible eléctricas individuales en un ensamble en la forma de u na pila en la cua l las celdas de combustible eléctricas individuales se conectan eléctricamente juntas por el sello eléctricamente cond uctor. ANTECEDENTE DE LA INVENCIÓN El término "grafito flexible", como se usa en la presente, representa el prod ucto de reacción exfoliado de pa rtículas de grafito naturales calentadas rápidamente, las cuales han sido tratadas con u n agente que se intercala en la estructu ra de cristal del g rafito para expandir las partículas intercaladas por lo menos 80 o más veces en la dirección perpend icular a las capas de carbón en ia estructura de cristal. El grafito flexible y la fabricación del mismo se describe en la Patente de E . U .A No . 3 ,404 ,061 de Shane y otros. El grafito expandido , es decir, exfoliado, puede comprimirse en hojas delgadas (de aqu í en adelante denominado como grafito flexible) con una densidad que se acerca a la densidad teórica, aunque una densidad de alrededor de 160 a 1 360 g/litro es adecuada para la mayoría de las aplicaciones, incluyendo compresión en formas adecuadas como anillos de sello en escapes de motores y otras aplicaciones.
Un método común para fabricar partículas de grafito expandibles, descritas en la Patente de E.U.A No. 3,404,061 de Shane y otros, la descripción de la cual se incorpora en la presente por referencia. En la práctica usual de este método, se intercalan hojuelas de grafito natural dispersando las hojuelas en una solución que contiene un agente oxidante, v.gr., una mezcla de ácido nítrico y sulfúrico. La solución de intercalación contiene agentes de oxidación y otros de intercalación conocidos en la técnica. Los ejemplos incluyen aquellos que contienen agentes de oxidación y mezclas de oxidación, tales como soluciones que contienen ácido nítrico, clorato de potasio, ácido crómico, permanganato de potasio, cromato de potasio, dicromato de potasio, ácido perclórico, y similares, o mezclas, tales como por ejemplo, ácido nítrico concentrado y clorato, ácido crómico y ácido fosfórico, ácido sulfúrico y ácido nítrico, o mezclas de un ácido orgánico fuerte, v.gr., ácido trifluoroacético, y un agente de oxidación fuerte soluble en el ácido orgánico. Un agente de intercalación preferido es una solución de una mezcla de ácido sulfúrico, o ácido sulfúrico y ácido fosfórico, y un agente oxidante, es decir, ácido nítrico, ácido perclórico, ácido crómico, permanganato de potasio, peróxido de hidrógeno, ácidos yódicos o peryódicos, o similares. Aunque se prefieren menos, las soluciones de intercalación pueden contener haluros de metales tales como cloruro férrico y cloruro férrico mezclado con ácido sulfúrico, o un haluro, tal como bromo como una solución de bromo y ácido sulfúrico o bromo en un solvente orgánico.
Después de que las hojuelas se intercalan, la solución en exceso se drena de las hojuelas y después de lavarse con agua, las hojuelas de grafito intercaladas se secan y se expanden al exponerse a una flama durante solo unos cuantos segundos. Las partículas de grafito así tratadas, de aquí en adelante se denominan como "partículas de grafito intercaladas". Al exponerse a altas temperaturas, las partículas de grafito intercalado se expanden en dimensión tanto como 80 a 1000 o más veces su volumen original en una forma similar a un acordeón en la dirección c, es decir, en la dirección perpendicular a los planos cristalinos de las partículas de grafito constituyentes. Las partículas de grafito exfoliado tienen una apariencia vermiforme, y, por lo tanto son denominados comúnmente como gusanos. Los gusanos, es decir, el grafito expandido, pueden comprimirse en hojas flexibles las cuales, a diferencia de las hojuelas de grafito original, pueden formarse y curarse en varias formas para propósitos de empaque y de sellado. El grafito flexible es coherente, con buena resistencia a la manipulación, y una hoja de grafito flexible puede devanarse en rollos y también puede envolverse alrededor de herramientas metálicas tales como mandriles, tiene propiedades de transferencia de calor deseables y son, consecuentemente, particularmente útiles para aplicaciones de alta temperatura, tales como aplicaciones de anillo de sello de escapes de motor. Las superficies de hojas de grafito flexible son porosas e irregulares y se ha propuesto incrementar la capacidad de sello de la hoja o lámina de grafito flexible impregnando la misma con resina . Sin embargo, las capas de su perficie de hoja o lámina de g rafito flexible, debido a la alineación de las partículas de grafito exfoliado y las capas constituyentes de átomos pa ra lelos a la superficie de la hoja o lámina flexible, resisten la impregnación de resina cuando la hoja o lámina se sumerge en resina líquida. Sin embargo, debido a la anisotropía bien conocida de grafito flexible, la resina flu irá fácilmente dentro de la hoja de grafito flexible en direcciones paralelas a las su perficies planas paralelas opuestas de la hoja o lámina y los planos de las partículas de grafito constituyente de la hoja , es decir, transversal a la dirección del "eje c" de las partículas de grafito si la penetración en la hoja de g rafito flexible puede lograrse primero . La porosidad de las su perficies de las hoja de grafito flexible, provee la oportunidad de usarse como un sustrato de unión . BREVE DESC RIPC IÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 , muestra una vista en sección transversal alargada de una hoja de grafito flexible (g rosor orig inal de 0.025 cm) q ue contiene fibras de cerámica adecuadas en la práctica de la presente invención ; Las Fig u ras 2 a 6 , son vistas de microscopio electrón ico (aumento original de 100X) en voltajes de intensidad de haces de electrones crecientes (2.5 KV a 40 KV) de una porción de u na su perficie plana de una hoja de grafito flexible que contiene fibras de cerámica del tipo ilustrado en la Figu ra 1 : Las Figuras 7, 7A, muestran una porción de una hoja de grafito flexible que contiene fibras de cerámica la cual ha sido deformada mecánicamente en una placa ranurada para usarse como un campo de flujo en una celda de combustible electroquímica; Las Figuras 8, 8A, muestran una vista de elevación lateral superior y parcial (en sección) o placas de campo de flujo como componentes de una celda de combustible; La Figura 9, muestra, esquemáticamente, una celda de combustible electroquímica de la técnica anterior; La Figura 10, muestra una pluralidad de celdas de combustible electroquímicas dispuestas en una pila; La Figura 11, muestra, en una ampliación original de 35 x, una hoja de grafito flexible adecuado para usarse en la presente invención; y La Figura 12, muestra, en sección, un sello eléctricamente conductor de acuerdo a con la presente invención. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La hoja de grafito flexible, y en particular un material mixto de una resina que contiene una hoja de grafito flexible que tiene superficies externas planas, opuestas, paralelas y partículas de fibra de cerámica en forma de aguja, las cuales se embeben en la hoja flexible y las cuales se extienden desde el interior de la hoja flexible a por io menos una de las superficies externas planas de la hoja de grafito flexible, puede formarse en una placa de campo de flujo para celdas de combustible electroquímicas. La presente invención involucra un sello eléctricamente conductor deformado de una resina que contiene una hoja de grafito flexible entre las placas de campo de flujo de celdas de combustible electroquímicas individuales. DESCRIPCIÓN DETALLADA En la practica de una modalidad particular de la presente invención, las hojuelas de grafito natural intercaladas se mezclan y se combinan con desde alrededor de 1.5 hasta 30% en peso de partículas de fibra de cerámica en forma de aguja que tiene una longitud de 0.15 hasta 1.5 mililitros. La anchura de las partículas debe ser desde 0.04 hasta 0.004 mm. Las partículas de fibra de cerámica son no-reactivas y no-adherentes al grafito y son estables a temperaturas por arriba de 1093.3°C, preferiblemente 1371.1°C. Las partículas de fibra de cerámica adecuadas, se forman de fibras de vidrio de cuarzo macerado, carbón y fibras de grafito, zirconio, nitrito de boro, carburo de silicio y fibras de magnesio, fibras minerales presentes en la naturaleza tales como fibras de metasilicato de calcio, fibras de silicato de aluminio de calcio, fibras de óxido de aluminio y similares. La mezcla de hojuelas de grafito natural intercalado y partículas de fibra cerámicas en forma de aguja, en la cual las hojuelas de grafito y partículas de fibras de cerámica están en alineación general, se expone a una flama a una temperatura de 1371.1°C para exfoliación, es decir, expandir la hojuela de grafito intercalado en partículas de grafito expandido desde 80 hasta 1000 veces el volumen de la hojuela de grafito natural intercalado no expandido, la cual rodea y atrapa las partículas de fibra de cerámica en forma de aguja . Debido a la expansión , las partícu las de fibra de cerámica ya no están en alineación sustancial con las partículas de grafito pero se colocan aleatoriamente en la mezcla de g rafito exfoliado y fibra de cerámica. La mezcla de partículas de grafito exfoliado y partículas de fibra de cerámica en forma de aguja orientadas aleatoriamente, se prensan en rodillos en hoja o en láminas usualmente de 0.1 a 3.5 mm de g rosor. La hoja o lámina resultante, se caracteriza por tener partículas en forma de aguja que se extienden desde el interior de la hoja de grafito flexible a través de por lo menos una de las superficies planas opuestas de la hoja de g rafito flexible. Dado que las partículas de fibra de cerámica en forma de aguja son no-reactivas y no-adherentes al g rafito en la hoja flexible, u na pluralidad de canales an u lares q ue rodean las partícu las en forma de aguja respectivas se provee en la hoja de g rafito flexible q ue se extiende desde las su perficies opuestas de la hoja en el cuerpo de la hoja . Estos canales, con la hoja de grafito flexible su merg ida en resina líquida , reciben la resina la cual posteriormente infiltra la hoja de grafito flexible en la dirección más permeable paralela a las superficies planas de la hoja de g rafito flexible y las partículas de grafito exfoliado , prensado formando la hoja , auxiliado por canales formados por partícu las de fibra de cerámica en forma de aguja embebidas entre, pero sin penetrar, las superficies paralelas planas de la hoja de grafito flexible. Las partículas de fibra de cerámica permanecen estables durante todos los pasos del tratamiento de proceso de tal forma que los canales no se bloquean por fibras fusionadas o productos de descomposición de fibras. Después de la curación, es decir, el termofraguado, de la resina dentro de la hoja de grafito, la capacidad de sellado de ia hoja de grafito flexible se aumenta por sellos y empaques formados de dicha hoja mientras se retiene ia alta conductividad eléctrica del grafito flexible. Consecuentemente, este material puede utilizarse como un sello eléctricamente conductor entre los elementos electromecánicamente activos de una pila de celdas de combustible. En una modalidad preferida, la hoja que contiene resina se calandra prensando con rodillos entre los rodillos de presión. La Figura 1, es una vista ilustrativa basada en observaciones de microscopio de hojas con grosor de 0.025 cm de grafito flexible las cuales muestran una hoja de grafito flexible 10, en sección transversal, con superficies planas paralelas 22, 24. Las partículas de fibras de cerámica embebidas se muestran en 30. La penetración de la hoja 10 por fibras de cerámica 30 se ilustra en 40. EJEMPLO I La hojuela de grafito natural, dimensionada el 80% en peso sujetado sobre una malla 50, se trató en una mezcla de 90% en peso de ácido sulfúrico y 10% en peso de ácido nítrico. La hojuela de grafito intercalado así tratada, se lavó con agua y se secó a alrededor de 1% en peso de agua. 0.45 kg de esta hojuela intercalada se mezcló con 0.06 kg de fibra de cerámica en forma de aguja de metasilicato de calcio, comercialmente disponible, acoplada en su mayoría con una relación de aspecto de 15 a 1. La mezcla de grafito intercalado y fibra de metasilicato de calcio se introdujo en un horno a 1371.1°C para obtener la rápida expansión de la hojuela de grafito intercalado en partículas en forma de gusanos vermiculares que tienen un volumen de alrededor de 325 veces el de la hojuela intercalada no expandida. Las partículas en forma de gusanos expandidas, rodearon las fibras de metasilicato de calcio agregado y la mezcla se enrolló en una hoja de grafito flexible de 0.025 cm de grosor y 60.96 cm de amplitud en la cual las fibras de metasilicato de calcio agregado extendidas desde una superficie de la hoja en el cuerpo de la hoja la cual contiene alrededor de 12% en peso de la fibra de metasilicato de calcio. La vista en microscopio electrónico de la Figura 2 (100X-ver escala de 100 mieras) muestra la porción superior de una fibra de cerámica 100 la cual penetra una superficie plana 22 de una hoja de grafito flexible. La Figuras 3 a 6, en voltajes incrementados, mirar "más profundo" en la hoja de grafito flexible y muestra la penetración de la fibra de cerámica 100 en la hoja de grafito flexible. Las fibras de cerámica embebidas en la hoja de grafito flexible debajo de la superficie 72 se muestran en 140 y 160. EJEMPLO II Una muestra de la hoja del EJEMPLO I, 20.32 cm de amplitud se sumerge y se empuja a través de una solución de 10% de resina fenólica con diluyente de acetona en un régimen de 3 m por minuto.
Después de la inmersión y el secado, la muestra mostró un incremento en peso de 18.7%. La muestra además se trató calentando a 235°C para curar y estabilizar la resina y la hoja se calandró entre los rodillos de prensado a una densidad de 1.5 gm/cm3. La hoja calendarizada se remojó en aceite y agua y no se afectó, es decir, fue impermeable. Una hoja de control sin ninguna fibra de cerámica agregada o aditivos de resina expuesta a las mismas condiciones de prueba, se incrementó alrededor de 35% en peso y 8% en grosor. Las hojas de la muestra con 5%, 15% y 25% en peso de fibras de metasilicato de calcio como aditivo se empujaron a través de la solución de resina en un régimen de 3 m por minuto y se saturaron con resina a alrededor de 17-19% en peso de resina. Una muestra de control son ningún a fibra de cerámica agregada retenida retuvo solamente 5% en peso de resina en el mismo régimen de empuje de 3 m por minuto. EJEMPLO lll El material de hoja de grafito flexible calandrado del tipo descrito en el Ejemplo I que contiene 5% en peso de fibras de metasilicato de calcio (100mm x 100 mm) se deformaron mecánicamente estampando en una forma como se muestra en las vistas superior y laterales de las Figuras 7, 7A, dicha forma es útil como una placa de flujo de fluido para una celda de combustible. La placa 100 tiene múltiples aberturas separadas por las paredes 120. Las aberturas 110 son usualmente de 1.5 mm de profundad y 1-1.5 mm de amplitud y se extienden para cubrir el electrodo de la celda de combustible. Las paredes 120 son usualmente 1-1.5 mm de grueso La densidad antes de la deformación mecánica es de aproximadamente 0.1 hasta 0.3 gm/cm3 y después del estampado es usualmente excede 1.1 g/cm3. La placa 100 de las Figuras 7, 7A, se somete a la impregnación usando la resina del Ejemplo II bajo presión de alrededor de 1.1545 kg/cm2 para proveer alrededor de 20% en peso de resina en la placa después de curarse por calentamiento a 235°C. La placa impregnada de resina, como se comprara a las placas de grafito de ia técnica anterior con aberturas molidas, tiene resistencia de flexuras incrementada, dispersión de calor mejorada y goteo de voltaje inferior a través de su grosor cuando en uso como una placa de campo de flujo de fluido en una celda de combustible. EJEMPLO IV Una muestra de 0.09 metros cuadrados de hoja que contiene 5 3/8 en peso de fibra del tipo descrito en el Ejemplo 1, se sumergió en la solución de resina diluida del Ejemplo 1 durante 15 segundos de manea que la hoja contuvo una distribución uniforme del 15% en peso de la resina. La hoja se secó a una condición libre de pegajosidad (100°C) y se deformó mecánicamente estampándola en una forma como se muestra en las vistas superior y lateral de las Figuras 7, 7A, cuya forma es útil como una placa de flujo de fluidos para una celda de combustibles. La placa 100 tiene múltiples ranuras separadas por las paredes 120. Las ranuras 110 normalmente son de 1.5 mm de profundidad y de 1-1.5 mm de ancho y se extienden para cubrir el electrodo de la celda de combustible. Las paredes 120, normalmente tienen de 1-1.5 mm de grosor. La densidad antes de la deformación mecánica es de aproximadamente 0.1 a 0.3 gm/cm y después del estampado normalmente excede 1.1 g/cm3. La placa 100 de las Figuras 7, 7A, después se calentaron lentamente a 232°C para lograr las mejoras de las propiedades del Ejemplo II. La Figura 9, muestra, esquemáticamente, los elementos básicos de una Celda de Combustible, los detalles más completos de la cual se describen en las Patentes de E.U.A. 4,988,583 y 5,300,370 y PCT WO 95/16287 (15 de junio de 1995). Con referencia a la Figura 9, la Celda de Combustible indicada generalmente en 500, comprende electrolitos en la forma de un plástico, v.gr., electrolito de membrana polimérica sólida 550. Un par de electrodos de fibra de carbón 600, se revisten en las interfaces de la membrana de electrodos 601, 605, con un catalizador 610, v.gr., platino, para volverlos electroquímicamente activos. La membrana 550 y los electrodos revestidos con catalizador 600, constituyen un ensamble de electrodos de membrana 615 con una reacción electrocataiíticamente activa en las interfaces de membrana/electrodo 601, 603. Las placas de campo de flujo 1000, 1100, alrededor de los electrodos 600 y combustible, v.gr., gas de hidrógeno, se circulan a través de las ranuras 12000 de la placa de campo de flujo de combustible 1000. En operación, la placa de campo de flujo de combustible 1000, se convierte en un ánodo, y la placa del campo de flujo de oxidante 1 100, se convierte un cátodo, con el resultado de que se desarrolla un potencial eléctrico , es decir, voltaje, entre la placa del campo de flujo de combustible 100 y la placa del campo del flujo del oxidante 1 100 , debido a q ue el ensamble del electrodo de membrana electrocatalíticamente activa se coloca ente las superficies ranuradas opuestas de las placas del campo de flujo de fluido 1000 , 1 1 00. La celda de combustible electroquímica descrita antes, se combina con otras en u na pila de celdas de combustible para proveer una sección electroqu ímicamente activa de celdas de combustible conectadas eléctricamente en serie (o paralelas) para lograr un nivel deseado de potencia eléctrica como se describió en la Patente de E. U.A. 5,300,3700, mencionada antes.
Una placa de campo de flujo de fluidos 1000' , q ue tiene u n canal de flujo de reactivos continuo , del tipo descrito en la Patente de E . U .A. No. 4, 988, 583 de Watkins, se muestra en la Figu ra 8 y Figura 8A. La placa es resina que contiene una hoja de grafito flexible que contiene 12% en peso de fibras de metasilicato de calcio del tipo descrito en el Ejemplo lll. Una superficie de la placa 1000' se formó en la misma mediante estampado o moldeo , u n solo canal de flujo de fluidos continuo 1200' q ue tiene una entrada de fluido 1600 y una salida de fluidos 1800. Una entrada de fluidos 1600 se conecta a una fuente de combustible (no mostrada) en el caso de la placa de campo de flujo de ánodos o una fuente de oxidante (no mostrada) para la placa de campo de flujo de cátodos. El canal 1200', atraviesa una pluralidad de pasos en un área central principal de la placa 1000', que corresponde a la región electrocatalíticamente activa del ánodo o cátodo en el cual está adyacente cuando se ensambla como se muestra en la Figura 8A. Cuando se ensambla en la pila de celdas de combustible, cada laca de campo de flujo también fu nciona como u n colector de corriente. En la mejora de la presente invención, las placas del campo de flujo de fluido, formadas de g rafito , del tipo descrito en las Figuras 8 y 8A, están dispuestas en un ensamble 2000 mostrado en la Figura 10, en donde u na pluralidad de celdas de combustible electroqu ímicas individuales 5000 , tienen la forma de una pila en la cual las celdas de combustible 5000 están en el registro e interconectadas en línea y están sostenidas juntas entre las placas colectoras eléctricamente conductoras 2040 por la fuerza de compresión 3050 aplicada por medios externos, ajustables por compresión 2010. La fuerza de compresión sobre la pila se puede ajustar por medio de tapas roscadas 20202, sobre barras de tensión roscadas 2030 comprendiendo barras de tensión roscadas 2030 y tapas extremas roscadas 2020, en combinación con las placas colectoras 2040. En el ensamble 2000, las celdas de combustible electroqu ímicamente activas 5000 , individuales, están configuradas para acoplarse eléctricamente en serie por medio de sellos eléctricamente conductores 43000 , de acuerdo con la presente invención . Con referencia a la Figura 1 1 , una hoja de grafito flexible de un tipo adecuado para usarse en el sello de la presente invención , se muestra en 3010, teniendo superficies opuestas paralelas, 3020, 3030, generalmente planas, las cuales no son uniformes y son porosas para termofraguar resina. En la práctica de la presente invención, con referencia a la Figura 12, una hoja de grafito flexible 3010, impregnada con resina de termofraguado adhesiva, está dispuesta entre las superficies inactivas substancialmente planas 3040, de placas de campo de flujo adyacente 1000, 1100, de las celdas de combustible respectivas 5000 del ensamble de celdas de combustible 2000 mostrado en la Figura 10. La fuerza de compresión 3050 aplicada por los medios de compresión ajustables 2010, establece, sobre cada lado de la hoja de grafito flexible, un contacto de cojinetes de grafito a grafito en 3060 entre las superficies de grafito planas 3040 y la hoja de grafito flexible 3010 y también establece, en cada lado de la hoja de grafito flexible, bolsas 3080 de resina de termofraguado adhesiva. Una trayectoria eléctricamente conductora eficiente, se provee entonces a través de la hoja de grafito 3010, eléctricamente conductora ye impermeable a líquidos, de los contactos de cojinete de grafito a grafito 3060. También, al termofraguar la resina en las bolsas 3080 y termofraguar la resina impregnada en la hoja de grafito flexible adyacente a las bolsas 3080, la hoja de grafito flexible 3010 se une rígidamente a las placas del campo de flujo de fluido adyacente 1000, 1100. La hoja de grafito flexible para usarse en el sello de la presente invención, puede tener la forma de una masa de partículas de grafito intercaladas, expandidas, comprimidas, en ausencia de un aglutinante, como se describió en la Patente de E.U.A. 3,404,061 de Shane y otros. También, la hoja de grafito flexible puede tener la forma de una hoja comprimida formada de una combinación de partículas de grafito intercaladas, no expandidas, y partículas de grafito expandidas, exfoliadas, como se describió en la Patente de E.U.A. 5,176,863 de Howard y la Patente de E.U.A. 5,494,506, de Ford y otros. La hoja flexible, como se describió antes, también puede contener fibras de cerámica como se describió antes y es la modalidad preferida. Las placas de campo de flujo, con las cuales se puede combinar el sello de la presente invención, pueden formarse de hojas comprimidas de grafito expandido como se describió en la Publicación de Patente de PCT WO 95/16287 (15.06.95) y disponible bajo la designación comercial "GRAFOIL" de UCAR CARBÓN COMPANY INC.

Claims (4)

  1. RE IVINDICACIONES 1 . E n u n ensamble de celdas de combustible electroq u ímicas dispuestas en líneas en registro e intercaladas en la forma de una pila que se puede comprimir por la fuerza de compresión a plicada por los medios de compresión externos a la pila en donde cada celda de combustible comprende u n par de placas de campo de flujo de fluido que tienen un ensamble de electrodos de membrana colocados entre las placas del campo de flujo de fluido , la mejora comprendiendo: un sello eléctricamente conductor comprimido por los medios de compresión entre las celdas de combustible adyacentes de la pila , el sello teniendo la forma de hoja de grafito flexible impregnado con una resina de termofraguado de adhesivo en cada lado , la compresión aplicada a la pila por los medios de compresión siendo suficientes para establecer un contacto de cojinete de grafito a grafito, entre las porciones de cada lado de la hoja de grafito flexible y la placa de campo de flujo de fluido de una celda de combustible colindante y para establecer también una pluralidad de bolsas de resina que están localizadas entre cada lado de la hoja de grafito flexible y la placa del campo de flujo de fluidos de una celda de combustible colindante de manera que al termofrag uar la resina , cada hoja de grafito flexible se une ríg idamente en ambos lados a la placa del campo de flujo de flu ido de una celda de combustible colindante por las bolsas de termofraguado de resina , y se provee una trayectoria eléctricamente conductora de los contactos de cojinetes de grafito a grafito en la superficie de una placa de campo de flujo de fluido a través de la hoja de grafito flexible a los contactos de cojinete de grafito a grafito en la superficie de otra placa del campo de flujo de fluidos.
  2. 2. La mejora de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la hoja flexible de grafito se provee con una capa previamente revestida de una resina de termofraguado adhesiva en cada lado y la hoja flexible de grafito se impregna con la resina in situ, por la fuerza de compresión aplicada por los medios de compresión.
  3. 3. En combinación, un componente de celdas de fluidos que comprende: (i) una placa de campo de flujo de fluido para usarse en una celda de combustible en la forma de una sola hoja de grafito flexible impregnada de una sola resina unitaria, teniendo superficies externas planas, opuestas, la hoja de grafito flexible, teniendo embebida en la misma una dispersión de una pluralidad de partículas de fibra de cerámica en forma de aguja que no son reactivas con el grafito flexible y son estables a temperaturas de hasta 1092.3 °C, dichas partículas en forma de gujas extendiéndose en la hoja de grafito desde por lo menos una de las superficies externas planas para proveer canales para contener la resina, una de las superficies externas planas siendo plana y la otra de las superficies externas planas teniendo formado en ia misma, un canal de flujo de fluidos continuo, adaptado para recibir y expulsar un combustible u oxidante fluido; y (ii) una hoja de grafito flexible plana, delgada, dispuesta contigua y coextensiva con la superficie externa plana, lisa, de la placa del campo de flujo de fluido y estando unida a la misma pr bolsas de termofraguado de resina.
  4. 4. Una combinación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la hoja de grafito flexible plana, delgada, está impregnada con resina.
MXPA/A/2000/002738A 1997-09-19 2000-03-17 Sello electricamente conductor para elementos de celdas de combustible MXPA00002738A (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08934292 1997-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MXPA00002738A true MXPA00002738A (es) 2001-12-04

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6037074A (en) Flexible graphite composite for use in the form of a fuel cell flow field plate
US5885728A (en) Flexible graphite composite
US5976727A (en) Electrically conductive seal for fuel cell elements
US6060189A (en) Electrically conductive seal for fuel cell elements
US6087034A (en) Flexible graphite composite
US6413663B1 (en) Fluid permeable flexible graphite fuel cell electrode
US6413671B1 (en) Flexible graphite article and fuel cell electrode with enhanced electrical and thermal conductivity
US6479182B1 (en) Fuel cell electrode assembly with selective catalyst loading
EP1258046B1 (en) Fluid permeable flexible graphite article with enhanced electrical and thermal conductivity
US6506484B1 (en) Fluid permeable flexible graphite article with enhanced electrical and thermal conductivity
US20030022056A1 (en) Fluid permeable flexible graphite fuel cell electrode with enhanced electrical and thermal conductivity
AU2000243369B2 (en) Flexible graphite article and fuel cell electrode with enhanced electrical and thermal conductivity
MXPA00002738A (es) Sello electricamente conductor para elementos de celdas de combustible
AU2000243369A1 (en) Flexible graphite article and fuel cell electrode with enhanced electrical and thermal conductivity
MXPA01000237A (es) Electrodo hecho de compuesto de grafito flexible
MXPA01000238A (es) Compuesto de grafito flexible para utilizarse en la forma de una placa de campo del flujo de celula energetica
MXPA00000868A (es) Material mixto de grafito flexible