NO333667B1

NO333667B1 - Stromningsplater for brenselcelle

Info

Publication number: NO333667B1
Application number: NO20033090A
Authority: NO
Inventors: Peter David Hood; Philipp John Mitchell; Paul Leonard Adcock; Simon Edward Foster
Original assignee: Intelligent Energy Ltd
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2013-08-05
Also published as: RU2004117094A; EP1442491B1; NO20033090L; CA2471122C; NO20033090D0; WO2003041199A2; JP2005509260A; RU2302689C2; WO2003041199A3; US8304139B2; ZA200304912B; MXPA04004279A; GB2382455A; EP1442491A2; JP4700910B2; BR0206313A; US20050048351A1; GB0126688D0; GB2382455B; CA2471122A1

Abstract

En bipolar fluidstrømningsplate for en brenselscelle leverer brensel til en porøs anode og oksidant til en nærliggende porøs katode. Fluidstrømningsplaten omfatter et elektrisk ledende, ikke-porøst sjikt hvorfluidstrømningskanaler er dannet. En første fluidstrømningskanal er dannet som et mønster i den første siden av sjiktet og en andre fluidstrømningskanal er dannet som et mønster i den motsatte siden av sjiktet. Mønstret i den første kanalen omfatter en mellomfingret kam som samvirker med et mønster hos den andre kanalen som omfatter en kontinuerlig serpentinbane, slik at ingen del av den første kanalen direkte overligger mønstret til den andre kanalen over et vesentlig aktivt område av sjiktet. Dette tillater at kanalene kan dannes med kombinerte dybder som overstiger den totale platetykkelsen, for med dette å øke fluidstrømningsvolumene.

Description

Strømningsplaterfor brenselcelle

Den foreliggende oppfinnelsen angår brenselsceller, og spesielt til strømningsfeltplater passende for bruk i brenselsceller med massiv polymerelektrolytt, hvor strømningsfeltplatene virker som fluid-trykkledninger til elektrodeoverflatene hos brenselscellen.

Bakgrunn

Vanlige elektrokjemiske brenselsceller konverterer brensel og oksydanter til elektrisk energi og et reaksjonsprodukt. En typisk skisse av en vanlig brenselscelle 10 er vist i Fig. 1, hvor de ulike lagene er vist som et splittriss for enkelthets skyld. En massiv polymerion-overførende membran 11 er anbrakt mellom en anode 12 og en katode 13. Polymermembranen tillater at protoner krysser membranen, men blokkerer passasjen av elektroner. Anoden 12 og katoden 13 er begge typisk dannet av et elektrisk ledende, porøst materiale slik som porøs karbon, hvor mindre partikler av platina og/eller andre dyrebare metallkatalysatorer er bundet. Anoden 12 og katoden 13 er ofte bundet direkte til de respektive nærliggende overflatene av membranen 11. Denne kombinasjonen er ofte henvist til som membran-elektrode sammenstilling, eller MEA.

På hver side av polymermembranen og de porøse elektrodelagene er en anode-fluidstrømningsplate 14 og en katode-fluidstrømningsplate 15. Mellomliggende støttelag 12a og 13a kan også anvendes mellom fluidstrømningsplaten 14 og anoden 12, og på samme måte mellom katode-fluidstrømningsplaten 15 og katoden 13. Støttelagene har porøse egenskaper og er laget for å sikre effektiv diffusjon av gass til og fra anode- og katodeoverflatene likesom i å hjelpe til med ledingen av vanndamp og flytende vann. Gjennom den foreliggende spesifikasjonen er henvisningen til elektrodene (anode og/eller katode) ment å inkludere elektroder med eller uten et slikt støttelag.

Fluidstrømningsplatene 14,15 er dannet av et elektrisk ledende, ikke-porøst materiale hvor elektrisk kontakt kan dannes til den respektive anoden 12 eller katoden 13. Samtidig må fluid-strømningsplatene muliggjøre levering og/eller utpumping avfluidbrensel, oksidant og/eller reaksjonsprodukt (og/eller andre tilsetningsgasser som ikke tar del i reaksjonen) til eller fra de porøse elektrodene. Dette utføres vanligvis ved å danne fluidstrømningspassasjer i en overflate hos fluidstrømningsplatene, slik som spor eller kanaler 16 i overflaten, som vises til de porøse elektrodene.

Det sees i Fig. 2 en kjent konfigurasjon av fluidstrømningskanaler, slik som den vist i patentpublikasjonen US 5,108,849, som er en serpentinstruktur 20 i en side av anoden 14 (eller katoden) med et innløpssamlerør 21 og et utløpssamlerør 22.

I en typisk anvendelse av en anode-fluidstrømningsplate 14 leveres hydrogengass i inn i en serpentinkanal 20 fra innløpssamlerøret 21.1 katode-fluidstrømningsplaten 15 leveres oksidanten (for eksempel oksygen) til serpentinkanalen 20 fra innløpssamlerøret. Fordi det er viktig å opprettholde en god forsyning av oksygen til den porøse katoden 13 og fordi reaksjonsproduktet (vann) akkumuleres i denne, er det ofte viktig å opprette en høy strømningsrate av oksidant gass gjennom serpentinkanalen 20 fra innløpssamlerøret 21 til utløpssamlerøret 22, for å drive ut utarmet gassforsyning og produktvann.

Siden spenningen produsert av en enkelt brenselscelle er ganske lav (typisk ca 0,7 V) er vanligvis et flertall celler koblet i serie med elektrisk ledende katode-fluidstrømningsplater hos en celle plassert med elektrisk kontakt med den nærliggende anode-fluidstrømningsplaten hos den neste cellen.

Som vist i Fig. 3 for å forenkle konstruksjonen av en seriekoblet oppstilling eller "stakk" 30 av brenselsceller, er det foreslått i kjent teknikk å utnytte en enkelt fluidstrømningsplate 31, 32 delt mellom nærliggende celler. Celle 34 deler for eksempel plate 32 med nærliggende celle 35. Venstre side (som vist i Fig. 3) av den bipolare platen 32 virker som en katode for celle 34 og innlemmer katode-fluidstrømningskanaler 36, mens høyresiden virker som en anode for cellen 35 og innlemmer anode-fluidstrømningskanaler 37. På denne måten er det i bipolare fluid-strømningsplater 32 dannet kanaler i på begge sidene av platen og antallet separate fluid-strømningsplater som kreves i stakken av brenselsceller reduseres følgelig.

WO 0104982 beskriver strømningsplater og fremstilling av disse. På overflaten av materiale som utgjør strømningsplatene er det et festelag. Til festdagene er det festet masker med et mønster som benyttes til å etse kanaler på begge sidene av strømningsplaten. Kanalene benyttes som fluidstrømningsmønstre.

IJP 59-217955 er det angitt en flussyre type brenselcellestruktur med groper. På overflaten av katodemateriale er det groper for luftstrømning, mens det på overflaten av anodemateriale er groper for brenselstrømning.

Fra US 6,071,653 er det kjent en brenselcellesammenstilling i form av en væskestrømningsplate med ledende og isolerende materiale. Strømningskanalene er i form av serpentinermønster på overflatene, koblet i endene ved inngang og utgang til manifolder.

Oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen er rettet mot ytterligere forbedringer av konstruksjonen av fluid-strømningsplater og en reduksjon av dimensjonene av en stakk brenselsceller.

I samsvar med et første aspekt fremskaffer den foreliggende oppfinnelsen en bipolar fluid- strømningsplate for en brenselscelle omfattende et elektrisk ledende, ikke-porøst sjikt med en første fluidstrømningskanal dannet som et mønster inn i en første side av sjiktet, og en andre fluidstrømningskanal dannet som et mønster inn i den motsatte siden av sjiktet, hvor mønstret til den første kanalen er konfigurert til å ha ingen del av denne direkte overliggende mønstret hos den andre kanalen over et vesentlig område av sjiktet.

I samsvar med et andre aspekt fremskaffer den foreliggende oppfinnelsen en bipolar fluid-strømningsplate for en brenselscelle omfattende et elektrisk ledende, ikke-porøst sjikt med en første fluidstrømningskanal dannet som et mønster inn i en første side av sjiktet og en andre fluid-strømningskanal dannet som et mønster inn i den motsatte siden av sjiktet, hvor den kombinerte dybden til den første og andre kanalen i et aktivt område overstiger den totale tykkelsen til platen.

Eksempel

Utføre Isesf orme r av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av et eksempel med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 er et splittriss i tverrsnitt av en kjent brenselscelle; Fig. 2 er et planriss av en kjent fluidstrømningsplate i brenselscellen i Fig. 1; Fig. 3 er et splittriss i tverrsnitt av en kjent seriekoblet stakk brenselsceller; Fig. 4 er et tverrsnittsriss av en del av den bipolare fluidstrømningsplaten i Fig. 3; Fig. 5 er et tverrsnittsriss av en del av en bipolar fluidstrømningsplate i samsvar med et aspekt av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 6 er et tverrsnittsriss av en del av en bipolar fluidstrømningsplate i samsvar med et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 7 er et skjematisk planriss av kontinuerlige serpentin- og mellomfingrete kamkanaler dannet i motstående sider av platen i Fig. 5 eller 6. Fig. 8 er et tverrsnittsriss av en del av en bipolar fluidstrømningsplate som viser overgangsdeler med reduserte kanaldybder. Fig. 9 er et tverrsnittsriss av en del av en bipolar fluidstrømningsplate og nærliggende porøse elektroder med omløpskanaler i disse; og Fig. 10a og 10b er skjematiske planriss av avbrutte serpentin- og kamkanaler som dannes i motstående sider av platene i Fig. 5 og Fig. 6.

En kritisk faktor i den kommersielle levedyktigheten til brenselsceller er leverbar energi per volumenhet brenselscelle. Det er et stadigøkende behov for å levere mer kraft per volumenhet, og dette har ført til enkelte forbedringer, slik som konfigurasjon av bipolare fluidstrømningsplater som indikert i Fig. 3 og 4. For å øke dimensjonen til stakken med brenselsceller ytterligere, har de foreliggende oppfinnerne gjenkjent at den bipolare platen i vesentlig grad kan få tykkelsen redusert ved å koordinere kanalstrukturer på motstående sider av platene 31, 32.

I den kjente konfigurasjonen i Fig. 4 er tykkelsen til de bipolare platene 31, 32 bestemt i samsvar med dybden til kanalen som kreves på begge sidene av platen, pluss tilstrekkelig tykkelse hos platen som ligger mellom kanalbunnene for å sikre strukturell integritet hos platen. Dette er vist i Fig. 4. Som vist er tykkelsen til den bipolare platen 31, 32 Tp generelt lik dybden til anodekanalen dA pluss dybden til katodekanalen dc pluss tykkelsen til en mellomliggende plate T|.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er konfigurasjonen til anode- og katode-fluidstrømningskanalene på begge sidene til de bipolare platene koordinert, slik at antallet overgangspunkter hvor anodekanalene 37 overligger katodekanalene 36 er redusert, fortrinnsvis til null.

Når dette er utført er anode- og katode-fluidstrømningskanalene 36, 37 i seg selv koordinert på en innskutt måte som vist i Fig. 5.1 denne konfigurasjonen skal det bemerkes at platetykkelsen TP nå generelt er lik dybden til anodekanalen dA pluss dybden til katodekanalen dc minus en kanaldybde-overlapping T0. Mellomrommet mellom kanalene, eller veggtykkelsen (SA, Sc) på hver side av platenøkes tilstrekkelig til å tilpasses bredden til den mellomliggende kanalen på den andre siden av platen pluss et indre kanalmellomrom Si innenfor platen mellom hver nærliggende kanal på vekslende sider av platen.

I Fig. 5 er en rektangulær kanalprofil vist, som enkelt kan dannes ved hjelp av ulike kjemiske etseteknikker, elektrokjemisk maskinering, smergelmaskinering eller andre passende materialfjerningsprosesser. Som det fremgår av Fig. 6 kan andre kanalprofiler, slik som en triangulær profil, anvendes for samme effekt. I Fig. 6 skal det imidlertid bemerkes at den bestemte kanalprofilen tillater at kanalmellomrommet SA og Scpå hver side av platen ikke behøver å øke i samme grad som i Fig. 5 for å opprettholde et effektivt indre kanalmellomrom Sj. I disse eksemplene anvendes en "past-centre" materialfjerningsprosess for å danne kanaler 36, 37 i en dybde større enn midten av platetykkelsen.

For å tillate anvendelsen av en slik "past-centre" materialfjerningsprosess konfigureres anode-og katode-fluidstrømningskanalene for å unngå overlagring av kanalene over en vesentlig del, og fortrinnsvis hele av det aktive området til de bipolare platesidene.

Et serpentin- og mellomfingret kam-mønster er vist som et eksempel i Fig. 7. I Fig. 7 omfatter en bipolar fluidstrømningsplate 70 et første innløpssamlerør 71 som fortrinnsvis omfattere n åpninger gjennom hele tykkelsen av platen 70. Det første innløpssamlerøret 71 er forbundet med kam-strukturkanalene 74 som er dannet på en første overflate hos den bipolare platen. Kam-struktur- kanaler 73 leder fluid til det tilsvarende første utløpssamlerøret 72, som også fortrinnsvis omfatter en åpning gjennom hele tykkelsen av platen 70.

Et andre innløpssamlerør 75 og et andre utløpssamlerør 76 omfatter fortrinnsvis respektive åpninger gjennom hele tykkelsen av platen. På den motsatte overflaten hos den bipolare platen, og derfor vist med stiplet linje, er en serpentinkanal 77 som er forbundet henholdsvis med det andre innløpssamlerøret 75 og det andre utløpssamlerøret 76.1 bruk forsynes gass gjennom det andre innløpssamlerøret 75 og passerer gjennom serpentinkanalen 77 hvorfra den transporteres inn i en nærliggende porøs elektrode (via et støttelag dersom dette brukes). Ubrukt gass, sammen med vannreaksjonsproduktet passerer ut fra serpentinkanalen 77 til katode-utløpssamlerøret 76.

Det skal forstås at risset av kanalene 73, 74, 77 i Fig. 7 kun er vist skjematisk, og at antallet "tenner" i hver mellomliggende kamstruktur av kanalmønstret, likesom antallet passeringer i serpentinstrukturen er betydelige. I et typisk eksempel er platekanaltettheten fem kanaler per centimeter plateoverflate. En typisk plate med elektrodedimensjoner 10 x 10 cm fremskaffer en serpentinkanal med tjuefem gjennomløp over bredden av platen i en retning, og et par mellomliggende kammer fremskaffer sammen et tilsvarende antall "tenner" som strekker seg over bredden av platen mellom serpentingjennomløpene.

I en nåværende foretrukket utførelsesform med kanaler med tilnærmet rektangulært tverrsnitt, med en typisk tykkelse Tp på de bipolare fluidstrømningsplatene på 0,8 mm mens anode- og katodekanalene 73, 74, 77 har en dybde (dA, dc) på omtrent 0,5 mm. Overlappingen på kanaldybden, T0er derfor 0,2 mm. Fortrinnsvis er kanalbredden 0,7 mm, mellomrommet mellom kanalene Scog SA på hver side av den bipolare platen 1,1 mm og det indre mellomrommet mellom kanalene Si er 0,2 mm.

I foretrukne utførelsesformer er platetykkelsen Tp i området 0,3 til 1, 5 mm, kanaldybdene dA og dc er i området 0,2 til 1,1 mm, overlappingen mellom kanaldybdene er i området 0,1 mm til 0,4 mm, kanalmellomrommene Scog SA er i området 0,5 mm til 1,5 mm og det indre mellomrommet mellom kanalene er i området 0,05 mm til 0,35 mm.

I de foretrukne konfigurasjonene som er vist er både anodekanalen 73 og katodekanalen 77 dannet med like dybder, hvor begge er større enn halvparten av tykkelsen til plata. Imidlertid skal det forstås dit hen at kanaldybdene kan være ulike, materialfjerningsprosessen på den ene siden av den bipolare platen er dypere enn den på den andre siden.

Det skal også forstås dit hen at de relative breddene til anode- og katode-kanalene kan varieres. Variasjonen av relative bredder og dybder hos anodekanalene og katodekanalene muliggjør variasjon i det relative volumet til anodekanalene versus katodekanalene, som kan være nyttig for eksempel ved å opprettholde passende fluidstrømmer med ulike fluider.

Et vesentlig antall alternative kanalmønstre i den bipolare fluidstrømningsplaten kan anvendes.

Fig. 10 viser to slike alternative mønstre. I Fig. 10a omfatter kanalmønstret 100 et første (for eksempel anode-) kanalmønster omfattende fire kamstrukturer 101, hvor tennene til disse er forbundet med respektive mellomliggende kanaldeler 102 ved hjelp av tvungen diffusjon gjennom den nærliggende porøse elektroden. Det er derfor mulig å opprettholde en fluidstrøm fra samlerørene 103 til samlerørene 104 via kanalene 101 og 102.

På skrå i forhold til det aktive området til den bipolare fluidstrømningsplaten (men på den motsatte siden av denne) er det et andre (for eksempel katode-) kanalmønster omfattende et par kontinuerlige divergerende og rekonvergerende kanaler 105,106 som muliggjør at en fluid-strømning opprettholdes mellom manifoldene 107, 108.

Det skal forstås ut fra henvisningene ovenfor at anoden og katoden kan være motsatt, slik at kamkanalene anvendes som katodekanaler og serpentinmønsterne anvendes som anodekanalen

Fig. 10b viser et alternativt kanalmønster 110 som det i Fig. 10a, hvor de kontinuerlig splittede divergerende og rekonvergerende kanalene 105 er mønstret slik at de krever ulike lengder av mellomliggende kanaldeler 102 i kammønster-kanalene 101.

Generelt tillater de ovenfor beskrevne utførelsesformene en kombinasjon av en kontinuerlig

divergerende og rekonvergerende fluidstrømingskanaler på en side av en bipolar fluidstrømnings-plate sammen med en mellomfingret "kam"-liknende strømningskanal på den andre siden av den bipolare fluidstrømningsplaten, begge kanalene er i en dybde som overstiger halve platetykkelsen. Denne konfigurasjonen tar hensyn til et større tverrsnitt på strømningsområdet, innenfor hvert enkelt fluidstrømningsspor, for enhver gitt platetykkelse. Dette fremskaffer en forbedret volumetrisk gjennomstrømning, for ethvert spesifisert trykkfall innenfor et slikt spor for en gitt platetykkelse.

Det skal observeres fra Fig. 7, Fig. 10a og Fig. 10b at det ikke er noen overliggende punkter hvor noen del av anodekanalstrukturen overligger noen del av katodekanalstrukturen. Dette arrangementet representerer en effektiv balanse mellom maksimering av arealet til kanalen på hver side av den bipolare fluidstrømningsplaten og minimering av platetykkelsen. Mange andre geometriske mønstre hos anode- og katodekanalene kan anvendes som møter dette kriteriet i varierende grad. I utførelsesformene i Fig. 10a, 10b strømmer fluid på tvers av "diskontinuiteter" i kanalene (for eksempel mellom kanalseksjoner 102,103) som påvirkes av tvungen diffusjon gjennom den nærliggende porøse elektroden (det vil si ut av planet til fluidstrømningsplaten).

Det henvises til Fig. 8, hvor det sees at krysningspunktet kan arrangeres passende, for eksempel på utsiden av det aktive området til platen, for eksempel i kanalene som fører til hver individuelle tann i kamstrukturen. I illustrasjonen gjøres dette ved periodevis reduksjon av dybden dA hos kanalen 73 i området 80 hvor kanalen overligger en tverrgående kanal 77. I dette arrangementet kan det væreønskelig å lokalt øke bredden av kanalen 73 i området 80 for å kompensere for det temporære tapet av kanaldybden, for med dette å opprettholde fluidstrømningskapasiteten til kanalen.

Andre fremgangsmåter eksisterer for å tillate begrensede overkrysningspunkter hvor anode-fluidstrømningskanalene må overligge (det vil si traversere) katode-fluidstrømningskanalene og hvor tvungen diffusjon gjennom den nærliggende elektroden ikke er fullstendig tilfredsstillende.

Det er funnet at de porøse elektrodene nærliggende fluidstrømningsplaten og kanalene i denne kan produseres på passende måte med en maskinelt, tilslipt eller preget overflate hvor mindre området av plasserte kanaler dannet i denne kan anvendes til å fremskaffe en fluidstrømningsbane på tvers av en diskontinuerlig fluidstrømningskanal i den bipolare platen.

Med henvisning til Fig. 9 omfatter den bipolare fluidstrømningsplaten 91 en anodekanal 94 (som strekker seg på tvers av tegningen, som vist) med en diskontinuitet i området 95 hvor en katodekanal 96 strekker seg på tvers under. For å fremskaffe kontinuitet for fluidstrømmen som indikert med pilene, er en mindre omløpskanal 97 dannet i overflaten til anoden 92 som registrerer med endene av den diskontinuerlige kanalen 94 i den bipolare fluidstrømningsplaten 91. Omløpskanal 97 tillater med dette fluidforbindelse mellom endene av kanalen 94 på begge sidene av tverrkanalen 96 ut av planet til den bipolare platen 91.

Liknende strukturer kan anvendes når en katodekanal trenger å traversere en underliggende anodekanal. På denne måten kan en omløpskanal 97 dannes i overflaten til en katode som i overflaten til anoden.

Fortrinnsvis er omløpskanalene 97 som er dannet i en porøs anode 92 eller katode 93 av tilstrekkelig lengde kun for å traversere området 95 som overligger tverrkanalen 96. I en foretrukket utførelsesform ligger lengdene til omløpskanalene i området 0,1 mm til 2,0 mm. Bredden og dybden til omløpskanalene tilsvarer fortrinnsvis til breddene og dybdene til kanalene i den bipolare fluidstrømningsplaten som de er forbundet med. Fortrinnsvis er omløpskanalene dannet i de porøse karbonelektrodene ved bruk av kjente abrasive fjerningsteknikker slik som partikkel støt.

Med de samarbeidende anode- og katode-fluidstrømningskanalene 36, 37 som beskrevet ovenfor skal det bemerkes at dersom identiske bipolare plater 32 ble anvendt i en stakk (som vist i

Fig. 3), vil dette resultere i motsatte anode- og katode-fluidstrømningskanaler på begge sider av membranelektrode-sammenstillingen 11-13 som er forskjøvet i forhold til hverandre. Dersom det erønskelig å ha dem overliggende hverandre, kan fluidstrømningskanalene til nærliggende bipolare plater (det vil si på en vekslende måte ned en stakk) være sideveis forskjøvet fra

hverandre for å innrette anode- og katode-strømningskanaler.

Selv om eksemplene i den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med brenselscelle-anordninger som krever motgående gassstrømmer, skal det forstås at fremgangsmåten også kan utvides til synteseceller som anvender membran- eller diafragmaseparasjon med anvendelse i elektrolytisk produksjon avgasser i "nullgaps"-celler. Andre utførelsesformer av oppfinnelsen er innenfor rammen av de vedlagte patentkravene.

Claims

1. Apparat omfattende: en bipolar fluidstrømningsplate (91) for en brenselscelle omfattende et elektrisk ledende, ikke-porøst sjikt med en første fluidstrømningskanal (94) dannet som et mønster inn i en første side av sjiktet og en andre fluidstrømningskanal (96) dannet som et mønster i den motsatte siden av sjiktet, hvor den kombinerte dybden (dA + dc) til den første og andre kanalen i et aktivt område av platen overstiger den totale tykkelsen til platen, i det minste den første fluidstrømningskanalen (94) er diskontinuerlig i den første siden av den bipolare fluidstrømningsplaten (91), og en porøs elektrode (92) montert nærliggende den første siden, hvilken porøse elektrode omfatter omløpskanaler (97) samregistrert med de diskontinuerlige strømningskanalene (94) i den bipolare fluidstrømningsplaten (91) for slik å tillate fluidforbindelse mellom nærliggende ender av de diskontinuerlige strømningskanalene (94).

2. Apparat omfattende: en bipolar fluidstrømningsplate (91) for en brenselscelle omfattende et elektrisk ledende, ikke-porøst sjikt med en første fluidstrømningskanal (94) dannet som et mønster inn i en første side av sjiktet og en andre fluidstrømningskanal (96) dannet som et mønster i den motsatte siden av sjiktet, hvor den kombinerte dybden (dA + dc) til den første og andre kanalen i et aktivt område av platen overstiger den totale tykkelsen til platen, i det minste den første fluidstrømningskanalen (94) er diskontinuerlig i den første siden av den bipolare fluidstrømningsplaten (91), og en porøs elektrode montert nærliggende den første siden, hvilken porøse elektrode tillater fluidforbindelse mellom nærliggende ender av de diskontinuerlige strømningskanalene gjennom tvunget diffusjon gjennom den porøse elektroden.

3. Apparat i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat dybden (dA) til den første kanalen (94) og dybden (dc) til den andre kanalen (96) begge hver overstiger halve av platetykkelsen.

4. Apparat i samsvar med patentkrav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat kanaldybdene hovedsakelig er uniforme på tvers av hele det aktive området av platen (91).

5. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat omløpskanalene (97) er arrangert til å overligge deler (95) av den bipolare fluidstrømningsplaten (91), hvor andre fluidstrømningskanaler (96) på motsatt side av den bipolare fluidstrømningsplaten (91) traverserer kanalmønstret på den første siden.

6. Apparat i samsvar med patentkrav 1 eller2,karakterisert vedat mønsteret til den første kanalen (94) er konfigurert til å ha ingen deler derav direkte overliggende mønsteret til den andre kanalen (96) over et vesentlig område av sjiktet.

7. Apparat i samsvar med patentkrav 6,karakterisert vedat mønstret til den første kanalen (94) er konfigurert til å ha ingen av sine deler direkte overliggende mønstret til den andre kanalen (96) over hele området av sjiktet.

8. Apparat i samsvar med patentkrav 1, 2 eller 3,karakterisert veddet indre kanalmellomrommet mellom kanalene (94, 96) på motsatte sider av platen (91) er minst 0,1 mm.

9. Apparat i samsvar med patentkrav 1 eller 5,karakterisert vedat lengden til omløpskanalene (94) ligger i området 0,1 til 2,0 mm.