RU2001101885A

RU2001101885A - Состоящий из биполярной пластины и мембранно-электродной группы газонепроницаемый комбинированный блок для топливных элементов с полимерными электролитическими мембранами

Info

Publication number: RU2001101885A
Application number: RU2001101885/09A
Authority: RU
Inventors: КОШАНИ Петра (DE); КОШАНИ Петра
Original assignee: Манхэттен Сайнтификс; Манхэттен Сайнтификс, Инк.; Инк. (US)
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2002-12-20
Also published as: CN1147016C; AU5616499A; CN1307734A; NO20006707D0; DE19981229D2; DE19829142A1; JP2002520777A; TR200003802T2; IL140490A0; WO2000002279A3; BR9911759A; DE59904466D1; ID28230A; NO20006707L; CA2336208A1; ATE233951T1; EP1095415B1; WO2000002279A2; KR20010071677A; US6783883B1

Claims

1. Комбинированный блок, состоящий из мембранно-электродной группы (МЭГ) (8, 4а, 4b) и биполярной пластины (1), для топливного элемента как конструктивного элемента батареи топливных элементов, при этом МЭГ имеет полимерную электролитическую мембрану (8) и газодиффузионный слой (4а, 4b), который в комбинированном блоке прилегает к этой мембране за исключением ее края и к противоположной от мембраны стороне которого прилегает биполярная пластина (1), которая выступает за край газодиффузионного слоя с образованием круговой краевой пространственной зоны, ограниченной сверху, изнутри и снизу биполярной пластиной (1), газодиффузионным слоем (4а, 4b) и мембраной (8), отличающийся тем, что указанная круговая пространственная зона вплоть до ограничивающих ее поверхностей без зазоров и газонепроницаемо заполнена затвердевшим клеящим веществом (7).

2. Комбинированный блок по п. 1, отличающийся тем, что водородная сторона биполярной пластины (1) склеена с анодной стороной МЭГ (8, 4а, 4b).

3. Комбинированный блок по п. 1 или 2, отличающийся тем, что глубина проникновения клеящего вещества (7) в газодиффузионный слой (4а) составляет от 0,2 до 1 мм.

4. Комбинированный блок по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что затвердевшее клеящее вещество (7) представляет собой отвержденный силикон или эпоксидную смолу.

5. Комбинированный блок по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что биполярная пластина (1) и/или мембрана (8) в зоне нанесения клеящего вещества предварительно обработаны веществом, повышающим прочность сцепления.

6. Комбинированный блок по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что соединенная с затвердевшим клеящим веществом (7) краевая зона биполярной пластины (1) и поверхность ее газораспределительной структуры (6) лежат в одной плоскости.

7. Комбинированный блок по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что на участке анодных и/или катодных газопроводящих отверстий окружающие эти отверстия (2а, 2b) пространственные зоны, ограниченные сверху, снаружи и снизу биполярной пластиной (1), газодиффузионным слоем (4а, 4b) и мембраной (8), также без зазоров и газонепроницаемо заполнены затвердевшим клеящим веществом.

8. Способ изготовления газонепроницаемого комбинированного блока по меньшей мере из одной биполярной пластины и по меньшей мере из одной мембранно-электродной группы (МЭГ) по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что для герметичного заполнения круговой пространственной краевой зоны, ограниченной сверху, изнутри и снизу биполярной пластиной (1), газодиффузионным слоем (4а, 4b) и мембраной (8), сначала по краю мембраны или биполярной пластины наносят жидкотекучее клеящее вещество в виде уплотнительного валика, который по высоте выступает над газодиффузионным слоем и объем которого подбирают таким образом, чтобы он полностью заполнял указанную пространственную зону, и после этого за счет соединения вместе мембраны, газодиффузионного слоя и биполярной пластины в комбинированный блок клеящему веществу придают форму указанной пространственной зоны и в таком виде дают затвердеть.

9. Способ по п. 8 для реакции водорода с кислородом, отличающийся тем, что водородную сторону биполярной пластины, соответственно МЭГ склеивают нанесением клеящего вещества на водородную сторону биполярной пластины, соответственно МЭГ.

10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что клеящему веществу перед затвердеванием дают проникнуть в газодиффузионный слой на глубину 0,2-1 мм.

11. Способ по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что склеивание осуществляют с использованием отверждаемого силикона или эпоксидной смолы.

12. Способ по любому из пп. 8-11, отличающийся тем, что биполярную пластину и/или мембрану в зоне нанесения клеящего вещества предварительно обрабатывают веществом, повышающим прочность сцепления.

13. Способ по любому из пп. 8-12, отличающийся тем, что для позиционирования МЭГ, имеющей или не имеющей газодиффузионных слоев, на биполярной пластине используют пневматическую прижимную пластину.

14. Способ изготовления газонепроницаемого комбинированного блока по п. 7, имеющего анодные и/или катодные газопроводящие отверстия, по любому из пп. 8-13, отличающийся тем, что по меньшей мере одно из газопроводящих отверстий (2а, 2b), предназначенное для прохождения газа, который не должен проникать в газовую полость комбинированного блока, герметизируют аналогично краевой пространственной зоне склеиванием с использованием клеящего вещества.

15. Применение состоящего из биполярной пластины и МЭГ комбинированного блока по любому из пп. 1-7 в батареях топливных элементов и/или электролизерах многоячейковой конструкции, заключающееся в том, что несколько состоящих из биполярной пластины и МЭГ комбинированных блоков по любому из пп. 1-7 последовательно электрически соединяют в батарею.