WO2003047017B1 - Platte wie bipolarplatte sowie verfahren zum herstellen einer solchen - Google Patents

Platte wie bipolarplatte sowie verfahren zum herstellen einer solchen

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Platte (14), die aus zumindest zwei miteinander verbundenen Abschnitten (16, 18) zusammengefügt ist, von denen zumindest ein Abschnitt aus einem Kunststoff und einem Kohlenstoff-Füllstoff besteht, wobei die Platte zumindest bereichsweise durch zum Beispiel offene oder geschlossene Kanäle (22) zum Führen bzw. Durchströmen eines Fluids strukturiert ist. Um auf einfache Weise die Platte mit gewünschten Konturen zu versehen, wird vorgeschlagen, dass die die Platte bildenden Abschnitte durch Erwärmen und anschließendes Erhärten des in zumindest einem der Abschnitte vorhandenen aushärtbaren Kunststoffs verbunden sind.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE[beim Internationalen Büro am 19 Februar 2004 (19.02.04) eingegangen, ursprüngliche Ansprüche 1-19 durch neue Ansprüche 1-17 ersetzt]PatentansprüchePlatte wie Bipolarplatte sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen
1. Platte (14, 38, 60, 78), insbesondere Bipolarplatte bestimmt für eine Brennstoffzelle oder Separatorplatte oder Elektrodenplatte, die aus zumindest zwei miteinander verbundenen Abschnitten (16, 18, 34, 36, 62, 64, 66, 68, 70, 80, 82) zusammengefügt ist, von denen zumindest ein Abschnitt, vorzugsweise beide Abschnitte aus einem wärmeaushärtbaren und/oder thermoplastischen Kunststoff und einem Kohlenstoff-Füllstoff mit einem Füllstoffanteil von vorzugsweise 70 Gew.% bis 95 Gew.% bestehen, wobei die Platte zumindest bereichsweise durch z. B. offene oder geschlossene Kanäle (22, 72, 74, 76) zum Führen bzw. Durchströmen eines Fluid strukturiert ist, wobei die die Platte (14, 38, 60, 78) bildenden Kanäle begrenzenden Abschnitte (16, 18, 34, 36, 62, 64, 66, 68, 70, 80, 82) durch Erwärmen und anschließendes Erhärten des in zumindest einem der Abschnitt vorhandenen aushärtbaren Kunststoffs verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (14, 38, 60, 78) durch Ultraschall- oder Reibschweißen verbunden sind.
2. Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (16, 18, 34, 36, 62, 64, 66, 68, 70, 80, 82) der Platten (14, 38, 60, 78) punkruell verschweißt sind.
3. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in zumindest einem der Abschnitte (16, 18, 34, 36, 62, 64, 66, 68, 70, 80, 82) vor Nerbinden dieses mit dem anderen Abschnitt vorhandene Kunststoff ein Thermoplast und/oder ein nicht ausgehärteter Duroplast ist. 16
4. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (62) der Platte (60) zumindest auf einer Flachseite eine glatte Oberfläche aufweist, auf der zueinander beabstandete zweite Abschnitte (64, 66, 68, 70) zur Begrenzung offener Kanäle (72, 74, 76) angeordnet sind.
5. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abschnitt (34, 36) in zumindest jeweils einer ersten Flach¬ seite (48, 50) rinnenförmige Nertiefung (52, 54) aufweisen, die bei verbundenem ersten und zweiten Abschnitt zur Bildung von geschlossenen Kanälen fluchtend oder im Wesentlichen fluchtend zueinander ausgerichtet sind.
6. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (16, 18, 34, 36, 62, 64, 66, 68, 70, 80, 82) unterschiedliche Materialzusammensetzungen und/oder voneinander abweichende chemische und/oder physikalische Eigenschaften aufweisen.
7. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abschnitt (34, 36, 80, 82) plattenförmig ausgebildet sind und dass zwischen ihren aufeinanderliegenden Flachseiten (48, 50) ein Folie (56, 94) angeordnet ist.
8. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (94) elektrisch isolierend ist.
9. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (56) elektrisch leitend ist. 17
10. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (94) eine Diffussionssperre bildet.
11. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (56) zum Durchlassen von Fluid Durchbrechungen aufweist.
12. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Platte (38, 78) bildenden Abschnitte (34, 36, 80, 82) gleiche oder im Wesentlichen gleiche U fangsgeometrien aufweisen.
13. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenformigen Abschnitte (34, 36, 80, 82) fluchtend oder im Wesentlichen fluchtend aufeinanderliegen.
14. Platte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine insbesondere plattenfÖr ige Abschnitt (36) poröser als der andere insbesondere plattenförmige Abschnitt (34) ist.
15. Verfahren zum Herstellen einer Platte (14, 38, 60, 78), insbesondere Bipolarplatte bestimmt für eine Brennstoffzelle oder Separatorplatte oder Elektrodenplatte, die aus zumindest zwei Abschnitten (16, 18, 34, 36, 62, 64, 66, 68, 70, 80, 82) zusammengefügt wird, von denen zumindest einer, insbesondere beide aus einem wärmeaushärtbaren und/oder thermoplastischen Kunststoff und einem Kohlenstofffüllstoff mit einem Füllstoffanteil von vorzugsweise 70 Gew.% bis 95 Gew.% bestehen, wobei die die Platte (14, 38, 60, 78) bildenden Abschnitte (16, 18, 34, 36, 62, 64, 66, 68, 70, 80, 82) in gewünschter Anordnung zueinander derart ausgerichtet werden, dass sich die Abschnitte zumindest bereichsweise flächig berühren, dass die Abschnitte im Bereich ihrer flächigen Berührung derart erwärmt werden, dass in zumindest einem der Abschnitte vorhandener war 18
meaushärtbarer Kunststoff erweicht und anschließend durch natürliche oder kontrollierte
Abkühlung erhärtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff durch Relativbewegung zwischen den Abschnitten erwärmt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoff punktuell erwärmt wird.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte durch Ultraschall- und/oder Reibschweißen verbunden werden.
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